第五节 “三型”城市:中国城市绿色变革与转型的目标模式
一 气候变化条件下城市绿色变革与转型的目标模式
气候变化是人类共同面临的最大的环境问题,它将深刻地影响人类的生存和发展,关系到经济社会发展的全局和人民的切身利益。面对气候变化,城市的可持续发展出现了许多新情况、新特点,提出了许多新的挑战和新的要求。应对气候变化条件下城市的绿色变革与转型,应当统筹人口、资源、环境、发展,以建设“资源节约型、环境友好型、气候安全型”城市(简称“三型”城市)为目标模式。
“三型”城市就是针对保护生态环境、应对气候变化、维护能源资源安全等全球面临的共同挑战,以人、城市和地球相融合,经济的可持续和生态环境的可持续相统一,以节能、环保、低碳为主要特征的城市,是由工业文明条件下的城市向生态文明条件下转型的城市。
二 “三型”城市的主要特征
“三型”城市的第一个特征就是生态化。生态化城市是联合国教科文组织发起的“人与生物圈计划”提出的一个概念,以尊重自然、顺应自然、保护自然为理念,其核心是把城市视为包括能源、水、交通、土地、食品供应、废弃物回收和利用等生态子系统构成的一个生命体,将生态学的理论和方法、支配自然界生物群落的(如竞争、共生、演替、优势等)自然规律融入和应用于城市的规划、空间布局、产业结构、生产方式、生活方式、城市建设、城市管理的各个方面和全过程,使城市社会、经济、文化和自然高度协同,物质变换、能量流动、信息传递,环环相扣、协同共生。
生态化城市也是针对传统城市发展模式中城市功能区块之间缺乏必要的共生关系和物质能量的多层分级利用功能,城市各生产行业各自着眼于所生产的产品而不是整体功能,各部门不协调和城市自我调节能力差、多样性低,对生态环境依赖性强等弊端,通过城市生态系统的协调和优化,提升城市物质代谢过程、信息反馈过程和生态演化过程的健康程度等途径而构建的一种新城市形态。
“三型”城市第二个特征是循环化。传统的城市发展模式对生态环境产生负面影响的主要原因是城市和工业的物质循环和能量流动系统基本上是线状的而不是环状的,是高消耗和直线式的。城市的人类从自然中开采大量资源,又将大量物质、能量以废物形式输出。城市中有很强大的生产者和消费者,但是没有降解者。循环化就是要转变这种资源高消耗和线性发展的模式,以资源的高效利用和循环利用为核心,通过建设循环型企业、循环产业园区、循环产业链等途径和形式,实现企业内部的小循环、园区的中循环和整个城市的大循环相结合,把减量化、再利用、资源化贯穿于整个城市的生产、生活、流通、消费的各个环节和全过程。
专栏2-6 北京市的中水开发和利用
再生水也称中水,指城市污水经处理,达到一定水质标准,进行有益的使用。再生水已成为北京市的第二水源。
北京市是世界上缺水最严重的大城市之一。国际公认的缺水警戒线是人均水资源1000立方米,而北京只有100立方米左右。
1998年以来出现的12年连旱,使北京市在这12年中的平均降水量比多年平均值减少了20%,可利用水资源减少了48%。密云水库、官厅水库“两大水盆”来水减少了79%。怀柔、平谷、昌平等地应急水源地地下水位年均下降3—5米,接近开采极限。在水源日渐减少的同时人口却快速增加,2010年常住人口为1961万人,城市人口提前10年超过2020年1800万人的规划目标。近十几年北京年水资源总量为26亿立方米,而年用水量为36亿立方米,年用水缺口达10亿立方米。水资源短缺已成为制约北京经济社会发展的第一瓶颈。南水北调工程引自丹江口的长江之水对于缓解北京的用水困局不过是杯水车薪。
北京2001年建成第一座再生水厂。到2010年,全市再生水利用从2.1亿立方米提高到6.8亿立方米,供水比例从8%提高到20%。利用量累计达到33.6亿立方米,基本实现了“新水保生活、再生水保生产生态”的目标。
再生水厂利用“超滤膜”“反渗透处理”等技术工艺,完成了活性炭吸附、臭气氧化等程序,让本来黄褐色的臭水变得无色无味。
再生水利用途径如下。
工业:用水集中、用量稳定。从2003年第一热电厂和华能热电厂使用再生水作为工业冷却水开始,至2010年全市9座热电厂已全部利用再生水,2010年工业利用再生水达1.4亿立方米。
农业:从2006年起,大兴、通州等地兴建了58万亩再生水灌区。2010年农业灌溉利用再生水超过3亿立方米。
景观河道:达2.1亿立方米。可再生水不仅遏止了河道生态恶化的趋势,也刹住了污染导致的水源锐减。永定河是北京的“母亲河”,是北京最大的河流,也是北京最早遭受污染而走向水脉衰微的河流。其北京段断流30年,是再生水让其重现生机。如要将其按规划建成“绿色生态走廊”,仅京内河段生态灌溉需水量即要1.3亿立方米,相当于城区每年生活用水量的1/10。此外,在汽车清洗、道路压尘、绿化喷洒、市政杂用等方面,再生水都得到广泛使用。
再生水开发利用缓解了水资源短缺和水环境恶化两大矛盾,在消除污染的同时创造出了新的水源。
北京市六环路内主要河流有52条,总长为520公里。历史上这些河道承担着防洪排污的双重任务。20世纪90年代前,由于未建污水处理厂,每年有4亿立方米污水直排河道,加之持续干旱,水体缺乏流动,自净能力下降,到了夏天,河湖暴发水华,又腥又脏。加强污水处理是改善河湖水质的根本途径。按通惠河、坝河、清河、凉水河等河流的分布,北京市大规模地兴建污水处理厂。到2010年全市年处理污水的能力达11亿立方米以上。污水处理率达到82%,中心城区可达95%。
北京的排水,经历了“污水收集、自然排放”,“污水收集、达标排放”,再到“污水收集、达标处理、再生水利用”三个阶段。“十二五”期间,北京市中心城区的污水处理厂将全部升级改造为再生水厂,新建污水处理厂全部按再生水厂建设,中心城区污水处理率达98%,再生水利用率达75%,并把再生水引入上游的永定河、潮白河,实现对水源地的涵养,城市用水的上下游将实现大循环,既弥补水资源的不足,也从根本上改善水环境质量。
资料来源:《“解渴”的“废水”——北京再生水发展调查》,民主与法制网,http://www.mzyfz.com/cms/benzhousheping/shepingzhuanqu/shehui/html/1239/2011-11-04/content-202742.html,最后访问日期:2014年12月1日。
“三型”城市的第三个特征是低碳化。低碳化即城市经济以低碳产业为主导,市民以低碳生活为理念和行为特征,政府以低碳社会为建设蓝图,以“低能耗、低排放、低污染和高效能、高效率、高效益”为特征的城市。节约能源、提高能源使用效率是低碳化的核心内容。通过建立节能企业、节能家庭、节能社区、节能建筑、节能政府,以及开发节能技术、能效技术、新能源技术,高效利用土地和能源,实现工业布局低碳化、循环化,构建绿色交通体系,发展绿色建筑,倡导绿色消费等措施和途径实现城市能耗总量和温室气体排放总量的下降。
低碳日益成为城市竞争力的新品质和新形象,是现代城市的重要表征和发展方向。低碳经济是兼顾应对国际压力和促进国内发展的必然选择,也是中国在城市化进程中控制温室气体排放的必然选择。
专栏2-7 保定把低碳植入城市发展思维
保定市下辖25个县级单位和2个开发区,是全国带县最多的地级市。总面积为2.2万平方公里,总人口为1162万人(80%在农村)。保定资源少、生态环境脆弱,但又是京津和白洋淀的生态屏障。
保定努力探索一条以节约能源、推广应用新能源和降低碳排放为主要标志的低碳发展模式,使之在经济增速和财政增速两个方面名列全省第一。
“加法与减法”:发展新能源与能源设备产业,减法是节能减排。产业低碳化与生活方式低碳化结合。走出一条既符合生态文明发展要求,又具有自身特色的工业化和城市化之路。
2006年提出加快发展新能源及能源设备制造业,打造“中国电谷”的发展目标。
2007年提出推进新型能源在城市基础设施和居民生活领域的普及和应用,建设“太阳能之城”。
2008年提出以经济社会发展的重点领域开展低碳化建设,建设低碳城市的奋斗目标。
产业发展:2011年与2005年比较,新能源产业销售收入由60亿元增加到453亿元,增长了6倍多。初步形成了光电、风电、节电、储电、输变电和电力电子六大产业体系,成为世界级新能源设备制造业聚集区。
在新能源利用方面,全面开展城市公共照明的太阳能改造,培育和建设了一批低碳示范社区和低碳示范项目。截至2011年底,市区所有党政机关的庭院、90%以上的主要路段、85%的游园绿地,全部通信号灯,部分生活小区和主要旅游景区已被动完成太阳能应用改造。
保定加大力度建设以新能源和能源设备产业为主要内容的新能源产业基地,已形成了光电、风电、节电、储电、输变电与电力自动化设备六大产业集群。
市区40%的居民小区完成了应用太阳能的改造,主要路口的交通信号灯全部改成太阳能控制。世界首座光伏发电与五星级酒店一体化的建筑——电谷大厦建成并使用。该建筑用光伏玻璃幕墙代替传统的玻璃幕墙,使其成为一座0.3兆瓦装机容量的电站,年发电量为34万千瓦时。中国第一座太阳能光伏建筑一体化消防站——乐凯北大街消防站2011年7月29日正式投入使用。该站由英利集团投资6000万元建设,外立面安装全玻太阳能电池组件幕墙,采用英利“熊猫”单晶高效电池组件,发电装机容量为250千瓦,年发电量为30万千瓦时,可节约120吨标煤,减排二氧化碳312吨。
资料来源:李谦:《把“低碳”理念植入城市发展思维》,《经济日报》2012年2月6日。
三 “三型”城市的类概念
(一)生态城市
生态城市是指经济高效、社会和谐、生态良性循环的城市发展模式,是结构合理、功能高效、协调发展的复合生态系统。生态城市是全球或区域生态系统中分享其公平承载能力份额的可持续子系统,是基于生态学原理建立的自然和谐、生态公平和经济高效的复合系统,更是具有自身人文特色的自然与人工协调、人与人之间和谐相处的理想人居环境。
世界上已提出建设生态城市目标的国家有欧洲的英国、法国、德国、瑞典、荷兰、挪威、冰岛、西班牙、意大利、斯洛伐克、保加利亚,亚洲的中国、日本、韩国、印度、阿拉伯联合酋长国、约旦、菲律宾,北美洲的美国、加拿大等。
(二)低碳城市
低碳城市是基于低碳经济提出的一个概念,其核心是在经济高速发展的前提下,城市保持低水平能源消耗和二氧化碳排放。应对气候变化是其产生的直接原因,而变革与转型城市的生产生活方式、发展模式是其根本原因。城市市民以低碳生活为理念和行为特征,政府公务管理层以低碳社会为建设标本和蓝图,形成了城市生活低碳化、城市空间紧凑化及物质生活循环化的三维空间格局。城市空间紧凑化发展促使城市土地使用的节约化。人口的高密度保障城市区域多样化复合功能塑造,并将大大减少城市交通建设密度及城市建设的各项指标,提高土地等资源的开发利用效率,根据城市化进程,引导社区建设从外延式向内涵式发展模式转变,保持高密度紧凑化发展与混合功能新型社区建设相结合。
专栏2-8 自行车之城:哥本哈根
哥本哈根的目标是到2025年建成世界上第一个碳中性城市。到2015年把该市的二氧化碳排放在2005年基础上减少20%,到2025年使二氧化碳排放量降低到零。而实现这一目标最重要的措施和保证就是推行自行车代步。城市交通形成了自行车居首、公共交通第二、私人轿车最末的顺序。自行车代步已经成为城市的一种文化。国际自行车联盟将哥本哈根命名为2008—2011年的世界首个“自行车之城”。1997年,时任美国总统克林顿访问哥本哈根时,哥本哈根市政府送出的一份官方礼物就是一辆特别设计的自行车,名为“城市自行车一号”。
为了推进自行车代步,哥本哈根建立了很多配套的制度,首先,市内的交通灯变化的频率按照自行车的平均速度设置,保证匀速骑自行车,几乎一路绿灯畅通无阻。其次是改善基础设施,为自行车建造更多、更安全的专用道路以及停车场,而让汽车停车更困难、成本更高。有很好的自行车代步服务,全市有100多个免费自行车停放点,以20丹麦克朗的价格就能自行租借,把车还回至任何一个停放点时,就可以将20克朗的押金拿回。但是,如果没有把自行车停放在规定的区域,罚款则高达1000欧元。
资料来源:《哥本哈根50项措施建低碳城市——丹麦气候能源全接触》,中国网,http://www.china.com.cn/fangtan/zhuanti/2009-07/08/content18092404.htm,最后访问日期:2014年12月1日。
专栏2-9 低碳世博
上海世博园选址于一片污染严重的工业用地,园区建设巧妙地与旧城改造相结合,使工厂搬迁、碳排放降低、生态环境改善同步推进。各场馆利用先进的节能、低碳技术,甚至出现了上海世博伦敦零碳馆,汇聚了各国各行业最新节能减排技术,由可再生能源完全支撑其运营。园区还大力推广绿色出行,使低碳的理念在全社会得以普及推广。
(三)雅居城市
雅居城市的特点一是舒适,二是健康。由美国记者詹姆斯·拉塞尔首先提出,是针对气候变化对城市的影响以及城市对气候变化的影响提出的概念。其重点在于城市自身的逐步改造以及城市居民行为方式的改变。城市住房的能源消耗应当逐步降低,最终甚至要使自身所产出的能源大于其消耗量。
(四)环境保护模范城市
1997年由环保部提出并启动创建国家环境保护模范城市活动。环境保护模范城市的重要标志是:城市环境质量明显改善,实现“蓝天、碧水、绿地、宁静、洁净”的目标。截至2010年,全国已有71个城市和5个直辖市城区建成了国家环境保护模范城市。
2008年国家环境保护模范城市的水环境功能区水质达标率高于全国城市平均水平4.96个百分点;空气质量优良率比全国城市平均水平高30.90个百分点;工业固体废物处置利用率和医疗废物集中处置率高于全国城市平均水平3.14个和20.58个百分点;生活污水集中处理率高于全国城市平均水平28.92个百分点;生活垃圾无害化处理率高出全国城市平均水平25.77个百分点;建成区绿化覆盖率高出全国城市平均水平3.58个百分点。城市公众对城市环境的满意率平均值为78%,高出全国平均水平16.83个百分点。
(五)紧凑城市
紧凑城市是从城市形态、城市结构规划角度,以实现可持续发展、低碳发展为目标的一种城市发展理念和模式。其产生的背景是,西方社会对近百年来城市盲目无序扩张蔓延,造成土地资源匮乏、环境恶化等“城市病”进行反思的结果,是对西方社会传统的“分散都市”的城市建设理念和模式的革命性变革,也是世界范围内对于城市形态变化对碳排放量控制削减方面的必然选择。
紧凑城市包括了控制无序开发、蔓延现象,节省土地资源,限制城市无限扩展范围,提高城市密度,对已开发的土地进行高效再利用。提倡公共交通、步行系统的组合交通方式以主导城市开发。由于限制城市开发的范围,减少城市建设用地,为生态、自然环境留出了充裕的空间;复合化的各级城市中心,提高了城市功能,便于信息交流,便于生产和研发。
专栏2-10 英国等发展紧凑型城市
英国由政府主导推进紧凑城市的建设。第二次世界大战后,英国曾经历过反都市化过程,提倡田园都市生活方式,都市向郊外扩张,以缓解当时私家车持有者占城市人口70%以上、每人每年汽车移动8850公里、城市过度依赖汽车的困局。英国政府“持续发展英国战略”(1994年)提出创造方便居住、环境优良、节能的开发原则,提出对荒废的都市中心进行再开发、利用,保持自然。1999年提出包括发展紧凑型城市等内容的开发城市复兴政策,明确提出控制交通碳排指标及对土地紧凑性利用方针、提高都市密度等要求。在政府主导下,英国城市改造和新开发区都推行了紧凑城市的理念和模式,由此,伦敦控制住了人口外流,人口回归城市,对依靠汽车的交通已有了较大改善,新开发区的低碳成效已显现出来。
美国是世界上对汽车依赖度最高、私家车最多的国家,也是交通能耗最多的国家。美国人口占世界人口的4.7%,交通能源消费占世界的1/4,碳排放量占世界的1/3,美国也是世界上城市无限延伸的国家。以1994年美国计划学会提出“贤明成长政策”为标志,美国城市发展模式向绿色、紧凑方向变革,如要求发展传统的近邻开发模型,提倡公共交通指向开发模型。
近年来,日本针对人口减少、少子化、老龄化问题,对紧凑城市的理论研究包括建立数学模型等工作已在深入开展,在大规模城市再生运动和在城市再生地及新开发地全面推广“紧凑城市”概念和模式。
中国有学者指出:“当前迫切的问题是要反思城市建设的理念和发展模式,探索符合中国国情和生态文明建设的城市发展道路。目前中国每年有1500万人进城,这一趋势将在一定时期内持续,这就进一步要求我们在城市甚至区域内倡导土地使用功能混合,大力推进紧凑节地发展模式。”
采用紧凑城市空间结构,在土地利用上实现适当的空间混合,以达到减少交通距离和交通量,提高城市基础设施使用效率的目的。配合紧凑城市结构,采用公共交通优先的城市交通系统,并有完备的自行车交通系统以及人性化的步行空间,以减少交通过程对能源的消耗。
(六)“精益线性动脉城市”
“精益线性动脉城市”的主要特点是:空间紧凑、功能众多,以达到节省自然空间的目的。这一理念由美国生态建筑学之父索莱里首先提出,并首先在美国阿科桑底开展建设“精益线性动脉城市”的试验。
从20世纪60年代开始,索莱里把植物生长的形态作为城市规划的结构模型,提出构建由互联城市模块构成的紧凑连续的生态城市带,主张用巨型高层建筑结构,把居民区、商业区、无害工业区、街道、广场、公园绿地等城市组成要素,里里外外、层层叠叠地密置于庞大的建筑群中,把这种城市生态建筑模块组成一个“长串”,把城市带进农村,从而避免人们为生存发展而蜂拥进城、拥挤混乱的情形。这种简洁、有序的城市布局在为大量人口充分提供都市生活需求的同时,又能让人们与紧邻“长串”建筑的自然界密切融合。
“精益线性动脉城市”通过高密集的立体城市构建,可以实现能量需求的巨大减少。每一个城市模块将可充分利用当地的自然资源,并可产生一部分能源和原料以供当地使用和消费。
专栏2-11 索莱里的“精益线性动脉城市”试验室
“精益线性动脉城市”出自索莱里将杂乱无章的城市规划根本重构为密集、整合、三维立体的城市,从而支持可以维持人类文明的复杂活动的初衷。索莱里构想的“精益线性动脉城市”是,在线性中央公园沿岸平行建造的30层以上的多功能高塔将集多种日常生活功能于一体,人们可以通过步行或借助自行车、电梯或交通巴士在几分钟内快捷抵达办公地点或商铺,从而节省日常交通时间。在城市两侧,将是大型农场、农田、高山、湖泊或森林,人们可以在自然和城市之间轻松切换,动物也可与人和谐相处。
为了实践自己的梦想,索莱里1956年在亚利桑那州定居下来,建立了基金会,买下了近350公顷土地,并于1970年开始在阿科桑底小镇开始了建设“精益线性动脉城市”的试验。虽然至2010年小镇建筑才完成2%的预想规模,但这座小镇尊重环境、注重生态的特点也十分鲜明。这个小镇拒绝汽车。十分钟左右步行距离即可到达城市里的每一个地方。每一个建筑单元都兼具多种功能,所有的生活需求都可以在一个立体空间里完成。既用常规电网满足大多数用电需求,但也充分利用风车、太阳能和循环水提供可再生能源。已有数千名志愿者到此参加学术研讨、各种会议和各种实验活动,每年有数万名来自世界各地的访客到此分享生态城市体验。
(七)“田园城市”
“田园城市”是1902年由英国学者霍华德提出的概念,意在寻找一条化解大城市矛盾的城市发展的新路径,协调城市与乡村、人与自然的关系,已成为以后新城市建设的理念。1918年奥斯本提出了“新城”概念,充实了“田园城市”思想。1903—1919年英国先后建起了两座“田园城市”。世界各国新城建设都植根于“田园城市”理论,并由此形成了世界新城建设的基本经验。西安市和成都市都提出过建立“田园城市”的城市建设目标。