中國新型城鎮化建設中能源互聯網應用研究
摘要:能源是城市發展的重要物質基礎。在強調轉變經濟增長方式,實現綠色、低碳、科學發展的中國,能源問題在中國新型城鎮化建設中顯得尤為重要,隨著大量農業人口轉移進入城市所帶來的用能量的增加,城鎮化面臨
摘要:能源是城市發展的重要物質基礎。在強調轉變經濟增長方式,實現綠色、低碳、科學發展的中國,能源問題在中國新型城鎮化建設中顯得尤為重要,隨著大量農業人口轉移進入城市所帶來的用能量的增加,城鎮化面臨新的挑戰。文章結合多種能源和信息互聯網來分析中國新型城鎮化城鎮和農村居民生活用能需求、城鎮化發展中用能問題,如何利用能源互聯網提高能源利用效率,豐富能源供應結構,解決城鎮化建設中能源消耗和利用問題。
關鍵詞:新型城鎮化;能源消費;能源互聯網;分布式能源
一、 中國新型城鎮化居民用能需求狀況
中國目前與世界大部分發達國家在城市化進程中經歷一樣,迎來了人均能源消費量的較快增長和能源結構快速變化的過程。之前的諸多文獻對中國未來的能源消費或利用大多是從工業化角度,忽略了城鎮化進程中生活能源消費的巨大增量。
中國的城鎮化和英國城市化、美國和北美城市化、拉美及其他發展中國家城市化(歐美國家一般使用城市化概念)差異很大,中國人口規模大、貧困人口多、城鎮化速度低、城鄉戶籍制度,加上全球化、信息化,中國城鎮化進程既要符合先行歐美國家所沒有遇到的嚴格的環保和低碳排放要求,又不能像第三階段拉美國家采用移民的方式進行。與歐美國家相比,中國城鎮化的突出特征是政府主導、大范圍規劃、整體推動、土地的國家或集體所有、空間上有明顯的跳躍性、民間社會尚不具備自發推進城鎮化的條件等特征。這些特殊性意味著中國必須根據自身條件選擇一條不同的城鎮化發展道路。
起點低、速度快是改革開放三十多年來中國城鎮化的發展主要特征。在1980年~2013年期間,中國常住城鎮人口從1.9億人增加到7.3億人,年均提高1個百分點,農業人口移入城鎮年均1 600萬(見圖1);城市數量從193個增加到658個,建制鎮數量從2 173個增加到20 113個。在快速發展中,舊模式的城鎮化出現了土地城鎮化快于人口城鎮化、城鄉差距加大、東中西部城鎮差異拉大等問題。新型城鎮化建設目標是重質量輕速度、一體化統籌、縮小城鄉差距、城市結構合理和城市群體系趨于成熟等。
能源總消耗量的大規模上升是中國城鎮化的發展中必然要面對的挑戰,一個農業人口轉移進入城市,其生活用能消費水平將提升至原來的3倍及以上。而城鎮居民的生活能源消費由直接用能量和間接用能量兩部分構成。居民的間接用能量遠遠大于直接用能量,前者又是后者的2倍~3倍以上。根據《中國能源統計年鑒2013》數據,中國在1980至2012年期間,中國城鎮人口和農村人口直接用能量都呈現增長態勢,但城市人均生活用能量一直高于農村人口的消費量(圖2),過去33年間城鄉差值在93千克~272千克標準煤。伴隨城鎮化的發展,同時拉動城市基礎設施建設,城鎮居民生活用能總量將進一步增長,且間接用能量增速也高于直接用能量。
農村人口向城鎮人口轉變所引起的居民生活用能量的增加量取決于城鄉居民生活用能量的差值。西方發達國家城市化發展歷程表明,當其人均生活水平和質量進入發達國家行列,其人均能源消耗量不低于4 000千克標準煤,人均直接生活用能量大都在1 000千克~1 800千克標準煤之間。根據十八大報告提出2020年“國內生產總值和城鄉居民人均收入倍增目標”,屆時的能源需求總量將達到53億噸標準煤。按國家發展目標,中國將在2050年進入中等發達國家水平,城鎮單位用能消耗將在目前的基礎上提高15倍~20倍,屆時即使中國人均能效達到目前能效水平最高的日本的水平,能源需求也將接近77億噸標準煤。如此高的能源需求,迫使中國需要改變當前的能源生產和消費方式,尋找開發新能源之路,實現社會持續發展。
二、 影響新型城鎮化建設的能源問題
自中國2011年超過美國成為世界上最大的能源生產和消費國,能源問題已成為中國城鎮化進一步發展的瓶頸。目前國內能源主要受三方面約束:化石能源國內供應有限,能源效率較低;石油、天然氣對外依存度高;高強度能源開發對生態環境造成巨大壓力;產能和用能中心在地理上布局不均衡。能源是支撐一個國家國民經濟與社會發展的物質基礎,,更是中國新型城鎮化建設的和發展的重要物質基礎,中國當前面臨的常規能源有限供應能力挑戰和嚴重的生態環境危機,亦是當前世界各國需要共同面對和解決的能源問題。
1. 能源效率低。與發達國家相比,中國目前能源的效率比較低。每生產1 000美元GDP,中國需要消耗273千克油當量,而美國僅需要171千克,韓國為184千克,日本則為125千克。國際經驗表明,一個國家或地區的城鎮化率在30%~60%之間時,是這個國家城鎮化加快階段,而城鎮化發展速度和城市能源需求兩者關聯密切。
統計數據顯示,截至2013年,中國石油、天然氣、煤炭、核能、水力發電、可再生能源等一次性能源消費所占比例分別為17.8%、5.1%、67.5%、0.9%、7.2%、1.5%。中國是目前世界上唯一的以煤炭為主的能源消費大國,煤炭能源在中國能源結構中仍舊處于主導的地位。
2013年中國能源總體消費情況,總能耗是34.2億噸標煤(電熱當量計算法),能源集中生產和供應中上述標煤41.7%用于發電、4.7%用于供熱、14.9%用于煉油,其他用途9.1%、損失29.6%,而發電使用效率34.6%、供熱使用效率74.5%煉油使用效率97.9%。煤炭作為主要的化石能源,通過火車、汽車、船運送到城市去,其中在運輸過程中所產生的能耗就占到了總能耗的20%以上,能源的集中式生產以發電、供熱、煉油為主,但集中式發電、供熱效率非常低。如熱電廠,要劃分一個供熱半徑,以供熱半徑內的最高負荷來建熱電站,但是供熱范圍內的用戶不可能同時開啟所有的用能設備,所以其整體的供電供熱效益在40%左右,而且終端用戶在建筑、工業的能源利用效率低于國際先進水平至少20%左右。
2. 廢水、垃圾處理難和空氣污染重。廢水、垃圾處理和空氣污染是城鎮化建設中與能源問題密切相關的另外兩方面。中國目前城市環境矛盾凸顯,600多座大中小城市中,有70%被廢水、垃圾所包圍,一些重點流域、海域水污染嚴重,部分區域和城市大氣灰霾現象突出,形成“垃圾包圍城市”的局面,許多城市和地區的主要污染物排放量超過環境容量。2012年城市生活垃圾清運量1.7億噸,比2011年增加4.2%;城鎮生活污水排放量462.7億噸(見表1),比2011年增加8.1%,占全國廢水排放總量的67.6%。預測到2030年,中國城市垃圾年產總量將達到4.09億噸,城市廢水、垃圾總量增速堪比當前國家GDP增長速度。而城市空氣污染問題,根據國家統計年鑒顯示的31個主要城市2012年主要廢氣污染物排放統計數據,這些城市年均二氧化硫排放11.19萬噸,氧氮化物14.36萬噸,煙塵5.28萬噸。而同年北京的上述三種廢棄污染物排放分別為9.38萬噸、17.75萬噸和6.68萬噸,PM10年均值每立方109微克,2013年北京PM2.5年均值是每立方90微克。根據2012年國家頒布的空氣質量新標準,PM2.5年均值達到每立方米35微克以下才算二級良好水平。
責任編輯:大云網
免責聲明:本文僅代表作者個人觀點,與本站無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本站證實,對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,并請自行核實相關內容。
我要收藏
個贊
-
權威發布 | 新能源汽車產業頂層設計落地:鼓勵“光儲充放”,有序推進氫燃料供給體系建設
2020-11-03新能源,汽車,產業,設計 -
中國自主研制的“人造太陽”重力支撐設備正式啟運
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
探索 | 既耗能又可供能的數據中心 打造融合型綜合能源系統
2020-06-16綜合能源服務,新能源消納,能源互聯網
-
新基建助推 數據中心建設將迎爆發期
2020-06-16數據中心,能源互聯網,電力新基建 -
泛在電力物聯網建設下看電網企業數據變現之路
2019-11-12泛在電力物聯網 -
泛在電力物聯網建設典型實踐案例
2019-10-15泛在電力物聯網案例
-
權威發布 | 新能源汽車產業頂層設計落地:鼓勵“光儲充放”,有序推進氫燃料供給體系建設
2020-11-03新能源,汽車,產業,設計 -
中國自主研制的“人造太陽”重力支撐設備正式啟運
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
能源革命和電改政策紅利將長期助力儲能行業發展
-
探索 | 既耗能又可供能的數據中心 打造融合型綜合能源系統
2020-06-16綜合能源服務,新能源消納,能源互聯網 -
5G新基建助力智能電網發展
2020-06-125G,智能電網,配電網 -
從智能電網到智能城市