黃奇帆：雙碳目標(biāo)下未來城市數(shù)字智慧發(fā)展新路徑

黃奇帆 研究員、重慶市原市長(zhǎng)

城市是人類文明的重要載體和發(fā)展空間，城市的不斷發(fā)展有利于各類要素的集聚和配置，有效促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)繁榮、提升了居民的生活體驗(yàn)。展望未來，城市發(fā)展必須充分考慮雙碳目標(biāo)的約束，以更加低碳、綠色的方式進(jìn)行。未來城市如何圍繞雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)綠色化、數(shù)字化發(fā)展，我有如下觀點(diǎn)。

首先，圍繞雙碳目標(biāo)，未來城市有六條綠色化發(fā)展路徑：

01

能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向以清潔能源為主

開發(fā)高效新熱源

城市低碳化最為重要的還是能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整。首先，電能，尤其是清潔能源發(fā)電應(yīng)當(dāng)成為城市能源消費(fèi)的主力。清潔能源基地往往遠(yuǎn)離城市數(shù)千公里，并且風(fēng)電、太陽能等清潔能源具有波動(dòng)性、間歇性的特點(diǎn)，需要能適應(yīng)各類清潔能源接入和消納的智能電網(wǎng)和特高壓輸變電系統(tǒng)作為技術(shù)基礎(chǔ)，綜合調(diào)度不同地域的電力生產(chǎn)和供應(yīng)，織就一張覆蓋全國(guó)乃至全球的能源互聯(lián)網(wǎng)。目前，建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的條件正日益成熟，中國(guó)電網(wǎng)的成功實(shí)踐為建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng)奠定了重要基礎(chǔ)，將在未來城市的能源供應(yīng)中起到關(guān)鍵作用。其次，用于城市供熱、制冷的能源，如果完全由電能轉(zhuǎn)化，肯定是不經(jīng)濟(jì)、不劃算的，所以要為城市尋找新的熱源。目前來看，各種替代方案也在逐漸成型，比如用地源熱泵技術(shù)來解決建筑物的供熱制冷問題，比如中國(guó)完全自主研發(fā)的低溫核供熱技術(shù)也因其固有的安全性可以在北方地區(qū)逐步推廣；再比如太陽能供熱系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)步也非?？?。這些城市新熱源的大量出現(xiàn)，也將為城市能源結(jié)構(gòu)調(diào)整發(fā)揮關(guān)鍵作用。

02

規(guī)劃布局將大力發(fā)展規(guī)模合理的功能模塊，形成若干功能模塊有機(jī)相連的“積木式”發(fā)展模式

未來城市要重點(diǎn)打造可以互聯(lián)互通的城市功能模塊，這些模塊要形成獨(dú)立運(yùn)作能力，也就是具備模塊內(nèi)提供當(dāng)?shù)鼐用袼谢旧?、工作需求的能力，盡量減少不必要的跨模塊流動(dòng)。一座城市就是把這些數(shù)字化模塊組織起來，實(shí)現(xiàn)“積木式”發(fā)展。通過“積木式”發(fā)展，可以把每一個(gè)功能區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施配置標(biāo)準(zhǔn)化，提高每個(gè)區(qū)域的運(yùn)作效率，并切實(shí)提升區(qū)域治理能力。實(shí)現(xiàn)“積木式”發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)是要建立城市信息模型（CIM，City InformationModel），其關(guān)鍵還是要控制模塊規(guī)模，避免走向“攤大餅”式的城市發(fā)展老路。

03

公共交通將成為大城市交通主體，城際交通高鐵占比持續(xù)增加

未來低碳的大型城市的交通模式一定不是以私家車為主體，而是要建立更便捷、更環(huán)保、低成本的軌道公共交通體系。其中，除了大都市的地鐵，空中或地面軌道交通占比將會(huì)增加，為居民提供快速便捷的出行體驗(yàn)。城市路網(wǎng)系統(tǒng)將大幅提升數(shù)字化水平實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同，通過可變車道、流量感應(yīng)等方式大大提升城市交通的流暢性。在城市道路建設(shè)方面，隨著新材料的投入使用，城市道路將與太陽能發(fā)電、電動(dòng)車充電等系統(tǒng)有機(jī)融合，進(jìn)一步降低城市交通的碳排放。隨著高鐵網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步完善，高鐵在城際交通中的占比將進(jìn)一步提高，鐵路貨運(yùn)也將得到快速發(fā)展，有利于從總體上降低交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)的碳排放。

04

建筑工程產(chǎn)業(yè)逐漸走向鋼結(jié)構(gòu)、裝配式，并通過數(shù)字化不斷降低運(yùn)營(yíng)成本

現(xiàn)代城市建筑采用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是城市碳排放的重要來源之一。在雙碳目標(biāo)約束下，鋼結(jié)構(gòu)、裝配式是比較可行的低碳建筑路線：一是可以從根源上減少水泥的使用量；二是平均使用壽命比混凝土更長(zhǎng)，從全生命周期角度來看，以鋼結(jié)構(gòu)為主體的建筑工程的碳排放要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于混凝土結(jié)構(gòu)；三是鋼結(jié)構(gòu)建筑物存在巨大的低碳技術(shù)創(chuàng)新空間，比如與鋼結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的裝配式建造可以進(jìn)一步減少建設(shè)施工過程中的碳排放。誠(chéng)然，鋼結(jié)構(gòu)也存在銹蝕、耐火性差等問題，但是隨著技術(shù)進(jìn)步，這些問題正在逐步得到解決。此外，隨著建筑信息模型等數(shù)字化手段的普及，建筑工程的數(shù)字化程度不斷提高，一方面為建筑工程運(yùn)維帶來革命性改變，建筑工程的盈利模式發(fā)生變化；另一方面，也有利于建立城市建筑聯(lián)動(dòng)的運(yùn)營(yíng)模式，做到多棟建筑的協(xié)同運(yùn)營(yíng)、資源互補(bǔ)，從而進(jìn)一步降低建筑工程的碳排放水平。

05

采取切實(shí)措施推動(dòng)工業(yè)部門脫碳減碳，構(gòu)建綠色低碳工業(yè)體系

在實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)過程中，作為耗能排放大戶，城市的傳統(tǒng)工業(yè)部門面臨如何減碳脫碳問題。建議從四個(gè)方面推進(jìn)脫碳減碳：一是源頭減量，即在工業(yè)投入品的源頭減少資源消耗。比如鋼鐵行業(yè)，要進(jìn)一步優(yōu)化燃料結(jié)構(gòu)，降低燃料比、鐵鋼比，發(fā)展短流程煉鋼。二是節(jié)能減排，積極推廣應(yīng)用先進(jìn)用能技術(shù)和智能控制技術(shù)，提升電力、冶金、化工等重點(diǎn)高耗能產(chǎn)業(yè)的用能效率。如果我國(guó)能源利用效率可以達(dá)到 2019 年世界平均水平，則可節(jié)約 15.8 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可減少碳排放約 39 億噸。三是循環(huán)回收，比如對(duì)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中的余熱和中間物料進(jìn)行回收利用，對(duì)產(chǎn)品實(shí)行全生命周期管理，發(fā)展再制造產(chǎn)業(yè)等。四是工藝流程改造，通過采用低碳技術(shù)對(duì)工藝流程進(jìn)行綠色化改造，淘汰高碳高耗能技術(shù)。在具體操作上，建議學(xué)習(xí)借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，以行業(yè)龍頭企業(yè)為依托，以碳中和為目標(biāo)，通過市場(chǎng)機(jī)制構(gòu)建互惠互利、合作共贏的產(chǎn)業(yè)鏈上下游利益共同體，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)協(xié)同效應(yīng)，推動(dòng)構(gòu)建綠色低碳新型工業(yè)體系。

06

居民消費(fèi)習(xí)慣綠色化，城市循環(huán)經(jīng)濟(jì)得到巨大發(fā)展

居民日常生活直接產(chǎn)生了 8% 的碳排放，而間接產(chǎn)生的碳排放就更加可觀，所以在實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的過程中，城市居民低碳理念的普及與踐行也是一個(gè)至關(guān)重要的因素。首先是倡導(dǎo)居民生活的低碳文化，使節(jié)能環(huán)保、綠色健康的生活方式深入人心。其次是通過市場(chǎng)化手段引導(dǎo)居民形成低碳的消費(fèi)習(xí)慣。去年 7 月中國(guó)碳交易市場(chǎng)正式運(yùn)行，目前還只覆蓋了發(fā)電企業(yè)，未來將會(huì)向各行各業(yè)拓展。當(dāng)所有生活消費(fèi)品、生活性服務(wù)業(yè)都具有“碳當(dāng)量”以后，碳交易就有可能拓展到居民個(gè)體，切實(shí)影響居民的日常生活。通過建立居民個(gè)體碳配額，并根據(jù)量化指標(biāo)給予參與者獎(jiǎng)懲約束，可以進(jìn)一步引導(dǎo)城市居民形成減少浪費(fèi)的消費(fèi)習(xí)慣。與此同時(shí)，隨著從生產(chǎn)到終端消費(fèi)者的全鏈路數(shù)字化，城市循環(huán)經(jīng)濟(jì)將會(huì)得到更大發(fā)展，在汽車、電池、電子制造、服裝等領(lǐng)域，將會(huì)涌現(xiàn)一大批從事循環(huán)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)形態(tài)，在為社會(huì)持續(xù)創(chuàng)造財(cái)富的同時(shí)，也大大降低了全產(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(shù)字化技術(shù)為支撐、以智慧城市建設(shè)為基礎(chǔ)。具體來看，未來城市也有五條數(shù)字化發(fā)展路徑：

一是生產(chǎn)要素聚集方式發(fā)生改變，數(shù)據(jù)要素將會(huì)成為未來城市運(yùn)營(yíng)的核心要素。

現(xiàn)在的城市經(jīng)濟(jì)是建立在土地、資本、科技、勞動(dòng)力四個(gè)要素之上的，雙碳目標(biāo)下傳統(tǒng)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須在要素層面上有所突破，黨中央提出的數(shù)據(jù)要素為未來城市經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展開辟了一條新路徑，使得海量數(shù)據(jù)資源成為城市低碳綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心動(dòng)力。具體來看，城市數(shù)據(jù)要素的市場(chǎng)化配置，包含了數(shù)據(jù)要素化和要素?cái)?shù)據(jù)化兩方面的機(jī)遇。數(shù)據(jù)要素化的過程是整合城市數(shù)據(jù)資源，并探索市場(chǎng)化交易模式的過程。要素?cái)?shù)據(jù)化是指對(duì)城市傳統(tǒng)的土地、資本、科技、勞動(dòng)力等要素進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。傳統(tǒng)要素與數(shù)據(jù)要素的融合是深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重大舉措，有利于利用數(shù)字技術(shù)提升要素流動(dòng)性，有利于引導(dǎo)各類要素協(xié)同向先進(jìn)生產(chǎn)力集聚，進(jìn)而為城市一二三產(chǎn)業(yè)鏈水平的提高創(chuàng)造條件。所以，未來的城市必將是建立在“數(shù)據(jù)要素化”與“要素?cái)?shù)據(jù)化”基礎(chǔ)之上的，未來城市的管理者也必須要具備運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)要素的能力，把城市各方面的數(shù)據(jù)資源變成城市綠色經(jīng)濟(jì)的動(dòng)力。

二是城市建設(shè)要從以制造業(yè)為核心的“圍產(chǎn)造城”，走向以創(chuàng)新和服務(wù)業(yè)為核心的“依城造產(chǎn)”。

近現(xiàn)代以來，隨著工業(yè)化進(jìn)程加速，城市基本上是圍繞著各種產(chǎn)業(yè)建設(shè)起來的。這種“圍產(chǎn)造城”模式是工業(yè)時(shí)代城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的自然選擇，形成了西方發(fā)達(dá)國(guó)家的一個(gè)個(gè)大都市圈?？梢哉f，以制造業(yè)為核心的“圍產(chǎn)造城”形成了人口的聚集、奠定了城市的初級(jí)形態(tài)。我國(guó)大量城市也是圍繞產(chǎn)業(yè)建立起來的，但隨著產(chǎn)業(yè)的變遷，這類城市往往表現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不穩(wěn)定性，一些資源型城市甚至出現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的嚴(yán)重倒退。在雙碳目標(biāo)下，大量傳統(tǒng)工業(yè)將陸續(xù)遷出大城市，這對(duì)于許多城市的持續(xù)發(fā)展是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，迫切需要注入新的產(chǎn)業(yè)以維持發(fā)展的動(dòng)力。這就要求我們?cè)谝呀?jīng)形成的城市基礎(chǔ)上，進(jìn)行“依城造產(chǎn)”，建設(shè)面向未來的綠色低碳產(chǎn)業(yè)。每座城市要對(duì)自身擁有的數(shù)據(jù)要素進(jìn)行深入分析，立足城市特征、瞄準(zhǔn)科技前沿，建設(shè)城市自身的高質(zhì)量?jī)?nèi)外循環(huán)，創(chuàng)造大量基于新要素的新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式。新一輪的“依城造產(chǎn)”是我國(guó)城鎮(zhèn)化發(fā)展的新階段，也是從工業(yè)文明邁向數(shù)字文明的必然選擇。

三是以數(shù)字經(jīng)濟(jì)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，破解經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)“鮑莫爾病”。

未來 40 年，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)深度調(diào)整，服務(wù)業(yè)比重將大幅提升，這符合經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)演化規(guī)律，也符合雙碳目標(biāo)的基本要求，但這也可能會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)增速持續(xù)趨緩甚至停滯，即所謂“鮑莫爾病”。對(duì)此，根本之道在于大力發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。因?yàn)楫a(chǎn)生“鮑莫爾病”的一個(gè)基本假設(shè)是服務(wù)業(yè)中多數(shù)行業(yè)是不可貿(mào)易的，勞動(dòng)生產(chǎn)率會(huì)長(zhǎng)期停滯。但以新一代信息技術(shù)、5G、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、人工智能為代表的數(shù)字技術(shù)正在改變這一假設(shè)。借助產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、數(shù)字產(chǎn)業(yè)化，過去不可貿(mào)易的服務(wù)業(yè)正在創(chuàng)造新的貿(mào)易模式。盡管 300 年前的莫扎特四重奏要四個(gè)人演，300 年后依然要四個(gè)人，但借助互聯(lián)網(wǎng)、AR/VR 等技術(shù)，聽眾可能來自全世界任意角落。換言之，在數(shù)字技術(shù)加持下，部分服務(wù)業(yè)的生產(chǎn)率正在得到全面提高，而且是以低碳綠色方式實(shí)現(xiàn)的。因此，在實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的過程中，要以大力發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)為重要抓手和切入點(diǎn)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，以數(shù)字技術(shù)賦能各行各業(yè)，加快培育顛覆性、指數(shù)級(jí)的產(chǎn)業(yè)新動(dòng)能。

四是要重視圍繞雙碳目標(biāo)的城市新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

城市新型基礎(chǔ)設(shè)施是綠色低碳城市運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)，它不僅僅是原有基礎(chǔ)設(shè)施的簡(jiǎn)單升級(jí)，而是要圍繞未來數(shù)字化城市的功能，大膽變革其建設(shè)和運(yùn)營(yíng)模式，創(chuàng)新城市能源、交通、教育、醫(yī)療等各方面的市場(chǎng)機(jī)制，為城市注入全新的發(fā)展動(dòng)力。從戰(zhàn)術(shù)層面推進(jìn)城市新基建的建設(shè)，要遵循數(shù)字化轉(zhuǎn)型的四個(gè)步驟循序漸進(jìn)：1.0 版是數(shù)字化，要實(shí)現(xiàn)“萬物發(fā)聲”。這是數(shù)字城市的初級(jí)形態(tài)，目的是讓城市的物能說話，可以通過數(shù)字形式表述出來，為構(gòu)建城市數(shù)字空間提供源頭數(shù)據(jù)。2.0 版是網(wǎng)絡(luò)化，要實(shí)現(xiàn)“萬物萬聯(lián)”，通過物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)字化的城市要件連接起來，讓城市的物與物能夠?qū)υ挕?.0 版是智能化，要實(shí)現(xiàn)“人機(jī)對(duì)話”，即讓人與物能夠交流，實(shí)現(xiàn)城市局部的智能反應(yīng)與調(diào)控，比如智能收費(fèi)、智能交通等等。4.0 版是智慧化，要實(shí)現(xiàn)“智慧城市”，就是使城市各部分功能、各個(gè)產(chǎn)業(yè)，在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上、人類智慧的驅(qū)動(dòng)下優(yōu)化運(yùn)行。

五是未來城市是由實(shí)體空間和數(shù)字空間組成的數(shù)字孿生城市，要充分重視對(duì)數(shù)字空間的治理。

當(dāng)城市新基建完成了上述四個(gè)步驟，建設(shè)數(shù)字孿生城市也就擁有了軟硬件基礎(chǔ)，可以構(gòu)建出城市的數(shù)字空間模型。從個(gè)體的角度，每個(gè)居民除了生活在實(shí)體社區(qū)、工作于實(shí)體建筑之內(nèi)，還將擁有數(shù)字空間里的身份，可以在數(shù)字空間中進(jìn)行辦公、學(xué)習(xí)、娛樂。

數(shù)字孿生城市的建設(shè)重點(diǎn)是要以需求為導(dǎo)向建立數(shù)字空間中的市場(chǎng)體系和治理體系，成為開發(fā)城市數(shù)據(jù)要素的重要手段、未來城市經(jīng)濟(jì)的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，城市的數(shù)據(jù)要素將會(huì)得到最大程度的開放共享，從而形成安全、可靠、海量的數(shù)據(jù)應(yīng)用市場(chǎng)，企業(yè)、個(gè)體都可以在這個(gè)城市數(shù)字空間中公平地生活、工作、交易。

從城市管理的角度來看，要充分重視對(duì)現(xiàn)在已經(jīng)逐漸形成的城市數(shù)字空間的治理，在兩個(gè)空間內(nèi)共用一套數(shù)據(jù)和制度的信用體系是關(guān)鍵?；趨^(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，可以建立一個(gè)覆蓋城鄉(xiāng)的更加公平、可靠、安全的信用體系，在此基礎(chǔ)上，要對(duì)數(shù)字空間立法，規(guī)范個(gè)體、企業(yè)、政府在數(shù)字空間中的行為，避免壟斷、大數(shù)據(jù)殺熟、侵犯隱私等不法現(xiàn)象，讓數(shù)字空間成為城市經(jīng)濟(jì)活力的新來源、居民幸福生活的新補(bǔ)充。

總而言之，圍繞雙碳目標(biāo)，中國(guó)的城市建設(shè)要完整、準(zhǔn)確、全面貫徹新發(fā)展理念，保持戰(zhàn)略定力，站在人與自然在城市中和諧共生的高度來謀劃城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綠色化、數(shù)字化發(fā)展，從數(shù)字時(shí)代城市運(yùn)營(yíng)的基本規(guī)則角度大膽創(chuàng)新，努力建設(shè)好服務(wù)人民美好生活的低碳綠色城市。