城市能源變革的重點(diǎn)和難點(diǎn)在哪?
9月20日,由《中國能源報(bào)》社主辦的“第二屆中國能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展年會暨2018中國城市能源變革峰會”在京舉行,與會嘉賓就“城市能源變革”這一話題進(jìn)行暢談。
住建部科技與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中心副研究員梁浩:
城市綠色發(fā)展需要綜合能源規(guī)劃
在工業(yè)文明時代,高樓大廈、鋼筋水泥、玻璃幕墻是城市的標(biāo)志。在未來的生態(tài)文明時代,更多的是關(guān)注普惠和公平。正如習(xí)總書記所說,綠水青山是最好的公共產(chǎn)品,也是最普惠的民生福祉。因此,推進(jìn)生態(tài)文明時代的綠色城市建設(shè),是踐行生態(tài)文明建設(shè)的一個重要手段。
城市和能源是協(xié)同發(fā)展的關(guān)系,城市規(guī)劃伊始就需要考慮到城市和能源協(xié)同布局的問題。在生態(tài)文明時代,城市能源系統(tǒng)也需要變革,才能匹配生態(tài)文明高質(zhì)量發(fā)展理念下的城市形態(tài)。城市需要在市政、交通、建筑、環(huán)境等多方面進(jìn)行綠色提升。目前,我們提出了推進(jìn)城市綠色建設(shè)的多個重點(diǎn)項(xiàng)目,修訂了已經(jīng)運(yùn)行10年的綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
大體而言,我國產(chǎn)業(yè)能耗約占總能耗的60%,交通能耗約占20%,建筑能耗約占20%。目前,建筑能耗在總能耗中的占比較低。未來,產(chǎn)業(yè)能耗將逐步轉(zhuǎn)移到建筑能耗上。有規(guī)律表明,第三產(chǎn)業(yè)比重越高,建筑能耗也就越高。因此,在生態(tài)文明時代,城市能源消費(fèi)的一個顯著變化是:工業(yè)能耗降,建筑能耗增。這也是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級和創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展升級的一個晴雨表。
過去,作為城市能源的三大規(guī)劃,電力規(guī)劃、燃?xì)庖?guī)劃和熱力規(guī)劃是分別制定的。這是從能源供應(yīng)的角度上來考慮,主要思路是加大供給,保障需求。但是作為城市人,在使用一種能源滿足需求的時候,自然會減少對另一種能源的需求。如果從需求側(cè)出發(fā),需要在城市規(guī)劃伊始就有一個綜合規(guī)劃,統(tǒng)籌電力、燃?xì)狻崃Α鹘y(tǒng)能源和可再生能源等。
城市的容積率、街區(qū)密度、路網(wǎng)形態(tài)、建筑形態(tài)都決定了城市能耗的高低。實(shí)踐表明,能耗最低的城市形態(tài)是窄馬路、密路網(wǎng)、小街區(qū)。這種城市空間形態(tài)從一出生就具有“節(jié)能”的基因。因此,在城市規(guī)劃之初,如果沒有合理的城市空間形態(tài),就會造成城市難以扭轉(zhuǎn)的高能耗情況。
在工業(yè)文明時代,城市能源的運(yùn)行模式是集中式生產(chǎn),大范圍輸送。而在生態(tài)文明時代,將顛覆過去集中式大生產(chǎn)、大運(yùn)輸、集中消費(fèi)的模式。每一棟樓宇既是能源消費(fèi)者,同時也是能源生產(chǎn)者,并最終形成智慧能源微網(wǎng)的模式。
國網(wǎng)(蘇州)城市能源研究院副院長奚巍民:
綜合能源服務(wù)推動城市能源變革發(fā)展
城市能源變革復(fù)雜而又系統(tǒng),它是一場全方位的革命,涉及技術(shù)、管理、觀點(diǎn)等方方面面。我們認(rèn)為,可通過綜合能源服務(wù)來推動能源的變革。
從行動上看,能源革命主要分為四個層面:最下是包羅萬象的物理層,即能源系統(tǒng)的設(shè)施設(shè)備,涵蓋源、網(wǎng)、荷、儲等內(nèi)容,非常復(fù)雜、也很專業(yè)。二是智慧層,主要包括數(shù)據(jù)的搜集、存儲、計(jì)算、模型,及與之相配合的控制、通訊、平臺等方面;三是服務(wù)層,比如資產(chǎn)服務(wù)、交易服務(wù)、金融服務(wù)、增值服務(wù)等機(jī)制概念;最上則是感知層,通過視覺形象、公眾參與、創(chuàng)新平臺等方式,讓社會在不同層面都感知到能源變革的發(fā)生,而且就發(fā)生在我們身邊。這是一場革命,革命需要觀念作為支撐和先導(dǎo),沒有觀念的進(jìn)步,行動很難跟上。
在此基礎(chǔ)上,可把能源變革的任務(wù)分為以下類別:效率提升類、清潔能源類、需求優(yōu)化類、智慧能源類、資產(chǎn)管理類、市場交易類、節(jié)能診斷類、社會公益類等。而在這些服務(wù)中,有幾類技術(shù)相對關(guān)鍵。
首先是電網(wǎng)技術(shù)。為什么說它最重要?并不是說電網(wǎng)把電送到千家萬戶,對大家的生活很重要,而是因?yàn)殡娋W(wǎng)能夠最大程度地利用可再生能源、新能源。對于風(fēng)能、太陽能等新能源而言,電是最好的利用方式,其他形式很難做到。包括特高壓等重點(diǎn)技術(shù)在內(nèi),國網(wǎng)公司在電網(wǎng)輸送側(cè)、供給側(cè)已做得非常強(qiáng)了。現(xiàn)階段的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)放在配電網(wǎng),其中關(guān)鍵是交直流電網(wǎng)混合運(yùn)行的技術(shù)。按目前情況分析,通過技術(shù)環(huán)節(jié),電網(wǎng)系統(tǒng)效率可提升5%-10%。
第二個重要技術(shù)是熱網(wǎng)。熱網(wǎng)匯集著我們身邊的低品位熱源,及環(huán)境中一些余熱廢熱資源。例如,現(xiàn)在所謂第四代集中供暖技術(shù),主要特點(diǎn)就是降低了供熱參數(shù),同時減少散熱損失,有利于增加低品位能源并入。再如雙向組合式冷熱網(wǎng),通過余熱回收可提高很多效率。
此外,在機(jī)制方面,我認(rèn)為有兩點(diǎn)值得關(guān)注。一是交易機(jī)制,通過建立更加靈活的市場交易機(jī)制,讓能源產(chǎn)品真正反映成本,讓用戶參與進(jìn)來。二是要打破當(dāng)前各部門之間相互割裂的關(guān)系。比如未來在一個區(qū)域中,相互獨(dú)立的電力公司、天然氣公司能不能合資組建一個綜合能源服務(wù)公司,能不能更好地發(fā)揮作用等。
國網(wǎng)能源研究院能源所主任金艷鳴:
北京面臨能源轉(zhuǎn)型與再電氣化
目前,全球城市能源消費(fèi)約占全球能源消費(fèi)總量的2/3以上,城市是能源消費(fèi)的主體,城市能源系統(tǒng)在高峰負(fù)荷時會出現(xiàn)城市能源短缺供應(yīng)。
大型城市能源發(fā)展趨勢是:電氣化、能源高效化、加快脫碳化、全球一體化、智慧能源化。最大化利用城市內(nèi)外部清潔能源,以電為核心實(shí)現(xiàn)城市跨行業(yè)系統(tǒng)融合優(yōu)化。
北京2016年的電氣化水平是39.9%,2017年在40%以上。從終端消費(fèi)比重來說,北京目前的終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)達(dá)到了以電為中心的能源消費(fèi)模式。
交通行業(yè),電占終端消費(fèi)比重的10.6%,因?yàn)楫?dāng)中80%是民航,所以民航的柴油用油現(xiàn)在還不能實(shí)現(xiàn)替代。而居民消費(fèi)端,電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)大概是占到34%,而北京的商業(yè)建筑電力消費(fèi)比重占到了56%,工業(yè)是47%。未來隨著工業(yè)轉(zhuǎn)型的輕型化和高附加值,電力消費(fèi)比例會進(jìn)一步提高。
90年代以來,北京的能源轉(zhuǎn)型大概是以脫煤、提氣、增電為主要特征,1995年以來大致分了三個階段:第一階段是1995年到2000年,煤炭消費(fèi)比重50%以上,但是脫煤趨勢已顯現(xiàn)出來。第二階段是進(jìn)入能源消費(fèi)多元化階段,出現(xiàn)了天然氣消費(fèi)比重上升,電力消費(fèi)比重上升。第三階段實(shí)現(xiàn)了能源發(fā)展進(jìn)入提質(zhì)增效階段,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)增速和能源消費(fèi)增速的脫鉤。
目前,北京城市能源發(fā)展的問題,90%以上是外來能源安全保障問題,當(dāng)然有特殊性,因?yàn)槭鞘锥肌A硗猸h(huán)境污染問題,還有能源利用的智能高效化水平問題。未來北京發(fā)展定位是建設(shè)國際一流的和諧宜居之都、京津冀協(xié)同發(fā)展以及如何在北京建立綠色低碳、安全高效的能源體系。
電氣化對北京城市能源轉(zhuǎn)型包括整個城市發(fā)展定位有著重要的作用。首要的功能滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展用能需求;其次,智慧能源、智慧交通的融合,可解決城市擁堵問題;再次,改變生產(chǎn)生活方式,改善生態(tài)環(huán)境。
我們課題組研究預(yù)測,到2035年,北京一種情景是電氣化水平可以由目前的40%達(dá)到52%-56%。從各個部門行業(yè)來看,交通可以達(dá)到20%,商業(yè)達(dá)到62%,居民可以達(dá)到48%。北京在2035年的水平大致可以和全國2050年的電氣化水平相當(dāng),超出全國十五年的電氣化發(fā)展水平。
中國電力企業(yè)聯(lián)合會行業(yè)發(fā)展與環(huán)境資源部副主任潘荔:
電力系統(tǒng)優(yōu)化助推城市能源轉(zhuǎn)型
電力行業(yè)如何助推城市能源轉(zhuǎn)型?
改革開放40年,電力工業(yè)取得了長足發(fā)展,我國電力是一個以火電為主的發(fā)電結(jié)構(gòu),從2013年開始,我國發(fā)電量位居世界第一。雖然我國發(fā)電量以火電為主,但總體而言火電的比重在不斷下降。
為什么我國煤電、火電占這么大的份額?這與我國的資源稟賦相關(guān),中國是一個富煤缺油少氣的國家,在能源變革過程中我們做了很多工作,才實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)在結(jié)構(gòu)調(diào)整取得的成績。
非化石能源調(diào)整上,我國現(xiàn)在非化石能源占到37.8%,比2005年提高了13.5個百分點(diǎn),雖然十幾個百分點(diǎn),但是在投入、研發(fā),均花了很大代價(jià),取得了很好的成績。
全社會用電量的水平快速增長,五年間增長了1.4萬億度電,但從人均來看,人均用電量超過了世界的平均水平。值得關(guān)注的是生活用電量,2017年我國人均生活用電量為628度,低于世界平均水平,世界人均生活用電量2014年為739度電。美國人均生活用電量在4000多度電,挪威用電最高,7000多度電,所以我國人均生活用電量發(fā)展空間很大。
近年來,三產(chǎn)和生活用電的增速非常快,今年增長的速度對全社會用電量增長貢獻(xiàn)率達(dá)50%,也就是說我們在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中,在用電量結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。總體來看,中國電能終端利用比重與世界相平,但在小結(jié)構(gòu)中,我國的煤炭比重偏高。支持城市能源轉(zhuǎn)型當(dāng)中,重點(diǎn)還是提高電能的比重。
城市供熱煤電的作用是非常大的,熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組比重快速提升,現(xiàn)在提升到39.4%。比如遼寧,現(xiàn)在改成了電廠供熱以后,實(shí)質(zhì)性地解決了當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境質(zhì)量。我國關(guān)停小機(jī)組力度非常大,近幾年,電力行業(yè)關(guān)停的小機(jī)組容量超過了1.1億千瓦。
支持電力行業(yè)、支持城市能源轉(zhuǎn)型,重點(diǎn)工作可以概括為:
要加大電能替代。電能替代不僅解決電氣化水平、用能水平問題,還改善人民生活的環(huán)境質(zhì)量。
繼續(xù)需求側(cè)管理。當(dāng)初提出需求側(cè)管理的主要目標(biāo)是解決缺電問題,到現(xiàn)在需求側(cè)管理依然發(fā)揮很大作用,從過去重點(diǎn)解決電力短缺,到現(xiàn)在以解決環(huán)境保護(hù)和低碳發(fā)展為主的管理模式。
要大力發(fā)展智能電網(wǎng)。多能互補(bǔ)、電網(wǎng)安全、電能替代、裝配研發(fā)、國際標(biāo)準(zhǔn)化等等方面,均要依托智能電網(wǎng)平臺。
所以,綠色低碳是能源發(fā)展大勢所趨,提高煤炭轉(zhuǎn)化為電力的比重是改善環(huán)境質(zhì)量、尤其是城市環(huán)境的重要途徑,人均生活用電量低于世界平均水平,電能替代有利于提升電氣化水平、提高人民生活質(zhì)量,需求側(cè)管理、智能電網(wǎng)、分布式能源是實(shí)現(xiàn)城市能源轉(zhuǎn)型的有效途徑。
中國塑料循環(huán)利用協(xié)會秘書長、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署駐華代表處原項(xiàng)目官員 蔣南青:
城市區(qū)域能源正在中國蓬勃興起
兩年前,“城市區(qū)域能源”的概念剛剛興起,如今已完全被中國接納并蓬勃發(fā)展。我從國際層面談?wù)剬Τ鞘锌沙掷m(xù)發(fā)展的認(rèn)識。
中國已開始步入?yún)^(qū)域能源消費(fèi)時代,供暖、供冷、照明等居民用能逐漸成為整個城市的發(fā)展主流。聯(lián)合國環(huán)境署提出,要打造以100%可再生能源和清潔能源為供能的基礎(chǔ)設(shè)施,并在此基礎(chǔ)上建立基于生態(tài)系統(tǒng)的綠色空間。如何將“綠水青山”變?yōu)?ldquo;金山銀山”,從城市規(guī)劃到人們的生活方式以及觀念意識,都要協(xié)同轉(zhuǎn)變。
因此,我們要關(guān)注能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的耦合效應(yīng),從需求側(cè)考慮整個城市的能源供給。通過天然氣、熱電聯(lián)產(chǎn)等分布式能源直接供冷或者供暖,這種方式?jīng)]有余熱損耗,同時,溫室氣體排放減少了一半,能效提升一倍,這種解決方案是具有多重效益的。在這個過程中,能源互聯(lián)網(wǎng)催生出各種儲能技術(shù),將熱、電、氣等能源互相轉(zhuǎn)換,所有的可再生能源都能聯(lián)入到互聯(lián)網(wǎng)中。
未來,隨著技術(shù)進(jìn)步,所有可再生能源,甚至是低品位熱源都能直接進(jìn)入到城市電網(wǎng)中,替代傳統(tǒng)的石化能源。瑞典已將此設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),瑞典所有垃圾焚燒廠的余熱已經(jīng)聯(lián)成了整體網(wǎng)絡(luò),使得它在供熱量達(dá)到的同時,二氧化碳排放以及環(huán)保指數(shù)都在下降,從傳統(tǒng)的100%化石燃料變成了100%可再生能源。
此外,國際上正推動新的PPP模式,充分發(fā)揮地方政府的作用,成立專業(yè)的能源公司,將供熱、供冷等供給方與用戶聚在一起來談價(jià)格,來做商業(yè)模式,以此制定城市規(guī)劃。在這個過程中,地方政府可以通過區(qū)域能源,用公共建筑作為信貸,來投資基礎(chǔ)設(shè)施。在英國倫敦,通過對基礎(chǔ)設(shè)施的改造,吸引了幾億美元投資,這種模式也是聯(lián)合國在中國推動可持續(xù)“城市區(qū)域能源”的基本出發(fā)點(diǎn),吸引私營部門的投資,運(yùn)用金融方式投入到基礎(chǔ)設(shè)施。(文 | 張子瑞、蘇南、朱妍、趙紫原/整理)

責(zé)任編輯:仁德財(cái)
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