城镇化过程中的碳排放来源
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摘要
改革开放以来，我国城镇化呈现快速发展趋势。2013年城镇化率达到537%，年均增长310%，是建国至改革开放之前城镇化年均增长率（175%）的近2倍。与此同时，碳排放总量增长至35年前的62倍，人均碳排放增长至35年前的44倍。城镇化过程伴随着高碳排放，增长速率高于城镇化发展速度。这预示着我国未来城镇化发展将面临巨大的高碳排放压力。如何降低城镇化过程中的碳排放成为亟待解决的问题。本文将城镇化过程中导致高碳排放的各因素归纳为经济、政治两项因素，对我国城镇化过程中工业、建筑、交通、地方政府等导致高碳排放结果的行为加以区分。研究发现，城镇化过程中的工业高碳排放、建筑面积扩张与其使用效率的背离、交通出行需求量的持续上升、居民生活水平提高带来的消费力增加，城市低密度扩张以及其背后地方政府官员考核机制与地方财税制度的弊端，是我国目前城镇化呈现高碳发展状态的主要原因。由此可见，过去的城镇化发展模式非低碳、非持续是有其深刻的经济与政治原因的。中长期的低碳转型只有把经济手段和制度调整结合，低碳发展理念才有可能实现。
关键词城镇化;碳排放来源;政治经济分析;低碳城镇化
中图分类号 F293 文献标识码A文章编号1002-2104（2015）01-0061-06doi：103969/jissn1002-2104201501009
从世界范围来看，由于城市相对农村具有较高的碳生产率，城镇化将带来更多的碳排放。全球城市占土地总量的1%，容纳了地球上50%的人口，碳排放总量却占全球总排放的2/3，到2030年这一比例会上升到3/4[1]。尽管从经济角度来看，城市土地利用会随着城镇化的发展趋于更集约、生产率向更高的方向发展，然而，我国城镇化发展过程新产生的碳排放，往往多于由于城市土地集约、生产率提高而减少的碳排放。
当前我国粗放扩张的城镇化模式，带来了大量的能源浪费和高碳排放。建国后，我国城镇化率从106%提高到525%，实现了历史性的人口结构变化。然而，城镇化的发展也伴随着高碳排放。从1978年后，我国的人均碳排放强度和城镇化率不断上升[2-4]。城镇碳排放是中国碳排放的主体[5]，城镇化率对碳排放的正面影响最大[6]。尤其是改革开放以来，随着城镇化的发展，中国的工业水平、经济水平与居民生活水平都在迅速提升，并由此导致高碳排放产品消费量的增加。目前，我国城镇化进程还处于中期发展阶段。据预测，2050年我国城镇化率将达到80%[7]，这意味着中国的城镇化在未来较长的一段时间内将保持高速发展状态，如仍旧按照原有的城镇化发展模式，我国将无力承担这样的碳排放总量增长。
因此，探究城镇化高碳发展的宗由并以此为基础转变城镇化发展思路，对我国未来的低碳发展来说至关重要。本文在已有文献的基础上，通过总结、归纳事实数据，分析了我国城镇化过程中导致高碳排放的影响因素，以更直观具体的方式展现城镇化与碳排放两者的关系，为低碳城镇化政策制定提供参考。
1文献综述
关于城镇化与碳排放的研究，过去主要是围绕定量证明二者之间的关系展开。Sathaye and Meyers[8]从城市化对能源消费结构影响的角度出发，研究认为随着城市化率的上升，发展中国家正在加速石油替代煤炭的消费，由此侧面说明了城市化将增加碳排放。Gates & Yin通过分析中国能源型家电消费的城乡结构，认为随着城市化的推进，居民和商业能源相应增加，能源消费结构由直接燃烧煤炭和有机物而转向使用电力、石油、天然气等较清洁的能源[9]。Hiroyuki[10]利用 1980-1993 年多国数据，证明城市化率与人均能耗之间具有显著的正相关关系。张晓平研究认为城市化是影响我国能源消费区域差异和总量增长的主要因素之一[11]。郑云鹤认为工业化、城市化进程会导致能源消耗增加，而市场化进程则会导致能源消耗降低[12]。SvirejevaHopkin提出了基于人口密度空间分布的双参数“分布模型”，对城市年碳平衡进行了估算，也得出了城市化将加快碳增长的结论。林伯强、刘希颖，刘梦琴，何吉多[2， 13-14]的研究也证明了城市化进程直接加剧了CO2的排放。
然而，仅仅从总量角度理解城镇化与碳排放之间的关系是不够的，需要对碳排放和城镇化之间的关系进行定性分析。高碳模式主要由活动总量和活动效率导致。宏观层面上的城市规划可以直接影响活动的总量，形成碳锁定，而具体的操作（主要指中观技术层面）可以影响活动的效率。除了定量的分析，更需要具体地解释我国城镇化过程中工业、建筑、交通，以及地方政府等部门的何种行为造成了高碳排放的结果。
刘希雅等：城镇化过程中的碳排放来源
中国人口・资源与环境2015年第1期
2我国城镇化碳排放来源
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。
21经济因素：城市化过程中的生产和生活用能上升导致碳排放增加
211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。2005-2011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756%。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，出口产品能耗占该年全国能源消费量的383%，其隐含能是1997年的45倍，大大高于社会总能耗（不含进口产品的隐含能）25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。
212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。1995-2011年，我国能源消耗中建筑能耗占总能耗已从101%上升到1974%[15]。1995-2010年，建筑业直接CO2排放量随着城镇化率上升而上升（见图1）。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 1574亿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%[16]，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50-100年，而实际上我国建筑却只能持续25-30年[18]。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%[19]。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。
213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。
图11995-2012年建筑业直接CO2排放和城镇化率关系
Fig1Relation between direct carbon emission and urbanization in
construction industry （1995-2012）
资料来源：祁神军[17]
注：建筑业直接能耗及碳排放指建筑业在生产建造、拆除阶段消耗能源和释放的CO2气体量。
从1978-2011年，公路里程、运输路线长度、客运量、旅客周转量等重要指标值迅速上升。运输线路上升了18倍，公路里程上升了46倍，客运总量上升了138倍，旅客周转量上升了177倍，民用汽车上升了699倍[20]。私人汽车拥有量逐年上升，特别是私人汽车千人保有量从1985年的0018辆/千人，上升到了2012年的564辆/千人，见图2。
小汽车的出行比例逐年增加导致了交通能耗的急剧上升。如果不加以控制，交通部门能耗很快就会占到全国总能耗的30%[21]。机动车在各种交通工具中耗油比例最高，汽车和摩托车每年消耗85%以上的汽油，交通运输（公路、铁路和水路）消耗了20%的柴油。国际经验表明，当人均GDP达到3 000-4 000美元时，会出现机动车购买的高峰。这意味着未来一段时期内，我国私人汽车的拥有量会进一步提高。这种“以车为本”的交通方式导致了
图21985-2012年全国私人载客汽车保有量和
私人载客汽车千人保有量
Fig2Total amount of private cars and amount of
private cars per thousand people （1985-2012）
资料来源：中国低碳发展报告2011-2012，2014
私人汽车增长的恶性循环。但实际上30%-40%的小汽车出行完全可以被公共交通、自行车等替代。
214生活水平提高导致碳排放增加
随着
消费需求的增加，未来消费领域的能源需求将会大幅增加。从占GDP的份额来看，消费需求始终占据主导地位，是经济增长中份额最大、最稳定的需求。然而，我国消费
领域能耗对总能耗的贡献低于发达国家。2010年我国消费领域的能耗占能源消费量的542%，发达国家消费领域的能耗一般约占能源消费总量的70%-80%。随着城镇化进程的加快，越来越多的农村居民将进入城市，其生活方式尤其是消费水平的转变将带来大量的碳排放。如图3所示，1996-2010年期间，农村居民生活用能和城市居民生活用能差距不断扩大。以1995年基年，计算在人口自然增长与流动两种情况下碳排放的变化，其差值表明，1996-2010这15年，由农民变成市民产生的居民用能量增加带来了巨大的CO2排放，达447亿t。可以推测，在更多“村民”变为“市民”的过程中，生活用能将呈现上升状态。
22政策因素：地方政府短视行为加剧城市低密度蔓延，推升碳排放增量
低密度、高耗能的城市扩张助涨了碳排放的增加。城市化往往伴随着大量的基础设施建设，相对于发达国家较完善的仅需要维护、运行的基础设施体系，我国城市仍在不断扩张，建设过程中需要大量高能源、高碳密度的原材料产品，包括钢材、水泥等，基础设施能耗呈现显著上升趋势。在没有地方政府行为干扰下，城镇化过程往往伴随着土地集约使用，单位土地碳排放增加，人均土地碳排放减少。然而，现有土地利用方式非经济，导致新增人均土地碳排放不减反增。人均城市面积逐渐逐步扩大，人口密度却逐渐减小（如图4）。全国30个主要城市的人口密度在过去三十年均下降，城市面积扩张速度大于人口增加的速度。城市扩张边际人均能源消耗不降反增，城市表现为低密度、高耗能扩张。
城市密度作为一个重要发展指标，同交通能源消耗之间存在一定的相关性。城市低密度蔓延将带来更多的碳排放：城市半径扩大一半，交通总能耗将增长三倍。低密度的城市发展模式，分散的土地利用模式，尤其是“摊大饼”的城市规划，会增加私人小汽车的出行比例，最终消耗更多的能源，增加CO2的排放。1996-2012年CO2排放全国增量总量为6139亿t，年均排放增量为384亿t。
图31996-2010年城市和农村居民生活用能碳排放
Fig3Residential carbon emission from urban
and rural residents（1996-2010）
注：人口自然增长率计算以1995年为基年，城市人口净流入为当年城市人口减去根据人口自然增长率计算的人口。
图41981-2010年人均城市土地面积和人口密度情况
Fig4City area per capita and population density
（1981-2010）
资料来源：《中国城乡统计年鉴2011》，城市统计面积以建成区面积为基准。2006年以后的城市总人口为城区人口加上城市暂住人口，此前没有城市暂住人口的统计，其余年份城市总人口为城区人口。
图5城市低密度蔓延导致碳排放增加
Fig5Relation between direct carbon emission and
urbanization in construction industry （1985-2012）
资料来源：中国城乡建设统计年鉴，中国统计年鉴。
注：以1995年城区人口密度、城区单位面积CO2排放为基准，假设相对于低密度城市蔓延，保持高密度发展城镇化过程城区单位面积碳排放不变，城市人均碳排放为农村人均碳排放的3倍。
根据测算，如图5所示，由于城市低密度蔓延，1996-2010年CO2排放增量占当年CO2排放总量的比例从205%增长到181%，呈现逐年上升趋势，足以证明城市低密度蔓延对碳排放的影响。
城市低密度蔓延现象是地方政府行为的结果，地方政府“圈地”运动与城市规划失序是导致城市普遍低密度蔓延的主要原因。20世纪90年代的十年间，全国城乡建设用地增加2 640万亩，81%的新增建设用地来自对耕地的占用[22]。城镇扩张依靠占用农村土地，2000-2010年间，城市建成区面积从22万km2增长到4万km2，新建成区翻了一番。导致城市低密度蔓延的另一个重要因素是城市规划的不合理。地方政府扩张城市过程中，交通设置不合理、职住分配不合理都会造成交通量及相应消费能耗的增加。理应通过城市高密度、高效率发展而降低的人均土地碳排放量由城市规划的不合理造成的碳排放增量抵消，甚至反超。
深究制度原因，现行的官员考核机制与地方财税制度是加剧高碳化发展趋势两个主要原因。其一，地方官员考核机制主要是侧重GDP等经济指标的考核，没有同可持续发展相关的资源效率指标结合。其二，不彻底的中央和地方税制改革，驱使地方政府过度依赖土地财政。为了满足地方发展、GDP提高、政府基本运行和社会福利等，地方政府往往通过城市扩张获得收益[23]。这样的属地化管理模式不可避免诱发了地方政府职能角色错位等情况，往往因地方利益而失部门利益，表现出了经济高碳化的路径依赖。
3结论
综上，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。
工业化过程中城镇化的高碳排放属性，意味着中国未来几十年的城镇化，将对我国甚至是世界范围的碳排放产生很大的影响。在城镇化过程中，我国将有几亿人口由农民变为市民，人均能源消耗的大幅度上升和温室气体排放
的增加，以及城市各类废弃物的增加皆加大了对环境的压力。城镇化作为国家的宏观战略，它的实现路径与方式，将直接影响碳排放的高低走向。
低碳城镇化是解决城镇化过程碳排放逐步上升这一难题的必要和可行途径。工业化过程中高碳排放依然会在我国继续，依然是今后不可忽视的重点领域，从技术减排到管理减排已经成为大的趋势。建筑、交通、居民生活和政策也是紧密相关，特别是经济激励政策。建筑面积扩张与其使用效率的背离、交通出行需求量的持续上升、居民生活水平提高带来的消费力增加都可以通过经济手段加以制衡。然而，中长期的低碳转型，必须将经济发展与制度改革结合起来，城市低密度扩张以及其背后地方政府官员考核机制与地方财税制度的弊端，制度基础决定了激励效果，只有从政策与措施上皆以“低碳发展”为理念，才有可能实现城镇化的低碳之路。
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Study on Carbon Emissions Sources in China’s Urbanization Process
LIU XiyaWANG YufeiSONG QijiaoQI Ye
（School of Public Policy and Management， Tsinghua University，Beijing 100084， China）
AbstractChina’s urbanization presents a fast developing trend The urbanization ratio hits 537% with 31% annual growth rate， which doubles the urbanization ration growth rate before the ‘openingup’ policy （175%） At the same time， the total amount of carbon emission had reached to the amount six times of that 35 years ago， and the amount of carbon emission per capita quadrupled The process of urbanization always accompanied with high carbon emission However， when the growth rate of carbon emission is higher than urbanization， it indicates a future that China’s urbanization will face a heavier carbon emission situation Thus， how to temper the intensity of carbon emission through urbanization needs to be solved immediately In this article， we separate the factors that lead to high carbon emission through the process of urbanization into two categories， as economic factors and political factors Also， we differentiate behaviors that result in high carbon emission from different sectors， as in industry， construction， transportation and local government etc We concluded that high industrial carbon emissions during urbanization， expanding building area with lower utilization efficiency， constantly growing transportation demands， more consumption demands with fast improving living quality， expanding cities with lower density， and local government officers’ assessment mechanism， the disadvantages of local fiscal institutional， are the reasons for nowadays high carbon emission through the process of urbanizationTherefore the past development mode of urbanization with unlow carbon， unsustainable characteristics has its economic and political roots A midlong term lowcarbon transformation needs more combination of economic method and institutional reform Also， only a thoroughly implementation of ‘Lowcarbon Development’ both in notion and in measurement， could guarantee the possibility of lowcarbon transformation
Key wordsurbanization; carbon emissions source; political economy approach; lowcarbon urbanization