城镇化道路中城市低碳发展路径探索——国外低碳城市发展经验与启示

王白雪，郭 巍

（1.清华大学 能源环境经济研究所，北京 100084；2.中国城市和小城镇改革发展中心，北京 100045）

一、引言

随着我国经济由高速增长阶段向高质量发展阶段的转变，以低碳的方式开展新型城镇化建设逐渐成为我国城市化发展的主要方式。当前我国处于工业化中后期的快速推进城镇化阶段，我国城镇化率已从1978 年的17.92%跃升至2020 年的63.89%。然而在城市化进程快速推进的同时，我国二氧化碳排放量也迅速增加（见图1）。我国作为负责任的大国，在2020 年底宣布中国将力争2030 年前实现碳达峰、2060 年前实现碳中和，这将全社会低碳减排建设工作提到新的高度。党的十八大以来，国家已针对新型城镇化建设和社会低碳发展出台一系列政策规划。《国家新型城镇化规划（2014—2020）》指明我国未来城镇化的路径、目标和任务，提出要加快绿色城市、智慧城市等新型城市建设；《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》明确了新型城镇化的战略意义，强调要转变城市发展方式，建设居、创新、宜居、创新、智慧、绿色、人文、韧性城市；《2021 年新型城镇化和城乡融合发展重点任务》进一步要求加快低碳绿色城市、新型绿色城市等现代化城市建设，深入推进工业、建筑、交通等领域绿色低碳转型。然而，我国低碳城市建设依然处于起步阶段，如何将低碳发展理念与新城新区的健康发展相融合，是我国实现新型城镇化目标和节能减排目标过程中亟待解决的课题。本文以新型城镇化低碳发展转型为研究对象，在探究城镇化与低碳发展关系的基础上，介绍国外低碳城市的成功发展经验，总结低碳新城发展的经验与教训，以期为我国新型城镇化低碳发展转型的规划提供参考。

图1 我国城镇化率与人均碳排放量之间的关系

二、城镇化进程中的低碳转型

（一）城镇化与碳排放的关系

全球正经历显著的城镇化进程，城镇化已成为各国社会现代化发展的必由之路。在经济活动强度增大的同时，城镇化带来的能源消耗和环境污染问题不容忽视。许多学者注意到了城镇化进程伴随着环境污染问题，发现城镇化与环境污染呈现倒U 形（Chen 等，2008；豆建民等，2020）[1-2]、U 形（Tsurumi 和Managi，2010；冯冬和李健，2018）[3-4]、倒N 形（Cole 和Neumayer，2004；李佳佳，2020）[5-6]等曲线特征。从国际上看，Wang 等（2016）[7]利用金砖国家数据验证了城市化与碳排放存在的长期因果关系，Dong 等（2019）[8]发现发达经济体在城市化的初、中、后期的城市化水平与碳排放的关系分别为不显著、负面抑制、正面促进。从中国情况来看，大部分研究证明了中国城镇化对雾霾、碳排放等环境问题的负面影响（王华星和石大千，2019；郭炳南等，2013）[9-10]，认为现阶段中国城镇化对环境质量的负面影响是通过加剧环境污染排放和抑制环境吸收能力造成的（邸勍等，2021）[11]。同时也有研究发现了城镇化后期对环境的正面影响，如兰宜生和徐小锋（2019）[12]认为城镇化在后期可以通过降低能源强度、促进绿色创新对环境绩效产生正向影响，Yao 等（2018）[13]发现城市化可以促进碳排放规模、人均碳排放量和碳强度的下降，豆建民等（2020）[2]发现当城市紧凑度达到一定临界点后其对空气质量的影响将从负面转为正面，李佳佳（2020）[6]发现随着制度安排逐步完善，城镇化产生的环境污染会减弱。如何在城镇化中实现低碳发展，减少甚至消除城镇化对环境的负面影响，成为我国新型城镇化发展中亟待解决的关键问题。

（二）城镇化低碳转型的研究现状

城镇化低碳发展概念在实践中得到广泛应用的同时，也在学术界受到越来越多的关注。国内外学者对低碳城市进行了较为充分的研究，研究重点包括内涵分析、评价方法与指标研究、国内外实践案例分析和发展路径探索等。吴向鹏（2019）[14]从低碳建筑、低碳交通、低碳金融、低碳出行等角度介绍了伦敦、东京、波特兰、哥本哈根的低碳实践；林姚宇和吴佳明（2010）[15]从基地低碳、结构低碳、形态低碳、支撑低碳、行为低碳角度介绍了C40（世界大城市气候领导联盟）城市的低碳发展实践。也有学者从生态城市的空间形态、交通模式等方面研究南京市、上海市的低碳发展经验（熊薇，2020；吕雄鹰和潘海啸，2021）[16-17]。

鉴于新型城镇化道路中的新城新区与大型城市的产生形式、发展目的、发展模式等具有较大不同，因此一些学者聚焦新城新区，探寻其城镇化道路中的低碳转型方式。邢佰英（2017）[18]通过对8 个低碳城（镇）试点案例进行研究，建议政府将低碳与绿色、节能、环保、生态、智慧等元素有机融合；周伟铎等（2018）[19]从深圳特区、浦东新区、滨海新区的发展历程中识别发展障碍和发展特点，对雄安新区的低碳发展提出建议。相比于国外低碳新城的发展历史较长、发展模式多样，我国低碳新城建设起步较晚，尚未形成经时间检验的、可大范围推广的发展模式和经验，因此研究国外典型新城的低碳发展案例对我国新型城镇化低碳发展具有重要意义。然而，目前较少有研究对国外低碳新城的发展路径进行系统的梳理和总结。

三、低碳城市的内涵和形式

（一）低碳城市的形成和内涵

随着气候变化问题日益突出，以低能耗、低排放、低污染、高效率为特征的发展模式日益受到国际社会的认可。2003 年，“低碳经济”首先由英国在《我们未来的能源——创建低碳经济》白皮书中提出（Britain，2003）[21]，随后，低碳经济概念被引入城市治理领域。关于“低碳城市”的内涵，有学者认为它是在城市内实行低碳经济（包括低碳生产和低碳消费），建立资源节约型、环境友好型社会，从而形成良性的可持续的能源生态体系（夏堃堡，2008）[22]；也有学者认为低碳城市通过技术改进和生活方式改变，在城市中实现经济生产低碳化和社会生活低碳化（李云燕和赵国龙，2015）[23]。本文认为低碳城市通过发展低碳经济、形成低碳生活方式，最终形成低碳城市并实现城市的低碳、高效和可持续发展。其中，前者通过技术创新、制度创新、发展思路转变来实现，后者通过低碳消费观念转变和低碳生活行为改变来实现，如图2 所示。

图2 低碳城市的形成和内涵

（二）低碳城市的表现形式

在低碳城市的理论发展和实践应用过程中，衍生出许多与低碳城市类似的城市发展概念，如可持续发展城市、生态城市、智慧城市、碳中和城市、零碳城市等，其内涵和典型城市代表如表1 所示（Sarker等，2018）[24]。

表1 低碳城市的表现形式

从目标类型上看，碳中和型城市和零碳型城市制定了城市发展的中期目标，实施难度较大，但易于评估，特别适用于当前碳达峰、碳中和背景下的城市规划；生态型城市、可持续发展型城市制定了城市发展的终极目标，但实施方式和评价方式具有较大主观性，也是应用最为广泛的城市低碳发展概念。从发展手段上看，智慧型城市具体地为城市规划者和建设者指明了低碳发展路径，即用各类信息和通信技术促进城市可持续发展。

四、国外典型新城低碳发展模式

本文在案例选取时，兼顾低碳发展类型和地理位置，选取了四个国外典型低碳新城：阿联酋马斯达尔、德国迪滕巴赫、日本柏之叶、瑞典马尔默。四个新城广泛分布在亚洲和欧洲，基本覆盖了低碳城市的表现类型（碳中和城市、零碳城市、可持续发展城市、智慧型城市）。

（一）阿联酋马斯达尔：从零碳到可持续发展的沙漠乌托邦

马斯达尔（Masdar City）位于阿联酋首都阿布扎比的西南方，紧邻阿布扎比国际机场。阿布扎比政府在2006 年宣布，将斥资220 亿美元建造一座零碳、零废物的城市，以展示最先进的可持续城市设计理念。马斯达尔是世界上首个以零碳、零废物为发展目标的城市，被称为“沙漠中的乌托邦”。马斯达尔的建立是马斯达尔倡议的一部分，该倡议分为五个主要业务部门：碳管理部门、产业部门、马斯达尔科技学院、房地产开发部门以及公用事业和资产管理部（见图3）。

图3 马斯达尔规划主要领域和规划调整过程

工业方面，马斯达尔经历了从“自行开发并持有”到“外包和战略合作”的过程。起初，马斯达尔选择只专注于清洁能源项目的开发和投资，随后马斯达尔摒弃“自行开发并持有”的观念，广泛使用外包和搭建战略合作伙伴关系，这是原始房地产开发部门的基础（Griffiths 和Sovacool，2020）[25]。

建筑方面，马斯达尔的建筑在适应环境被动设计的基础上，综合采用多种现代化节能和智能技术，实行最严格的建筑性能国际标准——Estidama珍珠评级系统（Mezher 和Park，2012）[26]。马斯达尔所有房产必须至少拥有3-Pearls 评级，且公共区域（包括公园、广场和街道）至少拥有4-Pearls 评级（Masdar，2021）[27]。相较于阿布扎比的同类建筑，马斯达尔建筑材料的隐含碳排放减少15%，用于建造建筑材料的隐含碳排放减少30%，建筑能耗降低40%，室内用水量减少40%（CentreForPublicImpact，2018）[28]。

交通方面，马斯达尔城经历了从“无车化”到“共享出行”的转变。马斯达尔最初计划利用无人驾驶个人快速交通系统（PRT）来实现城市的无车化目标。然而在2018 年，该计划被一种名为Navya Autonom Shuttle的自主、共享和电动出行解决方案所取代。目前，马斯达尔正在推广使用电动汽车、班车、步行和其他低碳交通方式（Griffiths 和Sovacool，2020）[25]。

（二）德国迪滕巴赫：绿色可持续的气候中和新区

德国弗莱堡（Freiburg）是从大学城发展成为可持续型城市的模范，目标到2030 年减少50%的二氧化碳排放量，到2050 年实现100%来自可再生能源和气候中和（National Geographic，2012）[29]，曾获得“1992年德国环境之都”“2010 年上海世博会未来之城”等荣誉（Fastenrath 和，2015；Kronsell，2013）[30-31]。迪滕巴赫（Dietenbach）是位于德国弗莱堡西部的以气候中和为目标的新城，于2012 年开始规划（Freiburg，2021）[32]，计划建成气候中和、色彩缤纷的地区。

能源利用方面，迪滕巴赫构建低温供热网，高效利用太阳能。迪滕巴赫规划将太阳和环境热作为主要能源，居民消耗的能源（电和热）应就地产生（Freiburg，2021）[33]。迪滕巴赫还在屋顶和墙壁外立面安装太阳能，从而提供高效的能源供应。

交通规划方面，迪滕巴赫采用“短途城市”理念。迪滕巴赫的规划明确了新城区的核心位置，市中心可以通过自行车与有轨电车便捷地与四周其他地区相连。同时，迪滕巴赫设置交通安静区，将集中型私家车停车库与其他重要的交通基础设施相连，在保证居民生活品质的同时实现低碳交通。

生态保护方面，迪滕巴赫在合适的区域采取补偿措施。迪滕巴赫在保护区旁设置非建设用地，在新城区建设中保留生态功能，在河流旁设置较宽的河滩，对新城区的绿地进行高品质的规划设计，保留重点群落生境以及将树木等植物混合种植（钱玲燕和何金廖（2020）[34]、National Geographic（2012）[29]）。

（三）日本柏之叶：环境共生的智慧型城市

面临环境、能源、人口和城市问题，日本东京市周边自20 世纪70 年代开始建立新城，位于东京东北部千叶县的柏之叶（Kashiwa-no-ha）新城就是其中之一。2005 年，柏之叶开始围绕“环境共生都市”“健康长寿都市”“新产业创造都市”三大主题进行智慧型城市的建设。柏之叶“柏之叶智能城市项目”由政府携手企业、学术机构合作完成，柏之叶政府联合了三井不动产、日建设计以及日立等多家民间企业以及大学与其他研究机构。

能源管理方面，柏之叶打造了“柏之叶区域能源管理系统（AEMS，Area Energy Management System）”。柏之叶AEMS 有两个特色，一是首次在日本实现街区间电力融通，二是实现区域用水和用电以及燃气等能源使用可视化，其系统架构如图4 所示。柏之叶AEMS 通过互联网将私营电力线路与办公楼、商业设施、住宅、太阳能发电以及储能系统连接起来，实现水、电、气等能源全部一体化管理的系统。此外，柏之叶AEMS 实现了能源的可视化。基于智能中心收集、加工的数据，居民和商户通过各类专用终端随时确认单项和整体能源消费量，在日常生活和工作中有效开展节能行动。

图4 柏之叶区域能源管理系统

建筑设计方面，柏之叶建设高科技、与环境共生的生态建筑。一方面，Gate Square 的各栋大楼通过智能中心将可持续环境设计与AEMS 相结合，建筑设置一体型太阳能板，充分利用景观空间实现太阳能和风能的收集；另一方面，柏之叶将绿色生态理念引入建筑，在建设中运用室内种植、屋顶绿化、垂直绿化等技术。

生态保护方面，柏之叶设计城市绿轴作为主要的绿色空间和绿色廊道。“亲生物设计”理念将靠近绿轴的建筑物布满绿植，绿轴将树木、台地、地被层、构筑物等连接在一起，不仅可以承接社区居民活动，为居民提供更为舒适和高效的活动空间，也为城市生物的多样性提供了生态基础。

（四）瑞典马尔默：可持续型城市的典范

马尔默（Malmo）位于瑞典南部的斯科纳省，是从重工业城市向可持续型城市和智慧型城市转型的典范。马尔默市的环境目标为，到2020 年实现气候中和，到2030 年实现100%的可再生能源（Swedish Energy Agency，2021）[35]，最终成为一个经济、社会、环境可持续发展和一个有吸引力的城市（Malmo Stad，2021）[36]。马尔默在2010 年、2013 年、2014 年、2021 年共四次在“瑞典最环保的城市”评选中获得第一名（StartsidaStad，2021）[37]。

能源利用方面，西港（Western Harbour）计划100%使用可再生能源并大力开展被动式房屋建设。西港规划三分之一的建筑采用被动式房屋标准，其余三分之二建筑为低能耗房屋，这远低于国家推荐水平（Nordregio，2011）[38]。同时，居民可通过相应的耗能检测手段来随时监测自己的日常消费。凭借智能供暖和制冷系统以及可再生能源，西港区已成为欧洲第一个碳中和社区（National Geographic，2012）[39]。

废物管理方面，西港建设废物分离系统。所有废物和生活垃圾全部从地下管道系统输送到垃圾处理厂，大型废物被回收重新利用，生活垃圾被送进真空分拣系统。这个系统负责把可酵解的生物垃圾进行无氧酵解处理，生产沼气加以利用（罗朝璇和童昕，2019）[40]。

西港成功建成可持续性城市的秘诀是壮观的，可实现的，日常的（和Holgersen，2017）[41]。“壮观的”是指西港的任何规划都是与生态可持续性联系在一起的，具有众多壮观的可持续城市景观（如旋转摩天大楼）。“可实现的”是指西港的规划可以在当前的政策和政策经济结构中实现，不会扰乱或破坏当前的规划政策和政策经济结构。“日常的”是指西港的规划关注人们在城市或社区内的生活和出行方式，以促进人们的日常可持续生活为目标。

五、国外典型新城低碳转型路径经验总结

通过对国外典型低碳新城发展历程的梳理，我们对比了四个城市的低碳发展目标和重点领域低碳措施（见表2），并由此总结出可借鉴的经验。

表2 国外典型低碳新城发展模式对比

（一）国外新城低碳发展路径特征

从国外典型新城建设情况来看，新城低碳发展具有以下四个特征。

第一，具有清晰的定位和明确的目标。这些目标包括零碳城市、碳中和城市、气候中和城市、智慧型城市、可持续型城市等。除制定总体目标外，新城还应设有分阶段目标。分阶段目标有助于细化具体措施，检验阶段性成果，从而更好更快地实现城市低碳发展目标。

第二，在低碳城市建设中融入科技元素。如日本柏之叶借助互联网、大数据等手段建设区域能源管理系统，实现电力融通和能源可视化管理。柏之叶利用科技助力智慧出行，打造低碳便捷的公共交通体系、智慧道路和智慧停车。

第三，多主体共同参与城市建设。城镇化中低碳城市建设具有全面性、复杂性的特点，需要政府、企业、居民的共同参与。如日本柏之叶的建设由该国大型企业牵头作为主体，包括日立、松下、丰田等民营企业；阿联酋马斯达尔的开发由政府主导，阿布达比未来能源公司进行统筹规划，与美国麻省理工大学等进行合作。

第四，依托都市圈或城市群开展低碳建设。国外低碳新城发展路径具有典型“都市圈”或“城市群”特征。例如，阿联酋马斯达尔和日本柏之叶均位于首都周边，能够依托中心城市强大的辐射带动能力开展低碳建设；德国迪滕巴赫和瑞典马尔默均属于国家战略发展的对象，可以联合其他城镇统筹推进基础设施布局、产业分工合作、公共服务共享、生态环境共治。

（二）国外新城低碳发展重点领域

1.能源领域。能源是城市发展运作的基础，清洁能源供应是实现低碳城市的基本途径，其中太阳能是城市内部供能的主要来源。例如，马斯达尔规划能源系统100%采用可再生能源，马尔默计划到2030 年全城100%使用可再生能源。除可再生能源供应外，低碳新城也要打造全方位的现代能源管理系统，加强低碳能源利用的能力建设。例如，建设能够实现电力互通和可视化的智慧电网系统，提升储能能力和可再生能源并网的调峰能力，推进分布式能源应用等。

2.交通领域。在交通领域，新城从规划低碳交通运输系统和规划短途城市两个角度开展。一方面，新城积极发展城市轨道交通、快速公交系统（BRT）、新能源汽车和共享汽车服务，如马斯达尔的重点从建立“无车化”城市转向共享出行。另一方面，主动规划“短途城市”，建设城市慢行系统，从源头上降低碳排放。此外，新城要打造智慧低碳交通网络，借助移动互联网、云计算、大数据等科技力量降低交通碳排放。

3.建筑领域。典型新城在建筑领域的低碳建设具有两个特点：第一，采用严格的低碳建筑标准，加强建筑全生命周期节能管理，打造被动式超低能耗绿色建筑。例如，马斯达尔采用最严格的建筑性能国际标准，迪滕巴赫建设被动式建筑。第二，推广光伏、地热等可再生能源的建筑应用。例如，马斯达尔、迪滕巴赫和马尔默都在屋顶和墙壁外立面安装太阳能装置，迪滕巴赫将太阳和环境热作为主要能源。

4.废物管理。废弃物管理方面，建设完善的废弃物收集利用系统。如马斯达尔和马尔默都建立了地下管道收集系统，其中马斯达尔计划成为“零废物”城市，将垃圾收运至地下真空管道收集系统，收集后的废物进行分类处理，用于回收利用、垃圾发电，余下的采取生物降解、作为建筑材料方式处置。

5.生态保护。合理的新城规划要注重生态协调与可持续发展。建设绿轴绿带、保护原始树木与植物，不仅可以提高城市绿化水平和提高人民生活质量，也可以避免或减弱城市建设对生态环境的破坏。例如，弗赖堡市在与鸟类保护区接壤的土地设置非建设用地作为生态补偿，迪滕巴赫设计了贯穿新区的大型绿带，对于周边邻近的生态敏感区设置缓冲带、保护区。

（三）国内新城低碳发展情况及典型城市对标

中国低碳生态城市建设起步较晚，经历了思想观念更新、环境问题整治、局部项目试点、全面低碳建设四个阶段（方创琳等，2016）[42]。2008 年，中国建设部与世界自然基金会在上海和保定两市联合推出低碳城市试点，这标志着我国低碳城市建设正式开始。随后，我国开展了一大批低碳生态城市和低碳新城新区试点工作。

本文认为，我国低碳城市可以分为三种类型，并与典型国际低碳城市对标。第一，新能源资源丰富或新能源导向的城市，可以参考迪滕巴赫和马尔默的低碳发展模式，建设特色产业型低碳城市。例如，保定市的目标是建设“中国电谷”和“太阳能之城”，嘉峪关市的目标是培育以光伏发电为代表的新能源及新能源装备制造基地，鸡西市计划建设风电和光伏的新能源示范基地。第二，政策重点扶植的新城，可以参考阿联酋马斯达尔的低碳发展模式，建设系统规划型低碳城市。例如，中新天津生态城、唐山市曹妃甸生态城、无锡市太湖新城都是从无到有建立起来的新城，是优秀的低碳示范候选城市。第三，位于大型城市周边的卫星城，可以参考日本柏之叶和阿联酋马斯达尔的低碳发展模式，建设都市圈辐射型低碳示范区。例如，上海市崇明区将依托上海市环境局建立世界级生态岛碳中和示范区，深圳龙岗区将在深圳市委市政府的支持下全力打造碳达峰、碳中和先行示范区。

六、结论及对策启示

当前，中国已将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设的整体布局。新型城镇化战略作为我国“十四五”期间的重点工作，如何进行绿色低碳发展成为各地城镇化工作中面临的主要问题。本文在诠释低碳城市内涵、辨析低碳城市表现形式的基础上，探究新型城镇化低碳发展的特征和特点，介绍和对比了四个国外典型低碳新城发展路径和特点。本研究结合中国城镇化进程中城市开展低碳建设的情况，对我国新型城镇化道路中低碳新城规划和建设提出以下四点建议。

（一）为城市制定清晰明确的低碳目标

新城需要对自身进行准确的定位和评估，如拥有交通便利或紧邻大型城市的区位优势等。清晰和雄心勃勃的低碳发展目标不仅对吸引投资、就业具有显著效果，也为城市总体规划思路和具体措施的制定指明了方向。

（二）引导智慧城市导向的低碳模式

智慧城市解决方案为低碳城市发展提供了巨大动能，应充分利用互联网、云计算、大数据、物联网技术，全方位构建能源、交通、建筑等领域智慧体系。例如，智慧低碳交通建设可以从以下几个方面开展：打造智慧公交，实现公共交通的实时精准定位、站点到站预报等；打造智慧道路，通过大数据治理交通拥堵和进行道路规划和改造；打造智慧停车，整合路内、路外城市停车资源，引导车辆到达空闲车位，减少车辆绕行和等待带来的碳排放。

（三）鼓励政府企业居民等多主体参与

城市建设的主体不仅是政府，也可以是房地产开发商、科技研发公司、能源供应商、汽车制造商、居民。其中，政府的任务更多侧重于政策导向、资金扶持、总体规划，并参与城市基础设施建设和后期的运营调整、维护工作。居民需要与政府、企业一起共同商议新城规划、建设、使用中的问题，并不断调整建设方案。国外典型低碳城市的建设经验表明，由市场推动、政府协调、多方共同参与的低碳发展模式更容易取得成功。

（四）依托都市圈或城市群开展低碳建设

当前，我国正孕育一批如北京都市圈、上海大都市圈、南京都市圈、成都都市圈等具有全球影响力的现代化都市圈。在新型城镇化道路中，处于国家都市圈规划中的新城应把握机遇，以生态环境优先为出发点，发挥中心城市的辐射带动能力，依托区位优势和政策优势开展低碳建设。隶属于大型城市群的新城可联合其他城市一起建设多中心、多层级、多节点的网络型城市群，共筑低碳生态屏障。