2022院高层次人才培训“浦江学堂” | 刘岱宗:城市——气候雄心的希望所在
INTRODUCTION
引言
8月26日下午,是本年度高层次人才培训“浦江学堂”的第四讲,邀请到世界资源研究所中国可持续城市部主任刘岱宗先生,以《城市——气候雄心的希望所在》为题进行授课。课程回归气候科学的基本问题,从全球正在变暖到1.5℃的愿景共识、从以城市为基础的温室气体清单核算到基于消费侧的城市气候行动方案思路探索、从空间规划的减排助力到面向碳中和的城市行动,全球视野下的前瞻实践为国内城市应对气候变化提供了先进经验,也为我院正在开展的重点课题“碳达峰、碳中和”目标下国土空间规划编制技术研究提供了创新思路。本次培训由金忠民副院长主持,院中层干部、部门规划总监、技术骨干和新员工200余人线下线上参加培训。
ABSTRACT
内容摘要
刘岱宗先生首先通过视频、数字和图表等方式详细地展示了全球面临气候变暖的严峻考验,基于此,我国和欧盟、日本等负责任国家和地区对温控和温室气体减排作出承诺,并制定相应的政策。事实上,城市作为温室气体排放的主角,面临着海平面上升的巨大威胁,城市的不作为在对抗气候变化中将会付出惊人的代价,建设气候智慧型城市迫在眉睫。基于供给侧的碳排放目标首先需要国家或省级政府层面制定政策,随后基于事权对任务进行分解,城市政府可以从消费侧对减排作出一定程度的贡献。刘岱宗先生介绍了国外在供给侧和消费侧针对城市减排的行动方案,特别分享了基于空间化视角对城市碳排放清单责任梳理的崭新尝试。在城市不同发展阶段需要采取不同的策略,建立科学的碳排放总量目标和减排路径。他从能源生产、能源消费(建筑)、零碳出行和市政府运营四个维度对哥本哈根的案例进行重点分析。
城市要实现双碳目标需要深度的、长期的系统性变革,从过去依赖供给侧和行业贡献,转向重视消费侧和生活方式的转变,同时,更要充分挖掘市场机制的潜力。全球变暖关系着每一个人的未来,对公共管理政策制定者来说,城市作为政治经济社会文化中心,有能力也必须在应对全球变暖过程中发挥更重要的作用。城市初期的规划对其未来减碳目标和策略制定有着重要影响,提前对区域和城市产业、交通等要素作好空间安排是实现减碳目标的最佳时机,同时,前瞻性地学习全球成功经验也有助于我们做好减排目标下的空间规划。
刘岱宗先生
“2022年上海高温多次创下或追平气象记录,大家切身感受到气候变化的影响。很多朋友问我,今年的高温是不是特例?我只能说,全球的碳排放还在持续增长,所以在2030年以前大家都要珍惜,你现在过的每一年,可能是你未来十年最凉快的一年1。”
1 气候变化:回归气候科学的本源
01 全球变暖正在发生
联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)是全球气候科学领域最权威的机构,组织全球近四千名科学家对当前气候变化及其潜在环境和社会经济影响等科学信息进行研究2。2021年IPCC发布的报告表明,过去十年地球表面温度(即全球土壤和海洋的平均温度)是过去12.5万年以来最高,CO2浓度是过去200万年来最高。
科学家们通过对地球表面温度变化的归因分析,破解气候变暖的阴谋论。首先通过土壤跟海平面的温度回归分析,得到1850年到2014年地表温度变化的大概趋势,再分别判断地球轴距、火山、臭氧等因素发展趋势与地表温度的关系,最终发现温室气体3的浓度变化,与观测到的地表升温值是相关的。1850年被认定为气候元年,以蒸汽机的发明为标志,人类进入了工业文明,也开启了大量使用化石燃料的序幕。截至目前,温室气体的最大贡献者仍然是能源部门的排放,占2016年全球排放总量的73%。
来源:世界资源研究所对IPCC2021年报告的解读
02 1.5℃的全球愿景
为什么是1.5℃和2℃?根据联合国的升温统计,目前地表温度相比1850年已经升高1.2℃。如果按现有政策不变,到2100年地球大概升温3℃左右。2015年《气候变化公约》各缔约国达成了一项具有里程碑意义的协议——《巴黎协定》,其核心目标是加强对气候变化所产生的威胁做出全球性回应,实现与前工业化时期相比将全球温度升幅控制在2℃以内,并争取把温度升幅限制在1.5℃。2018年,IPCC发布《全球升温1.5℃特别报告》,强调将全球变暖限制在1.5℃而不是2℃或更高的温度可以避免一系列气候变化影响,也就是将升温控制在1.5℃对人类发展是最安全的。
如果要把全球升温控制在2℃,那么全球需要在2070年到2080年之间实现碳中和,在2080年到2090年之间实现温室气体中和。碳中和是指二氧化碳中和,温室气体中和还包括甲烷、氧化亚氮、氟化物等温室气体。因此,1.5℃目标下,我们需要更具雄心的努力,全球要在2050年实现碳中和,在2060年到2070年之间实现温室气体中和。
来源:IPCC special report on Global warming of 1.5℃
03 中国的碳中和承诺
不可否认,气候问题是一个科学问题,也是一个政治问题。全球前十大碳排放国的排放量占全球排放总量的2/3,剩下190多个国家排放量占到1/3。2018年,美国人均碳排放量遥遥领先;中国人均约8吨/年已超过欧盟27国的平均水平。而从1850年以来各国的碳排放累积量来看,美国排在第一位,其后是欧盟27国,中国已接近欧盟的累积量。城镇化、加入WTO等因素驱动了中国经济的快速发展,但经济发展背后的高能耗高碳排是面临的巨大挑战。因此,对中国而言,如何用更少的能耗创造更大的经济收益,是产业经济转型的内在需求。
我国在2020年提出“双碳”目标,2030年“碳达峰”是指二氧化碳达峰,2060年“碳中和”是指温室气体中和。这意味着二氧化碳中和还要提前五到十年,即2050年左右实现二氧化碳中和,才有可能在2060年实现温室气体中和,因为甲烷、氧化亚氮等温室气体更难处理。截至2021年,全球超过130个国家/地区提出碳中和目标,其中最简单的是口头承诺,其次是写入政策文件的正式承诺,再进一步则是通过气候立法明确碳中和目标。
来源:Energy and Climate Intelligence Unit,
Carbon Neutrality Coalition, Climate Action Tracker
04 碳中和的路径抉择
欧盟基本在上世纪90年代实现碳达峰,作为正在迈向碳中和的经济体,也为我们提供了很多值得学习的经验。欧盟整体有三大机制共同推动减排,分别是减排分担条例(ESR)、碳排放权交易体系(ETS)、土地利用和土地利用变化及林业战略(LULUCF)。目前,60%的排放是属于ESR的责任分配,可以理解为计划经济下进行碳配额分配,主要在交通、建筑、农业、废弃物以及无排放权交易的工业部门。40%的排放属于ETS,即市场经济下的碳排放权交易,主要在电力、工业、航空部门。此外,LULUCF主要是通过种树实现自然碳汇,以及增加木制品的使用替代化石基材料。
日本2020年宣布在2050年实现碳中和,减排目标主要集中在电力、工业、交通、建筑以及农业5大部门。提出2030年与2017年对比,电力减排42%、工业减排40%、交通减排32%、建筑减排55%、农业部门碳排还要增加18%。其中,建筑部门最容易减排,农业因为涉及非CO2气体则是最难减排的部门。为了实现碳中和,不同国家也根据自身特征选择不同的能源战略,比如英国、日本等岛国受限于地理空间(太阳能光板需要大量空间),只能选择积极发展氢氨能源,同时,大力发展天然气,以满足可再生能源无法完全满足的需求。
去年10月份,我国发布的双碳工作意见和碳达峰行动方案,明确了“1+N”的政策体系,总体以纵向行业要求和供给侧管控为主,在省级、城市等横向维度有待进一步探索。
来源:世界资源研究所,欧盟减排任务分解
2 气候雄心:探寻城市综合解决方案
01气候智慧型城市建设
2013年东亚地区的碳排放足迹中,大约75%的温室气体来源于城市。因此,帮助国家实现减排时,城市政府需要扮演更加重要的角色。中国13%的人口生活在海拔10米以下,4℃升温情景下,约1.78亿人口和1/3的GDP将受到影响。Climate Central的研究显示,受到海平面上升影响的前20名城市中,上海受到影响的人口比例最高,沿海的深圳、汕头、香港、天津也在其中。过去40年的改革开放政策下,我国大量的财富都集中在沿海地区,其中包括以基础设施为代表的固定资产投入。同时,根据公开数据研究发现,只需要大规模的推广或复制现有成熟的减排技术,到2050年就可以帮助中国城市减少89%的排放量。因此,对于很多国内城市而言,建设气候智慧型城市不仅是城市安全的内在需求,也是双碳背景下重点领域的发展机遇。
来源:全球资源观察(Resource Watch),2013;世界资源研究所基于2019年中国能源统计年鉴绘制
02 供给侧的零碳规划探索
温室气体清单核算是对一定区域内人类活动排放和吸收的温室气体信息的全面汇总,也是研究掌握城市碳排现状、识别减排领域、制定减碳策略的重要依据。世界资源研究所WRI开发的《城市温室气体核算国际标准》(GPC)已经被广泛接受并使用。GPC引入了排放源头的控制权概念,定义清单边界,将排放类别分为三个范围,反映地方政府的治理边界。其中,范围1“直接排放”是指城市地理边界内发生的温室气体排放(如:城市内交通排放);范围2间接排放是指城市地理边界内活动消耗的电力,以及热、蒸汽、冷相关的温室气体排放(如调入电力、热力);范围3边界外排放是指范围2外,由城市边界内活动引起的边界外或跨边界排放(如城市建筑材料的生产、粮食运输过程等产生的排放)。
在此之上,国内外也形成了比较成熟的自上而下的碳排放核算方法,包括能源活动相关的排放(交通运输、电力热力、制造业、建筑物、其他燃料燃烧、蒸发泄露等),工业生产过程的排放(水泥、石灰、钢铁、电石等),农业部门的排放(甲烷、氧化亚氮等),土地利用变化和林业部门的吸收和排放(生物量碳贮量,森林转化等),废弃物部门排放(填埋处理甲烷、焚烧处理碳排和废水处理)。细分行业之后,再通过活动量和排放因子的公式测算排放量。我国能源平衡表也是基于供给侧的核算逻辑。
来源:纽约政府网站
03 消费侧的破解路径探索
在实际研究中发现,GDP越高的城市更偏向消费型主导,与生产型城市在减排行动上有较大的差别。德国汉堡在欧洲属于非常典型的港口工业和来料加工城市,汉堡的碳排放结构中,交通和工业各占28%,其次是建筑(22%)和服务业(22%),因此,汉堡的减排路径侧重对工业领域进行脱碳,发展氢能经济、进行重点企业减排、建立区域供暖系统等来降低排放;此外,还有港口、航空、交通领域的减排行动。总体而言,生产型城市的减排偏向通过重点行业的条块来解决。法国巴黎的碳排结构中交通占到52%,其次是建筑(29%)和食品(17%)。所以,巴黎偏向消费侧的减排策略,建设自行车友好城市、发展都市农业等。中国作为生产型为主的国家,大量生产在国内,消费在欧美,按目前生产侧的核算方式对我们而言极为不利,在全球气候谈判中我们也越来越意识到消费侧核算的重要性。但消费侧的减排更加复杂,需要政府整体统筹,对城市整体目标的实现也更具意义。
来源:C40-consumption-based GHG Emissions of C40 cities,2018
04 空间规划的减排角色
在碳中和目标下,空间规划主要通过影响交通来减少碳排。美国亚特兰大人口约250万,欧洲巴塞罗那只有亚特兰大1/26左右的国土面积,居住着280万人口。人均交通碳排放上,亚特兰大7.5吨,而巴塞罗那只有0.7吨。巨大差异背后是空间布局的不同,亚特兰大出行分担率中77%属于小汽车出行,而巴塞罗那只有17%;亚特兰大几乎没有人使用自行车出行,而巴塞罗那有33%的人使用自行车和步行出行;亚特兰大只有2%-3%的人使用公共交通,巴塞罗那有20%多甚至30%的人使用公交系统。可以看到,城市空间布局深刻影响交通系统,而且空间布局一旦稳定,交通系统就很难再更改,因此,国土空间规划在碳中和路线中具有非常关键的引领作用。
集约高效的空间布局可以实现减排,但回归规划本源,仍然是要创造一种更加宜居的城市环境。大家所熟知的哥本哈根手指规划(Finger Plan),其最初的核心思想是田园城市理念,既能享受田园的舒适又能享受到都市的便利。五个手指以地铁系统来支撑它的蔓延发展,地铁站出来是城市化的写字楼和住宅,但只要骑行五分钟,就可以进入森林。即便生活在一个高度城市化的地区,但离森林、原生态的湖泊、野生动物也非常近,这是手指规划的重要意义。现在很多人提TOD(Transit-oriented development),都是讨论在地铁站上进行高密度的开发,但较少谈EOD(Eco-environment-oriented Development),即手指之间的强控制,保留生态和农业用地。否则,TOD开发后地铁站周边一旦布满,很容易失去控制又变成摊大饼的模式。
来源:bertaud and Richardson,2004,Kenworthy(2003)
citied in Lefevre,B(2009)
3 气候行动:面向零碳的创新实践
01 伦敦:2050碳中和路线
伦敦宣布在2050年前建设成为建筑节能、交通低碳和能源清洁的零碳城市。为此伦敦制定了一个非常清晰的路线图,为实现零碳目标设计了行动路径,内容涉及各级政府部门。例如,该路线图提出伦敦2019年实现所有新建建筑零碳排放,2026年前实现零垃圾填埋,2030年前对既有建筑进行保温隔热改造,在2030-2040年期间全市配置热泵等低碳供热系统,在2040-2050年期间实现天然气和供电网络的零碳排放。路径着眼于最具成本效益的干预措施,且在不影响未来选择的情况下能够迅速推行,为低碳经济的规划和投资提高了清晰度、确定性和灵活性,以应对不可控因素(如:天气、法律、全球燃料市场和能源价格浮动),降低了与碳密集型“锁定”的生产和消费模式的风险。
图:伦敦2050年碳中和路线图
02 哥本哈根:首个碳中和首都
哥本哈根为实现2025年碳中和的目标,主要从能源生产、能源消费、绿色出行和市政府运营四个方面采取积极措施。在能源生产方面,哥本哈根在推进清洁能源的革命中,发挥公私合营的创造力,提高分布式能源的供能效率,创新性设立投资合作社,给市民清洁能源产业的股份;架设陆地和海上风力涡轮机,开发风能、生物质燃料等可再生能源用于发电,利用焚烧垃圾所产生的热能为城市提供暖气,构建灵活、多元能源相互补充的供应系统。在能源消费方面,推动储能系统与建筑的整合,哥本哈根的北港社区就是全球第一个储能设施与建筑一体化设计的社区。在绿色出行方面,哥本哈根市大力推广自行车作为代步工具,建设全球最友好的骑行城市,辅以新能源汽车的推广和智能交通系统的构建,培养市民低碳的出行方式和习惯。在市政府运营方面,政府主动减少市政府所有公建的能耗,转向绿色采购,培训并鼓励员工的气候友好行动。
03 瑞典:一分钟城市
在巴黎推出15分钟城市之后,瑞典进一步提出了“一分钟城市(one minute city)”的理念。不同于15分钟城市的概念,“一分钟城市”是希望将人们门前的街道转变成社区内重要的连接空间。项目已在斯德哥尔摩四个地点进行实验,项目方组织工作坊和咨询活动,邀请当地社区居民成为街道的“联合建筑师”,由社区居民亲自参与设计的过程。居民可决定街道上多少空间用于停车或其它用途,从而让项目设计方有机会与过往行人、社区居民、学龄儿童、电动自行车和滑板车的使用者进行一场关于未来街道的对话。该项目希望在2030年前完成所有街道的改造,以达到让“瑞典每一条街道都健康、可持续并充满活力”的目标。
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来源:国家级的微公园计划
04 纽约:零废设计城市
纽约市十分重视废弃物的循环利用,并出台一系列规划,管控废弃物的分类回收和处理等环节,以实现2030年前废弃物零填埋的目标。纽约作为世界上资源浪费严重的城市,早期缺乏废弃物分类、处理和转移能力,直到上世纪90年代开始实施了强制性循环利用计划。纽约市近期发布了关于废弃物的规划,审视了废弃物流动的各个环节以增加回收率。同时,在纽约未来社区设计中,也对废弃物的流向做了全面的分析,并将与之相关的地上垃圾箱、地下垃圾箱和充气管道系统结合到建筑设计中。
来源:纽约零废设计导则
4 气候韧性:减缓之外的全面应对
01 面向韧性路径的气候适应
除了面向碳中和的减缓气候变化(climate mitigation),气候变化适应(climate adaptation)也是与其并行的基本策略,而且在气候适应领域,空间规划可能更具雄心与前景。伦敦发布的韧性战略《London city resilient strategy 2020》中,总结了12类风险,其中包括洪水、极端天气、热浪、干旱4种与气候适应相关的韧性内容。此外,还涉及住房可负担性、设施老化、社区凝聚力等社会韧性内容。气候适应与气候减缓相比,气候减缓治本,减少二氧化碳是最安全的;而气候适应性是治标,属于应对、防御性的策略,不确定性更大。未来,随着气候变化的影响越来越剧烈,上海也需要制定气候适应性战略,明确应对的关键问题。
02 高温热浪下的气候方舟行动
巴黎和伦敦在应对高温热浪风险中,提出“冷岛规划”,即在城市的公共空间中,任何一个觉得自己要中暑的人,步行7分钟能抵达能帮助降温的公共空间。这些公共空间可以是提供空调的室内空间,比如公共站点、公共图书馆等,也可以是户外的城市温泉、公园遮荫设施等,基于此在全市层面形成一个整体规划。此外,还有一些小型的城市降温方法,如纽约的“清凉屋顶”计划,通过给屋顶刷反光材料实现降温。芝加哥广场通过喷泉设施帮助市民降温。巴黎近期也对喷泉系统进行整体改造,通过喷冷雾帮助居民应对户外高温。
03 重视生物多样性保护
根据联合国《2022年可持续发展目标报告》,每年1000万公顷的森林遭到砍伐,其中近90%是农业扩张造成的,根据记录约4万个物种在未来几十年内将面临灭绝风险。城市化进程加快和大量基础设施建设破坏了动物的自然栖息地和大量植物生境,应在城市规划中更加强调保护生物的多样性。比如为野生动物留下迁徙的通道,通过暗道设计让动物可以更好地睡觉,规定高层建筑和屋顶的材料使用从而避免鸟类的碰撞等。生物多样性的恢复也可以提升城市整体应对气候的能力。
04 基于自然的解决方案
2021年,世界银行推出一套基于自然的城市韧性解决方案(Nature-Based Solutions),围绕城市、河流、社区等不同尺度,形成融入景观、生态、环境等要素的设计体系,以帮助城市提高韧性。总体分为14大类,包括城市森林、梯田坡地、河流溪流再自然化、建筑解决方案、绿地开放空间、生态绿地,都市农业、生态滞留区、天然内陆湿地、人工内陆湿地、河漫滩、红树林、盐沼、沙质海岸,对应的解决思路和操作指南有助于城市决策者、专业人士和其他相关参与者共同参与,实现城市绿色韧性和包容性发展。
来源:基于自然的城市韧性解决方案目录,世界银行
Q&A
互动环节
讲座结束后,现场进行了氛围热烈的互动。院专设研究平台技术应用研究学组的学员进行了提问,刘岱宗先生进行了详细的解答。
首先,关于在城市层面如何组织多个部门的减碳措施,刘岱宗先生认为在“碳中和”战略下,要转变过去依赖于行业、协会、企业自上而下分解的思路,充分利用城市政府综合调动各类资源的管理优势,通过系统性、综合性的解决方案推动城市减碳。
其次,针对城市碳排放模拟中应该考虑的因素,刘岱宗先生指出情景模拟的核心是基于事权分析形成一个适应于城市特点的解决方案,其中很重要的一点是要将“碳达峰、碳中和”作为经济发展的重要推力,强调气候行业与其他社会行业、组织形成推动城市绿色低碳转型,今年我国比较热门的ESG(“E”是environment,“S”是social,“G”是governance)目标就是把环境、社会、治理与经济发展捆绑在一起,更好地实现城市可持续发展。
最后,围绕侧重城市和社区两个层面的减碳行动,刘岱宗先生认为碳排放越宏观越容易计算,越往下走,越需要更加实际、细致的行动,城市层面需要给出一个向上落实国家政策、向下指导社区行动的统领性解决方案,社区层面则需要提出真正落地实施的方案,越微观,差异性越大,其中承上启下的衔接非常重要。
金忠民副院长
活动最后,金忠民副院长进行小结时表示,下午的培训课程内容很丰富,刘岱宗先生的分享对我院业务建设有很大帮助,其中对“碳达峰、碳中和”的基本认识、技术方法和案例分享,涉及宏观、中观、微观不同空间层次。对上海的规划工作者来说,上海有能力也必须在应对全球变暖的过程中发挥更重要的作用。我院近期也在开展相关研究,今天的课程不仅是一个简单的培训,也是一次业务的交流学习,为我们深化实施“上海2035”明确的生态之城目标和低碳绿色发展策略提供新思路。最后,他对刘岱宗先生三个小时的精彩演讲表示感谢!
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刘岱宗先生简介
2015年起至今担任全球环境政策智库-世界资源研究所(World Resources Institute)中国可持续城市部主任。北京大学客座教授和研究生指导老师、世界交通运输大会未来交通与可持续发展学科主席、中国科协联合国咨商交通专委会创始委员、重庆城市交通开发投资集团外部董事、国务院参事室共享出行专家、世界银行TOD项目顾问、联合国亚太经济与社会委员会可持续交通专家、亚洲开发银行低碳城镇化顾问、微信公众号“一览众山小-可持续城市与交通”创立人。
在城市可持续发展规划与战略(智慧城市、零碳与气候适应性城市)、街道设计、城市交通(零碳交通、公共交通、未来交通、TOD等)领域拥有超过20年的经验,出版过多本书籍和有影响力的学术文章。
管理的项目包括与交通运输部合作的公交都市项目、与北京市交通委合作的交通低排放区项目、德国环境部(BMU)合作的亚洲交通减排与治污协同项目、彭博慈善基金会合作的中国与东南亚道路安全项目、北京市CBD地区主要街道改造项目、城市转型联盟中国项目、加速地方碳中和行动项目、中国道路交通零碳之路、北京市交通排放及健康评价模型、济南市快速公交BRT系统规划与设计项目、重庆市公共交通模型项目等。
[1] 指全球平均气温。
[2] 指IPCC第5次评估报告的作者、评审专家、编审等参与者。
[3] 温室气体包括6种,其中最主要的CO2占75%,第二大类是甲烷CH4,第三大类是氧化亚氮N2O,第四类是氟化物(HFCs、PFCs、SF6)。
(专家发言根据会议速记整理,已经专家本人审核确认。文中配图由专家提供。)
供稿:发展研究中心、编辑部 姜紫莹
审稿:院高层次人才培训工作小组
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