城市化程度是经济由贫困向中等收入转型的一个重要标准。目前，世界大约有一半人口生活在城市，主流城市的能耗通常占世界总耗能的60-80%，所以城市是节能减排的关键。国际经验表明，发达国家在城市化过程中，人均耗能和能源强度在同时期快速上涨。当城市化完成以后，产业结构转为以第三产业为主，能源强度也随之下降，人均能源需求进入相对缓慢增长甚至平稳的阶段。
2011年中国城市化率为51%，与中等收入国家61%、高收入国家78%相距甚远。经济快速增长推动城市化进程，城市化进程会提高整体能源消费水平，城市化进程中的工业化特征是高耗能产业的迅速发展。“十一五”和“十二五”期间，大约有3亿人口将迁移进城市居住和工作(相当于目前美国人口)。城市人口的能源消费大约是农村人口的3～4倍，城市化进程推动大规模城市基础设施和住房建设，所需要的大量水泥和钢铁只能在国内生产，因为没有任何其他国家能够为中国提供如此大规模的钢材和水泥，中国的城市化对高耗能产品的需求是刚性的。
因此，城市化进程的快速推进是中国能源需求最重要的驱动因素之一，而与发达国家城市化历程不相同的是，中国的城市化进程不可避免地面临着能源稀缺、气候变化等诸多挑战。我们不能延缓城市化进程，但是我们可以把城市化进程作为节能减排的重大机遇。所以重要的是现在我们如何改变，如何行动，避免基础设施“锁定”。事实上，通过更合理的城市规划、绿色工业、节能建筑和分布式能源等，城市化进程可以是一个节能减排的重要机遇。
在城市规划方面，目前国内城市规划体系是由2008年1月开始执行的《城乡规划法》及相关技术规范构成，其中的大部分技术规范还是20世纪90年代初出台的，难以适应目前人口流动、生活水平、经济规模和资源环境，尤其是节能减排约束等新形势。今后在城市规划方面应该尽量加入低碳细节，更多考虑节能基础设施，比如专用的自行车道。需要通过重新设定一系列低碳城市发展指标体系，包括构建城市可持续发展的测度，明确城市低碳发展的目标和确立政府低碳管理的实施准则，来指导低碳城市的设计和建设。并且，制定相关政策措施实现制度上的保障。
绿色工业的发展也是中国在城市化进程中实现节能减排目标的重要手段。绿色工业包含三个方面的含义：第一是工业系统更加绿色，比如加快淘汰落后产能，积极培育发展战略性新兴产业、循环利用和现代生产性服务业等。第二是推动企业行为的绿化，让企业的生产、经营、环境管理体系和产品等各方面都能够实现环境友好，生产更加绿色节能。但是这是需要成本的，有成本就会有不自觉，因此需要法律强制和监管配套，比如要达到规定的能效指标等。第三是促进专业化的现代节能服务，比如合同能源管理等，因为现实中有节能优势的企业不一定有节能方案设计和实施的优势，专业化的节能分工效率更高。与此同时，推动地方政府、金融企业通过政策激励和融资支持，驱动技术创新和资本流动，有效推广节能低碳技术，促进城市化过程中的节能减排。
在建筑节能方面，目前国内城市建筑的运行能耗占城市能耗的20%左右，与发达国家相比，我国普遍存在能耗高、效率低(如单位建筑面积采暖能耗在同样气候条件下比发达国家高3倍以上)，保温隔热技术水平落后等问题。旧老房也就算了，但近年大量新房建筑节能不够，就是发展的问题了。推广绿色建筑，从建筑设计到运行使用的全寿命期间，最大限度节能减排是低碳城市的一个重要标志。目前中国的城市建设是经济增长的重要环节，基本上是一个增量市场，建筑节能是城市化进程给中国整体节能提供的一个最好的机会，不能错过。需要指出的一点是，追求利润最大化的房地产商为节约投资，可能不会遵守建筑节能标准，能源审计是有效监管的基础。因此，节能建筑的真正落实还需要严格的监管和能源审计。
低碳城市化进程的另一个方面是分布式能源的发展。大体可以分为三类：一是用户侧小型天然气冷热电一体化， 它的综合能源效率能够达到70%以上;二是分布式风电、分布式光伏发电，后者可以与节能建筑一起来做;三是利用工业余热等进行发电。这些分布式的能源利用可以替代或减少不可再生且污染严重的煤炭消费，减少二氧化碳的排放。但是目前分布式能源多是自用，社区、开发区使用，或者在偏远地区，且价格偏高。电价阶梯会有作用，但目前不明显，电网公司也没有动力对电力高买低卖支持分布式能源，这是目前分布式能源发展面临的最大障碍。因此配套的电价政策或补贴是目前分布式能源发展的关键。
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