第一节 低碳城市构建与空间形态规划

一、构建低碳城市的路径框架

虽然学术界对于与“低碳城市”有关的“可持续城市”、“生态城市”、“绿色城市”以及节能减排等各个问题都已有大量的研究，但真正聚焦于“低碳城市”的研究是在全球气候变化问题引起广泛关注后才兴起的，尚缺乏扎实深入的实证研究，整体的理论架构以及相应的规划措施体系都需要完善。

从碳流动（见图2—1）的角度看，理论上低碳城市的构建路径包括如下三个维度：

（1）能源输入低碳化。一次能源中的碳基能源（油、煤、气）是城市中碳最大的输入源，而碳一旦输入则要么被固化、要么被排放。因此源头控制是减排的重要途径，应积极推动碳基能源向清洁能源转变，比如水能、核能、风能、太阳能等。

（2）能源利用高效化。一次能源和一次能源转化而来的电力、热力和其他能源（以电力为代表）是城市正常运行和发挥职能的基本保障。提倡科技创新，加强科学管理，从而提高能源利用效率是减排的重要手段。

努力提升产业能源利用效率，积极调整城市的产业结构，实现工业向服务业的转变以及重化工业化向高科技工业化的转变；采取各种措施鼓励和促使人们改变高能耗的生活方式，尤其是出行交通方式；此外应大力倡导节能型建筑，减少建筑碳排放。

（3）大力吸收碳排放。在碳流动的终端，利用碳捕捉和储存以及植物、湿地碳汇等技术方法处理碳排放，争取尽可能多地将碳固化，而不是以气体形式排放造成温室效应。

各个城市应积极探索如何从以上三个维度节约能源消费、减少温室气体排放。当然也必须注意到：三个维度中并非所有的措施对策都有空间属性（见表2—1）。规划师在构建低碳城市的过程中所承担的主要职责还是利用规划工具和机制，以低碳为导向优化空间形态，本书研究侧重于从空间规划的角度探讨低碳城市的构建路径。

二、空间规划是构建低碳城市的重要手段

从图2—1中可以看出，从终端使用（end use）角度出发，城市中主要的碳排放源头包括建筑排放、工业排放与交通排放。大量实证研究发现，城市中碳排放的重要源头正是各类建筑和交通车辆，而城市规划正是规制建筑施工和使用、安排交通设施和线路、影响出行方式和距离的重要政策工具。

2000年，在英国的工业城市布里斯托，住宅和商用建筑的碳排放占全市的37%，交通占全市的36%，工业占22%；在后工业化城市伦敦，住宅建筑所产生的碳排放占总量的38%，商用和公共建筑占33%，交通占22%，只有不到7%的碳排放来自工业生产；而在同样进入后工业化阶段的韩国首尔，2006年交通碳排放占总量的42%，住宅和公共建筑的碳排放占40%，工业仅占2%（Jo, et al.,2009）。

可见，随着城市产业结构的升级，工业碳排放所占的比例将持续下降，交通和建筑所产生的碳排放比重将提高，空间形态优化的重要性越发明显。以北京为例，其碳排放强度已经从1980年的33.69吨/万元GDP降到2008年1.50吨/万元GDP，其中很大一部分原因是产业结构升级。2009年末，北京第三产业的比重已经达到75.8%，通过搬迁高耗能产业、革新生产技术等手段减少工业碳排放的空间相对较小。

从2000年到2008年，北京市第三产业的碳排放量已经超过第二产业，预计未来第二产业的碳排放比重还将进一步降低。在此也必须指出，转移制造业尤其是高耗能产业只是降低了北京的碳排放，类似于发达国家向发展中国家转移制造业，这对于减少全球碳排放总量并无重大意义。但随着消费结构向服务经济提升，生产方式向高科技化转变，对于大多数城市而言产业结构升级还是构建低碳城市的重要手段，至少有利于降低碳强度（单位GDP碳排放）。

从终端统计看，北京的工业、建筑和交通碳排放三者之间的比例有向发达国家后工业化城市（伦敦、首尔）趋同的走势。根据《北京统计年鉴》和《中国建筑节能年度发展报告》中的总能耗、工业能耗、建筑物面积、建筑物平均能耗等数据，对北京碳排放按照终端使用方式进行估算。由于没有交通碳排放的直接数据，只能用总碳排放减去工业碳排放和建筑碳排放作为其他碳排放的数值，其中主要部分应为交通碳排放（详细计算过程参见第三章第三节“二、按终端使用方式测算的二氧化碳排放结构”）。

结果如图2—2所示，建筑排放和其他方式（以交通为主）的排放在北京所占的比重越来越高，工业碳排放的比重则在降低。在2001年，物质生产所造成的碳排放占北京的绝大部分，而到了2008年，建筑碳排放、物质生产碳排放与交通碳排放已基本上形成各占1/3的态势。

在这样的背景下，减少交通和建筑碳排放将是北京以后更为倚重的手段，空间形态优化将在其中发挥重要作用。基于现有文献，总体而言城市空间形态对于居民碳排放行为的主要影响途径有：

（1）合理的密度（人口、建筑、经济活动）和空间形态能够减少居民通勤距离和需求，提高公共交通设施利用率，从而减少化石燃料消耗；

（2）合理的密度能够减少住宅用于冬季采暖、夏季降温的能耗；

（3）更为紧凑和科学的空间形态可以有效减少新建大型基础设施的需求，比如公路、管道等，间接到达减排效果（Brown et al, 2005）。

国外探讨城市空间形态与交通能耗之间关系 [途径（1）]的研究较为丰富（Kahn and Morris,2009）。众多实证研究表明：通过适当提高城市的人口（或经济活动）密度、合理布局就业中心、科学配置公共交通等空间规划手段，可以大幅度降低城市中居民机动车出行次数和距离，减少碳排放（见表2—2）。

比如，塞弗罗和科克尔曼（Cervero and Kockelman,1997）在旧金山发现：如果零售服务业密度上升1%，则户均机动车出行次数将减少0.08%；就业可达性上升1%，机动车出行距离将降低0.34%；而地块十字路口增加1%，出行距离将降低0.09%。

与高密度相关联的往往是土地混合利用和空间集聚形态。多项研究表明，通过混合多种土地利用类型，将工作、购物、休闲、居住综合布局，并形成中心集聚态势，将有效减少出行距离和出行次数，同时鼓励其他慢行交通方式（比如步行、自行车）的使用（Jabareen,2006），从而减少能源消耗和碳排放量。

探讨城市空间形态与住宅建筑能耗关系 [途径（2）]的研究相对要少，但基本上已达成共识：城市密度可以通过热岛效应、能量运输和存储等途径影响能源消耗，面积越大、分布越离散的房屋需要的能源越多，因此高密度地区建筑的户均能耗相对较低（Glaeser and Kahn,2003）。

例如，霍尔登和诺兰德（Holden and Norland,2005）在挪威发现分散式住宅比联体式住宅耗能高出50%。在美国，尤因和容（Ewing and Rong,2008）则发现非蔓延型的社区比蔓延型社区的户均能耗要低20%，如果再考虑因为密度提高、用地减少而节约的基础设施建设 [途径（3）]，减少的碳排放量将超过50%。下文中将再回到这个议题，对更多的文献进行整理和分析。