一、能源高效型城市背景
能源作为人类社会发展的基本资源,长期以来其供给、使用计划属于国家宏观战略体系的重要部分,能源战略一直属于国家宏观布局的一部分,与国家安全、部门产业布局、经济发展、城乡居民生活等息息相关。“城市”只是能源供应的消费者,因而是能源战略决策中的“配角”而非“主角”,地方城市政府所关注的是城市能源供应和能源保障规划(计划)等问题,在以往的城市发展战略中,能源战略很少涉及并被强调。进入21世纪以来,随着能源危机和环境问题日益严重,国际上开始强调国家和社会发展与节能减排的平衡关系,随着《联合国气候变化框架公约(UNFCCC)》、《京都议定书》、《哥本哈根协定》等的签订、《联合国千年宣言》提出在环境保护和节能发展上的目标,国际社会特别是发达国家开始将“减少能源使用”、“减少碳排放”等刚性目标在国家能源战略中提出,而城市作为能源使用的实际主体,也开始将能源战略放置在城市发展战略中综合考虑,提出城市“节能减排”目标和实施战略。
城市能源战略目标受城市经济发展、城市人口增长与城市扩张、城市环境要求与环境容量、城市可持续发展目标以及城市发展模式的制约和影响;反过来,城市发展模式和城市规划也将在很大程度上受到能源供给和能源使用方式的影响和制约。就目前世界上发达国家的城市发展模式和能源使用情况来看,基本上以美国和欧洲为代表。美国的城市发展、城市规划和能源使用方式目前总体上仍然是以“能源供给为导向”。城市扩张和蔓延(如洛杉矶和凤凰城)带来对能源消耗的巨大需求。尤其是建立在“以私人小汽车使用为基础”上的美国城市规划,使得其城市经济发展和城市生活极大地受城市能源供给的制约,并且使得城市节能和减少二氧化碳排放变得十分困难(如美国退出《京都议定书》)。相比之下,欧洲国家近年来在城市发展模式和能源使用方式上所作的努力取得了比较明显的成效,在控制温室气体的排放方面,欧洲也做出了很好的表率。在城市发展战略中提出了明确的节能减排目标,而在具体的实施上,则提倡“紧凑城市”的概念、城市土地混合使用、减少城市交通对私人小汽车的依赖、建设清洁高效的城市公共交通系统以及节能技术和可再生能源的推广和使用等等。伦敦在2004年颁布的《The London Plan》以及2008年颁布的《The London Plan:Consolidated with Alterationssince2004》的伦敦城市总体发展战略中,明确提出“伦敦需要成为欧盟和英国在节能减排方面的旗帜。首先,在碳排放问题上,伦敦2050年将减少1990年一半的碳排量,以应对全球变暖;其次,要对全球变暖所带来的水、废物、能源之类的一系列问题进行有效管理”;哥本哈根的城市发展战略目标之一就是到2025年成为世界上第一个“碳中和”城市;斯德哥尔摩、奥斯陆等北欧城市也在城市发展战略中也提出了减少化石能源消耗、实现“碳中和”的发展目标。而近年来,“能源供给导向”的美国城市也开始在城市发展战略中强调节能减排的城市能源战略目标,纽约、波士顿、旧金山等城市纷纷提出了城市节能目标,并在建筑节能、交通发展、绿色循环经济、居民行为等城市领域中对节能发展提出了各项发展目标和措施,美国甚至成立了Energy efficient economic commission(能源有效型经济委员会)对全国各城市的节能发展状况进行评估。
由于在过去我国以能源供给为导向的能源战略背景下,“城市”只是能源供应的消费者,因而是能源战略决策中的“配角”而非“主角”。即使在目前能源紧缺的情况下,某些城市政府所关注的仍是城市能源供应和能源保障规划(计划)等问题,而尚未全面意识到随着国家能源战略的转型,节能与减少环境污染这两个主要的能源战略目标更需要在城市发展建设的各个环节上予以实施。城市,不仅要用能,而且要通过节能和提高能效减少温室气体排放,为国家能源建设和全球环境改善作出贡献。因而,“城市”应成为国家能源战略中的“主角”而非“配角”,城市政府也自然成为国家可持续发展能源战略的主要实施者和“责任人”。目前,城市政府的首要任务也就是在国家可持续发展能源战略的指导下制定综合性的城市能源战略。在国家宏观节能减排、环保环境的战略背景下,我国各城市开始在城市发展战略中提出能源发展目标和战略体系。以上海为例,2015年上海市政府召开的上海市节能减排和应对气候变化工作会议中提出:全市能源消费增量控制在450万t标准煤以内,力争控制在400万t标准煤左右;二氧化碳排放增量控制在870万t以内,力争控制在780万t左右;煤炭消费总量控制在5500万t,单位生产总值综合能耗、二氧化碳排放量比上年下降2%左右;在交通领域,上海将坚持公交优先战略,推进“公交都市”建设,新建137km公交专用道,中心城公共交通出行比重达50%以上,严格控制机动车保有量,完善城市步行和自行车交通系统,完善公交专用道非现场执法监控网,严格执行高污染车辆限行规定,完成剩余黄标车淘汰任务。同时,推行交通节能调度,实施柴油车和重型汽油车新车国V标准等。
虽然目前我国各大城市在城市总体发展战略体系中开始逐步涉及并强调能源战略和节能减排目标,但在引导城市发展实践的城市规划中,能源战略和相应的节能减排措施、布局仍然欠缺。我国城市在我国过去的能源规划体系中,城市能源部门所编制的城市能源规划(计划)主要以能源的需求、能源供应计划为主,较少强调城市能源政策、城市能源使用方式、城市节能以及减少城市用能污染等目标和问题。能源规划主要是一个部门的行业规划,而非综合性的战略规划。并且较少与城市规划政策、城市总体规划以及其他层次的城市规划相结合。而在能源短缺问题凸现以前,以“发展为导向”的我国城市规划更少顾及能源供应与能源使用方式对城市规划的制约和影响。城市规划政策和城市规划较少反映国家能源战略目标和要求,也较少将节能和减少城市用能污染等目标贯彻到城市规划与城市设计之中,城市规划创新较少反映城市节能的诉求。目前,除在城市总体规划、专项规划和分区规划中有城市电力、煤气、供热等工程管网规划外,总体上我国城市规划中能源意识相对淡薄,城市规划较少介入可持续发展能源战略的制定与实施,事实上,目前各城市综合性的能源战略规划也尚未制定。
二、能源高效型城镇的概念
能源高效型城镇(Energy-efficient City)是指在城市生产和生活活动过程中以节约能源、利用绿色能源为首要原则,并具有完善城市节能政策体系的城市。能源高效型城镇是在面对世界能源紧缺、环境污染等问题背景下所提出的减少城市能源消耗、提高能源使用效率、积极调整供能结构的城市发展战略。这一城市发展战略,强调在城市尺度上通过政府政策指引、多方沟通合作等方法实现在多个用能领域上的能源高效、合理的使用。其重点关注领域为城市建筑和城市交通,强调在城市空间发展布局、城市交通政策和管理、城市建筑建造和使用政策上推动实现与城市居民息息相关的交通能源和建筑能源使用上的高效性和合理性。
能源高效型城镇目标的实现,需要政府通过财税杠杆政策、部分强制性政策与措施、信息技术的使用(智慧交通、智慧城市等)、城市土地开发战略调整等手段实现。其中,手段和措施的推进和实现需要政府、企业研究机构、居民多方合作,构建一个多方沟通、合作的平台,而平台的搭建和良好的运作则依赖于政府的财税政策等引导激励作用,以实现多方共赢,调动多方的积极性而达成城市能源有效性这一共同目标。
目前,国际与国内已有诸多涉及能源供给和使用的相关城市发展概念和战略,如:低碳城市、生态城市、绿色城市等,但其与能源高效型城镇在内涵、目标、策略方法上存在诸多差异,各自侧重不同。
低碳城市(Low-carbon City),是指以低碳经济为发展模式及方向、市民以低碳生活为理念和行为特征、政府公务管理层以低碳社会为建设标本和蓝图的城市。低碳城市和能源高效型城镇相比,侧重于城市能源使用后的排放端口的低碳性、清洁性、环保性而非使用端口的高效、合理性来实现城市的可持续发展。虽然二者都对城市空间布局有所要求,但低碳城市在技术方面强调城市清洁能源的使用、能源清洁技术和循环经济的使用和推广、个人低碳消费习惯的培养等。总体来看,低碳城市关注如何减少城市发展对城市生态环境的影响,侧重于城市能源使用的排放端,能源高效型城镇关注如何在城市合理发展的同时,合理、高效地使用能源,在不影响发展的同时如何减少能源使用总量。
绿色城市(Green City),是充满绿色空间、生机勃勃的开放城市;是管理高效、协调运转、适宜创业的健康城市;是以人为本、舒适恬静、适宜居住和生活的家园城市;是各具特色和风貌的文化城市;是环境、经济和社会可持续发展的动态城市。这五个方面是绿色城市的充分和必要条件,也可以称之为绿色城市的五大目标。总体来看,绿色城市侧重于居民居住在自然和人文环境上的宜居性、舒适性,强调以人为本的城市居住体验,其中涉及城市能源发展策略,则是如何清洁、安全、环保的使用能源,为居民提供一个绿色、环保、舒适的居住环境。
生态城市(Ecological City),是一种趋向尽可能降低对于能源、水或是食物等必需品的需求量,也尽可能降低废热、二氧化碳、甲烷与废水的排放的城市。这一概念是在70年代联合国教科文组织发起的“人与生物圈(MAB)”计划研究过程中提出的,一经出现,立刻就受到全球的广泛关注。关于生态城市概念众说纷纭,至今还没有公认的确切的定义。但总体来讲,生态城市强调将城市看做一个自循环的生态系统,城市成为一个能源和资源能够自我供给,排放和产出能自我吸收被循环转化供给的循环体。这一概念对能源使用的要求则是“自循环”,实现供给和输出循环的高效经济体。从这一概念来讲,能源高效型城镇则是在生态城市的能源使用上更为详细、更为具体、更为全面的发展概念和战略实践体系。
三、能源高效型城镇的战略体系
从整体战略层面上来看,能源高效型城镇战略以城市能源“供给—使用”路径流程为视角,从能源供给段、能源使用端、能源有效城市支持端三部分建立起实现城市能源合理、高效使用的整体行动指引(图3-1)。
1.能源供给端——政府与能源商
由城市政府和能源商形成的城市能源供应端联盟直接建设并管理着城市能源供应系统。在供给段,政府和能源商可以对城市的能源结构和供能方式进行积极的“能源有效型”调整和革新,以“因地制宜,就近供能”为原则,积极利用城市当地的地热能、风能、太阳能等可再生能源,建设相应的城市供能系统;积极利用城市回收的垃圾废物提取生物质能,实现城市能源与城市废物处理的循环利用和循环经济;使用分布式能源等就近供能方式减少能源运输损耗等。
图3-1 能源高效型城镇发展战略指引体系
2.能源使用端——居民与企业机构
由城市居民和企业机构等组成的城市能源使用端,不仅要成为“能源的节约使用方”,还要成为“能源的生产方”。在建筑和交通能源使用上,居民和企业机构可以通过从建筑节能改造、使用新能源汽车、使用低能汽车等从需求方面减少化石能源的使用消耗。此外,能源高效型城镇战略还着眼于私人建筑的产能潜力,在居民建筑上安装屋顶太阳能、风能发电装置等能够提高城市能源供给的多样性和高效性。
3.能源高效型城镇支持端——政府与研究机构
由政府和研究机构组成的支持端是实现能源高效型城镇发展的关键。二者对能源供给段和使用端进行能源有效性的各项措施提供有力的支持,主要包括财税政策和技术方法两个方面。在财税政策上,对私人建筑节能改造提供相应的补贴,以税费杠杆政策激励新能源、低能耗汽车的使用以及限制高能耗汽车的使用等;在技术方面,由政府和大学等研究机构成立相应的项目组,对居民的建筑节能、产能改造措施提供一系列的技术支持;此外,研究项目还对地区的能耗使用进行相应的动态分析,对政府制定各类节能政策和节能改造措施提供科学、合理的依据和支持。
从影响城镇能耗的因素来看,能源高效型城镇的战略体系包括了以下几个方面,如图3-2所示。(1)空间规划与设计,主要通过改变城镇建成环境来影响城镇能源消耗,一般来讲高密度、土地混合利用、公交可达性高的建成环境,单位能耗(人均、车均)要低,城镇建成环境与能源消耗的详细关系阐述,请见第二章。(2)能源供给政策,通过影响能源供给结构来影响城镇能源消耗,例如绿色能源政策通过鼓励太阳能、水能、风能等新能源的供给,来减少煤炭、石油等能源的消耗。(3)能源使用技术政策,通过改变能源使用终端的能源因子来提高能源效率,能源因子表示了每单位生产或生活活动所需能源,或每个用户(每平方米建筑或每车)的能耗,能源因子越低说明城镇能源消耗效率越高,能源因子的改变来自于技术的革新,例如绿色建筑、绿色汽车、绿色生产工艺等。(4)能源使用教育政策,通过改变个人和企业的用能行为,尤其是鼓励节能行为和利用绿色能源行为等来减少能耗,建设能源高效型城镇。(5)能源需求政策,通过能源需求管理方法,例如能源价格、能源补贴等政策来促进节能和绿色能源的使用。
图3-2 能源高效型城镇的战略体系