51基于产业影响和空间重构的低碳城市建设研究

发布时间：2016-10-15 18:28

本文关键词：基于产业影响和空间重构的低碳城市建设研究，由笔耕文化传播整理发布。

·中国人口资源与环境2014年第24卷第7期CH；基于产业影响和空间重构的低碳城市建设研究；1，2；郝珍珍；（1．天津大学管理与经济学部，天津300072；；摘要产能结构调整和城市空间规划是低碳城市建设两个；基础上，从产业影响和空间重构两个视角，分析了天津；低碳城市；产业低碳影响力；空间重构；智慧城市；A文章编号1002－2104（2014）07－0；中图分

·中国人口资源与环境2014年第24卷第7期CHINAPOPULATION，ＲESOUＲCESANDENVIＲONMENTVol．24No．72014

基于产业影响和空间重构的低碳城市建设研究

李

健

1，2

郝珍珍

（1．天津大学管理与经济学部，天津300072；2．天津理工大学循环经济研究院，天津300384）

摘要产能结构调整和城市空间规划是低碳城市建设两个重要因素。本文在探究低碳城市内涵和梳理国内外低碳城市建设实践的

基础上，从产业影响和空间重构两个视角，分析了天津市低碳城市建设的思路。得出的主要结论有：本文构建了天津市各行业的产业影响力系数和产业碳排放影响力系数，其中工业行业的产业影响力系数大都在1附近波动，且石油化工、装备制造、电子信息、航空航天等八大优势产业中的产业影响力系数均大于1，说明天津市各行业发展比较均衡，八大优势产业是天津市社会经济发展的引擎。石油加工炼焦业等重化工行业的产业碳排放影响力系数比较高，说明了这些行业是高碳排放行业，是天津市实现碳减排目标应重点调整的行业。各行业的产业影响力系数和产业碳排放影响力系数存在显著的差异，说明引领天津市社会经济发展的引擎行业不一定都伴随着高碳排放。根据两个产业影响系数的值将天津市各产业划分为四个群组：高产业影响力－低碳排放产业群组，高产业影响力－高碳排放产业群组，低产业影响力－低碳排放产业群组，低产业影响力－高碳排放产业群组，产业群组的划分可作为天津市产业发展规划和产业布局遴选的依据。区域间协同发展和产业对接协作是产业功能区优化布局的重要因素，天津市应积极完善环渤海区经济合作发展协调机制，努力实现京津冀都市圈一体化发展。产业功能区布局优化、生活功能区布局优化以及智慧城市建设是天津城市低碳发展空间重构的主要方面，本文从这三个层面给出了天津低碳城市建设的建议。关键词

低碳城市；产业低碳影响力；空间重构；智慧城市

A文章编号1002－2104（2014）07－0065－08doi：10.3969/j.issn.1002－2104.2014.07.011

中图分类号F292；X321文献标识码

改革开放以来，天津市社会经济发展取得了巨大的成就，但高投入、高污染、高消耗的产业增长模式直接导致了生态环境的破坏。在这种形式下，积极发展低碳经济、建设低碳城市成为破解环境经济发展过程中的生态约束、缓解能源危机和自然资源瓶颈，以及促进经济社会可持续发展的重要的途径

［1－2］

核心在于低碳技术的研发及其在城市发展和建设中的应用，目标是实现在城市发展同时实现能源的节约集约利用，碳排放量减少；气候组织

［6］

则认为低碳城市就是在城

市内推行低碳经济，实现城市的低碳排放；付允等的研究也认为低碳城市就是在城市中发展低碳经，但着重于低碳技术和生活方式两个方面；潘海啸提出了低碳城市的概念，苏美蓉

［7］

。

则从城市规划的角度

［8］

1．1

低碳城市的内涵与实践

低碳城市的概念

低碳城市建设是我国城市化和工业化中后期建设的

［3］

金石、谷则归纳了付允、

永新等国内专家学者从不同视角上给出的低碳城市的概念，提出低碳城市建设是以低碳经济为基础，统筹考虑社会、经济、文化、消费模式等各方面，实现经济发展、生态环境保护、居民生活提高等共赢的多目标问题。综合上述国内外学者和权威机构的研究，本文将低碳城市的概念界定如下：低碳城市是以城市空间来发展低碳经济，以低碳产业和低碳化生活为主导模式，以经济发展、产业结构、能源结构、消费方式等的优化为着力点，实现经济发展、生态环

。但对于“低

［4］

重要内容，是可持续发展的重要组成部分

目前尚没有统一的定义，世界自然基金会碳城市”

（WorldWideFundforNature，WWF）认为低碳城市的要义是在经济高速发展的前提下，保持能源消耗和二氧化碳排放处于较低水平；中国城市科学研究会

［5］

则认为低碳城市

收稿日期：2014－01－24

作者简介：李健，博士，教授，博导，主要研究方向为循环经济与生态工业工程。通讯作者：郝珍珍，博士生，主要研究方向为能源环境经济。

“大型工业城市低碳发展的途径、（编号：11YJA630046）；国家高基金项目：教育部人文社会科学研究项目模式与对策研究：以天津市为例”）“废旧高分子产品回收利用技术示范”（编号：2012AA063007）；天津市高等学校创新团队培养计划（编号：新技术研究发展计划（863计划TD12－513）。

·65·

·中国人口资源与环境2014年第7期

境保护、构建成可持续发展的居民生活水平提高的共赢，宜居城市。

本文的概念界定中，低碳城市的发展关键在于产业结构与能源消耗、城市碳排放构成、城市生活及空间结构三个方面，基于此，本文将从产业影响和空间布局的视角，，以天津市为例，探究低碳城市建设的产业发展和空间布局的思路，以为天津市低碳城市建设提供有益的参考。1．2

国内外低碳城市的实践

低碳城市建设有助于缓解能源危机，应对全球气候变化，推动低碳化社会转型

［1，9－10］

“低碳城市”联合推出了发展示范工程，标志着我国低碳城市建设的开始。其后2010年8月，国家发改委启动了广东、辽宁、湖北、陕西、云南5省及天津、重庆、深圳、厦门、杭州、南昌、贵阳、保定8个城市的低碳城市试点实践工程

［18－19］

，逐步制定了低碳试点工作方案，健全工作机

制，创新发展体制，从不同层次探索我国低碳城市发展的实现形式，总结具有区域特色的低碳城市成功模式，以带动和促进全国低碳城市建设的进程；2012年11月国家发改委确定了包括北京、上海、海南、石家庄等29个城市和省区在内的第二批低碳试点，重点在于探寻不同类型区域在控制碳排放的路径及建设低碳城市的措施。2012年12《中共天津市委2013工作要点》月通过的中明确提出了推进天津市低碳城市建设的工作。

作为北方重要的海港城市和低碳城市第一批试点工程，天津低碳城市建设对于建设独具特色的城市发展模式、提升城市竞争力、试点示范引导具有重要意义。本文在天津市能源消耗和碳排放等低碳城市发展基础的分析后，从产业层面和空间层面上探究天津市低碳城市建设的思路，对于推进天津市低碳城市建设有重要的价值。

。国外低碳城市建设比

较早，并形成了比较成熟的借鉴模式。英国采取社会公益组织引导模式，成立了碳信托基金会发展协调各部门降碳

［11］

，低碳城市建设主要集中于清洁能源、建筑和交通领

域。日本采取以政府为主导的低碳社会建设模式，在政府公布的低碳社会行动计划的引导下，在多领域开展碳减排，注重社会各部门的全员参与。丹麦采取低碳社区主导模式，以低碳化节能示范项目为先导建设低碳社区，发挥地方政府在节能应用中的先锋作用，并在能源、交通等六“灯塔计划”。瑞典则采取了国家可持续发展个领域推出

战略的主导模式，各城市和地区一般都有自主编制、通过政府审核的各具特色的社会可持续发展规划，在城市建设和改造中均兼顾适宜的生态和环境，如汉马贝湖城采用生态循环系统构建生态和环境敏感型的城市，威克舒尔零化石燃料计划等。

国外关于城市空间重构以推进低碳城市建设的相关研究和实践比较早，许多城市从整体规划入手采取了具体的措施以减少碳排放，如东京、纽约、伦敦、无锡等启动了低碳城市综合规划方案；柏林、哥本哈根、巴塞罗那、杭州等建立了关于建筑能源使用结构、公共交通、建筑设计等方面的具体政策；马尔默、保定、吉林、上海则在供电模式、新能源、产业结构等为视角构建了低碳智能示范区；主打生态城的项目也已在全球各地建设，阿布扎比的马斯达尔

［12］

［13］［14］

、中国天津的中新生态城、韩国的松岛生态城

2天津市能源消耗和碳排放的特征

天津市自改革开放以来经历了一个持续的经济增长

周期，尤其是滨海新区的发展及其国家级战略地位的确定，带动了整个天津市经济的加速发展。1992－2012年天津市年均国内生产总值增长量在10%以上。天津市正处于工业化和城镇化的进程中，能源消耗逐年增长。城市能耗与碳排放中工业行业所占比例最大，这些工业行业主要，分布于天津市及周边区域。据《天津统计年鉴》天津市2012年综合能耗消费量达8202万t标准煤，其中工业能耗占70%。总体而言，天津市能源使用和碳排放具有以下特征：

（1）天津市是一次能源比较匮乏的城市，能源对外依存度较高。能源安全是影响天津市发展的重要因素

［9］

。

建设已处于项目建设的后期阶段，其中马斯达尔市尝试依托先进的后现代技术，围绕创新城市规划以及可再生能“零碳、源，构建零废弃物”生态城市，零碳、零废弃物是一种理想的状态，实现需要生态城市居民的愿意主动并持续“舒适的享乐遵守消费理念、采用限制的资源并牺牲自己，主义”中国的东滩也采取了相类似的生态城市建设路径

［15］

（2）当前资源能源禀赋决定的以煤炭为主要能源的消费结构在短时间内不会改变，但是煤炭在一次能源的消费结构中逐年下降。

（3）天津是工业城市，能源消耗所占比重依次为第二产业、第三产业、生活消费和第一产业，而工业行业是主要的能源消耗和碳排放的主体，并在将来相当长的一段时间内维持这一状况，同时，交通运输能耗呈刚性增长，建筑用能与居民生活用能将大幅提升。虽然工业行业能源消耗2012年，的集中度高，但是近年来能耗强度逐年下降，规模以上工业万元增加值能耗下降13．2%。高端装备制造业、新一代信息技术产业、节能环保产业等战略性新兴产

。2006年加拿大的城市化率达到80．2%［16］，城市的

基础设施绿化、低碳建设主要包括城市热岛效应的缓解、宜居区域前瞻规划等三个方面。

我国正逐渐向低碳经济社会过渡

［17］

，相对国外我国

低碳城市建设起步比较晚，2008年1月保定市和上海市

·6

6·

李健等：

基于产业影响和空间重构的低碳城市建设研究

业发展迅速。

（4）随着民用汽车拥有量的持续增长、公共交通体系的完善、北方国际航运中心的和物流中心的投产建设的稳步推进，天津市交通运输能耗呈刚性增长。

（5）改革开放以来，随着城市建设大规模的推进、城镇化建设的推进和滨海新区的快速崛起，天津市建筑用能呈现大幅上升趋势。建筑业成为仅次于工业的能源消耗和CO2排放的大户。

能源安全和环境保护在世界各国已达成共识，在我国工业化和城镇化进程中，降低城市能源消耗和促进低碳发展是大势所趋。本文将从产业影响和空间重构两个视角，探究天津市低碳城市建设的路径。

生产过程中又会引发对其他行业产品的需求，如此依次推进

［20］

。在所有的工业生产过程中大都会有碳排放，因此

某行业增加一个单位的最终使用所引起的碳排放总量，应该是所有行业为满足这一单位最终需求而进行生产，是碳排放的总和。

本文将产业碳排放影响力定义为某行业增加一个单位的最终使用时，对国民经济碳排放的影响程度。假定C为各行业碳生产率组成的对角矩阵，即：

?c1

?0C=?

?0??0

0c200

00c30

0?0?cn?n×n

（4）

3产业影响视角下的低碳城市建设

诸多研究已经表明城市产业结构调整是降低工业碳

［7］

cj表示第j行业的碳生产率，为碳排放强度的倒其中，

数，用各行业的增加值与二氧化碳排放总量的比值来表示，即：

cj=

，j=1，2，3，…，n，VjCO

排放、实现城市可持续发展的有效途径。依据公平和效

率的原则，本文在产业影响力的视域下，测算了天津市产业影响力系数和产业碳排放影响力系数，并采用矩阵分析的方法划分了产业类别，确定了天津市低碳发展的产业发展重点，以为天津市产业结构调整、能源配置优化、温室气体减排提供产业发展思路和目标。3．1

产业影响力系数

依据传统的产业影响力系数的计算方法，设A为直接B为投入产出完全需求矩阵（列昂惕夫逆矩消耗矩阵，阵），那么：

B=（I－A）bjbjαj∑j=1

（5）

天然本文所测算的各行业碳排放量Vj由原煤、原油、气三种主要能源消费导致的CO2排放量加总得到。计算公式如下：

VjCO=∑Ei，j×NVCi×CEFi×COFi×

i=1

（6）

i=1，2，3分别表示原煤、其中C代表CO2排放量，原E表示能源消耗量，NVC为净发油、天然气三种一次能源，CEF为碳排放系数，COF为碳氧化因子（原煤为1，热值，

44/12为CO2的气化系数。原油、天然气为0．99），

BC=C－1B，则表示第j行业增加一个单位最终使用所引起的社会碳排放总和为矩阵BC第j列的列和。

cbjcbj×αj∑j=1

－1

（1）

产业影响力系数可以用如下公式表述：

δj=

，j=1，2，…，n

（2）

cδj=

，j=1，2，…，n（7）

bj为矩阵B的列和；αj为各行业增加值占国内其中，生产总值的比例，即

αj=

YjYj∑j=1

cbj为矩阵BC第j列的列和，αj为各行业增加其中，

cδj表示行业j的碳排放产业影值占国内生产总值的比例，

响力系数，反映了相对于国民经济总体而言，在考虑到产业关联时，行业的碳排放影响力。3．3

结果分析

本文所采用的数据来源于《2007年天津市投入产出》、《天津统计年鉴》《中国能源年鉴》。采用投入产出表及法，根据公式（2）和公式（7）计算出2007年天津市各产业的影响力系数和碳排放影响力系数，见表1。

通过分析，得出以下结论：①天津市各行业的产业影响力系数和产业碳排放影响力系数都存在显著的差异，产业影响力系数多数在1附近波动，说明天津市各产业发展比较均衡，石油和天然气开采业、石油加工炼焦及核燃料工业、电气机械及器材制造业、通信设备及电子设备制造

，j=1，2，3，…，n，（3）

Yj为各行业的增加值。分母用产出结构加权计其中，算得出。

δj表示行业j相对于国民经济的影响力系数，其经济含义是行业j增加一个单位最终使国民经济所产生的变动程度，是以国民经济的一个最终产品对整体的平均影响力为参照，来衡量每一个部门的最终产品对国民经济的影响力，反映了行业j对国民经济的后向产业关联。3．2

产业碳排放影响力系数

当一个行业增加一个单位的最终使用时，会引发对其他行业产品的需求，其他行业在需求拉动下而进行生产，

·67·

·中国人口资源与环境2014年第7期

业、有色金属冶炼加工业等的产业影响力较高，均超过了1，也就是产业产值增加1个单位对整个国民经济的带动作用大于1，因此，这些产业是天津市社会经济发展的引擎。②天津市八大优势产业中的石油化工、装备制造、电子信息、轻纺产业的产业、航空航天产业影响力系数均大于1，这与天津市实际相符和，说明了分析结果切合实际，具有一定的可信度；③石油加工炼焦业、化学原料及制品业、化学纤维制造业、橡胶制品业、非金属矿物制品业、电器器材制造业、燃气生产和供应业的碳排放影响力系数比较高，说明了这些行业的最终产品是高碳排放量产业，是天津市实现碳减排目标应重点关注的产业；④产业影响力高，产业低碳影响力不一定高，这说明了天津市的社会经济发展的引擎行业不一定伴随着高碳排放，也就是存在着既能带动经济发展又对环境影响小的行业，可为天津市实现经济发展和环境保护双赢的目标。

通过对两个指数的Pearson相关性检验，结果显示产业影响力系数和产业碳排放影响力系数相关系数为0．477，Spearman’srho相关系数为0．061，说明两者不相关，因此，可以用两者作为单独的变量进行矩阵分析。将

产业影响力系数和产业碳排放影响力系数综合做矩阵分析图，见图1。结果显示天津市64．3%行业集中在圈A中，这些为产业影响力较高和产业碳排放影响力较小的行业，也就是前面所述的既能带动经济发展又对环境影响小的行业。

天津市重点调整的行业应该是圈A外高产业影响力、高碳排放量的行业，主要有：石油加工、炼焦及核燃料加工业、化学纤维制造业、有色金属冶炼及压延加工业、电气机械及器材制造业。鼓励发展的行业应该是圈A外高产业影响力、低碳排放量的行业，主要有：通信设备及电子设备制造业、工艺品及其他制造业、石油和天然气开采业、皮革毛羽制品业。不鼓励发展的行业应该是圈A外低产业影响力、高碳排放量的行业，主要有：煤炭开采和洗选业、食品制造业、造纸及纸制品业、塑料制品业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业等。

以1为横纵轴的界限，将天津市各行业划分为“高产、“高产业影响力－高碳业影响力－低碳排放产业群组”

、“低产业影响力－低碳排放产业群组”、”排放产业群组

“低产业影响力－高碳排放产群组”四种类型（见图1）。

表1天津市产业影响力指数和产业碳排放影响力指数

·68·

李健等：

基于产业影响和空间重构的低碳城市建设研究

综上所述，天津市实现低碳城市功能目标需要选择以现代服务业和新进制造业为主体的多元化发展战略，促进产业结构向高级化、产品结构向能耗的转变，同时还需要技术路径，即增强第二产业的内部结构性调整力度，提高产业的技术含量，大力发展先进制造业，降低单位产品能耗；全面的创新性的升级和调整某种产业的生产工艺，并淘汰落后技术和工艺；制定产业的能耗标准，减少单位产品的能源消耗和二氧化碳排放量。

4空间重构视角下的低碳智慧城市建设

获大都市化发展能够促使产业集聚，形成集聚效应，

得产值增加、生产率提升、技术创新、就业增加等集聚效益，但与此同时，也伴随着环境污染、土地和劳动力失衡、交通拥堵等负面影响

图1产业影响矩阵分析

Matrixanalysisofindustryinfluence

［21］

。迅速增长的机动化增加了城市

交通的整体负荷，由此带来的交通能耗和二氧化碳排放增长难以遏制。传统产业的优化与新兴产业的发展，推动了经济由粗放型向集约型的转变，促进了经济发展、产业的空间集聚和地域扩散，但是由此带来了巨大的能源消耗和二氧化碳排放。

依据低碳城市发展的内涵和要点，以及国内外低碳城市空间重构的发展经验，天津市城市空间优化的目标需要从空间布局优化、生活消费引导、智能城市建设三个角度入手，借助城市空间合理布局，支撑交通运输功能组织优化以及产业结构层级优化，从而使城市运行更加低碳和高效。4．1

产业功能区优化布局

目前，天津市大到整个城市，小到产业园区都有未来五年甚至是十年的产业发展规划和空间布局规划，体现着

Fig．1

各行业的具体群组隶属见表2。

表2中的行业群组划分只是说明这些产业具有相应特征的集合，并不和政策制定直接挂钩。区域产业结构调整和指导目录要切合区域特色、产业发展实际和产业的性质而定。如从表2可以看出，天津市有46%的产业是以低产业影响力、高碳排放为特征的，但这些行业中的医药行业等是天津市的优势产业，应引导其投入更多的资金来处理生产废弃污染物，提高污染处理能力，对其实施相对较严格的环境约束性指标；电热的生产和供应业、燃气生产和供应业是居民生产生活的基础产业，应该引导其产业绿色化发展。

表2基于矩阵分析的天津市产业分类

具体行业Specificindustries

Tab．2

行业类别Industrycategories高产业影响力－低碳排放

（11个）

高产业影响力－高碳排放

（5个）

低产业影响力－低碳排放

（6个）

IndustryclassificationofTianjinbasedontheresultsofmatrixanalysis

石油和天然气开采业；纺织服装、鞋、帽制造业；皮革、毛皮、羽毛（绒）及其制品业；金属制品业；通用设备制造业；专用设备制造业；交通运输设备制造业；通信设备、计算机及其他电子设备制造业；工艺品及其他制造业；交通运输、仓储和邮政业；批发、零售业和住宿、餐饮业

石油加工、炼焦及核燃料加工业；化学纤维制造业；橡胶制品业；有色金属冶炼及压延加工业；电气机械及器材制造业

木材加工及木、竹、藤、棕、草制品业；家具制造业；仪器仪表及文化、办公用机械制造业；废弃资源和废旧材料回收加工业；水的生产和供应业；建筑业

农、林、牧、渔、水利业；煤炭开采和洗选业；非金属矿采选业；农副食品加工业；食品制造业；饮料制造业；烟

低产业影响力－高碳排放

（18个）

草制品业；纺织业；造纸及纸制品业；印刷业和记录媒介的复制；文教体育用品制造业；化学原料及化学制品制造业；医药制造业；塑料制品业；非金属矿物制品业；黑色金属冶炼及压延加工业；电力、热力的生产和供应业；燃气生产和供应业

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