仇保兴：推进以城市碳中和为主体的五大良性变革

11月25日，国际欧亚科学院院士、住房和城乡建设部原副部长、中国城市科学学会理事长邱宝兴发表讲话。邱宝兴指​​出，城市碳中和战略的实施可分为工业、农村农业、建筑、交通、垃圾处理（市）五个模块。实现碳中和的阻力主要来自工业文明的锁定，需要多次创新。 ，政府自上而下的碳减排可以补充行业自下而上的碳减排。城市新的发展动力来自于“碳中和”战略的实施。

今天，我将和大家一起探讨碳中和与城市发展模式的创新。首先需要讨论的是碳中和路线图。目前，全国各地都在为各自的城市、地区和行业制定碳中和路线图。

如果碳中和路线图比较合格或者比较优秀，那么它必须具备几个特点。第一个特点是安全性和弹性。没有安全，就什么都没有。因此，必须建立安全弹性。路线图中使用的技术必须安全、有弹性，并且能够抵御某些风暴。其次，所用技术的成本正在下降。第三，技术的可靠性越高越好，而不是可靠性逐渐打折扣，否则可靠性会下降。第四，本路线图可以将原有的能源系统，特别是灰色系统，逐步转化为绿色系统，使灰色系统与绿色系统兼容。这一点尤为重要，因为中国的燃煤电站数量占世界总量的50%。 %，非常有必要将这些燃煤电厂逐步改造为绿色发电设施。最后，要实现“进口替代”，中国是第一大石油进口国和世界第一大天然气进口国。碳中和路线图可以解决过度依赖进口的问题。

满足五个特征的路线图是更好的路线图。实施这些路线图的较好基础条件是什么？中国有好消息。过去十年，太阳能光伏发电成本下降了近十倍，风电也下降了40%以上，而且这个成本还会继续下降。预计未来十年，太阳能光伏发电成本仍有下降空间。这是一个非常棒的消息。

正是因为这些新技术的发展，我们才对碳中和路线图充满了希望，但是这里有一个很重要的问题，我们用什么作为碳中和的主体，我认为碳中和必须采取以城市为主体的原因有四个。

首先，城市是人为温室气体排放的主角，因为75%的人为温室气体是由城市排放的，所以“还需要敲钟解开钟”。

其次，中国城市的管理体制与西方不同。西部的管理体制是根据城市建成区的大小，城市的管辖范围。但中国的城市管辖范围包括农村地区、荒野和许多空地。比如我是杭州市市长。杭州市区面积为1000平方公里，但杭州的行政面积按15000平方公里计算，是建成城市行政面积的15倍。碳汇、可再生能源生产基地、能源消费可在15倍管辖范围内从容部署。只有具备了这样的基本条件，才能根据区域条件在广泛的辖区制定碳中和路线图。

第三，改革开放40年来，全市GDP指数一直作为竞争的轨迹。这种竞争对经济产生了良性的动力和纠错机制。城市是“财富机器”。 “创富机器”相互竞争、相互学习、相互协作，成为城市发展的主流。但是，“十四五”期间，我们需要转向双轨竞争，即GDP竞争和碳减排竞争。没有必要重新建立一套绿色GDP。目前，长三角城市已经开始争夺碳减排。相互学习、相互竞争、相互合作形成良性循环，既能减碳又能增财。

第四，作为城市的主体，工业减碳也很重要。例如，能源系统、电力系统、天然气和石油系统也有要制定的路线图和要确定的时间表。但是，这些行业的碳中和体系是自上而下的，而城市的碳中和体系是自下而上的。这两个系统之一是生成的碳中和系统，另一个是构成的碳中和系统。 ，两者的互补性可以增强中国碳中和体系的韧性。

城市应该如何划分为碳中和系统？有哪些部分？我认为可以分为五个部门：工业、碳汇、农村农业、建筑、交通和市政。在这五个板块中，可以想象有些城市没有工业，比如北京，工业转移了，还有一些旅游业。像丽江这样的城市也没有工业，主要是旅游业。沙漠中有一些城市，比如乌鲁木齐，因为基本没有森林，所以碳汇很小。但是所有城市都有建筑，都有建筑能耗，都有建筑供能，都有交通能耗，也就是交通的碳排放，都有市政管理和垃圾处理。因此，即使城市差别很大，三个共同的领域是建筑、交通和市政。这三部分的能耗和碳减排可以相互借鉴，相互竞争。

从“建筑、交通、市政”三个方面减少碳排放，非常重要的是要更多地依靠技术创新和社会治理体系，如法律、宣传、政策等，有机地开展行政管理。方法和技术创新。组合。如果采用碳交易、碳税和汽车减排是精准碳减排，碳价格机制可能带来更多好处，减少不确定性。如果发电厂发电量和碳排放量一样多，碳就必须就地储存，成本非常高。现在世界上最大的发电厂的碳储存系统也被关闭了。为什么？整个存储过程也需要能源，而这种能源也会产生碳排放。发现不仅成本极高，而且储存过程中排放的碳比储存的多，这显然是不合理的。

需要强调的是，“海洋碳汇”潜力巨大。例如，海洋中有珊瑚和贝类，它们可以将二氧化碳转化为碳酸钙。这个存储过程不消耗任何碳。这种类型的存储称为自然存储。如果这种自然存储能够替代工业文明式存储，收益将非常高。碳中和技术仍在创新，新的治理方法也在酝酿之中。这些方法和技术决定了财富的分配和城市发展的潜力。

在交通方面，交通方式有了跨越式的创新。为什么说有跨越式创新？自古以来，汽车使用的任何燃料都会排放什么样的温室气体，这已经成为一个规则。但现在不同了。现在燃料要注意你的“开始”，你的“开始”不一样，你的碳排放也完全不一样。例如，我们经常谈论氢动能。如果氢动力汽车使用的燃料来自化石能源，是的，排放量很高，有多高？比汽柴油高20%以上。但如果氢来自可再生能源，我们称之为绿色氢，那么绿色氢的碳排放量只有目前燃油汽车的1/20，但如果氢的来源不同，碳排放量的差异可能是相差20多倍。 ，如由天然气制成的灰氢。因此，生物医药、甲醇、乙醇、甲烷有不同的“诞生”和不同的碳排放。第一次在运输方式的创新上，一定要注意燃料产地证，要对这些产地证进行跟踪，不能掺假，还要追溯到燃料生产的全过程。只有这样，我们才能准确衡量温室气体排放量。大量新技术和治理方法在此过程中投入使用。每一项新技术，每一种新的治理方式，都是创造财富的新机会。

另一个例子是城市内部的交通。怎么能称得上是市内的好交通工具呢？有三个要素。一是低碳排放，二是足迹小，三是对PM2.5贡献小。这样，比如自行车、电动自行车、电动汽车，或者公交车、地铁都是好交通工具，为什么呢？因为PM2.5的贡献很小，而且PM2.5基本为零，碳排放量很低。除了电动汽车的占地面积大外，其他的占地面积都比较小。但摩托车是一种相对较差的交通工具。它们排放大量碳，比普通汽车排放更多的 PM2.5。从倡导绿色出行的角度，这种交通工具应该被淘汰。但它非常有趣。每个城市都在淘汰电动自行车，但很少有人说要淘汰摩托车。为什么？摩托车牌照发放管理相关部门可以要求收费和罚款，但电动汽车不可以。这就是利益机制的作用。这与碳中和相反。

中国为什么要推广电动汽车？有人怀疑电动汽车是用煤发电的。碳排放量仍然很高。但是，你可以看到，如果电动汽车是用煤来发电的，那是和汽油和柴油汽车相比的。在碳排放方面仍然减少了20%。如果电动汽车使用可再生能源，排放将为零。因此，电动汽车可以将碳排放量减少到20%到0之间，我们还是要大力推广电动汽车。正因为如此，全世界都做出了自己的承诺。他们列出了何时停止生产燃油车。挪威是第一个这样做的。计划2025年停止生产和销售燃油车，全部实现电动化。或者氢能。这对全市所有汽车制造商来说，都是前所未有的冲击，也是前所未有的机遇。

三是建筑模式的创新。建筑物必须为所有人所有。它们要么是购买的，要么是租用的。建筑的碳排放量一直被低估。国际能源组织曾经对世界范围内的建筑碳排放量进行估算，认为建筑的碳排放量在整个生命周期中约占全社会碳排放量的38%。但是，在中国经过详细测算，我们建筑的全生命周期碳排放量实际上占全社会碳排放量的48%。为什么远高于国际平均水平？这是因为世界上60%到70%的建筑都是木材，而木材是一种碳中和的建筑材料。但是，我国80%以上的建筑材料都是增强水泥，而增强水泥不具备木材的“碳中和”。

中国建筑的节能是整个碳中和体系中最需要克服的问题。从目前与建筑运营相关的二氧化碳排放量来看，我国公共建筑总面积占比最小，但能耗最大，公共建筑单位面积最大碳排放量大约是日本的两倍；北方供暖建筑总面积不大，但每平方米二氧化碳排放量约36公斤。许多南方城市现在正在计划实施集中供热。如果不仔细考虑，这将显着增加这些城市的碳排放。因为北方地区供暖每平方米建筑排放的二氧化碳如此之多，主要是每平方米计费造成的浪费。如果在武汉、成都等南方地区实行集中供热，这显然是一种高碳行为。

可能很多人出门记得关灯等电器，但是暖气片是不会关的，因为暖气片是按平方米计价的，这是我们忽略的。其实，如果用暖气片关掉，节能效果会比关灯等电器大十倍。

此外，可以看出，绿色建筑是一种风靡全球的新型碳中和建筑体系。绿色建筑有两个专有名词——第一个是全生命周期节能、减碳、节水、采矿，室内环境比较好；第二个专有名词——绿色建筑是气候适应性建筑，即建筑的能源系统和围护结构可以随着气候变化而自我调整，从而使建筑的能源消耗模式发生适应性变化。

例如，绿色建筑可以在夏季需要制冷时将室内空气中的热量储存在地下，然后在冬季提取热量供暖。两者在长江流域是可以平衡的。自适应自我调整称为气候适应架构。而且，建筑物的窗户随着阳光的变化而自动变化，可以提供遮阳和吸收阳光，这些成本非常低。从气候适应性的角度来看，建筑节能可以获得低成本、高质量的节能建筑。

未来建筑的发展，使用越来越便宜的可再生能源，越来越便宜的光伏，可以实现正能源建筑。什么是正能量建筑？所有的建筑都需要消耗能源，但正能建筑使用光伏等可再生能源产生的能量比建筑本身还多。这时，它们变成了正能楼。如果一个城市的建筑大部分都是正能量建筑，那么建筑就不再只是耗能单元，还可以成为生产单元。

正能大厦的屋顶经过特殊设计，比普通屋顶更大。朝阳立面布满了太阳能光伏板。有些光伏面板做得越来越薄，就像薄膜可以贴在墙上或玻璃上一样。未来，它甚至可能被制成油漆，涂上油漆后可以发电。那时，所有建筑物的墙壁都可以用作发电机组。

更重要的是，电动汽车越来越多。按照规划，到2030年，中国可能有100到3亿辆电动自行车，每辆电动自行车可以储存60-90度电，1亿辆就是90。这里可以储存1亿度电，即可以帮助电网进行调峰，所有电动车主都可以直接在峰谷电和一般电价之间切换，以获得额外的收益。这是一种新型电力 这是一个非常重要的大变化。

因此，建筑的脱碳潜力在于社区的“微能源”系统。风能、太阳能光伏、建筑一体化设计，同时利用电梯下行势能和城市生物质发电，利用社区分布式能源微电网和电动汽车储能，形成微能源系统。有余电可以卖给电网，不够时从电网买电，平时储存在电动车里。借助这种微能源系统，可以有效调节电网波动。例如，在高峰和低谷期间，电动汽车用于充电；在用电高峰时，可借用电动汽车储存的电能回馈部分电网，调节电网能耗。如果外部突然停电，社区还可以利用每户家庭电动汽车的电能作为临时能源供应。

国外已经进行了大量的研究，绿色建筑的高级阶段可以发展成“鱼菜共生”系统，实现日常饮食就在建筑内，就近供应。鱼菜共生是一种新型的复合生态系统。它将水产养殖和水培养殖与两种完全不同的养殖技术相结合。通过巧妙的生态系统设计，实现建筑的科学协同，实现养鱼。换水不用担心水质，种菜不用施肥的生态共生效应。 24小时光照促进蔬菜生长，水分利用率可达90%以上。在这种情况下，屋顶单位面积的蔬菜产量是田地的50倍左右。效率很高，值得中国城市主导的“碳中和”体系学习。

需要指出的是，建筑要有“负面清单”，城市不应提倡低密度发展，南方实行以建筑平方米为基础的集中供热是一种高碳行为。同时，“四联供”供能系统和玻璃幕墙的滥用。数据显示，以玻璃幕墙为主的上海南站，其能源消耗造成的碳排放量是普通混凝土建筑的两倍，如果建在广东，则高出三倍，但如果是在北京、哈尔滨等地建设，碳排放将低于普通建筑。因此，在建筑节能设计方面，应考虑当地气候，因地制宜。另外，不建议扩大使用中央空调来调节室内温度。中央空调由于集中供能，往往处于“大马拉车”状态，人均能耗是普通分体空调的数倍。另外，在农村也不能提倡消灭土坯房。农村的抗震夯土房屋实际上是适应气候的建筑。土坯的蓄热能力是钢筋混凝土的两倍以上，可实现室内温度的自动调节，农村夯土房屋已达到国家标准。

在市政创新方面，城市与自然的对立在于生产、消费和退化的不平衡。要逐步实现资源低碳利用，就近降解、回收利用。但是，目前我国流行的做法是远距离运输垃圾，然后集中处理。这种被称为“静脉工业”的做法仍然属于工业文明的治疗方法。大自然将废物视为“微循环无处不在”，工业文明的处理方式是“酋长循环”。对此，科学减碳需要就近回收各种废物。

建筑物的钢材、水泥和钢筋是单方面消耗的。如果建筑是用耐候钢甚至不锈钢做的，100年甚至200年以后，因为材料基本不生锈，可以做到100%百次回收，这样我们就可以降低建筑材料的能耗到很低的水平，因为所有的材料都是可回收的，更重要的是我们可以帮助钢铁行业减碳，因为钢铁行业消耗的能源是来自铁矿石的生产，来自铁矿石的运输，从铁矿石的粗选到钢铁的精炼，整个过程消耗了大量的能源。如果直接利用废钢进行回收，可以减少一半以上的碳排放。更重要的是，如果建筑材料全部循环利用，能源供应和材料供应可以建立在内部循环的基础上，中国可以独立于外国进口铁矿石。这是国家安全，也是双碳战略的重要组成部分。

其次，中水多级、多次循环利用是减少给排水碳排放的重要途径。目前，城镇居民和生产单位的污水通过污水管网远距离收集输送到污水处理厂集中处理。这是一种碳排放强度高的工业化处理方法。一种值得推广的新模式是使用分散式容器式再生水处理器。这种方法不仅可以实现水的“微循环”，还可以节省能源、土地和投资。这种新的创新模式使污水可以在1B级和1A级的容器中进行处理。1B级处理的水没有经过脱磷和脱氮处理，因此该类型的水可以用作市政绿化水，并且水中的氮、磷等物质是植物生长所需的养分，经过1A级处理的水可直接达到纯水标准。此类水可直接接入自来水管网，水质优于远距离输水。碳排放量减少，既实现了水的内循环，又增强了城市供水系统的韧性。

第二种节水方法是“重复利用屋内的水”。用户内部中水综合系统，可将台盆、洗衣机、花洒产生的废水集中储存在一台设备中，进行自动过滤和消毒。消毒后成为厕所和拖把池的水。有人做了简单的计算。例如，北京及周边地区约1000万居民使用这套推荐的“室内中水”，可节约南水北调工程给北京的实际供水量（约6亿吨/年） ）。 ）。前者的碳排放量明显远低于千公里输水的碳排放量。

再比如，如果用海绵城市来收集和利用雨水，雨水渗透到地下水中，城市就可以像海绵一样吸收雨水，小雨被收集利用，而不是随便排放。在国外，不同等级的海绵具有不同的减碳能力，减碳后的碳可以在碳交易市场进行交易。海绵城市虽然在设计、建设、运营上都需要花钱，但可以通过碳交易市场增加财富。该机制已在美国等发达国家实施。

我们常说城市的绿化很重要。城市绿化不在于每棵树能储存多少碳，更重要的是这些绿化所产生的综合减碳效果显着。这是因为在城市内种植树木可以有效降低热岛效应，减少人们在夏季对空调的依赖。北京夏季绿地与无绿地温差可达8摄氏度。行道树和小花园树木可以通过水分蒸发和遮阳作用达到显着的环境降温，可以鼓励人们减少空调的使用，从而间接实现节能减碳。

然而，要让这种模式发挥作用，就必须对传统的绿地模式进行创新。传统的绿地模型往往很大，大到几平方公里。这样的绿地，对于人们来说，其实并不容易享受。如果将绿地改成小街区，并由高大的行道树连接起来，形成网络后的树冠面积可占城市空间面积的40%左右，从而大大降低热岛效应，使城市减少大规模使用空调。也正是基于这种创新模式，三维园林建筑成为近几十年来兴起的一种新的建筑模式。这种建筑可以让每户家庭拥有一个20-50平方米的菜园。这些阳台花园可以种植具有五种主要综合减碳效果的花卉和蔬菜。一是减少热岛效应，有效减少夏季空调，可节约30-55%的能源消耗。其次，由于植物数量多，社区绿化率可提高到160%。三是充分利用多余的中水和雨水，实现阳台花园的水循环利用。四是将厨余垃圾简单处理，变成花卉、植物、蔬菜的肥料。第五，微型花园有益于居民身心健康。

可以做一个简短的总结。通过上述技术和方法，2020-2060年的达峰和碳中和可以分为三个阶段。每个阶段采用不同的策略和不同的技术。我们可以从以下方面入手，形成了以城市碳中和为主体的良性变化。

第一，双碳战略其实需要创新和创新来推动，因为70%以上的碳减排需要用技术来鼓励企业创新，这也是无数大企业、新企业、高——效率企业。

第二，中国实现碳中和需要增加的投资将超过150万亿元。这意味着我们是财富分配的第二次机会。因为财富是创造出来的，投资也是企业投资的。这是第二次创造和分配财富的好机会。

第三，实现这种碳中和存在阻力。阻力来自于工业文明的思想锁定，因为传统工业文明需要大规模、集中、集中控制，而碳中和需要小型化、分布式和跟进。前面则完全不同，就地回收、多层次回收，这就需要创新的理念、技术的创新、制度的创新来满足这样的需求。

第四，城市的碳减排是自下而上的，有无数企业家的参与，无数的创新行为，比如顶层设计的互补。互补性和融合性越强，整体能源安全就越好。

第五，碳减排是城市发展的新动力，大部分来自碳中和战略的实施和碳中和战略实施过程中的技术创新和经济体制创新。这两个方面的创新使城市变成了城市。新财富新发展机遇。

资料来源：城市和区域实验室。