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關鍵詞:LEAP;工業(yè)能源;發(fā)展規(guī)劃;寧波經濟技術開發(fā)區(qū)
中圖分類號:F406.5 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2008)15-0109-07
一、背景介紹[1]
1.區(qū)域概況
寧波開發(fā)區(qū)位于寧波市的東北部,東瀕東海,背臨杭州灣,南臨象山港,西接鄞州區(qū),陸域面積約593km2,海岸線150.2km,距寧波市中心27公里,毗鄰國際經濟金融中心――上海,緊鄰中國第二大港、全球第六大港――北侖港,是浙江省和長江三角洲南翼的海上門戶,已形成了以北侖港為中心的海、陸、空立體集輸運網絡,具有得天獨厚的地理優(yōu)勢和區(qū)位優(yōu)勢。
2.產業(yè)結構
經多年發(fā)展,開發(fā)區(qū)已逐步形成了現代化臨港工業(yè)體系,涌現了以三星重工、臺塑石化、寧波鋼鐵、吉利汽車等為代表的一批知名企業(yè)和產品品牌。開發(fā)區(qū)目前產值最大的產業(yè)為機械及設備制造業(yè),包括汽配、修造船等,其次為石化、鋼鐵和服裝行業(yè)。說明開發(fā)區(qū)目前的產業(yè)結構以臨港大工業(yè)為主,高新技術產業(yè)初見端倪。
3.經濟發(fā)展狀況
寧波經濟技術開發(fā)區(qū)連續(xù)六年在浙江省各級開發(fā)區(qū)綜合評比中名列第一,也是商務部評估中中國最佳的五個國家級開發(fā)區(qū)之一。開發(fā)區(qū)近年來各項主要經濟指標如表1所示:
對比現有的能源利用鏈網圖,理想的能源代謝不僅要求開發(fā)區(qū)內各企業(yè)尋求各自的能源使用實現效率最大化,而且要實現開發(fā)區(qū)總能源的優(yōu)化利用,最大限度地使用太陽能、生物能等可再生能源。
3.系統(tǒng)能源利用建議
(1)企業(yè)內部節(jié)能
在開發(fā)區(qū)企業(yè)內推廣型節(jié)能技術、節(jié)能設備和節(jié)能工藝,淘汰一批耗能大、利用率低、對環(huán)境污染嚴重的工藝,并積極推廣再生資源的使用??梢詫嵭袃?yōu)惠政策來引導重點用能企業(yè)通過ISO14001環(huán)境管理體系認證和清潔生產審核,達到節(jié)能降耗。
(2)能源階梯利用
根據不同行業(yè)、產品、工藝的用能質量需求,規(guī)劃和設計能源階梯利用流程,根據能量品位逐級利用,提供能源利用效率,建議熱電廠附近的印染企業(yè)定型機利用電廠的高熱蒸汽,替代導熱油進行加熱;蒸汽壓力要求較高的工序使用高壓蒸汽;定型機使用后的一般蒸汽可用作要求相對較低的工藝設備,余熱再用于企業(yè)的生活用熱或附近的農業(yè)、賓館和居民用熱。
(3)擴大集中供熱范圍
在區(qū)內以三家熱電聯(lián)產企業(yè)為核心進一步提高集中供熱的比例,從而達到節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高供熱質量的作用,同時節(jié)約成本、提高經濟效益。
(4)加快天然氣項目的建設
目前,東海春曉天然氣已登陸,開發(fā)區(qū)已鋪設的管道覆蓋了主城區(qū)一半以上面積和汽配城、大港工業(yè)區(qū)部分地區(qū)。后期的工作首先要在新建居民區(qū)推廣使用天然氣,大的賓館推廣天然氣熱電冷聯(lián)供機組,然后工業(yè)企業(yè)推廣使用天然氣,以減少園區(qū)煤的使用量,降低燃煤產生煙氣排放量,改善園區(qū)的大氣環(huán)境。
(5)開發(fā)可再生能源
根據寧波開發(fā)區(qū)的實際情況,有選擇、有重點的開發(fā)太陽能、生物能、潮汐能等,特別是在中心商貿區(qū)推廣使用太陽能熱水器。
參考文獻:
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Scenario Analysis on Future Development in Ningbo’s Industry Sector
Scenario Analysis on Future Development in Ningbo’s Industry Sector Using LEAP
LIN Ye,WANG Qing-wei
(School of Environment & Natural Resources, Ren Min University of China, Beijing 100872,China)
關鍵詞:城市能源;規(guī)劃原則:規(guī)劃目標
中圈分類號:TU984.1
文獻標識碼:A
文章編號:1008-0422(2010)10-0079-03
城市(包括城鎮(zhèn)地區(qū))是國家經濟的重要載體,同時又是人口密集、經濟發(fā)達、能源供應集中的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)。隨著現代城市化演進過程的不斷加快,城市系統(tǒng)已成為全球主要的生態(tài)單位之一。能源作為城市生態(tài)系統(tǒng)中的一個主導性要素,其在城市中的流動過程是以各類能源的消耗與轉化為主要特征的。
城市能源問題是關系到一個國家經濟發(fā)展水平和人民生活水平的大問題。城市能源結構具有時代特征,是與生產力發(fā)展水平相適應的一種要素。城市能源的合理規(guī)劃與優(yōu)化配置是解決城市快速發(fā)展與能源短缺矛盾,協(xié)調城市化進程與能源資源合理利用的關鍵。城市能源的研究不僅有利于保障城市能源供應,更重要的是要在城市發(fā)展模式、城市生活方式、城市建設過程以及城市居民的用能行為中逐步促進能源使用方式的根本性改變。因此,可持續(xù)發(fā)展的城市能源研究不僅是一個物質系統(tǒng)研究的過程,也包括能源知識、能源觀念、能源政策以及城市能源戰(zhàn)略的長遠和根本目標。制定、實施科學合理的城市能源規(guī)劃,實現城市能源的生態(tài)化、節(jié)約化和可再生化,是關系到一個城市可持續(xù)發(fā)展能力的重要課題。
1 國內外發(fā)展動態(tài)
1.1國內發(fā)展動態(tài)
目前,我國對城市能源發(fā)展的研究主要從兩個層面上開展:一是宏觀的能源規(guī)劃,強調能源供需總量平衡,缺乏具體技術支持,與城市規(guī)劃存在一定的脫節(jié),因而無法形成具體實施方案,可操作性差;二是能源基礎設施專項規(guī)劃,在我國城市規(guī)劃體系中主要包括電力規(guī)劃、熱力規(guī)劃和燃氣規(guī)劃三方面內容,這些專項規(guī)劃由于各專業(yè)相互之間缺乏協(xié)調,使得規(guī)劃方案有專業(yè)局限性,得不到客觀的整體能源解決方案。這兩種現有規(guī)劃方法在解決城市能源問題中,存在著先天的缺陷,難以適應當前錯綜復雜的城市能源現狀,獲得更為科學合理的城市能源解決方案。另外,還有以下幾方面的研究動態(tài)。
1.1.1改善城市大環(huán)境,促進城市綜合節(jié)能的研究
改善城市大環(huán)境,促進綜合節(jié)能是關鍵。此外,增加城市的植被覆蓋率,尤其是三維綠量和屋頂綠化,將城市森林建設納人到城市規(guī)劃的考慮范疇中,在城市市域乃至更大的范圍中,考慮大氣污染物的治理以及城市生態(tài)環(huán)境質量的改善,對于降低城市熱島效應,節(jié)約能源,具有重要的意義。
1.1.2城市規(guī)劃推行生態(tài)設計的研究
城市規(guī)劃中推行生態(tài)設計是節(jié)能與城市規(guī)劃結合的重要方面。生態(tài)設計對于節(jié)約能源具有重要的作用。楊經文在《設計的生態(tài)(綠色)方法(摘要)》中指出,生態(tài)設計的要點之一,就是要盡量全面地確保一個設計對生態(tài)系統(tǒng)和生物圈內的不可再生能源產生最小的系統(tǒng)影響(或者產生量大的有益影響)。生態(tài)設計的最低目標,是在目前的技術水平條件下設計一種物質和能源消耗較少的生活方式,這種生活方式也稱為“低度生活方式”。城市規(guī)劃推行生態(tài)設計在城市形態(tài)方面,應強調城市的緊湊發(fā)展和適度發(fā)展:在解決城市交通問題方面,應優(yōu)先發(fā)展公共交通,城市形態(tài)越緊湊,公共交通越發(fā)達,城市能耗就越低,這已經被不少研究與實踐所證明。
1.2 國外發(fā)展動態(tài)
國外發(fā)達國家城市能源研究利用情況總的來說是理念前瞻、措施全面、技術先進,與可再生能源緊密結合,與城市未來發(fā)展緊密結合,
1.2.1城市規(guī)劃和建設與節(jié)能相結合。
從“可持續(xù)發(fā)展”目標的確立至今,人們越,來越認識到世界能源供應與生態(tài)環(huán)境正在面臨危機的嚴峻事實。城市是能源消耗的中心,也是生態(tài)污染嚴重的地區(qū),隨著越來越多的人口涌入城市,選擇城市生活,使全球能源環(huán)境壓力驟增??沙掷m(xù)城市fSustaiable Cites)與可持續(xù)發(fā)展的含義是一致的,就是指要協(xié)調好城市經濟、社會發(fā)展與城市環(huán)境之間的關系。具體的說就是要對人口、資源、環(huán)境、經濟和社會等城市基本要素進行全面分析,研究各基本要素間的相互作用,預測未來的變化,使它們之間相互協(xié)調,處于可持續(xù)發(fā)展的動態(tài)平衡之中。
國外先進城市將節(jié)能與城市規(guī)劃等加以結合,他們所采取的節(jié)能措施或有利于節(jié)能的規(guī)劃策略包括:
①將城市發(fā)展與節(jié)能結合,堅持走緊湊型城市化道路。
②將城鎮(zhèn)體系的空間結構與節(jié)能結合。國外認為,大城市與超大城市要有合理的空間結構。人口在200萬以上的城市都應采取有機疏散的發(fā)展模式,不能“攤大餅”,否則,將造成巨大的能源浪費。
③將城市土地使用方式與節(jié)能結合,強調土地使用功能的適當混合。居住地與工作場所之間的距離應盡可能接近,避免出現工作區(qū)與居住區(qū)明顯分區(qū)的現象,以減少交通量和能源消耗。
④將優(yōu)先發(fā)展公共交通與城市節(jié)能結合。他們認識到,公共交通越發(fā)達,能耗越低。西歐發(fā)達國家與美國的人均汽車擁有量接近,但人均能耗只有美國的一半,公共交通比美國發(fā)達是主要原因之一。
1.2.2開辟新能源與治理城市污染相結合
城市生產生活產生了大量的廢棄物,消解城市大量的廢棄物既是解決城市困境的一個重要方面,也是解決城市能源的一個重要途徑。國外發(fā)達國家的城市都將城市垃圾發(fā)電作為重要的能源來源之一。日本垃圾焚燒處理總量達全國城市垃圾總量的87%(2002年)。265多萬人口的大阪市建有10個垃圾焚燒廠,幾乎對全部應焚燒的垃圾都進行了處理。瑞士、新加坡等國家垃圾焚燒發(fā)電普及率也均達80%以上。
1.2.3推行節(jié)能城市計劃
2001年,日本東京提出把東京建成一座“節(jié)能型城市”的計劃。東京節(jié)能城市的建設,一是確定目標,二是制定比較明確的措施,三是資金補貼措施和融資辦法。其節(jié)能目標是,2010年的總能耗比1996年的能耗降低1%左右。所采取的政策措施有三個要點:
①提高能量的有效利用率,努力提高全體居民的節(jié)能意識和環(huán)保意識,采取自覺的節(jié)能行動。建筑與交通部門應率先垂范:同時,加大宣傳力度,使更多的人利用公共交通工具,減少使用私人轎車。
②推廣使用新能源,如在家庭和辦公室積極推廣太陽能發(fā)電系統(tǒng),推廣電動汽車、太陽能汽車等“綠色能源”汽車,加快垃圾處理發(fā)電的建設步伐,推進城市熱源網絡化的構想。以及積極研究地熱資源的開發(fā)利用。
③確保如地震等非常時期的能源供應。
2 城市能源規(guī)劃原則
注重城市能源系統(tǒng)可持續(xù)性的同時,就是要有區(qū)域優(yōu)化意識。城市中心不只是辦公樓密集的地方,也應當是人們生活、工作和娛樂的地方。城市領導者的目標應該是:使城市更富活力、更適于居住。在具體操作上,提高能效是實現能源發(fā)揮最大作用的重要途徑。應盡可能減少不合理的能源需求,更加有效地利用能源,以較少的資源投入,提供更多更好的能源服務。以下是城市能源規(guī)劃的基本原則。
2.1城市建筑與節(jié)能減排
我國目前城鎮(zhèn)民用建筑(非工業(yè)建筑)運行耗電占我國總發(fā)電量的22%~24%,北方地區(qū)城鎮(zhèn)供暖消耗的燃煤占我國發(fā)電用煤量的15%~18%,建筑消耗的能源占全國商品能源的21%~24%。這些數值都僅為建筑運行所消耗的能源,不包括建筑材料制造用能及建筑施工過程消耗。目前發(fā)達國家的建筑能耗一般占總能耗的1/3左右。隨著我國城市化程度的不斷提高,第三產業(yè)占GDP比例的加大以及制造業(yè)結構的調整,建筑能耗的比例將繼續(xù)提高,最終接近發(fā)達國家目前的33%的水平。
根據近30年來能源界的研究和實踐,目前普遍認為建筑節(jié)能是各種節(jié)能途徑中潛力最大、最為直接有效的方式,是緩解能源緊張、解決社會經濟發(fā)展和能源供應不足這對矛盾的最有效措施之一。
目前我國正處在城市化高速發(fā)展的過程中。為適應城鎮(zhèn)人口飛速增長的需求和繼續(xù)改善人民生活水平的需要,到2020年前我國每年城鎮(zhèn)新建建筑的問題將持續(xù)保持在10億m2/a左右。到2020年新增城鎮(zhèn)民用建筑面積將為100~150億m2。
2.2城市規(guī)劃中能源規(guī)劃及其指標體系的優(yōu)化
今后我國的城市發(fā)展模式和城市規(guī)劃也將在很大程度上受到能源供給和能源使用方式的影響和制約,節(jié)約能源能等可持續(xù)發(fā)展設計策略今后將成為城市規(guī)劃發(fā)展創(chuàng)新的一個主要方向。城市能源體系是一個復雜的系統(tǒng),要在滿足精度要求的基礎上,對城市能源系統(tǒng)進行素描,需要由多個具有內在聯(lián)系的指標按一定的結構層次組合在一起,而目前單純針對能源問題的指標體系的研究還較少,更缺乏針對城市能源系統(tǒng)的指標體系,所以形成一套合理準確的評價指標體系具有很大的必要性。
3 城市能源規(guī)劃目標
3.1提高能源效率和清潔能源結構
我國學者莊貴陽認為。核心是能源技術創(chuàng)新和制度創(chuàng)新,目標是減緩氣候變化和促進人類的可持續(xù)發(fā)展,即依靠技術創(chuàng)新和政策措施。實施一場能源革命,建立一種較少排放溫室氣體的經濟發(fā)展模式,減緩氣候變化,就是以低能耗低污染為基礎。在不影響經濟和社會發(fā)展的前提下,通過技術創(chuàng)新和制度創(chuàng)新,盡可能最大限度地減少溫室氣體排放,從而減緩全球氣候變化,實現經濟和社會的清潔發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展。
嚴格限制未洗選原煤的直接燃燒,提高優(yōu)質能源應用比例,強調可再生能源和清潔能源的利用,規(guī)定可再生能源和清潔能源使用比例。與緊漬開發(fā)結合,提倡集中供熱制冷。盡量減少將電能轉化成熱能等高位能源向低位能源轉化的能源利用方式。與建筑設計和材料技術革新,促進降低能源消耗。在能源供給上選擇雙氣源雙電源的模式,并優(yōu)先利用本地能源,提高能源自給率,保證在出現事故和外界供給波動時,降低城市能源安全風險。
對于燃氣供應,應調整燃氣供需平衡,選取比較節(jié)能的儲氣方式,合理配置管網壓力,推廣節(jié)能燃器具的使用。對于熱力供應,應通過綠色建筑節(jié)能措施與可再生能源利用技術的結合降低城市區(qū)域內的熱負荷,提高熱源的熱效率,選擇合理的供熱參數,減少管網的漏失和熱損,對于供電系統(tǒng),應設法降低電網電路和變壓器的線損,減少電能浪費。
3.2加大產業(yè)結構調整力度,轉變生產方式和消費方式
城市作為社會生產力高度集聚的一種空間組合形態(tài),對整個社會的能源生產、供給及需求狀況有著極為密切的聯(lián)系。城市的正常運轉離不開能源的生產和消費;反過來,友好的城市環(huán)境又需要能源的清潔利用。
城市能源,主要是指在城市地區(qū)生產和消費的能源。城市能耗生產和能源消費同樣重要,在一些化石燃料資源豐富的城市還將能源生產作為支柱產業(yè),本文側重于能源消費。城市能源消費指城市中各行各業(yè)消耗的所有能源,包括宏觀各產業(yè)的能源消費量(第一產業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)和第三產業(yè))、城鄉(xiāng)居民生活用能、能源加工轉換過程消耗量及能源傳輸過程消耗量,對工業(yè)用能做重點研究,可以探求產業(yè)結構及能源效率對城市能源消費的重要影響。
4 城市能源規(guī)劃的問題
4.1城市能源戰(zhàn)略:一個需要綜合統(tǒng)籌的問題
隨著我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的轉型以及能源的供應和使用對我國經濟、社會發(fā)展和環(huán)境影響的逐步加深,制定與實施可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略就不再是某一部門、某一行業(yè)所要面對的問題,而是從國家到地方、從工業(yè)生產到人民生活,需要全社會共同參與的重大戰(zhàn)略問題。
4.2城市能源戰(zhàn)略與城市規(guī)劃的關系
城市能源規(guī)劃思想里應導入經濟、社會、生態(tài)的因素,按符合生態(tài)要求的原則進行城市規(guī)劃,是一個多目標、多價值的決策過程。是一個以整體的、系統(tǒng)的觀點來規(guī)劃城市能源體系健康穩(wěn)定發(fā)展思想。能源規(guī)劃主要是~個部門區(qū)域行業(yè)規(guī)劃,而非綜合性的戰(zhàn)略規(guī)劃。并且較少與城市規(guī)劃政策、城市總體規(guī)劃以及其它層次的城市規(guī)劃相結合。而在能源短缺問題凸現以前,以“發(fā)展為導向”的我國城市規(guī)劃更少顧及能源供應與能源使用方式對城市規(guī)劃的制約和影響。城市規(guī)劃政策和城市規(guī)劃較少反映國家能源戰(zhàn)略目標和要求,也較少將節(jié)能和減少城市用能污染等目標貫徹到城市規(guī)劃與城市設計之中,城市規(guī)劃創(chuàng)新較少反映城市節(jié)能的訴求。
4.3城市能源消費的區(qū)域性差異大
城市能源生產和消費呈現出明顯的地區(qū)差異特征,與經濟發(fā)展的區(qū)域差異相一致:經濟相對發(fā)達的沿海城市人均能源消費且明顯高于欠發(fā)達地區(qū)的城市。從能源品種看,廣東、福建等沿海城市的優(yōu)質能源比重高于全國的平均水平,西部和北部地區(qū)的城市煤炭消費比例較高。核電在廣東和浙江均有較快發(fā)展,但所占城市能源消費比例非常有限。西南地區(qū)一些城市水電的比例較高。另一方面,用于城市居民炊事和熱水的燃氣耗熱值很小。由人均家庭耗熱量(炊事與熱水)分析可知,雖然受到氣候條件等因素的影響,也與當地經濟發(fā)展水平有關。一般而言,人均收入越高,人均耗熱量也越多,反之亦然。
5城市能源指標體系
5.1建立中國城市能源指標體系
指標是反映系統(tǒng)要素或現象的數量概念和具體數值。為了能夠真實、全面地勾畫出城市能源系統(tǒng)的狀態(tài)和特點,發(fā)現問題所在,進而提出解決的方案或努力方向,城市能源可持續(xù)發(fā)展指標體系應具有狀態(tài)標識性、診斷性和治療性。
城市規(guī)劃是對城市各類組成要素的空間安排,是對一定時期內城市的經濟和社會發(fā)展、土
地利用、空間布局以及各項建設的綜合部署、具體安排和實旋管理。基于各類實證研究,評價一個城市是否可持續(xù)發(fā)展。一般集中在對于城市形態(tài)或城市各類指標的評價上,目標包括以下五方面:經濟效率(Economic Efficiency)、社會公正(social Equaity)、環(huán)境保護(Environment Protection)、制度可持續(xù)(Sustainable lnstifution)和財政可持續(xù)(Sustainable Hnance),即三個E、一個I和一個F。
物質形態(tài)是城市在空間上的直觀表達,指標體系則是以數據的形式反映城市。當人們難以通過城市形態(tài)來評判城市的可持續(xù)發(fā)展狀況時,指標體系就相對易于操作一些。
在區(qū)域層面,對未來可持續(xù)的社會城市區(qū)域有四個轉變目標及相應的指標內容。①自然資源:增加生物多樣性;大幅度增加城鄉(xiāng)植物量;尋找地下水和優(yōu)質表層土地消耗的替代方法:鼓勵大量使用可再生資源。②土地利用和交通:縮短日長通勤出行距離:大幅度提高公共交通出行比例;平衡公交運量,以最小化燃油消耗;非特殊性食品、貨物和服務的地方性自給自足;公交導向的集中式開發(fā)。③能源:大量減少化石燃料的消耗;增加可再生能源的生產,如太陽能、風能和潮汐能:更好地使用絕緣材料:建筑形式與布局更利于提高能源使用效率。④污染和廢氣物:減少污染物的排放:通過綜合手段改善空氣、水體和土壤的質量:減少廢棄物的總量;大幅度增加循環(huán)利用:廢棄物的大量再利用。
在城市層面,包括人格尊重、社區(qū)教育和公眾參與、住房、開敞空間和土地利用、經濟發(fā)展、交通運輸、環(huán)境和公眾健康、資源保存等8個目標,通過指標對城市的可持續(xù)發(fā)展進程進行評價。
在城市功能層面,居住、就業(yè)、交通是城市中的一些主要活動。土地利用著重于土地的經濟性、災害多發(fā)地段回避開發(fā)、海岸和港口的保護等。居住和就業(yè)引發(fā)最基本日常通勤交通。小汽車出行較大運量公共交通而言,普遍被認為是能源利用效率低下的,并對環(huán)境、社會造成沖擊的。交通是能源的主要消耗方,推動全球原油需求量的增加。故交通能耗在很大程度上導致了自然資源的消減、空氣污染和氣候變化。
5.2計算方法
由于城市化中經濟社會發(fā)展對能源增量消費的依賴較強,城市發(fā)展受到資源供應與消費能力的制約,由此可以得出能源在城市化進程中的定量判斷。在建立城市能源指標體系時,資源(Y),用來表示城市發(fā)展的保持與增長,如果按平均值來計算,它需要一個人口參量(E)的增加來表示對資源的分配,那么這個關系表示為:
羅馬俱樂部發(fā)表的第一份研究報告《增長的極限》是一本上世紀七十年代問世伊始就曾引起過巨大反響的悲觀派的代表作。該書我們:人口、糧食生產、工業(yè)化、污染和不可再生的自然資源的消耗還在繼續(xù)增長,每年它們以數學家稱為指數增長的模式增長著?,F在幾乎所有的人類活動,從化肥的施用到城市的擴大,都可以用指數增長曲線。值得一提的是16世紀以來,世界人口表現為指數增長,所以一些學者稱為人炸。
城市能源規(guī)劃有助于調整我國城市能源結構,使其向高效化發(fā)展,降低能源單耗,提高高能耗產業(yè)的能源利用效率。可以結合城市能源現狀和未來發(fā)展,優(yōu)化城市能源系統(tǒng)配置,從能源安全、環(huán)境保護、能源節(jié)約和經濟性等方面綜合評價,提出城市能源發(fā)展的解決方案。在城市能源安全方面可以防止自然災害的影響,也可以預防不可意料的人為災害。有利于減少室內空氣污染和城市大氣污染。
【關鍵詞】 天然氣 冷熱電聯(lián)供 規(guī)劃 實例 集中供冷
1 天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)簡介
天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(Combined Cold Heat and Power, CCHP)是與大電網和天然氣管網相連接的,向一定區(qū)域內的用戶同時提供電能、冷能和熱能的能源服務系統(tǒng)。天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)是在熱電聯(lián)產系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的,與大電網和天然氣管網相連接的,向一定區(qū)域內的用戶同時提供電力、蒸汽、熱水和空調冷水(或風)等的能源服務系統(tǒng)。
系統(tǒng)以天然氣作為燃料,通過燃氣輪機或內燃機首先做功,400-600°C的排出煙氣通過各種方式按不同的溫位進行逐級利用,最終可以達到80%以上的利用效率。系統(tǒng)實現了一次能源的梯級利用,直接面向用戶端,按照用戶的需求供電、供冷、供熱和提供生活熱水等。系統(tǒng)實現了將天然氣燃燒產生的高品位熱能用于發(fā)電,然后將燃氣輪機排放的蒸汽用于制冷、采暖和生活熱水等等,符合綜合用能和按質用能的原則,實現了“分配得當、各得所需、溫度對口、梯級利用”的利用方式。
2 天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的并網與運行方式
(1)天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的并網。天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)在我國的應用尚處于起步階段,地方供電管理部門對天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)與公共電網的并網問題仍持相當謹慎的態(tài)度。天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的并網運行是指系統(tǒng)在正常運行狀態(tài)下,與公共電網在主回路上存在電氣連接,電氣連接包括電纜直接連接、經變壓器連接、經逆變器連接等方式。天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)并網必須遵照兩個原則:一是保證機組設備與電網的安全可靠性,及公共電網其他用戶的電能質量不受損害;二是確保公眾與運行人員的安全,不對電力供給設備和其他用戶設備造成不良影響。
(2)天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的運行方式。天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的電力裝機可以根據實際區(qū)域負荷情況靈活配置,小到1MW大到100MW以上均可。天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)以“冷熱電聯(lián)供”狀態(tài)運行時,系統(tǒng)所發(fā)的電應首先在區(qū)域內直供和消納,當系統(tǒng)所發(fā)的電不足以滿足用戶側的電量需求時,需要從公共電網購電補充;當系統(tǒng)所發(fā)的電大于用戶側的電量需求時,可以向公共電網輸送多余的電量。相較于燃煤發(fā)電機組所發(fā)的電,天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)以“冷熱電聯(lián)供”狀態(tài)運行時多發(fā)的電應給予優(yōu)先調度。電網調峰首先安排具有調節(jié)能力的水電、燃氣、燃油、抽水蓄能機組和燃煤發(fā)電機組,然后再視電力系統(tǒng)需要安排其他機組,必要時安排火電機組進行降出力深度調峰和啟停調峰。因此,天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)以“調峰電廠”狀態(tài)運行時,其所發(fā)的電也能給予優(yōu)先調度。
3 國內天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)展及應用狀況
與發(fā)達國家相比,我國在天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)方面的發(fā)展相對滯后,尚處于起步階段,隨著近幾年天然氣的廣泛應用,北京、上海、廣州等城市相繼建設了一批天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)項目,主要安裝在商業(yè)樓宇、醫(yī)院、居民小區(qū)和大學城等,我國目前已有天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)總裝機容量近100萬kW。我國最早應用的天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的是上海黃浦區(qū)中心醫(yī)院,于1998年IH式投產(現停運)。隨后上海又進行了一些項目的試點,包括上海浦東國際機場、上海閔行中心醫(yī)院等項目。在相關政府部門和專業(yè)公司的推動下,我國開發(fā)了北京燃氣指揮中心、北京燃氣廣渠門站和中關村軟件園等樓宇式天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)能源項目,也開發(fā)了廣州大學城等區(qū)域型能源站項目。
在一些城市商業(yè)中心、居民區(qū)和工業(yè)園區(qū),用戶比較集中,電力負荷和冷、熱負荷密度都比較大,天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)可以利用不同用戶對冷、熱、電的不同需求在季節(jié)和一天中各個時段的區(qū)別性和互補性獲得更高的效率,并且由于規(guī)模效應而具有更好的經濟性,從而體現出天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)潛在的廣闊發(fā)展空間。我國天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)可以有以下幾種類型作為主要目標市場:①北方集中供暖市場,在滿足大部分城市居民冬季供暖的需求基礎上,開拓非采暖季制冷和熱水用戶;南方區(qū)域供電及供冷市場,以滿足城市商業(yè)、行政中心區(qū)公共建筑集中供冷需求為主要負荷,同時可以向附近住區(qū)建筑物居民提取生活熱水來提高能源利用效率;大型工業(yè)園區(qū),主要以大量使用蒸汽的用戶為主;大型聯(lián)合循環(huán)調峰電廠,同時兼顧向周邊供冷、暖和熱水;現有城鄉(xiāng)工業(yè)園區(qū);大城市規(guī)劃新區(qū);新規(guī)劃中的中小城鎮(zhèn);對現有城市燃煤熱電廠的改造等。
4 天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的發(fā)展機遇
在我國環(huán)境污染較為嚴重的今天,尤其是近期的PM2.5問題嚴重影響了人們的生活,我國迫切需要發(fā)展清潔的能源生產方式。截至2012年,我國煤電裝機規(guī)模7.58億kW,占總裝機規(guī)模的66.2%,煤電發(fā)電量3.68萬億kWh,占總發(fā)電量的73.9%,我國煤炭資源豐富的稟賦決定了我國將在較長時間段內保持以煤電為主的電源結構。我國燃煤發(fā)電的碳排放量和S02排放量分別在全國總排放量中所占的比例是比較大的,天然氣作為較為清潔的常規(guī)化石能源,燃燒排放的S02和PM10、PM2.5等顆粒物較少。
由于傳統(tǒng)的冷熱電分產和熱電聯(lián)產結合終端空調等提供電能、冷能和熱能的生產方式,在一定程度上存在一次能源利用效率低下等問題,因此,高效靈活的冷熱電聯(lián)供生產方式逐漸發(fā)展起來。隨著人們節(jié)能意識的提高,用于生產電能、冷能和熱能的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的一次能源也逐漸向較為清潔的天然氣以及風能、太陽能和潮汐能等可再生能源轉變,但是一些可再生能源冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)存在受地域和季節(jié)影響較大、短期內大容量大規(guī)模發(fā)展較為困難等問題。因此,高效率、低污染且容量較大的天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)成為未來較為合適的發(fā)電供能方式。
隨著城市化進程的加快,建筑空調用電占城市總用電的比例逐年上升,給電網供電造成很大負擔。而采用含有電動壓縮式制冷機組和蓄冷裝置的天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng),可以在夜晚利用電網的低谷低價電來制冷,并儲存在蓄冷裝置,在第二天空調用電負荷高峰期用儲存的冷量來替代部分空調負荷,可以在夏季空調用電高峰期緩解電力高峰的壓力,進一步降低對電網電力負荷需求。
此外,我國發(fā)展天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)還具有政策導向方面的優(yōu)勢。2011年國家發(fā)展和改革委員會等四部委的《關于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見》提出“十二五”期間建設1000個天然氣分布式能源項目,2020年天然氣分布式能源裝機規(guī)模達5000萬千瓦的目標。2012年國家發(fā)展和改革委員會的新版《天然氣利用政策〉〉相較于2007年的版本,幾乎放寬了所有天然氣發(fā)電利用方式的優(yōu)先級別,將天然氣分布式能源和除十三個大型煤電基地所在地區(qū)之外的天然氣熱電聯(lián)產項目列入優(yōu)先類。因此,靠近區(qū)域用戶負荷附近的以天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)為代表的綜合發(fā)電和供能方式擁有了前所未有的歷史機遇和發(fā)展使命,成為我國未來能源和電力領域的主要發(fā)展方向之一。
5 規(guī)劃建設實例
以筆者在對華南某市空港區(qū)能源規(guī)劃中對天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的應用為例。該市提出“以城市發(fā)展引領各項事業(yè)發(fā)展”的理念,加快建設現代化國際化先進城市,以重大項目推動城市高水平建設,將建設六大新型功能區(qū),其中就包括“加快西部空港區(qū)建設,打造推進經濟發(fā)展方式轉變的新載體”。
根據該市空港區(qū)的自然條件,空港區(qū)夏熱冬暖,夏季長、平均氣溫高、供冷需求長期存在;根據空港區(qū)的規(guī)劃,空港區(qū)和該市機場相鄰,空港區(qū)啟動區(qū)內有會展商貿區(qū),需集中制冷的建筑面積約達30萬平方米以上,周邊配套辦公商業(yè)約50萬平方米,而機場正規(guī)劃新建3號、4號航站樓,兩座航站樓建筑面積約40萬平方米。根據該市一年中約有八個月以上時間的制冷需求,而機場一天中約有20小時的供冷時間,因此該區(qū)域非常適合采用集中供冷的方式。
根據以上分析,規(guī)劃擬在空港區(qū)與該市機場接壤的南部區(qū)域,新建一座天然氣冷熱電三聯(lián)供分布式能源站,保障3號、4號航站樓、會展商貿區(qū)的集中供冷需求,還可在其經濟可行的服務半徑內,充分發(fā)展有集中供冷需求的公共建筑用戶,以期達到環(huán)境效益、經濟效益、能源利用效率最大化。
根據核算,空港區(qū)分布式能源站服務范圍包括規(guī)劃的會展中心約35萬平方米,近期建設配套辦公商業(yè)約50萬平方米,機場航站樓約40萬平方米。會展中心及航站樓空調負荷以140瓦/平方米估算,商業(yè)、辦公空調負荷以80瓦/平方米估算,總空調負荷約14.5萬千瓦。取集中供冷率0.7,同時使用率0.7,輸送效率0.95,能源站非電空調制冷將滿足約7.5萬千瓦用冷需求。
按擬建300兆瓦分布式能源站計算,所產熱量大部分用于供冷,按制冷季9個月、平均負荷率60%考慮,分布式能源站一年可節(jié)約電空調用電量約865萬千瓦時;發(fā)電機組按5800小數運行考慮,可提供約17億瓦時電量,對該市西部區(qū)域長期存在電力缺口也是個非常不錯的補充。同時,分布式能源站可供應空港區(qū)內現狀保留的一些工業(yè)生產所需高溫蒸汽,可逐步取消區(qū)內的工業(yè)小鍋爐,減少環(huán)境污染。
該市由于西部區(qū)域工業(yè)集中,用電負荷較大,而電力設施又集中在該市東部,故而長期存在電力供需不平衡,西部電力缺口大的問題,空港區(qū)的快速發(fā)展又加重電力缺口的問題??崭蹍^(qū)供冷需求集中,時間長,進行集中供冷可大大減少空港區(qū)發(fā)展電力空調帶來的電力需求增量。該市的天然氣主要來源于西氣東輸二線,由該市的西北部輸入,氣源充足,天然氣高壓網絡完善,可作為能源站的穩(wěn)定天然氣供應來源。因此,將天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的應用納入西部空港區(qū)的能源規(guī)劃,是非常適宜和值得推廣的,規(guī)劃與空港區(qū)開發(fā)建設同步,由國內大型電力生產集團投資建設。
6 結語
天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng) 能夠大大提高能源的利用效率,減少輸配電線路的損耗和供熱管網的能耗,節(jié)能效果明顯,還可以減輕電網的高峰負荷壓力。在北方推廣應用天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng),可結合熱電廠和集中熱網系統(tǒng)改建,滿足冬季集中供熱、夏季集中供冷;在南方,則主要結合區(qū)域集中供冷,在集中供冷面積大,時間長,供冷需求較大的區(qū)域建設,同時所產電力入網,也是智能電網的一部分補充??傊?,天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng) 將在能源綜合利用方面占有十分重要的地位,具有良好的應用價值和發(fā)展前景。
參考文獻:
[1]華賁.低碳發(fā)展時代的世界與中國能源格局[J].中外能源,2011,16(2).
關鍵詞:新型城鎮(zhèn)化;能源;集約利用
中圖分類號:F299.21 文獻標識碼:A
文章編號:1007-7685(2014)01-0060-04
1978-2012年間,我國城鎮(zhèn)化速度明顯加快,城鎮(zhèn)化率從19.72%提高到52.57%。與西方發(fā)達國家70%~80%的城鎮(zhèn)化率相比,雖有一定差距,但這已是我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化發(fā)展的巨大進步。而長期粗放的城鎮(zhèn)化發(fā)展模式暴露出許多問題,尤其是城市能源的供求失衡、結構失衡問題日益突出。城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展直接或問接導致能源消費總量快速上升,1978年我國能源消費總量按發(fā)電煤耗計算為57144萬噸標準煤,到2012年已增長至36.2億噸標準煤,年均增速達5.5%。近年來,部分城市積累的能源問題集中顯現出來,不少城市都相繼出現拉閘限電、油氣供應不足等能源緊缺現象,在高能耗的同時也引發(fā)了碳排放和空氣嚴重污染等環(huán)境問題,這一方面使城鎮(zhèn)化發(fā)展的成本不斷提高,導致城鎮(zhèn)化的進一步發(fā)展受到制約,另一方面使我國城鎮(zhèn)化的終極意義受到挑戰(zhàn),城鎮(zhèn)化的質量受到質疑。能源作為城市工業(yè)生產和居民生活的必需品,對一國城鎮(zhèn)化進程的影響至關重要。因此,理性分析我國過去城鎮(zhèn)化進程中能源利用存在的問題及其根源,進而在新型城鎮(zhèn)化建設的戰(zhàn)略目標下探索如何進行能源集約利用十分必要。
一、我國城鎮(zhèn)化進程中存在的能源利用問題
我國的城鎮(zhèn)化與世界其他國家相比,有很多特點:一直強調外延式城鎮(zhèn)化發(fā)展,突出城鎮(zhèn)化的規(guī)模;城鎮(zhèn)化的戰(zhàn)略重心主要是支持工業(yè)化水平提高,以促進工業(yè)發(fā)展為導向;城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)劃缺乏系統(tǒng)性和長遠性,尤其是忽視與能源利用規(guī)劃的配合和協(xié)調。這樣,直接或間接導致城鎮(zhèn)化進程中能源利用問題突出。
(一)忽視能源利用問題
我國城鎮(zhèn)化發(fā)展理念是一直致力于外延建設,片面追求“做大做強”的沖動非常明顯,尤其是到20世紀90年代后期,在具備一定發(fā)展基礎后,部分城市盲日規(guī)劃發(fā)展藍圖,有近百個城市提出要建沒國際化大都市的口號。能源作為城市建設和城市運行所必需的投入,長期外延擴張直接導致能源消費膨脹,能源利用的重點是強調無條件的供給保障,而非合理利用。由此導致城鎮(zhèn)化發(fā)展中忽視對能源的合理利用,間接導致部分城市發(fā)展中能源問題集中爆發(fā)。城鎮(zhèn)化過程實際上是一個各方面系統(tǒng)綜合演進的動態(tài)過程,這一過程中需要有全局發(fā)展、長遠發(fā)展的理念作為基礎,政府引導與市場推進相互作用作為支撐。過去的城鎮(zhèn)化實際上一直是由政府主導完成的,市場機制的引入力度較小。政府主導下的城鎮(zhèn)化推進對能源利用問題缺乏成本效益的考量,決策的失誤和政策的變動也相應造成巨大的能源浪費。
(二)能源粗放消費
城鎮(zhèn)化的初始推動力足工業(yè)化,同時城鎮(zhèn)化的發(fā)展又為工業(yè)化的推進提供支持,城鎮(zhèn)化與工業(yè)化相輔相成。改革開放為工業(yè)化的飛速發(fā)展創(chuàng)造了良好的制度環(huán)境,而城市規(guī)劃、基礎設施的建設甚至城市居民的生活模式都圍繞工業(yè)化的需要而展開。由于戰(zhàn)略重心是工業(yè)化,城鎮(zhèn)化過程中能源利用問題也必然是圍繞工業(yè)化需要來進行,尤其是很多城市在建設初期,大量的工業(yè)建設和生產直接導致能源粗放式消費,能源消費產生的碳排放問題日積月累,致使大氣污染日益嚴重。從城鎮(zhèn)居民能源消費角度而言,由于一切圍繞工業(yè)化建設的戰(zhàn)略思路,使民用能源利用的設施建設、管理制度和發(fā)展規(guī)劃等出現相對混亂無序現象,這也間接導致能源粗放式消費。
(三)城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)劃與能源利用規(guī)劃脫節(jié)
城鎮(zhèn)化的發(fā)展規(guī)劃是一個系統(tǒng)工程,能源利用規(guī)劃應是其中的主要部分。而在我國的城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)劃中,尤其是“十二五”之前,較少體現國家能源戰(zhàn)略目標和要求,也較少將節(jié)能和減少城市用能污染等目標貫徹到城市規(guī)劃與城市設計之中。城市能源部門對能源利用的規(guī)劃一直局限于考慮能源供需兩大問題,較少把城市能源政策、城市能源利用模式、城市節(jié)能減排目標等納入規(guī)劃。除在城市總體規(guī)劃、專項規(guī)劃和分區(qū)規(guī)劃中有城市電力、煤氣、供熱等工程管網規(guī)劃外,對具體能源利用問題既缺乏目標管理,也缺乏過程控制??傮w上,我國城市規(guī)劃中能源意識相對淡薄,城市規(guī)劃較少介入可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略的制定與實施。能源利用規(guī)劃與整個城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)劃無法實現內在融合,能源利用規(guī)劃主要是一個部門或一個行業(yè)的行為,而不是結合城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)劃的綜合性、全局性的規(guī)劃,兩者長期處于錯位脫節(jié)狀態(tài)。這一問題的存在,直接導致我國城鎮(zhèn)化過程中對能源利用控制的無力和管理的無序,也是近年來城市能源消費中浪費現象以及引發(fā)的高污染、高排放問題的根源之一。
二、新型城鎮(zhèn)化建設對能源集約利用提出更深層次的要求
黨的十提出發(fā)展新型城鎮(zhèn)化的戰(zhàn)略日標,標志著我國城鎮(zhèn)化發(fā)展進入一個新的階段。新型城鎮(zhèn)化建設強調城鎮(zhèn)化與工業(yè)化、信息化與農業(yè)現代化良性互動,大中小城市和小城鎮(zhèn)合理布局與協(xié)調發(fā)展,形成以資源節(jié)約、環(huán)境友好、經濟高效、社會和諧、城鄉(xiāng)一體的城鎮(zhèn)化發(fā)展目標。新型城鎮(zhèn)化建設體現了科學的發(fā)展理念,遵循城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)律;強調協(xié)調的發(fā)展路徑,實現高效集約發(fā)展模式;堅持以人為本的發(fā)展目標,不能把城鎮(zhèn)化本身作為目的,以促進人的發(fā)展和實現人民美好生活為終極目標。從新型城鎮(zhèn)化的科學理念、發(fā)展路徑和目標看,都對我國新時期城鎮(zhèn)化發(fā)展中能源集約利用提出了更深層次訴求。
(一)科學的發(fā)展理念對能源集約利用的要求
盡管從規(guī)模角度而言,我國城鎮(zhèn)化確實取得很大進步,但從質量角度而言,卻不容樂觀。我國人口多、能源短缺、環(huán)境污染嚴重等實際國情決定了城鎮(zhèn)化不可能長期維持粗放式的外延發(fā)展模式,而是既要發(fā)展規(guī)模又要重視質量,既要立足當下更要思考長遠。與發(fā)達國家相比,我國沒有城鎮(zhèn)化發(fā)展的國際能源支持和環(huán)境條件,必須基于有限的能源供給和較小的環(huán)境成本來完成大規(guī)模的城鎮(zhèn)化建設,原有的發(fā)展理念已不適應未來城市發(fā)展的需要。在城鎮(zhèn)化建設已初具規(guī)模的基礎上,新型城鎮(zhèn)化建設必須樹立更加科學的發(fā)展理念,不僅要擴大外延,更要注重城市內涵建設,實現能源從城市建沒到城市運轉全過程的集約利用,從而最終克服城市能源利用上存在的矛盾。
(二)穩(wěn)定協(xié)調的發(fā)展進程對能源集約利用的要求
目前,我國工業(yè)化水平與發(fā)達國家相比還有很大差距,在未來很長一段時間內,工業(yè)化發(fā)展還不能懈怠,這就需要加強能源保障。同時,在國內常出現工業(yè)與民用之間用能沖突的情形下,城鎮(zhèn)化的建設要真正處理好二者的矛盾,也必須有效解決能源問題。新型城鎮(zhèn)化建設是要求實現一個更加良性的城鎮(zhèn)化發(fā)展過程,強調工業(yè)化與城鎮(zhèn)化發(fā)展互動,工業(yè)生產與居民生活同步改善。在我國目前國內能源供給有限、國際能源供給不穩(wěn)定的前提下,從能源利用角度來尋求供求平衡的出路是必然的。這就對未來城鎮(zhèn)化過程中的能源利用提出更大挑戰(zhàn),不僅要加強節(jié)能技術的研發(fā)、提高能源利用效率,還要改善能源利用結構,提升能源利用質量,更要改善能源利用模式,協(xié)調能源利用沖突,從而實現城市能源集約利用。
(三)以人為本的發(fā)展目標對能源集約利用的要求
城市作為維持一個國家運轉的重要人群的活動區(qū)域,創(chuàng)造更加人性化的生存空間是城鎮(zhèn)化的終極發(fā)展目標。新型城鎮(zhèn)化過程中應堅持發(fā)展目標的人本性,始終把“人”而不是“物”作為工作的出發(fā)點和落腳點。作為人在城市生存的各環(huán)節(jié)都必須依賴的要素,能源的利用不僅是城市的建設需要,加強其集約化利用更是旨在保障能源的高效利用,從而實現城市居民從工作到生活等諸多方面的安全穩(wěn)定和便捷高效。如,能源消費產生碳排放和其他污染問題直接對城市人居環(huán)境造成巨大影響,破壞城市自然的生態(tài)平衡。能源集約利用正是降低碳排放、控制城市污染從而建設更加宜居的城市環(huán)境的需要。
三、新型城鎮(zhèn)化建設中實現能源集約利用的制約因素
新型城鎮(zhèn)化建設中實現能源集約利用的必要性已毋庸置疑,但要真正實現還需克服諸多因素的制約,所以這只能是一個持續(xù)漸進的過程。無論是前期發(fā)展中積累的問題,還是潛在的發(fā)展目標的沖突都是對能源能否集約利用的挑戰(zhàn),而我國目前面臨的客觀能源條件能否支撐起能源集約利用措施的實施也還有很多的困難。
(一)過去發(fā)展中積累的問題形成一定制約
要在高能耗、高排放的發(fā)展模式下有效施行能源的集約利用,不得不面對的首要問題是傳統(tǒng)觀念的制約。而且外延式發(fā)展相對內涵式建設具有周期短、見效快的特點,難免使部分政策延續(xù)下去。過去已有的各類硬件設施的建設,包括能源設施、交通設施及城市配套等都已成為既定的客觀事實,無論是對其改造,還是后續(xù)新建都需要不小的投入,要實行能源集約利用的措施不得不面對這一問題成本引發(fā)的障礙。
(二)發(fā)展目標如何協(xié)調將形成制約
能源消費總量控制和碳排放控制的戰(zhàn)略目標雖然在近年已受到重視,但保持經濟持續(xù)增長的根本目標始終還是當前我國政策的落腳點。我國目前面臨很多影響經濟穩(wěn)定增長的不可測因素,而能源的集約利用將直接對現有的很多高能耗產業(yè)產生影響?,F階段,這些產業(yè)往往都是很多城市的支柱產業(yè),是我國經濟增長的中堅力量,調整這些產業(yè)的發(fā)展來實現能源集約利用,實際是要求政策在維持經濟增長和能源節(jié)約間做出權衡,我國要貫徹新型城鎮(zhèn)化理念,并實現能源集約利用,協(xié)調好發(fā)展目標是首要考慮的難點。
(三)客觀能源條件支撐形成的制約
客觀能源條件包括區(qū)域的能源稟賦條件、能源傳輸的技術條件、能源利用的技術條件等,這些條件決定在城鎮(zhèn)化建設中能否很好地來實現能源集約利用。如,要實現對太陽能、風能等新能源的利用,減少對煤炭等傳統(tǒng)化石能源的依賴,降低能源消耗引發(fā)的碳排放等問題,上述客觀能源條件都是能否最終實現規(guī)劃的基本支撐。當前我國能源分布不均衡,各地各城市的能源稟賦差異較大,能源傳輸和利用中的技術瓶頸很多,這些都是未來實現能源集約利用的制約。
四、新型城鎮(zhèn)化進程中加強能源集約利用的對策
新型城鎮(zhèn)化建設是新時期我國經濟發(fā)展和社會進步的必然之路,實現城鎮(zhèn)化進程中能源集約利用具有戰(zhàn)略意義。
(一)堅持新型城鎮(zhèn)化理念,將能源集約利用提升到戰(zhàn)略高度
發(fā)展理念決定了發(fā)展模式的選擇,發(fā)展理念同樣決定了發(fā)展道路的科學與否。因此,應將新型城鎮(zhèn)化建設的理念灌輸到城鎮(zhèn)化建設的決策者、實施者和城鎮(zhèn)化建設成果的享用者的頭腦中,才能使政策的出臺、制度的執(zhí)行和城市的運轉真正體現出能源集約的思想。能源的利用涉及城鎮(zhèn)化建設的各環(huán)節(jié),應徹底改變長期以來能源為城鎮(zhèn)化發(fā)展無條件提供支持的習慣思維,在能源利用上強化市場化機制和成本效益約束,以提高能源利用效率。只有從戰(zhàn)略高度上重視能源的利用問題,才能保障新型發(fā)展模式的推廣。
(二)調整城鎮(zhèn)化規(guī)劃思路,將能源規(guī)劃與城市規(guī)劃有機融合
傳統(tǒng)的城市規(guī)劃是將能源利用環(huán)節(jié)作為城市整體規(guī)劃的輔助環(huán)節(jié),基本沒有將能源規(guī)劃提升到與城市發(fā)展規(guī)劃同級別的地位。城市能源政策與城市產業(yè)政策、城市環(huán)境政策、城市財政政策、城市交通政策、城市社會公正與環(huán)境公平、城市規(guī)劃政策及城市設計政策緊密關聯(lián),要從規(guī)劃上實現能源集約利用,必須從能源政策制定上與其他相關政策相互協(xié)調,應在可持續(xù)發(fā)展這一總體目標下加以整合。要在城鎮(zhèn)化規(guī)劃思路中克服以往只關注局部規(guī)劃、忽視全局規(guī)劃問題,克服只重視能源供給規(guī)劃而忽視能源利用過程控制和管理問題。同時,必須將城鎮(zhèn)化中面臨的工業(yè)化導致的能源消費問題進行有效規(guī)劃,實現城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)劃與能源利用規(guī)劃雙約束的工業(yè)化發(fā)展模式,最大限度地減少工業(yè)發(fā)展引發(fā)的能源利用問題,實現城市工業(yè)生產、城市自身建設規(guī)劃及能源利用規(guī)劃三者相融合。
(三)構建高效能源系統(tǒng),將能源集約利用的全方位循環(huán)過程納入城市發(fā)展中
城市能源系統(tǒng)是城市基礎設施的主要組成部分,它是為滿足城市工業(yè)生產、民用和商用建筑以及交通運輸等部門的能源需求,由城市外部輸入油、氣、煤、電及可再生能源,經過城市電網、燃氣網、熱力網等輸配、轉換至最終使用環(huán)節(jié)的末端設備組成的系統(tǒng)。要實現高效的能源系統(tǒng),應從能源循環(huán)的角度出發(fā),將城市能源的生產、輸入、傳遞、轉化(消費)至輸出等全方位循環(huán)過程納入城市發(fā)展之中,使城市空間系統(tǒng)、社會系統(tǒng)、經濟系統(tǒng)、交通系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)的構建與城市能源循環(huán)的最優(yōu)化過程相一致。
關鍵詞:抽水蓄能 開發(fā)潛力 發(fā)展規(guī)劃
中圖分類號:TV743 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)11(c)-0114-01
抽水蓄能電站是一種運行靈活、功能多樣的特殊電源。隨著我國經濟社會發(fā)展,電力負荷將持續(xù)增長,峰谷差將逐步加大;同時受節(jié)能減排和能源結構調整影響,風電、光伏發(fā)電等具有隨機性、間歇性出力特點的清潔能源將大規(guī)模發(fā)展,這些因素需要電力系統(tǒng)配置相應規(guī)模的具有一定經濟性的運行方式靈活的調節(jié)電源。從各類電源開發(fā)建設的技術可行性和經濟合理性來看,抽水蓄能電站仍將是今后一段時期現實可行的調節(jié)電源[1]。
1 我國抽水蓄能電站發(fā)展現狀及存在的問題
截止2011年底,全國已建抽水蓄能裝機容量1872萬千瓦,占全國發(fā)電裝機容量1.8%。已建抽水蓄能主要分布在南方電網、華東電網、華北電網和華中電網內,占全國抽水蓄能裝機容量96%。
國家能源局在2011年下發(fā)《關于進一步做好抽水蓄能電站建設的通知》,規(guī)定了抽水蓄能電站原則上只能由電網公司運營,抽水蓄能電站經營費用納入電網運行費用,但不能因此抬高銷售電價。由于抽水蓄能電站的調峰、調頻、調相、備用、黑啟動、提高火電運行效率、提高系統(tǒng)運行靈活性等效益無法顯性地體現出來,加上地方政府、電網公司等利益相關方關注點的差異,目前的抽水蓄能電站投資建設模式和電價政策不能有效促進抽水蓄能電站健康可持續(xù)發(fā)展。
2 抽水蓄能電站開發(fā)潛力
我國抽水蓄能站址資源較為豐富,能夠滿足各地區(qū)電網自身發(fā)展需要。經初步技術經濟分析,抽水蓄能電站前期選址總量可達1.5億千瓦以上,這些抽水蓄能站址主要分布在南方電網、華東電網、華中電網和華北電網內,占目前已知全國抽水蓄能站址容量80%。
3 抽水蓄能電站發(fā)展思路
3.1 與國家能源發(fā)展戰(zhàn)略相適應
抽水蓄能規(guī)劃應適應國家能源發(fā)展整體戰(zhàn)略,適應當前能源結構調整、應對氣候變化和低碳經濟的發(fā)展形勢,滿足電力系統(tǒng)安全運行及新能源發(fā)展對抽水蓄能電站建設的新要求,科學論證,適度加快。
3.2 與電力行業(yè)發(fā)展規(guī)劃相協(xié)調
抽水蓄能規(guī)劃應在電力行業(yè)發(fā)展規(guī)劃的指導下,與其它電源和電網統(tǒng)一進行規(guī)劃,以保證電網安全運行、提高電力系統(tǒng)整體效率、降低系統(tǒng)總成本,實現最大范圍資源優(yōu)化配置為目標,最大程度地發(fā)揮抽水蓄能在保障電網安全穩(wěn)定、提高系統(tǒng)運行效率等方面的作用。
3.3 統(tǒng)籌兼顧社會效益與相關方的經濟效益
以全社會電力供應總成本最低確定抽水蓄能電站發(fā)展規(guī)劃。做好抽水蓄能電站資源的調查選址工作,確保抽水蓄能電站規(guī)模適宜、建設條件優(yōu)良、經濟指標好、對自然和生態(tài)環(huán)境影響小。保持適當規(guī)模的項目儲備,扎實推進擬建電站的各項前期工作,為抽水蓄能電站的發(fā)展打下堅實基礎。
在制定具體的抽水蓄能電站發(fā)展規(guī)劃時,應根據各地區(qū)電網的負荷特性歷史規(guī)律、調峰現狀和已建、在建抽水蓄能機組情況,在預測各電網規(guī)劃水平年的負荷水平、負荷特性的基礎上,結合跨區(qū)(?。┧褪茈娨?guī)模,考慮其它各類電源建設的技術經濟條件,從電力系統(tǒng)整體規(guī)劃優(yōu)化角度,提出滿足系統(tǒng)電力供應總成本最小的電源規(guī)劃方案。在此基礎上,考慮抽水蓄能的綜合效益,以及抽水蓄能電站站址條件、前期工作深度等因素,規(guī)劃安排詳細的抽水蓄能電站建設規(guī)模、布局和時序[2]。
4 抽水蓄能電站未來建設規(guī)模
根據以上抽水蓄能電站發(fā)展思路,結合各地區(qū)負荷預測、跨區(qū)電力交換發(fā)展和各類電源建設條件,預計2015年我國抽水蓄能電站裝機容量將達到2700萬千瓦,主要分布在華東電網、南方電網、華北電網和華中電網內,占全國抽水蓄能裝機容量96%。由于東北電網抽水蓄能電站規(guī)模的增加,抽水蓄能電站布局在傳統(tǒng)的核心地區(qū)比重略有下降。
2020年將達到5000萬千瓦以上。主要分布在華東電網、南方電網、華北電網和華中電網內,占全國抽水蓄能裝機容量88%。由于東北電網和西北電網抽水蓄能電站規(guī)模的增加,抽水蓄能電站布局在傳統(tǒng)的核心地區(qū)比重進一步下降。
目前西北電網抽水蓄能電站平均單位造價水平約為4000~5000元/千瓦,華北電網、華東電網、華中電網、東北電網和南方電網抽水蓄能電站平均單位造價水平約為3500~4000元/千瓦。盡管抽水蓄能電站本體建設費用會隨著技術進步而下降,但是隨著移民、征地、道路建設等其它成本的增加,未來抽水蓄能電站平均單位造價水平將略有增加??紤]到2015年以后,由于電力系統(tǒng)建設需要,特別是為了促進風電等新能源發(fā)展,抽水蓄能裝機容量將快速增加,抽水蓄能電站建設和運行成本的合理核算和疏導方式將變得更加重要。
5 相關建議
5.1 加強抽水蓄能電站統(tǒng)一規(guī)劃
建議國家主管部門進一步加強抽水蓄能電站的統(tǒng)一規(guī)劃,實現抽水蓄能電站建設的有序進行。必須結合電源結構和布局、電網發(fā)展、負荷特點以及全國聯(lián)網等相關因素,以及送受端抽水蓄能電站功能的合理定位,確定抽水蓄能電站的合理比重、布局和建設時序。
5.2 建立促進抽水蓄能電站健康有序發(fā)展的投資模式
建議抽水蓄能電站建設采用由電網企業(yè)控股、地方參股的方式??梢猿浞终{動地方政府的積極性,降低項目移民征地、環(huán)境保護方面的工作難度,控制工程造價,擴寬資金籌措渠道,為抽水蓄能電站的建設和運營營造良好的環(huán)境。
5.3 積極爭取建立合理的投資回報機制
目前我國獨立的電網電價機制和輔助服務市場尚未建立,抽水蓄能電站的建設和運營成本由電網企業(yè)承擔,將增加電網企業(yè)的經營壓力。建議合理測算抽水蓄能電站投資和運營成本,爭取足額納入電網運行費用,促請國家有關部門盡快建立科學完善的電價機制。
5.4 適度加快抽水蓄能電站項目前期工作
進一步加強和組織開展抽水蓄能電站的前期工作。按照距負荷中心近、地形地質條件和技術指標優(yōu)越的原則,全面系統(tǒng)地開展站址選點工作;加快前期工作進度,提前做好項目儲備,確保抽水蓄能的建設規(guī)劃的實施。
參考文獻