一、城市與城市能源

 

  1.城市能源問題的提出

 

  能源是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和人民生活安定的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。城市作為社會(huì)生產(chǎn)力高度集聚的一種空間組合形態(tài), 對(duì)整個(gè)社會(huì)的能源生產(chǎn)、供給及需求狀況有著極為重要的影響, 而城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)行的特殊性和復(fù)雜性, 又對(duì)城市能源系統(tǒng)內(nèi)部的相互替代和轉(zhuǎn)換聯(lián)系提出一系列特殊的要求。

 

  城市能源作為支撐城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)之一, 在城市生產(chǎn)力發(fā)展日益集聚化、城市服務(wù)聯(lián)系日益社會(huì)化、城市功能日益多樣化、城市管理日益綜合化、城市在區(qū)域范圍乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位作用日趨突出的發(fā)展總趨勢(shì)下, 其自身的演變也表現(xiàn)出一定的規(guī)律性, 并對(duì)城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的運(yùn)行產(chǎn)生極大的推動(dòng)和制約作用。

 

  城市作為一個(gè)社會(huì)—自然的復(fù)合大系統(tǒng), 從其運(yùn)行的內(nèi)在機(jī)制來看, 它是由經(jīng)濟(jì)運(yùn)行系統(tǒng)、社會(huì)生活系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境平衡系統(tǒng)所組成的有機(jī)整體。經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和社會(huì)生活兩個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成了城市發(fā)展的主體, 是推動(dòng)城市不斷前進(jìn)的兩大主流, 而基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)系統(tǒng)則構(gòu)成了城市的基本物質(zhì)承載體, 是城市經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和社會(huì)生活得以完整實(shí)現(xiàn)并賴以維持的物質(zhì)基礎(chǔ), 而生態(tài)環(huán)境平衡系統(tǒng)則既是人工—自然雙向干擾、交叉運(yùn)行的結(jié)果, 又是城市進(jìn)一步發(fā)展的客觀制約條件。

 

  城市能源作為城市經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要物質(zhì)基礎(chǔ), 是驅(qū)動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力源, 是社會(huì)生產(chǎn)和社會(huì)生活正常運(yùn)行的“血液”和“命脈” 。城市能源對(duì)城市社會(huì)生活也有著直接影響, 如城市居民居住條件和生活環(huán)境的改善、各種社會(huì)娛樂活動(dòng)的豐富, 均受到城市能源供給狀況的直接制約。有關(guān)研究成果表明, 人均能耗尤其是人均用電量與生活質(zhì)量的改善密切相關(guān), 在全盤電氣化條件下, 豐富多樣的電器裝備將會(huì)大大改變整個(gè)城市人民社會(huì)生活的各個(gè)方面。

 

  城市能源供給消費(fèi)的品種、質(zhì)量及使用方式, 是造成城市特定人工生態(tài)小氣候和小環(huán)境的重要根源。城市能源消費(fèi)的高度集中, 導(dǎo)致城市“熱島”的形成, 城市能源在生產(chǎn)、加工、轉(zhuǎn)換、消費(fèi)利用中所排放的大量廢棄物, 將對(duì)城市生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生根本的影響。

 

  由此可見, 城市能源是城市賴以生存發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ), 是城市社會(huì)生產(chǎn)和人民生活正常運(yùn)行的一般前提條件, 是發(fā)揮城市多功能作用、促使城市聚集經(jīng)濟(jì)效益得以實(shí)現(xiàn)的客觀保障, 是衡量城市吸引力和輻射力、評(píng)價(jià)城市投資環(huán)境與條件的基本要素之一。

 

  2.城市能源基本特征

 

  (1)分布運(yùn)行的系統(tǒng)性。城市能源是一個(gè)由煤、油、電、氣、水、熱等眾多要素所組成有機(jī)綜合體。從縱向來看, 城市能源各要素之間存在著互為前提、互補(bǔ)替代等錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系。從橫向來看, 城市能源這個(gè)系統(tǒng)一般是由生產(chǎn)源工程、輸配管線網(wǎng)、終端消費(fèi)面這三個(gè)大環(huán)節(jié)所組成。作為一個(gè)系統(tǒng)整體, 為了保證系統(tǒng)運(yùn)行過程的最優(yōu)化, 這三個(gè)環(huán)節(jié)之間在容量、布局以及發(fā)展方向上均應(yīng)當(dāng)保持合理的比例關(guān)系, 并形成最優(yōu)組合方式, 否則不僅會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到破壞, 而且也必將給社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來較大的損失。

 

  (2)生產(chǎn)消費(fèi)的不均衡性。城市能源生產(chǎn)消費(fèi)的不均衡性主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是城市能源生產(chǎn)消費(fèi)在空間分布上的高度集中, 二是城市能源生產(chǎn)消費(fèi)在時(shí)間延續(xù)上的波峰起伏。從空間分布來看, 由于城市社會(huì)生產(chǎn)力在區(qū)域范圍內(nèi)的高度集聚, 從而引起社會(huì)生產(chǎn)與消費(fèi)的高度集中。據(jù)調(diào)查, 在中國(guó)城市目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平條件下, 城市居民每年的人均耗能約為1000 ～ 1200 千克(標(biāo)準(zhǔn)煤), 按此計(jì)算, 一個(gè)百萬人口的城市每年耗能便達(dá)120 多萬噸(標(biāo)準(zhǔn)煤), 如果再加上生產(chǎn)及社會(huì)其它部門的能耗, 城市能源的消費(fèi)量是很可觀的,城市能源消耗在地域空間上的高度集中是造成區(qū)域范圍內(nèi)生產(chǎn)環(huán)境失衡的重要原因。從時(shí)間延續(xù)過程來看, 由于城市經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和人們的社會(huì)生活活動(dòng)在時(shí)間運(yùn)行過程中表現(xiàn)出一定的波谷起伏, 從而, 也給城市能源的生產(chǎn)消費(fèi)帶來一系列的不均衡。如電力消費(fèi)的峰頂一般均在白天和上半夜, 煤氣消費(fèi)的高峰則在一日三餐之時(shí), 熱能供應(yīng)則隨季節(jié)變化而波動(dòng)。城市能源這種在生產(chǎn)上某些產(chǎn)品(如電力、天然氣、煤氣)客觀所存在的連續(xù)性、穩(wěn)定性, 同消費(fèi)上所表現(xiàn)的不均衡性, 給整個(gè)城市能源的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理帶來其與各部門所不同的特殊矛盾和問題, 對(duì)能源管網(wǎng)容量、產(chǎn)品存儲(chǔ)調(diào)配和整個(gè)城市能源產(chǎn)供用的管理, 特別是安全運(yùn)行帶來一系列更高的要求。

 

  (3)建設(shè)發(fā)展的超前性和同步性。城市能源的生產(chǎn)及其傳輸工程, 建設(shè)規(guī)模大, 施工周期長(zhǎng), 耗用資金多, 如一座日產(chǎn)100 萬立方米的人工煤氣廠, 其施工周期一般均需5 —6 年。因此, 為保證城市物質(zhì)生產(chǎn)和人民生活的需要, 城市能源的各項(xiàng)工程在規(guī)劃建設(shè)上應(yīng)保持一定的超前性, 在形成最終服務(wù)能力上應(yīng)與城市其它生產(chǎn)和生活設(shè)施同步進(jìn)行。同時(shí), 能源管網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)施工也應(yīng)盡可能地做到統(tǒng)籌安排、同步進(jìn)行, 以避免造成較大的社會(huì)浪費(fèi)。

 

  (4)經(jīng)營(yíng)管理的多樣性和復(fù)雜性。城市能源由于各要素的生產(chǎn)特點(diǎn)不同, 運(yùn)行規(guī)律不同, 因而在管理上均自成體系, 難以在宏觀上實(shí)現(xiàn)綜合有效的協(xié)調(diào), 再加上消費(fèi)利用的不均衡特點(diǎn)和總體布局的分散性, 給企業(yè)的自身經(jīng)營(yíng)與管理帶來眾多的不便, 所有這些都使得城市能源在管理的方式手段及經(jīng)營(yíng)策略上趨于多樣化和復(fù)雜化。

 

  二、城市居民能源消費(fèi)特征

 

  1.居民能源消費(fèi)現(xiàn)狀

 

  (1)能源管理的特殊性。相比而言, 城市居民的單位能耗數(shù)量、品種等都遠(yuǎn)不及工業(yè)生產(chǎn)部門, 然而, 它所具有的各種特征卻使其在管理上具有一系列獨(dú)特的復(fù)雜性和困難性, 特別是從能源環(huán)境的角度來看, 更具有工業(yè)生產(chǎn)等能耗大戶所不具有的多方面特殊性。

 

  (2)能源消費(fèi)地位的重要性。據(jù)案例調(diào)查, 某市城市居民年耗能39.97 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤, 占全市總能耗的7.45 %。人均能耗為3.41 噸標(biāo)準(zhǔn)煤, 其中, 居民人均生活能耗335 千克標(biāo)準(zhǔn)煤, 分別是全國(guó)平均水平的3.93 倍和1.69 倍。

 

  (3)能源消費(fèi)品種的多樣性。不僅其能耗數(shù)量在全市能耗總量中占有一定的比重, 其消費(fèi)的品種也十分齊全, 全市居民耗能結(jié)構(gòu)中, 一次能源所占比重為76.71 %, 經(jīng)過加工轉(zhuǎn)化的二次能源所占比重為19.83 %,各類油品所占比重僅為3.46 %。這種以一次能源消費(fèi)為主的能源生產(chǎn)、加工、轉(zhuǎn)化、消費(fèi)結(jié)構(gòu), 不可避免地產(chǎn)生燃燒效率低、環(huán)境污染嚴(yán)重等多種弊端。

 

  (4)能源消費(fèi)空間布局的分散性。某市城區(qū)居民共36.61 萬戶, 平均每平方公里2179 戶, 如果再包括供熱鍋爐, 按能源消費(fèi)源點(diǎn)平均分布計(jì)算, 每平方公里的能源消費(fèi)源點(diǎn)多達(dá)2248 個(gè), 每個(gè)消費(fèi)源點(diǎn)年均能耗9.65 噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

 

  2.城市居民能耗的環(huán)境影響

 

  城市居民能源消費(fèi)的上述特征, 形成了城市特殊的環(huán)境污染問題, 特別是大量分散的居民爐灶和遍布全市各城區(qū)的取暖鍋爐, 都使得該市的煤煙型污染特征表現(xiàn)得尤為突出。據(jù)有關(guān)部門調(diào)查測(cè)定, 在該市SO2和TSP 排放量中, 鍋爐排放污染物分擔(dān)率約占其一半以上, 其中, SO2 占52.13 %, TSP 約占58.45 %。大氣污染源的調(diào)查也表明, 全市大氣污染高值區(qū)與城市居民集中區(qū)的數(shù)值完全吻合, 如這一地區(qū)采暖鍋爐對(duì)TSP 和SO2 的貢獻(xiàn)率分別為57.48 %和63.58 %, 其它爐灶的貢獻(xiàn)數(shù)率也分別為2.09 %和13.32 %。

 

  可見, 改善城市環(huán)境, 特別是減少CO2 的排放, 必須首先從節(jié)能入手、從提高能源效率著眼, 這是從根本上改善和減緩煤煙型污染的釜底抽薪之舉。

 

  三、城市居民用能方式的投資決策與選擇

 

  1.供能項(xiàng)目及其選擇

 

  根據(jù)某市的資源特征, 在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi), 城市居民的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)將依然是由煤炭及其二次加工轉(zhuǎn)化能源所構(gòu)成。從目前的實(shí)踐來看, 提高煤炭利用效率、改進(jìn)城市環(huán)境問題的主要措施有:型煤項(xiàng)目、煤氣工程、聯(lián)片集中供熱、熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱以及房屋建筑節(jié)能等。

 

  2.居民用能方式選擇

 

  成本效益分析。項(xiàng)目最小成本分析主要以成本效益分析中的三個(gè)主要指標(biāo)為基礎(chǔ)進(jìn)行, 即經(jīng)濟(jì)總成本現(xiàn)值、總節(jié)煤量及總供熱量。

 

  對(duì)表3 的數(shù)據(jù)進(jìn)行矩陣規(guī)格化處理, 并對(duì)數(shù)據(jù)矩陣賦以不同權(quán)重, 這時(shí), 可相應(yīng)獲取數(shù)組不同的最小成本項(xiàng)目排序。如當(dāng)給表3 第5 、6 行資料所組成的矩陣賦以權(quán)重?cái)?shù)為(0.6 , 0.4)時(shí), 項(xiàng)目最小成本排序?yàn)閍 ※d ※c ※b ;當(dāng)權(quán)重?cái)?shù)為(0.4 , 0.6)時(shí), 項(xiàng)目最小成本排序?yàn)?a ※d ※b ※c 。

 

  3.項(xiàng)目綜合評(píng)價(jià)

 

  經(jīng)過綜合計(jì)算, 可求得上述四種取暖供熱項(xiàng)目的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)值。

 

  4.不同用能方式選擇的微觀分析

 

  城市居民作為城市能源用戶的最小單位, 其能源消費(fèi)行為和消費(fèi)傾向在進(jìn)行城市能源規(guī)劃時(shí)值得注意。

 

  就上述幾種用能方式而言, 其推廣的可能性, 除需進(jìn)行成本效益分析和最小成本分析外, 還必須充分注意城市居民的家庭投資能力和投資意向, 而這一點(diǎn)則在很大程度上取決于城市居民家庭收入、支付方式及能源價(jià)格情況。

 

  根據(jù)典型調(diào)查, 以城市居民家庭標(biāo)準(zhǔn)人口按4.1 人計(jì), 標(biāo)準(zhǔn)居住面積按56.52 平方米建筑面積計(jì), 在中等收入條件下.

 

  4.不同用能方式選擇的微觀分析

 

  城市居民作為城市能源用戶的最小單位, 其能源消費(fèi)行為和消費(fèi)傾向在進(jìn)行城市能源規(guī)劃時(shí)值得注意。

 

  就上述幾種用能方式而言, 其推廣的可能性, 除需進(jìn)行成本效益分析和最小成本分析外, 還必須充分注意城市居民的家庭投資能力和投資意向, 而這一點(diǎn)則在很大程度上取決于城市居民家庭收入、支付方式及能源價(jià)格情況。

 

  根據(jù)典型調(diào)查, 以城市居民家庭標(biāo)準(zhǔn)人口按4.1 人計(jì), 標(biāo)準(zhǔn)居住面積按56.52 平方米建筑面積計(jì), 在中等收入條件下.