低碳城市规划研究综述

低碳城市规划研究综述

为了有效地改变世界气候，减少二氧化碳等温室气体的排放，低碳经济和低碳城市的研究和实践已成为世界难题。城市是碳减排的关键,而城市规划作为建设城市和管理城市的基本依据,必然担负着建设低碳城市的重要角色。但对于城市规划中如何有效落实低碳城市建设理念,如何确定低碳城市规划定位、内涵,构建低碳城市规划研究的理论基础,以及如何具体实施、今后的发展方向等,都需要进一步深入研究。1国外的研究和实践1.1低碳经济的概念“低碳”一词首先出现在英国《我们未来的能源——创建低碳经济》(StateforTradeandIndustry,UK,2003)白皮书的“低碳经济”概念中,低碳经济的核心思想是以更少的能源消耗获得更多的经济产出。城市作为碳减排的关键,低碳城市的概念也应运而生,但对于低碳城市目前国际上尚无统一界定的内涵,一般认为:低碳城市是以城市空间为载体发展低碳经济,实施绿色交通和建筑,转变居民消费观念,创新低碳技术,从而达到最大限度地减少温室气体的排放。1.2“空间碳排放量”发展模式目前,有关低碳城市与低碳城市规划的研究文献已开始涌现。方伟坚(Fong,2007)等认为碳排放与城市形态结构存在着一定关系,提倡紧凑城市的空间发展模式;格莱泽和卡恩(Glaeser,Kahn,2008)研究了碳排放量与土地利用的关系,认为对土地利用的限制和约束越严格,居民生活的碳排放量水平越低,例如高密度中心区的人均碳排放量要比低密度郊区的少;克劳福德和弗伦奇(Crawford,French,2008)探讨了英国空间规划与低碳目标之间的关系,认为实现低碳目标的关键是转变规划管理人员和规划师的观念,在空间规划中重视低碳城市理念和加强低碳技术的运用。1.3研发高性能技术近年来,世界上许多国家均出台了应对气候变化的国家行动计划(1),主要针对工业、汽车、能源等领域,通过颁布法案、政府政策以及国际公约等方式,来研发推广高性能技术,减少高碳能源的使用以及利用可再生能源等,最终实现温室气体的减排指标。2007年在巴厘岛召开的《联合国气候变化框架公约》第13次缔约方大会,初步提出了发达国家在2020年前将温室气体排放量比1990年减少25%~40%的目标。1.4健全区域供热网络,进行天然气发电目前国际上一些城市在低碳发展某些领域起到了领跑的作用。例如伦敦制定了包括碳减排、可再生能源利用等目标,建立伦敦气候变化管理局、设施分布能源管理供给部门等;东京逐渐普及建筑节能,进行天然气发电,同时充分进行余热利用等;柏林建立了完善的热电联产和区域供热网络,同时发展微型发电等;哥本哈根则建立了广阔的热电联产和区域供热网络,同时大力发展风力发电等;巴塞罗那则规定所有新的开发建设都需安装太阳能集热器。由于目前国际上还没有形成广泛共识的低碳城市评价指标体系,因此尚无得到公认的低碳城市。1.5低碳特殊研究低碳城市的实现需要一定的载体,主要体现在产业、交通、建筑、能源等方面,同时也应从价值观念、消费习惯等方面大力倡导低碳生活方式。1.5.1《低碳产业战略》低碳产业包含两方面的涵义,一是本身就是低能耗、低排放的产业类型;二是以低碳技术为载体的产业类型,如新能源产业等。2009年3月6日,英国商业、企业和改革部提出《低碳产业战略远景》(LowCarbonIndustrialStrategy:Avision),包含提高能源效率、重视在产业发展中使用可再生能源、开发和生产低碳汽车以及建设低碳研发中心等4个方面重要内容。2004年新加坡国立大学设计与环境学院对新加坡裕廊工业园进行了以能源低碳为方向的总体规划概念方案探索(图1),设想在可预见的未来通过发展新型建筑、绿色基础设施和生物能电力生产,建立生物循环系统,淘汰以化石燃料为基础的产业,实现产业的低碳化发展。1.5.2风能发电系统丹麦目前是欧洲乃至世界上风力发电和热电联产发展最好的国家。据丹麦电网(Energinet.dk)公司统计,2007年丹麦风力发电达到了其总发电量的19.4%,风能发电机在全国均有广泛分布(图2),同时建立了高效的热电联产循环系统(图3)。德国在太阳能供热和光伏发电方面已走在了世界的前列。根据德国太阳能协会(BSW)的统计,2007年德国利用太阳能共供热658MWth,占整个欧洲市场的34%(图4);近年来,德国光伏发电发展迅速(图5),2008年德国新安装光伏发电装置为1500MWp,目前装置总额为5334MWp,光伏发电规模居世界第一位。1.5.3混合动力汽车2009年英国政府规划了到2050年的低碳车辆技术路线图(图6),此路线图分为3个战略期,短期内改进现有技术,中长期则进行混合动力汽车和电动力汽车的研发。2007年新西兰在其能源战略中提出了低碳交通的行动方案路径(图7),主要包括减少出行、模式选择、提高燃料使用效率和燃料替代等4个方面的策略。1.5.4可持续的住宅标准体系英国社区和地方发展部于2006年制定了可持续住宅的标准,旨在建立一个全国标准来指导可持续建筑的建设。可持续的住宅标准体系包括:能源/CO2、水、健康和福祉、材料、管理、地表水径流、生态、废物利用等8个方面。同时,英国贸易与工业部也推出了资助低碳建筑方案(LCBP),该方案涵盖整个英国,其重点是鼓励提高能源利用效率和微型发电,促进低碳建筑物建设,包括使用生物能源,方案分为2个阶段共投资6000万英镑。2中国研究与实践2.1低碳城市发展路径目前国内对低碳城市的研究尚处于探索阶段,且以战略层面为主。中国科学院可持续发展战略研究组在其《2009年中国可持续发展战略报告》中,提出了中国低碳城市的发展战略设想,并从经济、社会和环境3个层面,初步提出了低碳城市的指标体系(表1)。付允等学者(2008)则从系统论的角度提出了低碳城市的发展路径,探讨了能源、经济、社会、技术的内在关系框架(图8)。同时部分国际组织也积极展开对中国的研究。2008年气候组织(TheClimateGroup)正表12009-2020年中国低碳城市发展战略目标Tab.1Objectivesoflow-carbonurbandevelopmentstrategyinChina(2009-2020)资料来源:见参考文献1第229页。图8低碳城市发展路径框架资料来源:参考文献13第8页。式推出“城市低碳领导力”项目,旨在推动地方政府制定相关政策,促进低碳技术应用,构建低碳领导力体系,发展低碳经济。2009年,亚洲协会美中关系研究中心推出了《中美能源与气候变化合作路线图》,制定了优先合作领域如采用低排放煤炭技术、提高能源效率和节能措施、推广可再生能源等。2.2与新能源企业对接,打造太阳能应用城市作为世界自然基金会“中国低碳城市发展项目”首批试点城市之一的保定市,于2006年提出“保定·中国电谷”的战略构想,重点发展风力发电、太阳能光伏发电等产业群,现有新能源企业已超过160余家,同时于2007年又提出“太阳能之城”的概念,截至到2007年底,保定50%的公共场所、40%的生活小区、40%的旅游景区完成太阳能应用改造,主要包括道路广场太阳能照明和建筑太阳能供热等。上海市崇明东滩生态城有望成为世界上第一个碳中和区域。据规划,生态城的电力热力能源全部由当地风能、生物质能和太阳能获得,步行、自行车和燃料电池公交车将作为主要出行方式,建筑屋顶将使用草坪和植物的天然隔热层,同时城区80%的固体废物实现循环利用。2.3单位gdp能耗比2005年降低20%的目标我国的《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中就提出2010年单位GDP能耗比2005年降低20%的目标。2007年中国公布《应对气候变化国家方案》、《节能减排综合性工作方案》、《应对气候变化中国科技专项行动》,这体现了我国政府在应对气候变化方面所进行的低碳建设努力。2.4低碳建设要求2.4.1企业节能管理2006年4月,国家发展改革委员会同国家能源办等机构联合下发了《千家企业节能行动实施方案》,开展了实行节能目标评价考核制度、强化企业节能管理、开展企业能源审计和编制节能规划以及推进千家企业节能技术改造等行动。台湾则出台了低碳产业规划,提出了知识化、高值化、低碳化的未来产业结构,制定了节能技术升级、制造业结构调整以及服务业扩大等具体措施,颁布了制造业节能减碳具体的推动策略计划表。2.4.2中国与我国发展光伏发电产业的规划及政策我国于2005年颁布了《可再生能源法》,2006年制定了《可再生能源发展“十一五”规划》,为低碳能源的利用明确了方向,2009年财政部、住房城乡建设部下发了《关于加快推进太阳能光电建筑应用实施意见》和《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》,明确要求要加快光伏发电的建设。2.4.3建筑节能建筑标准对于建筑节能,建设部于2001年颁布了《居住建筑节能设计标准》,2005年颁布了《公共建筑节能设计标准》,2006年颁布了《绿色建筑评价标准》,明确提出了我国划分绿色建筑的等级和标准,同时也规定了可再生能源在建筑中的利用要求,为我国低碳建筑发展打下了坚实的基础。3低碳城市规划的研究3.1低碳发展模式对于低碳城市规划,同济大学的潘海啸等提出了低碳城市空间规划策略,探索了区域、总体规划、详细规划3个层面的低碳发展模式,在区域层面提出以区域公共交通导向的走廊式发展模式,在总体规划层面提倡绿色交通支撑的空间结构,实现短路径的土地混合使用,适合人与自行车的地块尺度,以公共交通可达性确定开发强度,在详细规划层面主要以居住区规划为例,建议限定居住小区规模,避免大街区空间,来促进步行和自行车的使用。3.2低碳城市规划当前,低碳理念融入城市规划的实践,主要结合城市生态规划进行探索较多。深圳的光明新区结合“绿色新城”建设,在《深圳市近期建设规划(2006-2010)之新城规划》中提出“低碳”城市建设理念,通过着力培育低碳城市机能、加快推进经济的低碳转型、建立公交主导的交通系统和大力发展绿色建筑等措施(2),2008年3月,光明新区被建设部列为首个“绿色建筑示范区”,并进行了一系列的低碳城市建设实践探索。《中新天津生态城规划》和《唐山曹妃甸生态城规划》也分别提出了以减少碳排放为目标的规划措施,其中《中新天津生态城规划》提出了促进绿色建筑、绿色交通、可再生能源利用等措施,明确单位GDP碳排放量不超过150吨-C/百万美元的控制目标(3),《唐山曹妃甸生态城规划》提出了促进低消耗、低排放的空间结构,并制定了能源管理措施(4)。对于低碳城市规划实践,笔者认为应将低碳城市理念融入城市规划法定编制体系,促进城市规划的不断完善和发展创新,是低碳城市规划得到有效实施的关键。在总体规划层面,以《昆山市城市总体规划》为例,将“低碳城市”作为昆山未来的发展目标之一,相关低碳构思主要体现在:城市布局的理念主要是公共交通走廊引导居住用地开发,交通枢纽引导城市服务业发展,同时促进周边用地的混合发展,减少小汽车的使用,促进交通减量和城市运行减碳;在能源利用方面,提出能源结构调整,促进清洁能源和可再生能源的发展,并提出到2030年万元GDP能耗为0.25吨标煤的节能目标;在生态建设方面,进行碳氧平衡分析,提出生态固碳措施等。在控规层面,以《苏州工业园区科教创新区控制性详细规划》为例,相关低碳构思主要体现在提出以产业结构调整为导向的产业减碳策略;以紧凑集中为导向的混合布局模式;以公共交通为导向的绿色交通系统;以扩大碳汇为导向的多样化生态系统;以新能源利用和节能为导向的清洁能源发展等。并通过低碳的目标体系和控制指标体系,来具体指导城市用地的开发建设。4低碳城市发展的途径城市是碳减排的关键,城市规划应该承担起建设低碳城市的重要角色,但低碳城市建设理念如何在城市规划和建设中进行有效落实,避免停留在炒作理念和新概念阶段,就必须通过深入研究和建设实践探索,明确低碳城市的内涵和定位,构建低碳城市的理论基础,建立一套可操作、可考量、可推广的规划实施指标体系,并融入法定城市规划编制规范要求,促进城市规划的发展创新,才能有效促进低碳城市的建设。4.1城市与生态城市的核心思想不同生态城市和低碳城市是当前各界关注的热点,二者的建设理念和核心内涵密切相关,但需要理清低碳城市与生态城市之间的关系。首先,低碳城市与生态城市在核心思想上是一致的,都是关注生态环境方面的问题。但同时两者之间存在着不同,生态城市关注自然环境、人居环境等多个方面,而低碳则主要关注全球气候变化,因此相对来说生态城市内容更宽泛、更综合,而低碳城市则侧重强调减少碳排放,提高碳汇,从某种程度上来说低碳城市是生态城市的一个子集。因此有专家学者提出低碳生态城市的概念(5),将低碳作为生态城市的重要概念之一来进行阐述。4.2低碳理念融合现行规划为有效促进低碳城市规划研究和建设实践的深入,必须明确低碳城市规划的定位。结合我国现有城乡规划编制体系,可以有以下3种编制类型:一是现行城乡规划编制体系以外的低碳城市规划,作为一种新类型的规划;二是作为现行城市规划的组成部分进行编制,以专项规划或独立篇章的形式纳入现有城乡规划体系;三是低碳理念融入现有法定城乡规划编制体系中,在城市各项规划内容中实现低碳目标,落实到用地布局、交通模式、产业发展和设施建设中。从今后的发展看,笔者认为低碳理念融入现有法定城乡规划编制体系应是主要方向,是城市规划自身发展创新的一个重要方面。4.3城市低碳发展的必要性分析当前,低碳城市规划相关理论研究较少,而低碳城市规划和建设实践又迫切需要相关理论进行指导,并逐渐系统化。现阶段对于新能源利用以及节能减排技术等的研究和实践较多,