城市(包括城鎮(zhèn)地區(qū))是國家經(jīng)濟的重要載體，同時又是人口密集、經(jīng)濟發(fā)達、能源供應集中的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代城市化演進過程的不斷加快，城市系統(tǒng)已成為全球主要的生態(tài)單位之一。能源作為城市生態(tài)系統(tǒng)中的一個主導性要素，其在城市中的流動過程是以各類能源的消耗與轉化為主要特征的。

 

  發(fā)達國家的歷史經(jīng)驗表明，在一個國家進入工業(yè)化和城市化的特殊歷史階段，社會發(fā)展將創(chuàng)造巨大的投資需求和消費需求，必然拉動能源消耗的快速增長。從1981 年至2000 年的20 年間，我國國民經(jīng)濟年均增長速度為9.5%，而能源消費年均增長4.7%，能源消費彈性系數(shù)平均為0.49。在未來若干年內(nèi)即使中國經(jīng)濟年均增長速度只有7%，能源消耗的增長年均速度也在3%以上。目前，世界范圍內(nèi)能源的供給形勢日趨緊張，國際能源爭奪中又存在諸多的不安全因素，對我國而言，石油、天然氣等優(yōu)質能源將出現(xiàn)巨大的供需缺口。而且我國大部份地區(qū)能源利用技術落后，重短期局部利益、輕長遠全局戰(zhàn)略，加上城市經(jīng)濟中一直以煤炭為主的能源結構導致了嚴重的環(huán)境污染。

 

  因此，制定、實施科學合理的城市能源供應規(guī)劃，實現(xiàn)能源利用的生態(tài)化、節(jié)約化和可再生化，是關系到一個城市可持續(xù)發(fā)展能力和生態(tài)環(huán)境質量的重要課題。

 

  1 基于能源稟賦的城市能源類型劃分

 

  分別以城市一次能源供需比與二次能源供需比為維度，定義如下指標：

 

  ① 一次能源供需比為城市自有一次能源總供給量與城市一次能源總需求量之比，它反映城市中能源轉換產(chǎn)業(yè)的發(fā)達程度；

 

  ② 二次能源供需比為城市自有二次能源總供給量與城市二次能源總需求量之比，它反映城市中能源開采產(chǎn)業(yè)的發(fā)達程度；

 

  ③ 能源生產(chǎn)彈性系數(shù)Ep為能源生產(chǎn)量年平均增長速度與城市GDP年平均增長速度之比；④ 能源消費彈性系數(shù)Ec 為能源消費量年平均增長速度與城市GDP年平均增長速度之比。

 

  通過對各類城市上述指標的統(tǒng)計分析，可以將城市分為四類：能源型城市Ⅰ、能源型城市Ⅱ、能源依賴型城市Ⅰ和能源依賴型城市Ⅱ。

 

  隨著現(xiàn)代城市能源技術水平的不斷提高，能源利用呈現(xiàn)節(jié)約化的趨勢，對于能源型城市和能源部分輸出型城市，其能源生產(chǎn)彈性系數(shù)Ep<1，且有下降趨勢。對于能源依賴型城市，其能源消費彈性系數(shù)Ec<1，且有下降趨勢。通過對國內(nèi)城市的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，四類城市在能源供需狀況、能源在城市經(jīng)濟中的地位、污染狀況等方面有著顯著的區(qū)別。

 

  2 主要能源依賴型城市的能源供應分析

 

  北京、上海、廣州、沈陽、哈爾濱、深圳、青島、大連等能源依賴型城市都是人口集中、能源消耗量大、經(jīng)濟較發(fā)達的區(qū)域中心，都非常重視改善生態(tài)環(huán)境和城市可持續(xù)發(fā)展。這些城市化進程較快的地區(qū)在能源供應體系中存在顯著特點。

 

  2.1 一次能源需要外部調(diào)入

 

  在列舉的八個城市中，除深圳以外其它都是基礎雄厚的工業(yè)城市，擁有較強的能源轉換能力，所以長期以來一直以輸入一次能源、在城市中完成能源轉換與利用為主。城市的二次能源(特別是電力)基本自給自足并已出現(xiàn)相對過剩，能源需求高峰期供需略有缺口，波谷期能源過剩，峰谷差值比較大。深圳市能源轉換產(chǎn)業(yè)較弱，二次能源基本全部從外地輸入。

 

  2.2 第二產(chǎn)業(yè)用能比例最高

 

  我國大部分城市中的第二產(chǎn)業(yè)仍然是能源的主要消費部門。除深圳外，其余城市主導產(chǎn)業(yè)基本以化工、石油、冶金、機械、建材為主，這些城市的終端能源結構中第二產(chǎn)業(yè)的用能比例最高。深圳市高新技術產(chǎn)業(yè)比重較大，沈陽市關停了很多老工業(yè)企業(yè)，因此這兩個城市第二產(chǎn)業(yè)用能比例略低于其他城市。

 

  2.3 能源消費彈性系數(shù)大都介于 0.2~0.45 之間能源消費彈性系數(shù)反映能源消費的增長速度與國民經(jīng)濟發(fā)展之間的關系，該系數(shù)值越大，表示經(jīng)濟發(fā)展對能源的依賴程度越高。以北京為例，1990 年至2000 年北京市年均GDP 增長速度達10.88%，同期能源消費年均增長4.47%，能源消費彈性系數(shù)為0.41，其中“九五”期間能源消費彈性系數(shù)為0.37，低于“八五”時期的0.44，表明“九五”期間節(jié)能成效更為顯著。

 

  沈陽市近幾年高能耗國有大中型企業(yè)實現(xiàn)了轉型，因此在城市經(jīng)濟保持增長的同時，能源消費量增長大幅下降。

 

  2.4 城市集中供熱率比較高(僅列北方城市)

 

  城市集中供熱系統(tǒng)是城市經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎設施，城市集中供熱率是城市現(xiàn)代化的標志之一。集中供熱對于提高能源利用效率、綜合治理污染排放意義重大。北方城市的集中供熱率相對較高，但也存在著很多由熱效率小于60%的小型鍋爐分散供熱的情況，目前這些城市基本上都把拆除小鍋爐、提高集中供熱率作為地區(qū)能源規(guī)劃的重點。

 

  2.5 同國外城市相比，單位GDP 能耗都比較高

 

  單位 GDP 的能源消耗量是衡量城市能源利用率的主要指標。隨著能源利用技術的發(fā)展，我國城市的能源利用效率不斷提高，以北京為例，1990 年單位GDP 的能源消耗平均為每萬元5.41 t 標準煤，2000 年該指標已經(jīng)下降到每萬元1.50 t 標準煤，下降了約72%，年均節(jié)能率達6%。哈爾濱由于采暖用能高，重工業(yè)能源效率較低，因此單位GDP 能耗高于其他城市。沈陽市重工業(yè)所占經(jīng)濟比重逐年下降，單位能耗指標也持續(xù)遞減。深圳市著重發(fā)展了以低能耗高新科技為主流的工業(yè)體系，2000 年一、二、三產(chǎn)業(yè)結構比例為1:44:55，高新技術產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占工業(yè)總產(chǎn)值比重達53%以上，在所列城市中，深圳市的單位GDP 能耗最低。但同國外城市相比，我國城市的能源利用技術仍然比較落后。根據(jù) OECD 統(tǒng)計，2000 年全世界平均單位GDP 能耗為2.5?10-4 toe×US$-1[2]。北京市2000 年能耗水平相當于世界平均水平的4.8 倍、日本東京1995 年單位能耗的26 倍(按可比口徑計算)。可見，我國城市能源的利用技術仍然處于較低水平，節(jié)能的潛力很大。

 

  3 主要能源依賴型城市的能源規(guī)劃比較

 

  北京、上海、廣州等八個能源依賴型城市的能源規(guī)劃如表 3 所示。從中可以看出，結合西氣東輸、引俄、引澳等天然氣項目機遇，這些經(jīng)濟相對發(fā)達的城市都努力改善以煤為主的能源結構，提高天然氣在一次能源中的比重，同時重視改造原有的能源基礎設施，保護城市生態(tài)環(huán)境，但國內(nèi)城市基本都沒有把發(fā)展可再生能源正式列入城市規(guī)劃。

 

  4 對策與建議

 

  城市能源總體戰(zhàn)略是一項系統(tǒng)工程，既要考慮城市的經(jīng)濟發(fā)展、社會變化、科技進步與環(huán)保因素等等，又要研究城市周邊能源市場與國家能源戰(zhàn)略。從發(fā)展趨勢來看，我國的城市已經(jīng)不能再走發(fā)達國家“先污染、后治理”的老路，加之能源產(chǎn)業(yè)屬于資本、技術密集型，能源供應項目建設周期長、投資大、見效慢，因此城市能源規(guī)劃必須未雨綢繆，甚至優(yōu)先于城市整體經(jīng)濟發(fā)展而考慮。

 

  4.1 城市能源規(guī)劃

 

  英國的能源規(guī)劃很有借鑒意義。英國是一個能源短缺的國家，到 2020 年一次能源總需求的四分之三將依賴進口。為解決能源供需矛盾，實現(xiàn)能源低碳化、高可靠性和經(jīng)濟性的目標，英國制定了兩個主要的新能源政策：首要的就是提高能源效率，這是實現(xiàn)能源目標的最經(jīng)濟和最安全的途徑，比如發(fā)展節(jié)能工業(yè)產(chǎn)品、采用建筑物保溫技術降低家庭和商業(yè)的能源成本等等。

 

  其次是大力發(fā)展可再生能源，加強能源安全性，提升工業(yè)的競爭力，到2050 年前實現(xiàn)減碳60%。

 

  我國的能源稟賦決定了城市能源結構中一直以煤為主，為了避免發(fā)展經(jīng)濟帶來能耗成本的升高和環(huán)境的惡化，大部分城市的能源結構逐漸由以煤為主向清潔化的能源結構轉變，很多城市都在努力為引進天然氣做準備，但是天然氣供應方案存在諸多不穩(wěn)定的因素，而且這只是改善城市能源狀況的一種短期行為。長期來看，城市發(fā)展可再生能源、節(jié)能降耗、提高能源利用技術水平才是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關鍵途徑。

 

  4.2 嚴格實施環(huán)境成本核算

 

  城市內(nèi)的各類企業(yè)是能耗的主要載體，企業(yè)使用能源所帶來的成本主要包括事前主動性支出(能源成本、污染預防和污染治理支出等)和事后被動性支出(排污費、罰款、賠償金等)。

 

  在外部控制機制不健全的情況下，企業(yè)在使用能源過程中缺乏進行環(huán)境成本核算的動力，僅僅依靠來自公眾環(huán)境保護的壓力并寄希望于企業(yè)自覺完成能源的生態(tài)化利用是徒勞的。

 

  因此，必須依靠政府干預的力量，基于可持續(xù)發(fā)展考慮科學制定能源產(chǎn)品的價格，在能源使用過程中以法律手段強制所有企業(yè)計量并披露所發(fā)生的能源使用成本，提高企業(yè)事前主動性支出和強化事后被動性支出，并為所有企業(yè)提供一個公平競爭的環(huán)境。只有這樣，才能促進企業(yè)提高能源利用技術、實現(xiàn)能源利用的生態(tài)化和節(jié)約化。

 

  4.3 城市能源扶持政策

 

  在城市能源供應系統(tǒng)改造初期，各類清潔能源和可再生能源的使用成本一般會高于現(xiàn)有的常規(guī)能源，而且需要淘汰傳統(tǒng)設備與技術，開發(fā)一系列新的技術與配套設施，政府對相關領域的扶持政策將直接關系到各種能源的生態(tài)化利用。

 

  雖然提高能源利用技術在起步階段會影響到經(jīng)濟效益，但從長期利益和全局利益來看是濟可行的，而且是未來能源供應的發(fā)展趨勢。為此，國家及地方各級政府需要在政策、制度、體制上不斷創(chuàng)新，制定優(yōu)惠的價格、稅收、補貼等政策扶持能源相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。