低碳時(shí)代的中國城市能源規劃

  1 低碳發(fā)展要求世界和中國一次能源構成重大轉型

 

  氣候變化已成為世界各國面臨的最緊迫問(wèn)題之一。2009 年12 月的哥本哈根會(huì )議以世界192 個(gè)國家的聲音，肯定了會(huì )議前夕國際能源署( IEA) 提出的“450 情景方案”的3 個(gè)具體目標中的2 個(gè)，即全球平均氣溫不應比工業(yè)化開(kāi)始前高出2 ℃，這要求全球排放量減，到1990 年( 209 億tCO2當量) 的50%。為此發(fā)達國家應當減少至少80% 的溫室氣體排放量，發(fā)展中國家的溫室氣體排放量應當比“通常情況下”低15% ～ 30%。至于第3 個(gè)目標，即碳排放的峰值年和減排到1990 年排放量的50% 的時(shí)限，以及發(fā)達國家以資金和技術(shù)支持發(fā)展中國家減排的具體安排，留待2010 年年末的墨西哥會(huì )議解決。能耗、一次能源構成和應用碳捕獲和封存( Carbon Capture and Sequestation，CCS) 技術(shù)三者與CO2排放之間的制約關(guān)系，并推算出了在上述減排目標和進(jìn)程下世界能耗和一次能源構成變化的走勢。

 

  未來(lái)的10 ～ 20 年，即2020 ～ 2025 年，將是世界一次能源構成的轉折點(diǎn)。可再生能源與石油( 曲線(xiàn)Ⅰ和Ⅳ) 在一次能源構成中的排位互換;而煤和天然氣( 曲線(xiàn)Ⅱ和Ⅲ) 的走勢高低將取決于煤的CCS技術(shù)的經(jīng)濟指標與非常規天然氣開(kāi)采成本和規模兩者之間的博弈。圖1 中最右端的能源構成是在IEA提出的2050 年總能耗約225 億tce / a 的情況之下，可再生能源、天然氣、煤和石油4 種能源的構成比與目前剛好逆轉，且大部分的煤通過(guò)CCS 利用，對應的CO2排放量能夠控制在108 億t / a 的情景。至于2010 年年末的墨西哥坎昆會(huì )議中對長(cháng)期目標時(shí)間點(diǎn)的共識是否是2050 年，還是推遲到2060 年，并不會(huì )改變圖中各曲線(xiàn)變化的趨勢，只不過(guò)各條曲線(xiàn)的斜率變化都將放緩而已。

 

  在目前世界能源轉型和低碳發(fā)展的格局中，中國處于最特殊的地位。這是由下列幾個(gè)因素決定的:中國是世界人口第一大國，由于煤的消耗占一次能源近的70% ，CO2排放不僅總量最多，人均也已超過(guò)世界平均值，但是人均GDP 還很低，屬于發(fā)展中國家。這決定了中國繼續完成工業(yè)化和城鎮化只能走低碳發(fā)展之路。未來(lái)10 ～ 20 年中國的總能耗還會(huì )增加，CO2排放也將經(jīng)歷一個(gè)先增再減的過(guò)程，2 個(gè)峰值年都可能出現在2023 ～ 2030 年之間。但在達到峰值年之后，中國的碳減排將與世界同行.

 

  核能與可再生能源以5% 的年率持續增長(cháng)，10 年后中國非常豐富的非常規天然氣資源得以大規模開(kāi)發(fā)，煤的CCS 利用比例2020 年以后的30 年間從10% 提高到60% ，石油因資源的有限性和CCS 利用的規模限制將在2020 年左右達到峰值后逐步減少。

 

  2 城市一次能源到終端利用( 工業(yè)、商住和交通) 的新格局

 

  2. 1 低碳時(shí)代一次能源在城市用能中的格局

 

  低碳發(fā)展要求世界和中國的一次能源消費格局在30 ～ 40 年間完成如圖1 所示的重大轉型。煤最終必須在捕獲和封存CO2的條件下( CCS) 才能利用;由于CCS 技術(shù)的經(jīng)濟規模所限，使它必然退出城市終端用能市場(chǎng)，轉向發(fā)電和煤氣化多聯(lián)產(chǎn)為主( 后者即是帶冷熱電聯(lián)供的現代煤化工Multi-Producted Coal Chemistry /Combined Cold，Heat andPower，MCC /CCHP) ，部分用于制水泥和煉鐵( 煤或合成氣直接還原煉鐵將替代傳統的焦炭/ 高爐)。

 

  可再生能源將大部分用于電力生產(chǎn)，部分直接用于低品位、低能量密度的建筑用能和化工原料。天然氣超過(guò)石油成為主要的工業(yè)和民用燃料。

 

  2. 2 未來(lái)10 ～ 20 年城市能源需求的挑戰按照表1 的估算，中國的總能耗/ 人均能耗將分別由2005 年的22. 2 億tce / 人和1. 7 tce / ( 人·a) 增加到2020 年的41 億tce / 人和2. 93 tce / ( 人·a)。

 

  顯然在這個(gè)完成工業(yè)化和城鎮化的歷史時(shí)期內，增加的能耗主要是在城市工業(yè)、建筑和交通3 大領(lǐng)域。

 

  由天津市供熱辦的數據可知，該市集中供熱負荷將由目前的200 萬(wàn)m2 增加到2013 年的2 400 萬(wàn)m2和2020 年的5 500 萬(wàn)m2。由國家發(fā)改委能源所的數據可知，珠三角城市建筑面積在2030 年將達到160 億m2 ，接近目前的4 倍。目前廣東空調耗電已占電網(wǎng)夏季高峰負荷的50% ，如此大幅度增長(cháng)的供能需求增長(cháng)，按照現在的利用模式和能效，是不可承受的。

 

  2. 3 CHP 和DES /CCHP 在能源終端利用中的地位

 

  至少在21 世紀中葉之前，氣候變化所要求的能源轉型還容許使用一半的化石能源。迄今為止，在中國占總能耗80% ～ 85% 的工業(yè)和商住建筑能耗中，大部分都是低品位的熱能。例如，占中國能耗近40% 的過(guò)程工業(yè)，終端能耗熱/ 電比在5 以上，大部分在400 ℃以下;建筑能耗的80% 的溫位與環(huán)境溫度只差10 ～ 30 ℃。按照熱力學(xué)第二定律，化石能源化學(xué)能轉換為電力的效率不可能為100% ，必定有一部分以較低溫位的熱量的形式傳遞到環(huán)境。熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP) 正是運用這個(gè)規律，同時(shí)產(chǎn)電和熱，提高了能源轉換效率。但是傳統CHP 的熱電比取決于特定的技術(shù)，不能適應各種終端用戶(hù)變化的需求。

 

  發(fā)達國家近30 年來(lái)建筑物能效大大提高，一是圍護結構熱工性能有所改進(jìn)，二是采用分布式冷熱電聯(lián)供系統( Distributed Energy System /Combined Cold，Heat and Power，DES /CCHP) 集成各種熱機、熱泵、吸收制冷和可再生能源技術(shù)，實(shí)現化石能源“吃干榨凈”的高效利用。前者使住宅單位面積能耗逐年降低，僅為中國的50% ，后者使公共建筑一次能源的終端利用效率提高到70% 以上?？梢哉f(shuō)，只要人類(lèi)還使用化石能源和生物質(zhì)能，CHP 和DES /CCHP就是科學(xué)用能的必由之路，永遠不會(huì )過(guò)時(shí)。發(fā)達國家正在繼續和加深研究這些措施，并成為他們完成減排指標的重要途徑。丹麥全國DES /CCHP 產(chǎn)生的電力已經(jīng)超過(guò)50% ，美國2000 年已定下2020 年達到29% 的目標，而中國CHP 裝機雖占10% ，產(chǎn)電量則遠低于此，發(fā)展空間還很大。

 

  2. 4 終端用能模式的轉型和效率提高的途徑

 

  按照國際市場(chǎng)天然氣的價(jià)格，中國城市終端用天然氣和煤的等熱值比價(jià)約為2. 5 ～ 3 倍。簡(jiǎn)單地用天然氣替代煤用于城市供暖和工業(yè)鍋爐，單位面積供暖費用和蒸汽價(jià)格都將至少增加1 倍。這是居民和工業(yè)企業(yè)都無(wú)法承受的。同時(shí)，這也使天然氣下游市場(chǎng)難以按照市場(chǎng)機制進(jìn)行開(kāi)拓。另一方面，按照這種傳統模式以氣代煤，能效提高有限，CO2減排也只有40% ～ 50% ，不能適應中國節能減排的目標要求。這是擺在當前中國城市用能面前的一道難題。

 

  與發(fā)達國家相比，中國的國情特點(diǎn)如下:一是城鎮化要求繼續新建大量新城鎮和住區;二是城市工業(yè)區、商業(yè)中心和居住區的布局及模式與西方國家大不相同。這就使得中國能夠、而且必須在借鑒西方國家DES /CCHP 經(jīng)驗和技術(shù)的基礎上，依照具體國情，自主創(chuàng )新，創(chuàng )立中國自己的城市終端用能模式和DES 系統。在政府主導的經(jīng)濟體制下實(shí)現跨越式發(fā)展:伴隨工業(yè)化和城鎮化的進(jìn)展，使多數工業(yè)園區80% 的供暖、空調、熱水能耗和占14% 的用電能耗可以盡可能地用天然氣DES /CCHP 加可再生能源集約化高效聯(lián)供，不足部分由電網(wǎng)提供。

 

  迄今為止，絕大部分交通能源依賴(lài)石油產(chǎn)品的局面將隨著(zhù)科技的加速進(jìn)步而根本改變。占中國柴油耗量近半的中、重型卡車(chē)、部分公交車(chē)將改用高效、廉價(jià)、低排放的LNG;智能電網(wǎng)所推進(jìn)的插電式汽車(chē)將替代大部分小型轎車(chē)的燃油;第二代生物燃油將提供大部分航空燃料;非糧乙醇和煤基二甲醚將取代部分仍作為車(chē)用燃料的汽、柴油;太陽(yáng)能制氫氣/燃料電池車(chē)也將在20 年后實(shí)現商業(yè)化應用。上述交通替代能源科技以及高鐵、城市公共交通的發(fā)展所帶來(lái)的經(jīng)濟、能效和CO2排放方面的優(yōu)勢，必將在今后20 ～ 40 年替代絕大部分汽、柴油。這樣就可以使耗量逐漸減少的石油與帶CCS 的煤氣化和生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)一道，主要用于有機化工原料。

 

  3 新格局下城市能源供應系統建設、運營(yíng)和監管機制

 

  3. 1 發(fā)電、供熱、制冷能源轉換聯(lián)產(chǎn)———終端供應組合呼喚集成創(chuàng )新

 

  必須指出的是，CCHP 決不是反對者簡(jiǎn)單理解的0. 2 MPa 抽汽加熱120 ℃ 熱水供暖，蒸汽吸收制冷供7 /12 ℃冷凍水這樣概念化的組合。它是基于科學(xué)用能，即“高熱高用、低熱低用，溫度對口、梯級利用”的思想，嚴格按照熱力學(xué)第二定律和經(jīng)濟學(xué)理論，采用系統工程方法，在對各種冷熱電用戶(hù)8650 h / a 負荷統計、分析的基礎上，采用各種燃氣作功發(fā)電技術(shù)、各種制冷技術(shù)、熱泵技術(shù)、再生能源利用技術(shù)，以及強化傳熱技術(shù)，集成建模和優(yōu)化求解而得到的，在經(jīng)濟效益、能效、CO2減排3 個(gè)方面都比較好的組合方案，是現代系統科學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)與各種能源轉換、傳遞科學(xué)和技術(shù)的集成。某些CCHP 項目效果不顯著(zhù)，是源于過(guò)于簡(jiǎn)單化的理解和主觀(guān)的組合所致。

 

  目前許多北方大城市迫于環(huán)境和CO2減排壓力，正在大規模淘汰燃煤的CHP 供暖和工業(yè)供熱機組;有些城市正在走大規模地源或海水源熱泵路線(xiàn);因地質(zhì)條件有限或沒(méi)有打井位置的中心區，只能以天然氣聯(lián)合循環(huán)機組為基礎，尋找其它的熱泵熱源。

 

  由此，一批中國特色的天然氣CCHP 創(chuàng )新系統將脫穎而出。除此之外，需要考慮的問(wèn)題是非供暖期怎么辦? 如何開(kāi)發(fā)常年的生活熱水供應市場(chǎng)? 如何開(kāi)拓公共建筑夏季供冷的用戶(hù)? 對于中國南、北方的不同城市，情況大不相同。如果說(shuō)燃煤CHP 供熱機組還常常虧損的話(huà)，以比煤貴2 ～ 3 倍的天然氣為熱源按常規CHP 供暖，沒(méi)有集成技術(shù)的突破和機制的創(chuàng )新，經(jīng)濟上是完全不可行的。

 

  此外，隨寒流來(lái)去供暖期熱負荷也有成倍的波動(dòng)，同時(shí)熱負荷隨城區建設的逐步擴大而增長(cháng)。這就要求系統必須有一定的柔性和前瞻性，不僅可以適應四季、晝夜等氣候條件的變化，也應考慮到能源價(jià)格等市場(chǎng)條件的變化和園區規模的擴展，甚至新的成熟技術(shù)的應用。幾十個(gè)工程規劃的經(jīng)驗表明，由于氣候條件、負荷的時(shí)間變化和空間分布、附近可用的余熱和再生能源的情況有所不同，每一個(gè)項目的規劃方案都是不一樣的。例如，一個(gè)項目采用35℃左右的汽輪機冷凝潛熱循環(huán)冷卻水，在能源站內用不同的廢熱或低溫余熱加熱到45 ～ 50 ℃，連續輸送到分散在用戶(hù)負荷中心的熱水站儲罐，再根據實(shí)際情況，分別采用當地可用的、最便宜的方式，將其加熱到65 ℃左右，供隨時(shí)使用。這些方式主要包括熱水型蒸汽吸收制冷，即梯級利用70 ℃左右的溫排水、蒸汽吸收熱泵、電壓縮熱泵、太陽(yáng)能集熱器、小( 微) 型CCHP 的余熱等。包括管網(wǎng)、儲罐等投資折舊在內，熱水成本只是天然氣家用熱水器成本的一半。

 

  工業(yè)的CCHP 項目還必須建立在采用能量系統優(yōu)化技術(shù)規劃和改進(jìn)能源利用的總體方案的基礎上。一個(gè)過(guò)程工業(yè)企業(yè)，首先必須優(yōu)化工藝和總流程，降低工藝總用能，然后再采用換熱網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化匹配、低溫熱系統優(yōu)化利用、余熱升級利用等技術(shù)提高能量回收循環(huán)利用率。這樣，需要通過(guò)CHP 或CCHP 由一次能源轉換的冷、熱、電負荷將會(huì )大大減少。國務(wù)院把能量系統優(yōu)化列為“十一五”國家重大節能工程的真正意義就在于此。

 

  3. 2 中國城市規?；茉醇晒到y的類(lèi)型中國地域廣闊，各城市的氣候和產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)千差萬(wàn)別，DES /CCHP 大致可有下列幾種類(lèi)型。

 

  1) 北方集中供暖為主型。如3. 1 節所述，首先必須滿(mǎn)足大部分城市居民冬季供暖的需求。進(jìn)而考慮非供暖期如何開(kāi)拓冷用戶(hù)和熱水用戶(hù)，延長(cháng)機組設備利用時(shí)間和提高天然氣轉換效率; 如何將地、水、工業(yè)廢熱等各種低溫熱源和可再生能源相結合來(lái)適應四季不同的供能服務(wù)。

 

  2) 南方區域供冷為主型。以滿(mǎn)足城市商業(yè)、行政中心區公共建筑集中供冷需求為主，規劃天然氣能源轉換機組的規模和類(lèi)型;同時(shí)向附近住區居民提供生活熱水，以充分利用能源轉換價(jià)值鏈末端的極低品位余熱，提高能源利用效率。

 

  3) 大型過(guò)程工業(yè)( 園區)。過(guò)程工業(yè)多以熱加工為主，不論南、北方，主要熱用戶(hù)是工業(yè)用蒸汽，規模從數十t / h 到數百t / h 不等，而且多半是24 h 連續用汽。這類(lèi)項目可采用2 ～ 3 臺6B 級或9E 級燃氣輪機+ 余熱鍋爐為基本配置的聯(lián)合循環(huán)機組為基礎，配以抽凝和背壓式汽輪機組，能夠使能源轉換效率達到70% 以上。

 

  4) 大型聯(lián)合循環(huán)調峰機組———離散制造業(yè)園區。本文4 節中給出了具體實(shí)例。

 

  5) 現有鄉鎮企業(yè)工業(yè)園區。有2 種基本類(lèi)型,過(guò)程工業(yè)園區的負荷以蒸汽為主，用量從數十t / h到數百t / h 不等;離散制造業(yè)園區以耗電和空調制冷負荷為主。鄉鎮企業(yè)工業(yè)園區的特點(diǎn)也是商業(yè)建筑、住區與工業(yè)園區毗鄰或交錯，聯(lián)供蒸汽、熱、冷的負荷有利于提高能源轉換和終端供應效率。

 

  6) 大城市規劃新區。布局規劃有2 種不同類(lèi)型:一是整個(gè)城市統籌布局，大工業(yè)區、住區和CBD各自集中，相互隔離，三類(lèi)區域供能需求不同，較難實(shí)現集成聯(lián)供;另一種是分多個(gè)區塊或中心城區加衛星城區( 副中心區) 規劃布局，在每個(gè)區塊內規劃工業(yè)區、住區和CBD，這樣的功能區較小、相互之間的距離近，有可能集成聯(lián)供。

 

  7) 新規劃的中小城鎮。在幾km2 范圍內，根據氣候條件和自身負荷特點(diǎn)，可規劃1 個(gè)或幾個(gè)集約化的冷熱電聯(lián)供能源系統。

 

  8) 獨立的公共建筑群。南方現有城市中心沒(méi)有條件規劃大型DES，但可以規劃公共建筑群小型DES /CCHP，如醫院、學(xué)校、機關(guān)或密集的酒店和商廈集群。其特點(diǎn)是同時(shí)有空調冷水和熱水需求，負荷在1 ～ 5 MW 左右。

 

  9)現有分散電源點(diǎn)聯(lián)合循環(huán)機組的改造。以廣東為例，已建的30 多臺9E 聯(lián)合循環(huán)機組汽輪機都是純凝的。按照附近城鎮各類(lèi)冷、熱、蒸汽的具體需求負荷，可部分改造為抽凝和背壓機，可以大大提高能源效率和運營(yíng)的經(jīng)濟效益。

 

  3. 3 城市能源供應系統建設、運營(yíng)和監管機制上述各種類(lèi)型能源供應系統的簡(jiǎn)單描述已經(jīng)勾畫(huà)了出一個(gè)新的高科技服務(wù)行業(yè)的雛形。這不是一個(gè)孤立的行業(yè)，而是同城區工業(yè)、商住、交通規劃和布局密切交織在一起的。因此其發(fā)展有自己的規律性要求。

 

  1) 必須由政府牽頭，在城市發(fā)展總體規劃格局下，統一規劃、布局，否則完全無(wú)法建設。

 

  2) 能源供應服務(wù)屬于公用事業(yè)，牽涉千家萬(wàn)戶(hù)民生，但又不是要害部門(mén)，無(wú)需由政府包辦或國有企業(yè)壟斷。OECD 國家30 年的經(jīng)驗表明，由電力、燃氣和能源服務(wù)等利益相關(guān)方按照市場(chǎng)機制組合且允許包括多種所有制的股份公司作為投資建設和運營(yíng)的主體，有利于平衡各方利益、抵御各種風(fēng)險。

 

  3) 政府在統一規劃下，主持投資建設的項目業(yè)主招標，適當給以融資支持、稅收優(yōu)惠，提供良好的投資運營(yíng)和技術(shù)、設備等各方面的支持是十分必要的。

 

  4)能源供應服務(wù)公司在一個(gè)區域內具有市場(chǎng)

 

  的獨占性。因此各種能源供應服務(wù)價(jià)格需由政府部門(mén)監管，必要時(shí)應舉行公眾聽(tīng)證會(huì )，平衡各方利益。

 

  目前一些地方的一些企業(yè)以“搶灘登陸”的心態(tài)，期望從地方政府手中獲取區域排他性燃氣特許經(jīng)營(yíng)權，從而獲得地區能源供應的壟斷經(jīng)營(yíng)權和定價(jià)權，以獲取超額的利潤。這不僅會(huì )侵害用戶(hù)的利益，而且也給能源供應服務(wù)行業(yè)的健康發(fā)展帶來(lái)了負面的影響。必須意識到，城市能源供應服務(wù)企業(yè)屬于帶有公益性質(zhì)的、長(cháng)期穩定、低風(fēng)險、低收益的行業(yè)。政府的支持、優(yōu)惠和監管是保障其公益性，維護廣大用戶(hù)利益、促進(jìn)行業(yè)發(fā)展、擴大就業(yè)、社會(huì )穩定的基石。企業(yè)片面追求利潤、不盡社會(huì )責任，或政府方支持和監管缺位，都是不能容許的。

 

  4 新格局下城市能源規劃如何制定

 

  低碳經(jīng)濟是前所未有的新事物，新能源格局下的城市第二代能源供應系統如何規劃也是一個(gè)嶄新的課題。從時(shí)間和空間兩方面來(lái)分析，都需要拓展視野、高屋建瓴，要求在工作方法和機制上有所創(chuàng )新。

 

  1) 經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展目標和約束條件

 

  今后10 ～ 20 年，國家經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展目標和生態(tài)、CO2減排等約束條件都已基本確定。在科學(xué)發(fā)展觀(guān)的指導下，一個(gè)城市的發(fā)展規劃將不僅僅體現為GDP 的總量和人均年增長(cháng)數據，而必將有城市化率、能源強度ε、碳強度κ，以及總能耗、總排放量等各項指標的約限。換句話(huà)說(shuō)，城市的科學(xué)發(fā)展規劃必須給出類(lèi)如表1 中列出的、與國家發(fā)展規劃相應的數據，描繪出城市在生態(tài)約束下的科學(xué)發(fā)展格局。

 

  不能像以往那樣，僅憑GDP 目標、一次能源消耗和能源彈性系數的歷史數據外推出未來(lái)各年份的能源需求總量就萬(wàn)事大吉。文獻研究了產(chǎn)業(yè)結構、能效、一次能源構成對能源強度ε、碳強度κ，以及總能耗、總排放量等的影響關(guān)系。顯然，低碳經(jīng)濟時(shí)代的城市能源規劃必須做到這樣的深度。

 

  2) 目標約束下城市發(fā)展規劃初稿的制定

 

  首先可以根據城市在地區中的定位，擬定發(fā)展規劃的初稿，包括一、二、三各產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規模、比率和內容，工業(yè)、商住、交通3 大耗能領(lǐng)域的空間布局以及按時(shí)間發(fā)展的進(jìn)度。城市功能區的空間布局規劃對于能源規劃有著(zhù)決定性的影響。如上所述，如西方許多城市，工業(yè)區、住區和CBD 在空間上相互分開(kāi)的統一布局必然帶來(lái)工作日大流量、長(cháng)距離的人流交通負荷。3 種功能區的能源需求也各不相同，必須分別規劃。分多個(gè)區塊、在每個(gè)區塊內規劃布置工業(yè)區、住區和CBD 有可能實(shí)現冷熱電需求互補，提高能效?？傊?，城市發(fā)展和建設布局規劃初稿是進(jìn)一步制訂能源供應規劃的基礎。

 

  3) 工業(yè)、商住、交通能源規劃的細化

 

  有了工業(yè)、商住、交通和空間布局的初步規劃，就可以進(jìn)一步細化制訂能源利用的具體規劃方案了。以盡可能提高規?；奶烊粴釪ES /CCHP 能源供應系統在城區的覆蓋率為指針，依照具體情況，參照3. 2 節中9 種類(lèi)型能源供應系統來(lái)制訂具體方案。不排除因考慮能源供應的優(yōu)化而反饋調整功能區布局的可能。

 

  深圳市光明新區是一個(gè)有一定典型意義的例子。這個(gè)在原有2 個(gè)鎮的基礎上新規劃的156 km2、100 萬(wàn)人口的城區，以高科技離散制造工業(yè)園區為目標，新設了1 個(gè)3 × 9F 天然氣調峰機組的電力布局需要，規劃了1 個(gè)以該電站為主體的DES /CCHP能源供應系統，兼有向工業(yè)廠(chǎng)房和CBD 供冷，向居民供應生活熱水的優(yōu)勢，可使發(fā)電成本顯著(zhù)降低，天然氣能源利用效率提高到了75% 以上。

 

  南方遠離居民區的純CBD 或離散制造業(yè)工業(yè)區，僅有空調制冷負荷，沒(méi)有熱水負荷，低品位余熱沒(méi)有適宜用戶(hù)，就難以達到更高的能效。單純以普通市民住區為對象規劃區域供冷，按目前的生活水平和經(jīng)濟能力，也還難以實(shí)現。北方城市則不然，氣候條件要求集中供熱覆蓋所有的居民住宅，必須以此為供能規劃目標。但夏季空調負荷則只有商業(yè)和公共建筑的需求，蒸汽需求則取決于過(guò)程工業(yè)的布局安排。集約化的DES /CCHP 系統設置與城市功能區規劃布局之間有可能需要多次反饋、協(xié)調，這就是中國國情所要求的集成創(chuàng )新。

 

  交通能源規劃需要落實(shí)到功能區塊空間布局所要求的交通方案，包括市內優(yōu)先發(fā)展的軌道交通———接駁巴士/BRT 銜接的規劃;各類(lèi)中、重型卡車(chē)，公交車(chē)采用LNGV 的產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)發(fā)規劃;小轎車(chē)逐步轉向插電式汽車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)或DME、摻加甲醇或非糧乙醇汽油的規劃;以及長(cháng)遠的氫氣燃料電池車(chē)的規劃。

 

  有了上述細化的規劃工作，就可以相當準確地估算出各區塊和全市工業(yè)、商住用能對天然氣和電力供應的需求總量和空間分布，交通用電、LNG 和其它燃料的數量，以及各能源消耗按年度增長(cháng)、變化的趨勢。

 

  4) 立足于能源規劃的城市發(fā)展規劃

 

  落實(shí)到每個(gè)區塊的、與功能區規劃融為一體的多個(gè)DES /CCHP 系統規劃所包含的冷、熱水，以及蒸汽管線(xiàn)( 網(wǎng)) 的網(wǎng)絡(luò )和路由，必須與城區道路和綠化規劃協(xié)同配合。原來(lái)各自獨立規劃的高、低壓供電網(wǎng)絡(luò )、商住炊事用低壓天然氣管網(wǎng)，在冷熱電聯(lián)供的能源系統規劃下，自然也會(huì )大不相同。這就給城市規劃道路和配套的共同管溝奠立了基礎。

 

  更重要的是，細化的能源規劃能夠給出城市對天然氣、石油、煤、可再生能源的需求逐年增長(cháng)數據，據此便可以推算各類(lèi)能耗是否能夠滿(mǎn)足國家下達的各項指標。城市中心雖然不再燃煤，但市郊燃煤電廠(chǎng)和外部電網(wǎng)供入的電力都是要追溯到實(shí)際消耗的一次能源和碳排放量的。規劃之中還必須列入相應的燃煤電廠(chǎng)、市內現代煤化工、煉焦和水泥企業(yè)燃煤排放的CO2通過(guò)CCS 技術(shù)捕獲和封存的逐年進(jìn)展數據，這是控制碳排放指標所必須的。

 

  文獻給出了由產(chǎn)業(yè)結構、能效和一次能源構成估算能源消耗和能源彈性系數的關(guān)聯(lián)式。

 

  人們通常誤以為節能降耗取決于風(fēng)機、水泵、家電等耗能設備或產(chǎn)品的效率，或建筑物墻體等的保溫性能。上述分析表明，無(wú)論是在國家層面，還是對于一個(gè)城市，節能減排，即單位GDP 耗能和排碳，或能源強度ε 和碳強度κ 降低等指標的落實(shí)，根本上取決于制訂經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展規劃與制訂一次能源到終端利用規劃的密切配合與協(xié)同。其間的關(guān)系是清楚的、可分析推算的、可控制的。市政府只把指標分解下壓到區、縣、企業(yè)一級是無(wú)濟于事的。反之，通過(guò)2 個(gè)規劃的協(xié)同制訂，落實(shí)工業(yè)、商住和交通領(lǐng)域能量系統優(yōu)化以及冷熱電聯(lián)供技術(shù)和機制的創(chuàng )新和升級，就完全有可能實(shí)現低碳、高能效的經(jīng)濟、社會(huì )科學(xué)發(fā)展目標。