雙碳目标下(xià)未來城市
數字智慧發展新路徑
文/黃奇帆
重慶市原市長
城市是人類文明的重要載體(tǐ)和發展空間，城市的不斷發展有利于各類要素的集聚和配置，有效促進了經濟繁榮、提升了居民的生(shēng)活體(tǐ)驗。展望未來，城市發展必須充分(fēn)考慮雙碳目标的約束，以更加低碳、綠色的方式進行。未來城市如何圍繞雙碳目标實現綠色化、數字化發展，我(wǒ)有如下(xià)觀點。
首先，圍繞雙碳目标，未來城市有六條綠色化發展路徑：
01
能源結構轉向以清潔能源爲主
開(kāi)發高效新熱源
城市低碳化最爲重要的還是能源結構的調整。首先，電(diàn)能，尤其是清潔能源發電(diàn)應當成爲城市能源消費(fèi)的主力。清潔能源基地往往遠離(lí)城市數千公裏，并且風電(diàn)、太陽能等清潔能源具有波動性、間歇性的特點，需要能适應各類清潔能源接入和消納的智能電(diàn)網和特高壓輸變電(diàn)系統作爲技術基礎，綜合調度不同地域的電(diàn)力生(shēng)産和供應，織就一(yī)張覆蓋全國乃至全球的能源互聯網。目前，建設全球能源互聯網的條件正日益成熟，中(zhōng)國電(diàn)網的成功實踐爲建設全球能源互聯網奠定了重要基礎，将在未來城市的能源供應中(zhōng)起到關鍵作用。其次，用于城市供熱、制冷的能源，如果完全由電(diàn)能轉化，肯定是不經濟、不劃算的，所以要爲城市尋找新的熱源。目前來看，各種替代方案也在逐漸成型，比如用地源熱泵技術來解決建築物(wù)的供熱制冷問題，比如中(zhōng)國完全自主研發的低溫核供熱技術也因其固有的安全性可以在北(běi)方地區逐步推廣；再比如太陽能供熱系統的技術進步也非常快。這些城市新熱源的大(dà)量出現，也将爲城市能源結構調整發揮關鍵作用。
02
規劃布局将大(dà)力發展規模合理的功能模塊，形成若幹功能模塊有機相連的“積木式”發展模式
未來城市要重點打造可以互聯互通的城市功能模塊，這些模塊要形成獨立運作能力，也就是具備模塊内提供當地居民所有基本生(shēng)活、工(gōng)作需求的能力，盡量減少不必要的跨模塊流動。一(yī)座城市就是把這些數字化模塊組織起來，實現“積木式”發展。通過“積木式”發展，可以把每一(yī)個功能區域的基礎設施配置标準化，提高每個區域的運作效率，并切實提升區域治理能力。實現“積木式”發展的技術基礎是要建立城市信息模型（CIM，City InformationModel），其關鍵還是要控制模塊規模，避免走向“攤大(dà)餅”式的城市發展老路。
03
公共交通将成爲大(dà)城市交通主體(tǐ)，城際交通高鐵占比持續增加
未來低碳的大(dà)型城市的交通模式一(yī)定不是以私家車(chē)爲主體(tǐ)，而是要建立更便捷、更環保、低成本的軌道公共交通體(tǐ)系。其中(zhōng)，除了大(dà)都市的地鐵，空中(zhōng)或地面軌道交通占比将會增加，爲居民提供快速便捷的出行體(tǐ)驗。城市路網系統将大(dà)幅提升數字化水平實現車(chē)路協同，通過可變車(chē)道、流量感應等方式大(dà)大(dà)提升城市交通的流暢性。在城市道路建設方面，随着新材料的投入使用，城市道路将與太陽能發電(diàn)、電(diàn)動車(chē)充電(diàn)等系統有機融合，進一(yī)步降低城市交通的碳排放(fàng)。随着高鐵網絡的進一(yī)步完善，高鐵在城際交通中(zhōng)的占比将進一(yī)步提高，鐵路貨運也将得到快速發展，有利于從總體(tǐ)上降低交通運輸産業的碳排放(fàng)。
04
建築工(gōng)程産業逐漸走向鋼結構、裝配式，并通過數字化不斷降低運營成本
現代城市建築采用的鋼筋混凝土結構是城市碳排放(fàng)的重要來源之一(yī)。在雙碳目标約束下(xià)，鋼結構、裝配式是比較可行的低碳建築路線：一(yī)是可以從根源上減少水泥的使用量；二是平均使用壽命比混凝土更長，從全生(shēng)命周期角度來看，以鋼結構爲主體(tǐ)的建築工(gōng)程的碳排放(fàng)要遠遠低于混凝土結構；三是鋼結構建築物(wù)存在巨大(dà)的低碳技術創新空間，比如與鋼結構相适應的裝配式建造可以進一(yī)步減少建設施工(gōng)過程中(zhōng)的碳排放(fàng)。誠然，鋼結構也存在鏽蝕、耐火(huǒ)性差等問題，但是随着技術進步，這些問題正在逐步得到解決。此外(wài)，随着建築信息模型等數字化手段的普及，建築工(gōng)程的數字化程度不斷提高，一(yī)方面爲建築工(gōng)程運維帶來革命性改變，建築工(gōng)程的盈利模式發生(shēng)變化；另一(yī)方面，也有利于建立城市建築聯動的運營模式，做到多棟建築的協同運營、資(zī)源互補，從而進一(yī)步降低建築工(gōng)程的碳排放(fàng)水平。
05
采取切實措施推動工(gōng)業部門脫碳減碳，構建綠色低碳工(gōng)業體(tǐ)系
在實現雙碳目标過程中(zhōng)，作爲耗能排放(fàng)大(dà)戶，城市的傳統工(gōng)業部門面臨如何減碳脫碳問題。建議從四個方面推進脫碳減碳：一(yī)是源頭減量，即在工(gōng)業投入品的源頭減少資(zī)源消耗。比如鋼鐵行業，要進一(yī)步優化燃料結構，降低燃料比、鐵鋼比，發展短流程煉鋼。二是節能減排，積極推廣應用先進用能技術和智能控制技術，提升電(diàn)力、冶金、化工(gōng)等重點高耗能産業的用能效率。如果我(wǒ)國能源利用效率可以達到 2019 年世界平均水平，則可節約 15.8 億噸标準煤，可減少碳排放(fàng)約 39 億噸。三是循環回收，比如對工(gōng)業企業生(shēng)産過程中(zhōng)的餘熱和中(zhōng)間物(wù)料進行回收利用，對産品實行全生(shēng)命周期管理，發展再制造産業等。四是工(gōng)藝流程改造，通過采用低碳技術對工(gōng)藝流程進行綠色化改造，淘汰高碳高耗能技術。在具體(tǐ)操作上，建議學習借鑒國際經驗，以行業龍頭企業爲依托，以碳中(zhōng)和爲目标，通過市場機制構建互惠互利、合作共赢的産業鏈上下(xià)遊利益共同體(tǐ)，發揮産業鏈上下(xià)遊企業協同效應，推動構建綠色低碳新型工(gōng)業體(tǐ)系。
06
居民消費(fèi)習慣綠色化，城市循環經濟得到巨大(dà)發展
居民日常生(shēng)活直接産生(shēng)了 8% 的碳排放(fàng)，而間接産生(shēng)的碳排放(fàng)就更加可觀，所以在實現雙碳目标的過程中(zhōng)，城市居民低碳理念的普及與踐行也是一(yī)個至關重要的因素。首先是倡導居民生(shēng)活的低碳文化，使節能環保、綠色健康的生(shēng)活方式深入人心。其次是通過市場化手段引導居民形成低碳的消費(fèi)習慣。去(qù)年 7 月中(zhōng)國碳交易市場正式運行，目前還隻覆蓋了發電(diàn)企業，未來将會向各行各業拓展。當所有生(shēng)活消費(fèi)品、生(shēng)活性服務業都具有“碳當量”以後，碳交易就有可能拓展到居民個體(tǐ)，切實影響居民的日常生(shēng)活。通過建立居民個體(tǐ)碳配額，并根據量化指标給予參與者獎懲約束，可以進一(yī)步引導城市居民形成減少浪費(fèi)的消費(fèi)習慣。與此同時，随着從生(shēng)産到終端消費(fèi)者的全鏈路數字化，城市循環經濟将會得到更大(dà)發展，在汽車(chē)、電(diàn)池、電(diàn)子制造、服裝等領域，将會湧現一(yī)大(dà)批從事循環經濟的産業形态，在爲社會持續創造财富的同時，也大(dà)大(dà)降低了全産品生(shēng)命周期的碳排放(fàng)量。
其次，未來的綠色城市、低碳城市必須以數字化技術爲支撐、以智慧城市建設爲基礎。具體(tǐ)來看，未來城市也有五條數字化發展路徑：
一(yī)是生(shēng)産要素聚集方式發生(shēng)改變，數據要素将會成爲未來城市運營的核心要素。
現在的城市經濟是建立在土地、資(zī)本、科技、勞動力四個要素之上的，雙碳目标下(xià)傳統城市經濟發展必須在要素層面上有所突破，黨中(zhōng)央提出的數據要素爲未來城市經濟的進一(yī)步發展開(kāi)辟了一(yī)條新路徑，使得海量數據資(zī)源成爲城市低碳綠色經濟發展的核心動力。具體(tǐ)來看，城市數據要素的市場化配置，包含了數據要素化和要素數據化兩方面的機遇。數據要素化的過程是整合城市數據資(zī)源，并探索市場化交易模式的過程。要素數據化是指對城市傳統的土地、資(zī)本、科技、勞動力等要素進行數字化轉型升級。傳統要素與數據要素的融合是深化供給側結構性改革的重大(dà)舉措，有利于利用數字技術提升要素流動性，有利于引導各類要素協同向先進生(shēng)産力集聚，進而爲城市一(yī)二三産業鏈水平的提高創造條件。所以，未來的城市必将是建立在“數據要素化”與“要素數據化”基礎之上的，未來城市的管理者也必須要具備運營數據要素的能力，把城市各方面的數據資(zī)源變成城市綠色經濟的動力。
二是城市建設要從以制造業爲核心的“圍産造城”，走向以創新和服務業爲核心的“依城造産”。
近現代以來，随着工(gōng)業化進程加速，城市基本上是圍繞着各種産業建設起來的。這種“圍産造城”模式是工(gōng)業時代城市經濟發展的自然選擇，形成了西方發達國家的一(yī)個個大(dà)都市圈。可以說，以制造業爲核心的“圍産造城”形成了人口的聚集、奠定了城市的初級形态。我(wǒ)國大(dà)量城市也是圍繞産業建立起來的，但随着産業的變遷，這類城市往往表現出經濟發展的不穩定性，一(yī)些資(zī)源型城市甚至出現了經濟發展的嚴重倒退。在雙碳目标下(xià)，大(dà)量傳統工(gōng)業将陸續遷出大(dà)城市，這對于許多城市的持續發展是一(yī)個巨大(dà)的挑戰，迫切需要注入新的産業以維持發展的動力。這就要求我(wǒ)們在已經形成的城市基礎上，進行“依城造産”，建設面向未來的綠色低碳産業。每座城市要對自身擁有的數據要素進行深入分(fēn)析，立足城市特征、瞄準科技前沿，建設城市自身的高質量内外(wài)循環，創造大(dà)量基于新要素的新産業、新業态、新模式。新一(yī)輪的“依城造産”是我(wǒ)國城鎮化發展的新階段，也是從工(gōng)業文明邁向數字文明的必然選擇。
三是以數字經濟等戰略新興産業，破解經濟增長“鮑莫爾病”。
未來 40 年，随着産業結構深度調整，服務業比重将大(dà)幅提升，這符合經濟結構演化規律，也符合雙碳目标的基本要求，但這也可能會導緻經濟增速持續趨緩甚至停滞，即所謂“鮑莫爾病”。對此，根本之道在于大(dà)力發展數字經濟等戰略新興産業。因爲産生(shēng)“鮑莫爾病”的一(yī)個基本假設是服務業中(zhōng)多數行業是不可貿易的，勞動生(shēng)産率會長期停滞。但以新一(yī)代信息技術、5G、大(dà)數據、雲計算、區塊鏈、人工(gōng)智能爲代表的數字技術正在改變這一(yī)假設。借助産業數字化、數字産業化，過去(qù)不可貿易的服務業正在創造新的貿易模式。盡管 300 年前的莫紮特四重奏要四個人演，300 年後依然要四個人，但借助互聯網、AR/VR 等技術，聽(tīng)衆可能來自全世界任意角落。換言之，在數字技術加持下(xià)，部分(fēn)服務業的生(shēng)産率正在得到全面提高，而且是以低碳綠色方式實現的。因此，在實現雙碳目标的過程中(zhōng)，要以大(dà)力發展數字經濟等戰略新興産業爲重要抓手和切入點推動産業結構調整，以數字技術賦能各行各業，加快培育颠覆性、指數級的産業新動能。
四是要重視圍繞雙碳目标的城市新型基礎設施建設。
城市新型基礎設施是綠色低碳城市運營的基礎，它不僅僅是原有基礎設施的簡單升級，而是要圍繞未來數字化城市的功能，大(dà)膽變革其建設和運營模式，創新城市能源、交通、教育、醫療等各方面的市場機制，爲城市注入全新的發展動力。從戰術層面推進城市新基建的建設，要遵循數字化轉型的四個步驟循序漸進：1.0 版是數字化，要實現“萬物(wù)發聲”。這是數字城市的初級形态，目的是讓城市的物(wù)能說話(huà)，可以通過數字形式表述出來，爲構建城市數字空間提供源頭數據。2.0 版是網絡化，要實現“萬物(wù)萬聯”，通過物(wù)聯網、移動互聯網将數字化的城市要件連接起來，讓城市的物(wù)與物(wù)能夠對話(huà)。3.0 版是智能化，要實現“人機對話(huà)”，即讓人與物(wù)能夠交流，實現城市局部的智能反應與調控，比如智能收費(fèi)、智能交通等等。4.0 版是智慧化，要實現“智慧城市”，就是使城市各部分(fēn)功能、各個産業，在數據的基礎上、人類智慧的驅動下(xià)優化運行。
五是未來城市是由實體(tǐ)空間和數字空間組成的數字孿生(shēng)城市，要充分(fēn)重視對數字空間的治理。
當城市新基建完成了上述四個步驟，建設數字孿生(shēng)城市也就擁有了軟硬件基礎，可以構建出城市的數字空間模型。從個體(tǐ)的角度，每個居民除了生(shēng)活在實體(tǐ)社區、工(gōng)作于實體(tǐ)建築之内，還将擁有數字空間裏的身份，可以在數字空間中(zhōng)進行辦公、學習、娛樂。
數字孿生(shēng)城市的建設重點是要以需求爲導向建立數字空間中(zhōng)的市場體(tǐ)系和治理體(tǐ)系，成爲開(kāi)發城市數據要素的重要手段、未來城市經濟的重要增長點。在此基礎上，城市的數據要素将會得到最大(dà)程度的開(kāi)放(fàng)共享，從而形成安全、可靠、海量的數據應用市場，企業、個體(tǐ)都可以在這個城市數字空間中(zhōng)公平地生(shēng)活、工(gōng)作、交易。
從城市管理的角度來看，要充分(fēn)重視對現在已經逐漸形成的城市數字空間的治理，在兩個空間内共用一(yī)套數據和制度的信用體(tǐ)系是關鍵。基于區塊鏈、大(dà)數據、人工(gōng)智能等技術，可以建立一(yī)個覆蓋城鄉的更加公平、可靠、安全的信用體(tǐ)系，在此基礎上，要對數字空間立法，規範個體(tǐ)、企業、政府在數字空間中(zhōng)的行爲，避免壟斷、大(dà)數據殺熟、侵犯隐私等不法現象，讓數字空間成爲城市經濟活力的新來源、居民幸福生(shēng)活的新補充。
總而言之，圍繞雙碳目标，中(zhōng)國的城市建設要完整、準确、全面貫徹新發展理念，保持戰略定力，站在人與自然在城市中(zhōng)和諧共生(shēng)的高度來謀劃城市經濟社會的綠色化、數字化發展，從數字時代城市運營的基本規則角度大(dà)膽創新，努力建設好服務人民美好生(shēng)活的低碳綠色城市。
原文鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/jcdrHmZ1AAKjy3PrzQloJw
來源：清華大(dà)學互聯網産業研究院
編輯、圖片｜段文秀
審核、責編｜楊帆
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