2021年1月，世界经济论坛（World Economic Forum，WEF）气候行动平台发布名为《净零碳城市：综合性方法》的研究报告，提出了净零碳城市建设的全球框架，以及可实现系统性效率提升的一套综合性方法，为增强城市抵御未来气候性和健康性潜在危机的韧性提供解决方案。

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气候危机迫在眉睫，城市必须行动起来

在全球范围内，城市只占地球陆地面积的3％，但却产生了70％以上的碳排放，消耗了世界上78％的一次能源。随着全球城市化进程不断推进，预计到2050年，城市居住人口占比将从目前的54％上升至68％，随人口增长而新增的建筑大楼、交通设施和居民消费，都将进一步导致更高的能源消耗和二氧化碳排放。

为了将全球气温升幅控制在1．5摄氏度或以下，城市必须在本世纪中叶实现净零排放。近年来，受到2019新冠肺炎疫情的影响，全球面临经济、卫生和社会方面的重大挫折，“如何统筹兼顾多种问题”“如何最大限度利用有限的资源”成为各国城市面临的主要挑战。

以往，国家／城市层面的管理者往往从部门和职能的角度提出建议和政策，私营企业也通常从行业的角度提出建议并采取行动。虽然各方的努力均有助于推动城市走向净零碳的未来，但整合多方力量的综合性解决方案将产生更大的积极作用。

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向净零碳城市过渡的综合性方法

为了使城市向“净零碳”过渡，该报告建议将重点放在“超高效建筑”“智慧能源基础设施”“清洁电气化”上，同时考虑“紧凑型城市形态”。

＊超高效建筑，是将高性能的低碳建筑材料与电力系统、分布式能源和智能管理系统相结合，从而实现效率最大化。

＊智慧能源基础设施，包括低成本且安全的配电网、智能电表和电动汽车充电站。

＊清洁电气化，是由零碳能源（如风能和太阳能）产生的电力。在可能的情况下，运输、供暖和制冷、照明和家用电器都可以使用此类清洁电力。

＊紧凑型城市形态，是指建筑生活环境的物理特征，包括形状、大小、密度和配置。

（一）“超高效建筑”的实现思路与实例

建筑是“脱碳方程”的核心，是全球约40％温室气体排放的来源（约30％来自建筑作业，10％来自建筑和材料）。当前，减少建筑碳排放的解决方案主要集中在单个建筑层面，这主要是因为缺乏一个综合的全系统战略，如城市规划和政策制定者没有考虑建筑物如何在规模上相互作用。

将能源效率、清洁的终端电气化、主动能源管理、集成设计和数字技术相结合，可以显著降低建筑能耗和排放。这可以通过“城市规划＋政策制定＋智能技术和创新设计应用＋有效融资支持”来实现。

实例1：芬兰Lidl配送中心

芬兰的Lidl配送中心位于Järvenpää，是占地面积最大的仓库。该中心于2019年完工，100％使用可再生能源，全年产能超过其耗能。Lidl的数字化仓库，采用了微电网和综合建筑管理系统，使用实时数据和机器学习算法来收集、预测和优化资源利用。这也是芬兰第一座拥有冷热系统的建筑，既可以在寒冷的日子里储存热量，又可以将多余的热量提供给城市供热网络。

实例2：荷兰EDGE奥林匹克大楼

荷兰的EDGE奥林匹克大楼位于阿姆斯特丹，在2018年由一座旧邮局改造而成。该建筑使用的材料中，有50％是从原建筑中回收的（包括从外立面中提取的天然石材），被重新用作地板。顶上两层由木材建造而成，可以相对容易地拆卸，以便将来重复使用。大楼的数字基础设施允许员工通过应用程序调整工作环境，如温度和照明，最大限度地提高宜居性。得益于15，000个测量室内气候状况的传感器，该建筑可实现持续的环境监测，同时也是能源中性的，比一般的非住宅建筑的平均能耗要低70％。

（二）“智慧能源基础设施”的实现思路与实例

智慧能源基础设施是城市运行的动力来源，包括发电装置、分布式能源、电线、供热和制冷网络、智能电表、智能充电等“电网”所包含的一切。没有能源基础设施，就没有电力、通讯、废水处理和电力运输。实现城市净零碳，尤其需要基础设施的发展和现代化。现阶段的难点在于，过去的能源基础设施是为了支撑一个集中的电力系统，而不是为了支撑一个基于大量可再生能源且日益分散化和数字化的电力系统。同样，相关政策法规也难以跟上技术的进步。

因此，要在城市中创建一个净零排放的综合能源系统，无缝地促进能源基础设施、建筑和电动汽车之间的持续互动，将现代能源基础设施作为城市能源系统的支柱。在此过程中，政策和法规需要发挥加速整合的作用，为数字技术提高效率、提高可再生能源产量以及与供需优化相关的新商业模式创造必要条件。

实例1：巴西Vila Olímpia购物中心

巴西Vila Olímpia购物中心曾经是São Paulo都市圈的农村和边缘地区，现已成为该市“硅谷”，是未来尖端高科技区的典范。意大利公司Enel与当地政府和国家监管机构ANEEL合作开发了南美第一个数字平台Twin。Twin基于实际电网上安装的大约5000个传感器来模拟电网，每个传感器实时地向能源分销商和当地利益相关者传递状态信息。Twin采用网络自动化、人工智能、物联网和3D建模来管理系统并提高服务质量。数字平台还提高了人们对能源使用、效率和节约的认识。Twin还充当实验室，测试电网、电动汽车充电站、太阳能屋顶发电、能源服务提供商和消费者之间的相互作用。

实例2：密歇根Consumers Energy能源供应商

密歇根州最大的能源供应商Consumers Energy公司正在大规模推出智能恒温器和智能电表（可以远程跟踪和管理能源消耗），向可再生能源发电转型。到目前为止，Consumers Energy公司已经淘汰了七座燃煤电厂，并计划在2040年前淘汰剩下的五座。这一转变将在未来10年耗资至少250亿美元，用于更换老化的天然气和电力设备，并为电网提供更多的可再生能源、电池和电动汽车。

（三）“清洁电气化”的实现思路与实例

化石燃料是现阶段城市能耗的主要来源，广泛应用于电力、电力供暖和制冷、电器使用以及运输，但这些燃料普遍存在转化效率低下的问题，尤其是在加热和运输过程中。如今，利用可再生能源为城市供电的技术已经成熟，但面临扩大可再生能源的规模、建设或加强电网以适应电气化两项挑战。

清洁电气化的主要思路，是将城市中最大的能源使用部门（建筑和交通）转变为电力载体，同时支持可再生能源的发展。电气化通过共享链接将各个部门统一起来。例如，它可以使建筑和交通成为彼此的资源，建筑物和车辆可以根据需要互相吸取和提供能量。

实例1：中国梅山

中国浙江梅山曾经是一个小渔村，现在是一个拥有仓库、高科技产业、旅游、商业和住宅服务的工业港口城市，其通过新兴低碳产业带动实现经济发展和近零碳排放，成为“近零碳”地区。政府通过与能源服务供应商合作，使利益相关者能够分担高效能源系统的风险和收益，协调了清洁能源基础设施建设规划以及近零碳发展的创新解决方案。梅山的近零碳区项目包括一个智能近零碳港口、逐步电气化的集装箱卡车、改善的公共交通、码头高压充电站、旧社区改造，以及利用智能技术改善道路、供水、供电、信息、物流、防洪和污水处理设施等。

实例2：科罗拉多Peña Station NEXT

Peña Station next位于丹佛国际机场旁边，是一个净零能源房地产开发项目。该项目占地约2平方公里，包括100座太阳能住宅和商业建筑，计划以社区为中心，以交通为导向，发展能源效率、绿色建筑、可再生太阳能和零排放流动。两个太阳能光伏系统（分别为1．6兆瓦和259千瓦），为可再生能源的发展提供动力。

（四）“紧凑型城市形态”的实现思路与实例

尽管清洁技术不断进步，但许多城市的碳排放量仍在持续攀升。在世界范围内，各地城市正在经历强烈的外扩和郊区化。例如，根据皮尤研究中心和世界经济论坛的报告，中国城市的密度正在下降。在美国，气候市长指导委员会的24位市长中，至少有5位支持大规模公路扩建，同时试图减少交通排放。

尽管很难量化比较，但提高城市形态的效率往往是整个能源部门减少排放的最低成本策略。如果快速发展的城市未能采取正确的发展模式，碳排放将被锁定几十年。相反，依据城市学家的方针，如更好的土地利用、城市设计、交通规划以及住房政策和实践，将使净零碳城市的愿景更容易实现。高效的城市形态有助于降低城市其他构成系统的碳排放。紧凑的、连通的、清洁的城市，比不断扩张的城市使用更少的土地、材料和能源。同样，更高的密度使得基础设施投资在经济上更可行，无论是区域供热和制冷还是地铁系统。

实例1：韩国首尔

目前，韩国首尔市的城市人口已增长到近1000万，大都市区人口为2550万。首尔市为此已经出台了许多重建法案，用高层建筑取代低层中心住宅和中层外围公寓。同样，为了解决非正式居住区的扩散问题，该市将零散的地块整合为连续的标准化地块，从而实现了大规模的房地产开发和急需的基础设施投资。地理位置优越、穿插着商业和公共设施的住房的扩建，使人们能够负担价格，通勤时间也很短。高密度的公共交通系统（包括世界级的地铁、广泛的公交网络和许多人行道），使市民能够在没有严重交通拥堵的情况下享受集聚的好处。首尔非正式居住区规范化、核心基础设施扩大化等方面的成功，为提供高质量、高密度的住房奠定了基础。

实例2：道路和拥堵收费：新加坡和伦敦

1975年，新加坡市政府出台了拥堵收费计划，对在早高峰时间进入中央商务区（CBD）的车辆进行收费（每天3美元，每月60美元）。另一种选择是，新加坡司机可以把车停在城市郊区，换乘进入CBD，只需花50美分。该计划产生了立竿见影的效果。到1983年，公共交通客流量从33％增加到70％。到20世纪90年代，该计划被一个动态的电子道路定价系统所取代，该系统扩大到包括非高峰时段，进一步改善了过境客流量，减少了交通量。

伦敦最近的拥堵收费计划也产生了类似的效果。在实施的第一年，该市的交通量减少了15％，拥堵（或时间延误）减少了30％。与此同时，由于拥堵费直接投资于改善公共交通系统，公交客流量增加了7％。

【参考文献】

［1］World Economic Forum．Net Zero Carbon Cities： An Integrated Approach［R］．World Economic Forum，2021．

［2］中国日报中文网．践行碳中和使命 施耐德电气携手Enel和WEF发布《净零碳城市：综合方法》［OL］． 2021－01－26．

编辑：杨之颖

审核：蔡峻