PDF《低碳城市的能源系统》

? 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.

All rights reserved. http://www.cnki.net 专业论坛 低碳城市的能源系统 同济大学 龙惟定 白玮梁浩范蕊摘要 详细阐述了低碳城市的内涵 ,探讨了低碳城市的城市形态 ,并以上海为例计算了各 产业的碳排放比例 ,指出了实现低碳城市所采取的主要措施.重点阐述了低碳城市和低碳区 域的能源系统 ,认为低碳城市的低碳能源系统的实现 ,在国家层面要依靠改变能源结构 ,不断 增大水电、 核电和可再生能源比例 ,同时积极调整产业结构 ,将高能耗、 高排放工业的过剩产能 坚决停掉 ;

在城市层面要在新区开发中充分利用当地可再生能源和未利用能源的资源 ,并实施 比国家标准更严格的节能标准 ,把节能作为一种资源 ,实现能源系统的分布化 ;

在用户层面主 要是通过节能技术措施和倡导行为节能 ,将需求和能耗切实降下来.而能源总线和能源互联 网系统 ,适合低碳城市能源利用的特点 ,是低碳城市能源系统的主要形式. 关键词 低碳城市 碳排放 能源系统 能源总线 能源互联网 En erg y s yst e m i n l o w2c a rb o n c it y B y L ong Wei ding , B ai Wei , L iang Hao and Fan Rui Abstract Describes the meaning of low2carbon city in detail and explores the low2carbon cityπ s urban form , and then taking Shanghai as an example , calculates the proportion of carbon emissions of each sector , and points out the main measures of realization of low2carbon city. Focuses on energy systems in low2carbon city and community , considering what the low2carbon energy system in low2carbon city has to rely on : at the national level , the energy structure has to be changed by increasing the ratio of hydropower , nuclear power and renewable energy power and adjusting the industrial structure;

at the city or community level , makes full use of local renewable energy and untapped energy resources in the new district development , and implements the more stringent energy efficiency standards compared with the national standards , takes the energy conservation as a resource to achieve the distribution of energy systems ;

at the userπ s level , reduces the demand and energy consumption by using energy2saving technologies and advocating responsible energy consuming behaviours. The energy2bus and energy internet system is recommended as the main form of energy systems in low2carbon city for their suitable characteristics of energy using. Keywords low2carbon city , carbon emission , energy system , energy2bus , energy internet Tongji University , Shanghai , China ①

1 低碳城市 低碳经济 是近年国内外议论最多的话题之 一.所谓低碳经济 ,指的是在发展中排放最少的温 室气体 ,同时获得整个社会最大的产出.低碳经济 有两个方面的含义 ,第一 ,低碳经济包括生产、 交换、 分配、 消费在内的全过程社会活动的低碳化 ,努 力降低温室气体排放 ,实现低排放乃至零排放.第二,低碳经济要实现社会活动全过程的能源消费低 碳化 ,提高能源效率、 降低能源消耗 ,用低碳能源或 无碳能源支撑国民经济和社会活动的可持续发展. 可见 ,低碳能源是低碳经济的基本保证. 我国正处于快速城市化发展阶段 ,城市化率以 每年接近

1 个百分点的速度增长 ,2008 年达到 45.

7 %.2020 年预期达到

60 %以上.但我国城市 化率还远低于高收入国家的

78 %和中等收入国家 的61 %.在快速城市化进程中 ,主要的碳源来自 土地利用和能源利用.在土地利用中 ,城市建设的 高速发展 ,使大量原来作为碳汇的植被被破坏 ,原 先能够作为碳中和的农田被占后不能复原.在能 ① 龙惟定 ,男,1946 年11 月生 ,教授 ,博士生导师

200092 上海市四平路

1239 号同济大学中德工程学院 (021)

65986960 E2mail : weidinglong @tongji. edu. cn 收稿日期 :2009207201 ? 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 源利用中 ,城市能源消耗又分成工业、 建筑和交通 能源消耗三部分.一般而言 ,现代服务业越是发达 的城市 ,建筑能耗在总能耗中的比例越高 ;

经济越 是发达的城市 ,交通能耗所占比例也越高. 以美国纽约为例 ,2007 年由于能源消耗所产 生的温室气体排放比例 ,建筑占

51 % (包括电力消 耗产生的间接排放) 、 交通占 37.

5 % ,而工业只占 11.

5 %.2006 年英国伦敦的温室气体排放总量 中 ,建筑占

71 %、 地面交通占

22 % ,工业仅占

7 %. 建筑排放中 ,仅燃气供暖就占了近

80 %. 在中国城市中 ,由于能源统计分项方法与国外 不相同 ,很难计算出相应的碳排放量.但有一点可 以肯定 ,中国正处于工业化中期 ,一个城市的发展 , 很大程度上依赖于投资拉动 ,即重、 化工业的发展 , 以及土地流转和房地产开发.因此 ,在能源消费结 构中工业能耗占据主导.另外 ,近年来我国汽车消 费占世界的

10 % ,大城市中车辆拥堵情况日益严 重.如果平均车速从

50 km/ h 下降到

30 km/ h ,碳 排放量相应增加

10 %.因此 ,中国城市碳排放是 以工业为主、 交通次之. 图1显示的上海能源消耗碳排放比例是根据

2007 年能源消耗实物量计算得到的 ,表明在中国 城市(尤其是没有集中供暖的城市) 中 ,各部门能耗 和由耗能产生的碳排放量的排序是工业、 交通、 建筑.上海能源消耗所产生的碳排放总量为

226 *

106 t 二氧化碳当量 ,基本上与美国纽约持平 (纽约

2007 年能源消耗的碳排放总量为 229.

5 *

106 t 二 氧化碳当量) ,远高于英国伦敦的 44.

3 *

108 t 二氧 化碳当量.这也充分说明 ,产业结构对碳排放总量 是至关重要的影响因素. 图12007 年上海能源消耗的碳排放比例 中国科学院的研究表明 ,城市化进程中碳排放 经历

4 个阶段 : 1) 碳排放强度不断上升阶段 (工业化的初级 阶段 ,资源开发主导) ;

2) 碳排放强度高峰到人均碳排放量高峰阶段 (工业化的中级阶段 ,投资拉动主导) ;

3) 人均碳排放量高峰到碳排放总量高峰阶段 (工业化的高级阶段 ,服务业发展和生活水平提 高) ;

4) 碳排放总量稳定下降阶段 ( 后工业化 阶段,现代服务业主导) . 我国相对比较发达的东部城市尚处于第

2 和第3阶段 ,应该率先规划建设低碳城市.所谓低碳 城市是指城市在经济高速发展的前提下 ,保持能源 消耗和二氧化碳排放处于较低的水平.低碳城市 的人均碳足迹(即人均温室气体排放的二氧化碳当 量) 以及单位 GD P 碳排放量必须要低于世界平均 水平 (2006 年世界人均排放水平为 4.

28 t 二氧化 碳当量 ,单位 GD P 排放水平为 0.

74 kg (二氧化碳 当量) / 美元. 在我国实现低碳城市将是十分艰巨的任务. 根据中国科学院的研究 ,我国综合型城市市区年人 均碳排放量为

15 t/ 人 ,远高于世界人均水平.因此,要实现现有城市整体的低碳是不现实的. 实现低碳城市所采取的主要措施是 : 1) 调整产业结构 ,从高能耗、 高碳排放产业向 低能耗、 高附加值产业转变 ;

2) 调整能源结构 ,提高无碳能源 (水力、 核能、 风能、 太阳能) 、 低碳(碳中和) 能源(生物质能源) 和 清洁能源(天然气) 比例 ;

3) 提高传统能源的利用效率 ,发展热泵技术、 煤的清洁燃烧技术 ;

4) 节能减碳 ;

5) 优化土地利用 ,扩大碳汇 ;

6) 应用 ICT (信息与通信技术) ,改变生活方 式和工作模式 ,减少出行 ;

7) 发展公共交通 ,提倡 零碳 交通 (自行车和 步行) . 但是中国的国情决定了我国很难像美国等发 达国家那样实现产业结构的根本转变 ,即彻底地从 低端制造业转变成为先进制造业和现代服务业. 正是由于中国等 金砖四国 的崛起 ,使得美日等国 将低附加值的劳动力密集型产业和低端消费品制 造业几乎全部转移到这些发展中国家(其中主要是 中国) ,发达国家从而可以腾出手来从容发展信息、 ・

0 8 ・ 专业论坛 暖通空调 HV &

AC

2009 年第

39 卷第

8 期?1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 通信、 航天等现代制造业 ,同时又通过发达的金融 业使发展中国家的血汗钱重新成为它们的剩余价 值.而我国东部发达城市的产业转移去向多数将 是我国西部欠发达地区 ,不可能大规模转移到非洲 等更不发达国家 ,污染、 排放、 能耗其实都留在中国 大地上.拉........