◇江蘇城鄉(xiāng)建設職業(yè)學院 王建玉

本文根據(jù)城市能源供應生態(tài)化的目標和約束條件，從能源結構優(yōu)化和能源的高效利用兩個方面說明了城市能源供應生態(tài)化之路，并從做好能源發(fā)展規(guī)劃、建設一批適度超前的能源設施、推進綜合能源系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設、完善能源供給生態(tài)化治理體系建設四個方面提出了城市能源供應生態(tài)化的策略。

城市是經(jīng)濟活動和能源消費主要場所，隨著城市經(jīng)濟發(fā)展，人口數(shù)量不斷增多，資源消耗不斷加大，環(huán)境負荷的壓力也不斷加重。2018年全球國民生產(chǎn)總值達到84.72萬億美元，同年世界能源消費總量達到143.01億噸油當量，相當于電力需求總量的1662358太瓦時，其中80%的能源消費集中在城市[1]。為確保城市能源供應安全、營造良好的生態(tài)環(huán)境，必須要尋求到一條對環(huán)境影響最小的可持續(xù)發(fā)展的能源供應與消費之路。城市能源供應生態(tài)化就是以能源供應鏈管理技術為基礎，以循環(huán)經(jīng)濟和工業(yè)生態(tài)理論為支撐，通過對能源信息流、物流和資金流的控制，對能源的生產(chǎn)、供應、分配和消費進行優(yōu)化，最大限度地減少對環(huán)境的影響，提高能源的利用效率，確保能源供應安全[2]。

1 城市能源供應生態(tài)化的實施路徑

城市能源類型主要包括煤、石油和天然氣等一次能源，太陽能、風能、地熱能和生物質能等對環(huán)境無污染或者污染很小的清潔能源，以及來自電網(wǎng)的電力能源等。對這些能源進行生態(tài)化供應的實施路徑如圖1所示。

圖1 城市能源供應生態(tài)化實現(xiàn)路徑

1.1 能源供應生態(tài)化的目標

城市能源供應生態(tài)化的目標主要包括經(jīng)濟目標、需求目標和環(huán)境目標。

（1）經(jīng)濟目標：提升能源系統(tǒng)能效，延長能源供應中的價值鏈，提升城市能源供應中經(jīng)濟效益。

（2）需求目標：城市能源供應必須滿足生產(chǎn)和生活需求，并留有一定的余量，確保能源使用安全。

（3）環(huán)境目標：最大限度地利用清潔能源和可再生能源，減少環(huán)境污染，改善城市居民的生活環(huán)境質量，構建城市的生態(tài)環(huán)境，加快生態(tài)城市的建設。

1.2 城市能源生態(tài)化供應的約束條件

由于受經(jīng)濟、社會、科技、環(huán)境、政治和自然條件等約束，城市能源生態(tài)化供應也面臨著許多限制。

經(jīng)濟約束主要考慮節(jié)能產(chǎn)品更新?lián)Q代的費用以及高效節(jié)能產(chǎn)品的能效比和投資回報期，太陽能、風能、地熱能、生物質能系統(tǒng)建設的費用以及系統(tǒng)的能效比和投資回報期。能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設成本以及系統(tǒng)對節(jié)能產(chǎn)生的作用等。

社會約束主要考慮人們對傳統(tǒng)能源的使用習慣，對新能源的接受程度，考慮在能源結構改造、節(jié)能改造、能源梯級利用和循環(huán)利用對人們生產(chǎn)和生活帶來的沖擊。

科技約束主要考慮在目前技術條件下各能源系統(tǒng)的最大能效比，新能源系統(tǒng)的建設水平，系統(tǒng)設計和施工中需要解決的技術問題等。

環(huán)境約束主要考慮能源系統(tǒng)的建設、供應和消費過程中對環(huán)境產(chǎn)生的影響，城市碳排放量、城市空氣質量等具體要求。

根據(jù)相關資料顯示，我國旅游業(yè)在進行發(fā)展的過程中存在顯著的低就業(yè)率和高失業(yè)率情況，導致大部分旅游人才趨于向其他領域發(fā)展，也就在一定程度上減少了旅游業(yè)中的專業(yè)人才數(shù)量；從另一方面來看，有部分從事旅游工作的人員自身工作能力難以滿足實際的工作需求，所以需要旅游企業(yè)耗費一定的時間對其進行培訓，也就能夠在一定程度上對旅游業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生不利影響。所以我們希望高校在雙輪驅動背景下，對旅游人才進行培養(yǎng)的過程中應該積極對旅游業(yè)的動態(tài)和需求進行掌握，具有針對性地對旅游人才進行培養(yǎng)，從而提高旅游人才的素質和能力，并促使我國旅游業(yè)得到良好發(fā)展[2]。

政治約束主要考慮國家建設生態(tài)城市、生態(tài)社會、節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展等事關國計民生的政策和舉措，科學合理地確定能源系統(tǒng)的建設規(guī)劃，走生態(tài)化發(fā)展之路。

自然條件約束主要是因地制宜地考慮城市氣候環(huán)境、地理條件、礦產(chǎn)資源等對能源系統(tǒng)建設可能性，最大限度地發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢。

1.3 能源供應結構優(yōu)化

（1）減少煤炭供應。選擇更加清潔的能源來替換煤炭供應是優(yōu)化能源結構主要任務。在無法替換時，可以通過對煤炭加工過程的技術革新，實現(xiàn)煤炭高效潔凈燃燒，或者將煤炭轉變?yōu)闅怏w、液體或其它產(chǎn)品后再使用，做好燃煤污染控制與廢棄物處理，從而來改善能源結構、減輕環(huán)境污染。

（2）加大天然氣供應。天然氣發(fā)電運行靈活、污染小、占地少，但成本較高[4]。隨著城市電力需求的不斷攀升，采用天然氣為燃料的燃氣輪機驅動的燃氣/蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電也是一種選擇。通過兩次余熱回收，分別用于二次發(fā)電和熱水供應后，可以將系統(tǒng)的熱效率提高到80%左右，在節(jié)約能源的同時，減少了對環(huán)境的污染。隨著城市居民家庭中的電器設備越來越多，電力供應的峰谷差越來越大。采用天然氣的分布式冷、熱、電聯(lián)供，可有效減少電網(wǎng)耗電，部分化解電網(wǎng)峰谷差，提高電網(wǎng)的安全性，確保綜合經(jīng)濟效益。

天然氣具有污染小、熱值高、安全性能好等優(yōu)點[3]，已經(jīng)成為居民炊事和家用燃氣鍋爐的首先燃料，而且越來越多以天然氣為燃料的燃氣鍋爐、吸收式制冷機組、熱電聯(lián)產(chǎn)機組和冷熱電聯(lián)供機組等用在了公共建筑空調系統(tǒng)中[4]。為改善汽車尾氣對城市大氣環(huán)境的污染，可以采用以天然氣為燃料的汽車。

（3）加大可再生能源供應。采用清潔能源替代傳統(tǒng)能源和發(fā)展可再生能源是能源供應生態(tài)化改造的主要內容。城市可以利用的可再生能源主要有生物質能、太陽能、風能和地熱能。①生物質能利用主要包括秸稈、有機垃圾、有機廢渣和廢水、生物質液體燃料等能源的轉換和使用。采用沼氣工程技術和生物質氣化技術可以進行集中供氣和發(fā)電，可以解決副產(chǎn)品和廢棄物的資源化利用問題，在提供更潔凈和方便的終端能源的同時，改善能源結構。②太陽能主要有太陽能熱水和太陽能光伏發(fā)電等應用。太陽能熱水器可以為居民生活、商業(yè)和工農業(yè)生產(chǎn)提供熱水供應，也廣泛應用于空調、采暖等工程。光伏發(fā)電的市場正逐步由獨立發(fā)電系統(tǒng)轉向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，為城市提供更加清潔、安全、廣泛、長壽命、免維護性、資源充足的能源。③風力發(fā)電成本較低，是發(fā)展最快的清潔能源技術。④地熱能是來自地球深處的可再生熱能，在供熱采暖、空調制冷、工業(yè)加工、洗浴、農業(yè)溫室、農田灌溉、土壤加溫、水產(chǎn)養(yǎng)殖等各個方面得到廣泛應用。

1.4 能源的高效利用

能源的高效利用主要體現(xiàn)在加工、轉換、存儲、輸送、分配和消費等環(huán)節(jié)。對這些環(huán)節(jié)生態(tài)化改造，可以有效地節(jié)約能源，減少碳排放，這可以通過能源節(jié)約率的變化來表示。能源的高效利用主要體現(xiàn)在減少能源浪費、提高能源綜合利用效率和建立生態(tài)化的能源利用體系等。

（1）減少能源浪費。加工、轉換和存儲過程中的減少能源浪費主要包括采用能效比較高的設備，提高能源轉化效率等，比如改進燃煤設備和技術，提高轉化效率，減少有害氣體，防止環(huán)境污染。能源輸送分配過程中通過保溫隔熱等措施減少能量損失，從而節(jié)約能源。消費過程中主要是通過節(jié)能設備的使用、提高節(jié)能意識等達到減少能源浪費的目的。

（2）提高能源的綜合利用效率。能源的梯級利用就是根據(jù)能源和資源的能量品位從高到低逐漸加以利用，從而實現(xiàn)能量的多次利用，每次使用都會使能源的品位降低，直到不能使用為止。例如高、中溫蒸汽發(fā)電后的低溫熱水可以用來給住宅供熱。所謂能量品位的高低，是用它可轉換為機械功的大小來度量。熱能的品位低于機械能和電能，低溫熱能的品位低于高溫熱能。

（3）建立生態(tài)化的能源利用體系?；谀茉椿ヂ?lián)網(wǎng)生態(tài)化的能源體系可以打造一條能源綜合利用的生態(tài)鏈，比如電廠的余熱可以用于城市居民供熱或其他需要熱能的場所。在工業(yè)園區(qū)建立企業(yè)間生態(tài)產(chǎn)品供應鏈，將某個企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品變?yōu)榱硪粋€企業(yè)的生產(chǎn)原材料，構成生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，減少廢料的排放量，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境。

建筑生態(tài)化利用體系的另一個方面就是對能源的加工、轉換和消費環(huán)節(jié)會產(chǎn)生許多副產(chǎn)品進行再利用，在減少城市環(huán)境污染的同時，增加能源供應創(chuàng)造價值。

2 城市能源供應生態(tài)化的策略

城市要實現(xiàn)能源供應生態(tài)化需要認真研究國家宏觀政策的基礎上，根據(jù)實際條件，有針對性地制定相關政策，促進能源行業(yè)的健康發(fā)展。

2.1 做好能源發(fā)展的規(guī)劃

能源規(guī)劃作為專項規(guī)劃，必須為城市的經(jīng)濟和社會發(fā)展提高能源保障。能源規(guī)劃要遵循習近平總書記提出“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略，在服務全市經(jīng)濟高速發(fā)展的前提下，緊扣實際，突出能源專項特色，體現(xiàn)現(xiàn)代化、高質量、競爭力總體要求。以多元供給滿足合理需求，是在強調實現(xiàn)高質能源供給的條件下，提升效率，優(yōu)化結構，規(guī)范用能行為，保障能源安全[5]。堅持以人為本與可持續(xù)發(fā)展的思想，夯實能源生產(chǎn)和企業(yè)經(jīng)營管理基礎，不斷提高能源安全發(fā)展水平，有力支撐全市的現(xiàn)代化建設，成為中國特色社會主義城市能源治理的典范。

2.2 建設一批適度超前的能源設施

以落實國家能源戰(zhàn)略為契機，推動一輪“能源新基建”高潮，建設形成城鄉(xiāng)一體、綜合互聯(lián)、高效智能的現(xiàn)代能源設施體系。規(guī)劃發(fā)展一批抽水蓄電、光伏發(fā)電、風電方面和生物質發(fā)電項目，完善電網(wǎng)和充電設施建設，打造智能優(yōu)化、柔性互補、靈活方便、安全可控的現(xiàn)代化電力系統(tǒng)。增強全市天然氣主干管網(wǎng)互聯(lián)互通和輸配氣能力，大力推進城市燃氣城鄉(xiāng)一體配網(wǎng)建設，滿足日益增長的天然氣消費需求。升級石油及成品油接收儲備基地、交易中心，適應車輛消費升級、油品安全保供為目標。加強煉化、原油、成品油管道、碼頭、油庫等設施和終端站點設施建設。優(yōu)化煤炭儲運網(wǎng)絡、提升接卸能力，提高煤炭供給與消費的智慧化和清潔化水平。

2.3 推進綜合能源系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設

以綜合能源系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設為抓手，構建現(xiàn)代能源體系，實現(xiàn)能源供應安全可靠、節(jié)能高效、改善環(huán)境等多個生態(tài)化目標。

在工業(yè)園區(qū)建設綜合能源站，實現(xiàn)太陽能、風能、地熱能和生物質能源的消納和各種能源的梯級循環(huán)利用，提高能源利用的整體效率。通過政策引導，按照自發(fā)自用、余量上網(wǎng)、電網(wǎng)調節(jié)的原則建設一批天然氣分布式能源項目。為提高能源系統(tǒng)的自我調節(jié)能力，要積極規(guī)劃和建立一批蓄熱、蓄冷和蓄電項目。能源互聯(lián)網(wǎng)作為一種互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費相融合的產(chǎn)物，具有信息共享、智能調度、多能互補、供需平衡、交易開放等特點，可以極大地提升城市能源供應和消費管理的現(xiàn)代化水平。為確保電力安全和提高電網(wǎng)的調節(jié)能力，應加強電網(wǎng)側、用戶側和電源側儲能站的建設，并積極開展分布式能源系統(tǒng)、綜合能源系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的試點和推廣工作，提高能源供應的生態(tài)化水平。

2.4 完善能源供給生態(tài)化治理體系建設

能源供給生態(tài)化的主要目標是節(jié)能提效，為城市可持續(xù)發(fā)展提供保證。通過目標和責任的落實，對重點領域進行節(jié)能監(jiān)管。以創(chuàng)建綠色建筑、生態(tài)園區(qū)、生態(tài)城市為契機，推動工業(yè)、交通、建筑、商業(yè)等多領域的能效提升。完善節(jié)能市場化機制，深化用能權改革。強化節(jié)能監(jiān)督檢查，實現(xiàn)區(qū)域能評及項目能評法制化、全覆蓋。

完善能源安全儲備和可再生能源開發(fā)制度，建立能源開發(fā)、生產(chǎn)、運輸、存儲、消費的合作開發(fā)和市場調節(jié)機制。建立能源領域創(chuàng)新激勵機制，力爭在智能電網(wǎng)建設、大規(guī)模儲能設備的研發(fā)、氫能的開發(fā)利用和燃料電池的生產(chǎn)等方面取得突破。推進能源運行與管理機制改革，拓寬投融資渠道，促進能源市場的健康發(fā)展。

推動電力市場建設，繼續(xù)提升全市電力市場化交易電量在全社會用電量中所占的比重。通過市場化改革和政策引導，進一步降低終端用戶的用電成本。通過完善電力行業(yè)的準入機制和市場化價格形成機制，擴大交易規(guī)模，建立公平、規(guī)范、健康的電力市場。完善電力輔助服務補償機制，探索需求響應資源參與輔助服務市場交易。推動天然氣體制改革方案落地實施，推動城鎮(zhèn)燃氣扁平化和規(guī)?；母?。

3 結語

能源供應是城市發(fā)展的最基本保障。隨著城市經(jīng)濟快速發(fā)展和城市化進程的加快，對能源需求也處于快速增長狀態(tài)，為確保能源供應的安全，保證城市經(jīng)濟的快速可持續(xù)發(fā)展，能源供應的生態(tài)化將是未來發(fā)展的必然趨勢。