能源规划在城市规划中的功能定位及编制思路

  1 绪 论

 

  能源作为人类生存和发展的必备资源，是城市功能运转的基本保证。城市能源规划，就是要通过制定城市能源发展战略，在确保能源供应安全的基础上，优化能源结构，落实节能措施，以期达到经济效益和社会效益双赢的目的。因此，编制城市能源规划，对于协调能源供求关系，合理使用能源资源，解决城市发展和环保约束之间的矛盾等重大问题，起着至关重要的作用。简言之，能源规划的目标就是为了获得一个安全、高效和清洁的能源前景。

 

  城市规划作为政府调控城市空间资源、指导城乡发展与建设的重要公共政策，与能源规划有着密切的联系。然而，在当前国内各类城市总体规划、详细规划的编制中，除了包含城市供电、燃气和供热等工程规划外，却很少涉及综合性的能源规划内容，这反映出城市规划中能源意识的相对淡薄——还是以能源供给为导向的规划思路。根据建设部最新颁布的《城市规划编制办法》（2006 年4 月1 日起施行），要求在城市总体规划阶段，“确定生态环境、土地和水资源、能源、自然和历史文化遗产保护等方面的综合目标和保护要求”，这对城市的能源发展利用提出了更高的要求。为此，应进一步提高能源发展利用在城市规划中的地位和深度，协调好能源规划和城市规划的关系。

 

  本文结合《北京城市总体规划（2004 年—2020 年）》和《北京市“十一五”能源发展及节能规划》编制中的一些心得体会，谈一谈新形势下能源规划的功能定位，以及能源规划的一些编制思路。

 

  2 能源规划在城市规划中的定位

 

  2.1 城市规划是能源规划的主要载体

 

  以往的能源规划，主要是一个部门规划或是一个行业规划，并不是一个综合性的城市能源战略规划，其规划内容也主要以能源预测和能源供应计划为主，较少涉及用能方式、节能措施和污染治理等方面，与城市发展结合得也不够紧密。随着能源对社会经济、环境、人民生活水平影响的加深，以及能源发展战略的转型，能源发展已不仅是某个行业或部门要解决的问题，而是与全社会的发展息息相关。能源政策的制订与实施，也应与城市的产业政策、交通政策、环保政策、土地开发政策等互相协调，在“城市”的层面上编制能源规划，在城市发展和建设中实现能源的优化配置和合理利用，这是实现能源可持续发展战略的关键。

 

  城市规划作为引导和控制城市建设的基本依据和手段，确定城市规模和发展方向，统筹安排各类用地和生命线资源在城市空间的布局，综合部署产业经济、人口、市政交通基础设施等各类城市要素，这些都是制定能源发展战略的依据。而且，由于能源与工农业生产、交通运输布局以及人民生活的密切联系，在城市规划落实的各个阶段，都会直接影响到能源战略的实施，因此，城市规划作为综合性的城市发展政策，理应是能源规划的主要载体。

 

  2.2 能源规划是城市规划的基础和支撑

 

  传统的城市工业化进程，是以人类征服自然为指导思想的，而肆意扩张带来的后果是人与自然的矛盾日趋尖锐，由此导致一系列的社会问题，如人口激增、资源紧张，环境污染、生态恶化等。20 世纪后期，可持续发展理念的提出，呼吁人类从高速增长的传统工业发展模式，逐步过渡到可持续发展模式，积极探索一条人与自然相和谐的发展道路。在当前经济高速增长和城市快速发展的时期，必须妥善处理城市发展与能源、环境的矛盾，充分强调社会经济与生态的结合，依靠科技进步，协调社会经济发展和能源资源的高效利用与生态环境保护的关系，使生产、生态和经济同步发展。因此，在编制城市规划时，将能源规划纳入城市规划的编制范畴是非常必要的。

 

  根据发达国家的城市发展经验，城市发展模式将在很大程度上受能源供给和使用方式影响制约，这主要体现在环境保护、土地利用、城市安全以及经济发展等方面。通过编制能源规划，可以更好的为城市规划提供依据：从单纯地提供能源，到主动分析能源对城市的承载力，提出对城市发展的限定条件和控制性因素；从一味追逐经济效益，到综合平衡经济效益和环境效益；从盲目追求能源使用水平，到合理利用能源，建设节约型城市。总之，能源规划要为城市规划提供技术支撑，为城市的可持续发展打下基础。

 

  3 能源规划在城市规划中的功能

 

  3.1 统筹能源、经济、环境之间的关系

 

  能源系统与经济、环境之间的关系是密不可分的，它们之间的相互作用和影响如图 1 所示。由图可见，能源系统在实现其发展目标过程中，会受到来自系统外部和内部两方面因素的影响和制约。其中，外部制约因素有能源资源各品种的供应量、能源的基建投资额限度、环境质量要求等等；内部的制约因素也是多方面的：例如城市的经济发展需要能源工业提供更多的能源供应量，需要扩大能源工业的规模，反过来能源工业的发展和规模的扩大需要提供投资；随着能源工业和城市经济发展，能源需求量增加，能源供应限制会制约经济发展。而且，能源转换和终端能源消费所排放的SO2、烟尘和NOx 等污染物数量的增加，将造成更为严重的大气环境污染。

 

  通过编制能源规划，可以推进能源结构的清洁、优质化，保障城市环境效益；通过发展与经济发展水平相适应的能源利用方式，保障社会经济效益；通过制定政策淘汰高耗能产业和产品，发展“高技术、高效益、低污染、低能耗”产业，促进城市产业结构的调整。因此，能源规划的编制，对于统筹能源、经济、环境之间的关系，实现能源环境经济的协调发展，有着举足轻重的作用。

 

  3.2 统筹区域和城乡发展

 

  长期以来城市优先发展的策略，导致郊区和乡村的基础设施状况明显落后于市区。这种区域差距和城乡二元化结构制约了经济协调发展，影响了社会稳定。按照党中央提出的“以人为本”和“统筹城乡发展、统筹区域发展”

 

  的精神，应当实现区域在能源利用方面的平等，加强郊区和乡村能源设施建设，改善生活和生产条件，逐步缩小城乡差距。能源规划的一个主要内容就是优化能源资源配置、落实能源设施空间布局，因此，对统筹区域和城乡发展将发挥着重要作用。

 

  通过编制能源规划，使能源基础设施建设向郊区倾斜，增加向郊区的清洁能源供应，完善郊区能源供应体系，提升郊区能源利用水平；因地制宜地引导农村升级传统能源供应消费模式，多种方式并举解决农村能源问题。逐步缩小郊区、农村与市区之间在能源供应和消费水平的差距，提升郊区和农村吸引力，改善人民生活水平。

 

  3.3 统筹各项能源工程规划

 

  能源规划涵盖各类主要能源：电力、燃气、热力、油品、煤炭以及可再生能源，涉及能源生产、转化、输配到终端消费的各个环节，相对城市规划中的各项能源工程规划（城市供电规划、城市燃气规划和城市供热规划等）而言，具有宏观性和综合性的特点，图2 表述了上述规划的主要编制内容，可以看出其既有区别又有密切联系。

 

  在实际工作中，能源规划和各项能源工程规划也是相辅相成的。由于各种能源在一定条件下可以相互替代的，单独进行一种能源的规划往往失之偏颇，能源规划可以通过确定能源的总体发展原则和目标，综合协调各项能源工程规划，衔接平衡各类能源发展目标，指导各项能源工程规划的编制。而专项能源工程规划作为能源规划的支撑和深化，既为能源规划的编制提供参考依据，又为能源规划的贯彻实施做进一步的深化，指导具体能源项目的建设。

 

  以北京市“十一五”规划为例，在编制能源规划时，同步开展了燃气、电力、热力等专项规划的研究，并建立了课题间的沟通协调机制，首先结合专项规划的初步成果确定了能源规划的总体目标，然后以此作为编制各专项规划最终成果的依据，而能源规划中在规划建设项目方面也结合了各专项规划的内容。

 

  4 当前能源规划面临的形势

 

  4.1 国内能源需求增长迅速

 

  我国是能源生产和消费大国，能源生产总量和能源消费总量均位居世界第二位。对于一个人口众多、经济基础薄弱、正在发展中的国家，经济增长对能源消费需求有着很强的依赖关系。如图3、图4 所示，“十五”期间，中国能源消费总量持续快速增长，从2001 年的14.3 亿吨标准煤增加到2005 年的22.2 亿吨标准煤，增长了55.4%，远远超过了“八五”、“九五”十年的增长量（25.5%），同期GDP 增长约66.3%，平均能源消费弹性系数约为0.86。

 

  当前我国正处于第二产业高速发展的时期，重工业比重显著增长，电力、钢铁、机械设备、汽车、造船、化工、建材等工业成为国民经济成长的主要动力，这是“十五”期间能源消费高速增长的主要原因。未来一段时间我国仍处于城市化提速和工业化进程深化的阶段，预计能源需求近期仍将保持快速增长。从全球来看，经济越发达，人均能源消费量越多，到2050 年，我国要实现第三步的发展目标，国民经济要达到中等发达国家的水平，人均能源消费量必将有很大的增长，能源短缺将是我们不得不面临的长期现实问题。实际上，自1992 年起我国能源消费总量就超过了能源生产总量，至今能源供应低于能源消费的趋势有增无减。2005 年中国人均石油可采储量只有不到3 吨，人均天然气可采储量1000 立方米左右，人均煤炭可采储量90 吨左右，分别为世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%。中国石油对外依存度已从2000 年的31%增加到2005 年的42.9%，预计到2020 年，石油的对外依存度将达到60%，中国能源安全尤其是石油安全越来越突出。

 

  4.2 国际能源发展趋势

 

  经济增长是能源增长的主要推动力，随着全球经济复苏，2000 年以来，世界一次能源需求开始增速加快，达到年均3％左右。图5 表示了主要一次能源在近二十多年来的消费状况，石油、煤炭、天然气一直占据着主导地位，2003年所占比重分别是37.2%、26.7%、23.9%,总共占据全球一次能源消费总量的87.7％。

 

  根据国际能源署（IEA）的分析预测，世界能源需求量在2030 年以前将持续稳定增长，预测数据详见表1。化石燃料仍将是最基本的能源，而且2030 年以前90％以上的需求增长将由化石燃料来满足。在化石燃料中，天然气的增长速度最快，预计在未来十几年跃升为仅次于石油的第二大能源。煤炭在世界一次能源中的比例将有少量下降，增长主要出现在亚洲，大部分将用于发电。发展中国家的能源需求增长最快，使得世界能源贸易将有重要扩大，特别是在液化天然气方面。

 

  4.3 能源消费带来的大气污染日趋严重

 

  几乎所有能源资源的使用都影响着环境，并带来或多或少的后果。煤、石油和天然气等矿物燃料的燃烧会产生许多不利于环境和人类健康的因素。尽管利用技术来减轻这些影响，然而大气污染还是会造成地球变暖、酸雨、烟雾及呼吸道方面的严重疾病等等。2005 年我国的煤炭消费量为21.4 亿吨，占到能源消费总量的68.9%，这种以煤为主的能源结构使得煤烟型污染成为中国大气污染的主要特征。据估算，全国烟尘排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放的67%、二氧化碳排放量的70%都来自于煤炭燃烧。

 

  在传统的燃煤污染尚未解决的同时，伴随着经济发展和城市化水平的提高，机动车污染问题日益显现出来，机动车尾气已经成为大城市空气污染的重要来源。在北京和广州，大约80%以上的一氧化碳、40%以上的氮氧化物来自于汽车的排放。国内外研究机构的成果显示，大气污染造成的经济损失约占GDP 的3%～7%，以2005 年全国GDP18.23 万亿元计算，损失就在5470 亿元至12762 亿元之间。中国大气污染的形势不容乐观。

 

  5 新形势下的能源规划编制思路

 

  5.1 科学发展，节能优先

 

  上世纪末，国外研究学者提出了“自然资本”的理论，这种理论的一个关键论点是：经济正在从一种对人力生产率的重视转向到从根本上提高资源生产率。虽然这一理论尚未得到进一步的完善，但这些研究学者已经证明了通过商业经营创新，达到“经济增长一倍，资源使用减少一半”的“倍数四”目标，并且已经在很多案例中取得成功。

 

  在这种理论的指导下，要用尽可能少的材料和能源，得到尽可能高的经济效益和社会效益，同时还要保护自然生态系统。我国社会主义现代化建设事业正处在高速增长时期，各产业部门的经济行为及其可持续发展意识，是我国最终实现可持续发展的关键，“自然资本”理论值得我们研究借鉴。

 

  因此，能源规划应首先树立节能优先的战略目标。研究表明，目前我国产业结构调整对能耗强度（单位GDP 能耗）的贡献占75%~85%，技术提高占15%~25%。在能源规划编制时，首先要通过能源规划和城市规划的结合促进产业结构的调整：按照提高资源利用效率和减少污染排放的原则优化产业结构，提高产业准入的能效、物耗和环保门槛，限制或淘汰高物耗、低效率、高污染的行业和企业。其次要继续加大技术节能力度：技术节能工作的重点领域是工业部门节能、建筑节能、交通节能和提高各类能源的转化和利用效率。最后要培养人民的节能意识，在满足人民生活对能源需求日益增长的前提下，推广节能产品，倡导节能型的生活方式，建设节能型社会。

 

  5.2 优化结构，改善环境

 

  在大气污染治理措施中，优化能源结构是见效最快的手段。北京从1998 年开始通过调整能源结构来治理大气污染，在大气污染治理方面，北京市迄今为止已经投入了约400 亿人民币，大气环境质量明显得到改善，从1998 年到2005 年，北京市全年达到二级或好于二级的天数已经从100 天上升到234 天，清洁能源在能源消费总量中所占比重也从45％提高到56％。因此，能源规划应围绕环境保护和治理目标，逐步优化能源结构，逐步减少并严格控制燃煤总量，将以煤为主的污染型能源结构逐步转变为以天然气、电力等优质能源为主的清洁型能源结构。优化用能结构，贯彻多元化能源战略，这不仅是减轻环境污染、实现可持续发展的需要，也是保障能源供应安全的需要。

 

  为了起到事半功倍的效果，能源结构要沿着阻力最小和成本最低的方向去调整。因此，能源结构调整不能是粗放型的，决不是简单地进行煤炭替代；要充分考虑调整的经济合理性，并在替代时完成技术升级；既要对能源品种的结构进行调整，又要对能源利用方式的结构进行调整。比如在进行煤炭控制时，应重点使用清洁能源替代散烧的原煤，而对于发电供热用煤，可以通过完善除尘、脱硫、脱氮设施来达到排放标准，这样通过调整煤炭的消费结构，以较小的成本获得更好的环保效果。在发展天然气时，也应重视燃烧效率和排放标准问题，注意用气负荷的季节平衡，开展天然气梯级有效利用，推进分布式能源系统等。

 

  越来越多的国际能源环境专家认为，气候变化是人类在本世纪将要面临的最重要的挑战之一，而矿物燃烧造成的温室气体排放被认为对全球变暖乃至气候变化产生作用。由于化石燃料的使用始终不可能完全解决温室气体的排放问题，发展可再生能源是解决问题的根本途径。虽然可再生能源在近二三十年内还不能占据主导地位，但在能源规划中应加大对新能源和可再生能源的研究和推广力度，为能源的升级换代做好准备。

 

  5.3 落实资源，平衡供需

 

  平衡未来能源供需是能源规划的最基本任务。在进行能源需求预测时，应与城市规划确定的城市发展目标充分结合，譬如国民经济、产业结构调整、人口、建筑总量等。根据历史统计资料，分析影响能源需求的各种因素，找出能源需求与这些因素的定量关系，从而对能源需求进行定量分析和测算。具体测算时，能源需求总量可以由各种能源需求（或者是各部门能源需求）的预测迭加得出，也可以直接按总量建模预测，为了增强预测结果的可信度,应采用几种方法相互校核。

 

  在进行能源平衡时，由于各类能源之间的相互替代是有条件的，如替代采暖用煤只能是以天然气为主，电力和燃料油为辅，因此进行能源的供需平衡不仅仅是总量上的平衡，更重要的是结构上的平衡。所以，要对能源资源的供应潜力进行评价，为能源规划提供能源资源的可获取量、资源的增加速度、资源的生产能力等有关信息，据此来完善能源供需平衡方案。

 

  以《北京市“十一五”能源发展及节能规划》为例，规划首先通过部门分析、时间序列等方法预测出2010 年北京市的能源消费总量约为6500 万吨标准煤，之后根据主要能源品种的增长趋势和供应潜力分析，综合考虑能源结构调整的需求，经过供需平衡，得出2010 年的能源品种平衡方案为：煤炭2500 万吨，天然气70 亿立方米，油品总量1270 万吨，调入电480 亿千瓦时（总电量为750 亿千万时），其它能源（LPG、干气和可再生能源）380 万吨标准煤。

 

  5.4 强化建设，保障安全

 

  城市对能源的依赖性越强，能源供应中断带来损害就越大，因此，能源供应安全就成为能源规划的重要议题。

 

  解决能源的供应安全问题，主要通过两个途径，一是建立多元化的供应渠道，二是强化能源设施建设。在规划时，既要充分发挥市场机制在资源配置中的基础性作用，又要有效发挥政府规划和实施政策的积极引导和调控作用。

 

  由于我国能源资源分布很不平衡，因此只有少数城市的能源供应可以完全依靠本地。以北京为例，目前全市 94％的能源消费由外地供应。随着经济的快速发展，许多城市对外的能源依存度越来越高，甚至开始使用进口能源。

 

  在这种形势下，能源规划应充分考虑到能源供应渠道的稳定性，要落实能源资源的可供性，逐步建立稳定的资源供应渠道，完善稳定的多元化供应体系，并且适当考虑能源储备问题。在能源设施建设方面，要进一步加大能源设施的建设力度，强化和超前能力建设，确保能源输配的畅通，增强能源设施系统的抗风险能力；建立能源运行调度和预警体系，应对突发事件，以科学技术手段缓解能源风险。

 

  6 小 结

 

  能源规划是涉及能源品种、时间、空间以及许多相关因素的复杂的系统工程，需要全社会共同参与进来。只有认识到能源发展对城市发展带来的制约和影响，将能源规划纳入到城市规划的编制体制中，才能充分地把能源战略结合到城市的发展中去，并且在城市规划措施中不断探索节能和生态保护的策略，建设资源节约型和环境友好型城市。