低碳城市規(guī)劃研究綜述

低碳城市規(guī)劃研究綜述

為了有效地改變世界氣候，減少二氧化碳等溫室氣體的排放，低碳經(jīng)濟(jì)和低碳城市的研究和實(shí)踐已成為世界難題。城市是碳減排的關(guān)鍵,而城市規(guī)劃作為建設(shè)城市和管理城市的基本依據(jù),必然擔(dān)負(fù)著建設(shè)低碳城市的重要角色。但對(duì)于城市規(guī)劃中如何有效落實(shí)低碳城市建設(shè)理念,如何確定低碳城市規(guī)劃定位、內(nèi)涵,構(gòu)建低碳城市規(guī)劃研究的理論基礎(chǔ),以及如何具體實(shí)施、今后的發(fā)展方向等,都需要進(jìn)一步深入研究。1國(guó)外的研究和實(shí)踐1.1低碳經(jīng)濟(jì)的概念“低碳”一詞首先出現(xiàn)在英國(guó)《我們未來(lái)的能源——?jiǎng)?chuàng)建低碳經(jīng)濟(jì)》(StateforTradeandIndustry,UK,2003)白皮書的“低碳經(jīng)濟(jì)”概念中,低碳經(jīng)濟(jì)的核心思想是以更少的能源消耗獲得更多的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。城市作為碳減排的關(guān)鍵,低碳城市的概念也應(yīng)運(yùn)而生,但對(duì)于低碳城市目前國(guó)際上尚無(wú)統(tǒng)一界定的內(nèi)涵,一般認(rèn)為:低碳城市是以城市空間為載體發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),實(shí)施綠色交通和建筑,轉(zhuǎn)變居民消費(fèi)觀念,創(chuàng)新低碳技術(shù),從而達(dá)到最大限度地減少溫室氣體的排放。1.2“空間碳排放量”發(fā)展模式目前,有關(guān)低碳城市與低碳城市規(guī)劃的研究文獻(xiàn)已開始涌現(xiàn)。方偉堅(jiān)(Fong,2007)等認(rèn)為碳排放與城市形態(tài)結(jié)構(gòu)存在著一定關(guān)系,提倡緊湊城市的空間發(fā)展模式;格萊澤和卡恩(Glaeser,Kahn,2008)研究了碳排放量與土地利用的關(guān)系,認(rèn)為對(duì)土地利用的限制和約束越嚴(yán)格,居民生活的碳排放量水平越低,例如高密度中心區(qū)的人均碳排放量要比低密度郊區(qū)的少;克勞福德和弗倫奇(Crawford,French,2008)探討了英國(guó)空間規(guī)劃與低碳目標(biāo)之間的關(guān)系,認(rèn)為實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo)的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)變規(guī)劃管理人員和規(guī)劃師的觀念,在空間規(guī)劃中重視低碳城市理念和加強(qiáng)低碳技術(shù)的運(yùn)用。1.3研發(fā)高性能技術(shù)近年來(lái),世界上許多國(guó)家均出臺(tái)了應(yīng)對(duì)氣候變化的國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃(1),主要針對(duì)工業(yè)、汽車、能源等領(lǐng)域,通過(guò)頒布法案、政府政策以及國(guó)際公約等方式,來(lái)研發(fā)推廣高性能技術(shù),減少高碳能源的使用以及利用可再生能源等,最終實(shí)現(xiàn)溫室氣體的減排指標(biāo)。2007年在巴厘島召開的《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》第13次締約方大會(huì),初步提出了發(fā)達(dá)國(guó)家在2020年前將溫室氣體排放量比1990年減少25%~40%的目標(biāo)。1.4健全區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行天然氣發(fā)電目前國(guó)際上一些城市在低碳發(fā)展某些領(lǐng)域起到了領(lǐng)跑的作用。例如倫敦制定了包括碳減排、可再生能源利用等目標(biāo),建立倫敦氣候變化管理局、設(shè)施分布能源管理供給部門等;東京逐漸普及建筑節(jié)能,進(jìn)行天然氣發(fā)電,同時(shí)充分進(jìn)行余熱利用等;柏林建立了完善的熱電聯(lián)產(chǎn)和區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò),同時(shí)發(fā)展微型發(fā)電等;哥本哈根則建立了廣闊的熱電聯(lián)產(chǎn)和區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò),同時(shí)大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電等;巴塞羅那則規(guī)定所有新的開發(fā)建設(shè)都需安裝太陽(yáng)能集熱器。由于目前國(guó)際上還沒(méi)有形成廣泛共識(shí)的低碳城市評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,因此尚無(wú)得到公認(rèn)的低碳城市。1.5低碳特殊研究低碳城市的實(shí)現(xiàn)需要一定的載體,主要體現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)、交通、建筑、能源等方面,同時(shí)也應(yīng)從價(jià)值觀念、消費(fèi)習(xí)慣等方面大力倡導(dǎo)低碳生活方式。1.5.1《低碳產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》低碳產(chǎn)業(yè)包含兩方面的涵義,一是本身就是低能耗、低排放的產(chǎn)業(yè)類型;二是以低碳技術(shù)為載體的產(chǎn)業(yè)類型,如新能源產(chǎn)業(yè)等。2009年3月6日,英國(guó)商業(yè)、企業(yè)和改革部提出《低碳產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略遠(yuǎn)景》(LowCarbonIndustrialStrategy:Avision),包含提高能源效率、重視在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中使用可再生能源、開發(fā)和生產(chǎn)低碳汽車以及建設(shè)低碳研發(fā)中心等4個(gè)方面重要內(nèi)容。2004年新加坡國(guó)立大學(xué)設(shè)計(jì)與環(huán)境學(xué)院對(duì)新加坡裕廊工業(yè)園進(jìn)行了以能源低碳為方向的總體規(guī)劃概念方案探索(圖1),設(shè)想在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)通過(guò)發(fā)展新型建筑、綠色基礎(chǔ)設(shè)施和生物能電力生產(chǎn),建立生物循環(huán)系統(tǒng),淘汰以化石燃料為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的低碳化發(fā)展。1.5.2風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)丹麥目前是歐洲乃至世界上風(fēng)力發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展最好的國(guó)家。據(jù)丹麥電網(wǎng)(Energinet.dk)公司統(tǒng)計(jì),2007年丹麥風(fēng)力發(fā)電達(dá)到了其總發(fā)電量的19.4%,風(fēng)能發(fā)電機(jī)在全國(guó)均有廣泛分布(圖2),同時(shí)建立了高效的熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)(圖3)。德國(guó)在太陽(yáng)能供熱和光伏發(fā)電方面已走在了世界的前列。根據(jù)德國(guó)太陽(yáng)能協(xié)會(huì)(BSW)的統(tǒng)計(jì),2007年德國(guó)利用太陽(yáng)能共供熱658MWth,占整個(gè)歐洲市場(chǎng)的34%(圖4);近年來(lái),德國(guó)光伏發(fā)電發(fā)展迅速(圖5),2008年德國(guó)新安裝光伏發(fā)電裝置為1500MWp,目前裝置總額為5334MWp,光伏發(fā)電規(guī)模居世界第一位。1.5.3混合動(dòng)力汽車2009年英國(guó)政府規(guī)劃了到2050年的低碳車輛技術(shù)路線圖(圖6),此路線圖分為3個(gè)戰(zhàn)略期,短期內(nèi)改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù),中長(zhǎng)期則進(jìn)行混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)力汽車的研發(fā)。2007年新西蘭在其能源戰(zhàn)略中提出了低碳交通的行動(dòng)方案路徑(圖7),主要包括減少出行、模式選擇、提高燃料使用效率和燃料替代等4個(gè)方面的策略。1.5.4可持續(xù)的住宅標(biāo)準(zhǔn)體系英國(guó)社區(qū)和地方發(fā)展部于2006年制定了可持續(xù)住宅的標(biāo)準(zhǔn),旨在建立一個(gè)全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)可持續(xù)建筑的建設(shè)?？沙掷m(xù)的住宅標(biāo)準(zhǔn)體系包括:能源/CO2、水、健康和福祉、材料、管理、地表水徑流、生態(tài)、廢物利用等8個(gè)方面。同時(shí),英國(guó)貿(mào)易與工業(yè)部也推出了資助低碳建筑方案(LCBP),該方案涵蓋整個(gè)英國(guó),其重點(diǎn)是鼓勵(lì)提高能源利用效率和微型發(fā)電,促進(jìn)低碳建筑物建設(shè),包括使用生物能源,方案分為2個(gè)階段共投資6000萬(wàn)英鎊。2中國(guó)研究與實(shí)踐2.1低碳城市發(fā)展路徑目前國(guó)內(nèi)對(duì)低碳城市的研究尚處于探索階段,且以戰(zhàn)略層面為主。中國(guó)科學(xué)院可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究組在其《2009年中國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告》中,提出了中國(guó)低碳城市的發(fā)展戰(zhàn)略設(shè)想,并從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境3個(gè)層面,初步提出了低碳城市的指標(biāo)體系(表1)。付允等學(xué)者(2008)則從系統(tǒng)論的角度提出了低碳城市的發(fā)展路徑,探討了能源、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、技術(shù)的內(nèi)在關(guān)系框架(圖8)。同時(shí)部分國(guó)際組織也積極展開對(duì)中國(guó)的研究。2008年氣候組織(TheClimateGroup)正表12009-2020年中國(guó)低碳城市發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)Tab.1Objectivesoflow-carbonurbandevelopmentstrategyinChina(2009-2020)資料來(lái)源:見(jiàn)參考文獻(xiàn)1第229頁(yè)。圖8低碳城市發(fā)展路徑框架資料來(lái)源:參考文獻(xiàn)13第8頁(yè)。式推出“城市低碳領(lǐng)導(dǎo)力”項(xiàng)目,旨在推動(dòng)地方政府制定相關(guān)政策,促進(jìn)低碳技術(shù)應(yīng)用,構(gòu)建低碳領(lǐng)導(dǎo)力體系,發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)。2009年,亞洲協(xié)會(huì)美中關(guān)系研究中心推出了《中美能源與氣候變化合作路線圖》,制定了優(yōu)先合作領(lǐng)域如采用低排放煤炭技術(shù)、提高能源效率和節(jié)能措施、推廣可再生能源等。2.2與新能源企業(yè)對(duì)接,打造太陽(yáng)能應(yīng)用城市作為世界自然基金會(huì)“中國(guó)低碳城市發(fā)展項(xiàng)目”首批試點(diǎn)城市之一的保定市,于2006年提出“保定·中國(guó)電谷”的戰(zhàn)略構(gòu)想,重點(diǎn)發(fā)展風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)群,現(xiàn)有新能源企業(yè)已超過(guò)160余家,同時(shí)于2007年又提出“太陽(yáng)能之城”的概念,截至到2007年底,保定50%的公共場(chǎng)所、40%的生活小區(qū)、40%的旅游景區(qū)完成太陽(yáng)能應(yīng)用改造,主要包括道路廣場(chǎng)太陽(yáng)能照明和建筑太陽(yáng)能供熱等。上海市崇明東灘生態(tài)城有望成為世界上第一個(gè)碳中和區(qū)域。據(jù)規(guī)劃,生態(tài)城的電力熱力能源全部由當(dāng)?shù)仫L(fēng)能、生物質(zhì)能和太陽(yáng)能獲得,步行、自行車和燃料電池公交車將作為主要出行方式,建筑屋頂將使用草坪和植物的天然隔熱層,同時(shí)城區(qū)80%的固體廢物實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。2.3單位gdp能耗比2005年降低20%的目標(biāo)我國(guó)的《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》中就提出2010年單位GDP能耗比2005年降低20%的目標(biāo)。2007年中國(guó)公布《應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案》、《節(jié)能減排綜合性工作方案》、《應(yīng)對(duì)氣候變化中國(guó)科技專項(xiàng)行動(dòng)》,這體現(xiàn)了我國(guó)政府在應(yīng)對(duì)氣候變化方面所進(jìn)行的低碳建設(shè)努力。2.4低碳建設(shè)要求2.4.1企業(yè)節(jié)能管理2006年4月,國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)同國(guó)家能源辦等機(jī)構(gòu)聯(lián)合下發(fā)了《千家企業(yè)節(jié)能行動(dòng)實(shí)施方案》,開展了實(shí)行節(jié)能目標(biāo)評(píng)價(jià)考核制度、強(qiáng)化企業(yè)節(jié)能管理、開展企業(yè)能源審計(jì)和編制節(jié)能規(guī)劃以及推進(jìn)千家企業(yè)節(jié)能技術(shù)改造等行動(dòng)。臺(tái)灣則出臺(tái)了低碳產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,提出了知識(shí)化、高值化、低碳化的未來(lái)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),制定了節(jié)能技術(shù)升級(jí)、制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及服務(wù)業(yè)擴(kuò)大等具體措施,頒布了制造業(yè)節(jié)能減碳具體的推動(dòng)策略計(jì)劃表。2.4.2中國(guó)與我國(guó)發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃及政策我國(guó)于2005年頒布了《可再生能源法》,2006年制定了《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》,為低碳能源的利用明確了方向,2009年財(cái)政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部下發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用實(shí)施意見(jiàn)》和《太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》,明確要求要加快光伏發(fā)電的建設(shè)。2.4.3建筑節(jié)能建筑標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于建筑節(jié)能,建設(shè)部于2001年頒布了《居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》,2005年頒布了《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》,2006年頒布了《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》,明確提出了我國(guó)劃分綠色建筑的等級(jí)和標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)也規(guī)定了可再生能源在建筑中的利用要求,為我國(guó)低碳建筑發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3低碳城市規(guī)劃的研究3.1低碳發(fā)展模式對(duì)于低碳城市規(guī)劃,同濟(jì)大學(xué)的潘海嘯等提出了低碳城市空間規(guī)劃策略,探索了區(qū)域、總體規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃3個(gè)層面的低碳發(fā)展模式,在區(qū)域?qū)用嫣岢鲆詤^(qū)域公共交通導(dǎo)向的走廊式發(fā)展模式,在總體規(guī)劃層面提倡綠色交通支撐的空間結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)短路徑的土地混合使用,適合人與自行車的地塊尺度,以公共交通可達(dá)性確定開發(fā)強(qiáng)度,在詳細(xì)規(guī)劃層面主要以居住區(qū)規(guī)劃為例,建議限定居住小區(qū)規(guī)模,避免大街區(qū)空間,來(lái)促進(jìn)步行和自行車的使用。3.2低碳城市規(guī)劃當(dāng)前,低碳理念融入城市規(guī)劃的實(shí)踐,主要結(jié)合城市生態(tài)規(guī)劃進(jìn)行探索較多。深圳的光明新區(qū)結(jié)合“綠色新城”建設(shè),在《深圳市近期建設(shè)規(guī)劃(2006-2010)之新城規(guī)劃》中提出“低碳”城市建設(shè)理念,通過(guò)著力培育低碳城市機(jī)能、加快推進(jìn)經(jīng)濟(jì)的低碳轉(zhuǎn)型、建立公交主導(dǎo)的交通系統(tǒng)和大力發(fā)展綠色建筑等措施(2),2008年3月,光明新區(qū)被建設(shè)部列為首個(gè)“綠色建筑示范區(qū)”,并進(jìn)行了一系列的低碳城市建設(shè)實(shí)踐探索。《中新天津生態(tài)城規(guī)劃》和《唐山曹妃甸生態(tài)城規(guī)劃》也分別提出了以減少碳排放為目標(biāo)的規(guī)劃措施,其中《中新天津生態(tài)城規(guī)劃》提出了促進(jìn)綠色建筑、綠色交通、可再生能源利用等措施,明確單位GDP碳排放量不超過(guò)150噸-C/百萬(wàn)美元的控制目標(biāo)(3),《唐山曹妃甸生態(tài)城規(guī)劃》提出了促進(jìn)低消耗、低排放的空間結(jié)構(gòu),并制定了能源管理措施(4)。對(duì)于低碳城市規(guī)劃實(shí)踐,筆者認(rèn)為應(yīng)將低碳城市理念融入城市規(guī)劃法定編制體系,促進(jìn)城市規(guī)劃的不斷完善和發(fā)展創(chuàng)新,是低碳城市規(guī)劃得到有效實(shí)施的關(guān)鍵。在總體規(guī)劃層面,以《昆山市城市總體規(guī)劃》為例,將“低碳城市”作為昆山未來(lái)的發(fā)展目標(biāo)之一,相關(guān)低碳構(gòu)思主要體現(xiàn)在:城市布局的理念主要是公共交通走廊引導(dǎo)居住用地開發(fā),交通樞紐引導(dǎo)城市服務(wù)業(yè)發(fā)展,同時(shí)促進(jìn)周邊用地的混合發(fā)展,減少小汽車的使用,促進(jìn)交通減量和城市運(yùn)行減碳;在能源利用方面,提出能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,促進(jìn)清潔能源和可再生能源的發(fā)展,并提出到2030年萬(wàn)元GDP能耗為0.25噸標(biāo)煤的節(jié)能目標(biāo);在生態(tài)建設(shè)方面,進(jìn)行碳氧平衡分析,提出生態(tài)固碳措施等。在控規(guī)層面,以《蘇州工業(yè)園區(qū)科教創(chuàng)新區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》為例,相關(guān)低碳構(gòu)思主要體現(xiàn)在提出以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為導(dǎo)向的產(chǎn)業(yè)減碳策略;以緊湊集中為導(dǎo)向的混合布局模式;以公共交通為導(dǎo)向的綠色交通系統(tǒng);以擴(kuò)大碳匯為導(dǎo)向的多樣化生態(tài)系統(tǒng);以新能源利用和節(jié)能為導(dǎo)向的清潔能源發(fā)展等。并通過(guò)低碳的目標(biāo)體系和控制指標(biāo)體系,來(lái)具體指導(dǎo)城市用地的開發(fā)建設(shè)。4低碳城市發(fā)展的途徑城市是碳減排的關(guān)鍵,城市規(guī)劃應(yīng)該承擔(dān)起建設(shè)低碳城市的重要角色,但低碳城市建設(shè)理念如何在城市規(guī)劃和建設(shè)中進(jìn)行有效落實(shí),避免停留在炒作理念和新概念階段,就必須通過(guò)深入研究和建設(shè)實(shí)踐探索,明確低碳城市的內(nèi)涵和定位,構(gòu)建低碳城市的理論基礎(chǔ),建立一套可操作、可考量、可推廣的規(guī)劃實(shí)施指標(biāo)體系,并融入法定城市規(guī)劃編制規(guī)范要求,促進(jìn)城市規(guī)劃的發(fā)展創(chuàng)新,才能有效促進(jìn)低碳城市的建設(shè)。4.1城市與生態(tài)城市的核心思想不同生態(tài)城市和低碳城市是當(dāng)前各界關(guān)注的熱點(diǎn),二者的建設(shè)理念和核心內(nèi)涵密切相關(guān),但需要理清低碳城市與生態(tài)城市之間的關(guān)系。首先,低碳城市與生態(tài)城市在核心思想上是一致的,都是關(guān)注生態(tài)環(huán)境方面的問(wèn)題。但同時(shí)兩者之間存在著不同,生態(tài)城市關(guān)注自然環(huán)境、人居環(huán)境等多個(gè)方面,而低碳則主要關(guān)注全球氣候變化,因此相對(duì)來(lái)說(shuō)生態(tài)城市內(nèi)容更寬泛、更綜合,而低碳城市則側(cè)重強(qiáng)調(diào)減少碳排放,提高碳匯,從某種程度上來(lái)說(shuō)低碳城市是生態(tài)城市的一個(gè)子集。因此有專家學(xué)者提出低碳生態(tài)城市的概念(5),將低碳作為生態(tài)城市的重要概念之一來(lái)進(jìn)行闡述。4.2低碳理念融合現(xiàn)行規(guī)劃為有效促進(jìn)低碳城市規(guī)劃研究和建設(shè)實(shí)踐的深入,必須明確低碳城市規(guī)劃的定位。結(jié)合我國(guó)現(xiàn)有城鄉(xiāng)規(guī)劃編制體系,可以有以下3種編制類型:一是現(xiàn)行城鄉(xiāng)規(guī)劃編制體系以外的低碳城市規(guī)劃,作為一種新類型的規(guī)劃;二是作為現(xiàn)行城市規(guī)劃的組成部分進(jìn)行編制,以專項(xiàng)規(guī)劃或獨(dú)立篇章的形式納入現(xiàn)有城鄉(xiāng)規(guī)劃體系;三是低碳理念融入現(xiàn)有法定城鄉(xiāng)規(guī)劃編制體系中,在城市各項(xiàng)規(guī)劃內(nèi)容中實(shí)現(xiàn)低碳目標(biāo),落實(shí)到用地布局、交通模式、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和設(shè)施建設(shè)中。從今后的發(fā)展看,筆者認(rèn)為低碳理念融入現(xiàn)有法定城鄉(xiāng)規(guī)劃編制體系應(yīng)是主要方向,是城市規(guī)劃自身發(fā)展創(chuàng)新的一個(gè)重要方面。4.3城市低碳發(fā)展的必要性分析當(dāng)前,低碳城市規(guī)劃相關(guān)理論研究較少,而低碳城市規(guī)劃和建設(shè)實(shí)踐又迫切需要相關(guān)理論進(jìn)行指導(dǎo),并逐漸系統(tǒng)化。現(xiàn)階段對(duì)于新能源利用以及節(jié)能減排技術(shù)等的研究和實(shí)踐較多,