周牧之:城市能源高质量发展 先从“人”入手
2019-04-24 10:09  · 来源:中国能源报  · 作者:  · 责编:王长尧

  城市能源的高效利用与城市人口的快速增长有何关联?近日,在关于《中国城市综合发展指标2018》报告(以下简称为《报告》)的交流会上,云河都市研究院院长、东京经济大学教授周牧之表示,“我们将每平方公里5000人以上的地区定义为人口密集地区(DID),这也是城市化的一个基本标准。例如2017年北京常住人口为2171万,而DID人口约为1353万人,通过DID人口与城市主要指标进行相关分析后发现,高密度人口集聚对城市的经济社会发展非常重要,应该通过落实都市圈政策,优化DID结构,让城市居民出行的动线便利化,让城市能源供应的动线合理化,有效提升城市能源的利用效率,减少碳排放。”

  低密度的城市化导致能源高消耗

  《中国城市综合发展指标》由国家发展和改革委员会发展规划司与云河都市研究院共同编制。从环境、社会、经济三个维度,对中国298个地级及以上城市进行全方位的量化评价。单位GDP能耗、单位GDP二氧化碳排放量、电力消耗量、燃气普及率、绿色建筑设计评价标识项目、每万人公共汽(电)车拥有量、城市轨道交通运营里程、工业固体废物综合利用率等多项与能源相关的指标,均被纳入量化评价指标体系之中。该指标更是通过引入DID这一概念,揭示人口密度与城市各类指标表现之间的规律。

图 2000—2016 中国城镇化重要指标的表现

  《报告》根据各级政府公布的统计数据以及通过互联网、卫星遥感获取的数据研究分析,公布了“2000年-2016年中国经济&城镇化各项指标表现”。显示16年间,我国实际GDP增长了3.3倍,总人口增长了10%,城市面积增加了1.8倍,但DID人口只增长了20%。而二氧化碳排放量增加了2.1倍。

  通过以上数据对比,周牧之指出,“用钢筋水泥铺出来的城市市区面积增长了近2倍,而DID人口只增加了20%,说明中国人口的城市化与钢筋水泥的城市化严重脱节。低密度的城市化,直接导致城市各种基础设施以及能源系统效率的低下,造成城市能源的高消耗和二氧化碳的高排放,严重影响了城市发展的品质。”

  产业结构低下城市能源利用率也低

  在惯常的认知中,高密度的城市人口一定会对城市环境、生态带来较大的负面影响。但事实是否完全如此?《报告》利用相关关系分析了全国298个地级及以上城市的DID人口与其在《中国城市综合发展指标2018》大项和中项表现之间关系,揭示出其中的关联度。

  周牧之解释说,相关关系分析是用于分析两个因素相互关联性强弱的手法。“正”“负”的相关系数在0—1之间,系数越接近“1”表示两个因素之间的关联性越强。分析显示,DID人口与经济和社会两个大项的相关指数分别达到正的0.94和0.90,为完全相关关系。其与环境大项中的空间结构中项的相关指数也达到0.82,为极强相关关系。

图 DID人口与“中国城市综合发展指标”大项以及中项的相关关系分析

  “我们可以清晰的看到,DID人口与社会经济发展相关关系达到‘完全相关’,而与环境大项中的环境质量和自然生态两个中项的相关系数只有0.32和0.05。也就是说从结果来看,DID人口对城市在环境质量和自然生态上的表现来说并不存在太强的关系。这是因为DID人口规模越大的城市一般经济发展越好,解决城市交通、能源、环境问题的能力也越高。实际上在中国,环境问题最严峻的是DID人口少,产业结构低下,治理能力或缺的中小城市。”周牧之说,从这种意义上来讲,人口的高密度集聚并非恶化城市环境质量的元凶,关键在于城市治理的能力。当前,部分专家学者过分强调人口密集带来的负面效应,而忽视了其对经济社会发展的重要性。

  推广“职住商一体”建设理念 化解“大城市病”

  城市化进程的加快,也让中国越来越多的城市进入大城市、超大城市的范围,“大城市病”也随之而来,能源高消耗、环境高污染。既然DID人口对城市生态环境并不存在太强关系,那么“病”的根源在哪里?

  周牧之分别提取东亚地区两大都市圈—北京都市圈(北京市域)和东京都市圈(由东京都、神奈川县、琦玉县、千叶县组成)的都市圈土地面积、常住人口、GDP、二氧化碳排放量等方面的表现数值,对这两大都市圈进行了比较分析。分析表明,北京都市圈的行政区域面积约为东京都市圈的1.2倍,常住人口和DID人口都是东京都市圈的60%,GDP约为东京都市圈的30%,人均GDP只有东京都市圈的一半。但是,单位GDP二氧化碳排放量却是东京都市圈的4.7倍。

图 北京大都市圈与东京大都市圈指标数据的比较

  周牧之指出,“这组数据反映出北京的经济内容、城市结构还有待进一步调整优化。”所以,中国城市要降低二氧化碳排放量和提高能源利用效率,首先,要从交通入手,发展城市轨道交通,提高出行上公共交通的分担率,特别是轨道交通分担率,摆脱出行对汽车的过分依赖。其次,要优化DID结构,让出行动线合理化,缩短远距离通勤,确立步行生活圈,让生活更加便利。最后还要推动城市能源生产和利用上的“区域能源自产自销战略”,实现能源动线合理化。

  城市交通是城市能源问题的关键之一。周牧之补充说,中国的许多大城市已经在轨道交通运营里程数上取得了很大的成绩。但值得注意的是,城市建设需要重视形成围绕轨道交通车站综合开发的格局,还要重视城市建设理念的革新,尽量减少远距离交通流量。“中国的城市在规划建设上一直秉承空间上功能分割的思路,导致城市的工作、居住和商业等功能在空间上被人为分割,造成长距离通勤、睡城、夜间空城等结构性‘城市病’。所以,中国应该大力推行‘职住商一体’的城市建设理念,尽量压缩出行动线,大幅减少交通流量,结构性地节省耗费在交通上的时间和能源。”

  推动“区域能源自产自销” 努力构建“氢社会”

  除了减少交通在能源上的消耗,中国能源的消耗和大气污染很大一部分来源于火力发电。一方面火力发电在生产、传输和转换的各个环节都产生大量的能源损耗,另一方面现代城市能源消费的相当大一部分是“制冷制热”。 因此,将火力发电产生的电力远距离输送到城市再转换成冷热能量的现行能源体系,造成的能源损耗和浪费巨大。

  对此,周牧之建议在城市内部,特别是人口高密度聚集区域实施“区域能源自产自销”战略,最大化能源的生产、输送和转换过程的效率。通过实施冷热电三联供,将火力发电伴生的热能用最短的动线直接供应用户,能够大幅度提高一次能源转换效率。

  在人口高密度聚集区实施冷热电三联供的关键在于如何遏制污染,因此区域能源自产自销战略的一个关键是清洁能源的使用。在发达国家,冷热电三联供使用的一次能源大多是天然气。对此,周牧之建议随着天然气利用量的增大,中国应该重视在城市,特别是大城市发展利用天然气作为燃料的冷热电三联供。同时,还应该着手研究发展以“氢”作为能源介质的城市能源体系。氢不仅在能源转换过程中不产生污染,还能够储存运输,未来一定会成为城市的终极能源介质。如何构建“氢社会”将成为未来城市发展的一大关键。

  “城市的能源问题不是单纯的技术问题或者是硬件的问题,而是如何综合考量城市结构的顶层设计智力问题。中国城市亟待通过落实都市圈政策调整城市经济内容,优化城市DID结构,提升城市人口素质,改善城市生活品质的,同时大幅度提高能源效率,实现高质量发展。”周牧之强调说。

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