城市创新能力对中国城市能源转型的影响——气候风险的调节作用

为什么城市创新对清洁能源至关重要

随着气候变化带来更多的热浪、洪水和风暴，城市如何生产和使用能源已成为日常生活中的核心问题——从电价到我们呼吸的空气。本研究考察了中国数百座城市，提出了一个看似简单的问题：当一座城市在商业和技术上变得更加创新时，是否真的加速了从煤炭和石油向更清洁能源的转变？不断上升的气候风险又如何改变这一过程？

从烟囱到太阳能板

作者从能源史的长远视角出发。人类已经经历了两次主要能源来源的巨大转变：先是从木材到煤炭，然后从煤炭到石油和天然气。每一次转变都由新发明推动，从蒸汽机到内燃机。如今，第三次转型正在进行，目标是用风能、太阳能等可再生能源取代化石燃料。在中国，这一转型尤为紧迫。城市消耗了全国约三分之二的能源，并产生超过70%的二氧化碳排放。研究认为，因此城市是兼顾经济增长与构建低碳未来的关键战场。

衡量城市进展与创造力

为了追踪城市向清洁能源转型的进展，研究者使用了一个综合指数，该指数结合了多项信息：化石燃料与清洁能源之间的结构、城市为产生一单位经济产出所需的能源量，以及诸如空气污染和人均碳排放等环境质量指标。他们将此与一个详尽的区域创新与创业衡量指标配对，该指标基于新企业数量、外资与风险投资、专利与商标等数据构建。两者结合捕捉了2003年至2019年间城市能源系统的“状态”与创新引擎的“能量”。

城市如何互相影响

研究的一个显著结论是，没有城市是孤立的。通过一种同时跟踪时间与地理的统计方法，作者发现一座城市今天的能源选择，很大程度上受其过去决策和周边城市行为的影响。当一座城市在清洁能源和更好技术方面领先时，邻近城市更有可能效仿政策并从经验中学习。同时，分析还揭示了一个意外的负面效应：一座城市的强劲创新可能会吸引人才、资金和清洁能源产业，从而将这些资源从周边地区抽走。这种“虹吸”效应可能使邻近城市落后，即使先锋城市在前进。

气候风险使情形更复杂

研究增加了另一层考量，即气候风险，重点关注气候政策的不确定性和变化如何扰动市场与投资计划。在气候相关规则和信号更不稳定的城市中，创新与清洁能源之间的正向联系会减弱。投资者和决策者变得更为谨慎，推迟或缩减本可加速转型的项目。然而，跨城市的情形有所不同：邻近城市中较高的气候风险反而可能促使合作，因为面临共同风险的地区会交换知识、汇集资源并协调清洁能源战略以实现集体保护。

不同地区，不同路径

研究者还发现，中国东部、中部与西部地区的进程并不相同。沿海东部城市更富裕、与全球市场联系更紧密，往往能更有效地将创新转化为清洁能源，并将积极效应扩散到邻近地区。然而在许多中西部城市，金融资源有限、技术基础较弱且更依赖传统产业，这削弱了创新的收益。在这些地区，本地政府预算和对外资的开放程度——而非单纯的创新本身——在推动能源系统向低排放方向转变中扮演更重要的角色。

这对普通生活意味着什么

简而言之，研究发现创新型城市更有条件改善其能源使用，其选择会向周边地区扩散。但创新并非万能：它可能使部分邻居落后，并且在气候相关规则不确定或地区缺乏行动能力时，其效力会被削弱。作者得出结论，为了在保护民众免受气候风险的同时保持经济增长，政府需要促进创新、使气候风险管理更具可预测性，并鼓励城市间合作，而不是以将问题转嫁给邻居的方式进行竞争。

引用: Wei, J., Tan, J. Influence of urban innovation capacity on urban energy transition in China—the moderating role of climate risk. Sci Rep 16, 13730 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44465-w

关键词: 城市能源转型, 创新, 气候风险, 中国城市, 可再生能源