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城市能源變革,這6大難題必須處理好
時間:2019-03-06 17:09:26來源:中國能源報
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提要:當前,中國經濟由高速增長階段轉向高質量發展階段。城市發展著眼于人民日益增長的美好生活需要,不斷提升城市環境質量和城市的綜合競爭力。城市的高質量發展對能源高質量發展提出了迫切需求。城市能源系統應以能源革命為契機,直面難題、迎接挑戰。

40余年,改革開放波瀾壯闊。40多載,城市發展日新月異。中國的城鎮化率大幅度提高。城市,作為一個國家或地區經濟發展的牽引力量,是各類生產要素的“聚集地”和地區經濟增長的“高地”。

長期以來,城市發展、經濟增長對能源要素的要求主要是供應保障,甚而主要是“數量上的保障”。特殊的經濟發展階段、能源發展階段使得能源之于城市的重要性、城市能源變革之于城市高質量發展的重要性還未得到充分的認識。

當前,中國經濟由高速增長階段轉向高質量發展階段。城市發展著眼于人民日益增長的美好生活需要,不斷提升城市環境質量和城市的綜合競爭力。城市的高質量發展對能源高質量發展提出了迫切需求。城市能源系統應以能源革命為契機,直面難題、迎接挑戰。

規模控制難題

城鎮化快速發展 VS 能源消費總量控制

世界銀行數據顯示,2018年中國的城鎮化水平達到了59.58%,已經超出世界平均水平(55%,2017年底數據)4個多百分點,但與北美洲、歐洲等地區(北美洲82%,歐洲74%)的城鎮化水平仍有較大差距。參照城市發展的諾瑟姆曲線,未來20年,我國仍處于城鎮化加速階段,將保持年均增長0.6%的較快水平。

城市是能源消耗的主體,這在我國表現得更為突出。按照目前的能源使用效率,在城市化水平快速提升的同時,城市的能源消費總量也將同步增長。新時代追求高質量發展的要求下,城市發展和能源利用的關系來說,主要包括兩方面的內容:一是如何在保持能源消費總量合理增速、控制能源消費問題規模情況下保障經濟發展動力和生活需求;二是如何通過產業調整和城市規劃來提高發展質量,提升城市能源利用效率,消除不合理能源消費。

 結構調整難題

城市用能結構快速演進 VS 城市合理供能形態

2016 年,我國城市用能結構中,工業用能占比70.7%,建筑用能占比 18.6%,交通用能占比10.7%。未來終端能源需求部門格局將快速演進,工業用能占比將不斷降低、逐步由工業部門向建筑和交通部門轉移,但在工業用能內部,戰略性新興產業占比將持續攀升。城市化進程的持續推進以及人均建筑面積的提高將使得建筑用能在2030年前保持高速增長,成為推動終端用能增長的最大貢獻部門;汽車保有量的增加以及民航等高能耗模式的較快發展,交通部門用能也將持續較快增長。

回望世界城市產業演進歷程,不難發現存在著一個普遍的現象:新興產業往往產生于以多元化為特征的大城市,成熟的工業部門則持續向中小城鎮轉移。放眼歐洲,在法國新成立的公司中,多達84%都是在多元化水平中等以上的城市里創建的。美國的經驗表明,大城市地區提供了幾乎所有的產品創新。日本的經驗同樣表明,企業將實驗性的工廠設立在大城市里,但大規模地生產則是在中小城鎮或農村地區進行。可以預見的是,隨著城市的“交流”和“創新”的作用不斷凸顯,在未來我國城市產業結構中,工業部門占比將不斷降低,但是,戰略性新興產業以及服務業占比將持續攀升,生產的模式也將由集中生產、規模化生產向多元化生產、個性化生產轉變。無論是工業用能結構的持續演進,還是不同部門的用能結構的快速變化,都對傳統的城市供能形態提出了越來越高的要求。

 生態建設難題

城市生態環境建設要求 VS 城市能源環境影響

《國家新型城鎮化規劃(2014-2020)》中提出,順應現代城市發展新理念新趨勢,推動城市綠色發展。將生態文明理念全面融入城市發展,構建綠色生產方式、生活方式和消費模式。目前,城市的生態環境建設與環境優美宜居要求仍有較大差距。這里面與能源的開發利用方式有著重要關系。能源利用是城市污染物排放和溫室氣體排放的重要原因,能源的生產方式與消費結構對城市生態環境具有重要影響。

當前我國城市能源消費結構中,“高碳”特征明顯。城市能源消費結構受我國能源資源稟賦、新能源開發利用技術及成本等多種因素制約,城市的能源互聯網、泛在的電力物聯網等建設剛剛起步,與可再生能源特征匹配的能源系統還未建成,對能源結構優化的支撐有限。

 發展規劃難題

城市空間布局優化 VS 城市能源配置方式

城市經濟理論指出,伴隨著城市規模的不斷擴大、城市功能的持續完善以及交通系統的持續優化,城市的“去中心化”將漸成趨勢,城市空間布局將由“單中心”向“多中心”演變。當前,我國的一線城市及大部分二線城市均由“單中心”結構向“多中心”結構持續演化。如按照規劃,北京的通州將建設成多功能、綜合性的城市副中心;上海則一直是“多中心”發展的實踐者,浦東的發展被認為是城市空間格局調整的一個成功案例;廣州則將逐步形成“一個都會區、兩個新城區、三個副中心”的網絡型城市空間結構。

傳統的“單中心”城市發展模式下,城市的能源供給模式相對單一。“電從遠方來”,大規模的遠距離能源輸送是理想的能源配置方式。但在城市“去中心化”的趨勢下,“電從身邊來”的作用日益重要與關鍵。當前,城市能源供應四面八方“遠方來”特點明顯,但因地制宜“身邊來”需要高度重視。為適應城市空間布局的新變化,能源等生產要素的流動將更為復雜,可再生能源本地利用、能源互聯網、能源微網、儲能的建設等將為能源配置方式增添新的手段。

 智慧轉型難題

城市發展智慧升級 VS 城市能源數字化轉型

自我國提出智慧城市建設理念以來,城市的智慧化水平得到了極大的提升,對智慧能源發展提出了巨大的挑戰與強勁的需求。能源系統本身包羅萬象,從能源生產、傳輸到利用基礎和城市的各行各業都在發生緊密的聯系。通過數字化轉型,堅持走能源互聯網的創新道路,提升城市能源利用效率、優化城市能源結構,支撐智慧城市建設,是未來城市能源智慧發展的必由之路。

目前,不同城市不同部門信息化水平參差不齊。不同城市主體的智慧程度,也在很大程度上制約著城市能源發展的智慧化水平,各種基礎信息系統的建設和發展水平對城市發展的智慧升級至關重要。然而,當前城市能源數據共享難以真正實現。數據是實現城市能源智慧運行的基礎,從已有數據中通過大數據分析、人工智能等技術,可以實現深度挖掘,優化決策,提升城市能源效率。但目前各個擁有數據的能源企業和用能主體,一方面缺少數據共享的意愿,另一方面缺少數據共享的機制和安全保障,數據收集后分析利用的比例較低,難以發揮數據作用。智慧能源支撐智慧城市的關鍵技術和商業模式支撐能力不足,大數據、云計算、人工智能等關鍵技術引入還剛起步,應用于物聯網的5G技術也在實驗和示范部署階段,真正支撐智慧城市、智慧能源的基礎技術還不成熟。

治理升級難題

城市治理現代化 VS 城市能源管理

當前,我國能源發展市場化程度不高,能源價格機制未能完全反映資源稀缺程度、供求關系和環境成本,價格機制不完善影響儲能等新興能源設施的利用,影響城市可再生能源發展和能源轉型進程。我國城市能源管理職能分散在不同管理部門,能源戰略、能源規劃、能源法規、能源開發、市場消費、節能管理、環境保護、新能源利用等多頭管理,缺乏統籌,管理效率較低。不同能源系統之間條線分割明顯,信息收集、共享機制缺乏,影響城市能源系統整體效率。能源變革缺乏足夠的公眾參與度,需要加快建立有效的城市能源發展信息公開制度,充分利用公眾智慧,保障公眾知情權、參與權、監督權。

標簽
城市能源

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作者系王林鈺 金艷鳴

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