对于中国而言，城市化、工业化与生态文明建设交织在一起，低碳发展既是挑战，又是机遇。作为国家低碳发展的主要平台，中国的低碳城市建设必须从实际出发，重视中国处于城市化加速期和工业化关键期的现实，正视资源环境约束的严峻形势，警惕西方发达国家用“碳道德”来绑架中国的发展，用“碳政治”来扼制中国的崛起，用“碳金融”来掠夺中国的发展成果，用“碳帝国主义”来重构一个不平等、不公正、不安全的国际政治经济新秩序，坚持发展是第一要务，在发展中寻求城市化、工业化和低碳发展之间的平衡，探索中国特色的低碳城市发展道路。
按照世界城市化的一般规律，中国目前已经进入城市化快速发展的关键时期。在全球化和信息化的背景下，作为一个拥有全球1/4人口的大国，未来10—15年中国的城市化进程不仅决定着中国的未来，而且在某种程度上影响甚至决定着全球的发展。
2.1.1 中国的城市化影响21世纪全球发展
2001年诺贝尔经济学奖得主，美国著名经济学家、世界银行副行长、原克林顿总统经济学顾问、美国哥伦比亚大学教授约瑟夫·斯蒂格利茨（JosephE。Stiglitz 1943—）教授认为：“美国的高科技和中国的城市化将会是影响21世纪全球发展的两大重要事件。”
为什么中国的城市化将会影响21世纪全球发展？
迄今为止，世界城市化经历过三次浪潮。第一次浪潮发端于欧洲，以英国为代表，伴随着工业革命，从18世纪中期到20世纪中期，前后经历了200年时间，欧洲基本完成城市化。第二次浪潮从19世纪中期到20世纪中期，以美国为代表，1860年美国的城市化率为20%，到了1950年达到71%，经过100年时间北美洲完成了城市化。第三次浪潮发生在第二次世界大战后的发展中国家，拉美等国经过50余年的发展于20世纪末基本完成了城市化进程，但由于在经济、政治及社会等各方面出现了许多严重的问题，被公认为是一种失败的城市化；而真正能够代表第三次浪潮主流的是中国的城市化（里夫金，2012）。
从城市化的人口规模看，第一次浪潮时为2亿左右，第二次为2.5亿，第三次浪潮达10亿左右，其中中国6亿～8亿人口（仇保兴，2009），中国的城市化将全面改变世界的人口生态和城市格局。
从城市化的道路来看，纵观大国的城市化之路，要么是向全球掠夺资源来支撑本国的发展（欧洲、美国），要么迫于本国人口、环境和资源的压力，通过对外移民来降低城市化的风险（墨西哥）。第一次城市化浪潮，欧洲国家向美国移民总数达到5000多万，如爱尔兰，就有一半以上移民美国。第二次浪潮时，移民数量进一步扩大。当时美国大部分国民是外来移民，这种大移民的趋势是全球城市化在美国的缩影。第三次浪潮移民规模更大，仅墨西哥一个国家就向美国移民4000万以上。中国不能走这样的道路。但中国能不能关起门来搞城市化，或怎样“关门”，绝不仅仅取决于中国自己。从城市化的影响面看，第一、二次城市化浪潮时期的全球化程度较低，主要是在工业化推动下实现了发达国家的城市化，对欠发达地区的影响更多体现在掠夺和剥削上；第三次城市化浪潮的动力是工业化和全球化，是在全球化背景下推进工业化、信息化和市场化，中国既可以是“世界工厂”，也可以发挥服务业的推动作用，成为“世界办公”之地，中国的发展与世界息息相关。
从城市化的发展背景看，与第一次、第二次浪潮相比，中国城市化面临着更加严峻的资源环境约束。第一、第二次城市化浪潮时国际市场能源和原材料的价格都比较低，第三次时资源类产品价格明显提高，到了中国城市化快速发展期，国际上能源和资源的价格极高。美国开始推进城市化时，原油价格只有5美元一桶，现在的油价却上涨到100美元。在第一次城市化浪潮时，人类尚未认识到生态环境对城市化的制约，只要能居住就业，城镇就会很快发展起来。当时许多新城镇都建在煤矿、铁矿、棉花产区，被称为蘑菇城，意谓城镇像蘑菇一样快速成长；第二次城市化浪潮时，对环保的要求就提高了。此阶段应运而生的现代城市规划学基本上基于公共卫生、生态环境保护和城市美化三大运动。第三次城市化浪潮对环保要求进一步提高。1972年斯德哥尔摩召开“人类与环境”会议通过了《人类环境宣言》，各国开始重视人类和自然环境的协调发展；1987年联合国世界环境发展委员会的报告《我们共同的未来》第一次正式在国际社会中提出了可持续发展的概念；1992年在巴西的里约热内卢召开的联合国环境与发展大会正式确立了可持续发展作为当代人类发展的主题。然而到了中国推进城市化的时候，世界上所有的国家都面临着同一个问题，就是全球气候变化。气候变化正在深刻影响着全人类的命运。
中国现在的二氧化碳排放是世界第一，虽然国内采取了很多积极的措施，但增速还是比较快的。中国的人均排放也接近于或者是相当于国际上的人均排放水平，在应对气候变化和在国内实行科学发展方面，中国确实面临着非常大的挑战。国际上，经济增长和温室气体的排放有一个规律：随着经济的增长，二氧化碳的排放或者温室气体的排放也在增加；当经济增长到一定的水平，二氧化碳的排放会出现稳定；然后出现拐点，随着经济的增长，还会下降。中国现在正处于爬坡的阶段。中国在警惕西方国家使用资源、环境“两根大棒”打压的同时，作为一个负责任的大国，必须关注全人类的命运。
2.1.2 中国的城市化进入发展加速期和成长关键期
1979年，美国城市地理学家诺瑟姆（Ray M。Northam）在其《城市地理》一书中把世界城市化发展过程所经历的运动轨迹形象地概括为一条稍被拉平的S形曲线，即城市化率在30%之前和70%之后发展相对缓慢平稳，在30%—70%之间发展最快。中国目前正处于这样一个城市化快速发展的区间。作为一个拥有五千多年历史的文明古国，中国的城市发展亦有悠久的历史。然而在长达两千多年的封建社会中，由于深受重农抑商的社会制度约束，经济结构和社会结构呈现长期的超稳定性特征。而作为社会结构转换的城市化现象是近现代工业化的产物，城市化在中国的启动日程一直推延到20世纪中期。1949年中国城镇人口比重为10.64%，刚刚达到10%的国际城市化起步标准。直至中华人民共和国成立及随即开始进行的大规模社会主义工业化建设，真正意义上的城市化进程才在中国启动。根据城镇人口比重的变化情况，中国50年的城市化进程大致经历了4个时期。
一是城市化健康发展时期（1949—1957年）。新中国成立以后，国家进入和平建设时期，中国城市化进程也随之启动。随着国民经济的恢复，中国很快进行了大规模城市建设和城市改造。1953年开始实行国民经济的第一个5年计划，拉开了工业化的序幕，依托城市进行大规模的经济建设。1953年是中国城市化的真正启动之年。这一阶段中国城市化起步在很大程度上与工业化起步密切相关。
二是城市化曲折发展时期（1958—1978年）。1958—1960年，中国历史上发生了所谓“大跃进”运动，出于政治动机提出一些严重脱离实际的生产指标。为了实现这些指标，全国各行各业掀起大炼钢铁的热潮，这一阶段城市人口剧增。这种城市化进程完全违背了经济发展和城市化发展规律，是一种不正常的城市化。大跃进使中国经济陷入新中国成立以来最严重的困境，中央决定实行“调整、巩固、充实、提高”的八字方针，在城市发展方面实行了反城市化政策。在这一时期，城镇人口绝对数量减少。1960年政府宣布“三年不搞城市规划”，1964年则更进一步调整了市镇建制标准，撤销了一批城市和大量城镇，中国城市化进程出现倒退的状况。从1966年开始，中国发生了历时10年的“文化大革命”。在此期间，城市企业大面积停产，农村生产无序，国民经济衰退到了崩溃的边缘。在这一阶段，由于组织了大量城市人口外迁等原因，中国城市人口数量锐减，城市化进程处于停滞不前状态。
三是城市化初步发展时期（1979—1996年）。1978年党的十一届三中全会召开，把党的工作中心转移到经济建设上来，确立了通过改革开放促进发展和现代化的方针。在这一时期，改革中心在农村，并逐步在城市进行试点。由于经济的复苏与发展，国家开始重新重视城镇的发展，并适时适度地在1979年前后实施了一系列新的政策，从而使城镇人口、特别是大城市人口的增长速度加快。1983年以来，随着乡镇企业的异军突起，小城镇和农村集镇得到迅速发展。1984年国家颁布了新的户籍管理政策，允许农民自带口粮进镇务工经商和进镇落户；同时国家又调整了60年代以来的市镇建制标准，从而使全国城镇数量迅速增加。另外，随着改革开放向纵深发展，全国城市经济开发区不断增多，特别是沿海地区一些大城市通过设置各类开发区，使城市面积和城市人口大幅度增加。党的十四大确立了建设社会主义市场经济体制的总体目标和基本框架，城市作为区域社会经济发展中心，其地位和作用得到了前所未有的重视。不同地区、不同层次的中心城市均得到发展，城镇数量迅速增加，城镇人口比重也明显上升，达到了城市化快速阶段的临界标准。
四是城市化快速发展时期（1997年至今）。1996年中国城镇人口比重为30.48%，城市化进入了快速发展阶段。这一时期城市化得以快速发展，主要是源于以下三个原因：首先，随着中国社会主义市场经济体制的初步建立，依靠严格的城乡户籍管理制度来控制城镇人口规模的传统模式已经在事实上失效；其次，随着中国经济增长方式由粗放型向集约型的转变，分散于广大农村地域的低水平、重复建设的乡镇企业为提高市场竞争力而进行生产要素的重组，从而推动更多的乡镇企业向城镇集聚；最后，改革开放以来中国长期保持较高的经济增长率推动城市化进程的进一步加速。
第六次人口普查的数据表明，截至2011年11月1日，大陆31个省、自治区、直辖市和现役军人的人口中，居住在城镇的人口为665575306人，占49.68%；居住在乡村的人口为674149546人，占50.32%。同2000年第五次全国人口普查相比，城镇人口增加207137093人，乡村人口减少133237289人，城镇人口比重上升13.46个百分点（国家统计局，2010）。预计未来10—15年，中国城镇化仍将保持年均1%左右的增长速度。按照这样的速度，中国每年将有1300万左右的人口从农村迁入城市。
由此可见，虽然中国城市化进程起步晚、水平低，并且一波三折，但城市化是中国社会和经济发展的必然趋势；而且近年来中国高速发展的城市化进程已经成为世界城市化进程的重要推进器（Lieberthal Kenneth，1995）。中国城市化的快速发展越来越受到国际社会的关注，其意义早已超出国界的范围。
2.1.3 低碳发展是中国城市化的基本路径
城市作为集约人口、集约经济和科学技术文化的区域空间，在经济发展、文明传播以及解决世界上最复杂最迫切问题的过程中发挥着决定性作用。据世界银行专家估计，当前城市化水平每提高一个百分点，至少能带动GDP 1.5个百分点（付晓东，2005）。但是，正如联合国的一份报告指出的那样，虽然城市面积只占全世界土地总面积的2%，却消耗着75%的世界自然资源，产生着占世界总量75%的废弃物。“城市化极可能是无可比拟的未来光明前景之所在，也可能是前所未有的灾难之凶兆。所以，未来会怎样就取决于我们当今的所作所为”（沃特·恩道，1996）。
中国城市在发展中面临着三项严峻的挑战：
第一，城市中的能源消耗急剧增加。2010年，全国的能源消费总量为324939万吨标准煤，电力消费量为41934.5亿千瓦时，287个地级及以上城市市辖区的电力消费总量为21834.6亿千瓦时，为全国的52.1%。在城市的生产活动中，传统工业依然占据主要的地位，《中国统计年鉴2012》数据显示，2011年中国的三次产业结构为10.0：46.6：43.4，三次产业贡献率为4.6：51.6：43.7，其中工业对GDP的贡献率达到49.2%。中国城镇既有建筑约150亿m2，并且以每年10亿m2的速度增加。中国城市与发达国家相比，城市住宅能耗高出3.5倍，每平方米建筑用钢55 kg，比发达国家平均高出20%。中国机动车保有量快速增加，特别是近5年来，年均增量达1591万辆，2011年全年增加1773万辆。随着城市化的进程，每年上千万人从农村转移到城市将导致城市能源消耗总量不断增加。
第二，在城市，能源利用导致的城市环境问题日益突出。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GDP 40000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。