基于能源品位的北京市能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)調(diào)整研究

蒙　攀　姚　飛

摘要：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整使北京市節(jié)能減排取得了一定的效果，而在今后產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及工業(yè)布局變化不大的格局下，節(jié)能減排主要依賴于對(duì)能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及技術(shù)進(jìn)步。文章提出能源品位的概念，并提出基于能源品位的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)調(diào)整策略，闡明能源品位在優(yōu)化北京市能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)中的作用，同時(shí)構(gòu)建與之相適應(yīng)的綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)體系。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減排：能源品位：能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)

一、引言

北京市節(jié)能減排隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，相對(duì)國內(nèi)其他城市已處于領(lǐng)先位置。在今后產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定、工業(yè)布局變化不大的情況下，依靠產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及“以退促降”的工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整逐漸顯得空間有限，節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置將主要依賴于能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步。

對(duì)于整體或局部的某個(gè)用能領(lǐng)域的能源供應(yīng)，無論以源頭能源品種劃分還是以終端能源劃分來對(duì)能源進(jìn)行配置，都不能全面體現(xiàn)有限資源充分利用、節(jié)能、環(huán)保及高效利用的理念，甚至對(duì)能源安全造成威脅。建立一個(gè)合理的基準(zhǔn)劃分不同能源，并按照這個(gè)基準(zhǔn)配置能源，是優(yōu)化能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，也是能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)調(diào)整面臨的主要問題。

在化工熱力學(xué)中，按照品位來劃分能量可很好地解決配置不同質(zhì)的能量的問題，如果借助于品位的概念，進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)展，利用品位劃分不同能源，進(jìn)而按照品位高低配置不同能源，可成為一種合理、有效地優(yōu)化能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)的方式。

基于以上背景，本文提出基于能源品位的北京市能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)調(diào)整理念，并構(gòu)建能源品位評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為北京市各行業(yè)的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供一種參考依據(jù)。

二、北京市節(jié)能減排的發(fā)展趨勢(shì)——能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)調(diào)整

(一)依靠產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的空間變得較為有限

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及工業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整在北京市已取得良效。然而，北京市的節(jié)能減排優(yōu)勢(shì)是否能得以延續(xù)，值得去思考與探索。北京已逐漸發(fā)展成為國際大都市，尤其是奧運(yùn)會(huì)的成功舉辦，更加速了這一進(jìn)程，北京市第三產(chǎn)業(yè)的比重已空前擴(kuò)大。放眼全球，大多數(shù)的世界大都市第三產(chǎn)業(yè)比重均保持在70％左右，如東京73％，巴黎68％，紐約86.7％，倫敦85％。北京市第三產(chǎn)業(yè)比重目前已達(dá)72.1％，三產(chǎn)比重會(huì)進(jìn)一步提升，但提升空間已不如以前，依靠產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整降低能耗的發(fā)展空間較為有限；另外，隨著首鋼搬遷與焦化廠的停產(chǎn)。今后，這種“以退促降”空間也十分有限。

(二)優(yōu)化能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)將成為新時(shí)期節(jié)能減排的主要手段

雖然產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來了萬元GDP能耗全國最低的成績，但結(jié)構(gòu)性能源的緊缺局勢(shì)卻持續(xù)嚴(yán)峻，其中以電力、天然氣供應(yīng)的高緊缺度最為典型。

1、電力供應(yīng)自給率逐年下降。以2007年為例，北京市全社會(huì)用電量達(dá)到675.1億kWh，比上年增長9.1％，增速與2006年持平，但自給率持續(xù)降低?？傮w上，自2001年以來北京市發(fā)電自給率已逐年降低，北京市電力供應(yīng)緊缺程度一度上升。

2、天然氣。天然氣供應(yīng)方面，2008年北京市天然氣消費(fèi)已突破70億m³，業(yè)內(nèi)人士也表示天然氣用量突破120億m³的高峰期(預(yù)計(jì)在2020年)將提前來臨，而國內(nèi)天然氣供需形勢(shì)依然偏緊，存在供需缺口不低于100億m³，北京市天然氣消費(fèi)已在國內(nèi)城市中高居首位且自給率為零。

北京市由于自身能源匱乏及經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展等因素，能源供應(yīng)外調(diào)程度穩(wěn)居全國城市首位，長期以來能源供應(yīng)94％依賴外調(diào)，而近年來能源消費(fèi)的較高增速更是加劇了結(jié)構(gòu)性能源的緊缺，在能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化勢(shì)在必行，另外，煤炭加工利用技術(shù)近年來已取得可觀進(jìn)展，國家對(duì)煤炭清潔轉(zhuǎn)化利用的重視也促使北京市有關(guān)部門開始關(guān)注發(fā)展煤炭領(lǐng)域工程服務(wù)業(yè)，利用技術(shù)進(jìn)步服務(wù)北京，輻射國內(nèi)。業(yè)界普遍認(rèn)為，由于結(jié)構(gòu)性能源的持續(xù)緊缺，在未來北京市能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中，應(yīng)將能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)調(diào)整作為節(jié)能減排的主要手段。

三、獨(dú)特的視角——能源品位

如何實(shí)現(xiàn)合理、優(yōu)化的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，按照目前從能源供應(yīng)的源頭或終端考慮可分別得出基于源頭或基于終端的兩種配置方式，二者雖各有所長，但其中任意一種都存在一定的缺陷，因此，本文以能源品位為獨(dú)特的視角，提出基于能源品位的能源配置方式，全面考慮源頭與終端的需求，為能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供一種合理、可行的方法。

(一)基于源頭或基于終端的局限

1、基于源頭的能源配置。即主要從能源產(chǎn)生的源頭上考慮能源供應(yīng)。從源頭將能源可按一次能源的劃分方式來進(jìn)行分類，可分為煤炭、石油、天然氣、可再生能源幾大類。基于源頭考慮能源供應(yīng)，則主要涉及到能源的供應(yīng)安全、供應(yīng)成本問題，如北京市石油供應(yīng)從源頭就必須考慮供應(yīng)源、供應(yīng)管道、成本等問題。

2、基于終端的能源配置。即按照能源在利用終端存在的不同形式來考慮能源供應(yīng)，源頭產(chǎn)生的能源經(jīng)過各種加工或轉(zhuǎn)化之后，可稱為終端能源，如各種煤基燃料、石油基燃料以及電力等(根據(jù)終端用戶需要，某些能源未經(jīng)轉(zhuǎn)換也可直接用于終端利用，也可算上終端能源，如原煤)。基于終端考慮能源供應(yīng)，則主要涉及到終端能源的利用便利程度、利用效果等問題，如電力的使用對(duì)千家萬戶來說就十分便利，在很多情況下插上電源即可，并且使用過程無污染。

總之，對(duì)于能源的供應(yīng)，如果單從源頭來考慮，則主要側(cè)重于關(guān)注使用某種能源時(shí)供應(yīng)是否安全及便利等方面的問題，而容易忽略能源利用是否高效、清潔；同樣，如果單從終端的角度來考慮，則主要側(cè)重于關(guān)注于使用某種能源時(shí)終端使用是否便利、高效及先進(jìn)等方面的問題，而易于缺失對(duì)能源供應(yīng)安全、使用成本方面等方面的考慮。

因此，單從源頭考慮或單從終端考慮都不是全面看問題的有效方式，而如果綜合兩者考慮，有時(shí)也很難區(qū)分到底以誰為主合適，在這方面也沒有相關(guān)可靠的標(biāo)準(zhǔn)或依據(jù)可循。將二者進(jìn)行統(tǒng)一，更為全面地劃分能源，是進(jìn)一步配置能源的依據(jù)，是優(yōu)化能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。

(二)能源品住——全面考慮源頭與終端

為了優(yōu)化能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，本研究提出一種獨(dú)特的視角——能源品位，利用能源品位而非能源品種對(duì)能源進(jìn)行劃分，進(jìn)而配置能源。

本研究中按照品位劃分能源并依據(jù)能源品位配置能源的理念源于理工學(xué)科基礎(chǔ)研究中的化工熱力學(xué)，該學(xué)科研究表明，傳統(tǒng)意義上，能量有著相同的量綱，很自然地體現(xiàn)能量的“量”，如能量都可以用焦耳作為單位來計(jì)量。但僅以此方式區(qū)分能量忽略了不同形式能量“質(zhì)”的不同，通過不少例子可反映出數(shù)量相等的能量其做功的能力卻不相同，如等值的電能與熱能、等值的高壓蒸汽和低壓蒸汽，所能做的機(jī)械功明顯不相同。因此，品位的概念由此誕生，表示數(shù)量相同的能量不同的做功能力，體現(xiàn)能量的“質(zhì)”。通過品位，反映了能量中“量”與“質(zhì)”的統(tǒng)一。

化工熱力學(xué)中，能量傳遞主要是以功和熱為主要形式，由于功可以全部轉(zhuǎn)化為熱，熱只能部分轉(zhuǎn)化為功，因此，以熱能為主要研究對(duì)象，對(duì)處于不同溫位的熱能。根據(jù)熱力學(xué)第二定律的原則，應(yīng)按照其品位的高低對(duì)進(jìn)行梯級(jí)利用，高品位的熱能用于高端領(lǐng)域，低品位的熱能用于低端領(lǐng)域，以達(dá)到合理用能的目的。借助于以上理工學(xué)科中的研究成果，本研究將品位的概念擴(kuò)展至實(shí)際的能源配置當(dāng)中，為能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供一種方法。

不同能源之間不僅有量的差異，更有能源品位的差異，筆者將能源品位定義為能源可利用于不同領(lǐng)域的能力。

通過建立能源品位的概念并基于能源品位的能源配置，從源頭上考慮不同能源熱值高低，從終端利用考慮能源可用性強(qiáng)弱，綜合反映能源可利用于不同領(lǐng)域的能力，使得在考慮滿足終端用能要求的前提下，源頭上供應(yīng)更充足、成本更低廉的能源更應(yīng)該得以利用，從而協(xié)調(diào)源頭與終端的矛盾。

四、能源品位綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

經(jīng)過大量的文獻(xiàn)資料查閱及專家咨詢，筆者在嚴(yán)格把握能源品位定義的基礎(chǔ)上，從能源、效率、政策及環(huán)境等方面人手，確定了能源品位綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。整個(gè)指標(biāo)體系由綜合指標(biāo)、一級(jí)指標(biāo)、二級(jí)指標(biāo)、三級(jí)指標(biāo)組成。指標(biāo)體系詳見表1。

五、結(jié)束語

基于能源品位進(jìn)行能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整是一種資源優(yōu)化配置的策略，為今后的政府決策提供了一種科學(xué)的理念，同時(shí)，能源品位的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系也為評(píng)價(jià)工作的切實(shí)、可行做出了貢獻(xiàn)。