住建部科技与产业化发展中心副研究员 梁浩
城市绿色发展需要综合能源规划
在工业文明时代,高楼大厦、钢筋水泥、玻璃幕墙是城市的标志。在未来的生态文明时代,更多的是关注普惠和公平。正如习总书记所说,绿水青山是最好的公共产品,也是最普惠的民生福祉。因此,推进生态文明时代的绿色城市建设,是践行生态文明建设的一个重要手段。
城市和能源是协同发展的关系,城市规划伊始就需要考虑到城市和能源协同布局的问题。在生态文明时代,城市能源系统也需要变革,才能匹配生态文明高质量发展理念下的城市形态。城市需要在市政、交通、建筑、环境等多方面进行绿色提升。
目前,我们提出了推进城市绿色建设的多个重点项目,修订了已经运行10年的绿色建筑评价标准。
大体而言,我国产业能耗约占总能耗的60%,交通能耗约占20%,建筑能耗约占20%。目前,建筑能耗在总能耗中的占比较低。未来,产业能耗将逐步转移到建筑能耗上。
有规律表明,第三产业比重越高,建筑能耗也就越高。因此,在生态文明时代,城市能源消费的一个显著变化是:工业能耗降、建筑能耗增。这也是产业结构转型升级和创新驱动发展升级的一个晴雨表。
过去,作为城市能源的三大规划,电力规划、燃气规划和热力规划是分别制定的。这是从能源供应的角度上来考虑,主要思路是加大供给,保障需求。但是作为城市人,在使用一种能源满足需求的时候,自然会减少对另一种能源的需求。如果从需求侧出发,需要在城市规划伊始就有一个综合规划,统筹电力、燃气、热力、传统能源和可再生能源等。
城市的容积率、街区密度、路网形态、建筑形态都决定了城市能耗的高低。实践表明,能耗最低的城市形态是窄马路、密路网、小街区。这种城市空间形态从一出生就具有节能的“基因”。因此,在城市规划之初,如果没有合理的城市空间形态,就会造成城市难以扭转的高能耗情况。
在工业文明时代,城市能源的运行模式是集中式生产,大范围输送。而在生态文明时代,将颠覆过去集中式大生产、大运输、集中消费的模式,每一栋楼宇既是能源消费者,同时也是能源生产者,并最终形成智慧能源微网的模式。
(张子瑞/整理)
中国电力企业联合会行业发展与环境资源部副主任 潘荔
电力系统优化助推城市能源转型
改革开放40年,电力行业取得了长足发展。我国是以火电为主的发电结构,从2013年开始,我国发电量位居世界第一。虽然我国发电量以火电为主,但总体而言火电的比重在不断下降。
为什么我国火电占这么大的份额?这与我国的资源禀赋有关,中国是一个富煤缺油少气的国家,在能源变革过程中我们做了很多工作,才实现了现在结构调整取得的好成绩。
非化石能源调整上,我国现在非化石能源占到37.8%,比2005年提高了13.5个百分点,虽然十几个百分点,但是在投入、研发,均花了很大代价,取得了很好的成绩。
全社会用电量的水平快速增长,五年间增长了1.4万亿度电,但从人均来看,人均用电量超过了世界的平均水平。值得关注的是生活用电量,2017年我国人均生活用电量为628度,低于世界平均水平,世界人均生活用电量2014年为739度电。美国人均生活用电量在4000多度电,挪威用电最高,7000多度电,所以我国人均生活用电量发展空间很大。
近年来,三产和生活用电的增速非常快,今年增长的速度对全社会用电量增长贡献率达50%,也就是说我们在经济发展过程中,用电量结构也发生了变化。总体来看,中国电能终端利用比重与世界相当,但在小结构中,我国的煤炭比重偏高。支持城市能源转型当中,重点还是提高电能的比重。
城市供热煤电的作用是非常大的,热电联产机组比重快速提升,现在提升到39.4%。比如辽宁,现在改成了电厂供热以后,实质性地解决了当地的环境质量。我国关停小机组力度非常大,近几年,电力行业关停的小机组容量超过了1.1亿千瓦。
支持电力行业、支持城市能源转型,重点工作可以概括为:
一是要加大电能替代。电能替代不仅解决电气化水平、用能水平问题,还解决改善人民生活的环境质量。
二是继续需求侧管理。当初提出需求侧管理的主要目标是解决缺电问题,到现在需求侧管理依然发挥很大作用,从过去重点解决电力短缺,到现在以解决环境保护和低碳发展为主的管理模式。
三是要大力发展智能电网。多能互补、电网安全、电能替代、装配研发、国际标准化等等方面,均要依托智能电网平台。
所以,绿色低碳是能源发展大势所趋,提高煤炭转化为电力的比重是改善环境质量、尤其是城市环境的重要途径,人均生活用电量低于世界平均水平,电能替代有利于提升电气化水平、提高人民生活质量,需求侧管理、智能电网、分布式能源是实现城市能源转型的有效途径。
(苏南/整理)
中国塑料循环利用协会秘书长 蒋南青
城市区域能源正在中国蓬勃发展
两年前,“城市区域能源”的概念刚刚兴起,如今已完全被中国接纳并蓬勃发展。中国已开始步入区域能源消费时代,供暖、供冷、照明等居民用能逐渐成为整个城市的发展主流。
联合国环境署提出,要打造以100%可再生能源和清洁能源为供能的基础设施,并在此基础上建立基于生态系统的绿色空间。如何将“绿水青山”变为“金山银山”,从城市规划到人们的生活方式以及观念意识,都要协同转变。
因此,我们要关注能源、环境、经济的耦合效应,从需求侧考虑整个城市的能源供给。通过天然气、热电联产等分布式能源直接供冷或者供暖,这种方式没有余热损耗,同时,温室气体排放减少了一半,能效提升一倍,这种解决方案是具有多重效益的。在这个过程中,能源互联网催生出各种储能技术,将热、电、气等能源互相转换,所有的可再生能源都能联入到互联网中。
未来,随着技术进步,所有可再生能源,甚至是低品位热源都能直接进入到城市电网中,替代传统的石化能源。瑞典已将此设想变为现实,瑞典所有垃圾焚烧厂的余热已经联成了整体网络,使得它在供热量达到的同时,二氧化碳排放以及环保指数都在下降,从传统的100%化石燃料变成了100%可再生能源。
此外,国际上正推动新的PPP模式,充分发挥地方政府的作用,成立专业的能源公司,将供热、供冷等供给方与用户聚在一起来谈价格,来做商业模式,以此制定城市规划。在这个过程中,地方政府可以通过区域能源,用公共建筑作为信贷,来投资基础设施。
在英国伦敦,通过对基础设施的改造,吸引了几亿美元投资,这种模式也是联合国在中国推动可持续“城市区域能源”的基本出发点,吸引私营部门的投资,运用金融方式投入到基础设施。
(赵紫原/整理)
国网(苏州)城市能源研究院副院长 奚巍民
综合能源服务推动城市能源变革
城市能源变革是一场全方位的革命,涉及技术、管理、观点等方方面面,可通过综合能源服务来推动。
从行动上看,能源革命主要分为四个层面:最下是包罗万象的物理层,即能源系统的设施设备,涵盖源、网、荷、储等内容;二是智慧层,主要包括数据的搜集、存储、计算、模型,及与之相配合的控制、通讯、平台等方面;三是服务层,比如资产服务、交易服务、金融服务、增值服务等机制概念;最上则是感知层,通过视觉形象、公众参与、创新平台等方式,让社会在不同层面都感知到能源变革的发生。
可把能源变革的任务分为以下类别:效率提升类、清洁能源类、需求优化类、智慧能源类、资产管理类、市场交易类、节能诊断类、社会公益类等。
而在这些服务中,有几类技术相对关键。首先是电网技术。电网能够最大程度地利用可再生能源、新能源。对于风能、太阳能等新能源而言,电是最好的利用方式,其他形式很难做到。现阶段的侧重点应放在配电网,其中关键是交直流电网混合运行的技术。按目前情况分析,通过技术环节,电网系统效率可提升5%-10%。
其次是热网。热网汇集着我们身边的低品位热源,及环境中一些余热废热资源。此外,在机制方面,有两点值得关注。一是交易机制,通过建立更加灵活的市场交易机制,让能源产品真正反映成本,让用户参与进来。二是要打破当前各部门之间相互割裂的关系。
(朱妍/整理)
国网能源研究院能源所主任 金艳鸣
北京面临能源转型与再电气化挑战
进入上世纪90年代以来,北京的能源转型以脱煤、提气、增电为主要特征,1995年以来大致分三个阶段:第一阶段是1995年到2000年,煤炭消费比重50%以上,但是脱煤趋势已显现出来。第二阶段是进入能源消费多元化阶段,天然气消费、电力消费比重上升。第三阶段实现了能源发展进入提质增效阶段,实现了经济增速和能源消费增速的脱钩,追求电力消费外来电和本地电大概占24%。
目前,北京城市能源发展的问题,90%以上是外来能源安全保障问题,还有环境污染问题、能源利用的智能高效化水平问题。
电气化对北京城市能源转型包括整个城市发展定位有着重要的作用。首要的功能满足经济社会发展用能需求;其次,智慧能源、智慧交通的融合,可解决城市拥堵问题;再次,改变生产生活方式,改善生态环境。
我们课题组预测,到2035年,北京的电气化水平可以由目前的40%达到52%-56%。从各个部门行业来看,交通可以达到20%,商业达到62%,居民可以达到48%。北京在2035年的水平大致可以和全国2050年的电气化水平相当,超出全国十五年的电气化发展水平。
(苏南/整理)
国网(苏州)城市能源研究院数据研究中心主任 王林钰
近五年城市能源变革成效显著
基于城市规模,地理分布,资源禀赋,调研数据等因素,我们选择了18个省市的约40个城市展开了能源变革的评价及分析。整体而言,所有被评价城市的能源变革正向着清洁、低碳、安全、高效、智慧、便捷的方向稳步前进。
2017年城市能源变革综合评价排名前10的城市分别是北京、上海、深圳、杭州、苏州、嘉兴、南京、成都、天津、厦门。从2017年变革成效来看,上海、北京、深圳、南京、嘉兴等取得最好成绩,未来变革的基础也更加完善;从变革动力来看,北京、许昌、苏州、西宁、上海等城市加大技术、政策、管理及城市发展投入,有望引领未来城市能源变革。
过去五年来城市能源的变革成效非常明显,城市能源整体体现出更加清洁低碳、安全高效、智慧便捷的特征,能源服务意识也在增强,能源的智慧便捷能力也在提高,单位面积可再生能源装机容量变化最为明显。
尽管总体已经取得较大成效,但一些具体指标与优秀城市水平相比仍具有较大提升空间。不同城市能源结构及能源效率差异较大,需要通过城市发展及能源系统提升共同实现更高能效和更优能源结构。城市能源管理条线分割,缺少内生动力,信息共享不足,对城市能源变革带来负面影响。
(常潆木/整理)