集成创新:制定、执行能源规划的关键

2012-09-01 02:17
节能与环保 2012年12期
关键词:城区分布式能源

城市节能的根本目的是为了城市经济的可持续发展。“离开经济发展谈节能环保或为经济发展放弃节能减排都是毫无意义的。”浙江义乌市副市长陈勇点出了节能减排与经济发展的关系:节能减排是经济发展的正向动力源之一。制定、执行能源规划其根本目的是保证城市实现节能减排的既定目标,推动城市经济可持续健康发展。在中国老城区与新城区并存的情况下,在能源规划与城市发展规划相协调、相适应的要求下,制定、执行能源规划必须要集成创新。

能源规划对城市发展规划的要求

能源规划应是在城市发展总体规划制定的基础上制定并且要与之适应协调,正如龙惟定教授所说,能源规划脱离总规的要求去另搞一套,是不现实的。因而,城市总规对能源规划有制约作用——城市发展总规如果不把节能减排的指标落到实处,那能源规划便成无源之水。对此,华贲教授讲到,城市发展规划不仅要有体现GDP增长的数据,而且,必须对城市化率、能源强度、碳强度以及总能耗、总排放量等各项指标做出具体的约定,“城市的科学发展规划必须给出与国家发展规划相应、代表城市生态和发展水平的数据”,低碳经济时代的城市能源规划在与城市总规相协调、相适应的情况下,“一定要做到有深度,按照一次能源消耗能源弹性系数的历史数据外推的粗略方法已经不行了。”

华贲教授对城市总规的基础作用非常看重,他说,城市发展总规中必须包括第一、第二、第三产业的发展规模、比率等内容;还要包括工业、商住、交通三大能耗领域的空间布局以及按时间发展的速度。“城市工业区、住区、CBD空间布局对能源规划有决定性影响。三者分割、孤立布局,必然带来工作日大流量、长距离的人流交通负荷,以及能源供应分割安排”,在华贲教授看来,按规划分多个区块布置工业区、居住区和CBD有可能实现冷热电需求互补,提高能效,节约能源。

现有城区能源规划与执行

现有城区是指已经形成自有城市功能运行的城区。这些城区多源于计划经济时代,城市规划在建城之初无法预料到建成之后若干年城市功能的扩张与延展。这样的布局和功能与现在对城市功能需求日益增加的现状相矛盾;在能源供应形势严峻、环境保护压力增大的情况下,城市功能的运行越发困难。问题的根源就是如何既保证城市能源供给又能逐步减轻对环境的污染。这些城区亟需能源规划的集成创新。如要创新,就必须知道困难的关键所在。华贲教授认为,困难主要是以下几个方面:一是这样的城市无一例外都是靠传统工业、制造业支持城市发展的,而工厂的布局则显得毫无章法,这样的固有布局使能源供应成本过高;二是老城区地下空间复杂,热网短缺,一些城市的居住小区单独烧煤供暖的现象仍然存在,这种供暖方式既浪费能源又污染环境;三是没有地方建设能源站、区域供冷站。由于历史的原因,建设之初没有留出相应的预留空间,在想找到这样的空间,在城市土地越来越金贵的今天,更是难上加难;四是已建成公寓集中供热水需要铺设入户管网;五是北方城市集中供暖系统原有参数不匹配。

知道了上述问题之所在,就可以进行系统集成创新以解决问题。产业布局凌乱,可以根据国家有关城市功能定位和自身所在城市的不同城区所拥有的不同功能进行产业调整、转移,化分散为集约,根据实际需求建造工业园区;对原来的能源系统重新规划改造,尤其是北方城市集中供暖系统的改造,要非常重视废热与热泵的利用,以提高能源整体利用率;对于严重缺乏甚至没有市政管网的城区进行DES/CCHP(Distributed Energy System/Combined Cooling, Heating and Power)规划。华贲教授提出了发展天然气DES/CCHP的办法:首先是不拘泥于“楼宇型”或“用户型”的小型DES,按照冷热汽负荷多种类、多时段互补的原则,减少各级传热温差,安排能量梯级利用,尽可能选用高效廉价的设备,实现能效、经济性、碳减排三个目标。还有一个解决方案就是选择一个冷热电负荷均较大的用户作为投资主体,按照市场机制向邻近用户拓展冷热水或蒸汽市场,规模以不向电网售电为度。上述方法可以克服管道路由问题。

城市新建工业和商住区应以发展分布式能源为主

如今城市的发展面临传统能源封顶消费、新能源和可再生能源的利用依然处于配角的严峻现状。如何解决煤炭消费“天花板”问题、如何解决碳排放约束问题摆在了新建城市、城区规划者面前:已经建成的“老”城或城区或可有搪塞之言,甚至有缓兵之计,而对于新城,则必须在建设之初就要寻求破解之策。而这个破解之策应该是科学用能与系统优化相结合。在西部能源产量增加,而本身用能相对较少;东部产能比例相对减少,用能却增加较多的现实下,将西部能源以电的形式输往东部成为不得不为之策。这样的用能方式不可或缺,但在整个中国推行这样的用能方式不能算是合理、科学用能。因为东部地区也可通过利用终端用能方式的改变缓解甚至解决能源短缺的现状。对此,华贲教授说:应“抓住快速工业化和城镇化的历史契机,配合几百个新建开发区,建设一批数百兆瓦规模、基于中国国情的、集约化冷热电联供的区域型分布式能源系统,使新区能效提高一倍。这也是‘十二五’开启中国低碳时代的关键之举。”

华贲教授说,新建城市、城区应建设“基于中国国情的”区域型分布式能源系统。他之所以这样说,是因为中国的现有国情适合搞区域性分布能源系统。主要有以下几点:发展分布式能源主要靠国家力量来引导。而我国有举国之力办大事的经验、条件和能力。像著名的“两弹一星”工程就是这样搞成功的,而且耗时少、质量高。二是工业化特别是城市化的快速发展必将催生一批新工业园区和新城区。这些新园区和新城区不能再走老的能源供给之路,必须将降低能耗、减少排放、提高综合利用率放在首位,分布式能源系统可以解决这个问题。第三,我国是人口大国,且大多数居住于高层密集的住宅小区,这适合建规模不同、但综合效率高、污染少的分布式能源。第四,中国城市工业、CBD、住宅等三种功能区集成布置,其中覆盖蒸汽、建筑物空调、生活热水三类负荷,分布式能源系统可以实现最高能效。此外,发展分布式能源系统需要智能电网的支持,而中国与发达国家同时进入智能电网时代;发展分布式能源需要科技成果的积累,改革开放三十多年来的科技积累,使我国面临DES/CCHP创新的历史机遇。

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