城市能源变革的重点和难点在哪？
发布日期：2018-09-21 浏览次数：345
9月20日，由《中国能源报》社主办的“第二届中国能源产业发展年会暨2018中国城市能源变革峰会”在京举行，与会嘉宾就“城市能源变革”这一话题进行畅谈。
城市绿色发展需要综合能源规划
（梁浩，住建部科技与产业化发展中心副研究员）
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。
综合能源服务推动城市能源变革发展
（奚巍民，国网（苏州）城市能源研究院副院长）
城市能源变革复杂而又系统，它是一场全方位的革命，涉及技术、管理、观点等方方面面。我们认为，可通过综合能源服务来推动能源的变革。
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，非常复杂、也很专业。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，而且就发生在我们身边。这是一场革命，革命需要观念作为支撑和先导，没有观念的进步，行动很难跟上。
在此基础上，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。为什么说它最重要？并不是说电网把电送到千家万户，对大家的生活很重要，而是因为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。包括特高压等重点技术在内，国网公司在电网输送侧、供给侧已做得非常强了。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%。
第二个重要技术是热网。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。例如，现在所谓第四代集中供暖技术，主要特点就是降低了供热参数，同时减少散热损失，有利于增加低品位能源并入。再如双向组合式冷热网，通过余热回收可提高很多效率。
此外，在机制方面，我认为有两点值得关注。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。比如未来在一个区域中，相互独立的电力公司、天然气公司能不能合资组建一个综合能源服务公司，能不能更好地发挥作用等。
北京面临能源转型与再电气化
（金艳鸣，国网能源研究院能源所主任）
目前，全球城市能源消费约占全球能源消费总量的2/3以上，城市是能源消费的主体，城市能源系统在高峰负荷时会出现城市能源短缺供应。
大型城市能源发展趋势是：电气化、能源高效化、加快脱碳化、全球一体化、智慧能源化。最大化利用城市内外部清洁能源，以电为核心实现城市跨行业系统融合优化。
北京2016年的电气化水平是39.9%，2017年在40%以上。从终端消费比重来说，北京目前的终端能源消费结构达到了以电为中心的能源消费模式。
交通行业，电占终端消费比重的10.6%，因为当中80%是民航，所以民航的柴油用油现在还不能实现替代。而居民消费端，电力消费结构大概是占到34%，而北京的商业建筑电力消费比重占到了56%，工业是47%。未来随着工业转型的轻型化和高附加值，电力消费比例会进一步提高。
90年代以来，北京的能源转型大概是以脱煤、提气、增电为主要特征，1995年以来大致分了三个阶段：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，出现了天然气消费比重上升，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。
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，当然有特殊性，因为是首都。另外环境污染问题，还有能源利用的智能高效化水平问题。未来北京发展定位是建设国际一流的和谐宜居之都、京津冀协同发展以及如何在北京建立绿色低碳、安全高效的能源体系。
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。
我们课题组研究预测，到2035年，北京一种情景是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。
电力系统优化助推城市能源转型
（潘荔，中国电力企业联合会行业发展与环境资源部副主任）
电力行业如何助推城市能源转型?
改革开放40年，电力工业取得了长足发展，我国电力是一个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。
为什么我国煤电、火电占这么大的份额？这与我国的资源禀赋相关，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，在用电量结构发生了变化。总体来看，中国电能终端利用比重与世界相平，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：
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，还改善人民生活的环境质量。
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。
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。
城市区域能源正在中国蓬勃兴起
（ 蒋南青，中国塑料循环利用协会秘书长、联合国环境规划署驻华代表处原项目官员）
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。我从国际层面谈谈对城市可持续发展的认识。
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。
（中国能源报，张子瑞、苏南、朱妍、赵紫原）
城市绿色发展需要综合能源规划
（梁浩，住建部科技与产业化发展中心副研究员）
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。
综合能源服务推动城市能源变革发展
（奚巍民，国网（苏州）城市能源研究院副院长）
城市能源变革复杂而又系统，它是一场全方位的革命，涉及技术、管理、观点等方方面面。我们认为，可通过综合能源服务来推动能源的变革。
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，非常复杂、也很专业。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，而且就发生在我们身边。这是一场革命，革命需要观念作为支撑和先导，没有观念的进步，行动很难跟上。
在此基础上，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。为什么说它最重要？并不是说电网把电送到千家万户，对大家的生活很重要，而是因为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。包括特高压等重点技术在内，国网公司在电网输送侧、供给侧已做得非常强了。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%。
第二个重要技术是热网。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。例如，现在所谓第四代集中供暖技术，主要特点就是降低了供热参数，同时减少散热损失，有利于增加低品位能源并入。再如双向组合式冷热网，通过余热回收可提高很多效率。
此外，在机制方面，我认为有两点值得关注。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。比如未来在一个区域中，相互独立的电力公司、天然气公司能不能合资组建一个综合能源服务公司，能不能更好地发挥作用等。
北京面临能源转型与再电气化
（金艳鸣，国网能源研究院能源所主任）
目前，全球城市能源消费约占全球能源消费总量的2/3以上，城市是能源消费的主体，城市能源系统在高峰负荷时会出现城市能源短缺供应。
大型城市能源发展趋势是：电气化、能源高效化、加快脱碳化、全球一体化、智慧能源化。最大化利用城市内外部清洁能源，以电为核心实现城市跨行业系统融合优化。
北京2016年的电气化水平是39.9%，2017年在40%以上。从终端消费比重来说，北京目前的终端能源消费结构达到了以电为中心的能源消费模式。
交通行业，电占终端消费比重的10.6%，因为当中80%是民航，所以民航的柴油用油现在还不能实现替代。而居民消费端，电力消费结构大概是占到34%，而北京的商业建筑电力消费比重占到了56%，工业是47%。未来随着工业转型的轻型化和高附加值，电力消费比例会进一步提高。
90年代以来，北京的能源转型大概是以脱煤、提气、增电为主要特征，1995年以来大致分了三个阶段：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，出现了天然气消费比重上升，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。
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，当然有特殊性，因为是首都。另外环境污染问题，还有能源利用的智能高效化水平问题。未来北京发展定位是建设国际一流的和谐宜居之都、京津冀协同发展以及如何在北京建立绿色低碳、安全高效的能源体系。
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。
我们课题组研究预测，到2035年，北京一种情景是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。
电力系统优化助推城市能源转型
（潘荔，中国电力企业联合会行业发展与环境资源部副主任）
电力行业如何助推城市能源转型?
改革开放40年，电力工业取得了长足发展，我国电力是一个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。
为什么我国煤电、火电占这么大的份额？这与我国的资源禀赋相关，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，在用电量结构发生了变化。总体来看，中国电能终端利用比重与世界相平，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：
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，还改善人民生活的环境质量。
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。
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。
城市区域能源正在中国蓬勃兴起
（ 蒋南青，中国塑料循环利用协会秘书长、联合国环境规划署驻华代表处原项目官员）
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。我从国际层面谈谈对城市可持续发展的认识。
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。
（中国能源报，张子瑞、苏南、朱妍、赵紫原）