青岛市低碳城市建设评价研究

本 科 毕 业 设 计（论文）

青岛市低碳城市建设评价研究

学生姓名： 学 号：

专业班级：工程管理08-2班 指导教师：

2012年06月18日

中国石油大学（华东）本科毕业论文

摘要

低碳城市是随着低碳经济和气候变暖提出的城市发展目标。构建全面的低碳城市评价指标体系有助于正确认识和量化评价低碳城市，推动其建设和发展。

本文对低碳城市相关概念进行整理和概述，明确了低碳城市的含义，论述了青岛市建设低碳城市的必要性和可行性。以此为基础，基于一定的原则构建了包括低碳生产、低碳消费、低碳资源和低碳政策四个一级指标，十二个二级指标的青岛市低碳城市评价指标体系。运用层次分析法赋予指标权重，构建了两级模糊综合评价模型对青岛市低碳城市指标进行评价。最后，运用构建的评价指标体系和评价模型，对青岛市2005年至2009年低碳城市建设状况进行评价分析。结果表明，构建的指标体系和模型科学可行、可操作性强，为青岛市低碳城市建设提供了思路和方法。

关键词：低碳城市；青岛市；指标体系；评价模型

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Abstract

The low-carbon city is a objective for urban development with the low-carbon economy and climate warming. Building a comprehensive evaluation index system of low-carbon city will contribute to correctly understand and quantify the evaluation of low-carbon city, and promote the construction and development.

The paper will collect and overview the related concept of low-carbon city, definitude the meaning of the low-carbon city, and dissertate the necessity and feasibility of low-carbon cities of Qingdao Municipal Construction. On this basis, we build the low-carbon city evaluation index system of Qingdao city which include four level indicators including low-carbon production, low-carbon consumption, low-carbon resources, low-carbon policies, and twelve two-level indicators. Giving the index weights using Analytic Hierarchy Process, we construct the two fuzzy comprehensive evaluation model to evaluate the low-carbon urban indicators of Qingdao City. Finally, using the evaluation index system and evaluation model, we evaluate the analysis of low-carbon urban construction conditions from 2005 to 2009 in Qingdao City. The results show that the evaluation index system and evaluation model is scientific, practical and operable, and provides ideas and methods for low-carbon urban construction in Qingdao City.

Key word:low-carbon,city,Qingdao,index system,evaluation model

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目录

第1章 前言 ....................................................... 1 1.1研究背景和意义 ...................................................... 1 1.2国内外研究现状 ...................................................... 2 1.2.1国外研究现状 ..................................................... 2 1.2.2国内研究现状 ..................................................... 4 1.3研究内容和思路 ...................................................... 5 1.3.1研究思路 ......................................................... 5 1.3.2研究内容 ......................................................... 6 第2章 青岛市低碳城市建设评价指标体系构建 ............................ 8 2.1评价指标的选取原则 .................................................. 8 2.2 评价指标体系设计 .................................................... 8 2.3各个指标解释 ........................................................ 9 2.3.1低碳生产 ......................................................... 9 2.3.2低碳消费 ........................................................ 10 2.3.3低碳资源 ........................................................ 10 2.3.4低碳政策 ........................................................ 11 第3章 青岛市低碳城市建设评价模型................................... 13 3.1评价模型的选择 ..................................................... 13 3.2评价思路 ........................................................... 13 3.3评价指标权重的确定 ................................................. 14 3.4模糊综合评价模型 ................................................... 16 3.4.1模糊和模糊集 .................................................... 16 3.4.2模糊综合评价的基本原理 .......................................... 17 3.4.3模糊综合评价 .................................................... 18 3.5多级模糊综合评价模型 ............................................... 20 第4章 青岛市低碳城市建设评价实证................................... 21 4.1设定指标权重 ....................................................... 22 4.2因素集和评语集的设定 ............................................... 24 4.3指标数据处理 ....................................................... 24 4.4一级模糊综合评价 ................................................... 28 4.5二级模糊综合评价 ................................................... 29 4.6综合评价结果分析 ................................................... 30 第5章 青岛市建设低碳城市的问题和对策 ............................... 32 5.1 青岛市建设低碳城市存在的问题 ....................................... 32 5.2 青岛市建设低碳城市对策 ............................................. 33 5.2.1产业结构升级和调整 .............................................. 33 5.2.2发展城市公交，限制汽车数量 ...................................... 34 5.2.3把握契机建成碳交易中心 .......................................... 34 5.2.4加大城市绿化水平 ................................................ 34

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致 谢 ........................................................... 36 参考文献 ......................................................... 36

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第1章 前言

1.1研究背景和意义

近年来，极端天气气候事件以前所未有的关注度登上了世界舞台。在可观测记录的范围内，“历史罕见”的情况正在越来越常见。气象专家普遍认为，由于全球气候变暖，地表气温升高，导致蒸发到大气中的水汽总量增加，水循环的速率加快，因而更多的降水在更短的时间内发生。另外，由于水分蒸发加快，一些地区的干旱会更持久、严重。全球气候变暖所引发的灾难不止上述的极端天气候事件，它对地球的生态系统、资源甚至人类的健康和生存都形成了巨大的威胁。而气候变暖的科学解释之一就是温室气体排放的增加。IPCC预测从2000年到2030年，全球温室气体排放量将增长25%到90%，而每10年全球气温将增长0.2℃ [1]。这对我们生存环境产生的影响将是无法估量的，我们必须采取措施缓解这一数字的增加，“低碳”概念的提出符合这一主旨，减少二氧化碳等温室气体的排放才能缓解全球气候变暖的状况。能源直接影响着国家安全和经济社会的可持续发展，是人类社会存在和发展的物质基础。然而，人类也越来越感悟到大规模使用化石燃料所带来的严重后果，在发展经济和不断提高人民生活水平的同时，不可再生能源日益枯竭，并且全球环境也在不断地恶化。

在现代社会，城市是经济社会活动的中心，是受气候变化和能源危机影响最严重的地方；同时城市也是能源集中使用与消耗的场所，其本身就是全球气候变暖的源头之一。在大规模的城市化进程中，世界各国的城市都曾面临过或正在面临着城市发展中带来的能源消耗量巨大、环境污染严重、交通拥挤、资源浪费等等问题。因此，在上述背景下，低碳城市的概念应运而生，同时低碳城市建设的研究价值也日趋显现。

青岛在经济发展中取得了显著的成绩，但发展进程中同样面临着能耗大、环境污染等问题，构建低碳城市刻不容缓。其必要性主要体现在如下两个方面：

第一，环境要求。青岛是北方城市中二氧化硫污染严重、酸雨较为频繁的地区，青岛的大气污染一直以来都是引起市政府以及市民注意的问题。青岛大气污染严重的主要原因有：(1)青岛市工业和居民生活以燃烧煤炭为主，近年来机动车增多导致汽车尾气排放严重。(2)青岛市城区南北狭长，工业区处于最北部，冬季城区正处在工业排放源的下风向，致使城区直接受到污染。(3)地理位置导致污染物不易扩散。青岛是个半岛城市，地势起伏不平，不利于污染物稀释扩散；同时青岛多雾，由于老城区人口密度大，

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冬季居民生活取暖，烟气低空排放，遇到逆温和海雾天气，污染物被限制在地面和逆温层之间[2]，不易扩散，加重了大气污染。

第二，城市发展的要求。青岛是全国十五个副省级市之一，同时同大连、宁波、厦门、深圳一起被单列，成为了五个计划单列市之一。在城市发展目标上，《青岛市城市总体规划(2006—2020)))提出“实现经济、社会和环境相协调的可持续发展，将青岛建设成为富强、文明、和谐的现代化国际城市”的发展目标。在城市性质上，将青岛城市性质确定为“中国东部沿海重要的中心城市，国家历史文化名城，国际港口城市、海滨旅游度假城市”。青岛正努力赶超排名更加靠前的二线城市，未来几十年向国内一线城市以及具有国际知名度国际化都市的目标迈进。因此，发展低碳城市也是青岛市城市建设和发展的要求。

对于低碳城市建设评价的研究有助于对低碳城市发展现状有更清晰的认识，通过对现有低碳城市指标体系和评价体系的研究和总结，发现低碳城市在建设过程中的存在问题，取其精华，去其糟粕，因此，对低碳城市建设评价的研究对青岛市建设低碳城市起到提供研究思路和指明研究方向的作用，具有重要的现实意义，同时，丰富了现有低碳城市的研究的视角和理论方法，具有一定的理论价值。

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

近20年来，世界各国政府在应对气候变化做了不懈的努力，从1992年联合国制定《气候变化框架公约》到2005年各国签署《京都议定书》，从2007年的“巴厘岛路线图”(Bali Roadmap)到2009年哥本哈根联合国气候变化大会，全球各国都在为减少二氧化碳(C02)排放而千方百计地想尽办法。

2003年英国政府发表了《能源白皮书》，首次提出了“低碳经济”(1ow-carbon economy)概念，并得到世界各国的共同响应。2009年底召开的哥本哈根联合国气候变化大会进一步唤起人类应对气候变化、保护全球生态环境、发展低碳经济和社会的意识和责任。低碳城市的理念来源于低碳经济，世界各国对低碳城市的发展有着各自的理解，为了加强国际间城市合作来应对气候变化，促进低碳技术的研发和推广，节约资源，保

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护人类的生存环境，2005年，世界各国成立了C40(Large Cities Climate Leadership Group)世界大城市气候领导联盟，并对成员中的典型城市推进低碳发展进行了探索和实践。J．L．Sawin和Kristen Hughes认为城市可以通过选择规划、建筑设计、消费品、能源资源和技术来缓解各种问题，并推行能源生产的当地进行、城市电力供应本地化即分布式能源系统的运用，并指出通过新的、分散的、小规模的能源服务的帮助能使城市充满自信的驾驭即将到来的廉价石油和天然气生产的高峰，减少气候变化带来的影响。Tom Roper认为企业在成长的同时要提高环境质量，政府要试图建立新的出口导向型工业和就业机会，让城市60％的增长放在环境管理能力方面。I．Kildsgaard认为推进城市低碳发展就要对城市进行生态设计，开发本地区的可再生能源，为本地区提供可再生能源的系统与城市电网和区域供热部门联网，并实行峰谷电，对建筑实行能耗等级标准。美国哈佛大学经济学教授爱德华·格拉什（Edward.Glaeser）比较系统地研究了城市二氧化碳的排放量计算方法及应用分析。他以美国10个典型的大城市为样本，对这些城市的家庭空调、采暖、生活和交通能耗进行了实证分析，将每吨二氧化碳的排放成本核算为43美元，以此为基础，从经济学角度为城市发展低碳经济提供了政策建议[3]。英国学者Chris Goodall也通过统计分析的方法对英国国民日常生活中的各种能源消耗定量转化为二氧化碳排放量，这些能源涉及到国民家庭日常生活中消耗的石油、天然气、电灯[4]。Chris Goodall将统计结果综合成数据，理性地展示了未来英国家庭的碳排放情况，以及采取低碳生活方式的迫切需要。

世界各国对于建设低碳城市都有不同程度的探索，但是国外研究很少研究低碳城市的指标体系和评价体系。国外研究主要集中在以下六方面：第一，低碳发展模式的经济性研究，主要从经济学角度分析温室气体减排的成本、经济效益以及减排量。第二，低碳城市模式研究。不同性质类型的城市有不同的低碳发展模式，有其发展中不同的内部环境和外部环境，而针对这些不同环境必须有针对性的规划和侧重。第三，低碳城市规划研究。低碳城市规划研究是对城市交通、空间结构、建筑等进行全方位的规划以实现低碳发展的目标。第四，低碳城市生活方式规划研究。低碳城市生活方式规划对市民生活方式进行改善的研究，通过研究得出在日常生活中的如何将碳排放量降低到最少。第五，低碳城市政策研究。这是对政府如何开发、实施以及落实低碳政策的研究，政策的设计必须符合城市的实际情况。第六，低碳城市治理研究。治理理论是对城市中政府、市民、企业、非政府组织等多方参与主体共同参与进行城市建设的研究，低碳城市治理

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研究就是在低碳城市建设的过程中，对各方参与主体的研究，其中政府的规划能力非常重要，同时要注重多方的共同参与。

1.2.2国内研究现状

我国低碳城市建设处于刚刚起步的阶段，目前的研究主要集中在低碳概念、国家宏观政策等较大层面上。对于低碳城市指标评价体系社科院也暂时只提出了新标准体系，但并未对指标体系进行细化，更未给出各个指标的量化和计算方法。近年来，随着低碳经济等概念的推广以及国家对推进低碳发展的高度重视，政府部门、专家乃至全社会开始了低碳城市发展之路的探索和研究。

中国留学生低碳城市研究中心主任李克欣认为低碳城市建设的基本理论基础是环境科学，即以西方环境思想的精华为研究基础，以人与自然和谐共生为研究对象，以“顺势、因地、应变、简约”为技术路径，调和人类生存环境的新型综合学科[5]。夏堃堡认为低碳城市包括低碳生产和低碳消费，建立资源节约型，环境友好型社会，建设一个良性的可持续的能源生态体系[6]。陈飞等则从碳排放构成、可再生能源、碳捕捉三个方面定义了低碳城市的内涵，用数字和模型展示了城市生活中的各种数据和碳排放的关系，并构建了碳排放指标。林姚宇、吴佳明对低碳城市模式进行了解析，归纳了低碳实践模式，包括基底低碳、结构低碳、形态低碳、支撑低碳、行为低碳、将C40成员的低碳实施计划归为4种：商业开发、政策引导、社区驱动、项目移植，并提出了具有中国特色的低碳城市发展道路。低碳城市涉及多个目标，绝不仅是单纯减少温室气体排放量[7]。

国内对于低碳城市研究比较著名的是邵超峰的基于DPSIR模型的低碳城市指标体系研究，DPSIR模型是驱动力—压力—状态—影响—响应（driving forces-pressure-state-impact-response）模型。DPSIR模型涵盖经济、社会、资源、环境四大要素，其中“驱动力”是指造成资源环境变化的潜在原因，主要指城市社会经济活动和产业的发展趋势，“压力”是指人类活动对其紧邻的资源环境以及自然资源环境的消耗强度，“状态”是指资源环境在上述压力下所处的状况，“影响”是指系统所处的状态对资源环境及社会经济发展质量的影响，“影响”过程表明人类在促进可持续发展进程中所采取的对策和制定的积极政策。其中，驱动力包含人均地区生产总值、城镇居民年人均可支配收入、人均工业增加值、城镇人口规模等指标；压力包含地区生产总值能耗、单位工业增加值能耗人均生活能耗、万人使用公交车辆、人均汽车拥有量、城镇居

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民人均居住面积等指标；状态包含地区生产总值二氧化碳排放量、人均二氧化碳排放量、第三产业贡献率、石油占能源比重、可再生能源比重等指标；影响包含社会劳动生产率、基尼系数、二氧化碳浓度、生物多样性指数、公众对低碳城市的认知度等指标；响应包含低碳能源使用率、废水集中处理率、环境保护投资指数、二氧化碳排放权交易计划、能源税制建设、人均公共绿地面积等指标，把所有指标通过DPSIR模型形成指标体系进行评价。

对于低碳城市指标体系，目前比较权威的是中国社科院发表的低碳城市指标体系，包含低碳生产、低碳消费、低碳资源和低碳政策四大类指标和十二个二级指标。其中十二个二级指标包含有碳生产力、单位产值能耗碳生产力、单位产值能耗、人均能源消费和每户能源消费、一次能源中所占比例、森林覆盖率和单位能源消耗的二氧化碳排放系数等指标。国内对于低碳城市的评价，通常指标权重确定往往使用层析分析法、熵值法和专家打分法等方法，对于评价方法主要有模糊综合评价，数据包络分析（DEA）等方法。

综合学者们的研究，可以得出，创建低碳城市是指在发展经济的同时，从能源、生产、消费、生态环保等角度角度，运用低碳技术、低碳政策达到生产方式、消费方式的低碳化。通过推广宣传低碳概念，传播低碳实施的方法，使得民众的低碳意识有所上升，全民参与到低碳城市的构建中来，从而最大幅度减少温室气体的排放，努力把青岛打造成高效率、可持续发展的宜居环境。

1.3研究内容和思路

1.3.1研究思路

本文以青岛市低碳城市建设为研究对象，重点研究青岛市低碳城市建设中存在的问题，通过建立低碳城市评价指标体系和低碳城市评价模型体系，通过收集整理2005-2009年青岛市低碳城市各个指标数据，将数据带入评价体系中，分析和研究存在的突出问题，针对青岛市历年低碳城市建设过程中存在的问题提出对策和建议。论文的总体思路是：通过对相关文献的回顾梳理，参照中国社科院提出的低碳城市评价指标体系，选着好自己的评价指标，建立青岛市低碳城市评价指标体系，以此为基础，在山东省统计年鉴和青岛市统计信息网上查找相关数据，结合相关数理分析方法分析处理数据，通过评价模

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建成区人均绿地面积=建成区绿地面积/总人口。城市绿地能吸收二氧化碳，固碳降尘，人均绿地面积越多，城市自然环境和人文环境越优越，城市低碳水平越高，这是一个极大型指标。

（2）单位能源消费碳排放系数

单位能源消费碳排放系数=能源消费总量/能源消费碳排放总量。反应能源利用效率，能源利用率越高越充分，则单位能源碳排放越少，这是一个极小型指标。

2.3.4低碳政策

低碳政策主要是将能源结构的清洁化、技术水平的提高、消费模式的改变、发挥碳汇潜力等纳入经济和社会发展战略规划，降低单位能源消费的碳排放强度。在以往研究者的论述中，低碳政策往往通过定性指标来衡量，定性指标主观性太强，本文力求将低碳政策的指标进行量化，选取四个量化指标来衡量低碳政策水平，这四个指标的值都是政府政策性扶持、政策性产业规划和出台的相关法令息息相关的，因而可以用这四个指标来衡量低碳政策的力度。

（1）第三产业占GDP比重

以服务业为代表的第三产业单位产出对化石能源消费远远小于工业，因而城市第三产业占GDP的比重越高，城市碳排放相对较少，则城市低碳水平越高。产业布局往往通过政策的导向和政策产业调整来实现，因此第三产业占GDP比重可以从产业结构方面反应低碳政策水平，这是一个极大型指标。

（2）高新技术产业产值占工业产值比重

一方面高新技术产业主要依靠脑力劳动产出，对能源消耗极少，另一方面高新技术的发展往往依靠政府的扶持和支撑，因而高新技术产业占工业产值比重可以衡量一个城市低碳政策水平，这是一个极大型指标。

（3）人均拥有汽车数

人均拥有汽车数=城市汽车总数/总人口。城市市区中二氧化碳排放主要来自于汽车，人均拥有汽车拥有数越少，汽车排放的废气和二氧化碳越少。政府可以通过颁布政策性限购令和限行令控制汽车的数量，人均汽车拥有数可以从某一层面上反应政府对于低碳的关注度，因而可以作为衡量低碳政策的一个指标，这是一个极小型指标。

（4）废气治理设施投入费用

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废气治理设施投入费用是政府以财政预算的方式反应对低碳和环保重视程度，废气处理关乎城市空气质量和城市碳排放量，因次这一指标侧面来反应低碳政策水平，这是一个极大型指标。

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第3章 青岛市低碳城市建设评价模型

3.1评价模型的选择

青岛市低碳城市评价就是对青岛市以往各年的低碳指标进行分析评价，以便于对存在的问题进行分析和提出对策。评价低碳城市，不能仅仅从某一个方面进行，根据低碳城市的含义及其评价指标体系来看，应从多方面、多角度、多层次予以考虑。因此，低碳城市建设评价模型应具有多准则的综合判定能力，这是模型选择的主要原则。

同时，根据系统工程理论的建模思想，在建立模型时还要遵循以下几个基本原则：①简明易操作性；②信息相关性与准确性；③层次性与集结性。

根据以上建模的目的和建模所遵循的原则，本文选择两级模糊综合评价作为青岛市低碳城市建设评价模型。

3.2评价思路

本文对青岛市低碳城市建设评价的思路如图3-1所示。具体步骤为：首先，确定低碳评价指标对象；其次，对选取的评价对象进行详细调查获得真实的资料；第三，根据所得的信息邀请专家组成优选评价专家组；第四，确定优选评价指标权重，以此为基础进行模糊综合评价；最后，得出结论提出建议和意见。

确定评价对象，评价目的 调查评价对象收集数据 组建评价专家组 运用层次分析法确定指标权重 选择低碳评价指标构建低碳评价指标体系 运用模糊综合化评价法进行低碳评价 根据评价结果提出对策和建议 图3-1评价思路

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3.3评价指标权重的确定

指标的权重，就是指标对某一目标的重要程度，它是多指标综合评价的关键，其结果直接影响决策的准确性。本文采用层次分析法确定指标权重。

层次分析法是美国著名的运筹学专家匹兹堡大学教授T·L·Seaty于20世纪70年代提出的层次排序法（AHP法），原理简单，有较严格的数学依据，广泛应用于复杂系统的分析与决策[9]。层次分析法把复杂的问题分为若干有序的层次，然后根据对一定客观现实的判断，就每一层次各元素的相对重要性给出定量表示，也即所谓构造判断矩阵。其关键在于利用判断矩阵，通过求解最大特征根及其对应的特征向量，来确定表达每一层次元素相对重要性的权值，通过各层次的分析，进而导出对整个问题的分析。

层次分析法的一般步骤为： （1）分析目标，建立递阶层次结构

在进行分析时，首先应对要解决的问题有明确的认识，确定出一个目标，并把影响该问题的各种因素进行分解，形成一个多层次结构。本文给出的指标体系共有两层递阶层次结构。第一层代表低碳城市评价的准则层，设为A；第二层为低碳城市评价的指标层，设为A1、A2、A3。

（2）建立判断矩阵

当层次结构建立后，可建立判断矩阵，即对上一层某元素而言，本层次各元素两两比较所得到的相对重要程度。如上一层因素A与相邻下一层次中的A1,A2,?,An有关联，则对于A而言，有如下的判断矩阵：

表3-1判断矩阵

A A1 A2 … An A1 a11 a21 … an1 A2 a12 a22 … an2 …… …… …… … … An a1n a2n … ann 为了使判别矩阵定量化，A·L·Seaty引用了如表4-2所示的1-9标度法。

表3-2判断矩阵标度及含义

标 度

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含 义 中国石油大学（华东）本科毕业论文

1 3 5 7 9 2、4、6、8 倒数 表示两因素相比，具有同样重要性 表示两因素相比，一个因素比另一个稍微重要 表示两因素相比，一个因素比另一个明显重要 表示两因素相比，一个因素比另一个强烈重要 表示两因素相比，一个因素比另一个极端重要 上述两相邻判断的中值 因素i与因素j比较得判断aji，则因素j与i比较的判断(aji)=(aij)-1 （3）求同层次指标权重及一致性检验

根据判断矩阵，计算对于上一层次元素而言，确定本层次与有关的元素的相对重要性的权值称为层次排序。这种单排序可归结为计算判断矩阵的最大特征根和对应的特征向量，即对判断矩阵B，计算满足

B·W=λmax·W

的特征根λmax及对应的特征向量W，把求出的W经归一化后，即为对应元素单排序的权值。

问题在于按上述思路和方法所构造的判断矩阵是否一定会满足一致性。(例如甲比乙重要，乙比丙重要，但甲没有丙重要，则思维判断就不一致了)。按矩阵理论，对一致性矩阵，其λmax=n，且除λmax外其余特征根均为零。但由于客观事物的复杂性，人们对判断矩阵进行一致性检验，即计算An的一致性指标：

CI??max?nn?1

还不能直接用它对一致性进行度量，因为不同阶的判断矩阵，其判断界限也应不同。这种对不同阶矩阵满足一致性程度的测度就叫做随机一致性指标RI，它是通过多次(500次以上)重复进行随机判断矩阵特征值的计算后取算术平均得到的。对于1～9阶判断矩阵，RI值如表4-3所示。

表3-3随机一致性指标值

阶数 RI 1 0.00 2 0.00 3 0.58 4 0.90 5 1.12 6 1.24 7 1.32 8 1.41 9 1.45 当随机一致性比率

CR=CI/RI≤0.10

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/e3v2.html