智慧城市如何推进双碳目标达成?——对话世界低碳城市联盟主席孔英

|WeCity 作者:李瑞龙 2021-11-19

 

 

​对话人

世界低碳城市联盟主席、清华大学SIGS-IMR碳中和研究中心主任孔英教授

腾讯研究院高级研究员李瑞龙

 
李瑞龙: 团队提出从智慧城市到碳中和城市的研究思路,想请问孔英老师,智慧城市与低碳城市发展两者间是怎样的一种关系,碳中和发展应该如何融入智慧城市建设中?
孔英: 智慧城市的概念由IBM从“智慧的地球”概念延伸而来。 碳中和城市则是低碳城市的升级版。 对于城市的特性,各界提出了多种不同的概念,如数字城市、智慧城市、绿色城市、低碳城市、可持续发展城市、碳中性城市、生态城市、零碳排城市等等。 2012年,我国最早从物联网应用的角度出发首次提到了智慧城市。 2015年新型智慧城市首次被写入政府工作报告。

城市的不同命名方法直观地反映了对城市不同属性的关注点。 为实现我国2030年碳达峰、2060年碳中和的目标,即双碳目标,应运而生的碳中和城市概念是对低碳城市的一种扩展定义。 我们认为,碳中和城市并不等同于碳中性城市。 考虑到每一个城市有其特殊的资源禀赋和功能定位,我们认为,碳中和城市应该是在城市资源禀赋和城市功能的约束条件下,为双碳目标的实现而达到碳排放最优状态的城市。 因此,城市为了向碳中和城市发展,就需要充分考虑自身的特性。 城市的数字化建设 (数字城市) ,是碳中和城市发展的基础,亦即通过物联网和大数据将城市的资源禀赋和功能定位进行可测量的、可视化的转化,同时掌握城市的实时运行数据,供城市管理机构和市民参考和决策。 在数字城市的基础上,通过大数据、云计算、统筹规划、人工智能算法等手段为城市提供智能化的平台,结合城市发展和市民生产生活需求,形成基于数据的多种高级应用服务,这样就构建了智慧城市的基本架构。 如前所述,碳中和城市需要数字化来提供数据,从而动态把握城市的资源禀赋和实时状态,也需要智慧城市应用架构来对城市治理进行科学决策,因此绝大部分碳中和城市都依赖于智慧城市建设; 换个角度看,智慧城市所建立的应用架构,在双碳目标要求下,必须要充分考虑在城市碳中和规划和节能减排方面的需求。

李瑞龙: 智慧城市建设的过程中,投入了各种各样的数字技术,这些技术能够在哪些关键场景下,通过怎么样的路径,对双碳目标产生有效的贡献?

孔英: 智慧城市建设过程中,经常用到的一系列常规的数字技术: 大数据、物联网IOT、地理信息系统GIS、人工智能AI (机器学习ML) 、数字孪生城市CIM等。 在不同的应用场景中,都将起到重要作用。

比如说在双碳目标下是重中之重的能源结构转型,数字化建设就可以有效地在能源利用这一方面发挥积极作用。 我们知道,电网系统的鲁棒性要求对间歇性新能源的接入有一定的比例要求,比如在当前电网条件下,间歇性新能源上网比例如果超过15%,就会给整个电网安全带来巨大的风险。 因此,城市供电系统如何柔性协调新能源上网的份额,是城市智慧化的一个重要方向。 在建筑减碳中,实践表明,仅仅是采用粗略的用能预测就可以节能至少20% (达实大厦节能案例) ,如果对其进行更为智慧化的预测,并采用实时反馈机制,相信节能效果会更好。  

另外,结合GIS (地理信息系统) 和数字孪生模型,我们可以建立虚拟模型以在措施和政策实施前确定其影响,这样一来,城市碳中和规划可以更加直观,特别是可以借助于虚拟模型对城市内各主体的碳减排状态进行实时监控,从而助力监管部门有效监管里程碑和碳减排指标的落实情况。  

在交通规划这一应用场景中,我们可以看到,不管是新加坡,还是首尔,都在尝试通过数字手段来预测分析,从而管理对公交车运输的需求以及司机的行为。 像这样对客流和交通疏堵状态的数字化管理,有助于更好地规划设计公交系统的路线、班次,降低乘客候车时间,提高交运效率。 而且,通过对私家车的行驶路径大数据分析,可助力城市交通规划,如红绿灯切换时间设计、市内交通绿波带、停车场和加油站的规划等等。 通过对驾驶员驾驶安全行为数据的分析和引导,还可以大幅度降低交通事故发生率,从而提高畅通率,减少碳排放。  

 

李瑞龙: 除了技术之外,智慧城市还涉及各种社会技术方法的变化,如社会生活、金融政策和政府干预等等方面,这些非技术因素下的城市“智慧”,会如何影响城市的低碳化?  

孔英: 智慧城市所采用的数字化和数字创新本身并不是目的,而是旨在改善人们的生活,以实现更大的包容性、可持续性和复原力,所以,智能属性不仅关注于数字技术,而且还包括将技术、社会、金融和政府干预结合起来的社会技术方法。

首先,智慧城市本身就是生活方式新变化产生的重要原发地。 这些年发展起来的新科技应用,如快递物流、外卖、线上教育和直播带货等,在智慧城市的基础上,数据的获取已经成为其基础和重要服务依据。 因此,智慧城市可以让对于新兴生活方式的管理更加便捷和直观,同样适用于助力它们低碳化。  

在金融领域,尽管智慧城市和低碳城市目前涉及的许多前沿技术仍然缺乏稳定收入的明确途径,但智慧城市提供了大量公共性服务,如PPP (政府与社会资本合作) 模式。 这一模式就很适合助力解决智慧城市建设中可能存在的融资问题。 而实际上,双碳目标也是对温室气体等“强制性公共物品”的控制管理,因此智慧城市和碳中和的结合有助于碳金融和碳交易的充分价值利用。  

最后,一个可持续的智慧城市应该促进城市居民共同参与。 对我国而言,同样如此。 双碳目标既是国家战略,也是全民行动。 为鼓励小微企业、社区家庭和个人加入到低碳减排的行列中,广东开展碳普惠制试点已有五年时间,在广州、惠州、中山、深圳等城市都取得不错的成果,融入了公共出行、垃圾分类、旧衣回收等领域。 通过碳普惠建立的碳普惠核证减排机制,个人践行低碳行为,如乘坐地铁出行、节约用水等,即可参与碳减排认证。 个人的碳减排量经过核证、量化后,即可换购商品,或者在广东省碳排放交易所出售。 碳普惠正在成为推动节能减排、新能源发展、乡村振兴、生态补偿、普及公众低碳意识的重要市场机制。

 

李瑞龙: 您是世界低碳城市联盟主席,可否为我们介绍一下国内外比较典型的优化案例; 另外,相关经验如果要移植中国,政府和企业可以通过哪些手段去克服“水土不服”?  

孔英: 在国际上,欧盟,特别是北欧,在低碳城市方面的实践比较领先,如世界低碳城市联盟的注册地芬兰赫尔辛基市。 国外较早开始低碳治理的城市已经将城市发展和碳减排结合得比较成熟了,当前的大部分措施着眼点在于一些细节和行为规范。 实际上,现在我国在推行双碳战略的过程中,有更好的后发优势,比如现在智慧城市和数字技术的基础,能够让我国的城市更为有战略眼光地制定城市规划。 我国还与新加坡合作,建立了“Sino-Singapore Tianjin Eco-city”项目,旨在实现清洁能源的自给自足,也取得了一定的成果。

 

李瑞龙: 从智慧城市到低碳城市的建设过程中,同样,不可避免地存在一些风险点,如个人隐私与安全、弱势群体的保护等,您是怎么看待这方面的问题,有何建议?  

孔英: 要实现城市碳数据的利用,需要更大规模地开放数据,但出于隐私原因,公民可能不愿意分享他们的信息,尤其是当私人企业可能得到这些数据时。 不过我们认为,隐私风险不属于碳中和城市发展需要单独考虑的问题,因为这是一切发展都需要关注的。 而且在现阶段,我国的减碳努力主要集中在能源结构调整和重点行业的减碳上; 城市碳数据的采集利用也集中在大部分企事业单位和公共服务上; 涉及个人隐私的大部分是碳普惠,这部分本身就属于公民自愿减排行为。 当然,除了个人数据隐私之外,还涉及产业数据隐私,比如碳核查和城市规划方案过程中的数据分析工具国产化、解决方案国产化,这都是值得重视的。

 

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