- - --
- .总结资料 能源约束下城市空间发展模式选择
石智雷
摘要：近年来，我国城市化演进过程不断加快，能源消耗快速向城市集中，能源供求缺口越来越大，城市能源的可持续利用和城市的生态环境问题也随之而来，选择合理的城市化发展模式，对于提高一个城市的可持续发展能力具有重要的现实意义。城市空间发展模式影响着居民出行方式、出行分布、城市交通结构和城市建筑耗能，并进而影响着城市的能源利用效率。根据对国外城市发展经验的借鉴，提出中国城市化合理的模式和政府应采取的适当政策：合理地紧缩城市；优化大城市空间结构；推广TOD理念。
关键词：城市能源；交通；建筑；城市空间模式
〔中图分类号〕 F299. 21; D63 〔文献标识码〕 A
城市化是中国实现现代化的必由之路，而能源是实现城市可持续发展的重要因素之一，同时能源使用也是城市环境污染的重要原因之一。一般认为，当城市化比例达到30%时将进入起飞阶段，近期我国城市化比例为45%，已处于起飞阶段。城市快速发展的时期也是能源消费的高涨时期。能源短缺越来越成为城市发展的瓶颈，制约着城市发展的水平和速度，决定了城市发展的方向和趋势。城市化反映在地域实体上就是空间的扩展和空间资源的优化。伴随着快速的城市化进程，我国的城市空间形态也发生了急剧变化。那么，选择合理的城市空间发展模式，优化城市能源的空间结构形式，便成为当前缓解能源危机实现城市可持续发展的关键。
一、中国城市能源严峻形势
城市能源消费占总能源的三分之二。经济增长，人口增加和城市化的加速，即给有限的现存能源带来日益沉重的压力，也增大了对城市环境质量和公众健康的威胁。城市社会经济的可持续发展受到前所未有的严重挑战。
（一）城市能源需求旺盛，供应不足
当前，随着经济的发展和城市化的加速，我国城市能源需求量居高不下，市场供求紧。截至2009年底，中国的城市化率为46.6%[1]，比世界平均水平低了5个百分点，与同等收入国家相比低了近10个百分点。未来一个时期，中国的城市化进程将加快发展，2020年中国的城市化率将达到55-60%。当前城镇人口年均消耗能源为农村人口的3.5倍，城市化水平即使每年提高一个百分点，中国每年也将增加至少1300万城镇人口，需要大量的新增能源[2]。据研究，1985—2000年我国城市人口和能源消费量两者相关系数达到0.8879，城市化水平每提高1%，城市居民能源消费需求就将增加3800万吨标准煤。这相当于我国2000年能源生产总量106988万吨标准煤的3.56%。[3]。国际能源署日前发布的2010年《世界能源展望》显示，中国在2009年已经超过美国成为世界上最大的能源消费国家，估计2035年中国占世界能源的需求将超过全球需求总量的五分之一。
近年来中国交通运输业能耗的绝对消耗量增加迅速。到2004年，我国机动车保有量已达96 499 597辆，其中，汽车保有量为24211 615辆，私人汽车保有量已达12 427 672辆。经济学家指出，机动车的快速增长必然与经济的快速发展相对应。按照发达国家的一般规律，当
作者简介：石智雷（1984—），男，XXXX人，中南财经政法大学公共管理学院，经济学博士。研究方向：人口经济与城市经济。
- -
--
- .总结资料 轿车平均价格接近人均国生产总值(GDP)的2至3倍时，是轿车批量进入家庭的门槛。据有关专家预测，2015年人均国生产总值将达到3 440美元，此时将具备足以支撑汽车进入家庭、私人购车持续增长的重要条件[4]。未来10年国机动车拥有数量有着持续猛增的势头（见图1）。目前我国就会有家用小轿车3420万辆以上，仅是每年小轿车所耗汽油就要6000多万吨。
机动车拥有辆020000400006000080000100000120000200220032005201020152020(年)单位：万辆机动车拥有辆
图1 中国机动车拥有辆预测
数据来源：根据王献香,林航飞.“我国机动化趋势分析”表3整理所得.
从能源消费的部门结构来看，到2020年，交通部门的用能将迅速增长，其用能所占的比例将从2000年的11.1%提高到2020年的17.1%[5]。作为主要原油进口国，我国原油进口已达1.2亿吨，成为世界第二大石油进口国，其中43%用于交通领域。按照近几年的我国城市每年机动车拥有辆平均增长速度（10%-15%），考虑经济、科技和社会发展因素，估计中国石油现有储量仅能维持大约28-30年[6]。城市建筑和重化工耗能在总能源利用中所占比例有逐年增加之势。全国空调高峰负荷已达到4500万千瓦，相当于2.5个三峡电站满负荷出力。随着城市化的进程和人民生活质量的改善，按照目前的建筑能耗状况，到2020年我国建筑能耗将比2004年增加2.5亿吨/年标煤和新增耗电5800～6300亿度/年，总计折合电力约1.3万亿度，新增量相当于目前建筑总能耗的1.3倍[7]。
（二）城市能源利用效率低下，浪费严重
00.10.20.30.40.50.6中国日本能源效率能源效率
图2 中日城市能源利用效率比较
数据来源：华南理工大学.华贲 “能源形势分析”2004.
中国的能源系统效率为33.4%，比国际先进水平低10个百分点左右。中国2000 年能源效率大致相当于欧洲90年代初的水平，日本70年代初的水平（日本1975 年能源效率为36.5%）。中国能耗强度为世界平均值的2-3倍以上。中国11个高耗能产业的33种产品能耗比国际先进水平高46%左右[8]。同国外城市相比，我国城市的能源利用技术仍然比较落后（见图2）。根据 OECD统计，2000年全世界平均单位GDP能耗为2.5×$-1。市 2000 年能耗水平相当于世界平均水平的4.8倍、日本东京1995年单位能耗的26倍（按可比口径计算）[9]。 - -
--
- .总结资料 从建筑的能源效率看。自1991年来建成住宅1.96亿平方米，公共建筑7000万平方米，建筑热工性能大多不能符合现行的建筑节能标准，中央空调系统能耗较高，建筑综合能耗是发达国家的3-4倍，如果近10余年新建的1.96亿平方米住宅按现行建筑节能标准进行建筑围护结构节能改造，将耗资达1 17.6亿元。如市建筑5%的大型公用建筑,消耗了市50%的能源[10]。
二、城市空间发展模式、交通结构和能源消耗
合理的城市发展模式是城市交通结构优化的基础，而合理的交通结构的确立是建设可持续发展的现代化城市的核心。近年来，随着“可持续发展”、“生态化”、“能源危机”等概念的热现，对相应的城市空间发展模式进行新的反思。在本部分我们从不同出行分布、出行方式和交通结构的能源消耗差异的角度来分析城市空间发展模式的选择。
（一）城市空间发展模式影响出行距离和分布
高密度的城市空间模式，往往可以有效地缩短人们的出行距离，并且较高的人口密度可以增加城市组织的有机性[11]：
（1）在既定的交通距离（尤其是便于步行的距离），增加了各种可以获得的活动的机会；
（2）扩大了在特定地点可供养的公共服务的比例和规模，形成规模效应的同时，减少了当地居民出行到其他地方的需要；
（3）“交通端”人口密度的增加足以支持公共交通。
表1 不同的人口密度与交通方式下人均每周的出行距离 单位:千米
密 度
(人/公顷) 所有的交通方式 小汽车 本地
公车 火车 步行 其他
小于1 206.3 159.3 5.2 8.9 4 28.8
1-4.99 190.5 146.7 7.7 9.1 4.9 21.9
5-14.99 176.2 131.7 8.6 12.3 4.3 18.2
15-29.99 152.6 105.4 9.6 10.2 6.6 20.6
30-49.99 143.2 100.4 9.9 10.8 6.4 15.5
50及以上 129.2 79.9 11.9 15.2 6.7 15.4
合计 159.6 113.8 9.3 11.3 5.9
19.1
数据来源: National Travel Survey, 1986 ，英国.
一般说来，高密度地区使出行距离相对较短，且大多采用步行或自行车等非机动车交通方式，使人均机动车里程随人口强度的增加而下降。表1反映了英国的城市里，较高的居住密度与较小的出行距离以及公车、步行等交通方式的利用率之间有着较强的相关性。另据有关专家研究，人口密度超过1万人/平方千米时，年人均机动车里程较低，多数在10千米/人以下，且随着密度进一步增加，变化趋于稳定[12]。这主要是由于开发强度高，各种城市功能在有限的地域围集成，人们的工作、文化娱乐、教育学习、探亲访友、购物社交等活动都可以在有限的空间组织，缩短了交通出行的距离。ECOTEC（1993年）为英国政府所做的一项研究证明了城市密度与交通距离之间存在着负相关：在人口密度最低的地区，人们每周的驾车行驶里程是密度最高地区的两倍[13]。
在对出行分布的影响方面,高强度开发的城市交通出行更容易在较小的围就地均衡。“卧城”和西方蔓延式的城市化模式中，由于居住与工作地的分离，新区与老区的分离，生活与娱乐的分离，形成对交通的过度依赖，导致钟摆式交通分布状况。交通距离和出行次数的增加，强化了居民对私人小汽车的需求，由此机动车数量和出行率大增，城市交通“瓶颈”日益突显。与此相反，集中化城市区域，由于各种城市要素的高效聚集、有机组织，把居民的- -
--
- .总结资料 活动局限在较小的区域，有效的缩短了人们的出行距离，形成城市部交通人流的有机分散。
（二）城市空间发展模式影响出行方式的选择
研究表明，不同密度地区交通方式使用结构明显不同。总体而言，在各种交通方式中，密度对私家车和公交车有较显著的影响，高密度的地区居民通常采用公共交通和非机动车方式，而低密度地区则以小轿车交通为主。国外学者分别从居住密度和工作密度对交通方式选择的影响展开研究，并总结出一系列具有一定参考价值的结论和指标。赛韦罗采用1985年全美住户调查数据1985AHS研究表明，提高城市密度，结合土地混合使用，能降低机动车拥有率和减少出行距离；普什卡和朱（Pushcarev and Zupan）发现，当密度达到148单位/公顷以上时，一半出行将以公交方式实现。另一方面，就业密度也影响工作出行方式的选择。希默克指明就业密度越高，公交使用的比例越大；弗兰克和皮沃（Frank and Pivo）更是给出了相应的经验数值，认为交通方式由单人驾车向公交、步行方式转化存在就业密度的门槛：每达到62-123/公顷就业人数的密度时，随密度的增加单人驾车适度转为公交、步行方式，而达到185/公顷就业人数的密度时，则随着密度的增加，这种变化迅速明显[12]。
表2 不同城市密度地区日常通勤交通方式选择 单位：%
城市地区 城市密度 步行或自行车 公共交通 摩托车 私家车 其他
莫里斯（2000） 低 1.9 4.2 0.8 81.2 3.7
伦敦（1998） 中 14 13 1 71 -
新加坡（2000） 高 6.4 52.4 4.8 23.7
6.1
数据来源：根据周素红、利军：《城市开发强度影响下的城市交通》一文整理.
由表2可以看出城市密度与交通方式选择的相关性。以高密度著称的新加坡仅有23.7%的私家车使用，远低于莫里斯和伦敦的81.2%和71%；与此对应在使用公交车方面，新加坡是52.4%，而莫里斯是4.2%。当然，不能否认交通方式的选择与各地的居民习惯、生活观念、城市发展策略和城市管理方式等有很大关系，但是出行方式与城市结构和道路交通供给关系更为密切。紧凑的城市发展模式，高密度的市区开发，社区土地的混合使用，绿色可持续的交通规划，公交优先的城市管理，可以为居民的日常交通做合理的规划和引导，增加公共交通的利用效率，可以在更加方便的通勤距离为居民提供足够的工作、日需品、服务以及休闲娱乐的选择。如表2所示，由于政府对绿色交通的重视以及城市规划师的精心设计，城市密度中等的伦敦反而比高密度的新加坡在使用自行车和步行方面有更高的比例。
（三）城市空间发展模式影响交通结构
城市交通系统的能源消耗主要体现在各种交通工具的运动过程中。表3根据英国能源部1990年的报告列出了各种城市客运交通方式在满载情况下的能源消耗情况。从表3可以看出优化城市交通结构体系，提倡公共汽车和轨道交通可以有效减少交通能源消耗，但是如果因为公交经营不善而承载率过低则会大大削弱公共汽车人均能耗上的优势，从而对城市交通规划提出了更高的要求。当然，在实际生活中私家小汽车非满载的情况为多，加上在城市交通拥挤状况下，其能源消耗指标更是直线上升。
表3
各种客运方式在满载下的能耗 单位：MJ/KM
客运方式 座位 车均能耗 人均能耗
小汽车 4 3.64 0.91
摩托车 2 1.25 0.63
BR电车 330 88 0.27
地铁 580 122 0.21
公共汽车 75 14.05 0.19