中国城镇化低碳发展的关联分析 及对策研究 Correlation Analysis and Strategies for Low-carbon Urbanization in China 国家应对气候变化战略研究和国际合作中心 2016.10.15 Natural Center for Climate Change Strategy and International Cooperation October 15, 2016 宏观经济研究院国地所 目录 1. 中国城镇化低碳发展的背景 1 1.1. 中国城镇化的演变历程 . 1 1.2. 中国城镇化率的国际比较 . 7 1.3. 中国城镇化进程中产业结构演变 16 1.4. 我国城镇化的区域差异 19 2. 中国城镇化碳排放现状 . 21 2.1. 城镇化过程中碳排放来源 21 2.2. 工业生产带来碳排放的增加 22 2.3. 建筑业碳排放增加迅速 24 2.4. 交通运输碳排放增加较快 26 2.5. 中国城镇化与碳排放关系 29 2.6. 中国城镇化低碳发展意义 31 3. 中国城镇化低碳发展的关联分析方法和模型构建 . 31 3.1. 中国城镇化低碳发展的关键指标识别 32 3.2. 中国城镇化低碳发展的关联分析方法 34 3.3. 中国城镇化低碳发展的关联模型构建 35 4. 典型城市城镇化进程与碳排放关联分析 . 37 4.1. 京津冀地区城镇化进程与工业碳排放关联分析 37 4.2. 石家庄市工业用地碳排放分析 46 4.3. 京津冀地区建筑碳排放分析 54 5. 政策建议“““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““ 5.1. 将低碳发展理念融入城镇化发展全过程 56 5.2. 转变城镇化过程中的经济增长方式 56 5.3. 加强城市群各部各城市的统筹规划，促进各级城市协调发展 57 5.4. 探索各具特色的、差异化的低碳城镇发展模式 57 5.5. 推进课题成果应用转化，加快编制京津冀城市群空间布局和土地利 用优化方案 . 58 专题报告1城市空间形态与能源消耗关系的实证研究 . 59 专题报告2京津冀城市群城镇化与土地利用研究 . 85 专题报告3国内外城镇化低碳发展研究综述 123 专题报告4低碳城镇化国际和国内经验及案例分析““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““““聚集之后又出现经济活动由城市中心向郊区转 移的“逆城市化”现象。由此带来的“过度郊区化”产生了土地资源, 浪费、资源过度消耗、贫富差距加剧等经济社会问题。 （2）以西欧国家为代表的政府引导型城镇化模式。西欧国家在 城镇化过程中始终坚持公共干预政策， 在发挥市场机制主导作用的同 时，把政府规划与调整放在重要位置，力求通过法律、行政和经济手 段，引导城镇化健康发展。例如，英国积极引导城市建设开发，通过 设置绿带限制内城扩张， 在绿带外围设立了 8 个距市中心 3250公里 的卫星城，较好遏制了大城市的无序蔓延；大力发展公共交通，70 的市民可以乘公交上下班，对进入城市中心区的车辆征收拥挤费，从 规划源头减少出行距离和次数等。 该模式的优点注重产业与城镇化协调发展，城镇化与工业化总 体呈协同共进关系，与经济、社会、环境等各方面的关系亦得到较好 处理。 该模式的弊端市场活力不强，对经济发展的推动力不足，产业 衰退，内需不振，特别是随着人口老龄化的发展，引起了一系列连锁 制约反应。 （3）以日本为代表的都市圈型城镇化模式。日本坚持以三大都 市圈为核心，形成以中心城市为依托、中小城市为网络，小城镇星罗 棋布、大中城市发展与小城镇建设相衔接的城市化体系。三大都市圈 包括 “东京都圈” 、 “名古屋圈” 、 “大阪圈” ，每个都市圈都集中了 3000 万左右的人口，相应有一套较为完整的产业体系，都市圈内部 的人口需求基本上可以被其内部制造业产出所满足。 该模式的优点推进了大中小城市和城乡之间的协调发展，促进’ 了土地资源和人力资源的合理利用， 大大提高了土地使用的集约化程 度。减少了对交通、能源的依赖，增强了大城市及其周围地区在国际 和国内经济社会中的作用与地位。 该模式的弊端城市人口过于聚集导致房地产价格飞涨。 19551983 年，日本三大都市圈土地价格上涨 72 倍，而同期消费者 物价仅仅上涨 5 倍，导致泡沫经济愈演愈烈，泡沫破灭后经济长期低 迷。 （4）以拉美等国为代表的过度城镇化模式。拉美、加勒比和非 洲大部分国家历史上长期沦为西方国家的殖民地， 城镇化发展模式也 因此具有自身显著特点。上世纪 30-80年代是拉美国家城市化加速发 展时期，总人口增长了 l 倍，而城市人口却增长了 4 倍。1980年拉美 城市人口占总人口的 64。据联合国有关部门预计，2025 年拉美城 市人口将继续上升至总人口的 85。 该模式的优点城市化推进迅速。欧洲城市人口比重从 40提高 到 60，经过了 50年，拉美国家仅用了 25年。在城市化过程中，有 效拉动了内需和经济增长，创造了所谓“拉美经济奇迹” 。 该模式的弊端政府调控乏力，产业发展严重滞后于城镇化。农 村人口在短时间内以爆炸性速度流入城市， 城市不具备吸纳外来劳动 力就业的能力，也无法为迅速增加的外来人口提供住房、医疗卫生、 文化教育、 交通运输、 电力供应、 给水排水等基本服务。 城市充满 “无 序”和“混乱” ，生活环境恶化，失业率居高不下，基础设施短缺， 贫民窟蔓延，犯罪率不断上升。 为了进一步对中国与世界发达国家城镇化进行对比分析。 选取了 世界上主要的发达国家和地区， 根据世界银行公布的数据作出各国城 镇化率变化图。 中国城镇化率从 2013年开始高于世界平均水平，2014年世界城 镇化率为 53.39，中国城镇化率高于世界水平 1.02。 “ “, “* “,“*““’ “ *“* “’’ “* ,“, ’“’’ ’“’’ *’“’’ ’“’’ ,’“’’ ’’“’’ ,’ , ,*’ ,* ,’ , ,,’ ,, ’’’ ’’ ’’ ’ “’ -./012342 图 3 世界主要发达国家城市化进程 图 4 中国与世界城市化进程 世界各国家的收入和城镇化水平很不平衡。 在统计的 214个国家 和地区中，高收入国家 79 个，占比 37，高收入国家中，OECD 国 家 32 个，占高收入国家的 41，集中在欧洲、北美等洲，代表国家 有美国、加拿大、英国、澳大利亚、日本等国家；中高等收入国家 53 个，占比 25，集中在亚洲等，代表国家有中国；中低收入国家 51 个，占比 24，主要集中在东亚和太平洋、非洲等；低收入国家 31个，占比 14，集中在南亚、非洲等地区。 图 5 世界各国收入水平情况 选取代表性的发达国家如澳大利亚、新西兰、美国、加拿大、英 国、欧盟、日本都属于高收入 OECD 国家。图 6 中显示了这些国家 从 1960 年2014 年城镇化率的时间序列变化图。由于发达国家在上 世纪六七十年代前就已经完成了工业革命，城镇化的程度比较完全， 1960 年之后就达到 70，之后处于缓慢增长的趋势。其中，澳大利 亚在 1960年就已经达到 80以上。 日本 2000年以后城镇化程度迅速 提高，超过 90。欧盟由于各个国家之间存在发展不平衡的状况，平 均水平在这几个发达国家中相对较低。从世界收入水平来看，收入水 平越高的国家和地区的城镇化水平也越高。 中国属于中等水平以上的 国家，跟发达国家相比还有一定的差距。 中国目前的城镇化率还处在日本的 1960年以前的水平。 图 6 2000-2014年主要国家城镇化率年均增长率 1.3. 中国城镇化进程中产业结构演变 城镇化是产业结构转换的过程。 产业结构演变是随着经济发展需 求结构的变化，生产部门和服务部门的产出构成将随之发生转变，从 而使资源在不同产业部门的配置构成也发生变化。 产业结构的演进主 要表现为产业的高度化和合理化。 研究表明， 城市化的发展受到三大力量的推动与吸引 农业发展、 工业化和第三产业崛起。并且随着城市化进程的深入，这三种力量依 次处于主导地位。就城市化与产业结构的关系而言，产业结构的变动 体现为城市化的变动。 城市化首先是一种产业结构由第一产业为主逐 步转变为以第二产业和第三产业为主的过程， 第二产业和第三产业在 整个国民经济构成中所占的比例越高，则城市化水平越高。其二者是 相互正向促进的关系。 * 图 7 1978年到2014年三大产业构成图 长期以来，我国的产业结构很不合理，改革开放之后经过三十多 年的调整，产业结构合理性有所改善。柱状图为 1978 年2014 年我 国三大产业分别在国内生产总值中的构成变化图。30 年来，国民生 产总值中的第一产业的比例不断下降，第三产业的比重则上升。 第一产业与第三产业的变化趋势， 第二产业保持在 45左右上下 波动，基本上没有大的变化。1990 年之前，第一产业所产比重总体 略为下降，但仍有波动，在 1980 年1983年还出现上升情况。 在 1990 年后，第一产业的比重开始不断下降，相应的第三产业 比重在 1985年和 1996年经历了两次比较大的上升， 其他时期总体趋 势虽然一直上升，但上升速度比较缓慢。 目前世界各国的城市化水平与产业结构之间存在着明显的相关 性，即城镇化水平越高，第三产业比重越大，相应的第一产业和第二 产业的比重越小。收入越来越高。如表 2 所示，高收入国家城市化率 达到 80以上，相应第三产业比重普遍达到 70以上，第一产业比 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 第一产业 第二产业 第三产业 重不到 1.9，第一、二产业所占比重平均还不到 30。中等收入国 家包括中低收入国家城市化率平均接近 60，低于高收入国家 20 多 个百分点，第一、二产业比重超过了 40，越高于高收入国家 20 多 个百分点，相应的第三产业比重则低了 15 个百分点，第一二产比重 超过了 40，约高于高收入国家 15 个百分点。第一产业比重高，超 过了第二产业，第一产业和第二产业比重又超过了 50。由 于 产 业 结 构还受如资源禀赋、主导产业等的影响，所以城市化水平与产业结构 不可能完全一致，但总体而言，城市化水平与产业结构高级化是一致 的。 表 2 世界各国的城市化水平与产业结构 城市化率 第一产业 第二产业 第三产业 高收入经合组 织国家 80.3 1.5 25.1 73.4 高收入非经合 组织国家 83.3 1.4 31.1 67.5 中等收入国家 59.8 9.7 34.3 55.9 中低收入国家 38.3 10.1 34.1 55.8 低收入国家 27.6 25.7 24.4 49.9 数据来源世界银行数据库 综上分析，城市化通过促进产业结构高级化而对低碳经济发挥 促进作用。由于城市化导致整个社会系统发生全方位的变化，产业结 构高级化只是其中之一， 因此产业结构也只是城市化对低碳经济发挥 作用的多元素途径之一。 为了促进产业结构调整和高级化而促进低碳 经济发展，我国应积极合理的推进城市化。 , 1.4. 我国城镇化的区域差异 为了分析不同阶段城镇化水平对碳排放的影响,本文参考以上两 者的研究,并根据目前中国城镇化的发展水平， 将我国 30个省市除西 藏按 2014 年的城镇化水平划分为三个区域高城镇化地区70、 中等城镇化地区70-50和低城镇化地区50。 2014 年中国各省 城镇化率见表 3。 表 3 中国各省城镇化率 地区 城镇化率 地区 城镇化率 上 海 89.6 宁 夏 53.61 北 京 86.35 陕 西 52.57 天 津 82.27 江 西 50.22 广 东 68 青 海 49.78 辽 宁 67.05 河 北 49.33 江 苏 65.21 湖 南 49.28 浙 江 64.87 安 徽 49.15 福 建 61.8 四 川 46.3 重 庆 59.6 新 疆 46.07 内蒙古 59.51 广 西 46.01 黑龙江 58.01 河 南 45.2 湖 北 55.67 云 南 41.73 山 东 55.01 甘 肃 41.68 吉 林 54.81 贵 州 40.01 西 藏 25.75 数据来源2015年中国统计年鉴 。 ’ 图 8 中国各省城镇化率 其中，高城镇化地区包括上海、北京、天津。这三个城市的城 镇化率分别高达 89.6、86.35、82.27，远远超过其他省市城镇化 水平， 处于城镇化进程的后期阶段。 城镇化发展步入相对稳定的阶段, 逐渐呈现向郊区发展的扩散趋势。 中等城镇化地区包括广东、 辽宁、 浙江、江苏、福建、内蒙古、重庆、黑龙江、吉林、湖北、山东、海 南、山西、宁夏、陕西。其中城镇化水平最高的是广东 67.4，最低 的是江苏 50.22，这 15个省市处于城镇化进程的中期减速阶段。 低城镇化地区包括青海、河北、湖南、安徽、四川、新疆、广 西、河南、云南、甘肃、贵州和西藏。其中城镇化水平最高的是青海 49.78，最低的是西藏 25.75，这 12个省处于城镇化进程的中期加 速阶段。 根据上述城镇化水平划分所得到的 2014 年中国城镇化水平区域 分布，可以清楚的看到,城镇化水平较高的省市主要分布在中国东部, 中国东部地区经济发展较快，对外贸易开放度高,城市基础设施较为 ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ *’ ’ ,’ ’’上 海 北 京 天 津 广 东 辽 宁 江 苏 浙 江 福 建 重 庆 内蒙古 黑龙江 湖 北 山 东 吉 林 山 西 海 南 宁 夏 陕 西 江 西 青 海 河 北 湖 南 安 徽 四 川 新 疆 广 西 河 南 云 南 甘 肃 贵 州 西 藏 完善，这些因素均有利于城镇化的发展。而位于西部地区的省份城镇 化水平普遍较低，该地区的经济发展相对落后，基础设施薄弱，产业 结构层次偏低，不利于城镇化的发展（图 8） 。 2. 中国城镇化碳排放现状 2.1. 城镇化过程中碳排放来源 城市既是重要的碳排放源之一， 但同时也具有较高的碳排放效益。 人类的整个进化和发展过程实际上就是城市化的过程。 尽管全球城市 面积仅占地球表面积的 2％， 但全世界人口中约有 50％以上居住在城 市，城市消耗了全球能源消耗量的 75％，排放的温室气体占全球所 产生的温室气体的 80％左右。根据美国的相关资料表明，城市建筑 物排放的 CO2 约占总量的 39％，交通工具排放的 CO2 约为 33％， 工业排放的 CO2 约为 28％。这决定了城市成为能源消耗的主体。在 我国也是如此。城镇化与碳排放呈现高度的相关性（图 9） 。 图 9 中国城镇化水平与碳排放关系 数据来源中国统计年鉴（2015）和气候战略中心核算结果 我国城镇化过程中高碳排放主要集中在工业、建筑、交通部门， 但随着城镇化的深入， 生活消费部门的能耗增加将加大碳减排任务的 ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’’ ,’,,,,,,’,,,,,,,,’’’’’’’’’’’’’’’ 碳排放量（亿吨） 城镇化率（5） 难度；与此同时，地方政府行为加大了城市低能效、低密度的蔓延， 并造成了不减反增的边际人均土地能耗， 对我国未来城镇扩张中碳减 排提出了新的任务。 我国城镇化过程中高碳排放的诱发因素可以分为两类， 一类是如 基础设施建设扩张、 居民消费增长以及土地利用方式转变等的经济因 素，另一类是导致短命建筑、大拆大建、城市低密度蔓延等现象的政 策诱因。一方面，城镇化发展过程中的新增建设构成了碳排放的增量 部分，另一方面，重复建设和建筑能源的浪费等加重了城镇化过程中 的高耗能、高碳排放。经济因素与政策因素共同作用于我国城镇化， 导致高碳化现象愈发明显。 2.2. 工业生产带来碳排放的增加 工业快速发展是我国碳排放增长的主要动力。2003 年以来，我 国进入工业化中期，重化工业发展加速，工业发展领先一产、三产的 速度。近年来，能源、原材料工业以及制造业、高技术制造业发展快 速。一方面工业对整个国民经济给予有力支撑，另一方面带来了大量 的碳排放。20052011 年间，年均工业（制造业和能源工业）CO2 排放占全社会 CO2 排放总量的 75． 6％。基于世界银行的数据分析得 到，世界主要发达国家和发展中国家的历史都印证了工业化、城镇化 与碳排放之间的关系。20世纪 60年代以后，除了英国的城镇化表现 出明显的低碳化外， 大部分国家在城镇化过程中均呈现了高碳化趋势， 具体表现为人均碳排放不断上升。此外，出口贸易隐含碳对我国碳排 放的上升具有不可忽视的作用。我国的出口以加工贸易为主，能耗较 高，也是构成我国能源需求增长的重要因素之一。改革开放以来，我 国对外贸易快速增长，以 2010年为例，出 13产品能耗占该年全国能 源消费量的 38.3％，其隐含能是 1997 年的 4.5 倍，大大高于社会总 能耗不含进口产品的隐含能2.5 倍的增速。出口额增长的另一面是 出口隐含能的增加，2010 年出口产品的隐含能占当年社会总能耗含 进口产品的隐含能的 42％，接近国内能耗总量与碳排放量一半的水 平，对国内碳排放总量起到正向推升作用。 由于我国工业体量庞大、重化特征明显、增加值率偏低，导致我 国工业行业具有显著的高碳特征， 无论是工业能耗及排放总量还是能 源结构均与世界平均水平及发达国家水平存在明显差异。 我国工业行 业的能耗规模及排放量规模巨大，远超过发达国家。2012 年，我国 工业行业总能耗 11.62亿吨标煤 （见表 4 ）， 已 超 过 OECD国家之和。 我国工业行业用电总量为 27990 亿 kWh，超过美国、欧盟和日本三 大经济体的总和，是美国的 3.3倍、欧盟的 2.8 倍及日本的 10倍，几 乎与 OECD国家工业用电量之和相当。 2012年我国工业行业 CO2 排 放量共计 57 亿吨，比 OECD 国家工业 CO2 排放量的总和还高出 17 亿吨。煤炭长期占到工业终端能耗的一半以上，显著高于世界平均水 平及发达国家水平，如 表 4 所示，我国煤炭占工业中的能源消费的比 重高达 54，分别比全球平均水平、美国、欧盟和 OECD 国家高出 26、46、44 和 42个百分点。同时，我国天然气占工业终端能耗的比 重仅为 4，分别比全球平均水平、美国、欧盟和 OECD 国家低 17、 37、27 和 28个百分点。 表 4 各国工业行业能耗及排放关键指标对比 指标 单位 全球 中国 美国 欧盟 日本 OECD 工业行业用电量 亿 kWh* 79984 27990 8462 10090 2766 29780 工业碳排放量 MtCO 214393 5713 1325 1209 457 4004 工业行业能耗 Mtce 3708 1162 355 378 118 1140 数据来源中国低碳发展宏观战略研究总报告 2.3. 建筑业碳排放增加迅速 建筑面积的增加也带来了更多的碳排放。19952011 年，我国 能源消耗中建筑能耗占总能耗已从 10.1％上升到 19.74％。1995 2010 年，建筑业直接 C02 排放量随着城镇化率上升而上升。截止到 2011 年底，我国城镇节能建筑仅占既有建筑总面积的 23％，全年建 筑总面积 469 亿 m2，约有 77％的建筑为高耗能建筑。节能技术的落 后使得建筑的高耗能在未来十年不减反增。以节能门窗的使用为例， 我国每年新开工建筑面积约 20 亿 m2，门 窗 流 失 的 能 耗 占 建 筑 能 耗 的 51％， 节能门窗用量约占新开工面积的 1/4。以 如 此 增 速 ，预 计 到 2020 年，全国高耗能建筑面积将达到 2 157.4 亿 m2。相比之下，在发达国 家，使用高性能系统门窗的比例已达门窗总量的 67％。新增建筑节 能效果是我国的近 3 倍。此外，建筑使用寿命短、城市重复建设、空 置率过高也会造成碳排放的额外增加。 过快地进行更新改造是当前城 镇化过程中的一个重要问题，也造成碳排放无谓的增加。由于城市规 划变更、用地性质改变、地价房价变动等因素，很多未到设计寿命的 “年轻”建筑被提前拆除。根据我国民用建筑设计通则 ，重要建 筑和高层建筑主体结构的耐久年限为 100年，一般性建筑为 50100 年，而实际上我国建筑却只能持续 2530 年。过频地拆除、重复建 设造成了大量的建筑材料浪费和碳排放。与重复建设相对的，建筑的 低效使用造成大量能耗浪费。空置率过高近年在我国也非常普遍。根 据发达国家经验， 10％15％的空置率是可接受的范围。但我国近年 来的商品房空置率徘徊在 20％30％之间，相关调研表明北京房屋 空置率近 30％。空置房屋造成大量能耗浪费，尤其是集中供暖、中 央空调系统的商品房，低频度使用加大了建筑领域碳减排难度。 当前，我国既有建筑总量约 500 亿平方米1，建筑领域商品能源 消耗约 6.8 亿吨标煤2。按照建筑类型以及使用方式，我国建筑用能 可分为北方城镇采暖用能、 城镇住宅用能 （不包括北方地区的采暖） 、 公共建筑用能（不包括北方地区的采暖） ，以及农村住宅用能四类用 能方式，2012 年，各分项能源消耗依次约为 .6 亿吨标煤、1.6 亿吨 标煤、1.7亿吨标煤和 1.9亿吨标煤。近 10年来，我国建筑能源需求 总量成倍增长，而各类用能方式的能源消耗趋势则有明显差异。北方 城镇采暖能耗近年来持续下降。2001 至 2011年，北方城镇建筑采暖 面积增加了 2倍， 能耗总量仅增加了 1倍， 明显慢于建筑面积的增长， 平均单位面积采暖能耗降低了约 30。其 他 三 类 用 能 方 式 的 能 耗 强 度 都呈持续增长趋势，其中以公共建筑（不含北方采暖）增长最快。 同时， 我国目前正加大力度推进新型城镇化建设， 预测我国 2020 年城镇化率将由 2012 年的 52.57上升至 60，2035 年达到 65， 1中华人民共和国国家统计局，中国统计年鉴, 2013。 2清华大学建筑节能研究中心，中国建筑节能年度发展研究报告，2014。 2050 年将攀升至 75左右。城镇化对建筑能源消耗具有多重影响， 一是随着城镇化推进，城镇建设大规模开展，建筑面积总量将随之快 速增长；二是城镇化进程加速将推动第三产业发展，导致公共建筑能 耗的增长；三是城镇居民人均商品能源消费是农村的 1.8倍，随着城 镇化率的提升农村人口流向城市的同时居民生活水平不断提升， 将驱 动建筑能源消费增长， 建筑领域将成为我国未来能源消费和碳排放的 主要增长源。多方面分析显示，在维持既有的建筑发展模式下，未来 我国建筑领域能耗还将保持快速的增长态势。 2.4. 交通运输碳排放增加较快 交通需求增加使得交通能耗总量及其占比皆呈现上升趋势。 近年 来，我国交通工具、道路交通基础设施和居民出行等方面都有了显著 的变化。随着城市物流流转速度加快，城镇的货运能力逐步加强。单 中心的城市扩张使得居民出行的距离也会变大， 城市机动化水平迅速 提高。 “十一五”以来，随着我国经济社会快速发展，居民生活水平不 断提高，交通运输需求旺盛，客货运输周转量显著增长，机动车保有 量迅猛增长，交 通 运 输 能 源 消费总量相应呈现持续快速增长态势，从 2005年到 2012年增长了 109.04，年均增长 11.11，快于我国化石 能源消费量的年均增速， 期间交通运输能源消费量占全国能源消费总 量的比重总体呈上升趋势，从 2005 年的 9.67上升为 2012 年的 12.67，具体如图 10所示。