
亚太科研论坛
Asia-Pacific Research Forum
- 主办单位:未來中國國際出版集團有限公司
- ISSN:3079-3645(P)
- ISSN:3079-9945(O)
- 期刊分类:人文社科
- 出版周期:月刊
- 投稿量:2
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产业模式差异化视角下低碳城市建设路径研究
Research on the Pathways for Low-Carbon City Construction From the Perspective of Differentiated Industrial Models
引言
当前全球气候变化已突破治理范式转型的临界点—根据IPCC第六次评估报告,相较于工业化前水平,全球地表温度升幅达1.09℃。作为承载全球83%能源消费与75%碳排放的空间实体,城市系统正面临气候风险与转型需求的叠加压力。此背景下探索城市的低碳化路径不仅可以有效缓解日益紧迫的现实矛盾,而且可以在人类生产、生活方式的变革方面发挥引领示范作用。
然而,当前国内外的低碳研究和实践大多集中在单一城市的减排技术或政策工具的优化上,对城市类型学视角下的策略差异关注不足,导致城市减排过程中极易呈现出目标—工具的结构性错配。其一,减排技术移植中的地理盲视现象引发系统脆弱性,例如深圳曾模仿哥本哈根大规模兴建自行车道,但由于当地湿热的气候条件,自行车道的利用率不足30%;其二,产业转型政策面临路径依赖锁扣,鞍山对标德国鲁尔区实施矿区生态修复,却因忽视产业接续问题,导致GDP连续负增长。这种异质性困境根源于对城市低碳形态的认知局限,即将城市视作均质化减排单元,缺乏对产业基因约束下碳代谢路径的空间分异机制的深刻认知。
故而,通过对不同类型城市成功转型为低碳城市案例的深入分析,从城市产业发展模式的角度出发,构建“类型—特征—措施”的三维实施矩阵,可突破传统“一刀切式技术移植”低碳规划的局限性,为城市的低碳转型与发展带来新的视角与更为准确的参考路径。
1 基于产业模式的低碳城市类型学建构
1.1 文献综述
城市产业模式的差异化分类一直是城市科学的核心命题,国内外学者从经济结构、功能定位、资源依赖等维度构建了丰富的理论框架,为本研究提供了重要学术支撑:
国际方面,Brookings Institution曾联合美国国家地理于2016年发布“Redefining Global Cities”,通过分析产业占比、就业人数、GDP等指标,将全球经济规模最大的123个城市分为七种类型。Liu S, Parilla J在2018年发表的“Meet the five urban Chinas”中将103个中国城市根据产业组成和增长模式分为五类:中国巨头、支柱城市、工业重镇、新兴中心和综合城市,揭示了城市的产业类型和经济特征的关系。Liu X, Zou Z则进一步精确和完善,在其发表的“Analysis on urban scaling characteristics of China's relatively developed cities.”一文中,通过将114个中国三线及以上城市根据二三产业国内生产总值占比分为三类:工业城市(第二产占比>58.00%)、商业城市(第三产占比>57.15%)和综合型城市,与本文的分类方法高度相似。2022年,Jedwab、Ianchovichina和Haslop,通过涵盖74个国家共6865个城市的研究又提出了一种分类方法,将城市分为生产型城市、消费型城市和综合型城市。
国内方面:张文奎等学者早在1990年就通过定量和定性分析结果将中国434个城市划分为九种类型。后来,周一星在此基础上进一步细化和优化,将城市划分为4个大类,14个职能亚类和47个职能组,并首次结合城市劳动力资料,得出了比较符合实际的、能与国际接轨的城市职能分类标准。学者许学强在其专著《城市地理学》中也曾就城市职能展开分类,通过系统结合产业结构、行政等级、职能强度等将城市分为工业型城市、交通型城市、风景旅游型城市和综合型城市,这也是本文主要的分类参考。国家发改委(2013)在《资源型城市可持续发展规划》中,以“采掘业产值占工业总产值比重≥10%”或“资源产业就业占比≥20%”为阈值,将城市划分为成长型、成熟型、衰退型资源城市。李柯君(2022)在此基础上引入碳排放分析,发现资源型城市化石能源相关二氧化碳排放占比高达80%。
1.2 基于产业模式的分类框架构建
尽管现有研究为产业分类提供了丰富视角,但普遍存在两大局限:一是侧重经济结构描述,缺乏对碳排放路径的直接回应;二是分类标准模糊,难以指导精准减排实践。基于此,本研究通过综合上述学者的研究理论成果,构建出“产业模式—碳排放特征”双维度的分类框架,具体标准如下:
1.2.1 服务业主导型城市
当第三产业增加值占比达到或超过60%,且金融、科技、文化创意等高附加值服务业在第三产业增加值中的占比不低于50%时,可界定为服务业主导型城市。此类城市的能源需求结构发生了显著转型,需求重心从生产端转向消费端,导致交通与建筑领域的碳排放占比提升至45%—60%。其碳排放模式呈现出以下两大核心特征:
低直接排放强度与高隐含碳依赖并存:该类城市单位GDP碳排放量均值为0.3—0.5吨CO₂/万美元,仅为同规模工业型城市的20%—30%,显示出较高的生产端碳效率。然而,跨境贸易隐含碳在总排放中的占比普遍达到42%—58%(以新加坡2022年统计数据为例),反映出经济全球化背景下产业分工导致的碳排放转移特征。
交通领域成为碳排放主导部门:此类城市居民通常拥有较高的经济水平,对交通工具的保有量也随之上升,加之本地居民出行、外来游客通勤等对私人机动车及航空运输的高度依赖,此类城市交通碳排放往往较高,占比达到了38%—55%。
1.2.2 工业驱动型城市
当第二产业增加值占比≥40%,且钢铁、化工、机械制造等重工业部门占第二产业增加值≥60%时,可界定为工业驱动型城市。此类城市呈现显著的“少数主体主导排放”特征,前十大工业企业的碳排放贡献率普遍超过70%。以唐山、北九州、雅加达等典型工业城市为代表,其碳排放模式具有以下三重特征:
污染源高度集中化:受产业集中度影响,钢铁、化工等重工业龙头企业构成主要排放主体,前十大企业碳排放贡献率达63%—85%。我国唐山钢铁集团2017年碳排放量就占唐山市总量的74.56%,反映出重工业集群中头部企业的排放主导地位。
能源结构深度高碳化:在一次能源消费结构中,煤炭等化石能源占比普遍超过50%,而可再生能源渗透率不足15%。2017年,印尼宣布了2025年实现可再生能源占比23%的目标。然而,在其2023年的能源转型展望显示,该国60%的电力仍然依赖煤炭。再次凸显此类城市对化石能源的高度依赖。
工艺过程排放占比突出:此类城市的另一大显著特征就是钢铁冶炼、化工生产等重工业核心工艺的碳排放占比达55%—70%。反映出工艺技术迭代难度大、减排成本高的产业特性。此类排放多源于高温冶炼、化学反应等生产环节,具有技术性强、减排刚性大的特点。
1.2.3资源依赖型城市
当资源采掘与初加工产业占GDP比重≥30%,或相关产业就业人口占比≥25%时,可界定为资源依赖型城市。“碳锁定效应”表明,此类城市因对资源产业的高度依赖,形成了产业链本地化率超85%的技术替代滞后困境,导致采矿业碳排放占城市总量的60%—80%。以美国休斯顿(石油产业)、中国大同(煤炭产业)等典型城市为代表,其碳排放模式具有以下三重特征:
开采环节主导城市碳排放:能源资源开采过程的直接排放占据绝对主导地位,占城市碳排放总量的60%—80%。这种以开采环节为核心的排放结构,反映了资源型城市对初级产业的路径依赖,使得减排措施难以向中下游产业链传导。
非二氧化碳温室气体问题突出:油气田开采过程中的甲烷逸散成为重要排放源,其全球变暖潜势贡献度达15%—25%。甲烷等非CO₂温室气体的高浓度排放,加剧了此类城市在全球气候治理中的特殊减排压力。
资源运输链碳排放密集化:资源外运过程中的铁路与海运活动形成显著排放增量,相关排放占城市总量的12%—25%,反映出资源型城市“开采—外运”二元结构下的运输环节排放特征。这种跨区域的物流碳排放,进一步凸显了资源型城市减排需兼顾本地生产与区域运输的双重挑战。
1.2.4 综合型城市
当无单一产业满足上述主导型城市的划分阈值,且各产业部门碳排放占比均低于30%时,可界定为综合型城市。由于缺乏单一主导排放部门,此类城市的碳排放呈现多源分散化特征,需要跨部门协同治理政策。以深圳、巴黎等典型城市为代表,其碳排放模式具有以下两大特征:
排放来源多源均衡化:工业、建筑、交通等主要部门的碳排放占比相对均衡,无显著主导源。这种“无核心排放主体”的结构特征,使得城市碳排放控制难以依赖单一领域减排,而需通过跨行业协同机制实现系统性降碳。
消费端碳排放增速突出:由于无显著排放源以及居民生活水平的提升,消费端碳排放成为一个新的增长点,从而导致其背后供应链的隐形碳排放大幅增长。这一现象反映了综合型发展模式主导下,终端消费对碳排放的间接驱动效应,已成为了此类城市减排的新挑战。
1.3 创新性与价值
本分类框架的创新性体现在:
首先本文从单一经济结构转向“产业模式+碳排放结构”联动分析,直接回应了低碳转型需求。其次通过引入明确的产业占比阈值和排放指标,解决了传统分类“定性描述为主”的模糊性问题。最后,基于每类城市的产业基因与排放特征,构建“类型—特征—措施”矩阵实现从分类到对策的逻辑闭环。
总而言之,本框架既扎根于前辈学者、国际组织的分类逻辑,又通过碳排放特征的嵌入,为低碳城市建设提供了“可识别、可操作、可复制”的科学工具,有效突破了传统“一刀切”策略的理论盲区。
2典型城市低碳转型的策略分析
基于前文所构建的产业特征分类框架,本章分别选取了四大类型具有代表性的国际案例,深入解析其减碳路径的核心逻辑与实施机制,揭示产业特征与减排策略的精准匹配模式。
2.1 服务业主导型城市:丹麦哥本哈根
哥本哈根是服务业主导型城市的典型代表,其低碳建设路径具有重要的示范作用。该市服务业在GDP中占比高达75%,而碳排放主要来自能源生成(45%)和交通系统(40%)。这种产业结构决定了低碳转型的重点在于提升能源效率和改革出行方式。
针对以上现状,哥本哈根通过构建“自行车+轨道交通”的复合交通体系,将自行车出行比例从2010年的35%提高到2023年的49%,同时地铁系统自2021年起通过采购绿色电力证书实现运营能耗100%可再生能源覆盖。此外,哥本哈根还设定了绿色交通领域的具体目标,包括慢行和公交出行占比达到75%以上,通勤和上学骑行比例达到50%以上,公交出行人数增加20%,公交运输实现100%零碳等。
在能源优化方面,市政当局于2020年实施了强制性的能效标准,要求新建建筑的能源消耗不得超过52.5kWh/m²·年,并通过税收优惠来推动既有建筑的改造。同时,该市积极推广区域供热系统,第4代区域能源技术将运行温度降低,减少了管网热损失。值得一提的是哥本哈根还安装了超过22,000盏智能路灯,此种路灯可根据行人经过状况调整亮度,相比传统路灯照明成本降低了76%。
总而言之,这种系统性的变革为服务业主导型城市提供了可复制的经验,即通过空间规划引导低碳出行,通过建筑标准提升能效,并通过智能系统优化能源管理,从而形成多维度协同的减排机制。
2.2 工业驱动型城市:英国伦敦
伦敦作为工业驱动型城市的典型代表,其低碳转型历程为同类城市提供了宝贵的经验。自工业革命以来,伦敦的经济长期以来以制造业为主导,第二产业占比连年居高不下。然而,面对气候变化的严峻挑战,伦敦制定了多项计划,力求到2050年实现净零碳排放的雄心勃勃的低碳发展目标。为了实现这一目标,伦敦采取了一系列以产业结构调整和技术创新为核心的低碳建设措施。
在产业结构调整方面,伦敦实施了“绿色新政”战略,积极推动传统制造业向高端制造业和低碳产业转型。从2010年至2022年,伦敦高端制造业在制造业中的比重从23%提升至41%,同期碳排放强度下降了37%。尤其值得注意的是,伦敦东区新设立的“24小时超低排放区”项目通过对高排放车辆、企业每日高达12.5英镑的罚款,有效减少了该地区的整体碳排放。
技术创新是伦敦低碳转型的另一重要支柱。市政府设立总额达5亿英镑的“低碳创新基金”,以支持清洁能源、绿色建材和循环经济等领域的技术研发。通过这一机制,伦敦成功开发并应用了多项低碳技术,工业废热回收系统使能源利用效率提升了32%,碳捕集与封存技术则使钢铁厂的碳排放降低了41%。2018年投入使用的智能电网系统通过实时监测和优化能源分配,使得工业园区的能耗降低了24%,连接到该网络的1700万台设备每年有助于减少500,000吨二氧化碳。
伦敦的经验表明,工业驱动型城市的低碳转型需要从产业结构和技术创新两个维度同步推进。通过政策引导和市场机制,推动传统制造业向高端、低碳方向转型;通过技术创新提升能源利用效率,降低单位产出的碳排放强度。这种“结构+技术”的双轮驱动模式,为其他工业城市的低碳建设提供了可借鉴的路径。
2.3资源依赖型城市:澳大利亚阿德莱德
阿德莱德作为澳大利亚资源依赖型城市的代表,长期以来依托丰富的煤矿、天然气和矿产资源发展,资源开采和初级加工曾占国内生产总值比重高达47%。该市面临气候变化挑战时于2008年提出“碳中和城市”愿景,实施了系统性低碳转型战略,成为资源型城市绿色转型的典范。
阿德莱德低碳建设主要通过能源结构转型和产业多元化发展双轨并行,充分利用南澳州丰富风能和太阳能资源,使可再生能源在电力结构中占比从2010年10%跃升至2023年78%。特斯拉大型电池储能系统(100MW/129MWh)建设则有效解决了可再生能源间歇性问题,提升电网稳定性。产业方面,阿德莱德建立“绿色科技创新园”,通过为663个项目提供超过140万澳元的资助,吸引了超过1100万澳元的投资,用于发展清洁能源技术、环保材料和智能系统,吸引了300余家创新企业,创造约12,000个高质量就业岗位。
资源循环利用构成阿德莱德低碳建设另一关键路径。2021年,阿德莱德启动了全球循环经济卓越中心“Circular360”,孵化创新项目。同年市政府开始实施《2020—2028年资源回收(有机物、回收和废物)战略和行动计划》,旨在增加回收利用,减少食物残渣和绿色有机物进入填埋场。数据显示,2021年该计划就实现了处理废料280万吨,减少碳排放15.7万吨,产生经济效益4300万澳元。
2.4 综合型城市:法国巴黎
巴黎作为综合型城市的一个典型示范,其产业结构展现出多样化的特点,包括服务业、创意产业、高端制造业和教育科研等多个领域并存,且没有明显的主导产业。这种多元化的产业结构促使其在低碳建设方面需要采取多维度协同的综合策略。
在能源系统的改造方面,巴黎实施了“分布式+集中式”的混合能源体系,既建设了覆盖全区的智能电网,又发展了社区级分布式能源系统。该市还创新性地利用塞纳河水源热泵系统为建筑供暖和制冷,在Clichy-Batignolles区的应用表明,其供暖效率可达传统系统的2-3倍,每年减少约15%建筑能耗相关的碳排放。
在交通领域,巴黎采用“公共交通+慢行系统+共享出行”的复合模式,构建了无缝衔接的多模式交通网络。2018年实施的“15分钟社区”计划又确保了居民在步行15分钟内能够满足日常生活需求,有效减少了机动车出行。综合手段治理下,预计到2030年,巴黎自行车出行量将增加三倍;到2050年,慢行出行份额将占一半,公共交通出行占比将增长至33%。
综合型城市的低碳建设关键在于系统性思维和多维度协同。巴黎的经验表明,这类城市在推进低碳发展时需要从空间结构、能源系统、交通网络、建筑节能和产业转型等多个维度同步推进,构建全面的低碳发展体系。特别是要注重产业协同集聚与城市低碳发展的协调,通过优化产业空间布局,促进产业集群内部的能源梯级利用和资源循环利用,从而提高系统整体效率。同时,综合型城市还应充分发挥其创新资源丰富的优势,加强低碳技术的研发和应用,以此为低碳转型提供技术支撑。
3 跨类型城市低碳建设路径的经验分析
不同产业发展模式城市在低碳建设过程中也呈现出了独特的个性特征,这些特征根植于各类城市产业结构、碳排放构成及资源禀赋的差异性,进而形成了符合自身产业模式发展特点的低碳路径。
服务业主导型城市主要表现为“以行为改变和空间优化为重点”的路径特征,其碳排放主要来源于建筑运营和城市交通,通过打造短时生活圈、优化城市空间布局来减少通勤距离和次数,降低交通碳排放。在建筑方面采用严格的能效标准和智能化管理系统,减少能源消耗。
工业驱动型城市则呈现出“以技术提升和产业转型为核心”的路径特征。由于碳排放主要源于工业生产过程和能源消耗,故其优化关键便在于推动传统制造业向高端制造业转型,加强清洁生产技术研发与应用,构建工业共生系统、能源梯级利用和碳捕捉与封存技术。
资源依赖型城市形成了“平衡发展与转型”的独特路径,即在维持传统资源产业的同时积极发展循环经济和新兴产业,通过技术升级降低传统产业碳排放强度。同时大力培育可再生能源和环保产业,形成“废弃资源再生循环”模式。
综合型城市如巴黎则表现出“系统协同、多维推进”的特色,通过制度创新构建跨部门、跨领域的协调机制,在能源、交通、建筑和产业等多个维度同时发力,减排效率远高于单一措施叠加效果。
4结论
本文通过对不同产业发展模式下的低碳城市建设路径进行深入研究,揭示了城市产业特征与碳排放模式之间的内在联系,并通过国际案例分析总结了各类城市的减碳策略和成功经验。研究发现,不同类型的城市需要根据自身的产业特点和碳排放特征,制定针对性的低碳转型路径,从而在保持经济活力的同时实现碳减排目标。
服务业主导型城市应注重需求侧管理和消费端能效提升,通过优化空间规划和提高市民参与度,推动高端服务业的发展和能源结构的优化。工业驱动型城市应聚焦循环经济和生产端产业链脱碳,建立工业共生网络和能源系统集成,推广余热回收和废弃物资能源化技术。资源依赖型城市需要实现产业多元化和资源开发低碳化,通过设立转型基金和生态补偿机制,培育替代产业和推广碳捕捉技术。综合型城市则需要加强空间复合利用和多产业协调减排,实施产业分类管理和保护性开发政策,推动绿色改造技术和能源互联网络的应用。
总而言之,相较于传统均质化减排策略,这种“因城施策”的理念在推进我国低碳城市建设中,很大程度上能够避免城市间“一刀切”的政策模仿,减少诸如深圳、鞍山困境的再现,具有重要的现实意义和应用价值。
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