０ 引言

 

  哥本哈根世界氣候大會(huì)前夕，國務(wù)院會(huì)議提出到２０２０年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值（ＧＤＰ）二氧化碳排放比２００５年下降４０％～４５％，并作為約束性指標(biāo)納入國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中長期規(guī)劃。與此同時(shí)，中國仍是發(fā)展中國家，正處于工業(yè)化、城市化加速發(fā)展階段，能源需求還在繼續(xù)增長，控制溫室氣體排放和減緩氣候變化面臨的壓力越來越大。

 

  能源基礎(chǔ)設(shè)施伴隨城市建設(shè)而生，具有一次性與普遍性，對于新區(qū)而言，一個(gè)好的能源規(guī)劃顯得尤為重要。國內(nèi)外知名低碳生態(tài)城在能源系統(tǒng)實(shí)踐方面的借鑒意義，不在于某項(xiàng)技術(shù)的簡單應(yīng)用，而在于技術(shù)體系之間的平衡、集成、共享、量化管理及本地化特色等。因此，通過低碳能源規(guī)劃，明確區(qū)域碳減排的量化目標(biāo)，進(jìn)行該區(qū)域能源消耗的有效控制、能源結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整、能源系統(tǒng)的高效應(yīng)用以及能源體系的優(yōu)化管理，是實(shí)現(xiàn)新區(qū)低碳建設(shè)目標(biāo)的重要措施。

 

  目前新區(qū)層面的能源規(guī)劃尚未納入法定規(guī)劃體系，對其內(nèi)容及深度亦無明確的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。筆者通過總結(jié)多個(gè)新區(qū)的低碳能源規(guī)劃實(shí)踐，梳理新區(qū)低碳能源規(guī)劃總體思路、工作框架及在規(guī)劃過程中需關(guān)注的要點(diǎn)，并以北京某新區(qū)能源規(guī)劃為例進(jìn)行簡要分析。

 

  １ 總體思路

 

  １．１ ＣＬＥＡＲ低碳實(shí)現(xiàn)途徑

 

  總結(jié)國內(nèi)外新區(qū)低碳建設(shè)案例及未來科技城低碳規(guī)劃等工程實(shí)踐，集思廣益，筆者所在單位規(guī)劃團(tuán)隊(duì)提出了區(qū)域低碳規(guī)劃的ＣＬＥＡＲ體系。

 

  所謂ＣＬＥＡＲ，是對改變高碳排放的發(fā)展模式，落實(shí)綠色的低能耗、低污染、低排放的可持續(xù)健康發(fā)展戰(zhàn)略的五項(xiàng)實(shí)現(xiàn)路徑的概括：降低能源需求、提高能源效率帶來的減排量（ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）；可再生資源替代利用帶來的減排量（ｒｅｎｅｗａｂｌｅ）；因循環(huán)利用獲得的減排量（ｌｏｏｐ）；因綠化等措施增加碳匯獲得的減排量（ｃａｐｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｔｏｒａｇｅ）；以及發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)等獲得的對區(qū)域外的減排貢獻(xiàn)（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ）。

 

  將ＣＬＥＡＲ體系應(yīng)用于區(qū)域能源規(guī)劃中，明確低碳能源系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)路徑為：區(qū)域建筑整體節(jié)能、高效能源系統(tǒng)及設(shè)備應(yīng)用（ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ），可再生能源合理應(yīng)用（ｒｅｎｅｗａｂｌｅ），余熱回收利用及固體廢棄物能源化應(yīng)用（ｌｏｏｐ），產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)低碳調(diào)整、綠色清潔生產(chǎn)（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ）等，最終通過能源規(guī)劃的綜合統(tǒng)籌，構(gòu)建一個(gè)常規(guī)能源與可再生能源優(yōu)化組合、分散式與集中式點(diǎn)面結(jié)合、近期與遠(yuǎn)期合理過渡的低碳能源系統(tǒng)。

 

  １．２ 區(qū)域能源規(guī)劃的基本框架

 

  經(jīng)多個(gè)區(qū)域能源規(guī)劃實(shí)踐總結(jié)，得到基本工作框架，主要分三步完成：１）目標(biāo)策劃，基于政策、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、案例調(diào)研，結(jié)合基地踏勘以及上位規(guī)劃，對資源條件、基礎(chǔ)設(shè)施、用能需求等進(jìn)行初步分析，明確規(guī)劃目標(biāo)及重點(diǎn)；２）規(guī)劃方案，通過產(chǎn)出與需求的全面平衡分析，構(gòu)建能源系統(tǒng)總體規(guī)劃方案及分區(qū)規(guī)劃方案，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益多元評估及方案優(yōu)化；３）指標(biāo)體系及實(shí)施方案，提出區(qū)域能源系統(tǒng)總體控制指標(biāo)并拆解至不同分區(qū)，明確投融資運(yùn)營模式及分期實(shí)施計(jì)劃等內(nèi)容。

 

  ２ 規(guī)劃要點(diǎn)

 

  ２．１ 低碳評估

 

  以碳減排量、碳排放強(qiáng)度為規(guī)劃約束目標(biāo)，是區(qū)域能源規(guī)劃中體現(xiàn)低碳的第一要點(diǎn)。基于規(guī)劃、建筑容量、功能布局、建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)、能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等信息，確定基準(zhǔn)情景下的能耗總量、用能結(jié)構(gòu)及碳排放量；在構(gòu)建能源規(guī)劃方案時(shí)，因地制宜地選擇低碳技術(shù)，分析各低碳技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的用能變化及碳減排量；最終可得低碳情景下的能耗總量、用能結(jié)構(gòu)及碳排放量。在此過程中，關(guān)鍵是基準(zhǔn)情景的合理設(shè)定、能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠獲取、各能源碳排放因子的選擇及低碳能源技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，具體計(jì)算詳見文獻(xiàn)［４］。低碳評估所獲得的量化目標(biāo)納入新區(qū)低碳建設(shè)控制指標(biāo)。

 

  ２．２ 綜合統(tǒng)籌

 

  常規(guī)專項(xiàng)規(guī)劃一般是將供熱、燃?xì)?、電力分開考慮的，而實(shí)際上各能源基礎(chǔ)設(shè)施之間存在很多關(guān)聯(lián)性。例如，對于供熱而言，燃?xì)?a href="http://www.cityofbrews.com/t/供暖.html" >供暖的耗能特性會(huì)影響燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)，熱電聯(lián)產(chǎn)供熱的規(guī)模對電網(wǎng)有一定的影響，天然氣分布式發(fā)電會(huì)影響到燃?xì)狻?a href="http://www.cityofbrews.com/t/供熱.html" >供熱和電力輸配系統(tǒng)。

 

  將系統(tǒng)工程方法論應(yīng)用于區(qū)域綜合能源規(guī)劃中，實(shí)現(xiàn)供熱、燃?xì)?、電力等各能源基礎(chǔ)設(shè)施之間的協(xié)調(diào)，優(yōu)化資源配置。在進(jìn)行負(fù)荷需求及能耗預(yù)測時(shí)，不應(yīng)再按傳統(tǒng)規(guī)劃方式簡單取籠統(tǒng)指標(biāo)估算，而應(yīng)依據(jù)不同的能源規(guī)劃方案來確定區(qū)域內(nèi)的熱、電、氣等需求量。

 

  借助綜合能源規(guī)劃框圖，直觀體現(xiàn)區(qū)域能源系統(tǒng)的構(gòu)成及相互關(guān)系，如圖２所示，涵蓋源層、輸配層、需求層及能源轉(zhuǎn)換層。實(shí)線連接表示集中系統(tǒng)，虛線連接表示分散系統(tǒng)。在綜合能源規(guī)劃完成后，可明確各線路的能源流進(jìn)量與流出量。

 

  ２．３ 規(guī)劃聯(lián)動(dòng)

 

  縱向上，與常規(guī)規(guī)劃聯(lián)動(dòng)。建立能源規(guī)劃與總規(guī)、控規(guī)、修規(guī)及各專項(xiàng)規(guī)劃的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，解決現(xiàn)有能源規(guī)劃與傳統(tǒng)規(guī)劃脫軌、無法指導(dǎo)相關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)和管理工作的問題。如圖３所示，在傳統(tǒng)規(guī)劃的全過程，融入以低碳目標(biāo)為核心的策略及執(zhí)行方法：

 

  在總規(guī)階段，明確以低碳理念為主導(dǎo)的規(guī)劃定位及概念方案；在控規(guī)階段，提出以低碳目標(biāo)為核心的指標(biāo)體系以及設(shè)施選址、占地面積等，使低碳規(guī)劃方案可執(zhí)行、可評估；在修規(guī)階段，給出以指標(biāo)體系為目標(biāo)的技術(shù)方案及設(shè)計(jì)導(dǎo)則。

 

  橫向上，與低碳規(guī)劃中各專項(xiàng)規(guī)劃相契合。受當(dāng)前節(jié)能減排政策推動(dòng)及區(qū)域自身可持續(xù)發(fā)展要求，眾多新區(qū)在開展能源規(guī)劃的同時(shí)，往往進(jìn)行系統(tǒng)的低碳生態(tài)規(guī)劃工作。因此，還需梳理能源系統(tǒng)與其他低碳子系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)相互契合、統(tǒng)一協(xié)調(diào)。

 

  ２．４ 投資運(yùn)營模式

 

  第２．１～２．３節(jié)主要從技術(shù)角度進(jìn)行考慮。此外還應(yīng)從市場角度分析落實(shí)能源規(guī)劃所需資金來源及籌集渠道，在項(xiàng)目計(jì)劃期內(nèi)實(shí)現(xiàn)充足資金保障，并通過建設(shè)運(yùn)營管理模式的設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)市場化、盈利性的運(yùn)營。同時(shí)還應(yīng)注重與國家及當(dāng)?shù)啬茉聪嚓P(guān)政策相結(jié)合，分析其對能源技術(shù)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性的影響。圖５梳理了能源相關(guān)工程項(xiàng)目的融資渠道、投融資與建設(shè)運(yùn)行模式。

 

  ２．５ 建設(shè)管理機(jī)制

 

  從管理角度建立能源系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行的全過程監(jiān)管機(jī)制，包括指標(biāo)控制方法、指標(biāo)評估方法、信息化管理系統(tǒng)等。

 

  例如，在江蘇某新區(qū)能源規(guī)劃中，在能源規(guī)劃方案研究的基礎(chǔ)上，面向政府部門制定了一套能源系統(tǒng)指標(biāo)體系，不僅明確指標(biāo)控制值，同時(shí)指定指標(biāo)落實(shí)第一責(zé)任單位、執(zhí)行部門以及具體的任務(wù)類型及內(nèi)容，從管理層面為低碳能源系統(tǒng)的建設(shè)提供機(jī)制保障。

 

  ２．６ 結(jié)合建設(shè)進(jìn)度

 

  能源系統(tǒng)建設(shè)與項(xiàng)目開發(fā)進(jìn)度協(xié)調(diào)一致，關(guān)注能源資源在空間、時(shí)間上的需求及供應(yīng)條件變化，統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實(shí)施，實(shí)現(xiàn)近期與遠(yuǎn)期的合理過渡，即打造一個(gè)“成長型”能源系統(tǒng)。在能源供應(yīng)安全可靠的基礎(chǔ)上，避免重復(fù)建設(shè)，并合理統(tǒng)籌投融資、建設(shè)計(jì)劃。

 

  以北京房山區(qū)某新區(qū)能源規(guī)劃為例，規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施條件較差，只有電力設(shè)施相對完善，供熱、天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將依賴于房山區(qū)“十二五”相關(guān)規(guī)劃內(nèi)容的順利實(shí)施；因此，對于起步區(qū)首先考慮園區(qū)內(nèi)部資源解決用能問題，遠(yuǎn)期區(qū)域整體依托大市政設(shè)施實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)。如何實(shí)現(xiàn)近期向遠(yuǎn)期的合理過渡是能源規(guī)劃過程中需解決的關(guān)鍵問題。

 

  ３ 案例簡介

 

  北京某新區(qū)規(guī)劃占地面積約１ ０００ｈｍ２，主要是中央企業(yè)研發(fā)和創(chuàng)新服務(wù)設(shè)施建設(shè)。根據(jù)規(guī)劃建設(shè)指標(biāo)，規(guī)劃建筑總面積約６２８．８萬ｍ２，其中研發(fā)建筑４０３萬ｍ２，配套公共建筑約１１５萬ｍ２，居住建筑約１１１萬ｍ２。

 

  ３．１ 需求分析

 

  根據(jù)規(guī)劃建筑類型，負(fù)荷預(yù)測內(nèi)容包括：供暖負(fù)荷、生活熱水負(fù)荷、制冷負(fù)荷、用電負(fù)荷、燃?xì)庳?fù)荷等。

 

  結(jié)合規(guī)劃建設(shè)指標(biāo)，采用設(shè)計(jì)軟件建立各類典型建筑模型，獲得相應(yīng)建筑冷、熱負(fù)荷指標(biāo)，并參照《電氣節(jié)能專篇》《給排水設(shè)計(jì)規(guī)范》《燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》等資料分別獲得相應(yīng)建筑電負(fù)荷指標(biāo)、生活熱水用水定額及用氣指標(biāo)等，進(jìn)行各類建筑負(fù)荷需求估算，最終可得：規(guī)劃區(qū)域熱負(fù)荷約３０３ＭＷ，冷負(fù)荷約４８３ ＭＷ，電負(fù)荷約４１８ ＭＷ，燃?xì)庳?fù)荷約６ ０６０萬ｍ３／ａ。在負(fù)荷預(yù)測中，不僅關(guān)注負(fù)荷需求總量，同時(shí)關(guān)注負(fù)荷空間分布規(guī)律，圖６給出了冷熱負(fù)荷的分布密度。

 

  ３．２ 資源條件

 

  資源條件分析包括：可再生資源、余熱資源及常規(guī)能源分析等。其中，可再生資源分析為重點(diǎn)。依據(jù)規(guī)劃區(qū)域地質(zhì)勘查報(bào)告、水文資料、資源評估材料、市政設(shè)施現(xiàn)狀及規(guī)劃條件、區(qū)域周邊可再生能源應(yīng)用項(xiàng)目調(diào)研等，結(jié)合可再生能源技術(shù)應(yīng)用適宜條件及需求分析，確定在規(guī)劃區(qū)域適用的可再生能源形式，并預(yù)測可利用量。充分體現(xiàn)“因地制宜”的原則。

 

  以地?zé)豳Y源為例，規(guī)劃區(qū)域位于小湯山地?zé)崽?/a>南側(cè)。據(jù)鉆孔勘探和地質(zhì)、物探推測，該區(qū)熱儲(chǔ)層為薊縣系的白云巖地層，地層厚度大，埋藏深，巖溶發(fā)育，富水性好，是良好的熱儲(chǔ)層。根據(jù)市國土局地?zé)?/a>處提供的資料，規(guī)劃區(qū)域內(nèi)已開采地?zé)?/a>井的勘測數(shù)據(jù)為：地?zé)峋?/a>深度２ ７００ｍ，出水溫度達(dá)６３℃，出水量達(dá)６００～８００ｍ３／ｄ。取打井間距為１ ０００ｍ，在規(guī)劃區(qū)域可打４口取水井和回灌井，結(jié)合熱泵技術(shù)（供熱ＣＯＰ 為４．５）為住宅區(qū)供暖，回灌溫度３０℃（《北京市地?zé)豳Y源管理辦法》第１７條要求地?zé)豳Y源供暖后的排放溫度不得低于３０℃）。由上述數(shù)據(jù)可預(yù)估地?zé)豳Y源利用的最大供熱容量約為５．４ＭＷ，供暖季總提取熱量約４０ ６１３ＧＪ。

 

  經(jīng)與上述過程類似的一系列分析，確定規(guī)劃區(qū)域擬采用的可再生能源形式為：淺層地?zé)?/a>供冷（暖）、深層地?zé)峁┡?/a>、污水源熱泵供冷（暖）、地表水地源熱泵供冷、光電、光熱等，可實(shí)現(xiàn)最大替代標(biāo)準(zhǔn)煤量約２．１萬ｔ。區(qū)域總能耗估算值約１２．９萬ｔ標(biāo)準(zhǔn)煤，可再生能源利用率約為１６％。預(yù)測結(jié)果見表３，計(jì)算方法詳見文獻(xiàn)。

 

  ３．３ 方案構(gòu)建

 

  以需求分析、資源條件、建設(shè)進(jìn)度為基礎(chǔ)，以技術(shù)適宜、經(jīng)濟(jì)合理、切實(shí)可行為權(quán)衡要素，明確規(guī)劃新區(qū)的綜合能源方案為：１）提高建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，降低負(fù)荷需求。結(jié)合適宜建筑節(jié)能技術(shù)明確建筑節(jié)能目標(biāo)，在現(xiàn)行建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)水平上再節(jié)能１０％。

 

  ２）采用能源高效利用方式。以燃?xì)?a href="http://www.cityofbrews.com/t/熱電聯(lián).html" >熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組承擔(dān)基礎(chǔ)熱負(fù)荷，燃?xì)忮仩t承擔(dān)調(diào)峰熱負(fù)荷，熱化系數(shù)控制在０．５～０．６之間。３）可再生能源合理應(yīng)用。包括地埋管地源熱泵、污水源熱泵、地?zé)釤岜?/a>、太陽能光熱應(yīng)用等，明確可再生能源應(yīng)用方式， 并確定其合理應(yīng)用規(guī)模。

 

  ３．４ 選址論證

 

  在能源規(guī)劃方案確定后，與城市規(guī)劃相結(jié)合的一項(xiàng)重點(diǎn)工作為：確定能源站選址及站房面積，以便于在規(guī)劃階段預(yù)留出市政設(shè)施用地。以熱電聯(lián)供選址為例，綜合權(quán)衡建設(shè)進(jìn)度、能效、環(huán)境、市政條件、景觀影響等因素，與業(yè)主、政府及市政主管等相關(guān)部門多次會(huì)議論證，最終選擇該場地南側(cè)地塊為熱電聯(lián)供廠房站點(diǎn)。

 

  ３．５ 指標(biāo)體系

 

  區(qū)域能源規(guī)劃與城市規(guī)劃聯(lián)動(dòng)的另一項(xiàng)重要工作，是將能源相關(guān)控制指標(biāo)納入控規(guī)，且依據(jù)分區(qū)方案及分地塊信息，將總體指標(biāo)拆解至各地塊，得到分地塊指標(biāo)。

 

  指標(biāo)構(gòu)建的依據(jù)是該區(qū)域的低碳能源規(guī)劃方案，并以國內(nèi)其他生態(tài)城的指標(biāo)體系、北京統(tǒng)計(jì)年鑒統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、世界各地區(qū)能耗及碳排放統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等作為比較參考。

 

  ３．６ 管理機(jī)制

 

  探索落實(shí)規(guī)劃方案的管理機(jī)制，是在該項(xiàng)目中進(jìn)行的一個(gè)重要嘗試。以市住房城鄉(xiāng)建設(shè)委牽頭，建立聯(lián)合工作小組，成員單位包括市發(fā)改委、規(guī)劃委、國土局、水務(wù)局、財(cái)政局及區(qū)政府等，并擬定工作意見，建立全過程管理機(jī)制與多方協(xié)作機(jī)制。同時(shí)，與入駐企業(yè)簽訂約定書，明確能源使用方式、能效水平、排放水平、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等入園門檻。

 

  ４ 結(jié)論與建議

 

  應(yīng)盡早出臺(tái)區(qū)域能源規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)范編制內(nèi)容及深度，使區(qū)域能源規(guī)劃實(shí)用、有效。能源規(guī)劃工作應(yīng)從技術(shù)、市場、管理等多角度出發(fā)，全面統(tǒng)籌。本文梳理了低碳形勢下區(qū)域能源規(guī)劃的總體思路，提煉出規(guī)劃工作中需關(guān)注的６個(gè)要點(diǎn)，并結(jié)合某能源規(guī)劃案例進(jìn)行了分析。

 

  １）低碳評估。建立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一算法，核算新區(qū)

 

  碳排放強(qiáng)度、能耗強(qiáng)度、可再生能源利用量等指標(biāo)，進(jìn)行能源方案的評估與優(yōu)化，同時(shí)納入新區(qū)低碳建設(shè)控制指標(biāo)中。

 

  ２）綜合統(tǒng)籌。實(shí)現(xiàn)水、電、氣、熱綜合協(xié)調(diào)，常規(guī)能源與可再生能源合理匹配，分布式與集中式系統(tǒng)優(yōu)化組合。在強(qiáng)調(diào)低碳、生態(tài)、可再生的同時(shí)，注重對常規(guī)能源供應(yīng)條件及高效應(yīng)用方式的分析。

 

  ３）規(guī)劃聯(lián)動(dòng)。縱向，與總規(guī)、控規(guī)、修規(guī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，主要鏈接點(diǎn)在于供需、設(shè)施、指標(biāo)等；橫向，與低碳生態(tài)其他相關(guān)規(guī)劃，如綠色建筑、生態(tài)環(huán)境、交通、水資源、固體廢棄物資源化利用等規(guī)劃相互契合。

 

  ４）投資運(yùn)營模式。確保能源規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)可行性，明確能源技術(shù)應(yīng)用所需資金及投融資渠道，結(jié)合國家及當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)財(cái)政補(bǔ)貼政策，為能源方案的落實(shí)提供資金保障。

 

  ５）建設(shè)管理機(jī)制。構(gòu)建能源相關(guān)各部門的全過程合作與協(xié)調(diào)機(jī)制，為能源規(guī)劃方案的落實(shí)提供機(jī)制保障。

 

  ６）與建設(shè)進(jìn)度結(jié)合。統(tǒng)一規(guī)劃，分步實(shí)施，實(shí)現(xiàn)近期與遠(yuǎn)期合理過渡的成長型能源系統(tǒng)。