基于低碳发展的城市规划*

戴星翼 陈红敏

城市是能源消费和温室气体排放的主要区域。根据测算，城市温室气体排放占全球温室气体排放总量的80%[1]。当前，城市化是中国经济发展的重要推动力。城市化的快速发展和大量城市建设所引发的能源消费及碳排放快速增加，与此同时，受城市化建设需求拉动影响，我国的高耗能行业增长迅猛，大大影响了我国产业结构调整和工业节能减排的目标实现。当前，中国碳排放的总量已经成为全球第一，人均碳排放水平也已经超过世界平均水平，甚至超过了法国、西班牙、葡萄牙等国[2]。国际社会对中国的碳减排的压力不断增加。在这种背景下，如何在新型城镇化发展过程中更好地融入和落实低碳发展理念，成为重要的发展命题。

当前我国对低碳城市的研究主要着眼于节能减排的各项技术措施、能源结构的优化等，偏重技术层面[3]。固然低碳技术的发展对于低碳城市建设具有重要意义，但是如何从源头上避免减排压力，是更为重要的选择。城市规划具有公共政策属性[4]，相对于微观的节能减排技术，城市规划通过对城市形态、土地利用、功能布局、城市交通系统等的系统影响，从而更深刻地影响着城市建设和运行过程的碳排放。可以说，科学的城市规划是建设低碳城市的第一步[5]。因此，将低碳发展融于城市规划，在城市规划中落实低碳理念，成为从源头上降低减碳刚性的重要战略选择，也是实现城镇化和低碳发展双赢的重要前提。国内外对于低碳城市规划的研究已有较大的发展，在城市形态、土地利用、交通系统、建筑设计等方面都形成了许多有效的低碳发展对策[6-7]。但是这些研究主要是从对现有城市规划的修正出发，因而比较侧重规划理念，对于城市规划促进低碳发展的核心抓手缺乏有效解析，使得各类低碳城市规划对策过于分散，缺乏系统性。

作为全国最发达的城市之一，上海在其新一轮城市规划中，落实低碳发展理念，不仅是上海建设国际大都市的内在需求，也是服务全国、引领全国低碳城市规划的重要需求。本研究正是在这一背景下，对上海新一轮城市规划中低碳发展思路的一些思考，以期把握城市规划对于促进低碳发展的核心着力点，进而引导城市低碳发展。

1 城市规划对低碳发展的影响

1.1 城市规划的碳锁定效应

城市规划具有“碳锁定”效应。“碳锁定”（Carbon lock-in）概念是由西班牙学者Gregory C. Unruh最早提出的。他在研究为什么气候友好型技术扩散困难时，指出对化石能源系统高度依赖的技术已经成为全球范围的主导技术，这些技术和技术系统与其相适应的社会组织和制度一起，形成一种共生关系，称为“技术—制度综合体”（Techno-Institutional Complex，TIC），这一综合体形成了一种系统内在的惯性，导致技术锁定和路径依赖，阻碍节能低碳或零碳技术的发展，从而也导致对化石能源的依赖，形成“碳锁定”[8]。

从碳排放的来源来说，可以区分为两种类型。一种是生产过程中的碳排放，另一种是消费过程中的碳排放。城市的规划和建设将这两者联系起来。城市规划和建设的需求向上引导产业链生产环节的产品生产需求，从而导致生产过程中的碳排放。而产品被投入使用，则又会形成消费过程中的碳排放。比如基础设施建设，消耗大量的钢铁、水泥等产品，这些产品在生产过程中消耗了大量能源，产生了大量生产过程碳排放；而基础设施在运行维护过程中，又开始消耗大量的能源，产生了大量消费过程碳排放[9]。因此，城市规划实际上锁定了产品生产过程和城市建设过程以及维护运行过程对碳排放的需求。

更重要的是，城市规划通过对城市功能区划分、功能区组团、交通系统、建筑设计等“硬件设施”的规划和建设，在一定程度上也重塑了居民的生产（工作）和生活方式。不同的功能分区能够造成不同水平的居民居住、就业、休闲娱乐等空间的分割，进而对居民的出行需求和日常生活方式产生重要影响。偏好机动出行方式的大马路和大板块的功能分区，使得慢行出行方式变得不适宜，更多地居民转向机动车出行。而为满足汽车出行的需要，政府往往又进一步修建高架和立交，在城市内部开辟交通干道。而在这个过程中，人们的出行方式和生活方式则不断进行修正，以适应进而依赖这些硬件设施的配置。可以说，硬件设施的规划一定程度上锁定了居民的生活方式，同时这些硬件设施和居民的适应性生活方式以及相关的公共政策支撑体系又构成了一个“技术—制度综合体”，使得对其的改变异常困难且成本高昂。从这一点上来说，城市规划一定程度上锁定了城市生产和消费过程的碳排放，构成了“碳锁定”。

因此，在城市规划中融入低碳理念，从源头减少未来对碳排放的需求，降低未来的减碳刚性，可以避免陷入先制造高碳项目然后再思考如何对其进行减碳优化的被动局面。

1.2 传统城市规划的不足及其碳影响

城市规划将城市锁定在“高碳”状态还是“低碳”状态，取决于城市规划本身。

规划是对未来一段时期的城市空间资源配置的计划安排，以指导城乡未来发展。这种计划安排的基础和前提是对未来的研究，然而当前城市规划对于未来的设计过多而研究严重不足，导致大量资源错置，带来巨大的浪费和无效碳排放的增加。其集中表现在如下几个方面。

一是区域城市规划协调不足导致的重复建设和过度建设。包括与产业发展定位相关的重复建设以及基础设施的重复建设等。事实上,一座城市的产业发展，重大基础设施（如机场等）需要放在一个更大的区域范围内统筹考虑，以优化区域的整体资源配置，避免产业同构、重复建设和过度竞争带来的资源浪费。

二是城市规划中对城市人口规模预测的放大倾向带来的人口过疏与设施闲置。为了争取更多的建设用地指标，地方政府在城市规划过程中往往倾向于夸大城市未来人口规模的预期[10]，而忽视人口自然增长以及人口的迁移规律，从而导致城市建设的过疏化和人气不足，以及区域配套设施的闲置或使用率低下。

三是城市规划对城市居民真实需求的研究不足导致资源配置失衡。由于传统的城市规划大多是政府官员与专家学者主导，因而更容易体现社会中上阶层的偏好，对于普通居民的需求偏好存在较大的忽视乃至扭曲，在很多时候，会将“国际一流”的追求置于普通民众的需求之上。这就导致城市规划的过度超前，不仅造成大量的资源闲置和浪费，而且也使得普通居民的需求得不到满足，只能转而寻找其它途径，从而加大城市管理的难度和碳排放。

因此，传统城市规划对于需求的研究不足，导致的资源错置和利用效率低下，可能将城市发展锁定在了某一“高碳”状态。

2 低碳发展对城市规划的需求

2.1 影响城市碳排放的主要因素

能源消费碳排放是城市碳排放的主要来源，从终端能源消费部门来看，城市生产和生活领域的能源消费碳排放主要分为3类来源：产业、建筑和交通，而这3大领域下又可以细分不同的部门。通过解析城市碳排放的估算公式，可以更清晰识别影响城市碳排放的主要因素。城市的能源消费碳排放的估算可以用如下公式表示：

一座城市的能源消费碳排放水平C，由各分部门的能源消费碳排放加总而来。其中Ci表示i部门的碳排放水平；Di表示社会对i部门的产品/服务需求，如用私家车出行距离可以表示对私家车出行服务的需求；Ei/Di表示i部门单位产品/服务的能耗水平，如用私家车出行的百公里油耗表示私家车单位出行距离的能耗水平；Ci/Ei表示i部门单位能耗的碳排放水平。

可以看出，影响能源消费碳排放水平的主要有3类因素：一是部门的服务需求水平；二是单位服务的能源消费需求，这实际上就是能效指标；三是单位能源消费的碳排放水平，这实际上是部门的能源消费结构指标。

2.2 低碳城市建设的主要路径及其规划涵义

根据影响城市碳排放的因素解析， 以及归纳已有的实践，低碳城市建设发展的基本路径有3条，即实现清洁能源替代、提高能效和使社会经济活动的耗能服务需求下降。此外，城市碳汇建设、碳捕获和封存技术的应用也是重要内容。

清洁能源替代的路径能实现碳排放长期稳定，在理论上甚至可以实现零碳排放。这一路径的存在的问题表现在两方面：一是替代性能源供给的持续性。如果不是“取之不尽用之不竭”则应充分评估替代性能源持续、稳定、大量供给的可能性；二是替代性能源的使用成本。通常，清洁能源价格高昂。“能否用得起”决定了清洁能源能否顺利替代高碳能源。就上海而言，能源支出在产品成本构成中占比越高，清洁能源替代路径的可行性越差。降低能源支出在产品成本构成中占比则有赖于产品附加值的提升。这意味着清洁能源替代战略需与城市经济效率的提升相辅相成，要走上低碳发展之路的上海应主动放弃低附加值、高能耗的产业。因此，对于城市规划而言，清洁能源替代项目的规划不仅需要考虑技术可行性，更重要的是考虑整体经济的运行效率上是否可以承受能源成本的上升，否则又可能造成设施和资源闲置。

提高能效具有立竿见影的效果，通常也是最常被采用的路径。这一路径被落实在各种旨在提高能效的技术改造项目和工程上。其主要困扰在于反弹效应的影响和短时间内持续实现重大能效提升技术突破的不可能。就上海而言，在“十一五”、“十二五”时期持续地以“抓重点”的方式进行技术改造以提高能效的情况下，这一路径的潜力日趋有限。如果将该路径延展至非重点领域，则高企的技术改造成本可能使其完全不具有可行性。因此，需要突破能效提升的技术视野，对于城市规划而言，提高能效可以在更为宏观的层面展开，即以单位福利的碳足迹最小化为效率指标，指导效率导向的城市规划，对此后文会有详述。

使社会经济活动的耗能服务需求下降是更具根本性的路径。在整个社会经济活动中，有需要消耗能源的服务活动，也有不需要消耗能源的服务活动。在不改变社会总福利水平的情况下，减少耗能服务的需求，促进零能耗服务对其的替代，是更为根本的低碳选择。其核心实际上就是以人力资本替代自然资本的可持续发展思想。如公众从消费更多服务而非占有物质产品中获得效用和满足。与之相应，厂商向消费者提供的是服务，有形之物的角色仅是服务的载体。由此，产品可能拥有更长的使用寿命、更具兼容性；耐用消费品租赁市场兴旺；服务业发达、而制造业趋于萎缩；废弃物减少等等。其结果是与生活质量的提升相伴随的更少的物质产品生产和更少的能耗、碳排放。因此，城市规划如何在不降低居民生活质量的前提下，减少社会经济活动对耗能服务的需求水平，是非常关键的挑战。

城市碳汇建设，也可以纳入减少社会经济活动的耗能服务需求框架中来考虑，即减少高能耗高碳排放的生态建设活动需求。当前，城市绿地、林地的营造模式需要大量的化石燃料投入，在低碳发展需求下，这样的模式显然不能承担上海城乡生态空间整体营造的需求。必须降低碳汇建设的能耗水平，否则碳汇也有可能转化成碳源。在城市规划的框架下，将城市发展囿于有限空间，将更多地土地还给自然，让更多的农田生态系统承担碳汇功能，避免城市绿地和林地建设的高碳投入，是更为根本也更为低碳的碳汇发展模式。

图1 不同层次的出行需求管理

3 指向低碳发展的城市规划

3.1 需求控制

对城市未来发展需求的把握，是城市规划的重要前提，而从影响碳排放的因素来看，对需求的控制实际上从源头上降低社会经济活动对耗能服务的需求水平。没有需求管理，那么在“反弹效应”的作用下，技术进步、效率提升带来的低碳成果很可能被抵消。

因此，对于需求本身的思考以及在此基础上的低碳引导和规划落实，将有助于实现城市的低碳发展。需要指出的是，对需求的控制不是目的，而是为了找到更真实的需求，从而实现有效供给。

对于产业部门而言，需求的控制和管理实际上是对城市产业发展定位的把握。就上海而言，最为根本的就是上海是否需要工业以及需要怎样的工业，特别是在何种程度上保留重化工业的问题。这里不仅需要考虑本地的需求，也要考虑服务国家发展战略，以及长三角地区协同发展需求。另一个问题就是在城市建设用地总量约束下，工业用地的减量化。至于生产过程中的减排，则主要是通过技术、咨询、金融等服务业的发展和政策激励，为产业部门的节能减排提供支撑和通道，一旦建立了可行的渠道，产业部门的节能减排可以在市场机制下有效运行。

交通部门的需求管理，特别是对内交通，主要体现为出行需求管理。出行需求管理又可以分为不同层次，通过对不同层次上出行需求的剖析，可以发现其各自的低碳发展策略和规划内涵（图1）。第一层次的出行需求管理，是对是否存在出行需求的管理。尽可能减少出行需求，可以从源头上减碳。这样的政策包括倡导弹性工作制，鼓励远程办公和网上办事，进一步促进信息流对人流和物流的替代等。对于城市规划而言，需要考虑在信息化水平不断提升的背景下，减少居民出行需求的潜力，从而避免基础设施的过度建设和利用率低下。第二层次的出行需求管理，是对出行距离的需求管理。即尽可能减少长距离出行需求，使居民可以较短的距离到达其目的地。落到规划层面上，则意味着紧凑的城市布局，鼓励土地的混合开发，促进开放共享以提高城市通达性和资源利用效率，推广社区化就业方式，进一步优化慢行交通出行设施和环境，践行慢行交通（步行、自行车）优先战略等。第三层次的出行需求管理是对出行模式的需求管理。即尽可能提升公共交通相较于私人交通的竞争力，促进其对后者的替代。落到规划层面则是公交优先战略的落实。一般来说，越高层次的需求控制越具有源头低碳性。

城市运行中建筑部门的需求管理也可以进行类似的分层次解构。以住宅建筑的需求管理为例。第一层次的需求管理是针对是否需要自有产权的住房，即对住宅的需求是自购还是租赁。由于居民住房具有资产属性，居民购房动机不仅有居住上的需求，同时还有资产保值增值的需求，从而在一定程度上放大了居民对住宅以及住宅空间的实际需求。我们对上海的一项调查显示，在老龄化日益严重的上海，许多老年人的理想住房面积要小于他们的实际住房面积①，但是因为当前房屋租赁市场缺乏保障长期租赁的机制，阻碍了其对房屋的有效置换。一个完善、成熟的房屋租赁市场，可以减少居民迁移的风险，实现居民住房的资产属性和居住空间属性的有效分离，从而更能够体现居民对于住房空间的真实需求。也只有在此基础上，我们来看第二层次的住房需求管理，即需要多大面积的住房空间，才更有意义。如果缺乏对这些需求问题的审慎研究和把握，城市规划很容易在增长的导向下放大对于住宅供应的需求，从而可能加剧资源的错置。

不难看出，上述许多措施的落实需要相关政策的配套支持，有些并不是规划层面可以解决的，但是城市规划需要通过对于不同层次需求的剖析，发现并挖掘减少社会耗能服务需求的潜力，并做出与之相适应，促进其实现的安排。如果忽视减少出行需求以及减少长距离出行需求管理的低碳价值，仅考虑公交优先，如果忽视完善的租赁市场对于居民真实住宅空间需求的矫正作用带来的源头减碳价值，仅关注绿色建筑比例，那么城市规划实际上已经丧失了更大的低碳发展空间，甚至可能将城市锁定在“高碳”水平。

事实上，对交通和住宅建筑的需求管理，指向了一个根本性的需求问题，即上海人需要怎样的生活，上海人适宜的生活方式是怎样的？而怎样的私人空间和公共空间的配置能够有助于实现这样的生活方式，是城市规划需要解决的问题。因此，从需求控制出发的城市规划，通过对不同层次需求内容的剖析和对低碳替代方案的潜力分析，不仅可以找到人们真正的需求，而且可以实现低碳目标。未来，“适宜生活方式”的渐趋清晰、公众“共享”意识的增强和更多公共物品与服务的供给，将使得需求控制这一源头减碳路径有更大的作为空间。

3.2 效率导向

低碳发展的本质是不断优化人类的社会经济活动，减少对化石能源的依赖，以尽可能低的碳排放谋取尽可能高的人类福利的过程。因此，效率导向是低碳发展永恒的主题。对于城市规划而言，效率导向意味着以单位碳足迹投入产生的福利最大化（或者提供单位福利所需的碳足迹最小化）为依据进行方案和技术比选，指导城市规划和建设。

如果构建设施单位碳足迹的福利效应指标，并对其解构，可以得到如下恒等式：

其中，W表示福利，CF表示设施全生命周期的碳足迹，S表示服务，T表示设施的生命周期，即使用寿命，CFM、CFC、CFR、CFD分别表示材料生产制造、设施建设、设施运行以及废弃处置过程中的碳排放。W/CF即表示设施的单位碳足迹投入带来的福利效应。W/S表示单位服务所能产生的福利效应，单位服务只有惠及更多的居民，惠及最需要的群体，其福利效应才更高，因此，这一指标与社会公平有关。社会越公平，单位服务的福利效应也越高。S/T表示设施全生命周期内提供的服务量，这是设施的利用率指标。

从这个恒等式中可以看出，要提高单位碳足迹的福利水平，有两条途径：一是尽可能减少设施全生命周期的碳足迹，这是当前低碳建设的主要着力点，包括在生产、建设、运行、废弃等各环节应用推广节能减排技术等；二是尽可能提高福利水平，而这一点更为重要。从恒等式来看，延长设施使用寿命可以提高福利水平，但同时也可能增加碳排放，因此，延长设施使用寿命是否低碳需要具体分析。但是促进社会公平、提高设施在其生命周期内的利用率能够有效提升福利水平，促进低碳发展。

因此，城市的功能区划、土地开发以及基础设施的配置应该尽可能地促进社会公平，惠及更多最需要的群体。如果以此为标准，那么大型广场（开敞空间）、大面积的集中绿地等都不及高密度的小广场、小绿地更能惠及更多的群体，也更为低碳。而公平的损失实际上是最大的发展效率损失。

城市规划要提高规划空间或设施在其生命周期内的利用效率。如果以此为依据，规划首先要促进紧凑城市发展，即在有限的空间内集聚更多的服务功能，从而吸引人气，带动其

①调查显示，上海51.35%的居民家庭有改善住房的需求，39.43%的居民对现有住房面积表示满意，有9.22%的家庭希望住比现有住房面积小的房子。利用效率的提升。紧凑城市作为一种促进可持续发展的城市形态已经被普遍接受。但是当前，不管是在中国其他地区还是在上海，新城的建设都存在一个人口过疏化的问题。这一方面是因为新城及其配套设施的建设确实需要一个时期以集聚人气，但更重要的是缺乏通过开发时序管理推进新城紧凑开发，先形成发展核心，再有序向外扩张的效率导向模式。考虑到基础设施和建筑的寿命等因素，如果新城的成熟期过长，资源闲置或者利用率低下带来的包括碳排放资源的浪费必然越高。因此，新一轮城市规划必须以尽可能缩短新城的成熟期为导向，促进产业布局和城市的组织管理有利于人气的集聚，有利于分工的细化，有利于产生更多的经济机会。另外，城市空间复合功能的开发，提高社区或单位空间的开放和共享等也是提高单位基础设施或设施空间的利用效率的主要渠道，特别是在建设用地总量控制下，空间复合功能的开发也是释放城市空间发展潜力的重要方式。

4 结论与建议

城市规划具有“碳锁定”效应，它在一定程度上决定了城市生产和消费过程的碳排放。城市规划将城市发展锁定在“高碳”或“低碳”状态取决于城市规划是否能够实现需求和供给的有效匹配。因此，需求控制是城市规划作用于低碳发展的主要渠道，城市规划对需求的分层解构以及在低碳权衡中可以去芜存菁，找到真实的需求，从而使得有限的资源用在最需要的地方，这是最为根本的低碳发展。而效率导向不仅是低碳发展的永恒主题，也是检验城市规划是否实现需求和供给有效匹配的主要标准。城市规划通过需求控制和效率导向这两个最为根本的路径，再加上低碳技术的应用可以有效促进低碳城市的实现。

而根据对需求控制和效率导向的分析，指向低碳发展的上海新一轮城市规划在可以在如下几方面着力。

（1）促进紧凑的城市空间结构以及与之相适应的土地利用与交通模式。

（2）以工业用地减量化为基础促进产业转型升级。

（3）以重塑上海生活方式为导向优化城市空间布局与组织方式。

（4）以统筹城乡发展为基础营造城市生态空间和服务体系。

（5）建立抑制城市建设高碳化的公共管理和信息支撑体系。

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