０ 引言

 

  哥本哈根世界氣候大會前夕，國務院會議提出到２０２０年單位國內生產總值（ＧＤＰ）二氧化碳排放比２００５年下降４０％～４５％，并作為約束性指標納入國民經濟和社會發(fā)展中長期規(guī)劃。與此同時，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。

 

  能源基礎設施伴隨城市建設而生，具有一次性與普遍性，對于新區(qū)而言，一個好的能源規(guī)劃顯得尤為重要。國內外知名低碳生態(tài)城在能源系統(tǒng)實踐方面的借鑒意義，不在于某項技術的簡單應用，而在于技術體系之間的平衡、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，進行該區(qū)域能源消耗的有效控制、能源結構的合理調整、能源系統(tǒng)的高效應用以及能源體系的優(yōu)化管理，是實現新區(qū)低碳建設目標的重要措施。

 

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

 

  １ 總體思路

 

  １．１ ＣＬＥＡＲ低碳實現途徑

 

  總結國內外新區(qū)低碳建設案例及未來科技城低碳規(guī)劃等工程實踐，集思廣益，筆者所在單位規(guī)劃團隊提出了區(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)略的五項實現路徑的概括：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)展低碳產業(yè)等獲得的對區(qū)域外的減排貢獻（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ）。

 

  將ＣＬＥＡＲ體系應用于區(qū)域能源規(guī)劃中，明確低碳能源系統(tǒng)的實現路徑為：區(qū)域建筑整體節(jié)能、高效能源系統(tǒng)及設備應用（ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ），可再生能源合理應用（ｒｅｎｅｗａｂｌｅ），余熱回收利用及固體廢棄物能源化應用（ｌｏｏｐ），產業(yè)結構低碳調整、綠色清潔生產（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ）等，最終通過能源規(guī)劃的綜合統(tǒng)籌，構建一個常規(guī)能源與可再生能源優(yōu)化組合、分散式與集中式點面結合、近期與遠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

 

  經多個區(qū)域能源規(guī)劃實踐總結，得到基本工作框架，主要分三步完成：１）目標策劃，基于政策、規(guī)范標準、案例調研，結合基地踏勘以及上位規(guī)劃，對資源條件、基礎設施、用能需求等進行初步分析，明確規(guī)劃目標及重點；２）規(guī)劃方案，通過產出與需求的全面平衡分析，構建能源系統(tǒng)總體規(guī)劃方案及分區(qū)規(guī)劃方案，進行經濟、社會、環(huán)境效益多元評估及方案優(yōu)化；３）指標體系及實施方案，提出區(qū)域能源系統(tǒng)總體控制指標并拆解至不同分區(qū)，明確投融資運營模式及分期實施計劃等內容。

 

  ２ 規(guī)劃要點

 

  ２．１ 低碳評估

 

  以碳減排量、碳排放強度為規(guī)劃約束目標，是區(qū)域能源規(guī)劃中體現低碳的第一要點?；谝?guī)劃、建筑容量、功能布局、建筑節(jié)能標準、能耗統(tǒng)計數據等信息，確定基準情景下的能耗總量、用能結構及碳排放量；在構建能源規(guī)劃方案時，因地制宜地選擇低碳技術，分析各低碳技術可實現的用能變化及碳減排量；最終可得低碳情景下的能耗總量、用能結構及碳排放量。在此過程中，關鍵是基準情景的合理設定、能耗基礎數據的可靠獲取、各能源碳排放因子的選擇及低碳能源技術的科學應用，具體計算詳見文獻［４］。低碳評估所獲得的量化目標納入新區(qū)低碳建設控制指標。

 

  ２．２ 綜合統(tǒng)籌

 

  常規(guī)專項規(guī)劃一般是將供熱、燃氣、電力分開考慮的，而實際上各能源基礎設施之間存在很多關聯性。例如，對于供熱而言，燃氣供暖的耗能特性會影響燃氣輸配系統(tǒng)，熱電聯產供熱的規(guī)模對電網有一定的影響，天然氣分布式發(fā)電會影響到燃氣、供熱和電力輸配系統(tǒng)。

 

  將系統(tǒng)工程方法論應用于區(qū)域綜合能源規(guī)劃中，實現供熱、燃氣、電力等各能源基礎設施之間的協(xié)調，優(yōu)化資源配置。在進行負荷需求及能耗預測時，不應再按傳統(tǒng)規(guī)劃方式簡單取籠統(tǒng)指標估算，而應依據不同的能源規(guī)劃方案來確定區(qū)域內的熱、電、氣等需求量。

 

  借助綜合能源規(guī)劃框圖，直觀體現區(qū)域能源系統(tǒng)的構成及相互關系，如圖２所示，涵蓋源層、輸配層、需求層及能源轉換層。實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量與流出量。

 

  ２．３ 規(guī)劃聯動

 

  縱向上，與常規(guī)規(guī)劃聯動。建立能源規(guī)劃與總規(guī)、控規(guī)、修規(guī)及各專項規(guī)劃的聯動機制，解決現有能源規(guī)劃與傳統(tǒng)規(guī)劃脫軌、無法指導相關規(guī)劃設計和管理工作的問題。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的規(guī)劃定位及概念方案；在控規(guī)階段，提出以低碳目標為核心的指標體系以及設施選址、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，給出以指標體系為目標的技術方案及設計導則。

 

  橫向上，與低碳規(guī)劃中各專項規(guī)劃相契合。受當前節(jié)能減排政策推動及區(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，往往進行系統(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)的關聯性，實現各子系統(tǒng)相互契合、統(tǒng)一協(xié)調。

 

  ２．４ 投資運營模式

 

  第２．１～２．３節(jié)主要從技術角度進行考慮。此外還應從市場角度分析落實能源規(guī)劃所需資金來源及籌集渠道，在項目計劃期內實現充足資金保障，并通過建設運營管理模式的設計，最終實現市場化、盈利性的運營。同時還應注重與國家及當地能源相關政策相結合，分析其對能源技術應用經濟性的影響。圖５梳理了能源相關工程項目的融資渠道、投融資與建設運行模式。

 

  ２．５ 建設管理機制

 

  從管理角度建立能源系統(tǒng)建設運行的全過程監(jiān)管機制，包括指標控制方法、指標評估方法、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)劃方案研究的基礎上，面向政府部門制定了一套能源系統(tǒng)指標體系，不僅明確指標控制值，同時指定指標落實第一責任單位、執(zhí)行部門以及具體的任務類型及內容，從管理層面為低碳能源系統(tǒng)的建設提供機制保障。

 

  ２．６ 結合建設進度

 

  能源系統(tǒng)建設與項目開發(fā)進度協(xié)調一致，關注能源資源在空間、時間上的需求及供應條件變化，統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實施，實現近期與遠期的合理過渡，即打造一個“成長型”能源系統(tǒng)。在能源供應安全可靠的基礎上，避免重復建設，并合理統(tǒng)籌投融資、建設計劃。

 

  以北京房山區(qū)某新區(qū)能源規(guī)劃為例，規(guī)劃區(qū)域內的現有基礎設施條件較差，只有電力設施相對完善，供熱、天然氣基礎設施建設將依賴于房山區(qū)“十二五”相關規(guī)劃內容的順利實施；因此，對于起步區(qū)首先考慮園區(qū)內部資源解決用能問題，遠期區(qū)域整體依托大市政設施實現能源供應。如何實現近期向遠期的合理過渡是能源規(guī)劃過程中需解決的關鍵問題。

 

  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)新服務設施建設。根據規(guī)劃建設指標，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

 

  根據規(guī)劃建筑類型，負荷預測內容包括：供暖負荷、生活熱水負荷、制冷負荷、用電負荷、燃氣負荷等。

 

  結合規(guī)劃建設指標，采用設計軟件建立各類典型建筑模型，獲得相應建筑冷、熱負荷指標，并參照《電氣節(jié)能專篇》《給排水設計規(guī)范》《燃氣設計規(guī)范》等資料分別獲得相應建筑電負荷指標、生活熱水用水定額及用氣指標等，進行各類建筑負荷需求估算，最終可得：規(guī)劃區(qū)域熱負荷約３０３ＭＷ，冷負荷約４８３ ＭＷ，電負荷約４１８ ＭＷ，燃氣負荷約６ ０６０萬ｍ３／ａ。在負荷預測中，不僅關注負荷需求總量，同時關注負荷空間分布規(guī)律，圖６給出了冷熱負荷的分布密度。

 

  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。依據規(guī)劃區(qū)域地質勘查報告、水文資料、資源評估材料、市政設施現狀及規(guī)劃條件、區(qū)域周邊可再生能源應用項目調研等，結合可再生能源技術應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，并預測可利用量。充分體現“因地制宜”的原則。

 

  以地熱資源為例，規(guī)劃區(qū)域位于小湯山地熱田南側。據鉆孔勘探和地質、物探推測，該區(qū)熱儲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，是良好的熱儲層。根據市國土局地熱處提供的資料，規(guī)劃區(qū)域內已開采地熱井的勘測數據為：地熱井深度２ ７００ｍ，出水溫度達６３℃，出水量達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，結合熱泵技術（供熱ＣＯＰ 為４．５）為住宅區(qū)供暖，回灌溫度３０℃（《北京市地熱資源管理辦法》第１７條要求地熱資源供暖后的排放溫度不得低于３０℃）。由上述數據可預估地熱資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：淺層地熱供冷（暖）、深層地熱供暖、污水源熱泵供冷（暖）、地表水地源熱泵供冷、光電、光熱等，可實現最大替代標準煤量約２．１萬ｔ。區(qū)域總能耗估算值約１２．９萬ｔ標準煤，可再生能源利用率約為１６％。預測結果見表３，計算方法詳見文獻。

 

  ３．３ 方案構建

 

  以需求分析、資源條件、建設進度為基礎，以技術適宜、經濟合理、切實可行為權衡要素，明確規(guī)劃新區(qū)的綜合能源方案為：１）提高建筑節(jié)能標準，降低負荷需求。結合適宜建筑節(jié)能技術明確建筑節(jié)能目標，在現行建筑節(jié)能標準水平上再節(jié)能１０％。

 

  ２）采用能源高效利用方式。以燃氣熱電聯產機組承擔基礎熱負荷，燃氣鍋爐承擔調峰熱負荷，熱化系數控制在０．５～０．６之間。３）可再生能源合理應用。包括地埋管地源熱泵、污水源熱泵、地熱熱泵、太陽能光熱應用等，明確可再生能源應用方式， 并確定其合理應用規(guī)模。

 

  ３．４ 選址論證

 

  在能源規(guī)劃方案確定后，與城市規(guī)劃相結合的一項重點工作為：確定能源站選址及站房面積，以便于在規(guī)劃階段預留出市政設施用地。以熱電聯供選址為例，綜合權衡建設進度、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部門多次會議論證，最終選擇該場地南側地塊為熱電聯供廠房站點。

 

  ３．５ 指標體系

 

  區(qū)域能源規(guī)劃與城市規(guī)劃聯動的另一項重要工作，是將能源相關控制指標納入控規(guī)，且依據分區(qū)方案及分地塊信息，將總體指標拆解至各地塊，得到分地塊指標。

 

  指標構建的依據是該區(qū)域的低碳能源規(guī)劃方案，并以國內其他生態(tài)城的指標體系、北京統(tǒng)計年鑒統(tǒng)計數據、世界各地區(qū)能耗及碳排放統(tǒng)計數據等作為比較參考。

 

  ３．６ 管理機制

 

  探索落實規(guī)劃方案的管理機制，是在該項目中進行的一個重要嘗試。以市住房城鄉(xiāng)建設委牽頭，建立聯合工作小組，成員單位包括市發(fā)改委、規(guī)劃委、國土局、水務局、財政局及區(qū)政府等，并擬定工作意見，建立全過程管理機制與多方協(xié)作機制。同時，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)能設計標準等入園門檻。

 

  ４ 結論與建議

 

  應盡早出臺區(qū)域能源規(guī)劃標準，明確規(guī)范編制內容及深度，使區(qū)域能源規(guī)劃實用、有效。能源規(guī)劃工作應從技術、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)劃工作中需關注的６個要點，并結合某能源規(guī)劃案例進行了分析。

 

  １）低碳評估。建立標準統(tǒng)一算法，核算新區(qū)

 

  碳排放強度、能耗強度、可再生能源利用量等指標，進行能源方案的評估與優(yōu)化，同時納入新區(qū)低碳建設控制指標中。

 

  ２）綜合統(tǒng)籌。實現水、電、氣、熱綜合協(xié)調，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。在強調低碳、生態(tài)、可再生的同時，注重對常規(guī)能源供應條件及高效應用方式的分析。

 

  ３）規(guī)劃聯動?？v向，與總規(guī)、控規(guī)、修規(guī)進行聯動，主要鏈接點在于供需、設施、指標等；橫向，與低碳生態(tài)其他相關規(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）投資運營模式。確保能源規(guī)劃方案的經濟可行性，明確能源技術應用所需資金及投融資渠道，結合國家及當地相關財政補貼政策，為能源方案的落實提供資金保障。

 

  ５）建設管理機制。構建能源相關各部門的全過程合作與協(xié)調機制，為能源規(guī)劃方案的落實提供機制保障。

 

  ６）與建設進度結合。統(tǒng)一規(guī)劃，分步實施，實現近期與遠期合理過渡的成長型能源系統(tǒng)。