毛俊鵬 任庚坡 李琦芬

1上海電力學(xué)院能源與機(jī)械工程學(xué)院2上海市節(jié)能監(jiān)察中心

上海能源形勢和能源需求預(yù)測分析

毛俊鵬1任庚坡2李琦芬1

1上海電力學(xué)院能源與機(jī)械工程學(xué)院2上海市節(jié)能監(jiān)察中心

總結(jié)了10年來上海能源發(fā)展對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐及能源結(jié)構(gòu)、能源污染物排放、能源利用效率等方面的能源基本情況，分析了中國能源供需格局的變化、上海能源發(fā)展面臨的制約因素、上海工業(yè)能源用能行業(yè)集中等方面面臨的能源挑戰(zhàn)，并采用中長期能源選擇規(guī)劃模型與相關(guān)用能領(lǐng)域的預(yù)測模型相結(jié)合的方法預(yù)測了上海2015年和2020年上海工業(yè)、建筑、交通領(lǐng)域的用能需求。

能源消費(fèi)彈性系數(shù)；能源結(jié)構(gòu)；能源效率；能源需求預(yù)測

1 上海能源的基本情況

1.1 能源發(fā)展支撐了國民經(jīng)濟(jì)的較快發(fā)展

圖1為2000-2012年上海生產(chǎn)總值和能耗總量情況[1]。由圖可知，近12年來，上海經(jīng)濟(jì)社會保持良好發(fā)展勢頭，國民生產(chǎn)總值從2000年的4771億元增加到2012年的20182億元，年均增速達(dá)12.8%（現(xiàn)價）；全市能源消費(fèi)總量由2000年的5499萬t標(biāo)準(zhǔn)煤增長至2012年的11362萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，年均增速為6.2%；過去12年的平均能源消費(fèi)彈性系數(shù)為0.49，全市的能源發(fā)展與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展基本相適應(yīng)。

1.2 一次能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化

圖2為2001-2012年上海一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)分布圖。由圖可知，上海一次能源消費(fèi)總量呈逐年遞增的趨勢，但煤品消費(fèi)比重總體上呈下降趨勢，而油品、凈調(diào)入電及其它發(fā)電和天然氣比重總體上呈遞增趨勢，十年來，上海一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，對于利用效率低、污染排放嚴(yán)重的煤品能源消費(fèi)得到了有效控制。

1.3 能源行業(yè)污染物排放大幅減少

圖1 2000-2012年上海市生產(chǎn)總值和能耗總量情況

圖2 2001-2010年上海一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)分布圖

表1 2007-2012年上海主要污染物排放情況

表1為2007-2012年上海主要污染物排放情況[1]。由表可知，上?？晌牍腆w顆粒物、二氧化硫及二氧化氮排放量在2007年的基礎(chǔ)上分別削減19.3%、58.2%和14.8%，PH值總體呈上升趨勢，酸雨頻率有反復(fù)，但總體呈下降趨勢。

圖3為2000-2012年上海環(huán)境空氣質(zhì)量情況[1]。由圖可知，上海環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)總體上逐年增加，環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良率由2000年的80.8%增加至2012年的93.7%，增幅16.0%。

1.4 能源利用效率明顯提高

圖4為2000-2012年上海單位生產(chǎn)總值能耗趨勢圖[1]。由圖可知，近12年來，上海單位生產(chǎn)總值能耗逐年下降，由2000年的1.152t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元下降為2012年的0.570t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元，下降幅度50.5%。

2 上海面臨的能源挑戰(zhàn)

2.1 中國能源供需格局將發(fā)生深刻改變

圖5為我國主要用能區(qū)域化石能源未來供需差變化趨勢圖[2]。由圖可知，在未來40年內(nèi)，長三角地區(qū)化石能源供需差最大，其次是京津冀地區(qū)。隨著中西部地區(qū)的快速發(fā)展，未來中西部傳統(tǒng)的能源資源輸出地區(qū)，能源自用率將會越來越高，中原地區(qū)、關(guān)中地區(qū)、成渝地區(qū)這三大中西部主要城市區(qū)域，將逐步由化石能源的凈調(diào)出區(qū)或自給區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)閮粽{(diào)入?yún)^(qū)。

2.2 上海能源發(fā)展的制約因素

為支撐創(chuàng)新驅(qū)動、轉(zhuǎn)型發(fā)展的發(fā)展戰(zhàn)略，上海需要一定發(fā)展速度的能源保障，但長期看來，上海能源發(fā)展面臨諸多制約：一是能源資源缺乏。一次能源均需市外調(diào)入，能源對外依存度超過99%，除海上風(fēng)能資源較為豐富外，太陽能屬于四類地區(qū)，生物質(zhì)能以城市垃圾為主；二是地理條件制約。上海地處長江三角洲頂端，市外輸電送氣通道建設(shè)受地理條件制約，且市域范圍內(nèi)無建設(shè)核電廠址條件；三是環(huán)境容量有限。本市環(huán)境容量接近飽和，環(huán)境空氣質(zhì)量與營造“生態(tài)宜居”綠色家園的目標(biāo)相比尚有較大差距。

2.3 上海工業(yè)能源消費(fèi)行業(yè)集中度高

表2為2012 年上海市重點用能行業(yè)能效情況[3]。由表可知，上海工業(yè)重點耗能行業(yè)主要集中在黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)。這五大行業(yè)用能量達(dá)到4226.32 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占規(guī)模以上工業(yè)用能量的78.9%，產(chǎn)值占規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值的23.5%，產(chǎn)值能耗是規(guī)模以上工業(yè)產(chǎn)值能耗的3.38 倍。

圖3 2000-2012年上海環(huán)境空氣質(zhì)量情況

圖4 2000-2012年上海單位生產(chǎn)總值能耗趨勢圖

圖5 中國主要用能區(qū)域化石能源未來供需差變化趨勢圖

3 上?！笆濉?、“十三五”用能預(yù)測分析

3.1 預(yù)測模型的建立

本文采用中長期能源選擇規(guī)劃模型與相關(guān)用能領(lǐng)域的預(yù)測模型相結(jié)合，并將構(gòu)建的模型應(yīng)用到不同的情景下進(jìn)行模擬，預(yù)測上?！笆濉?、“十三五”期間的能源需求量。為了較為清晰的表示整個能源系統(tǒng)的影響因素，準(zhǔn)確反應(yīng)各用能領(lǐng)域的增長趨勢，模型中將能源需求模塊劃為為工業(yè)用能、交通用能和建筑用能三個子模塊，并在模型中依次逐漸加強(qiáng)節(jié)能減排力度而設(shè)置A，B，C三個情景，如表3所示。

為了更好的實現(xiàn)上海市“四個率先”的要求和自身的“創(chuàng)新驅(qū)動、轉(zhuǎn)型發(fā)展”的內(nèi)在需要，本文以在C情景下的預(yù)測結(jié)果來做上海市“十二五”、“十三五”的用能預(yù)測分析。

表2 2012年上海市重點用能行業(yè)能效情況

表3 預(yù)測模型情景

3.2 模型部分預(yù)測結(jié)果及分析

使用3.1節(jié)中的預(yù)測模型，分別得出了2015年和2020年工業(yè)，建筑和交通的用能結(jié)構(gòu)情況，并將其與2010年用能結(jié)構(gòu)情況比較，如圖6所示。

比較分析2010年，2015年及2020年能源消耗結(jié)構(gòu)變化趨勢圖可以看到上海終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)將會發(fā)生較顯著變化，結(jié)構(gòu)趨于更加合理。隨著上海市“十二五”，“十三五”期間的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷地調(diào)整優(yōu)化，高耗能產(chǎn)業(yè)的增長速度的嚴(yán)格控制，工業(yè)節(jié)能及用能效率將進(jìn)一步提升，使得工業(yè)用能比例逐年降低，到“十三五”期末工業(yè)用能將不到全市用能的50%，從側(cè)面也推進(jìn)了建筑用能和交通用能比例的上升，而“十二五”，“十三五”期間的服務(wù)行業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展等原因也將進(jìn)一步推高建筑和交通的用能比例。

為了進(jìn)一步預(yù)測反映上海市工業(yè)領(lǐng)域，建筑領(lǐng)域，交通領(lǐng)域的用能走勢，全市用能趨勢情況，及深層次的分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，本文利用模型中得到的數(shù)據(jù)并與2005年，2010年情況相比較得到如圖7所示的結(jié)果。

由圖7上海市“十二五”、“十三五”期間能耗及增速情況分析可知：上海市總能耗將進(jìn)一步增加，但在工業(yè)、建筑、交通領(lǐng)域用能增長規(guī)律的共同作用下，上海全市用能的增速將趨于放緩。十一五期間的平均增速為6 %左右，用能平均增速從“十二五”期間的約5%放緩至“十三五”期間的約2.5%。造成這種現(xiàn)象的原因可分別從工業(yè)，建筑，交通三個領(lǐng)域的用能情況來分析。

其中工業(yè)領(lǐng)域能耗方面，伴隨著鋼鐵行業(yè)達(dá)產(chǎn)，石化行業(yè)搬遷，化工行業(yè)擴(kuò)能，戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)加速，工業(yè)用能將繼續(xù)保持穩(wěn)定增速，從圖7可以看到工業(yè)用能將會從2010年的約6300萬t標(biāo)煤增加到2020年的7800萬t標(biāo)煤左右。對比來看，工業(yè)用能在三大領(lǐng)域中增速最慢，反映出了一定的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整效果。且在“十二五”“十三五”期間工業(yè)節(jié)能水平和用能效率均有所提高，高耗能產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步控制，低載能高附加值等新興產(chǎn)業(yè)的適當(dāng)發(fā)展，都使得工業(yè)用能增速將有所放緩，由2010年的平均增速4%左右放緩至“十二五”期間的約3.5%，“十三五”期間的0.5%左右。因此未來期間應(yīng)加大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，進(jìn)一步提升工業(yè)節(jié)能水平和用能效率。

在交通用能領(lǐng)域方面，為了更詳細(xì)的反應(yīng)交通能耗情況，將交通用能分為對外交通用能和市內(nèi)交通用能，在模型中得到的更加詳細(xì)相關(guān)近似數(shù)據(jù)如表4所示：

圖6 上海市能源消耗結(jié)構(gòu)變化趨勢圖

圖7 上海市“十二五”“十三五”期間能耗及增速情況

表4 2010～2020年上海交通能耗需求預(yù)測

從圖7和表4分析可以得出，隨著上海市國際航運(yùn)中心的加快建設(shè)，高速公路網(wǎng)，高速鐵路網(wǎng)的基本建成，居民人均收入的增加，市民生活水平不斷提高，旅游行業(yè)進(jìn)入繁榮發(fā)展階段，促使對外交通能耗快速增長，也促進(jìn)了市內(nèi)交通用能需求的增加。同時市內(nèi)軌道交通不斷新建完善，上海市人口數(shù)量的進(jìn)一步增加，國家汽車節(jié)能補(bǔ)貼政策范圍擴(kuò)大，新能源汽車等新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展均會使得市內(nèi)交通用能持續(xù)增長。在圖7中可以看到交通用能將從2010年的約2700萬t標(biāo)煤將增加到2020年的4600萬t標(biāo)煤左右。從表4進(jìn)一步分析可得到對外交通用能貢獻(xiàn)了交通用能較大的增量。但交通增速將趨于放緩，2010年的平均增速約為10%，降到“十二五”、“十三五”期間的約5.5%和約5%，這主要是因為在“十三五”期間國際航運(yùn)中心將基本建成，人口增長數(shù)量趨于緩和，居民文明出行，綠色出行的環(huán)保理念進(jìn)一步深入等原因造成的。

在建筑用能領(lǐng)域方面，隨著上海市加快建設(shè)“四個中心”，公共面積與人口仍將維持較快增速，建筑用能將會繼續(xù)增加，從圖7中可以看到建筑用能從2010年的約1900萬t標(biāo)煤，將增加到2020年約3600萬t標(biāo)煤。而在“十三五”期間，“十二五”中期開工建筑的完工，人口持續(xù)導(dǎo)入，環(huán)境土地資源承載能力的限制，建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步嚴(yán)格，建筑用能增速將會進(jìn)一步放緩，平均增速將從2010年的約9.8%降到2020年的4.0%左右。

圖7總體分析來看，建筑用能和交通用能增速明顯大于工業(yè)用能增速，他們將是上海市未來最主要的兩大能耗增長點。可以預(yù)見的是今后上海市用能結(jié)構(gòu)將會繼續(xù)變化，建筑和交通領(lǐng)域的能耗占比會進(jìn)一步上升，到一定時期，這三者的能耗比將會趨于相當(dāng)。

4 結(jié)論和建議

（1）上海能源發(fā)展支撐了國民經(jīng)濟(jì)的較快發(fā)展，全市的能源發(fā)展與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展基本相適應(yīng)；上海一次能源結(jié)構(gòu)日趨合理，隨著“十二五”期間燃煤（重油）鍋爐天然氣改造等工程的實施，能源結(jié)構(gòu)將更加清潔、優(yōu)化；隨著能源行業(yè)污染物排放大幅減少、能源利用效率明顯提高，上海環(huán)境空氣質(zhì)量優(yōu)良天數(shù)總體上逐年增加。

（2）中國能源供需格局將發(fā)生深刻改變，建筑用能和交通用能將是上海市未來最主要的兩大能耗增長點，工業(yè)用能依然占據(jù)較大的用能比例，加之上海能源發(fā)展面臨諸多制約因素，以及上海工業(yè)能源消費(fèi)行業(yè)集中度高，建議進(jìn)一步控制高能耗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提升產(chǎn)業(yè)節(jié)能水平和用能效率，大力發(fā)展低載能高附加值的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和服務(wù)業(yè)，進(jìn)一步擴(kuò)大汽車節(jié)能補(bǔ)貼政策范圍，鼓勵戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（3）為優(yōu)化調(diào)整能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，建議本市大力發(fā)展新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)。大力發(fā)展新能源可以逐步改善一次能源為主的能源結(jié)構(gòu)，并能緩解與能源相關(guān)的環(huán)境污染問題。隨著新能源技術(shù)發(fā)展及各項政策效應(yīng)的逐步呈現(xiàn)，開發(fā)利用新能源的成本將明顯下降，為本市清潔能源利用，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級帶來歷史性機(jī)遇。借助國家支持上海率先應(yīng)用新能源、建設(shè)智能電網(wǎng)的契機(jī)，本市的新能源發(fā)展將呈現(xiàn)突破瓶頸、以點帶面的加速發(fā)展階段。

（4）預(yù)計“十二五”、“十三五”期間，上海市能源消費(fèi)總量仍將保持增長態(tài)勢，但隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，多方面因素造成工業(yè)，交通，建筑用能領(lǐng)域增速的降低，“十三五”期間，上海市能源消費(fèi)總量增速將進(jìn)一步放緩。

[1]《上海統(tǒng)計年鑒2013》

[2]《科學(xué)發(fā)展的2030年國家能源戰(zhàn)略研究報告》

[3]《上海能源統(tǒng)計年鑒2013》

上海景峰制藥股份有限公司積極開展節(jié)能技改

位于寶山區(qū)的上海景峰制藥股份公司,近年來,從四個方面推進(jìn)節(jié)能技術(shù)改造，成效顯著。

一是產(chǎn)品生產(chǎn)工藝節(jié)能。公司主要產(chǎn)品玻璃酸鈉原料藥的工藝過程產(chǎn)生大量廢乙醇。2012年6月，公司投資32萬元對廢乙醇的回收利用項目進(jìn)行改造，當(dāng)年8月份正常投入使用。每年節(jié)約乙醇折合標(biāo)準(zhǔn)煤47.7噸。二是主車間共用系統(tǒng)節(jié)能。公司對空調(diào)壓縮機(jī)、空調(diào)冷水機(jī)組、鍋爐、純化水系統(tǒng)、注射用水系統(tǒng)、廢熱水余熱回收系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、廠區(qū)蒸汽管道等方面進(jìn)行節(jié)能技改，改造后年節(jié)約標(biāo)煤約380噸。三是辦公及生活區(qū)域節(jié)能。公司通過更換節(jié)水型水龍頭年節(jié)水2000噸；節(jié)能反滲透水沖洗廁所、沖洗地面，年節(jié)水約1200噸水。四是生產(chǎn)運(yùn)行過程節(jié)能。公司嚴(yán)格計劃用電，安排大功率設(shè)備運(yùn)行時間在“平”“谷”時段；建立標(biāo)準(zhǔn)成本管理，動態(tài)監(jiān)控成本控制情況；縮短單位產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)工時和能耗，降低原輔料單位耗用量。

（區(qū)經(jīng)委）

Shanghai Energy Situation and Energy Demand Forecast

Mao Junpeng,Ren Gengpo,Li Qifen

This article summarizes the fundamental state of energy consumption of Shanghai, such as its contribution to local economy,energy structure,energy emission,energy efficiency. Basedonthat,itanalysisthechangesinthedemandandsupplysitesofChina,the constraints in Shanghai energy consumption,and the problem of high industrial concentration in Shanghai.Finally,itforecaststheenergydemandofShanghaiindustry,buildingand transportation in 2015 and 2020.

energy consumption elasticity coefficient,energy structure,energy efficiency, energy demand forecast

毛俊鵬，1987-，男，上海電力學(xué)院能源與機(jī)械工程學(xué)院研究生，研究方向為節(jié)能數(shù)據(jù)發(fā)掘和應(yīng)用。