1 引言

 

  低碳生態(tài)城市，對世界各國都是全新的課題。

 

  不可否認，國內(nèi)對低碳生態(tài)城市的理解還相當膚淺，相當多的規(guī)劃還僅限于概念的炒作，并沒有實質(zhì)內(nèi)容。因此，在規(guī)劃中設定明晰的目標，清楚地界定規(guī)劃要達到的關鍵性能指標( KPI，KeyPerformance Indicators) ，對于建成真正意義上的低碳生態(tài)城市具有特別重要的意義。尤其是像能源規(guī)劃這種下位專項規(guī)劃，更需要有非常明確而具體的KPI 指標。低碳生態(tài)城區(qū)必須通過一系列目標的實現(xiàn)來證明它的“低碳”和“生態(tài)”并不是浪得虛名。

 

  在城市能源領域，過去在城市層面，能源供應作為重要的基礎設施，必須有規(guī)劃，例如電力規(guī)劃、燃氣規(guī)劃，北方城市還有集中供熱熱網(wǎng)規(guī)劃。能源供應規(guī)劃受到國家的能源法、電力法、可再生能源法等法律的約束，依據(jù)《城市電力規(guī)劃規(guī)范》、《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》和《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》等技術標準。在建筑層面，能源應用作為建筑節(jié)能和建筑環(huán)境的主要載體，其規(guī)劃設計和技術管理，要遵循國家和地方的《建筑節(jié)能條例》，還包括更多的建筑節(jié)能設計、施工、運行和改造的設計標準和技術規(guī)范。這些標準規(guī)范覆蓋了建筑能源應用的方方面面。就是說，在城市能源的宏觀和微觀層面，我們已經(jīng)建立了比較完善的管理機制和技術體系。但在城區(qū)( 園區(qū)、社區(qū)、街區(qū)、建筑群、城市綜合體……) 即城市的中觀層面的能源規(guī)劃，在管理和技術方面幾乎都是空白。

 

  城市能源的供需與不同的城市層面相對應，如圖1所示。城市宏觀層面主要需考慮能源供應問題，城市的微觀層面( 用戶層面) 主要是能源需求的問題，而城市的中觀層面( 城區(qū)層面) 主要解決的是能源傳輸與轉(zhuǎn)換問題。以城市電力供需為例，能源的供應側(cè)( 城市)和需求側(cè)( 用戶) 互成反饋關系。城市能源的傳統(tǒng)模式是供應側(cè)( 電網(wǎng)) 直接面對千千萬萬末端用戶，集中供能，全分散( 樓、戶、室) 用能，末端負荷的變化無緩沖地直接沖擊大電網(wǎng)。為了平衡負荷，減少對電網(wǎng)安全的威脅，最好能夠?qū)⒌凸葧r的電力蓄存起來，到高峰時段使用。但在當前技術手段條件下，還只能通過蓄熱( 冷) 來實現(xiàn)間接蓄電。因為多了轉(zhuǎn)換過程，所以蓄熱( 冷) 在用戶端不一定節(jié)能。

 

  低碳生態(tài)城區(qū)是一種集約型的混合城區(qū)的城市形態(tài)，負荷更趨多樣化; 是一種高密度緊湊型的空間結(jié)構，需要能源的集成利用; 也是多種低能量密度和低品位能源( 如淺層地表蓄熱能、地表水和污水溫差能、太陽能光熱、太陽能光伏等) 的綜合應用。這些都需要在城區(qū)層面上通過一個能源樞紐( hub) 進行集成、轉(zhuǎn)換、蓄存和輸配。這就使城區(qū)能源規(guī)劃具有不同于傳統(tǒng)建筑能源系統(tǒng)的技術路線和方案考慮。低碳生態(tài)城區(qū)的能源規(guī)劃主要解決以下問題: 如何集成應用低密度的可再生能源( 如太陽能熱利用) ; 如何集成應用低品位的未利用能源( 如排熱、土壤蓄熱、地表水溫差能) ; 如何將無碳的虛擬能源( 即用戶端的節(jié)能) 作為替代資源; 如何集成低碳的分布式能源( 燃料電池、微小型熱電冷聯(lián)供) ; 如何實現(xiàn)碳能源資源的梯級利用、循環(huán)利用和回收利用; 如何利用負荷參差率，降低總需求、實現(xiàn)負荷平準化; 如何實現(xiàn)城區(qū)能源投資的多元化、能源管理的市場化，以及清潔發(fā)展機制。

 

  根據(jù)目標管理的理論，如果一個領域沒有特定目標，則這個領域必然會被忽視; 如果沒有一定的目標指導項目的開展，則項目的規(guī)模越大、涉及的專業(yè)、人員以及利益相關方越多，發(fā)生沖突和浪費的可能性也就越大。因此，低碳生態(tài)城區(qū)的能源規(guī)劃，更需要設定非常明確的目標，作為開發(fā)的依據(jù)和必須實現(xiàn)的關鍵技術指標，也是規(guī)劃的利益相關方共同接受和遵守的。在項目管理中，目標的設定過程也就是項目大綱( TOR，Terms of Reference) 的制訂，是項目管理最重要的環(huán)節(jié)之一。

 

  2 能源規(guī)劃目標設定的原則

 

  城區(qū)能源規(guī)劃目標設定遵循“SMART”原則，即: Special，規(guī)劃目標要符合當時當?shù)氐奶囟ㄇ闆r。

 

  這是專項規(guī)劃，不是用一個“模板”到處套用; 更不能“千城一面”，所有城市都用一樣的KPI;Measureable，目標KPI 指標要量化。要遵從氣候變化領域“可測量、可報告、可核查( 三可) ”原則，要避免目標的空洞化、虛擬化和泡沫化; Achievable，目標是可實現(xiàn)的。制訂目標要根據(jù)當?shù)氐?a href="http://www.cityofbrews.com/t/資源.html" >資源條件、根據(jù)城區(qū)的定位和功能、根據(jù)開發(fā)力度和投資規(guī)模。

 

  特別要注意不能照搬國外的KPI 指標; Relevant，能源規(guī)劃目標應與總體規(guī)劃、生態(tài)規(guī)劃和其他專項規(guī)劃相協(xié)調(diào)，避免相互矛盾和相互抵消。特別要避免“各唱各調(diào)”，即各個規(guī)劃的目標高低不平、參差不齊。因此，在城區(qū)開發(fā)中，低碳生態(tài)的所有專項規(guī)劃最好能由一個統(tǒng)一的團隊完成; Timely，有兩重含義: 一是明確目標的時間節(jié)點，可以有近期、中期和遠期的目標; 二是注重目標的與時俱進。

 

  城區(qū)能源規(guī)劃目標設定還要遵循“金字塔”原則:

 

  所謂“金字塔”原則，就是能源規(guī)劃目標的基礎是節(jié)能，即通過被動式技術和行為節(jié)能實現(xiàn)實質(zhì)性的能耗量減少。第二層是提高能源效率，即需圖2 能源規(guī)劃目標設定的“金字塔”原則要精心設計建筑能源系統(tǒng)以達到主動節(jié)能。第三層是可再生熱源利用率( 尤其是地源熱泵) 的利用，但是熱泵究竟應用了多少可再生能源( 替代了多少傳統(tǒng)能源) ，其比較基準的算法值得探討。最后才應從減碳目標出發(fā)，推算可再生能源利用。并且必須考慮當?shù)?a href="http://www.cityofbrews.com/t/資源.html" >資源條件，如果是園區(qū)級更應該優(yōu)先采取建筑節(jié)能措施，最后才考慮用可再生能源補足差額，因為在區(qū)域級增加一個百分點的可再生能源都十分困難。同時，也應考慮將當地大水電、核電、風電等比例考慮在內(nèi)，同時也是一種對當?shù)卣牡贡茩C制。

 

  3 能源規(guī)劃節(jié)能減排目標的細分

 

  3. 1 城市能耗和碳排放的三大領域和兩大部分三大領域是產(chǎn)業(yè)、交通和建筑; 兩大部分是生產(chǎn)性能耗和碳排放以及消費性能耗和碳排放。

 

  生產(chǎn)性能耗和碳排放。因為生產(chǎn)活動會創(chuàng)造價值，因此生產(chǎn)性能耗和碳排放體現(xiàn)在GDP 能耗和GDP 碳排放中。隨著先進制造業(yè)( 即所謂“綠色產(chǎn)業(yè)”) 和現(xiàn)代服務業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)粗放式生產(chǎn)中的工藝設備能耗轉(zhuǎn)移為環(huán)境保障性的建筑能耗; 傳統(tǒng)低能效獨家一站式生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦吣苄?a href="http://www.cityofbrews.com/t/全球.html" >全球專業(yè)分工的規(guī)模化鏈式生產(chǎn)模式，生產(chǎn)能耗轉(zhuǎn)移為物流能耗。因此，工業(yè)建筑、商用建筑、部分公用事業(yè)( 如航站、車站) 的公共建筑，以及物流交通的能耗，均可以在GDP 能耗中體現(xiàn)。

 

  消費性能耗和碳排放。公益型公共建筑( 圖書館、博物館、義務教育) 、行政辦公、服務設施，以及居民生活能耗( 包括住宅建筑和交通能耗，所謂Urban Life Energy) ，不產(chǎn)生GDP，要作為消費能耗和消費碳排放考慮。

 

  能源規(guī)劃要針對這兩種類型的能耗和碳排放，分別設定節(jié)能減碳目標，并綜合成為低碳生態(tài)城區(qū)節(jié)能減碳的總體目標。

 

  根據(jù)規(guī)劃城區(qū)的發(fā)展戰(zhàn)略、功能定位和總體規(guī)劃，確定到某一時間節(jié)點( 例如， 2020 年) 的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和就業(yè)人口。一般而言，近年新建的低碳生態(tài)城區(qū)都定位在科技研發(fā)、高新技術、高端制造業(yè)、現(xiàn)代服務業(yè)、總部經(jīng)濟區(qū)、金融區(qū)、商務集聚區(qū)，旅游休閑、創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)等高附加值產(chǎn)業(yè)。同時，幾乎所有新建城區(qū)都有居住建筑。這一方面是為新城區(qū)的就業(yè)人口提供居家的方便，另一方面毋庸諱言，也是靠房地產(chǎn)所帶來的高利潤作為對城區(qū)開發(fā)投入的補充。

 

  根據(jù)該城區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的愿景( 重點發(fā)展的n 個產(chǎn)業(yè)的性質(zhì)，就業(yè)人數(shù)p) ，以及國內(nèi)和當?shù)叵嚓P產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在的人均產(chǎn)值GDP per capita，從式( 1 ) 和式( 2) 可以計算出該城區(qū)預測的生產(chǎn)總值。這里的關鍵是如何確定人均產(chǎn)值。

 

  新興產(chǎn)業(yè)( 一般是低能耗的產(chǎn)業(yè)) 的人均產(chǎn)值差別相當大。例如，我國軟件業(yè)人均年產(chǎn)值僅1. 4萬美元，韓國軟件業(yè)則達到11. 7 萬美元，IT 業(yè)中的翹楚———美國的谷歌( Google) 公司甚至高達119 萬美元。根據(jù)國家發(fā)改委統(tǒng)計，2009 年我國高新區(qū)的人均生產(chǎn)總值達到78 萬元人民幣，但也有一些地處開發(fā)區(qū)的高新技術企業(yè)，人均產(chǎn)值還不到10 萬元。

 

  作為智力密集型的服務業(yè)———設計院，有的人均產(chǎn)值400 萬元，有的只有十幾萬元。

 

  在選取人均產(chǎn)值時，要對當?shù)氐暮托袠I(yè)的產(chǎn)值做一番認真調(diào)查。盡管做的是10 年后的預測、盡管做大GDP 就是做大分母，數(shù)字上會比較好看，但一個新興城區(qū)生產(chǎn)形成規(guī)模、凝聚起人氣需要一個過程，所以采用現(xiàn)在行業(yè)一般水平的人均產(chǎn)值是比較穩(wěn)妥的。

 

  每萬元( 人民幣) GDP 的碳排放( tCO2當量) 比較我國政府承諾，到2020 年每萬元GDP 的CO2排放量在2005 年基礎上降低40% ～ 45%。如果以45% 計算，2020 年的萬元GDP 碳排放量仍有1. 62t( 圖3) ，是2008 年世界平均水平將近1 倍。這與中國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構和能源結(jié)構有很強的相關性。但是，同樣的能源結(jié)構，在第三產(chǎn)業(yè)發(fā)達的城市中，仍能明顯降低碳排放強度。例如，北京市海淀區(qū)2008 年第三產(chǎn)業(yè)占比54. 29% ，單位GDP 能耗0. 3155tce，碳排放強度約為每萬元0. 85tCO2排放量，約為我國2020 年承諾值的一半。而上海市靜安區(qū)2009 年以服務業(yè)為主體的三產(chǎn)占比高達89. 3% ，單位GDP 能耗0. 178tce，碳排放強度約每萬元0. 48t CO2排放量，約為2008 年世界平均水平的一半。再看美國紐約，2006 年服務業(yè)產(chǎn)值占比82. 3% ，其中金融保險業(yè)的占比就接近17%。這種附加值很高的高端服務業(yè)，其基本的能源消耗就是所擁有的物業(yè)設施中用于環(huán)境保障的能耗( 即建筑能耗) 。

 

  因此，在以服務業(yè)為主的城區(qū)可以將生產(chǎn)性碳排放目標設定為“萬元GDP 碳排放強度在2020 年國家承諾的基礎上再降低X%”，或者是“萬元GDP能耗是當?shù)赝谒降腨%”。并由此得出EI 和CI 的取值。

 

  3. 3 消費性能耗與碳排放的目標值確定方法

 

  消費性能耗不創(chuàng)造產(chǎn)值。它包括兩部分( 基于可測度的基礎) : 行政辦公建筑能耗和公車消費; 住宅建筑能耗和私車消費( 也包括享受財政補貼、非贏利的公共交通) 。也有人將其定義為都市生活能耗( Urban Life Energy) 。

 

  先看行政辦公建筑能耗。近來各地政府的機關

 

  事務管理部門都在制訂政府辦公建筑的節(jié)能實施計劃，例如杭州市的目標是單位建筑面積綜合能耗控制在17kgce /m2 a 以內(nèi)，其中辦公用電消耗控制在55kWh /m2 a 或2300kWh / p． a 以內(nèi); 上海市則在調(diào)查統(tǒng)計和能源審計基礎上，以統(tǒng)計值的下四分位數(shù)為基準，確定有集中空調(diào)的建筑44kgce /m2 a 的能耗上限;吉林省則要求到2015 年，單位建筑面積用能量在17. 69kgce /m2 以下。這些數(shù)值都可以作為當?shù)匦鲁菂^(qū)行政辦公建筑的能耗基準線，將能耗目標在基準線基礎上再降低若干百分點，得出相應的碳排放目標。

 

  在沒有制訂這類能耗基準線的地區(qū)，也可以用當?shù)?a href="http://www.cityofbrews.com/t/公共建筑.html" >公共建筑能耗監(jiān)控系統(tǒng)檢測統(tǒng)計得到的能耗值的下四分位數(shù)，再降低若干百分點。一般而言，新建城區(qū)都會在可再生能源利用上采取措施。因為通常理解下可再生能源是零碳排放的，所以可再生能源的利用會降低該地整體的能源碳排放系數(shù)如噸標準煤碳排放系數(shù)，因此，碳減排目標會優(yōu)于能耗目標。

 

  公車能耗是一個非常復雜的問題。我國黨政

 

  機關及行政事業(yè)單位公務用車總量為200 多萬輛，每年公務用車消費支出1500 億元～ 2000 億元( 這其中還不包括醫(yī)院、學校、國企、軍隊的公務車以及超編配車) 。在能源規(guī)劃目標設定中，目前尚無法限制公務車數(shù)量，只能限制公務車的單位油耗，例如美國華盛頓特區(qū)曾規(guī)定公車油耗不得低于每加侖22 英里( 即每百公里不得超過10. 8 升) 。限制公務車單位油耗在每百公里11 升以下可以作為城區(qū)能源規(guī)劃中的目標。

 

  再看住宅建筑能耗和私車消費。人們用于衣食

 

  住行的能耗，即所謂“城市生活能耗( Urban lifeenergy) ”本質(zhì)上是一種消費。我國經(jīng)濟中消費不足，已經(jīng)制約了我國經(jīng)濟的健康發(fā)展，擴大內(nèi)需特別是消費需求，是促進我國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的必然選擇。但是，一方面在中國能源是一種特殊的緊缺物資，不可能像美國那樣大手大腳、無節(jié)制地消耗能源; 另一方面，在整個社會被房地產(chǎn)“綁架”的情況下，人們的環(huán)境消費愿望被抑制。低碳生態(tài)城區(qū)的建設，就是要解決居民的需求與能源和環(huán)境的制約之間的矛盾。

 

  在能源規(guī)劃中設定節(jié)能減排目標，可以有兩種方法。一種是低目標方法。目前國內(nèi)談及住宅建筑節(jié)能，幾乎都是采用50% 或65% 等相對值。所謂“節(jié)能50%”，是以20 世紀80 年代改革開放初期建造的建筑作為比較能耗的基礎，建立所謂“基準建筑”。其圍護結(jié)構、暖通空調(diào)設備及系統(tǒng)、照明設備的參數(shù)，都按80 年代情況選取。在保持與目前標準約定的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的條件下，計算“基準建筑”全年的暖通空調(diào)和照明能耗，將它作為100%。然后，按節(jié)能設計標準的規(guī)定進行參數(shù)調(diào)整，即圍護結(jié)構、暖通空調(diào)、照明參數(shù)均按節(jié)能設計標準的規(guī)定設定，計算其全年的暖通空調(diào)和照明能耗，應該相當于基準建筑的50%。很明顯，這是一種計算依據(jù)而非實際能耗量。所以，很多場合節(jié)能標準被異化為基數(shù)參數(shù)標準，即保溫層達到多少毫米厚度便認為實現(xiàn)了節(jié)能50% ( 65% ) 。在能源規(guī)劃階段，當然也可以以節(jié)能65% 或更高作為目標，用以規(guī)范設計。這是一種低標準目標，說它“低”，是因為這一目標的實際能耗是不可測量的。

 

  另一種是高目標方法，即實際能耗方法。先來看下我國住宅的實際能耗統(tǒng)計值。我國住宅能耗呈剛性增長趨勢，它不以采取什么樣的節(jié)能措施或什么樣的行政限制措施為轉(zhuǎn)移。

 

 2000 年至2009 年，香港的人均住宅電力消耗平均增長率1. 7% ，此期間香港人均GDP 從17. 6 萬港幣增長到23. 2 萬港幣，年均增長了3. 2%。住宅電力消費彈性系數(shù)0. 53。同期上海的人均住宅電力消耗的平均增長率為10. 4% ，此期間上海人均GDP 從3 萬人民幣增長到7. 9 萬人民幣，年均增長了11. 4%。住宅電力消費彈性系數(shù)0. 91。上海住宅能耗增長速度低于經(jīng)濟增長，屬于正常范疇，但增速大于香港?？芍≌芎碾S經(jīng)濟發(fā)展呈剛性增長的趨勢。

 

  但在圖3 中香港的變化趨勢也可以看出，住宅能耗增長到一定程度，會達到相對穩(wěn)定，減緩增長速度。影響增長的主因素也會從經(jīng)濟因素轉(zhuǎn)向其他( 例如氣候因素) 。

 

  根據(jù)上海市2004 年在萬戶家庭中做的調(diào)研，平均建筑能耗( 包括電力和燃氣) 約為13kgce /m2 a。

 

  而按夏熱冬冷地區(qū)節(jié)能設計標準計算，空調(diào)電耗加燃氣消耗就要達到26kgce /m2 a。這就相當于2004年上海住宅建筑能耗已經(jīng)達到節(jié)能75% 的標準。

 

  因此，在設定能源規(guī)劃中住宅能耗目標時，可以以建筑實際能耗在當?shù)亟y(tǒng)計水平上“零增長”作為高目標。也就是說，用節(jié)能技術措施和倡導行為節(jié)能、平衡需求的增長。

 

  對于消費性城市交通( 私人轎車、公共交通和出租車) 能耗，本著共同責任原則，只計算城區(qū)內(nèi)常住人口所擁有的私家車能耗，從外面開進城區(qū)以及途經(jīng)城區(qū)的汽車能耗則不計算。同樣，對公交車和出租車，只計算新建城區(qū)新增的車輛( 參考城區(qū)的交通規(guī)劃) 。可以通過情景分析來確定交通能耗和碳排放。

 

  每百人私人轎車擁有量是根據(jù)國內(nèi)部分城市統(tǒng)計數(shù)據(jù)列出的最小數(shù)值和最大數(shù)值，應根據(jù)當?shù)貙嶋H情況選擇合適數(shù)據(jù); 平均油耗數(shù)值引自文獻［5］。由此可以設置規(guī)劃的情景( 車輛數(shù)、百公里耗油量、每年運行天數(shù)，以及可能的節(jié)能措施) ，預測未來某一時間節(jié)點的交通能耗和碳排放。柴油的碳排放系數(shù)為2. 7kg /L，汽油為2. 25kg /L。

 

  提高公交出行比例是降低交通能耗和碳排放的重要措施。我國公交出行率僅占城市居民總出行量的10% ～ 25%。而發(fā)達國家則達到40% ～60%。上海市目前地鐵總里程數(shù)已經(jīng)位居世界前三，但人均地鐵里程僅2cm，而紐約、東京則達到人均10cm。換言之，在國外大城市一個人所占有的地鐵空間，在上海要由5 個人分享。因此，提高公交出行率，不僅要增加公交里程和覆蓋面，還要在公交的速度、班次密度、安全、舒適性、換乘便利和服務質(zhì)量方面達到能與私人轎車匹敵的水平。

 

  消費性能耗和碳排放的降低很大程度上靠政策導向，需要通過財政、稅收、收費制度、產(chǎn)品標準等多方面的協(xié)同。

 

  3. 4 小結(jié)

 

  將所有創(chuàng)造產(chǎn)值的能耗和碳排放歸結(jié)到生產(chǎn)性能耗和碳排放，設定單位GDP 能耗和碳排放目標; 將所有不創(chuàng)造產(chǎn)值的能耗和碳排放歸結(jié)到消費性能耗和碳排放，用統(tǒng)計數(shù)據(jù)和情景分析方法確定能耗和碳排放目標。

 

  4 能源規(guī)劃中可再生能源利用率目標的設定

 

  在低碳生態(tài)城區(qū)中，可再生能源利用率幾乎成了所有能源規(guī)劃或生態(tài)規(guī)劃的必選項。什么是可再生能源? 國際公認的可再生能源有六大類: 太陽能; 風能; 地熱能; 現(xiàn)代生物質(zhì)能; 海洋能; 小水電。

 

  除了水電以外，其他可再生能源的能量密度很低，或者分布很不均勻，在城區(qū)層面上很難大規(guī)模應用。而且可再生能源利用的成本很高，如果城區(qū)能源系統(tǒng)采用BOT 方式運作的話，難以取得投資回報。

 

  以太陽能為例，從表2 可以看出，我國大部分發(fā)達地區(qū)都處于3 ～ 4 類地區(qū)。假定輻照率為5000MJ /m2 a，則為了滿足1m2 普通辦公樓的電力供應，就需要大約1 比1 的光伏面積以及相應的蓄電裝置。這在數(shù)十萬甚至數(shù)百萬平米建筑面積的新建城區(qū)中是根本不可能做到的。因此，很多城區(qū)開發(fā)為了達到“低碳生態(tài)”，就找出相對能量密度較高和成本較低的“準”可再生能源，即低品位的“未利用”能源( untapped energy) ———溫差能。

 

  所謂低品位的“未利用”能源主要是指那些與環(huán)境溫度相近且無法直接利用的熱能。低品位熱源廣泛存在于土壤、太陽能、水、空氣、工業(yè)廢熱之中。必須通過熱泵將熱量從低位( 低溫) 熱源輸送到高位( 高溫) 熱源。熱泵就像水泵將低位的水輸送到高位那樣，使用少量的高位能( 電力驅(qū)動的熱泵用電、吸收式熱泵用熱能) ，把不能直接利用的低位熱能轉(zhuǎn)換為可以利用的高位熱能，從而達到節(jié)約部分高品位能源( 如煤、燃氣、油、電能等) 的目的。

 

  既然熱泵需要用一定的高品位能源，那么就要回答熱泵究竟利用了多少可再生能源的問題? 有人把熱泵提供的所有冷熱量全部當作可再生能源，這顯然是高估; 有人不承認空氣源熱泵也是利用了可再生能源，這顯然是低估。

 

  100 份化石燃料，經(jīng)過COP = 4 的熱泵，生產(chǎn)出140 份冷熱量。熱泵從環(huán)境中取得低品位能源105 份，其中有65 份可認為是電廠排熱的回收。因此，圖6 中熱泵的實際可再生能源利用率為: 140 － 100

 

  140 × 100% = 28. 6%?；?

 

  105 － 65

 

  140 × 100% = 28. 6%。

 

  圖6 熱泵系統(tǒng)的能量流

 

  因此，熱泵系統(tǒng)可再生能源利用率可以根據(jù)電網(wǎng)供電效率、熱泵系統(tǒng)的供熱季節(jié)性能系數(shù)和供冷季節(jié)性能系數(shù)計算得到。這一利用率與熱泵機組性能和系統(tǒng)設計有很緊密的關聯(lián)。注意此處COP 應為系統(tǒng)性能系數(shù)，即包括輸送系統(tǒng)和空調(diào)末端能耗在內(nèi)。如果系統(tǒng)效率很低，例如，某些熱泵系統(tǒng)性能系數(shù)在3. 0以下，此時可以認為沒有使用可再生能源。所以，不是說用了熱泵或用了地源熱泵就理所當然地利用了可再生能源，而是要通過良好的設計才能實現(xiàn)可再生能源的利用。

 

  在服務業(yè)集聚的城區(qū)層面，供冷供熱能耗占到

 

  總能耗的40% ～ 50% ，因此，采用熱泵技術的可再生能源利用率可以達到11% ～ 15%。

 

  如果采用分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，使熱和電都得

 

  到充分利用，并以平均供電效率下的熱泵供熱效率為基準配置分布式能源熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，可以得到圖7 中的能源效率( 200% ) 。此時，系統(tǒng)的可再生能源利用率達到50% ，在城區(qū)層面也可高達25%。

 

  5 能源規(guī)劃中綠色建筑目標的設定

 

  低碳生態(tài)城區(qū)的能源規(guī)劃，并不僅僅是節(jié)能減碳，如何營造一個資源節(jié)約、健康舒適和高效宜居的人居環(huán)境是它的重要課題。

 

  我國綠色建筑評價標準( GB 50378—2006 ) 目前還是一個推薦性標準。在低碳城區(qū)建設中可以設立“所有建筑達到一星級標準，部分建筑達到二星級標準，示范建筑達到三星級標準”的目標。即將推薦性標準轉(zhuǎn)化為城區(qū)建筑的入門標準。

 

  表1 中列出了公共建筑達到不同星級所要滿足的項數(shù)。在低碳城區(qū)建設中也可以根據(jù)實際情況，提出比表中更高的要求。例如，要求“所有建筑達到一星級標準，其中節(jié)能與能源利用項不得低于8項”，從而突出低碳生態(tài)城區(qū)建設中節(jié)能的特點。

 

  在《綠色建筑評價技術細則》中規(guī)定豪宅、大宅門、低密度住宅不具備綠色建筑評價的資格。但不能因此而對此類建筑網(wǎng)開一面，可以對低密度住宅建筑提出更高標準: 如要求其采暖或空調(diào)能耗不得高于國家當時的建筑節(jié)能設計標準規(guī)定值的85% ，即如果當時執(zhí)行“65%”標準，相當于此類低密度住宅要執(zhí)行“75%”的標準; 要求其建筑用能設備和家電均應達到國家能效標識的一級標準; 要求此類建筑設計必須附有有資質(zhì)單位的節(jié)能評估報告，經(jīng)數(shù)字模擬證實其達到更高節(jié)能標準。

 

  上述節(jié)能目標，可以結(jié)合土地招拍掛，作為發(fā)展商入駐城區(qū)的門檻條件。在城區(qū)開發(fā)之初，制訂綠色開發(fā)的技術導則。在城區(qū)開發(fā)過程中，要實行嚴格的綠色監(jiān)理，確保所有項目按技術導則實施。

 

  此外，應鼓勵所有新建建筑在設計中盡量采用被動式節(jié)能技術，充分利用自然通風和天然采光，更多采用太陽能與建筑一體化設計。但被動式技術的節(jié)能效果很難量化和預測，所以在能源規(guī)劃中，如果設定“自然通風節(jié)能率達到百分之多少”這樣的目標是沒有意義的，可以在技術導則中加以強化。需要強調(diào)的是，被動式技術是要通過設計的，并不是開扇窗那么簡單，往往需要借助某些輔助設計工具完成。這一點應在技術導則中作出要求。

 

  6 結(jié)語

 

  低碳生態(tài)城區(qū)能源規(guī)劃中的目標設定，是能源規(guī)劃中提綱挈領的重要環(huán)節(jié)。它的設定過程類似于項目管理中的項目任務大綱制定( TOR，Terms OfReference) 。一個好的規(guī)劃目標，應包括以下特點:

 

  達到利益相關者的需要和要求; 關鍵性能指標KPI 要適度超前但又切合實際; 以專業(yè)標準選擇KPI，采用合適的目標設定方法。; 產(chǎn)生科學的、可靠的、經(jīng)濟上可行的和技術上可實施的KPI 和規(guī)劃目標。