智慧低碳城镇研究进展

doi:10.18306/dlkxjz.2015.09.006

摘要/Abstract

摘要：

智慧低碳城镇是城市健康可持续发展研究的热点和前沿。本文利用文献计量方法和通过对相关文献资料的回顾,梳理总结了智慧低碳城镇的研究概况、含义、测度方法和指标体系、应用实践、基本模式和主要政策。结果表明：智慧低碳城镇研究尚处于初期起步阶段,虽然众多应用实践已进入规划、试点和示范阶段,政策支持也不断充足完善,但迄今尚无确切统一的定义,缺乏通用性和权威性的指标体系,发展机制和模式研究较少。因此,未来应在明晰基本含义的基础上,构建适用的测度评价体系,并注重相应的动力机制、模式路径和模拟优化调控研究,为城市的健康可持续发展提供科学依据。

关键词: 智慧低碳, 城镇发展, 进展, 评述

Abstract:

At present, urban life on Earth has been greatly improved, and advanced human modernization and diverse opportunities and cultures are prospering. Along with these progresses, over-exploitation of energy and resources, massive destruction of natural ecosystems, worsening pollution of various kinds, and a series of "urban diseases" have appeared. In order to change the imbalance between our natural resource base and environment and socioeconomic development, and facilitate their effective coordination so that modern cities can be healthy and sustainable in the future, with the help of new generation information technology, research and practice about a new type of city—smart low-carbon city—has been started. As one of the academic research hotspots and frontiers, research on smart low-carbon city would be an important field that needs urgent exploration. Therefore, by using bibliometric method and summarizing existing studies, this research conducted a literature review on smart low-carbon city research, including general progress, the concept, the assessment methods and index systems, application practice, basic patterns, and major policies. The results show that: (1) research on smart low-carbon cities is still in its infancy and there is no clear and universal accepted definition; (2) research on the key issues such as methodology, proper model, index system, and assessment criteria are inadequate, and there is no universal and authoritative index system for evaluation; (3) policy supports are gradually improving and the application practices are stepping into the planning, demonstration, and pilot stages; (4) research perspectives are limited, innovative studies from perspectives of other disciplines are far from adequate; and (5) there are still research gaps in the field of smart low-carbon city dynamic mechanism, interaction mechanism, development paths, and patterns. In the future, greater emphasis should be placed on a clear definition of the concept, more appropriate assessment methodology and index systems, the internal dynamic mechanism, formation and evolution mechanism, development paths and patterns, and their optimization and regulation, which can provide a scientific basis for a healthy and sustainable urban development in China.

Key words: smart low-carbon, city development, progress, commentary

庞博, 方创琳. 智慧低碳城镇研究进展[J]. 地理科学进展, 2015, 34(9): 1135-1147.

Bo PANG, Chuanglin FANG. Smart low-carbon city: progress and prospect[J]. PROGRESS IN GEOGRAPHY, 2015, 34(9): 1135-1147.

图/表 12

图1

图2

图3

表1

智慧低碳城镇测度评价的主要指标体系"

侧重点	主要文献来源	主要指标结构
智慧特征	郑建明等, 2000	信息资源、信息网络、信息产业、信息人才(21)
	Giffinger et al, 2007; Lazaroiu et al, 2012	智慧产业、智慧公民、智慧治理、智慧沟通、智慧环境、智慧生活(74)
	邓贤峰, 2010; 陈铭等, 2011	网络互联、智慧产业、智慧服务、智慧人文(21)
	李贤毅等, 2011	泛在网络、智慧应用、公共支撑平台、价值实现(57)
	中国工信部, 2012	智慧设施、智慧应用、智慧产业、智慧保障(58)
	顾德道等, 2012; 毛艳华, 2012	智慧人群、智慧基础设施、智慧治理、智慧民生、智慧经济、智慧环境、智慧规划建设(48)
	中国软件测评中心, 2013	智慧准备、智慧管理、智慧服务(36)
低碳特征	朱守先, 2009; 张炜铃等, 2012	人均碳排放、碳生产率、碳能源排放系数(3)
	英国查塔姆研究所, 2010	低碳生产力、低碳消费、低碳资源、低碳政策(12)
	马军等, 2010	经济发展、产业发展、科技发展、社会支撑、环境支撑(31)
	李晓燕等, 2010	经济、科技、社会、环境(27)
	倪外等, 2010	低碳建筑、低碳交通、低碳产业、低碳能源、低碳消费、碳捕获与封存技术、低碳管理与制度(22)
	杨德志, 2011	经济发展、低碳技术、低碳环境、低碳社会(21)
	辛玲, 2011	经济低碳化、基础设施低碳化、生活方式低碳化、低碳技术发展、低碳政策完善度(37)
	Baeumler et al, 2012	碳排放、能源、绿色建筑、可持续交通、智慧城市模式(9)
	中国绿色发展高层论坛, 2013	环境质量评价、能源资源高效利用、废物处理率、城市绿化、环境治理投资、可再生能源利用、公众满意度、环保法规政策落实等(23)
可持续特征	方创琳等, 2001	经济可持续发展能力、生态环境保护能力、社会可持续发展能力(52)
	张灵莹, 2003	可持续发展综合实力、社会经济发展协调性、资源利用可持续性、生态环境状况(14)
	赵连静等, 2004	成长潜力、创新能力、环保能力(25)
	宋锋华, 2008	经济发展指数、社会进步指数、资源环境支持指数(38)

表1

图4

表2

国外智慧低碳城镇建设的主要领域"

	交通	生活	建筑	市政	其他
新加坡“智慧花园”	整合交通管理系统 (ITMS)减少了拥堵带来的碳排放、节省了约4000万美元的时间成本	全域(OneMap)和MyTransport.SG服务提高了居民生活的效率	智能零碳建筑,多功能外墙,导光和感应器设置	污水新生二级处理后的再处理工艺;综合水利基础设施和市政设施多功能共享利用	垃圾发电和生物质能利用
阿姆斯特丹“欧洲典范”	Energy Dock项目利用清洁能源为游船与货船充电,通过移动终端与靠岸电站联系进行自动收费	Geuzenveld和WestOrange智慧化节能技术项目;智慧电表和能源反馈显示设备;新型能源管理系统	智能大厦项目对大楼能源使用数据进行分析,促进电力系统更有效运行	气候街道项目;自动控制节能路灯照明、太阳能垃圾箱等	—
首尔“泛在之城”	智能交通系统, “智慧首尔地图”等	就近上班的智能工作中心,“首尔开放数据广场”,公共场所低能耗电子芯生态显示屏,远程教育、医疗、税务,智慧化的房间能耗控制	建筑能源效率改善项目(BRP),新能源和可再生能源循环利用,高性能保温材料屋顶,定期公布大型建筑的能耗数据	借助智能感知设备和网络对道路、管道、突发事件等进行信息监控和提醒,提供近百项在线市政服务	智能环境系统可监控生态环境指标,并自动发送信息,为节能减排和保护环境提供实时信息
迪比克“首例智慧城”	利用射频识别技术追踪公交路线运营,以便更好地规划交通路线和提高公交系统的调度效率	设置智能水表、电表、天然气表、数控水电计量器等,防止公共设施和民宅水电泄漏造成的浪费,实现节水6.6%	—	可持续发展综合监测平台对城市的水、电、气、交通、公共服务等资源连接数据进行监测、传输、分析和展示	—
东京“低碳智慧倡导者”	智能交通系统(ITS)新方案大大改善了道路拥堵状况,减少了40%的CO₂排放量	利用来自于垃圾焚烧、废水热能和其他形式的能量提供能源,极大地减轻了环境负担、提高了能源利用率	制定建筑节能技术标准、倡导节能住宅、使用节能设备;通过兼容性系统进行智能分析,对电能控制和消耗进行有效配置管理	低耗能控制系统被广泛用于城市湿度、温度、气压、降雨量等监测分析和信息提供	推广太阳能、光能和地热能使用
斯德哥尔摩“欧洲绿色首都”	智能收费系统减少了 8%~14%的道路交通废气排放量和40%的CO₂等温室气体排放量	智能化的生活废弃物处理系统;分类电子垃圾桶按需要循环利用	智能化信息化的改造建设、高效低碳的运行发展	—	增加低碳燃料使用;循环利用系统
伦敦“未来城市范本”	智能交通监控,每辆火车搭载全球定位系统(GPS),向控制室和乘客提供相应信息	信息化生活服务,全覆盖免费Wifi网络,全数字化餐厅运营;城市网络数据中心,逐步开放的智能数据库共享与应用	采用氢燃料电池供能的建筑使得体积庞大的建筑物能耗仅为使用普通燃料供电建筑的1%	低碳智能市政设施,iPad控制的LED智能灯;太阳能电池供应电能的数字化回收箱;绿色可循环利用地砖	贝丁顿零碳社区通过智能技术使热电消耗比其他普通社区减少了45%以上

表2

图5

表3

国内智慧低碳城镇建设的主要领域"

	交通	生活	建筑	市政	其他
深圳	全球公用交通领域新能源汽车应用规模最大的城市;“智能交通网”、智能化枢纽(场站)服务系统、公交电子站牌	远程教育、远程医疗、出行监测、智能信息网络、微气候优化等	低能耗设计、可再生能源规模化利用、结构形体系统、既有建筑节能改造等	环境监测、气象预警、政务公开、应急指挥等多个领域均实现了服务、管理信息化和资源高效整合	中国首个碳排放交易平台,实现了635家企业万元工业增加值碳强度下降33.5%、碳排放降幅11.7%、工业增加值增幅42.6%的成效
杭州	智能化交通设施建设对人、车、路进行监控、联系和调度;建立停车诱导系统、道路信息采集终端	社区老人信息化监护服务,居民小区安全监控服务,电子健康档案服务,家校信息化互动和网络教学,电子化的综合旅游服务平台等	智能化的办公大楼能源需求与使用管理系统,建筑健康档案,危旧房屋的智能化环保节能改造	智慧城管系统,地表水环境质量自动化监测,环境污染智能化监管	推进电子商务、即时通讯等互联网和物联网经济,积极发展太阳能光伏、生物质能、新能源汽车等高科技含量的低碳产业集群
上海	智能交通和信息实时查询的智慧公交系统不断完善	利用智慧化手段改善医疗健康、食品安全监测等	大型商业建筑的能源审计;建筑能耗的智能化控制与低碳化改造	上网速度更快,电子政务更便利;具备太阳能驱动的带摄像头、微基站的LED路灯	促进可再生能源的有效利用;推动功能性设施、通信枢纽、下一代互联网、无线电管理等专项建设
武汉	联网全覆盖的智能交通	智能生活服务;智慧物流实现商品全生命周期的精细化管理;智慧电子病历实现医院间电子病历共享	低碳智能社区和建筑;现有建筑智能低碳改造实现了中心城区新建居住建筑节能65%	智能电网、光电互动传感网络、网络基础设施、云平台和公共数据中心等	智慧低碳创新产业和技术应用;太阳能LED,地热泵、水热泵和土壤源热泵空调等智能技术供热与制冷
北京	建成了指挥调度、交通管理、交通监控、公交服务与监测、货物运输、电子收费、交通信息服务等80多项智能化的应用系统	高清交互数字电视网络升级改造、无线物联网专网和无线宽带专网建设、Wifi 等无线网络全覆盖	应用自动变频器、水计量系统、智能灯控、热回收装置、新风系统、智能家居控制系统、自动布防的安防系统等	信息化城市运行监测平台和管理系统实现了对大气污染、交通拥堵、各类碳排放的系统化监管,减少了近30%的碳排放	水文水质监测、供水监测、环境质量监测、污染源监测、一氧化碳监测等
广州	一站式智能交通解决方案,实时交通状况监控,汽车信息化整合服务	智能物流、智能食品溯源、智能医护、智能支付、智能安全监管、智慧社保等	智能化信息化的改造建设、高效低碳的运行发展	智能电网、市政排水综合管网平台、城市管网监控信息平台	微信智慧社区
宁波	公交车无线通信系统,智能调度信息,城市交通诱导服务,智慧交通云,智慧公路综合管理系统等	城市信息网络、无线网络、基础信息共享等;智慧医卫协作平台、公共健康服务平台	建筑节能标准、可再生能源建筑应用、低碳建筑技术开发、建筑的全生命周期低碳化设计	政府云计算中心、基础数据库和信用信息等专业数据库	建筑和基础设施的各个系统有效整合后与城市空间布局相衔接
南京	智慧交通管理系统和智慧铁路解决方案	居民健康信息电子档案	—	现代智能电网	—

表3

图6

表4

国外智慧低碳城镇建设的主要政策"

国家/地区	主要政策
欧洲	欧盟层面：“欧洲2020战略”、“信息社会”计划、《物联网战略研究路线图》等; 城市群层面：“SMARTiP 项目”、“Fireball 协同行动”、“Life 2.0”等;城市层面：哥本哈根的 “灯塔计划”(lighthouse projects)、阿姆斯特丹的“智慧城市行动计划”等。
英国	国家层面：《气候变化法案》、《英国低碳转型》战略方案、《英国可再生能源战略》、《低碳产业战略远景》、《低碳交通战略》、“Digital Britain”计划等;城市层面：《伦敦能源策略》、《市长应对气候变化的行动计划》、《气候变化行动纲要》、设立伦敦气候变化署。
日本	《新国家能源战略》、《21世纪环境立国战略》、《东京气候变化战略——低碳东京十年计划的基本政策》、“低碳技术计划”、《低碳社会规划行动方案》、《面向2050年日本低碳社会情景的12大行动》、《为扩大利用太阳能发电的行动计划》、《绿色经济与社会变革》政策草案、“U-Japan计划”、“I-Japan战略2015”、“智慧城市计划”等。
美国	《低碳经济法案》、《美国复苏与再投资法案》、国家信息基础设施(NII)、全球信息基础设施(GII)计划等。
韩国	《数字时代的人本主义：IT839 战略》、《低碳和绿色增长的总体规划》、“U-Korea”政策、“泛在城市”计划、“Smart Seoul2015”计划等。
新加坡	IT2000“智慧岛计划”、“智慧国家2015 ”计划(iN2015)、“智慧国家2025”计划等。
泰国	“智慧泰国”发展战略、“ICT2020”国家ICT发展框架等。
马来西亚	《国家环境政策》、《国家绿色科技政策》、《国家气候变化政策》、多媒体超级走廊、依斯干达开发计划等。
印度	“气候变化国家行动计划”、“新能源和可再生能源五年计划”、国家云计划“梅格拉杰”等。
巴西	低碳农业计划、城市可持续发展的“弹性”计划、巴西智慧城市开发计划等。
俄罗斯	《2007-2010年及至2015年高能效经济联邦专项计划》、《2010-2015年及2020年新一代核能技术》、《2020年前利用可再生能源提高电力效率国家政策重点方向》等。

表4

表5

表6

主要城市智慧低碳建设的政策和规划方案"

主要城市	主要政策和规划方案
北京	《北京市绿色建筑设计标准》、《北京市大气污染防治条例》、《北京技术创新行动计划(2013-2017)》、《北京市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《低碳城市发展纲要》、《北京市“十二五” 时期城市信息化及重大信息基础设施建设规划》、《北京信息化基础设施提升计划(2009-2012 年)》、《智慧北京行动纲要》等。
上海	《上海市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《上海市推进智慧城市建设行动计划》、《上海推进云计算产业发展行动方案》、《上海市促进电子商务发展规定》、《上海中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》等。
宁波	《共同推进浙江省信息化和工业化深度融合和“智慧城市”建设试点战略合作框架协议》、《中共宁波市委宁波市人民政府关于建设智慧城市的决定》、《加快创建智慧城市行动纲要(2011-2015)》、《2012年宁波市加快创建智慧城市行动计划》等。
深圳	“国家低碳生态示范市”协议、《珠江三角洲地区改革发展规划纲要(2008-2020年)》、《深圳市低碳发展中长期规划(2011-2020年)》、《深圳经济特区建筑节能条例》、《深圳新能源产业振兴发展政策》、《深圳经济特区建筑节能条例》、《深圳市绿色建筑认证标准规范》、《深圳市建筑废弃物减排与利用条例》、《深圳生态文明建设行动纲领》、《可再生能源建筑应用管理办法》、《关于打造绿色建筑之都的行动方案》、《深圳市综合配套改革总体方案》、《深圳城市总体规划(2007-2020)》、《深圳国家创新型城市总体规划(2008-2015)》、《深圳市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《智慧深圳建设实施方案(2013-2015年)》、《智慧深圳规划纲要(2011-2020年)》等。
广州	《珠江三角洲地区改革发展规划纲要(2008-2020年)》、《广州市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《广州国家创新型城市建设总体规划(2011—2015 年)》、《关于实施“智慧广州”战略建设国家中心城市的意见》、《关于建设智慧广州的实施意见》、《广州南沙智慧岛建设战略规划》、《关于加快云计算产业发展行动计划(2011-2015年)》等。
武汉	“数字武汉”、“武汉光城计划”、《武汉建设智慧城市总体规划与设计方案》、《武汉市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》等。
杭州	《杭州市“十二五”低碳城市发展规划》、《杭州市低碳交通运输体系建设试点实施方案》、《杭州市“十二五”信息化发展规划》、《杭州市智慧城市建设总体规划》、《“智慧杭州”建设总体规划(2012—2015)》。

表6

参考文献 53

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侧重点	主要政策和方案
智慧	政策：《2006-2020年国家信息化发展战略》、《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见》(国发[2013]32号)、《关于加快实施信息惠民工程有关工作的通知》、《“十二五”智慧城市建设战略合作协议》、《智慧城市时空信息云平台建设试点技术指南》、《智慧城市时空信息云平台建设试点技术大纲》、《国家智慧城市试点暂行管理办法》、《国家智慧城市(区、镇)试点指标体系(试行)》,以及《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》等。方案：中国智慧城市建设与推进战略研究、两批国家“863智慧城市主题项目”、三期国家智慧城市试点、国家智慧旅游城市试点和金关、金卡重大信息化应用工程等重要研究和建设项目等。
低碳	政策：《全国生态环境保护纲要》、《生态县、市、省建设指标(试行)》、《关于开展低碳省区和低碳城市试点工作的通知》(发改气候〔2010〕1587号)、《关于绿色重点小城镇试点示范的实施意见》、《关于开展第一批绿色低碳重点小城镇试点示范工作的通知》、《关于促进新能源汽车发展和合同能源管理》的政策等。方案：“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广应用工程、“十城万盖”半导体照明应用示范城市方案、《可再生能源建筑应用城市示范实施方案》、两批绿色低碳重点小城镇试点等。
综合性	党的第十八次全国代表大会报告、《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》和《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《国家新型城镇化规划(2014–2020年)》等。