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一、研究背景
1.城镇化对国家节能减排战略至关重要
能源是人类生存和发展的重要物质基础，攸关国计民生和国家安全。在“十一五”期间和过去的“十二五”时期，我国能源事业发展快速，能源产业体系进一步完善，能源基础设施得到快速发展，能源自足能力明显提高，保障了我国国民经济发展和人民群众社会生活发展需要。
但是，我国能源发展仍然面临诸多问题和挑战：在全球能源资源供给长期偏紧、矛盾日趋突出的背景下，能源资源竞争日趋激烈，国家能源安全的问题愈显重要；在快速工业化、城镇化和现代化推动下，我国能源供需矛盾突出，能源资源短缺情况明显，尤其是常规化石能源缺口较大，石油对外依存度上升至2011年的57％；能源产业粗放式发展，精细化、现代化不足的情况依然存在；能源基础设施建设仍然滞后，且区域发展不平衡；能源密集型产业在国民经济中占的比例仍然很大，产业结构调整任务艰巨。
节能优先，实施能源消费总量和强度“双控制”是我国当前能源政策的重点。党的十八大报告指出：推动能源生产和消费革命，控制能源消费总量，加强节能降耗，支持节能低碳产业和新能源、可再生能源发展，确保国家能源安全。国家《能源发展“十二五”规划》提出：促进能源事业发展要强化节能优先战略，全面提升能源开发转化和利用效率，实施能源消费强度和消费总量双控制，努力构建节能型生产消费体系，促进经济发展方式和生活消费模式转变，加快构建节能型国家和节约型社会。《中国的能源政策（2012）》中指出在开发新能源的基础上，实施节能优先对于控制能源消费具有重要的现实意义。
城镇化对于能源消费总量、结构和进程有着极其重要的作用。当前全球95％的人口生活在占地球表面不足10％的土地上，且主要分布在城镇。城镇化在给人类带来福祉的同时，也对于地球环境产生着影响，这些影响主要体现在能源消耗及其所产生的温室气体对全球气候变化的影响。在城镇化进程的推动下，城镇消费了全世界75％的能源，排放了80％的温室气体。城镇化已经成为各国制定能源政策的关键因素之一。
我国正经历世界上最大规模、最快的城镇化过程。城镇化水平从1980年的19.5％增长到2011年51.27％，同期，城市人口从9025万增长到6.9亿，城市数量从223个增长到657个，建制镇从2847个增长为19683个，平均每年要新增1900万城市人口、14个城市和543个建制镇。我国刚刚进入城镇化中期发展阶段，城镇化还将在未来一段时间持续快速发展，据预测，2030年我国的城镇化率将有望达到65％，城市人口再增加3亿人。城镇化是影响我国能源消费水平的重要因素之一，城市消费了我国商品性能源的84％。当前我国城市人均能源消费约为农村的3倍，照此水平，每增加1％的城镇化率，需要相应新增6000万t标准煤的能源消费。
城镇化表现为人口向城镇聚集、城镇规模扩大、新城镇产生，但其内涵是一系列经济社会变化的过程，具体包括经济结构的变化：主导经济由第一产业向第二、三产业转化过程；社会结构变化：农村人口逐步转变为城镇人口以及城镇文化、生活方式和价值观念向农村扩散的过程；空间结构变化：各种生产要素和产业活动向城镇地区聚集，城市空间生长以及聚集后的再分散过程。由于农村与城镇的生产和生活方式不同，在建筑、交通、产业等部门及其空间布局上不一样，导致城乡能源消费量和结构上存在差异，整体来说，城市的人均能源消费要高于农村，因而在一系列农村向城市变化的过程中，城镇化会增加能源消费。这是城镇化影响能源消费的基本机理与过程。
城镇化空间模式是影响城镇能源消费水平和结构的重要因素。大量的实证研究表明“蔓延”式的空间增长增强了小汽车的依赖性，增加出行距离，恶化中心城区的交通拥堵，进而增加了交通能源消耗。但是，紧凑城市空间模式通过高密度、高土地混合度、高公共服务设施可达性等减少小汽车的依赖程度和小汽车出行总距离，从而能够减少交通能源消耗。另外，紧凑城市能够有效节约基础设施投资和高效利用现有基础设施，也起到节约能源消耗的作用。公共交通导向的城市开发（TOD）通过优化公共交通基础设施和土地利用，提高公共交通出行，抑制小汽车使用。在区域层面，城市的集群化发展模式，例如，都市圈、城市群、都市连绵带，通过外部规模性效应提高土地和基础设施高效利用，相对于传统分散式的城市间发展模式，城市群发展对于节约能源消耗具有重要的意义。
2.建设能源高效型城镇化的重大现实意义
2.1 建设能源高效型城镇对保障我国国家能源安全具有重要的意义
国家新型城镇化规划指出：发达国家能源资源消费总量居高不下，人口庞大的新兴市场国家和发展中国家对能源资源的需求迅速膨胀，全球资源供需矛盾和碳排放权争夺更加尖锐，我国能源资源和生态环境面临的国际压力前所未有，传统高投入、高消耗、高排放的工业化城镇化发展模式难以为继。尤其是近年来，我国经济将由注重总量增长的扩张型向注重结构优化的集约型转换，经济增长速度也将进入中高速增长为主阶段，我国能源自给率水平整体上升，但对石油、天然气等能源对外依存度持续上升，如果不控制石油消耗的增长速度，按照当前水平，2010～2030年，中国新增石油需求将占全球新增石油需求的1/3，2030年石油进口依存度将达到75％左右。未来一段时期，全球石油天然气需求将持续增长，供求偏紧的局面将更加严峻，尤其是包括中国在内的新兴国家对于石油天然气能源的需求增加迅速，各国之间对于石油、天然气能源进口的竞争将进一步激烈，对石油的高进口依存度将是我国能源安全的严峻挑战之一。在挖掘自身供应潜力的同时，应该走节约优先，通过促进“节能低碳型”城镇化，节约石化能源消费，增加新能源、可再生能源比重，提升我国能源安全。
2.2 建设能源高效型城镇是我国新型城镇化的主要内容
城镇化是我国现代化的必由之路，也是我国发展必然要遇到的经济社会发展过程。针对当前我国城镇化发展的社会、环境等问题，党中央、国务院审时度势提出新型城镇化道路，要以人为本，以城镇化质量为核心，坚持生态文明、绿色低碳的原则，把生态文明理念全面融入城镇化进程，着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展，节约集约利用土地、水、能源等资源，强化环境保护和生态修复，减少对自然的干扰和损害，推动形成绿色低碳的生产生活方式和城市建设运营模式。加快绿色城市建设，将生态文明理念全面融入城市发展，构建绿色生产方式、生活方式和消费模式；严格控制高耗能、高排放行业发展；节约能源等资源，促进资源循环利用，控制总量，提高效率。加快建设可再生能源体系，推动分布式太阳能、风能、生物质能、地热能多元化、规模化应用，提高新能源和可再生能源利用比例。实施绿色建筑行动计划，完善绿色建筑标准及认证体系、扩大强制执行范围，加快既有建筑节能改造，大力发展绿色建材，强力推进建筑工业化。合理控制机动车保有量，加快新能源汽车推广应用，改善步行、自行车出行条件，倡导绿色出行切实提高能源利用效率，降低能源消耗，提高绿色能源消费结构。促进“节能低碳型”城镇化是建设“绿色城市”的重要内容。
2.3 建设能源高效型城镇是实现美丽中国、建设生态文明的重要途径
生态环境是人居环境的根本。过去几十年，我国城市经济建设取得了巨大成绩，但是，受到经济发展阶段性的影响，我国的城镇化以服务经济增长为主，忽视了生态环境和生活环境建设，资源采掘粗放，能源结构不合理，使用效率低，对土壤、空气、河流水系等产生的污梁不断恶化，造成区域生态环境难以继续承载粗放式发展。中央城镇化工作会议（2013）指出：要坚持生态文明，着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展，尽可能减少对自然的干扰和损害，节约集约利用土地、水、能源等资源。城镇化对于能源消费影响作用大，实现美丽中国，建设生态文明的主要途径之一就是要大力促进城镇化节能。
2.4 建设能源高效型城镇对我国实现应对气候变化减少碳排放目标具有重要的政策意义
气候变化已成为涉及各国核心利益的重大全球性问题，中国是世界的第二大经济体，中国的发展对于世界各国具有重要影响，中国政府积极响应全球气候变化，中国已于1985年核准《〈联合国气候变化框架公约〉京都议定书》，显示了促进世界可持续发展的积极姿态，并提出到2020年全国单位国内生产总值二氧化碳排放（碳强度）比2005年下降40％～45％的减排目标。为了达到此目标，国家出台了《应对气候变化国家方案》等一系列政策和法律，我国减排也取得了相当成绩。在2015年11月召开的气候变化巴黎大会上，我国作出郑重承诺：二氧化碳排放2030年左右达到峰值，非化石能源占一次能源消耗20％左右。但是，由于历史和经济发展阶段的原因，我国减排工作任重道远，需要多途径、多方式地完成。城镇化是能源消费的主体之一，借新型城镇化的发展契机，建设“节能低碳型”城镇化有益于加快我国实现碳排放目标。
2.5 建设能源高效型城镇对改善空气质量、提升人居环境品质具有重要的现实意义
雾霾已经成为影响我国城镇空气质量和居民健康的重要因素，在2015年11月～12月期间，雾霾天气笼罩着全国10余个省份，PM2.5浓度最高达600μg/m 3 以上，远高于世界卫生组织45μg/m 3 的健康标准。在雾霾天气下，空气中浮游大量尘粒和烟粒有害物质，例如PM2.5、PM10等，会对人体健康造成伤害，造成上呼吸道感染、支气管哮喘、肺部感染等疾病，会增加心脏病患者的心脏负担，诱发脑梗死。长期暴露在雾霾天气下，会增加癌症患病率，在我国肺癌都是第一大致死癌症，而空气质量污染是造成肺癌重要的因素之一。世界权威期刊英国《自然》杂志发表的一篇研究表明：每年全球范围内因室外污染而导致过早死亡的人数有300多万人，其中，中国人因空气污染而过早死亡的人数有近140万，如果空气污染排放量不变的话，预计到2050年这一人数可能会翻倍。中国疾病防控中心研究也发现，在我国，2010年室外空气污染导致123.5万人死亡。同1990年相比，死亡人数增长了33.4％，在67种疾病相关危险因素中，室外空气污染已从1990年的第5位上升至2010年的第3位，大于25岁成人中，27.2％的肺癌、29.9％的冠心病、35.0％的脑卒中和21.0％的慢性阻塞性肺病为室外空气污染所致。
能源结构不合理是造成污染的重要原因之一。全球因空气污染过早死亡人数中，三分之一是由于做饭、取暖时烧木头和使用煤炭等带烟的燃料，其中，七分之一是由燃煤发电造成的大气污染所致。美国航天局指出，我国雾霾的成分主要是硫酸盐气溶胶，燃煤是罪魁祸首。在北京，全年PM2.5来源中，区域传输贡献约占28％至36％，本地污染排放贡献占64％至72％，在本地污染贡献中，机动车、燃煤、工业排放和扬尘是四大污染，其中，燃煤占了五分之一，而在整个华北地区，燃煤是第一大来源，在北京、天津大城市郊区及河北、山东等农村地区，无燃煤锅炉的比例不足10％，90％的地区冬天取暖主要靠燃煤锅炉或分散燃煤。据北京市环保局统计，北京每年采暖消耗煤800万t左右，50％燃煤为城乡边缘地区和远郊区散烧煤消耗，因为没有任何处理设施，一吨居民自采暖散烧煤排放的污染物，是燃煤电厂一吨煤排放的15倍。改变城镇能源结构，完善燃气、电力、太阳能等清洁能源基础设施，提高绿色能源比例，提倡绿色交通，减少小汽车使用，从而通过建设能源高效型城镇化，改善空气质量、提升人居环境品质，是我国城镇化发展的可持续之道。
2.6 建设能源高效型城镇对于提高我国城乡规划与建设管理水平具有重要的现实意义
我国《城乡规划法》指出城乡规划应该以节约资源和能源消耗、保护生态环境为重要的规划编制和城市建设原则。但是，近年来的我国城市编制和建设实践表明，节约能源并没有得到很好的重视。在规划方案的制定中，能源节约并没有被很好地体现；在城市建设过程中，能源节约局限于绿色建筑等微观层面，而忽视了空间结构布局等层面；在规划管理过程中，政府管理人员对于节约能源的意识淡薄，导致在源头上对于规划节能缺乏科学有效管理。国际上诸多国家在城市规划体系明确提出将节约能源作为规划目标，例如，美国、英国、日本等。节约能源被确定为城市规划方案编制的重要原则，节约能源也被规划管理者被作为规划后期的评估重要指标。能源高效型城镇规划理念和方法对于提升我国城乡规划与建设管理理论和技术水平具有重要的价值。
二、研究目标与技术路线
1.研究目标
本研究具体有以下五个主要目标：
1）提出高效型城镇化理论框架
全面梳理有关能源高效型城镇化的理论和实证研究，明确城镇化和能源消耗之间的理论关系，提出能源高效型城镇化的理论框架，包括能源高效型城镇化的定义、内涵、关键指标、建设目标等。
2）建设城乡用能数据库
对我国城乡用能方式、用能水平的差异进行实际调查，收集一手资料，构建我国城市与乡村能源使用水平和用能结构的数据库，包括分地域的建筑能耗、交通能耗等能源消耗信息。
3）揭示城乡用能客观规律
根据城镇化的内涵和特征，采用定性研究和定量统计等方法分析城镇化对建筑建造、建筑使用、交通等重点领域用能的影响，并对城乡用能的区域差异进行空间分析，多角度，多方面，揭示城镇化进程影响能源消耗的总体规律。
4）评价高效型城镇化政策情景
根据实证数据的定量和定性分析结果，构建城镇化影响能源消耗的预测模型，根据国际经验和我国当前重大政策需求，设计不同高效型城镇化政策情景，并对不同政策情景下的城乡能用水平和用能结构进行预测。
5）提出政策应对
研究城镇化发展对“十三五”期间城镇和农村能源供应体系变革的新要求及相应政策举措，提出建设能源高效型城镇的规划技术、建设策略和管理管制创新等建议。
2.技术路线
研究的技术路线主要包括四个部分，具体如下：
第一部分，理论基础研究。首先，研究了城镇化的内涵和特征，以及对经济增长、收入水平、产业结构、生活方式、空间结构的影响；其次，归纳和梳理了能源高效型城镇理论与实践。
第二部分，现状判研。进行了3个现状分析，分别是：城镇重点领域能源使用水平和使用方式现状，城乡能源使用水平和使用方式差异，区域间能源使用水平和使用方式差异。
第三部分，情景研究。首先，利用情景分析法，进行了城镇化发展水平的预测，3个方面：城镇化重点领域发展情景预测（建筑、交通等），城镇化总体水平情景预测，城镇化水平分区域预测。其次，在城镇化发展水平情景预测的基础上，对城镇化各个情景的能源效应进行了评价和预测，3个预测：“十三五”及中长期整体能源使用水平和使用方式的预测，重点领域（建筑、交通、经济结构等）等能源使用水平和使用方式的预测，分区域能源使用水平和使用方式的预测。
第四部分，政策建议。首先，研究了城镇和农村能源供应体系变革的新要求包括供需平衡要求、区域平衡要求、发展新能源要求、改革供应体系管理的要求等。其次，研究了满足这些新要求的相应政策举措，包括城镇地区能源供应主体的多元化政策；建筑规范，积极促进城镇地区新能源发展；控制总量与控制结构的“双控”政策与城镇化分区域发展匹配政策。第三，研究了城镇化节能的有关技术和管理，包括城市规划与设计技术，建筑设计与建造技术，绿色交通技术与管理等。