【 清華大學(xué)互聯網産(chǎn)業研究院】黃奇帆：雙碳目标下未來城市數字智慧發展新(xīn)路徑｜《産(chǎn)業轉型研究》專刊報道

類别：行業新(xīn)聞 發布時間：2023-09-04 浏覽人數：0     分(fēn)享

雙碳目标下未來城市

數字智慧發展新(xīn)路徑

文(wén)/黃奇帆

重慶市原市長(cháng)

城市是人類文(wén)明的重要載體(tǐ)和發展空間，城市的不斷發展有(yǒu)利于各類要素的集聚和配置，有(yǒu)效促進了經濟繁榮、提升了居民(mín)的生活體(tǐ)驗。展望未來，城市發展必須充分(fēn)考慮雙碳目标的約束，以更加低碳、綠色的方式進行。未來城市如何圍繞雙碳目标實現綠色化、數字化發展，我有(yǒu)如下觀點。

首先，圍繞雙碳目标，未來城市有(yǒu)六條綠色化發展路徑：

01

能(néng)源結構轉向以清潔能(néng)源為(wèi)主

開發高效新(xīn)熱源

城市低碳化最為(wèi)重要的還是能(néng)源結構的調整。首先，電(diàn)能(néng)，尤其是清潔能(néng)源發電(diàn)應當成為(wèi)城市能(néng)源消費的主力。清潔能(néng)源基地往往遠(yuǎn)離城市數千公(gōng)裏，并且風電(diàn)、太陽能(néng)等清潔能(néng)源具(jù)有(yǒu)波動性、間歇性的特點，需要能(néng)适應各類清潔能(néng)源接入和消納的智能(néng)電(diàn)網和特高壓輸變電(diàn)系統作(zuò)為(wèi)技(jì )術基礎，綜合調度不同地域的電(diàn)力生産(chǎn)和供應，織就一張覆蓋全國(guó)乃至全球的能(néng)源互聯網。目前，建設全球能(néng)源互聯網的條件正日益成熟，中(zhōng)國(guó)電(diàn)網的成功實踐為(wèi)建設全球能(néng)源互聯網奠定了重要基礎，将在未來城市的能(néng)源供應中(zhōng)起到關鍵作(zuò)用(yòng)。其次，用(yòng)于城市供熱、制冷的能(néng)源，如果完全由電(diàn)能(néng)轉化，肯定是不經濟、不劃算的，所以要為(wèi)城市尋找新(xīn)的熱源。目前來看，各種替代方案也在逐漸成型，比如用(yòng)地源熱泵技(jì )術來解決建築物(wù)的供熱制冷問題，比如中(zhōng)國(guó)完全自主研發的低溫核供熱技(jì )術也因其固有(yǒu)的安(ān)全性可(kě)以在北方地區(qū)逐步推廣；再比如太陽能(néng)供熱系統的技(jì )術進步也非常快。這些城市新(xīn)熱源的大量出現，也将為(wèi)城市能(néng)源結構調整發揮關鍵作(zuò)用(yòng)。

02

規劃布局将大力發展規模合理(lǐ)的功能(néng)模塊，形成若幹功能(néng)模塊有(yǒu)機相連的“積木(mù)式”發展模式

未來城市要重點打造可(kě)以互聯互通的城市功能(néng)模塊，這些模塊要形成獨立運作(zuò)能(néng)力，也就是具(jù)備模塊内提供當地居民(mín)所有(yǒu)基本生活、工(gōng)作(zuò)需求的能(néng)力，盡量減少不必要的跨模塊流動。一座城市就是把這些數字化模塊組織起來，實現“積木(mù)式”發展。通過“積木(mù)式”發展，可(kě)以把每一個功能(néng)區(qū)域的基礎設施配置标準化，提高每個區(qū)域的運作(zuò)效率，并切實提升區(qū)域治理(lǐ)能(néng)力。實現“積木(mù)式”發展的技(jì )術基礎是要建立城市信息模型（CIM，City InformationModel），其關鍵還是要控制模塊規模，避免走向“攤大餅”式的城市發展老路。

03

公(gōng)共交通将成為(wèi)大城市交通主體(tǐ)，城際交通高鐵占比持續增加

未來低碳的大型城市的交通模式一定不是以私家車(chē)為(wèi)主體(tǐ)，而是要建立更便捷、更環保、低成本的軌道公(gōng)共交通體(tǐ)系。其中(zhōng)，除了大都市的地鐵，空中(zhōng)或地面軌道交通占比将會增加，為(wèi)居民(mín)提供快速便捷的出行體(tǐ)驗。城市路網系統将大幅提升數字化水平實現車(chē)路協同，通過可(kě)變車(chē)道、流量感應等方式大大提升城市交通的流暢性。在城市道路建設方面，随着新(xīn)材料的投入使用(yòng)，城市道路将與太陽能(néng)發電(diàn)、電(diàn)動車(chē)充電(diàn)等系統有(yǒu)機融合，進一步降低城市交通的碳排放。随着高鐵網絡的進一步完善，高鐵在城際交通中(zhōng)的占比将進一步提高，鐵路貨運也将得到快速發展，有(yǒu)利于從總體(tǐ)上降低交通運輸産(chǎn)業的碳排放。

04

建築工(gōng)程産(chǎn)業逐漸走向鋼結構、裝(zhuāng)配式，并通過數字化不斷降低運營成本

現代城市建築采用(yòng)的鋼筋混凝土結構是城市碳排放的重要來源之一。在雙碳目标約束下，鋼結構、裝(zhuāng)配式是比較可(kě)行的低碳建築路線(xiàn)：一是可(kě)以從根源上減少水泥的使用(yòng)量；二是平均使用(yòng)壽命比混凝土更長(cháng)，從全生命周期角度來看，以鋼結構為(wèi)主體(tǐ)的建築工(gōng)程的碳排放要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于混凝土結構；三是鋼結構建築物(wù)存在巨大的低碳技(jì )術創新(xīn)空間，比如與鋼結構相适應的裝(zhuāng)配式建造可(kě)以進一步減少建設施工(gōng)過程中(zhōng)的碳排放。誠然，鋼結構也存在鏽蝕、耐火性差等問題，但是随着技(jì )術進步，這些問題正在逐步得到解決。此外，随着建築信息模型等數字化手段的普及，建築工(gōng)程的數字化程度不斷提高，一方面為(wèi)建築工(gōng)程運維帶來革命性改變，建築工(gōng)程的盈利模式發生變化；另一方面，也有(yǒu)利于建立城市建築聯動的運營模式，做到多(duō)棟建築的協同運營、資源互補，從而進一步降低建築工(gōng)程的碳排放水平。

05

采取切實措施推動工(gōng)業部門脫碳減碳，構建綠色低碳工(gōng)業體(tǐ)系

在實現雙碳目标過程中(zhōng)，作(zuò)為(wèi)耗能(néng)排放大戶，城市的傳統工(gōng)業部門面臨如何減碳脫碳問題。建議從四個方面推進脫碳減碳：一是源頭減量，即在工(gōng)業投入品的源頭減少資源消耗。比如鋼鐵行業，要進一步優化燃料結構，降低燃料比、鐵鋼比，發展短流程煉鋼。二是節能(néng)減排，積極推廣應用(yòng)先進用(yòng)能(néng)技(jì )術和智能(néng)控制技(jì )術，提升電(diàn)力、冶金、化工(gōng)等重點高耗能(néng)産(chǎn)業的用(yòng)能(néng)效率。如果我國(guó)能(néng)源利用(yòng)效率可(kě)以達到 2019 年世界平均水平，則可(kě)節約 15.8 億噸标準煤，可(kě)減少碳排放約 39 億噸。三是循環回收，比如對工(gōng)業企業生産(chǎn)過程中(zhōng)的餘熱和中(zhōng)間物(wù)料進行回收利用(yòng)，對産(chǎn)品實行全生命周期管理(lǐ)，發展再制造産(chǎn)業等。四是工(gōng)藝流程改造，通過采用(yòng)低碳技(jì )術對工(gōng)藝流程進行綠色化改造，淘汰高碳高耗能(néng)技(jì )術。在具(jù)體(tǐ)操作(zuò)上，建議學(xué)習借鑒國(guó)際經驗，以行業龍頭企業為(wèi)依托，以碳中(zhōng)和為(wèi)目标，通過市場機制構建互惠互利、合作(zuò)共赢的産(chǎn)業鏈上下遊利益共同體(tǐ)，發揮産(chǎn)業鏈上下遊企業協同效應，推動構建綠色低碳新(xīn)型工(gōng)業體(tǐ)系。

06

居民(mín)消費習慣綠色化，城市循環經濟得到巨大發展

居民(mín)日常生活直接産(chǎn)生了 8% 的碳排放，而間接産(chǎn)生的碳排放就更加可(kě)觀，所以在實現雙碳目标的過程中(zhōng)，城市居民(mín)低碳理(lǐ)念的普及與踐行也是一個至關重要的因素。首先是倡導居民(mín)生活的低碳文(wén)化，使節能(néng)環保、綠色健康的生活方式深入人心。其次是通過市場化手段引導居民(mín)形成低碳的消費習慣。去年 7 月中(zhōng)國(guó)碳交易市場正式運行，目前還隻覆蓋了發電(diàn)企業，未來将會向各行各業拓展。當所有(yǒu)生活消費品、生活性服務(wù)業都具(jù)有(yǒu)“碳當量”以後，碳交易就有(yǒu)可(kě)能(néng)拓展到居民(mín)個體(tǐ)，切實影響居民(mín)的日常生活。通過建立居民(mín)個體(tǐ)碳配額，并根據量化指标給予參與者獎懲約束，可(kě)以進一步引導城市居民(mín)形成減少浪費的消費習慣。與此同時，随着從生産(chǎn)到終端消費者的全鏈路數字化，城市循環經濟将會得到更大發展，在汽車(chē)、電(diàn)池、電(diàn)子制造、服裝(zhuāng)等領域，将會湧現一大批從事循環經濟的産(chǎn)業形态，在為(wèi)社會持續創造财富的同時，也大大降低了全産(chǎn)品生命周期的碳排放量。

其次，未來的綠色城市、低碳城市必須以數字化技(jì )術為(wèi)支撐、以智慧城市建設為(wèi)基礎。具(jù)體(tǐ)來看，未來城市也有(yǒu)五條數字化發展路徑：

一是生産(chǎn)要素聚集方式發生改變，數據要素将會成為(wèi)未來城市運營的核心要素。

現在的城市經濟是建立在土地、資本、科(kē)技(jì )、勞動力四個要素之上的，雙碳目标下傳統城市經濟發展必須在要素層面上有(yǒu)所突破，黨中(zhōng)央提出的數據要素為(wèi)未來城市經濟的進一步發展開辟了一條新(xīn)路徑，使得海量數據資源成為(wèi)城市低碳綠色經濟發展的核心動力。具(jù)體(tǐ)來看，城市數據要素的市場化配置，包含了數據要素化和要素數據化兩方面的機遇。數據要素化的過程是整合城市數據資源，并探索市場化交易模式的過程。要素數據化是指對城市傳統的土地、資本、科(kē)技(jì )、勞動力等要素進行數字化轉型升級。傳統要素與數據要素的融合是深化供給側結構性改革的重大舉措，有(yǒu)利于利用(yòng)數字技(jì )術提升要素流動性，有(yǒu)利于引導各類要素協同向先進生産(chǎn)力集聚，進而為(wèi)城市一二三産(chǎn)業鏈水平的提高創造條件。所以，未來的城市必将是建立在“數據要素化”與“要素數據化”基礎之上的，未來城市的管理(lǐ)者也必須要具(jù)備運營數據要素的能(néng)力，把城市各方面的數據資源變成城市綠色經濟的動力。

二是城市建設要從以制造業為(wèi)核心的“圍産(chǎn)造城”，走向以創新(xīn)和服務(wù)業為(wèi)核心的“依城造産(chǎn)”。

近現代以來，随着工(gōng)業化進程加速，城市基本上是圍繞着各種産(chǎn)業建設起來的。這種“圍産(chǎn)造城”模式是工(gōng)業時代城市經濟發展的自然選擇，形成了西方發達國(guó)家的一個個大都市圈。可(kě)以說，以制造業為(wèi)核心的“圍産(chǎn)造城”形成了人口的聚集、奠定了城市的初級形态。我國(guó)大量城市也是圍繞産(chǎn)業建立起來的，但随着産(chǎn)業的變遷，這類城市往往表現出經濟發展的不穩定性，一些資源型城市甚至出現了經濟發展的嚴重倒退。在雙碳目标下，大量傳統工(gōng)業将陸續遷出大城市，這對于許多(duō)城市的持續發展是一個巨大的挑戰，迫切需要注入新(xīn)的産(chǎn)業以維持發展的動力。這就要求我們在已經形成的城市基礎上，進行“依城造産(chǎn)”，建設面向未來的綠色低碳産(chǎn)業。每座城市要對自身擁有(yǒu)的數據要素進行深入分(fēn)析，立足城市特征、瞄準科(kē)技(jì )前沿，建設城市自身的高質(zhì)量内外循環，創造大量基于新(xīn)要素的新(xīn)産(chǎn)業、新(xīn)業态、新(xīn)模式。新(xīn)一輪的“依城造産(chǎn)”是我國(guó)城鎮化發展的新(xīn)階段，也是從工(gōng)業文(wén)明邁向數字文(wén)明的必然選擇。

三是以數字經濟等戰略新(xīn)興産(chǎn)業，破解經濟增長(cháng)“鮑莫爾病”。

未來 40 年，随着産(chǎn)業結構深度調整，服務(wù)業比重将大幅提升，這符合經濟結構演化規律，也符合雙碳目标的基本要求，但這也可(kě)能(néng)會導緻經濟增速持續趨緩甚至停滞，即所謂“鮑莫爾病”。對此，根本之道在于大力發展數字經濟等戰略新(xīn)興産(chǎn)業。因為(wèi)産(chǎn)生“鮑莫爾病”的一個基本假設是服務(wù)業中(zhōng)多(duō)數行業是不可(kě)貿易的，勞動生産(chǎn)率會長(cháng)期停滞。但以新(xīn)一代信息技(jì )術、5G、大數據、雲計算、區(qū)塊鏈、人工(gōng)智能(néng)為(wèi)代表的數字技(jì )術正在改變這一假設。借助産(chǎn)業數字化、數字産(chǎn)業化，過去不可(kě)貿易的服務(wù)業正在創造新(xīn)的貿易模式。盡管 300 年前的莫紮特四重奏要四個人演，300 年後依然要四個人，但借助互聯網、AR/VR 等技(jì )術，聽衆可(kě)能(néng)來自全世界任意角落。換言之，在數字技(jì )術加持下，部分(fēn)服務(wù)業的生産(chǎn)率正在得到全面提高，而且是以低碳綠色方式實現的。因此，在實現雙碳目标的過程中(zhōng)，要以大力發展數字經濟等戰略新(xīn)興産(chǎn)業為(wèi)重要抓手和切入點推動産(chǎn)業結構調整，以數字技(jì )術賦能(néng)各行各業，加快培育颠覆性、指數級的産(chǎn)業新(xīn)動能(néng)。

四是要重視圍繞雙碳目标的城市新(xīn)型基礎設施建設。

城市新(xīn)型基礎設施是綠色低碳城市運營的基礎，它不僅僅是原有(yǒu)基礎設施的簡單升級，而是要圍繞未來數字化城市的功能(néng)，大膽變革其建設和運營模式，創新(xīn)城市能(néng)源、交通、教育、醫(yī)療等各方面的市場機制，為(wèi)城市注入全新(xīn)的發展動力。從戰術層面推進城市新(xīn)基建的建設，要遵循數字化轉型的四個步驟循序漸進：1.0 版是數字化，要實現“萬物(wù)發聲”。這是數字城市的初級形态，目的是讓城市的物(wù)能(néng)說話，可(kě)以通過數字形式表述出來，為(wèi)構建城市數字空間提供源頭數據。2.0 版是網絡化，要實現“萬物(wù)萬聯”，通過物(wù)聯網、移動互聯網将數字化的城市要件連接起來，讓城市的物(wù)與物(wù)能(néng)夠對話。3.0 版是智能(néng)化，要實現“人機對話”，即讓人與物(wù)能(néng)夠交流，實現城市局部的智能(néng)反應與調控，比如智能(néng)收費、智能(néng)交通等等。4.0 版是智慧化，要實現“智慧城市”，就是使城市各部分(fēn)功能(néng)、各個産(chǎn)業，在數據的基礎上、人類智慧的驅動下優化運行。

五是未來城市是由實體(tǐ)空間和數字空間組成的數字孿生城市，要充分(fēn)重視對數字空間的治理(lǐ)。

當城市新(xīn)基建完成了上述四個步驟，建設數字孿生城市也就擁有(yǒu)了軟硬件基礎，可(kě)以構建出城市的數字空間模型。從個體(tǐ)的角度，每個居民(mín)除了生活在實體(tǐ)社區(qū)、工(gōng)作(zuò)于實體(tǐ)建築之内，還将擁有(yǒu)數字空間裏的身份，可(kě)以在數字空間中(zhōng)進行辦(bàn)公(gōng)、學(xué)習、娛樂。

數字孿生城市的建設重點是要以需求為(wèi)導向建立數字空間中(zhōng)的市場體(tǐ)系和治理(lǐ)體(tǐ)系，成為(wèi)開發城市數據要素的重要手段、未來城市經濟的重要增長(cháng)點。在此基礎上，城市的數據要素将會得到最大程度的開放共享，從而形成安(ān)全、可(kě)靠、海量的數據應用(yòng)市場，企業、個體(tǐ)都可(kě)以在這個城市數字空間中(zhōng)公(gōng)平地生活、工(gōng)作(zuò)、交易。

從城市管理(lǐ)的角度來看，要充分(fēn)重視對現在已經逐漸形成的城市數字空間的治理(lǐ)，在兩個空間内共用(yòng)一套數據和制度的信用(yòng)體(tǐ)系是關鍵。基于區(qū)塊鏈、大數據、人工(gōng)智能(néng)等技(jì )術，可(kě)以建立一個覆蓋城鄉的更加公(gōng)平、可(kě)靠、安(ān)全的信用(yòng)體(tǐ)系，在此基礎上，要對數字空間立法，規範個體(tǐ)、企業、政府在數字空間中(zhōng)的行為(wèi)，避免壟斷、大數據殺熟、侵犯隐私等不法現象，讓數字空間成為(wèi)城市經濟活力的新(xīn)來源、居民(mín)幸福生活的新(xīn)補充。

總而言之，圍繞雙碳目标，中(zhōng)國(guó)的城市建設要完整、準确、全面貫徹新(xīn)發展理(lǐ)念，保持戰略定力，站在人與自然在城市中(zhōng)和諧共生的高度來謀劃城市經濟社會的綠色化、數字化發展，從數字時代城市運營的基本規則角度大膽創新(xīn)，努力建設好服務(wù)人民(mín)美好生活的低碳綠色城市。

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來源：清華大學(xué)互聯網産(chǎn)業研究院

編輯、圖片｜段文(wén)秀
審核、責編｜楊帆