石 峰,晓 斌
(北京石油化工学院经济管理学院,北京 102617)
国内如何实施新型城镇化(New-type Urbanization),一直是目前各界普遍关注的热点话题。城镇化的讨论由来已久,新型城镇化到底“新”在哪里?存在着不同观点与看法:一是有人主张:国内发展类似于北京、上海、广州、深圳等特大型城市,其优势是将成为具有亚太地区甚至全球影响力的城市,形成了土地、人口、产业集聚,产生的集聚效应,可以比肩纽约、伦敦、东京等世界城市;其他观点,特大型城市交通拥堵、水资源短缺、城市治理乏力等“大城市病”是世界性难题,应该大力发展有中国特色的、环境优美的、星罗棋布的小城镇,效仿欧洲的风情小镇等等。
城镇化的逻辑起点是人口、土地和资金的流动,这三大要素的“流动能力”在某种程度上决定了城镇化的空间地理分布。
城镇化的核心内容是要素流动带来的生产结构、就业结构、消费模式以及居住方式的四个转变,要转变城市发展方式,由“外延式扩张”转化为“内聚式发展”,走集约、智能、绿色、低碳的新型城镇化道路。
笔者认为,新型城镇化是将生态文明、工业文明、智慧城镇等理念逐步贯穿全过程的城镇化。推进新型城镇化,不仅要从优化产业结构、能源结构、消费模式等多元化的文明理念植入城镇化发展,而且要加大城镇生态环境建设的力度,提高城镇生态环境的承载力,以资源节约型、环境友好型、低碳智慧型的目标支撑新型城镇化的发展。
新型城镇化的一个重要节点是不以牺牲农业和粮食、生态和环境为代价,着眼农民、涵盖农村、升级农业,实现城乡基础设施一体化和教育、医疗、养老等公共服务均等化,全方位地实现所有国民的富足[9]。与人们日常生活中单纯从字面理解的意思不同,城镇化涉及到社会方方面面、关系到大至都市,小到农户的产销、合作、互动、和谐的新型社会关系。
我国幅员辽阔,南北跨越热、温、寒几个气候带,气候类型多种多样。人口数量巨大,居民建筑类型多样化,如此大规模地动用国家力量实施城镇化在人类历史上是极为罕见的。城镇化其中一个重要而又不太被人重视的问题就是——能源消耗,将在城镇化过程中和城镇化的后期,能源需求呈显著增长。探索低碳能源在城镇化进程中具有十分重要的理论意义和现实需求。
在过去十多年年,国内主要大中城市的房地产发展迅猛,连续多年建筑量世界排名第一。在目前我国依然处于建筑业的鼎盛时期,有资料表明,到2020年国内房屋的建筑面积将者达到2000年数量的2倍。国内的建设高潮、大兴土木,每年建成的房屋面积高达16亿~20亿平方米,加起来超过所有发达国家年建成建筑面积的总和[1]。笔者曾经拜访北京一家知名建筑设计院,他们言及在乌克兰的同行,已经多年难以接到新的建筑设计项目,北京这家设计院一年的设计面积,比乌克兰全国近3年新建面积的和还要多。而北京和全国无数的建筑设计单位,业务却十分火爆。目前的城镇化将不可避免地将这种趋势,延伸到广大的中小城市、城镇、甚至乡村。令人遗憾的是,不仅现有的近400亿平方米建筑中的99%为高耗能建筑,单位建筑面积采暖能耗为发达国家建筑的3倍以上。我国新建建筑的情形并没有好转,让人担心的是约有95%以上近年新建的建筑依然处于高耗能的状态。人们关注能源消耗之时,非常注重汽车能耗、电力系统、家用电器、日常照明、工业能耗,而对建筑节能关注不多,其实建筑能耗不仅数量庞大,而且节能潜力十分可观[2]。建筑能耗的主要存在两个方面:第一,夏季的商用、家用、办公空调能耗;第二,我国北方漫长的冬季居民管道供暖、南方居民电力取暖,消耗能源是十分惊人的!分析数据表明:如果按照国内目前这种建筑能耗的水平,到2020年,我国仅仅是建筑能耗将达到10.89亿吨标准煤,超过2000年的3倍;仅仅空调高峰时期的负荷量将相当于再建设10个三峡水电站的满负荷输出。
目前动用国家力量大规模地、成建制地推动城镇化建设,那么能源消耗还将进一步的加大。如果相关政府部门对新建建筑,全面强制实施建筑节能的设计标准,并对既有建筑有步骤地、有计划地推行节能改造,则到2020年,我国建筑能耗可减少3.35亿吨标准煤,空调高峰负荷可减少约8000万kwh,大约为4.5个三峡电站的满负荷出力,相当于节省约6000亿元电力投资,由此造成的能源紧张状况必将在一定程度上的缓解[3]。其实采取必要的节能措施在欧洲非常普遍,笔者在欧洲生活时,冬季室内供暖不能超过摄氏16度;所有生活垃圾、废纸废料必须分类处理、定期回收,每家每户都有天然雨水收集、回收装置,全部设备由居民自己买单!如果我国政府的相关部门加大节能力度,则节能效果将十分可观。一旦错过目前这段机遇,不采取坚决有效的措施,则将长期加重国家与居民的能源负担,对我国新型城镇化进程和后期经济社会的可持续发展产生严重障碍。由此可见,国内建筑能耗问题已是十分突出,但并没有得到包括政府高层到普通民众的足够认识,因为建造能耗本身具有一定的“隐蔽性”。在全国推行新型城镇化进程中,如何构建低碳能源体系是一个十分值得研究并需要采取果断措施的课题,也刻不容缓!
依据目前国际通行的分类惯例,建筑能耗是通常是指民用建筑(包括居居民住宅、商业建筑、办公大楼、工业建筑及服务业综合体)单位时间内在使用过程中的能耗水平,主要包括建筑物的电梯运营、日常照明、热水供应、家用电器、冬季采暖、室内通风、夏季空调、炊事餐饮等方面的能耗。其中建筑采暖、空调运转以及通风能耗约占建筑总能耗的66%左右[4]。所以,在新型城镇化建设中,建筑能耗应该引起人们的广泛关注,其是建设“低碳能源”体系的重要环节。笔者认为有如下几点:第一,包括建筑前期的规划设计与建筑过程中,尽量降低能源消耗,涵盖了建筑墙体的使用材料、墙体厚度、门窗设计、自然照明、室内通风等;第二,在居民使用过程中,冬季供暖、夏季空调、日用照明、节能家电、日常炊事等部分,尽量降低能源消耗;第三,规划好后期的建筑维护、能源消耗、能量的循环与回收,多元化的渠道供给,包括使用太阳能、地热、沼气、自然风等,减少电力、煤炭、天然气的消费。
我国最近几年建成房屋达16亿~20亿平方米,如此巨大的建筑规模,在人类历史上十分少见的。目前,全世界建筑能耗约占能源总消费量的30%,其中住宅能耗约为商用建筑的2倍[5]。工业化国家建筑能耗占全球建筑能耗总量的52%,东欧和前苏联占25%,发展中国家占23%。国内由于建筑的墙体材料和门窗结构达不到节能的标准,建筑中损失的能源数量,远高于欧美发达国家。在国内方兴未艾的新型城镇化建设中,由于将近2亿农民逐步转换为城镇(市)化的居民,那么相比原有的农村生活方式,中国城市居民的能源消耗量是农村居民的2.5倍。这样就对我国未来城镇化能源的供给体系、能源的消费体系、能源的保障体系、能源的应急体系等提出了更高的要求。其实,完全可以参考国外的模式,国外节能模式已经探索了多年,将城镇化中的低碳能源体系纳入整个智慧城市规划之中,是一种全方位的、可以持续的、有柔性结构的智慧城镇,这才是百姓真正需要的新型城镇化!
其实包含了几个层面:(1)建筑节能(Energy saving in building);(2)在建筑中保持能源(Energy conservation in building);(3)提升建筑中的能源利用效率(Energy efficiency in building);(4)可持续建筑(Sustaining in building),从这四个层面,其实可以构建适应我国城镇化建设中的低碳能源保障体系。与欧洲国家的建筑能耗相比较,我国建筑的外墙、屋顶单位面积能耗为其的3~5倍,更不必说建筑使用寿命了,短命的建筑其实照成最大的浪费与能源的损耗!英国伦敦的地下管网是300多年前建设的,至今运作非常良好!我国正在开展大规模的城镇化建设,不希望今天漂亮的建筑在30后变成建筑垃圾,更不希望成为城镇化建设后期的“拆迁负担”,而应该真正成为“以人为本的百年建筑,能耗适度的建筑标杆!”
通常冬季采暖与夏季空调,是建筑中能源消耗最主要的因素之一。然而,就在夏季高温人们用电最高峰时期,我国广大地区却有十分丰富的太阳能资源被白白浪费,甚至成人们夏季炎热的负担,如果能够将其中的部分太阳能替代部分电力资源,将极大缓解能源的供给,而且太阳能是属于绿色、无污染的低碳能源。
处于欧洲北部的芬兰冬季漫长、气候寒冷、能耗量大,是世界上人均能耗最高的国家之一。芬兰人节能的措施、能源的效率与实用的方法,很值得国内新型城镇化建设来借鉴,芬兰人做到--开发可再生能源与建筑节能技术的并重。在建筑节能方面采取的措施,主要对房屋结构进行优化设计,重视建筑物的绝热.早在2002年芬兰相关政府部门就制定了建筑物的隔热标准,要求新建房物必须采用新型环保、绝热的墙体材料,通过增加墙体的厚度来减少漫长冬季室内供暖的能耗;建筑物安装的玻璃窗一般采用二层或三层,这样既隔音降噪又安全结实,还能减少室内能量的损耗,每个房间供热装置的阀门均具备自动调节作用,室内安装了通风设备;这些措施可以降低建筑物能耗的10%~15%。
除此之外,充分利用可再生能源来实现热电联产与集中供暖,是芬兰开源节流的另一特色,而且具有实用性与可操作性。这种方法对于我国北方大部分地区具有很好的借鉴作用,包括我国新疆、内蒙、甘肃、宁夏、黑龙江、辽宁、吉林等省份的广大地区,冬季寒冷消耗大量能源,而且使用效率低下。近年来,芬兰政府不断增加对环保型能源项目的资金支持,进一步推动风能、太阳能、生物气体等可再生能源项目的开发,其中05年芬兰用于节能开发的资助经费达到3120万欧元,目前各种可再生能源,占芬兰整个能源消耗量的25%。芬兰的集中供暖是通过热电联产的方式来实现的,分布在各地的热电厂利用发电过程中产生的余热,将水加热并通过密布在城市地下的供暖管道,向用户提供集中供暖和洗涤用热水,极大大地提高了燃料利用率。芬兰造纸业比较发达,利用造纸工业中产生的生物淤泥和废木料作燃料,将能量的循环利用与余热收集;依据不同区域的资源禀赋,充分利用水力、风力以及太阳能等新的能源补充,实现以人为本的舒适度与能源的可持续发展,鱼和熊掌二者兼顾,是值得我国效仿和思考的。
德国能源十分匮乏,二战时期希特勒就是因为石油供给几乎完全中断,所有飞机、坦克、汽车立马变成了废铁,陷于完全瘫痪状态;以前所向披靡的军队完全失去战斗力。直到今日的德国,石油供给也几乎100%依赖从中东、非洲与俄罗斯进口,其中天然气约80%依赖国外进口,主要来源于俄罗斯的输气管道,节约能源是德国政府的一贯政策。在德国,消费者在购买或租赁房屋时,建筑开发商必须出具一份“能耗证明”,会告知买家——此住宅每年的能耗状况,其包括住宅供暖消耗多少大卡的能量、恒定温度区间,门窗通风状况以及日常热水供应等。按照德国新颁布的《能源节约法》规定,新建筑所允许能耗占比为2002年前的能耗水准70%左右.而早在1978年,德国就曾经修改过一次建筑节能标准,规定维持居室生活舒适度的条件下,其后建设的建筑能耗,要苛刻地只占到原有建筑40%左右。为了确保节能目标的实现,严谨苛刻的德国人,制订了建筑保温节能的新标准,严格要求从建筑的外墙、门窗和屋顶最低保温隔热的分项指标体系,改为控制整体建筑物的实际能耗水平测算。德国各地因为保存有大量的古老建筑,根本就没有保温的技术措施,为此新法规鼓励对德国的老式建筑进行节能改造,并采取强制的建筑报废制度。德国政府相关部门的推动和深入人心的环保理念,近年来天然气、风力发电和太阳能等清洁能源占比达到27%,其中可再生能源在住宅供暖市场上得到越来越普遍的推广与应用。今天遍布德国城市与乡村的太阳能屋顶与墙体发电计划,更是让人刮目相看。德国政府鼓励所有居民在自家屋顶和墙壁安装太阳能光伏板,然后由德国国家电网公司统一收购,这样居民把太阳能屋顶发电变成一种投资产品,国家不用花费巨额的资金来建电站,居民自家屋顶就是收入来源,既环保低碳又省钱省力。值得一提是,很多太阳能光伏发电板是由中国无锡尚德太阳能公司所生产!为什么中国正在进行的新型城镇化建设,“太阳能屋顶发电”没有纳入国家的规划之中呢?低碳能源体系的建设一定要在前期规划设计好,这不是最佳的“顶层设计”吗?
在瑞典首都斯德哥尔摩,有一座临水而建的玻璃建筑,那是北欧航空公司的一座办公大楼。北欧夏天,气温一般不超过30摄氏度,普通房子都不需要空调设备,但因为这是一栋玻璃房,春夏秋三季阳光直射,屋内温度很高,需要制冷。据瑞典皇家工学院建筑系教授古尼·约翰纳松介绍,这栋楼靠地下水来达到降温效果。斯德哥尔摩的地下水,夏天温度在摄氏6至8度左右,用来制冷非常合适。用一根水管延伸到地下一二百米深,将水抽上来之后直接在房屋里循环,冷水在这一过程中升温了,再由另一根水管送回地下,经过一二百米的路程,水温又回到了原来的水平。地下是个巨大的冷库,使用这一系统既不浪费资源,也无二氧化碳排放[6]。个人住宅则普遍采用地下水采暖,从井里抽水,经过一个加热泵,加热到约50~60℃,这样既可用于供暖,又可用于热水供应。北欧采暖是一年四季都需要的,有时夏天的气温也不过十几度。采取这种系统供热,再结合当地的气候进行调控,便可达到投资少、运营费用低、保护环境的效果。在北欧地区,这种技术已相当成熟[7]。
不妨看看南美,阿根廷冬暖夏凉节能建筑情况:首都布宜诺斯艾利斯位于南纬35度,四季分明,既有零摄氏度的冬天,也有38℃的炎炎夏日。但是,住宅楼安装空调并不多见[7]。布宜诺斯艾利斯人如何度过炎热的夏天?答案在建筑设计,这里的住宅楼基本采用大窗户,通风顺畅,每一个窗户、阳台门外面,都安装了一层卷帘,卷帘由木片组成,木片大多宽5cm,厚1cm,长度与窗户尺寸相当。在夏天当太阳光十分强烈的情况下,把卷帘完全放下,能充分实现遮挡阳光、消除炎热的作用。阿根廷的这种简单的卷帘设计,不仅成本低廉而且其隔热保温效果良好,是属于我们发展中国家“穷人的节能、低碳的好办法”。很值得我国南方省份借鉴,构建我国新型城镇化中低碳体系的好方法,又可以增加就业岗位。我国南方地区竹子材料丰富,可以把阿根廷的木制卷帘因地制宜改造成的竹制或者海南、广东、云南、广西的藤制卷席等。阿根廷从三四十年前开始,大部分住宅楼就普及了地板采暖。地板采暖是目前公认的最节能,也最健康的采暖方式之一。由于热气从地板向上散发,使人脚底暖和,容易达到采暖效果。采暖还使用了分区调节的设计,住户可根据房间的向阳情况、温度要求、分区调节供热,以免日照好的房间太热。住宅中,还有一种专门用来烘干衣服的通道设计。阿根廷雨季较长,阴雨天气衣服不容易干,则通过设计住宅楼中类似小衣柜的烘衣通道,可晾晒洗衣机里的衣物,底部安装好一个暖气设施,每当阴雨天物业管理员就会在固定的时间开放暖气,居民只需在规定时间内把洗好的衣物挂上,一般两个小时后就会烘干。烘衣通道的实用设计,比每家单独使用电力烘干机要节能得多。阿根廷不是十分富有的国家,在建筑上并没有采用什么高科技的节能设计,都体现了一种节能、健康、低碳的实用理念。
中国已进入快速城镇化的发展阶段,并处于持续进行的过程中:1981~2003年,我国城镇化率从20.16%到40.53%只用了22年,这个过程比发达国家平均快了一倍多。进入2000年后,进程进一步加快,9 年间城镇化率提高了10.4(36.2% ~46.6%)个百分点,平均每年就得提高1.13个百分点。从20%到40%城镇化率,各个国家经历的时间:英国120年;法国100年;德国80年;美国40年(1860~1900);前苏联30年(1920~1950);日本30年(1925~1955)。所以,我国正经历着世界上规模最大和速度最快的城市化进程。
客观地分析,我国正在进行的城镇化无任是速度和规模都是人类历史上,非常少见的,但不容否认,我国城镇化的数量可观,城镇化的质量并不乐观!相信经常到国外的人士一定有深刻的印象,给予人们震撼的一定不是欧美的摩天大楼,而是欧洲十分宜人、宜居的风情小镇,没有高楼大厦、宽阔马路和气派商场;但是居民日常各种必要的生活设施齐全[10]。人规模适度、城镇布局合理、居民友善好客、街道干净整洁、空气清新宜人、自来水安全饮用,尤其是几乎所有私人和公共卫生间几乎没有任何气味,卫生纸整齐摆放。在英国、瑞士、丹麦、瑞典、加拿大享受全民免费医疗,而且服务质量非常友善、专业!笔者本人在英国访问期间发现,非英国人士一样可以享受免费医疗、适龄儿童的免费教育,尤其令人称道的是没有国内繁琐的审批手术,直接诊断、就近入学,特别简单。在英国全境几乎没有火车候车室,直接刷卡上车,错过了自然等下趟车,不需要改签补票!在英国全境无任是伦敦还是苏格兰的小镇,有医疗需求打电话10分钟左右,一定有求护车和护士小姐到你面前提供周到、专业的服务!小酒店、乡村酒吧、小餐馆都不豪华和奢侈,但一定非常干净、布置简单、服务温馨,基本生活用品一应俱全。窗户是隔音的,很安静!不会有人为了炫耀自己多么“有钱”而去刻意购买所谓的“高档商品”!更不会点很多菜,自己吃不完而浪费,但饭菜十分可口!在欧洲小镇的居民很富足,但又真正是以人为本、人人平等的社会,节省、自然、简单、干净、舒适、实用、友善,这是欧洲小镇给人们留下的印象!
所以,宣扬中国用20多年时间,完成西方国家将近百年才完成的城镇化,其实是非常可笑而又自欺欺人的!英国伦敦的城市管网,包括下水道已经300多年,运作非常良好;北京同样是国际性的大都市,2012年夏天一场大雨,由于下水道无法及时排水,竟然让很少下雨的北京,因为水灾有几十人遇难!?高楼林立、摩天大楼的背后,到处随地吐痰、公共卫生间刺鼻难闻,公交、地铁的座位你抢我推……,我们城镇化的质量与先进国家的全面差距,恐怕不是50年可以完成的。
众所周知:西方国家城市建设与乡村改造经历了一个相当漫长的工业化过程,同时也是资本原始积累,依靠掠夺殖民地国家人民的财富而起家的。我国的工业化、城镇化则主要依靠自力更生。我国现阶段13亿人口,每增加一个百分点的城镇化率所要求创造的就业岗位比发达国家相应进程中的要求高出5-10倍。国家统计局数据,2013中国城镇居民收入人均29457元,而农村居民人均收入为8896元,分别为城市不到5000美元,农村不到1500美元,而欧美发达国家却超过3.4万~4万美元左右。目前我国的国情国力尚不能承受城镇化急速发展带来的繁重压力。约超过1.3亿以上的农民工及其家属还“漂泊”城市与农村之间。
北京、上海、深圳作为过去20年人口流入最多的城市,目前流动人口增速开始趋缓,深圳已出现绝对负增长[8]。这种人口流动方向的逆转将意味着,未来城镇化的趋势是,回流人口和存量人口继续由农村向中小城镇转移、由农业向非农产业的转移,重点是人口集中、密度提高(如图1),从而实现生产和就业结构的进一步转变。
图1 城镇化导致密度增加,生产生活方式转变
不难看出,其实新型城镇化是当代中国的内在要求。新生代的80后,90后农民工,已经习惯了城市的生活。无法在一、二线城市买房安家,回归城镇是农民工群体现实和理性的选择!更为重要的是,流动人口“大龄化”趋势日益明显,40岁以上农民工所占比重逐年上升,回流的意愿最强,这种人口结构趋势或将意味着未来人口回流的速度将会很快。
1957年,美国经济学家霍利斯·钱纳里(H·Chenery)发现经济发展水平和城镇化进程之间存在正相关关系,即人均GDP越高,城镇化水平也就越高。城镇化的核心内容是要素流动带来的生产结构、就业结构、消费模式以及居住方式的四个转变。那么,新型城镇化必然要求能源供给增加,二战后日本、和亚洲四小龙经济“起飞”时,国际油价基本是个位最多是十位数每桶,而中国最近30多年基本上十位和百位数,我国后续能源成本只会增加,而且有更多不确定和国际动荡因素!
前面分析了中国建筑能耗的现状和部分国外建筑的节能情况,那么如何构建适合中国新型城镇化低碳能源体系,笔者认为不外乎传统的逻辑框架:第一是开源,第二是节流。
当然,中外建筑各有其特点:发达国家住宅中独户住宅、联排别墅较多,体形系数(建筑外表面积与其所包容的体积之比)较大,此类建筑能耗相对较高;而国内住宅以多层、高层公寓式建筑形式居多,体形系数较小,即冷天散热面积相对较小,在大体相同的围护结构保温条件下,以每平方米建筑面积计,大约只需要用一半的采暖能源,从节能的视角看,我国建筑相对有利于节能。
鉴于我国建筑消耗能源的现状,笔者提出如下建议:
(1)在建筑设计和施工环节:国内城乡建筑围护结构保温隔热和气密性能相对较差、采暖空调系统的能源效率低下。完全可以在原有能耗基础上,通过改善建筑围护结构保温隔热性能,通过提升设备和系统能源的利用效率,不仅节约能源,还提高了建筑的舒适性,做到冬暖夏凉。这些措施标准都已经通过充分的技术经济论证,符合我国国情、经过努力完全可以做得到的。
(2)能源供给、能源运输、能源使用的多元化模式,在能源使用和消费环节完全可以极大降低现在的能源消耗:笔者认为目前在现有建筑领域范围以内,完全可以作到在不改变现有体系情况下,通过在使用和消费环节减少能源。在新型城镇化建设中,有意识地保留一部分城镇地区的沼气、太阳能、生物质能源等多元化的能源供给、能源运输、能源使用的多元模式,这样更加安全。2008年湖南省遭遇特大冰灾的时候,个别地区时间里,一支平时不到1元人民币的蜡烛卖到50元人民币,而且还被哄抢!国家电网是居民唯一的能源供给途径,是非常脆弱、十分不安全的。
(3)从政府高层到普通百姓应该树立在建筑节能意识,现在人们对于汽车环保与节能较为看重,而建筑节能却没有引起足够的重视。从总体上看,我国建筑节能潜力很大,新建建筑严格执行建筑节能设计标准,逐步推行既有建筑节能改造,预计到2020年,每年可节约4200亿度电和2.6亿吨标煤,减少CO2等温室气体排放量8.46亿吨。
[1]徐占发.建筑节能技术实用手册[M].机械工业出版社,2005,47.
[2]王荣光,沈天行.可再生能源利用与建筑节能[M].机械工业出版社,2004,22-23.
[3]周鑫发.应用可再生能源技术实现长三角地区建筑节能的探讨[J].能源工程,2004(1):125.
[4]喜文华,魏一康,张兰英.太阳能实用工程技术[M].兰州大学出版社,2001.
[5]W M罗森诺.传热学手册[M].北京:科学出版社,1985,71.
[6]王长贵,郑瑞澄.新能源在建筑中的应用[M].中国电力出版社,2003,17.
[7]涂逢祥,王庆一.中国建设报,2005(6):16.
[8]范德胜.城镇化及其对中国经济的影响.公开讲座,2013,11.
[9]喻新安.新型城镇化究竟“新”在哪里[J].中国青年报,2013(4):15.
[10]李蕾.“简约自然,实惠舒适,规模适度、传承文化”[J].今日国土,2013(9):20-21.