“城市可持續發展”課程的開發探討

[摘 要] 在多年“城市可持續發展”相關課程教學的基礎上，探討了“城市可持續能源規劃與低碳發展”及“韌性城市”課程的開發?；凇俺鞘锌沙掷m能源規劃與低碳發展”及“韌性城市”的關鍵要素，開發了17個課程模塊，設計了與課程模塊密切相關的學生作業方案，精選了若干分析“城市可持續能源規劃與低碳發展”及“氣候韌性城市”的工具和案例。以期為高校相關專業的大學本科三、四年級學生及研究生開設“城市可持續發展”“城市可持續能源管理”“低碳城市發展”及“氣候韌性城市”等課程提供有益借鑒。

[關鍵詞] 可持續能源;低碳城市;研究生課程;城市可持續發展

[基金項目] 歐盟ERASMUS Mundus項目（2013-3119/001-001 EM ACTION 3）

[作者簡介] 張明順（1964—），男，湖北荊州人，理學博士，北京建筑大學環境與能源工程學院教授，主要從事環境教育、環境規劃管理以及低碳城市發展戰略研究。

[中圖分類號] C229.29 ? [文獻標識碼] A ? [文章編號] 1674-9324（2021）11-0161-04 ? ?[收稿日期] 2020-12-09

一、前言

由于碳排放所導致的氣候變化、化石燃料的枯竭和日益嚴重的環境破壞這三個致命問題，城市將不得不尋找其他的能源來源。除了引入可再生能源技術和能效解決方案外，城市還必須在運輸和土地利用體系、城市設施和城市設計原則以及由此引發的使用模式方面進行重新設計[1-3]?！俺鞘锌沙掷m能源規劃和低碳發展”課程模塊從可持續能源和低碳的角度介紹了如何規劃和發展城市。模塊的第一部分向學生介紹與可持續能源概念和低碳發展相關的主要定義。其次，該模塊指導如何掌握這些與可持續能源規劃和低碳發展有關的主要概念。第三部分介紹了如何將這些概念應用于實際環境的一系列工具?？傮w而言，模塊提供了示范、練習和案例研究，以及有關使用工具及其與相關文獻的關系。

氣候韌性城市發展模塊為了解城市如何暴露在氣候變化下及面對氣候變化的敏感性奠定了學習的基礎，了解城市如何在與日俱增的不確定性下應對氣候變化帶來的影響[4-6]。此模塊介紹了有關城市韌性和適應性的基本概念和實例，以及關于不同城市的案例研究。模塊還通過讓目標學習者在模擬練習中運用他們的知識和練習決策技巧以加強關于建設城市韌性的討論。

本課程開發著重于氣候脆弱性、發展與氣候韌性之間有什么聯系、已有什么方法來了解氣候適應性并使之具有可操作性、這些方法如何運作、應該采取哪些政策和措施來顧及氣候韌性城市發展的各個方面等，最后，如何在不同的適應措施和其他可持續發展目標之間進行選擇。

二、課程開發的目的

本課程旨在幫助學生了解可持續能源規劃和低碳發展、氣候韌性城市的定義和關鍵要素;了解可持續能源和低碳發展、氣候韌性城市的概念，以及如何將它們融合到傳統的城市規劃學科中;了解可持續能源和低碳發展的主要規劃工具;進行經驗案例研究，思考和討論可持續能源規劃和低碳發展的關鍵內涵。

本課程開發成果適用于城市規劃，環境科學和其他相關學科領域的本科生（三年級或四年級）、大學畢業生、研究生以及希望加深對氣候韌性城市發展的認識和了解的學生。

三、“城市可持續能源規劃和低碳發展”課程開發成果

本課程開發的成果包括：九個涵蓋“城市可持續能源規劃和低碳發展”核心內容的課件;與課程內容相關聯的學生作業設計;“城市可持續能源規劃和低碳發展”工具介紹;案例分析。

（一）九個課件

課件1：主要概念和定義。本課件向學生介紹有關“可持續能源規劃和低碳發展”的重要概念。這些概念包括能源形式、能源轉換和轉化效率、熱力學、城市能源系統、能源效率和節約、城市的可持續能源規劃、低碳城市、能源綜合城市發展規劃、韌性城市和能源韌性等。

課件2：能源挑戰與可持續性。本課件概述了21世紀的重大能源趨勢和挑戰，這些趨勢和挑戰在于如何用清潔、可靠和廉價的能源平衡能源供需之間的差距。主題包括：全球能源趨勢和應用場景、能源法規、城市能源挑戰、能源安全、可持續發展所需能源，世界能源結構/技術的變化。

課件3：能源、規劃和城市形態。本課件探討了能源、規劃與城市形態之間的關系。從能源整合的城市規劃概述開始，探討了能源整合的城市土地利用規劃;節能、高能效、可再生能源的能源整合空間規劃;合適的規模;能源整合的城市規劃治理;能源整合的城市規劃影響力;能源整合的城市規劃方法。

課件4：能源規劃：能源基礎設施。本課件將向學生介紹現代能源的基礎設施，將這些基礎設施融入城市的能源市場對于實現其能源和氣候目標至關重要。其中包括各種可再生能源技術，區域供熱和制冷，熱電聯產，智能電網，能源存儲，智能城市信息通信訊技術，綠色屋頂和能源影響。

課件5：能源規劃：運輸。本課件深入探討了在運輸趨勢、挑戰、政策和實際解決方案的背景下，能源與運輸之間的關系。課程涵蓋的主要課題包括：運輸能源問題，運輸部門能源消耗的驅動因素;運輸部門的能源效率和潛力;降低車輛能耗的方法;交通運輸部門如何實現降低能耗的目標;關于替代燃料和高效車輛的政策;在運輸部門提高能源效率的政策/措施;創造經濟激勵和抑制因素;促進可持續交通低碳轉型的驅動條件。

課件6：低碳發展和碳排放核算。本課件為了讓學生了解與低碳發展和碳排放核算相關的一些課題。學習完此課程后學生將全面了解碳排放與環境風險（如氣候變化）之間的關系，探索為未來的低碳發展鋪平道路的趨勢和策略。此外，學生還將了解到如何進行碳/GHG排放核算和報告的程序要求。

課件7：能源的投資、融資和管理。本課件介紹了能源利益相關者可以使用的各種融資和投資選擇。涵蓋的主題包括：融資類型，融資模式，現有的地方和國際資金，并探討眾籌作為融資的選項之一。最后將提供關于城市能源管理和能源治理的概述。

課件8：可持續能源行動計劃。作為一種能源計劃工具，本課件對可持續能源行動計劃進行詳細的核算，說明了該行動計劃如何通過更好地利用和產生能源來減少碳排放。為了闡明該可持續能源行動計劃的流程和有效性，本課程將詳細介紹博爾扎諾市所經歷的流程，并研究其概念、規劃和實施。

課件9：熱需求描繪，城市熱島描繪和太陽能利用。本課件將探討三種工具，這些工具已成功用于協助城市能源規劃和幫助決策。這些工具包括城市需求描繪、SWOT工具和太陽能描繪（PVGIS）。

（二）學生作業設計

學生需要選擇一個已實施了可持續能源規劃和低碳發展戰略的城市作為案例研究，并對其采用的規劃過程、方法和工具進行研究。該練習的目的是使學生從已實施了可持續能源規劃和低碳發展戰略的城市中獲得關于對最佳實踐和流程的實際了解。

（三）工具介紹

本課件主要介紹“城市可持續能源規劃和低碳發展”使用的主要分析工具[4-6]，這些工具在其他教科書中有詳細介紹，本課件主要介紹其應用。這些工具包括：可持續能源行動計劃（SEAP）;太陽能評價;城市熱島描繪;熱需求描繪;SWOT分析，力場分析，問題樹分析;層次分析法。

（四）案例

教師需要準備足夠多的典型案例，學生需要選擇兩個已實施可持續城市能源規劃的城市案例，在教師的指導下開展案例學習和交流。

四、氣候韌性城市課程開發成果

本課程旨在使學生認識到氣候變化對發展中和發達城市的影響以及氣候變化與發展目標和適應能力之間的聯系;獲得技能以描繪城市緩解氣候變化或如何適應其影響的不同方式;通過在不同城市環境中進行有針對性的練習來實踐氣候變化規劃的主要組成部分。

在課程結尾，學生應該能夠對氣候韌性，脆弱性和適應性的相關概念進行批判性的描述和思考。他們將對氣候變化周期規劃形成解析性的理解，對城市氣候韌性和氣候韌性發展道路戰略有所理解。參與者還應能夠區分和分析不同城市環境下脆弱性的成因，并識別和優化安排各種適應性行動。

（一）八個課件

課件1：城市地區的氣候變化。本課件介紹了氣候變化—氣候變化的城市成因和影響，以及城市在適應和緩解氣候變化方面所采取的行動。

課件2：低收入住區的風險和脆弱性模式。在城市內部和城市之間，風險和韌性能力的分布是通過一系列物理、社會、經濟和政治過程來調節的。課程的第一部分將討論低收入城市居民所承受的社會角度的脆弱性。課程將為了解低收入居民和社區的脆弱性及評定導致此脆弱性的不同因素提供解析基礎。

課件3：理論和實踐中的韌性。本課件將分析在理論上如何理解韌性，以及在實踐中如何以不同方式應用韌性。

課件4：鹿特丹的城市生態系統服務與生態系統管理。本課件將介紹城市生態學和社會生態系統思維的基本概念，對城市如何應對地方和全球環境變化過程進行韌性思考。生態系統服務的框架基于兩個評估基礎進行了闡述和說明：對具有生態系統服務框架的城市進行的全球評估，揭示了如何對城市生物多樣性進行評估和管理的十個主要見解;講解了鹿特丹是如何本地化地利用生態系統服務框架去了解城市生態系統是如何管理的。

課件5：了解和分析適應過程中的挑戰。近年來，在科學和政策議程上對于如何適應氣候變化的重視程度大幅增加。越來越多的研究人員試圖解釋一個廣泛存在的“適應缺陷”現象。例如，為現有氣候變化做好充足準備的社會和該社會目前并不充足的準備狀況之間的差距。這種差距不僅在較貧窮的國家和發展中國家社區普遍存在，在發達國家也明顯存在。本課程還將根據基于高收入和低收入國家的證據展示市級適應能力方面所面臨的一系列障礙。同時還將介紹一個用于分析適應過程的不同階段所面臨的挑戰，以及如何在實踐中應用這個診斷框架。

課件6：氣候變化規劃。課件解釋了想要發展氣候韌性的城市是如何進行氣候變化規劃的過程和步驟。課程涉及幾個關鍵過程，如脆弱性評估，利益相關者參與度，行動評估和氣候融資。此外，本課程還討論了廣泛用于支持城市決策者的主要氣候行動評估方法和工具。

課件7：氣候變化決策分析。本課件介紹了針對環境和氣候變化問題的決策分析框架，特別著重于多標準分析（MCA）方法。該方法廣泛應用于環境和氣候變化評估和決策中，它根據多個標準對不同的政策，行動和措施進行了優先排序。除了純粹與環境相關的利益外，環境和氣候變化行動通常會產生多種可持續性利益（共同利益）。城市應探索如何將行動的這些多重可持續性優勢納入決策中。本課程還將討論MCA的主要內容、特征、步驟和優缺點。

課件8：氣候變化的多層次管理。本課件將詳細分析氣候變化管理框架，重點將放在管理結構和流程的垂直和水平維度上。通過具體例子闡明一些具體的安排是如何促進或阻礙氣候變化目標的實現。

（二）課堂練習設計

地方政府正在采取各種行動，這些行動的附加好處是通過管理自然災害和具有環境影響的活動，協助當地社區應對或適應氣候變化的影響。為了減少其居民的脆弱性并提高適應能力，市長和地方政府需要氣候變化專家的幫助以克服這些困難，并且需要采取行動以減少城市層面所受到的氣候變化影響。參與者將扮演氣候變化專家，他們會向市長提供有關如何優先考慮氣候變化行動以解決城市特定需求的建議。

該練習的目的是確定并優先安排減少城市脆弱性的地方適應行動。練習所進行的分析不僅要確定適應措施，還要選擇應首先實施的措施（此過程稱為優先排序）。該練習有七個關鍵活動：（1）脆弱群體的群體識別;（2）選擇適應行動;（3）適應行動排序;（4）選擇評判標準;（5）根據評判標準評分選出最優級的適應行動;（6）為評判標準分配權重;（7）計算加權分數。

（三）使用的工具

本課程學習的主要工具CLIMACT Prio，這是一項由住房和城市發展研究所開發的針對氣候意識、決策支持和能力建設的工具，該工具用于評估、篩選和確定氣候適應行動的優先次序。CLIMACT Prio采用多標準方法來協助地方政府，決策者和城市規劃者確立一系列的決策標準并在目標之間設定優先級。

該工具的目的是為決策者提供支持，以在城市級別（在給定情況下）確定和優先排序當地的適應行動。分析不僅要確定適應行動，還要選擇應首先實施的措施（優先排序）。分析的結果將有助于在決策過程選擇優先適應措施。該分析的目的不是重新評估脆弱性，而是根據現有的信息填補科學知識與決策過程之間的空白。此外，通過采用這種方法還可確立其他目標（評判標準），例如本地發展收益。

（四）供學生參考的案例

通過運用CLIMACT Prio工具，學生將查閱以下城市的脆弱性評估和氣候變化適應計劃：（1）峴港，越南;（2）尼甘布，斯里蘭卡;（3）堪培拉，澳大利亞;（4）哥本哈根，丹麥;（5）紐約，美國;（6）索索貢，菲律賓。

學生應仔細研究選定城市的脆弱性評估和氣候變化適應計劃，并確定最脆弱的地區或可能受到氣候變化影響的地區/資產。此外，學生還應研究城市所面臨的其他可能問題（例如貧困、住房、水和衛生、健康）。

五、結語

課程開發成果在大學環境專業試用了三年。通過試用，可以得出以下幾點結論：（1）課程方案實用性強，課程內容符合當前低碳可持續城市發展的需求，總體上，課程內容涵蓋了該領域的主要知識點和實踐需求;（2）課程實施過程，學生的參與度高，尤其應用課程教學內容，針對性的分析案例，使學生能夠使用所學知識。大大提高了學生的學習興趣和教學的針對性;（3）17個課件之間關聯性好，內容能很好地銜接，便于學生從理論到實踐，逐步學習和深入理解課程內容（4）本課程開發成果在研究生中使用時，由于研究生大學教育專業的差異和知識背景的差異，部分學生存在對部分課件理解不夠，基礎知識確實，影響了教學效果。

參考文獻

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Discussion on the Development of Sustainable Urban Development Course

ZHANG Ming-shun

（School of Environment and Energy Engineering， Beijing University of Civil Engineering and Architecture， Beijing 100044， China）

Abstract： Based on many years practice of teaching the course of Sustainable Urban Development， this paper discusses the offering of two new courses： Urban Sustainable Energy Planning and Low-carbon Development， and Climate Resilient City. By taking into account the key elements of the two new courses， we have developed 17 course modules， designed student assignments that are closely related to the course modules， and selected tools and cases for the teaching of the two courses， in order to provide useful reference for some colleges and universities to set up courses such as Urban Sustainable Development， Urban Sustainable Energy Management， Low-carbon Urban Development and Climate Resilient City and so on for the third and fourth year undergraduate students and graduate students of related majors.

Key words： sustainable energy; low-carbon city; postgraduate courses; Sustainable Urban Development