城市空气质量、水环境质量、交通噪声、城市固体垃圾处理等与环境密切相关的指标虽然逐年得到改善，但是依然还存在严重问题。例如，受城市规划、公共交通配套建设、机动车保有量和尾气排放标准等因素的影响，机动车尾气排放已经成为中国大城市空气的第一大污染源。2011年全国统计公报数据显示，当年整体空气质量评选中依然有4个城市处于“劣三级”状态。2010年，全国废水排放量达到2374732万吨，其中地级以上城市排放量达到2254365万吨，占全国废水排放量的94.9%。
第三，能源和环境问题同人类生产和生活的各种活动密切相关，具有长期性和惯性，非常复杂。当前的城市治理制度没有纳入低碳目标，因此，城市建设缺乏合理的设计与规划。以中国城市中的能耗“锁定效应”为例：大型的设备、基础设施以及个人大件耐用消费品一旦投入使用，其能源的来源和效率将会保持一定的水平。如果在修筑时缺乏必要的规划和节能设计，有可能在未来十几年中将当地能源的使用锁定在一定的程度上没有办法进行大规模的衰减（张坤民，2008）。同样，居民的能源消费习惯对于城市长期发展也有深远的影响，而当前的城市治理机制在引导居民正确消费方面功能还不健全。中国进入城市的快速发展期，还将经历一个城镇人口急速膨胀的发展阶段。在消费方式上，是遵循大型住房、大排量汽车的模式，还是提倡节约型的消费模式，中长期而言会造成截然不同的发展结果。据官方数据显示，截至2012年6月底，全国机动车总保有量达2.33亿辆，汽车保有量达1.14亿辆，与2011年年底相比，增加826万辆，增长3.67%。全国8个省的机动车保有量超过1000万辆，其中山东省和广东省机动车保有量超过2000万辆。全球汽车保有量约为10亿辆，中国占了10%。中国的汽车保有量已经超过日本，成为仅次于美国的世界第二大汽车保有国。同时，2012年2月，北京的机动车保有量首次突破500万辆，随后深圳突破200万辆的大关，汽油消耗和尾气排放都直线上升。
发达国家在工业化、城市化过程中是无约束地排放温室气体。发达国家一般来说在人均GDP40000到50000美元的时候，温室气体排放才开始下降。迄今为止，多数发达国家（以美国为代表）和拉美等完成城市化的发展中国家（以墨西哥为代表），走过的是一条以“城市低密度蔓延、私人轿车为主的机动化和化石燃料为基础”等为特点的粗放的城市化发展道路。目前美国以占世界5%的人口消耗着约占全球25%的各种资源、能源。如果中国、印度步美国之后尘，则需要大约三个地球的资源来支撑。这对中国的发展和全球的未来都无疑是一场灾难。
中国现在人均GDP只有5000多美元，人口多、排放总量大。中国绝不会沿袭发达国家传统的发展方式，必须走一条中国特色的社会主义现代化道路。能不能在人均GDP比发达国家减一半甚至更低的时候出现这个拐点，关键是看选择什么样的城市化的发展模式。为此，中国在工业化和城镇化、农业现代化的过程中，提出了碳强度下降的目标，摒弃发达国家在19世纪工业化初期采用的高能耗、高污染、低效率的发展模式，坚持低碳发展，以科学发展观为统领，遵循环境友好型的低碳模式，建构多中心、紧凑型、网络化的城市空间格局，发展公共交通和轨道交通，提倡低碳建筑和公共住宅，转变居民消费观念，促进科技创新能力，提高城市能源的利用效率，增加可再生能源比例，实现人口、资源、经济、环境和社会的协调可持续发展，最终建立以低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益为特征的低碳城市。
2.2中外低碳城市建设实践与启示
在全球应对气候变暖的背景下，如何既能减少单位经济规模的碳排放，又能保持城市发展及城市建设活动的可持续性，成为当前国际经济社会发展面临的重要课题。面对温室气体减排和能源安全的严峻挑战，融合低碳经济和低碳社会发展的低碳城市发展路径成为未来城市发展的理想选择。建设低碳城市是节能减排和发展低碳经济的重要途径，是解决当前全球气候变暖问题的迫切需要，也是在能源短缺背景下寻求长远发展的必然选择，将引领未来城市建设的发展趋势。
2.2.1国外关于低碳城市建设的实践探索
进入21世纪，旨在降低人类活动造成的碳排放的“低碳”发展模式在世界范围内得到普遍认同，并成为新时期人类发展的目标。从利用更少的环境资源消耗，产生更少的环境污染，但是获得更多的经济产出的“低碳经济”，到提倡减少碳排放的新的生活方式和治理模式的“低碳社会”概念，低碳理念在生产发展和社会发展的各个层面迅速地推广。各国纷纷从国家层面推出相应的规划和计划，确认低碳理念在国家发展方向上的指导地位。
（1）丹麦模式——低碳社区。丹麦低碳城市发展的典型代表是低碳社区。低碳社区主要是从全球气候变化的影响和减少碳排放的国家能源政策目标出发，努力发挥地方政府在节能应用中的先锋作用，大多采取以低碳化节能示范性项目为先导进行社区节能实践。丹麦Beder的太阳风社区（Sun &Wind Community）是由居民自发组织起来建设的公共住宅社区（Cohousing Community），竣工于1980年，共有30户。
社区的名称“太阳风”映衬了社区以太阳、风作为主要能源形式的特点，强调尽量使用可再生能源和新能源，降低能耗和节约能源，采用主动式太阳能体系。太阳能满足了该社区30%的能量需求，风能占该社区能量总消耗的10%左右。同时，在公共用屋的地下室还设置了一个固体废弃物（主要是木料）焚化炉，在室外温度低于华氏23度时集中为居民供热。
此外，在社区内一块菜园加强了区内的物质循环，增加自然景观的生产性，减少对外界资源的依赖，减少运输能耗。目前，在丹麦的陆上和海上共安装了5000多台风机，总装机容量达3200MW，这些风机为整个国家提供了大约20%的电力供应。
2009年，丹麦的哥本哈根宣布到2025年，有望成为世界上第一个碳中性城市。其计划分两个阶段实施，第一阶段目标是到2015年将全市二氧化碳排放在2005年基础上减少20%，第二阶段是到2025年将排放量降为零。为此，哥本哈根市政府计划在6个领域实施50项政策措施建设低碳城市，涉及大力推行风能和生物质能发电，实行热电联产，推广节能建筑，发展城市绿色交通，鼓励市民垃圾回收利用，依靠科技开发新能源新技术等方面。
（2）英国模式——应对气候变化的城市行动。为了推动英国尽快向低碳经济转型，英国政府于2001年设立碳信托基金会（Carbon Trust），碳信托基金会与能源节约基金会（Energy Saving Trust，EST）联合推动了英国的低碳城市项目（LowCarbon Cities Programme，LCCP）。首批三个示范城市（布里斯托、利兹、曼彻斯特）在LCCP提供的专家和技术支持下制定了全市范围的低碳城市规划。城市规划重点在建筑和交通两个领域推广可再生能源应用、提高能效和控制能源需求，促进城市总的碳排放降低，各种措施的制定、实施和评估都以碳排放减少量为标准，同时强调技术、政策和公共治理手段相结合。
（3）瑞典模式——可持续行动计划。瑞典是世界上最早实施可持续发展战略的国家之一，在解决环境问题时，瑞典不仅关注新能源开发利用，还重视人类社会对于环境依赖行为的研究，进而从国家经济状况、法律环境、社会环境出发，制订综合性的可持续发展方案。瑞典实施可持续发展的成就主要体现在社会经济持续发展的情况下，污染物排放大幅度减少，环境质量优异，自然资源和生态保护良好，已实现社会经济与资源环境的良性发展。
（4）日本模式——低碳社会行动计划。作为《京都议定书》的发起和倡导国，日本提出打造低碳社会的构想并制订相应的行动计划。日本提出低碳社会应遵循的原则是：减少碳排放，提倡节俭精神，通过更简单的生活方式达到高质量的生活，从高消费社会向高质量社会转变，与大自然和谐生存，把保持和维护自然环境作为人类社会的本质追求。2004年，日本环境省设立的全球环境研究基金成立了“面向2050年的日本低碳社会情景”研究计划。2006年，日本经济产业省编制了《新国家能源战略》，通过强有力的法律手段，全面推动各项节能减排措施实施。2007年，日本内阁会议制定《21世纪环境立国战略》指出，实现“可持续社会”的目标，需要综合推进“低碳社会”、“循环型社会”和“与自然和谐共生的社会”的建设。
2008年，日本内阁“综合科学技术会议”公布了“低碳技术计划”，提出了五大重点技术领域的创新。2009年，日本环境省公布了名为《绿色经济与社会变革》的政策草案，目的是通过实行减少温室气体排放等措施，强化日本的低碳经济。
（5）美国模式——低碳经济的发展之路。美国主张通过技术途径解决气候变化问题。2007年美国进步中心发布《抓住能源机遇，创建低碳经济》报告，承认美国已经丧失在环境和能源领域关键绿色技术优势，提出创建低碳经济的十步计划。同年，美国参议院提出了《低碳经济法案》，表明低碳经济的发展道路有望成为美国未来的重要战略选择。
2.2.2中国低碳城市建设的实践探索
中国政府是第一个将节能减排列为国家发展重要目标的发展中国家。“九五”计划明确表明国家将节能率确定为每年5%，并削减主要的污染物排放量。2009年12月，温家宝总理在哥本哈根气候变化领导人会议上庄严承诺，到2020年，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%至45%，非石化能源占一次性能源消费比重达15%左右。结合中央政府提出的建设资源节约型、环境友好型社会、确立科学发展观，以及加强生态文明建设的战略目标，中国地方政府，特别是城市一级政府在建设低碳城市方面进行了多方面积极有益的实践。
（1）WWF（世界自然基金会）“中国低碳城市发展项目”。
2008年1月，WWF启动了“中国低碳城市发展项目”，以期推动城市发展模式的转型，保定和上海成为首批试点城市。
上海市在打造“低碳城市”的过程中，着重对建筑的能源消耗情况进行调查、统计，从办公楼、宾馆、商场等大型商业建筑中选择试点，公开能源消耗情况，进行能源审计，提高大型建筑能效。同时对公共建筑的物业管理人员进行培训，提高其节能运行的能力。保定市于2008年开始推进低碳城市建设，依托保定国家高新区能源和能源设备产业基地，以可再生能源产业打造低碳产业结构，继而推动低碳经济发展和低碳城市建设（世界自然基金会，2011）。
（2）中英“崇明东滩生态城”项目。2001年上海规划将崇明定为生态岛，明确“崇明是上海未来城市发展战略空间”。
2005年11月在中国国家主席胡锦涛和英国首相布莱尔的见证下，中英双方签订了宏观合作协议，目标是把崇明东滩建设成为全球首个生态城市。
（3）中新天津生态城项目。2007年年初，新加坡提出与中国政府合作建设生态城的意愿。按照新方的设想，生态城应体现“三和”、“三能”。即“人与人和谐共存、人与环境和谐共存、人与经济活动和谐共存”，“能实行、能推广、能复制”。最终确定在天津滨海新区内选址建设中新生态城。
中新天津生态城充分借鉴了当今世界上先进的生态城市建设理念，编制了具有广泛指导意义的生态城指标体系、城市总体规划、绿色建筑标准、低碳产业促进办法等规范生态城市开发建设的一系列规定。
（4）气候组织的“城市低碳领导力”项目。城市低碳领导力项目致力于推动城市低碳经济的发展，通过研究城市在发展低碳经济方面所具有的优势，以及面临的困难和挑战，协助城市政府制定促进当地低碳经济发展的、切实可行的激励政策，建立低碳生态城市联盟，发挥城市领导力，分享资源与最佳实践，共同应对气候变化带来的挑战。气候组织计划在中国发展15-20个“低碳城市”，如德州、贵阳等，建立低碳生态城市网络体系。策略是与地方政府、企业、金融机构、民间组织和科研院所等建立长期合作伙伴关系；以城市为基础促进中国低碳经济发展的领导能力；推动城市低碳经济发展方面的制度创新，并以此推动低碳技术的创新和应用；考察当地的低碳技术水准，建立起国内外先进的低碳技术库，因地制宜地向不同城市推荐低碳技术的解决方案。
（5）低碳世博。提高可再生能源的使用成为上海世博会关注的焦点。通过在世博园规划、建设、运营中全面落实低碳措施；集中展示全球最新低碳成果；创新体制机制搭建世博自愿减排平台等成为全球倾力打造的低碳发展的典范。
