当沙漠中崛起一座名为NEOM的未来之城，它不仅是沙特雄心勃勃的“乌托邦实验”，更是人类对可持续与智慧城市的终极想象。全球城市化浪潮下，城市正面临双重挑战：一边是温室气体吞噬蓝天，另一边是疫情与气候危机撕裂传统秩序。如何破局？答案藏在“低碳蓝图”与“数字脉搏”的交织中。

　　第十九章揭开可持续城市的三大密码——低排放、有目的的规划与公平分配。从纽约摩天大楼的绿色设计，到C40城市推动素食革命，人类正用创新技术重塑钢筋水泥的呼吸方式。但若忽视公平，再先进的方案也可能沦为“绿色特权”。奥克兰的绅士化困境警示：可持续必须与正义同行。

　　第二十章则是一场数字与危机的博弈。疫情与气候挑战撕开传统城市的脆弱性，却也点燃了智慧城市的进化之火。可再次生产的能源系统借助物联网与算法实现“动态平衡”，远程办公模糊生活与工作的边界，而区块链和开放数据正让能源民主化成为可能。然而，技术狂飙中暗藏陷阱：数字鸿沟、算法偏见、隐私泄露……城市的未来，既需代码的高效，更需人性的温度。

　　两章交汇处，一幅未来城市图景浮现——它不仅是低碳的“生态容器”，更是数字与人文共舞的“韧性生命体”。在这里，沙漠可以种出绿洲，数据能够滋养公平，而每一次颠覆，都在为人类写下更可持续的生存脚本。

　　摘要：本章聚焦于可持续智慧城市建设的重要性，特别是在应对全球日益加剧的能源消耗和温室气体排放挑战的背景下。Hannah-Polly Williams深入探讨了可持续城市的概念，将其定义为具备低排放特性、规划目标明确且能实现资源公平分配的城市形态。通过一系列案例分析，包括摩天大楼的绿色设计实践、食品消费模式的革新、可再次生产的能源的广泛利用以及绿色交通系统的推广，详细展示了实现可持续城市目标的具体路径和策略。在推进城市可持续发展的过程中，本章特别强调了对社会正义因素的考量，呼吁在城市规划与管理中注重资源分配的公平性。同时，借鉴了“100个韧性城市”计划的成功经验，该计划为政策制定者和城市规划者提供了宝贵的实践指导，突出了参与式决策、知识共享以及增强城市应对压力能力的重要性。

　　可持续发展、绿色能源、气候平均状态随时间的变化、排放、城市规划、世界资源、食品消费、联合国

　　“如果我们大家都希望解决未来的挑战，那么不论这些挑战有多困难，我们一定要在当下就正视它们。 在NEOM项目中，我们正应对人类面临的最紧迫的一些挑战，我们将一群最聪明的人聚集在一起，致力于重新构想20到30年后的可持续未来，并在今天建设它。我们正在重新定义未来。”

　　“欢迎来到沙漠”，NEOM项目的首席执行官Nadhmi Al Nasr表示，致力于在沙特阿拉伯西北部的塔布克省创建一个可持续的智慧城市是一个雄心勃勃的想法。

　　诚然，未来的城市，诸如NEOM，都需要彰显其作为可持续城市的资质。世界银行精确指出：“城市消耗着全球三分之二的能源，且其温室气体排放量超过总量的70%。”不仅如此，城市还给土地和自然资源带来了沉重的压力，特别是对那些近5亿生活在沿海地区的城市居民来说，他们正面临着日益严峻的气候和灾害风险。

　　鉴于此，17个可持续发展目标（SDGs）中的第11个目标 “可持续城市和社区”倡导“城市和人类住区具有包容性、安全性、韧性和可持续性”。联合国于2015年制定并通过了可持续发展目标，作为成功达成的千年发展目标 (Millenium Development Goals)的延续。它们是17个相互关联且雄心勃勃的目标集合，旨在成为一个共同的蓝图，为全球人民实现经济和社会持续健康发展，同时保护地球。在消除贫困和饥饿的同时，在全球目标中纳入建设可持续城市的目标，这足以证明可持续城市在全球决策者心中的重要地位。

　　随着城市化进程的加速，慢慢的变多的地理空间被占用，这使得我们的城市必须变得更可持续。从广州到阿布贾，从佛罗里达到圣保罗，城市化的影响无处不在，且日益显著。过去四十年间，城市居民数量——即那些生活在“至少拥有5万居民的高密度地区”的人们——已经翻了一番多，从1975年的15亿人猛增到2015年的35亿人。如今，世界上几乎有一半（48%）的人口生活在城市中，预计到2050年，这一比例将上升到55%，即全球将有50亿人居住在城市。

　　本章结构如下：首先探讨关键概念，简要评估对这些定义的共识程度，然后利用三个关键特征提出可持续城市的操作定义：低排放、有目的的城市规划和公平分配。然后探讨这三个关键特征，并提出一些已经在实现这一愿景方面取得重大进展的城市案例。最后讨论了这一分析对地区、国家和国际决策者的影响，特别是对城市市长的影响。

　　在定义可持续城市之前，有必要先明确可持续性的基本定义，因为与可持续性和ESG这一独特但相关的概念相关的研究越来越多。

　　可持续性能够说是争论最激烈的话题之一，鉴于目前全球减排的重要性和挑战，可持续性似乎将在这十年及以后继续保持其主导地位。许多术语都包含类似的概念，如可持续性、弹性、绿色和智慧。从商业角度来看，我们大家可以将ESG、三重底线、自觉资本主义等列入可持续性中，但本文将不会详细论述。在这里，我们探讨前四个术语与城市的关系。

　　值得注意的是，可持续性这个概念非常模糊，以至于已有众多的书籍和论文来公正地阐述和深入讨论这个定义，例如，Moore等人专门为这个主题撰写了一篇研究论文。本文在很大程度上依赖于这篇论文，并认为可持续性“包括五个结构：（1）在一段特定的时间后，（2）继续提供计划、实际干预和/或实施策略，同时/或（3）保持个人行为变化（即干预者和预对象）；（4） 计划和个人行为的变化可能会变革或调整适应，同时（5）持续为个人/系统带来一定的好处。简单地说，像城市这样的实体要想可持续发展，就需要能够在未来以一定的速度将可持续性保持下去，从而造福社会。

　　经合组织OECD将韧性城市定义为“有能力承受、恢复和应对未来经济、环境、社会和体制上的冲击并促进可持续发展、福祉和包容性增长”。韧性城市联盟成立于2018年，作为洛克菲勒基金会资助100个韧性城市倡议的遗赠。该联盟有一个类似的定义，并认为韧性不单单是应对地震、洪水、疾病爆发等冲击，韧性也能够应对日常或周期性的可能破坏城市肌理的压力。因此，本文对Elmqvist等人的担忧表示共情。“许多可持续发展目标和提高城市韧性背道而驰，甚至对其提出挑战”，因此我们应该将可持续性和韧性区别使用，而不是互换使用。

　　“绿色”这个概念虽然常用，但过于宽泛和口语化，无法达成一致的定义。个人会使用“绿色”作为一个非常笼统的术语，当描述环境特征时它是可持续性的一个子集，但在很大程度上忽略了社会特征。

　　最后，尽管可持续城市与智慧城市相关，但两者不应该被混为一谈。本文使用Sengupta智慧城市的定义：“政府支持的项目，涉及对信息和通信技术（ICT）基础设施的大量投资，以及用于实时监控、管理和监管的广泛的计算处理的项目”。尽管大多数分析人员都认为使城市智慧化将是可持续城市的必要条件，但智慧城市只是一种工具，而不是一种特征，本文将对此进行讨论。

　　考虑到这些总体概念，我们大家可以使用上一节介绍的第11个可持续发展目标来概述可持续城市在实践中的意义。这一目标强调可负担的交通系统、可持续的城市化、减少城市遭受的不利自然灾害影响、降低环境影响和有效管理资源的城市，以及为公民提供安全和包容性绿地的城市。

　　尽管不完善，但考虑这些标准，本章把可持续城市定义为具有以下三个特征的城市：

　　接下来的三节将详细探讨每一个特征，并着重分析低排放，考虑到这一特征对于全球的重要性及其存在的本质。

　　1992年，成立四年的政府间气候平均状态随时间的变化专门委员会（IPCC）发布了“开创性的排放情景，这是首次提供全球尺度的全套温室气体情景估算”。从那时起，IPCC每隔六到七年发布一次全面气候情景的评估报告，目前正在2021年和2022年间分六个部分来发布它的第六次评估报告。这些报告的意义重大，因为它们汇集了代表所有国家的数百甚至数千名世界上最好的科学家的集体观点，并使用全面的、透明的和迭代的同行评审过程。

　　净零排放是政府间气候平均状态随时间的变化专门委员会（IPCC）提出的一个重要概念，目的是激励各国政府以及(重要但次要的)商界，围绕一个既符合科学又格外的简单的目标而努力。IPCC将净零排放描述为“在特定时期内温室气体的人为排放量与人为清除量相平衡时”。对于政府来说，这个简单的等式意味着实现净零排放的最有效方法就是不释放任何排放物，从而无需平衡碳排量与除碳量。在现实中，正如我们将看到的，几乎不可能有一个完全零排放的城市，因此未来的城市需要非常低的排放量和强大的碳抵消，来捕集难以避免的剩余排放量。

　　“对于新城市而言，虽然可持续城市的发展蓝图是清晰的，但如何去实施这一蓝图的问题却远没那么明确。”

　　因此，城市既要减少生产主导型排放，即与交通、建筑、能源和城市内部排放的废物相关的排放，也要减少消费主导型排放，即生产从另外的地方进口的商品所产生的排放。

　　城市如何生产能源是生产型排放的一个关键部分。尽管能源生产的构成通常是由国家主导的政策领域，并不是城市能够大幅度影响的事情，但正如我们在有目的的城市规划中所看到的，城市内部的机会日益增加，使得城市能够生产可再生能源。

　　建筑，特别是摩天大楼，是城市减少生产型排放过程中能采用的一个有意义的行动主题。从2000年以来，“世界在原有 7804 座建筑的基础上又增加了 12979 座高层建筑（100 米以上）”。因此，一项关于可持续高层建筑的研究发现了一些利用摩天大楼的设计和建造来提供创造性的绿色解决方案的实例。例如，纽约的美国银行大厦是一座 55 层高的商业摩天大楼，它采用了空气过滤系统，可去除 95% 的空气微粒，还采用了先进的水管理和回收系统，其钢材使用了 87% 的可回收材料，水泥混凝土使用了 45% 的可回收材料。128层的上海中心大厦把建筑“划分为九个垂直社区，每个社区有12至15层高的空中花园，它们充当内外之间的缓冲区，形成了双层外墙”，并安装了风力涡轮机，可在现场发电，从而节省电力传输成本。这两座摩天大楼都获得了能源与环境设计领导力（LEED）白金认证，这在某种程度上预示着它们在碳、能源、水、废物、交通、材料、健康和室内空气质量等因素上都获得了最高分。

　　在消费主导方面，最近的研究表明“在C40城市中消费的商品和服务所产生的排放，有85%是在城市以外产生的”。就像我们在关于政策影响的结论部分所探讨的，C40是一个由近100个城市组成的集团，这中间还包括大多数特大城市，这些城市加起来占全球经济的20%。在评估可持续城市时，我们应该将消费品考虑在内，因为这些商品通常涉及大量的排放。例如，它们使用提取的原材料，在工厂生产，并在货物运送过程中依赖化石燃料，这样都会产生大量碳排放。

　　城市影响着对排放产生重大影响的一系列消费类别。食品是一个重要的例子，因为它是2017年C40城市排放量的最大贡献者，占消费类别排放量的13%。在所有食品排放中，约75%来自动物性食品的消费，25%来自植物性食品的消费。C40的研究发现，“如果C40城市按照确定的目标来改变饮食上的习惯[将肉类消费减少到2017年水平的三分之一]，这个类别的排放量可以在2017年至2050年间减少51%”。城市能采用提供价格实惠的生蔬菜的行动来减少对肉类的消费。在下面的部分，我们也会简要的讨论支持这一观点的城市规划解决方案。随着公众对气候变化意识的增强和对改变自身行为的意愿的增强，城市可以影响和引导社区居民的行为和决定，这在进行实质性的绿色活动上发挥着变革的作用。例如，C40的研究并未建议减少与包装相关的消费习惯，因为它对排放的影响可忽略不计。

　　总之，城市需要减少排放，而绿色建筑、鼓励更多的素食是城市可以明确采取行动的两个领域。

　　有目的的城市规划不仅降低了排放，同时也体现着可持续城市规划的特征：由于更好地利用土地、保护自然资源、生产粮食和能源以及保护生物多样性而带来的社会影响。

　　有目的城市规划是指城市规划者和立法者有意识地努力设计和使用土地，来实现他们的目标。正如世界银行所强调的，“一旦城市建成，其物理形态和土地利用模式可能会被几代人锁定，导致不可持续的蔓延”。由于城市土地利用的上涨的速度超过了人口上涨的速度，“预计在未来三十年中将增加120万平方公里的新的城市建成区”。

　　正如上一节所提到，一般而言电力生产是各国政府的职责范围。然而研究表明，发电行业的一些主要变革，例如，可再次生产的能源使用的迅速增加部分是由于技术进步降低了成本，创造“在城市层面部署可再次生产的能源的强大动力，因为许多颠覆性技术正在扩大基于可再次生产的能源的分散能源系统”。因此，其中许多发展都可以归类为迈向智慧城市。千余个城市抓住这一机遇，制定了各类可再次生产的能源的相关目标。参与的城市主要是欧洲和北美的中等城市，但也包括一些大城市和特大城市，以及亚洲和非洲的一些城市。城市主要利用水力发电和垃圾发电，太阳能的利用持续不断的增加，风能也取得了一些进展。马尔默是一个既制定又实现雄心勃勃目标的城市的典范：它计划到2030年完全依靠可再次生产的能源运行，2020年这一比例是43%。自2012年起，其西港区完全依靠可再次生产的能源运行，其工业区奥古斯滕堡的中央供暖系统配备了太阳能热板。

　　交通设计是有目的的城市规划的另一个关键领域。除了使公共交通电气化和直接减少排放之外，城市还能够最终靠使公共交通安全、经济、清洁来促进公共交通的使用，并通过重新设计现有道路，为骑车者提供指定的自行车道和在日益步行化的城市中心为行人提供优先通道，来鼓励骑行和步行。近年来，以阿姆斯特丹和哥本哈根为首的许多城市，在基础设施发展方面经历了支持自行车的变革，因此自行车使用量出现增长。城市还可以“鼓励企业整合交付，以便减少公路上运载更多货物的车辆数，并寻求机会将货物从公路转移到其他运输方式，例如铁路或船舶”。

　　绿色空间的可达性也是可持续城市的一个重要方面。这是因为除了改善空气质量和降低温度之外，慢慢的变多的证据说明它对健康有积极影响。研究表明，对于最富裕国家来说，绿色空间的可达性对幸福感的影响甚至有可能比GDP增长的影响更大，而其他研究表明，绿色空间的质量（定义为具有某些特定的程度的设计并得到良好维护）也很重要。例如，Nguyen等人发现“树冠较多而非草地较多更有益于人们的健康”。对于有目的的城市规划来说，这是确保城市居民更好地进入优质绿色空间的强大动力。新加坡、悉尼和维也纳等城市在这方面做得很好，其中分别有47%、46%和45%被用于公共绿地。

　　最后，城市能够在一定程度上促进一些较小规模的城市规划举措，例如垂直农业，它使人们能在自己公寓内的小块土地上种植蔬菜和水果。可持续发展的好处是显而易见的：减少运输、提升产品质量和减少浪费。但这些举措也部分取决于城市生态系统内更广泛的可持续性，尤其是发电和可持续灌溉系统。

　　因此，总而言之，有目的的城市规划应关切可再次生产的能源发电、交通系统和绿色空间，以过渡到可持续城市。

　　本章当然不会试图回顾或讨论关于城市中利益和风险该怎么样分配的正义规范理论，这些理论已有大量的文献且几百年的历史。相反，本文重新审视了我们对可持续性的定义，认为一个城市要真正的完成可持续发展，它必须长期存在。历史告诉我们，存在深刻而普遍的不平等的地方，例如，如果利益和风险的分配不公平，新的权力结构最终会出现并重新平衡这样的一种情况。城市的公共政策工具应确保利益和风险的公平分配，并且不会加剧现有的不平等。

　　确保边缘群体不被排除在福利之外和/或面临更加大风险的一种方法是确保没有一个群体在城市的任何区域占主导地位。如果人们均匀地分布在一个城市中，不存在种族、民族、社会经济地位或年龄的聚集，那么在总体水平上，利益和风险的暴露应该是公平的。奥克兰就是一个例子，该城市已开始评估特定人群没有从发展中平等受益的程度，并于2021年委托编写了一份种族平等规划和政策正义报告。奥克兰是一个有趣的例子，因为它靠近富裕的硅谷，并且历史上是美国最多元化的地区之一，尤其是东奥克兰。硅谷的溢出效应正在导致绅士化，但研究表明，东奥克兰的现有居民并没有从增加的投资和就业机会中受益，相反，“长期居民失去了家园，许多人继续被新来的、收入更高的居民赶走”。

　　Sengupta和Sengupta概述了可持续城市正义分配问题的另一个例子。他们对失败的智慧城市举措的探索采用了社会正义的视角，并发现制度失败“是由于缺乏对风险公平分配和规范问责机制的考虑”。例如，他们指出，技术驱动项目的实施对于支持更好的监测和减少电力消耗至关重要，例如，这些项目并不是在真空中进行的，现实通常会延续现有的权利不平等现象，而不是消除它们。

　　著名的城市正义学者Fainstein很好地总结了在创建一个正义城市的过程中什么是可能的，什么是不可能的。她指出，虽然“在大都市层面上能轻松实现的目标存在很明显的限制，但至少，对正义的关注可以有效的预防城市政权使居民强制搬离、破坏社区以及将资源用于昂贵却提供很少好处的大型项目”。

　　创建具有低排放、有目的的城市规划和公平分配三个特征的可持续城市，对于国际、国家和城市层面的政策制定者来说似乎是一项艰巨的任务，但有几个值得乐观的理由。

　　政策制定者可以求助于多种机制。这中间还包括直接公共政策、财团（包括公私合营关系）以及影响私营部门企业的补贴。尽管目前还不完善，但我们大家可以根据可持续城市的三个特征对政府行动进行分类。例如，虽然补贴和公私合营关系通常对于创建低碳城市最有效，但保护和创建绿色空间可能最好通过直接监督管理和城市规划来实现。同样，尽管补贴或以其他方式激励企业开发智能城市设备，是创造使低碳城市更有可能实现的技术的有效方法，但在大多数情况下要某些特定的程度的政府干预以确保该技术的获取和实施的公平性并避免进一步加剧现有的不平等。

　　本章中提到了各种联盟，其中有两个联盟很重要且值得区分，因为它们在汇集城市规划者的见解和经验并利用这种集体学习方面取得了成功。首先是C40，最初由 Ken Livingstone于2005年召集。C40 是一项领导性倡议，它利用基于科学的城市规划和与市长们的直接接触，将全球大城市聚集在一起。它的目标是在十年内将其成员城市的排放量减少一半，其成员包括近100个城市，占全球经济总量的20%，这中间还包括世界上多数最大的城市，并很重视特大城市；它有机会真正改变现状。

　　其次，韧性城市网络是2013年至2018年为期五年的大型计划“100个韧性城市”的成果。对100个韧性城市的哪些措施有效、哪些无效的分析为政策制定者、建筑师和城镇规划者提供了有用的见解。这项备受瞩目、雄心勃勃的举措旨在与社区、公司和城市领导人进行深入接触，通过韧性计划的支持来实现城市的转型变革。它对可持续城市规划的影响重大，特别是但不仅限于发展中国家，因为这是它干预的一个例子。最终，虽然研究人员承认城市边界在现实中不如理论上那么明显，但他们得出的结论是，100个韧性城市的遗产是积极的。他们当时强调参与式决策过程、深入和持续的知识共享的好处，以及提供“理解、评估和提高应对不同压力和冲击的能力的有效工具”。现在，韧性城市网络的存在就为了进一步推进这一使命。

　　本章试图确定可持续城市的主要特征，并提供已经实施该模型某些方面的城市示例。 尽管我们大家都知道跟着时间的推移，所有城市都需要向这三个因素过渡，但我们还没有一点已经满足所有要求的城市的例子。对于NEOM等新城市来说，这在某种程度上预示着虽然可持续城市的蓝图很明确，但其他城市如何设计和实施这一蓝图的问题却不太清楚。

　　摘要：本章探讨了数字化在建设韧性城市以适应 COVID-19大流行和气候平均状态随时间的变化的双重威胁中的作用。城市一直是现代社会经济活动的中心。城市环境的设计历来遵循专业化和劳动分工的主流经济模式。然而，今天的城市正面临着三重破坏：COVID-19大流行、气候危机和数字破坏颠覆。从概念上讲，源于Schumpeterian（1942）的创造性破坏颠覆概念理论，“破坏颠覆”也能成为一种创造力，使我们也可以重新设想如何组织社会经济活动。在这方面，COVID-19大流行、气候危机和数字破坏颠覆三股力量汇聚在一起，为投资于可持续发展和安全韧性的城市提供了机遇。本章将采用一种辩证的破坏颠覆视角，讨论数字化破坏颠覆如何成为韧性和可持续城市的推动力。本章以可再次生产的能源系统为例进行说明。本章最后讨论了技术的道德性和包容性使用问题。

　　可再生能源、智慧城市、数字化创新、经济趋势、开放数据、气候平均状态随时间的变化、城市环境、废物管理

　　近代以来，城市一直是社会经济活动的中心。到2020年，城市人口占全球人口的55%以上，创造了约占全球80%的GDP。城市环境的设计通常反映了主流的经济、技术和能源范式框架，在过去几十年中，其特点是以化石燃料和机动运输为动力的全球供应链的极端专业化，植根于亚当·斯密理论的劳动分工观以及对速度、质量和成本效益的追求。这种范式框架塑造了现代欧几里得几何式的城市单功能分区，如中央商务区与住宅区。

　　城市环境的这一范式框架目前正面临着三重破坏：COVID-19大流行、气候挑战和数字化破坏颠覆。COVID-19大流行更广泛地揭示了当前超级专业化模式、以及通过复杂的全球供应链对效率不懈追求其中的脆弱性。对于城市而言，这三重破坏颠覆使人们注意到，除其他因素外，需要利用强大可靠的数据和系统来进行循证规划和干预，以提高灵活性和响应能力的重要性，而这一点被认为是仍然普遍缺乏的，尤其是在地方及地区级以下层面。相反，数字技术的迅猛发展带来了新的机遇，如灵活的远程工作、在线商务、虚拟的联系和社交方式，以及远程学习和远程医疗等服务。然而，不平等现象也在加剧，与缺乏数字接入与基础教育的社区之间的数字鸿沟也在扩大。

　　第二股破坏颠覆性力量，即气候挑战，在COVID-19大流行最严重的时期被置于次要地位之后，现在又重新在公共和私人的时代潮流中复苏。城市与气候密不可分。城市环境每年造成超过75%的全球能源消耗和60%的全球排放，以及超过20亿吨的城市垃圾。联合国政府间气候平均状态随时间的变化专门委员会（IPCC）的第六次评估报告（2021）还强调了城市面临的人为气候平均状态随时间的变化的重大威胁，包括极端天气、废物和污染、海平面变化、粮食、水和能源系统的不稳定以及其他风险。另一方面，大量关注和数十亿资本正在流入将直接影响城市的气候有关部门，如能源、交通、碳管理以及粮食和水系统。鉴于城市与气候之间的密切联系，解决这一议程将不可避免地涉及重新思考城市的设计和运营方式。“可持续发展目标11：可持续城市和社区”确定了10个可作为北极星一样指引方向的目标。

　　第三股力量是数字化浪潮，它正在破坏颠覆几乎所有领域的组织模式。我们通过技术实现生活、工作、社交和管理的方式发生了根本性转变，这将影响城市场所、基础设施和服务的作用。数字革命的一个显著特点是变化速度快，而大流行则进一步加快了这一步伐。可以更直接地说，关于如何通过技术进步使城市变得更好的乌托邦愿景可以追溯到一个多世纪以前。 随着21世纪初互联网的蓬勃发展，这一概念演变成了数字或信息与通信技术驱动的智慧城市，其基础是对数据、知识和创新如何从根本上改善城市的承诺。然而，在此后的二十年中，智慧城市倡议一直被批评为过于以技术为中心或供应商推动的孤立解决方案，对利益相关者的系统性好处值得怀疑。尽管如此，近年来人们逐渐重视以公民为中心的更全面的方法，将智慧城市视为社会技术系统，这也为更具可持续性和韧性的城市带来了机遇。

　　这些破坏颠覆性力量的汇聚提高了增强城市可持续性和韧性的紧迫性。但是，什么才是可持续的和韧性的城市呢？尽管定义很多，但经合组织和国际电信联盟（ITU）的以下定义反映了主要的主题：

　　“[韧性城市]有能力吸收、恢复和应对未来的冲击（经济、环境、社会和体制）。韧性城市促进可持续发展、福祉和包容性增长”。

　　“智慧可持续城市是一种创新型城市，它利用信息和通信技术（ICTs）及其他手段提高生活品质、城市运行和服务效率以及竞争力，同时确保满足当代人和子孙后代在经济、社会、环境和文化方面的需求”。

　　这些概念的共同主题是，需要更加关注和响应包括公民在内的利益攸关方以及自然环境的需求和条件。鉴于当今世界的快速变化，快速感知、适应和转变的能力将至关重要。

　　总体而言，这三重破坏不仅带来了巨大的挑战，同时也带来了机遇，用联合国秘书长安东尼奥-古特雷斯António Guterres（2020）的话来说，即为 反思并重新设定我们生活、互动和重建城市的方式。随着城市在后疫情时代的复苏，数万亿美元的公共和私人资金提供了机会，既能刺激疫情后的经济复苏，又能通过投资绿色、公平和智能基础设施，促进更具可持续性和韧性的城市发展。

　　为了进一步解释这一点，下一节借鉴了有关颠覆和数字创新的理论框架，并讨论了对未来城市的影响。

　　虽然经常被通俗地使用，但战略管理和创新学者所称“破坏颠覆”是指对社会系统的组织方式带来根本改变的特定形式的变革。这一术语的概念源于Schumpeterian（1942）的创造性破坏，即在瓦解先前制度的过程中出现了具有根本性创新的经济体系。因此，颠覆破坏虽然对一些人来说是有害的，但却能产生革命性的进步。颠覆迫使人们批判性地反思那些理所当然的假设、偏见和制度安排，否则它们就会成为阻碍激进变革的惯性障碍，从而使创新和创业行动者能够重新想象新的形式。例如，典型的破坏颠覆者优步（Uber）利用技术和社会趋势重新构想了城市交通服务。

　　鉴于这一过程的复杂性和突发性，“破坏颠覆”观点认为预测新型冠状病毒肺炎疫情后的未来是徒劳的。然而，一种辩证观点认为，新常态既不会完全是疫情前的标准，也不会是疫情时期的极端。根植于黑格尔传统，辩证观点将社会变革概念化为对立力量之间的相互作用，并从中产生出一种新的、以前无法预见的综合体。以优步（Uber）为例，打车模式已从点对点的起源（如任何人都可以开车）显著演变为旧有做法（如有执照和许可的司机）和新做法（如基于应用程序和算法的组织）的新型综合体。

　　这些动态已能从未来工作的演变中观察到。尽管很早就有人宣称“办公室已死”，但各行各业的公司都在寻求新的工作安排，在办公室内工作和远程工作之间达成平衡。事实上，Choudhury 及其同事最近进行的实地研究表明，远程工作与办公室内工作相结合的混合安排，既能兼顾员工渴求的灵活性，又能确保对创新、协作和职业发展至关重要的强有力的组织社会联系，以此来实现了两全其美。

　　这种混合安排将会模糊工作与社会生活之间的传统界限，在城市中，将会模糊商业空间、当地社区和家庭空间之间的界限。虽然（工作人群）大规模逃离城市环境的说法可能被夸大了，但当地社区作为生活-工作-社交区的重要性可能会增加。例如，Brookings布鲁金斯学会最近的研究报告说明，在中小型 生活品质圣地，科技行业的就业率有所增长。对商业区日常通勤需求的减少可能会促使人们逃离大城市的高成本、拥堵和其他生活品质挑战，转而选择距离近、基础设施完善、生活品质高的其他城市地区。这一趋势将提升发展当地基础设施的需求，如连通性、社交和工作空间、能源和交通系统，以支持新的工作模式。纽曼（2020）将这一新兴趋势称为 全球化本地化，即在与全球经济相连的同时，更加重视本地场所和社区。

　　学者们也慢慢变得多地研究数字时代对组织社会经济活动的影响。“数字技术”和“数字人工制品”指的是移动电子设备、人工智能、区块链、机器人、无人机等技术。相比之下，数字创新 也被称为 数字转型，其概念是通过技术、个人、社区、组织和其他参与者之间的互动而产生的动态社会技术过程。

　　大量研究致力于阐述数字创新的新特点和潜力。随着算法的进步和来自人类和非人类系统的大量数字跟踪数据，数字技术日益成为自主和持续学习的系统，能加强或替代人类行为。物联网（IoT）技术（如联网传感器）将这些潜力扩展到车辆、建筑物和能源网等有形资产。

　　作为一个社会技术进程，数字创新被认为是更加开放和以生态系统为中心的，因为新的解决方案可以从广泛的创新者群体中不断涌现，他们能够通过标准化的编程语言和接口，在模块化数字组件的基础上进行构建和重组。例如，开发人员能够最终靠组合谷歌地图组件、开源机器学习算法、传感器数据和开放数据集来构建新的应用程序，并通过基于网络和移动的平台发布这些应用程序。Zittrain（2006）将这种效应称为 生成性：通过参与式创新释放出更大的创造力，以解决系统原始创建者无法想象的问题。

　　数字技术是建设适应性强、反应迅速的城市的关键因素，这些城市不仅能满足人类的需求，还能满足自然系统的需求。城市可以成为数据宝库。智能传感器、控制系统和智能自主学习系统的结合，使城市系统更具可行性、弹性和适应性，从而在能源、交通、安全、废物管理、环境保护、卫生与健康、公共服务、商业和治理等各个领域提高生活质量。在战术和操作层面，可以利用各种来源的实时数据和算法来优化城市服务，以实时响应需求，如交通模式。在战略和政策层面，这些见解可用于循证城市规划，如交通服务战略。

　　尽管如此，智慧城市系统的设计必须围绕提高利益相关者的生活质量和福祉这一目标，正如上述国际电信联盟ITU的定义所影响的那样，而不是以技术为中心。市民的需求要跨越官僚领域，需要采取整体政府方法，包括打破数据、流程和系统孤岛。此外，城市应努力利用数字创新的生成性，通过开放式创新、公私学术合作和跨城市协作，发挥更广泛的创造潜力。例如，城市服务的整体数字图像能够最终靠公共和第三方私营部门的数据得到加强，事实上，如果没有这些数据，城市服务的整体数字图像可能就无法实现。例如，优步（Uber）等打车公司与波士顿市共享综合数据，这是马萨诸塞州法律规定的一项要求，提供了有关交通拥堵、交通模式、停车和分区需求以及其他因素的宝贵见解。

　　“城市环境的这一范式框架目前正面临着三重破坏：COVID-19大流行、气候挑战和数字化破坏颠覆。”

　　利用数字基础设施能够最终靠参与式创新、参与和协作，如开放数据和传感器网络平台、众包、生活实验室和信息共享，促进生成性。正如 Zittrain（2007）进一步指出的那样，只有在设计系统时考虑到这一点，才能发挥创造性的潜力。欧洲城市共享城市平台就是这样一个例子，该平台汇集了来自传感器、能源和移动系统等各种城市来源的实时数据。该平台的开放式数据骨干网使城市官员、私营公司和居民个人能够合作、参与和开发技术解决方案，以应对城市挑战。

　　为了进一步说明如何重新设计城市以实现可持续性和复原力，以及数字技术的潜力，下一节将讨论可再生能源系统的一个实例。

　　城市与能源系统紧密相连，消耗了全球 75% 以上的能源（联合国人居署，未注明日期）。然而，普遍以化石燃料为主的能源系统是城市脆弱性的一个因素。除了温室气体排放和空气污染带来的环境风险外，对化石燃料能源的依赖还使城市面临巨大的经济和地缘政治风险，如商品价格波动、供应冲击和地缘政治紧张局势。最近对能源去碳化的关注热度为城市带来了机遇。在数十亿公共和私人资金的推动下，加上有利的政策环境，可再生能源的发展在过去十年中使太阳能、风能和辅助服务的成本成倍下降，使其成为越来越可行的选择。根据国际可再生能源机构的数据，可再生能源占全球新增发电能力的 81%。牛津大学马丁学院的一项研究进一步强调了能源去碳化的经济效益，到 2050 年，向可再生能源的转变将带来至少 12 万亿美元的经济效益。

　　然而，采用可再生能源发电需要重新设计能源系统。与化石燃料发电不同，太阳能和风能是间歇性的，受天气模式的影响，而且不可调度——无法对波动的市场需求做出灵活反应。鸭子曲线问题就说明了这一点：能源需求通常在早晨和傍晚达到峰值，而太阳能发电则在中午前后达到峰值，两者之间存在不平衡。要平衡可再生能源的供需，保证电网稳定，就需要更加分散和智能的能源系统，将电网规模的可再生能源与更小规模的分布式发电和辅助服务（如现场建筑和社区太阳能）结合起来，使其更贴近消费。

　　在这方面，数字技术在实现更智能、更可持续的能源系统方面发挥着核心作用。以可再生能源为基础的能源系统必须具备需求响应能力，即消费也能响应和适应间歇性能源生产模式，从而实现更高的效率、稳定性、可扩展性和弹性。例如，结合了智能电表、传感器、控制装置、电网连接和预测性机器学习的数字楼宇管理系统能够最终靠使用时间管理自动调节能源消耗，在使用时间管理中，电器或电动汽车充电等电力使用可以安排在可再次生产的能源发电高峰期，或者在这些时段储存电力以供日后使用。这种解决方案可以与基于监测和适应居住者行为的自动能效管理相结合。此外，行为干预还可以通过提供信息、暗示、游戏以及通过多费率系统进行经济激励，帮助用户减少能源足迹。联合国政府间气候变化专门委员会（2022）指出，需求方减缓方案可将能源需求减少 73%。

　　数字化还能促进创新商业模式的出现。例如，物联网、算法和区块链技术的结合可以让消费者通过向电网或点对点能源市场出售剩余容量，实现现场太阳能或储能资产的货币化。服务型商业模式可以进一步降低采用可再生能源系统的门槛，家庭和建筑的所有者可以为能源消耗付费，避免高昂的前期资本成本。另一种正在兴起的新型商业模式创新是 车联网（V2G），即把电动汽车上的备用电池容量转化为电网的分布式储能资源。软件系统监控车辆的使用模式并与能源网通信，利用机器学习模型预测最佳充放电水平。市场上大多数电动汽车的续航里程可达数百公里，但欧洲车主平均每天驾驶不到 20 公里（欧盟统计局，2021）。V2G 使车主能够将未充分利用的资产货币化，同时利用数百万车辆的能力来平衡城市和国家能源系统。最后，开放数据和系统架构将使城市能够利用生成性，创新者可以为市场带来新的、不可预见的解决方案。这些参与式商业模式可以激励和授权城市居民为扩大可再生能源产能做出贡献。

　　总之，如果不有效利用数字技术，分散和分布式可再生能源系统就不可能成为具有复原力和可持续城市的重要推动力。上述例子要求根据实时数据在个人、地方、城市和国家能源系统之间进行复杂而动态的协调。可灵活工作安排的普及将增加人们在家中和当地社区的时间，并提高当地能源效率和复原力的重要性。此外，分散式可再生能源发电系统还能减少单点故障，实现本地化生产，从而降低因依赖能源和燃料进口而带来的经济和地理政治学风险。尽管如此，这一领域仍需要更多投资。国际能源署（IEA）（2021）估计，到2030年，需求响应能力需要比2020年的水平增长12.5倍，才能实现净零排放目标。

　　任何数字技术的应用都必须注意潜在的利弊权衡，并努力减轻负面影响。Angelidou (2015) 认为，技术的部署必须与人力和社会资本的进步相结合，包括公民的知情权、授权和代理权，数字包容和社会可持续性，以及对社区不同需求的响应。下文将讨论一些非详尽的考虑因素。

　　首先，必须确保所有成员的包容性，因为获取数字解决方案的障碍会加剧不平等。解决这一潜在的数字鸿沟不仅需要投资于连接性等硬基础设施，还需要投资于知识和社会公平等软基础设施。在考虑如何设计解决方案以满足用户需求时，用户的同理心也至关重要。在某些情况下，不太复杂、成本较低的解决方案可能更具包容性，也更有效。MPESA 移动银行最初利用农村和无银行账户社区广泛使用的基于短信的基本技术，成功地在肯尼亚实现了金融包容性，就证明了这一点。

　　其次，数据和智能系统的使用必须注意潜在的问题，如嵌入其中的偏见和成见，这些问题因算法缺乏可解释性和黑箱化而加剧。例如，最近关于预测性警务的研究揭示了数据中隐含的种族偏见如何嵌入机器学习算法。这些风险对于新兴的人工智能（AI）安全领域至关重要。有必要认真考虑如何收集、整理数据，以及如何将数据用于开发和训练算法，并对人工智能的可解释性进行投资。

　　第三个相关问题是数据密集时代对隐私的威胁。设计隐私应该是一项基本原则。此外，数据匿名化方法可以在降低风险的同时利用数据。还可以探索数据信托（开放数据研究所，2018）等新兴模式，以便对共享数据进行更有力的管理和治理。与此相关，必须优先考虑网络安全，以防范和应对攻击，特别是考虑到网络攻击和数据泄露的增长。能源系统等关键城市基础设施日益数字化和互联互通，增加了攻击面和漏洞造成灾难性影响的可能性。

　　最后，至关重要的是，要将颠覆破坏和数字创新视为无法预测的突发过程。Kumaraswamy等人（2018）主张采用一种表演方法，即随着新常态的展开，不断地表演、学习和适应。需要整合系统和结构，以实现持续的参与和反馈循环，以此来实现持续的学习和改进。