迈向2060碳中和：城市在脱碳化进程上的作用

引言 新冠疫情自暴发以来，在全球蔓延，对人们的生命和生计造成严重的威胁。与此同时，一个更大的威胁正悄然迫近：气候变化。2015年在巴黎，地球上几乎每个国家都同意采取行动，要把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内，并为把升温控制在1.5摄氏度内而努力。但是，《巴黎协定》的减排承诺也只占需要减少排放量的三分之一。未来尚需付出更大努力——而城市将扮演主要角色。 碳排放占全世界总量28%的中国，已经设定了雄心勃勃的减排目标：2030年二氧化碳排放要达到峰值，2060年要实现碳中和。达到这一目标殊为不易，但却是势在必行。1909年以来i，中国的平均气温升高了1.5摄氏度，这意味着国土更加温暖湿润。1980年至2012年期间，华东地区的海平面上升了93毫米，上世纪70年代至今，冰川已经融化了10%。 这是眼下的情况。如果中国的排放保持现在的水平，那么到了2030年，酷热和致命热浪将会波及中国1000~4500万的人口。1980年那场50年不遇的特大降水，在2030年再次发生的可能性提高了2到3倍，而在2050年，可能性高达3到6倍。每年由于酷热和潮湿而损失的户外工作时间，到2030年，损失的户外工作时间比例将从4%上升到6.5%；到2050年将攀升至9%，相当于1~1.5万亿美元GDP。 中国正在建设多元能源供应体系，经济发展朝着更加清洁和更低能源密集转型。同时由于发电、居民供暖，以及钢铁、水泥等工业的需求上升，中国的煤炭消耗总量持续小幅上涨ii。2019年，中国的总能源消耗中，煤炭占比58%，这一比重正逐渐下降。低排放能源在中国初级能源使用中占比低于四分之一：水电（8%），天然气（8%），核能（2%），风能、太阳能等非水利可再生能源（5%）。 中国正在采取实际行动应对气候变化。中国的可再生能源和燃料投资占全球近三分之一；2018年，中国拥有全球95%以上的电动公交车队和近乎一半的电动乘用车（EV）iii。提升能源效率、更多使用可再生能源也减少了空气污染。国际能源署（IEA）的资料显示，到2024年，中国的可再生能源新增装机量将一直占全世界的40%。简而言之，通过提升可再生能源、天然气、电力使用比重，中国正加快构建绿色多元的能源供给体系。但另一方面，经济的持续发展，以及对煤炭的持续依赖，也意味着中国迈向碳中和之路任重道远。 城市对中国的脱碳化起着举足轻重的作用——15座城市贡献了中国三分之一的GDP，城市既是经济增长的引擎，又是温室气体排放的源泉。城市也具备了采取行动的条件：关键决策者、大规模的投资基金和充足的投资人、一流的大学和智库，以及不断壮大的高收入人群，他们都很关心可持续性发展。有四个方面至关重要：发展零碳电网，提高能源利用效率，鼓励新一代出行方式，做好消费者需求管理。城市往往扮演着更重要的角色。通过不断开发和推广气候解决方案、调动投资、支持国际合作，中国的城市将能推动区域甚至全球的脱碳化进程。 为论证这一点，本报告第一节首先从国际视角出发，阐述一个城市如何达到零碳排放。第二节探讨了北京如何成为脱碳化和低碳技术发展的领先者。第三节分析了中国城市如何推动区域甚至全球脱碳化进程。最后，第四节我们就公共和民间机构各自应承担的责任提出了建议。 第一节：国际视角：成为零碳排放城市 19世纪80年代以来，地球的平均气温升高了约1.1摄氏度。地球变暖可能意味着热浪和洪水等急性灾害更频繁、更严重，而干旱和海平面上升等慢性灾害可能会加剧。 中国在2016年签署了《巴黎协定》，根据这一协定，要达到升温1.5摄氏度的目标，二氧化碳排放需要保持在全球“碳预算”（针对某升温目标，二氧化碳累计排放量上限）内，即570千兆吨（二氧化碳）。根据目前的预测，即使签约国全部履行承诺，到2030年iv，2摄氏度的碳预算仍将消耗约80%，而1.5摄氏的预算则所剩无几v。 全球城市虽然只占陆地面积约2%，却消耗了三分之二的能源，容纳了55%的人口，产生了70%的二氧化碳排放vi，同时也贡献了80%的全球GDPvii。在中国，城市贡献了85%的GDP。上述数据随着城市化的发展还会上升。每年全球有6500万人移居城市，按此速度，到2050年，世界人口大概会有70%viii聚集在城市。可以想见，城市对温室气体（GHG）排放趋势有着极其显著的影响。 速度就是关键：今天城市在能源、建筑标准、土地使用，一直到公共交通等所有领域做出的决策和投资，都与未来几十年的碳排放息息相关。要实现各自的碳排放目标，城市应将采取的行动优先排序，同时确保实施的各项条件到位。以下我们列出了五大优先事项ix： 1.1零碳电网 世界各国都必须大幅降低化石燃料的消耗，同时增加水能、核能、太阳能、风能等低排放、零排放发电x。城市有两个机会：投资开发集中式可再生能源，同时赋能分布式可再生能源实现智能化。城市可以与电力企业以及中央、地方政府密切协作，加快电网脱碳步伐。到2030年实现电力结构中50%~70%来自可再生能源，相当于所需总减排量的35%~45%。 目前已有一些实践。比如，哥本哈根在2000年成立了一个电力合作社，由市政公用事业投资离岸两公里的一处海上风车园（风电场），发电能力为40兆瓦。丹麦国家能源公司Orsted也持有股份。海上风车园可为全国供电，它将帮助丹麦实现最终目标，即全国一半的电力供应来自海上风能。 即使可再生能源条件没有丹麦优越的城市，也可以为供电脱碳化找到创新方法。墨尔本的电力90%来自煤炭。市中心高楼林立，几乎没有为安装可再生能源留有空间xi。在现有的国家政策框架下，该市与政府、文化、教育机构携手，从2016年开始构建一个可再生能源采购系统。十年间，每年购买110兆瓦小时的可再生能源电xii。到了第二阶段进一步增加。在多方共同努力下，新渠道的采用已经让城市的排放降低了5%。 1.2提高建筑物能源使用效率 由于安装了数百万台供热设施、空调、热水、照明、电器，以及设备，大部分城市的建筑物是排名第一的能耗大户——也是碳排放超级大户。建筑物内的供热和制冷占了能耗的35%~60%，约占将近40%的城市碳排放。除了提升电器、设备的能效标准之外，商用和住宅楼宇本身的能效提升也会帮助城市大幅降低排放。我们的分析表明，很多城市仅仅通过优化建筑物能耗模式，就已实现55%的减排目标，这还不包括电器能效提升。 眼下城市有五个重大机遇：提升新建筑物能效标准；翻新建筑物外立面（安装隔热屋顶，改善墙面保温，安装节能窗户，提高门框密封性）；采用低碳技术，升级暖通（HVAC）系统；使用LED照明；进一步推广建筑物自动化和控制。建筑的减排成本通常为负，在上述领域的投资一般可在5到15年内收回。从长远来看，提升建筑能效为气候韧性、清洁空气，以及宜居性奠定了基础。 布鲁塞尔的例子表明，供热、制冷、能量需求、密封性，以及通风等采取高标准的建筑物，造价几乎等同于传统的低能效建筑物。“被动式建筑”是指能耗极低、只需要极少甚至不需要供热、制冷的房屋，可大幅降低楼宇运营成本。集中供暖和供冷可提高供暖供冷能效，以东京晴空塔（Sky Tree Town）建筑群为例，包括一幢高层住宅楼，商业设施，以及办公楼，在其多楼宇暖通系统中，组合使用了热泵和水塔。与独立使用的系统相比，这一“社区系统”将能耗降低了44%，同时减少50%的碳排放xiii。 针对现有建筑物的节能改造，翻新建筑物立面可以将供热和制冷需求降低40%，结合安装规模小些的暖通系统，或者采用自然通风，可以控制取暖或制冷的需求。像旧金山或者多伦多这样的城市，已经制定了规划，帮助低收入社区翻新房屋，改进暖通设施，减少室内冷凝和由此产生的霉，降低健康风险xiv。 1.3鼓励新一代出行方式 城市在发展，商品和人的流动也随之发展。城市脱碳需要更好、更清洁的出行方式。城市应加快以公共交通出行为导向的开发，倡导使用公共交通、步行、骑自行车出行，发展新一代汽车，包括货运车。在汽车方面，目前有四大趋势不应错过：电气化、共享出行、自动驾驶，以及无线互联xv。这些趋势叠加将为出行减排带来很大机遇——到2030年，将贡献城市交通减排的20%~45%。 城市可以出台激励和政策措施，加快电动汽车的普及，比如提供补贴、专用驾驶车道和停车点，支持建设充电站。欧洲有220多个城市已经设立或者计划设立零排放，或者低排放区xvi。 比如加州北部最大的城市圣何塞，生产了全美五分之一的电动汽车，在2020年推出了一项投资高达1400万美元的计划，旨在将充电桩数量增加一倍，以及进一步推广脱碳汽车xvii。 这些行动的未来发展前景广阔。为此，城市应针对人力和技术进行投入。这三个“赋能元素”的快速和稳健发展，对实现碳中和极为关键。 1.4做好消费者需求管理 带动客户和各产业参与脱碳化——比如，推广低碳做法，发展循环经济——有助于城市实现自己的碳排放目标。 绿色生活方式不一定消费要更少，而是指它能够保护环境、提升生活品质。比如，增加植物性膳食比重，例如喝豆奶，既有利于健康，也减少了农业碳排放xviii。又比如共享经济，共享汽车、共享工具或其他共享形式，能减少消费者支出和产品浪费。由于疫情，很多上班族都改变了出差和通勤方式，不但减少了飞行碳排放，在某些地方， 还减少了汽车碳排放，而且因为在家工作，很多公司的工作效率反而提高了。比如威尔士政府正在考虑出台政策支持远程办公，如建立远程办公中心xix。 城市可以在学校、社区中心，以及其他机构提供学习机会，举办脱碳化或未来出行展览，增强居民的可持续环保意识——也许还能增加对低碳产品和解决方案的需求。 遵循“循环经济”原则。提升能效、使用可再生能源只能减少55%的温室气体排放。剩下的排放来自食物和工业品的生产、消费过程。这就需要“循环经济”发挥作用了——让工业品和材料在设计、使用、再使用的良性循环中闭环流动。资源管理、养分流动、逆向物流一体化，做到工业品回收、分类、再利用，而无需再填埋或者焚烧。资源要再生，而不是废弃。 循环经济既有利于经济发展，又把资源利用对自然环境的影响降低到尽可能小的程度，它能够带来巨大的经济、社会、环境效益，节省材料成本，并显著减少温室气体排放xx。 建设繁荣、宜居、有韧性，并且具备再生能力的城市，是市政府的重要责任。遵循循环经济原则的做法之一就是让居民的生活、工作、娱乐离得更近一点。机动车安装脱碳引擎，共享出行则会减少拥堵，这样空气就清洁多了。更多的人选择步行或是骑车上班，不但有利于身体健康，还能拉进居民与社区以及本地商业的关系。马路和停车场就可以改成绿色空间或者新住宅和商户。 让不同的利益相关者携起手来，增强循环经济践行意识，让他们参与规划，以及经济激励措施和政策，这样，在从“索取——生产——废弃”的线性经济向更加清洁的循环制造经济的转变中，城市可以参与其中。布鲁塞尔正在朝着这样的愿景努力，每年拨款1300万欧元给“布鲁塞尔地区循环经济项目”。2016年以来，已经有200多家企业、1400多名市民接受了培训并获得支持，推广循环经济做法。 1.5加大低碳技术投资力度 如果各国切实履行各自在《巴黎协定》中做出的减排承诺，那么对很多低碳技术的需求将会上升，比如，太阳能光伏（PV）、能源存储、金属循环利用、电动汽车、氢燃料电池，以及碳捕集和封存（CCS）等。凭借政治、金融、人力的优势，城市可以成为最理想的孵化器和测试基地。城市可以与地区政府、行业龙头、学术机构和智库展开合作，提供科研经费、基金、场地，或其他资源支持创新。最后，要将想法付诸实践的话，城市应就新技术的使用设立明确的目标。比如东京制定了到2030年生产100万个燃料电池及建成150个加氢站的目标，确保氢能在“零排放东京战略”中占据重要地位xxi。 第二节：案例分析：北京如何成为去碳化示范 中国很多大城市有着能干有为的政府，有完备的脱碳化蓝图，有民营、国有企业的支持，还有世界一流的大学和科研机构，有足够的能力推进脱碳化。本节我们将以北京为例，探讨它目前的脱碳化进程，取得了哪些成功，以及未来将如何发展。 2018年