城市——其中最好的城市是交通网络、自行车道、紧凑型公寓和快乐咖啡师的堡垒——其发展速度比下水道老鼠的繁殖速度还快,加剧了它们对能源已经很高的需求。这种趋势非常陡峭,一项新的分析预测,到2050年,城市中心消耗的能源将是2005年的三倍。
但听起来像威胁的东西也可能被视为机遇。这项由五位欧洲和美国研究人员进行的新研究,并于周一发表在《美国国家科学院院刊》上,指出了智能增长、汽油税和其他可以减少城市中心能源需求的措施所带来的惊人的潜在气候效益,城市中心是世界上越来越多的人口集中地,也是能源使用最多的地方。
该分析得出结论,通过采取这些关键步骤,特别是在亚洲、非洲和中东地区,世界各地的城市可以将自己在2050年的能源使用量限制在540艾焦耳(美国大约需要三周的时间来生产足够的原油以产生1艾焦耳的能量)。这已经是一个很大的能量——是城市2005年240艾焦耳能源需求的两倍多。但它比分析的在一切照旧情景下预测的需求730艾焦耳少了四分之一。
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鉴于当今人类使用的大部分能源来自化石燃料,提高城市的能源效率可以带来巨大的气候效益。城市占世界能源使用量的大部分,以至于最近的一份联合国气候报告得出结论,城市占每年二氧化碳污染的四分之三。
研究人员花了两年多的时间分析了来自三个主要国际来源的274个城市的数据,根据这些城市的规模、气候、收入水平、经济概况和其他可能影响能源使用的因素,将这些城市分为八类。
“我们正在寻找不同城市在能源使用和排放驱动因素方面的共同点,” 墨卡托全球公域与气候变化研究所研究员菲利克斯·克鲁茨格,即周一发表的这项研究的作者之一说道。
他们还模拟了城市能源使用量预计的增长,包括如果不同类型的城市采取各种低碳城市发展战略来提高能源效率,能源使用量将如何受到影响。
他们发现,遏制未来能源使用的最大机会在于发展中国家的城市,其中许多城市尚未锁定汽车依赖、长距离通勤和效率较低的城市中心的蔓延郊区。对于这些城市来说,良好的城市和交通规划策略被认为是关键。
在研究人员称之为城市化减缓楔形的减少预计到2050年城市能源使用量的总体机会中,57%被发现在亚洲。另外29%在非洲和中东。
专家们一致认为,在那些连概念都还很陌生的发展中国家改善城市和交通规划将具有挑战性。在发展中国家,在未充分利用的土地上建造摇摇欲坠的房屋和企业,而没有获得许可或批准,导致污水管道、道路和其他基础设施服务不足的蔓延,这种情况很常见。
“在印度,没有城市形态,” 加拿大阿萨巴斯卡大学可持续发展教授安舒曼·卡雷说道,他在印度长大,也在日本和德国工作和学习过。“你看着亚洲说,‘好吧,那里必须改变什么?’ 我说不出必须改变什么,因为一切都必须改变。”
交通与发展政策研究所政策主管迈克尔·雷普洛格说,来自中国(上海等一些城市一直在努力引入西式交通规划)的证据表明,这些挑战是可以克服的。该研究所帮助世界各地的城市进行交通规划。克服这些挑战可能需要来自外国和城市的大力援助,在这些国家和城市,城市规划和建筑规范被认为是理所当然的。
“印度人需要向这些最佳实践学习,” 雷普洛格说。“这指出了一个巨大的需求领域,即在城市化的发展中国家创建并迅速加强机构能力,以进行城市规划和交通规划。”
相比之下,研究发现最发达国家仅能贡献6%的减缓楔形。在富裕且成熟的城市中,缓解未来能源需求的关键被发现是高汽油价格和紧凑的城市设计,这可以通过建筑规范来实现。一旦像凤凰城这样的蔓延城市建成,其高能源使用量就被认为是锁定的。
马里兰大学环境经济学家乔瓦尼·拜奥基说道,他帮助制作了这项新研究,“如果我们等待太久,那么我们将把自己锁定在一个碳密集型、高能源需求、高能源消耗的结构中,这种结构在未来几年内无法改变。”
拜奥基说,“如果你创建一个结构,除非你有廉价的汽油价格,否则你不可能去上班,这只会使其更具风险,并且如果石油价格上涨,该系统将面临冲击的危险。”
然而,一些专家质疑6%的这一发现,称这项研究似乎低估了已建成城市通过改造基础设施和重建或重新设计现有建筑物来重塑自身的潜力。
旧金山城市规划智库SPUR的政策主管劳拉·谭说,“我们不认为我们可以在已建成城市中做出根本性的改变。”
谭说,“我们可以尝试对建成环境进行深度改造,尤其是在那些碳足迹如此之高的内环郊区,例如100%可再生能源、电动和可再生能源驱动的车辆、现场雨水收集和再利用系统以及更多的无车或轻车出行解决方案。” 谭说,这些技术是存在的,但尚未“大规模”推广。“我们可以对美国现有的城市环境进行深度脱碳。这将需要大量的政治意愿,但我认为这是可能的。”
谭说,在国际上,发展中的城市应该有可能“跨越式发展”,避免过去其他地方犯下的城市规划错误——就像许多发展中国家跳过固定电话,直接使用移动手机和基站一样。
这可能需要美国和其他西方国家持续的援助——但这也将为这些国家带来好处,因为它将减缓气候变化。