上海市節能路線圖研究

編者按:新年伊始，我們向讀者奉上第一個專欄。此專欄是從上海市清潔能源中心牽頭并執筆，有關科研院所、企業單位和社會團體參與共同完成的上海市科研課題報告中節選改編的一組文章,本刊征得編寫單位同意發表.報告在調查本市有關重點用能企業節能狀況的基礎上,參照國內外先進節能技術和管理模式,創新提出了節能減排路線圖和建立節能減排創新體系的設想以及有關政策支持訴求,對于“十二五”規劃期間的節能減排工作有較好的參考價值,期望引起廣大讀者的興趣和有關方面的重視,使其在實際工作中發揮應有的作用.由于報告篇幅較長,本刊擬分二次編發。

1 研究思路與方法

首先，根據上海市能源利用的基礎數據情況，繪制上海市能源流動圖。其次，按照能源的流動程序，將整個能源消費劃分為三個環節（開采環節、中間環節、終端利用環節），并綜合考慮技術改進、能源結構調整、產業結構調整和能源政策等影響能源利用效率的主要因素。通過情景分析，利用自底向上的的模型思路，計算得出上海市的節能潛力。由此，按照“十一五”期末實現節能20%的目標，提出技術改進、能源結構調整、產業結構調整和能源政策的實施方案，從而繪制上海市的節能路線圖(見圖1)。

1.1 能源流動圖

能源流動圖是一個國家、地區、部門或企業的能源統計數據的一種綜合表現方式，以其直觀、形象等優點，在國際上得到廣泛的應用。

能源流動圖是以網絡的形式由左向右直觀描述能源系統的一種方法，由圖形、數據和文字構成。左側從能源出發，反應一次能源使用的比例、數值等情況；中間以不同能源品種為主線，反應相應能源在利用生命周期中的具體流向，體現加工轉換成二次能源和直接利用等情況；右側體現二次能源（包括一次能源的直接利用）的終端分配利用情況。

1.2 上海市節能路線圖

1）分析條件與情景設定

為實現“十一五”期間的節能20%的目標，通過一定的情景設定即可得到“十一五”期間各年的節能總量以及能耗下降情況。

（1）前提條件和假定條件

前提條件1：節能量的計算以2005年的能源經濟數據為基礎數據；

前提條件2：情景分析中的能源利用技術和政策水平以2007年為基準。

假定條件1：根據《上海市國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》及上海市第十三屆人民代表大會第二次會議（2009）中的《政府工作報告》中對上海市經濟發展水平的預測數值，本文將2009、2010年的GDP年均增長率假定為9%；

假定條件2：根據近年上海市能源消費彈性系數發展趨勢以及《上海市節約能源“十一五”規劃》將能源消費彈性系數假定為0.6。

（2）情景設定

為進行量化分析，將生產能力分為兩部分：新增資本和存量資本。其中存量資本中考慮生產能力的替換和更新，又分為更新資本和保留資本。

①.基準情景（BAU）。按照目前（2007年）的經濟發展趨勢和能源利用水平，保持現有速度發展。

②.技術改進情景（T）。所有新增資本和存量資本的單位產品能耗均達到國際（國內）先進水平。

③.適度干預情景（T&P）。在情景T的基礎上，通過政府層面對能源發展采取適度干預的政策，包括能源結構調整政策、產業結構調整政策、能源稅收政策等相關的節能政策。

節能量的數值計算需要各情景內的參數進行量化，具體參數設定見后文。

2）分析方法

通過能源流程中的網絡模塊劃分，在十五個子部門中各自選取具有代表性的比較參數，以比較參數的變化反應至具有代表性的子部門，分別計算子部門的節能量，并提出相應的節能措施，進而逐步反饋至“三個環節”，最終得到整個上海市的節能潛力和節能路線圖。

（1）比較參數的計算

比較參數計算公式如下：

（2）節能量的計算

節能量計算公式如下：

按照網絡模塊劃分中的三個環節，節能量分別記為開采環節節能量△Ek、中間環節能量△Ej、終端利用環節節能量△Ez。則在考察期內（N年）的節能量為：

（3）節能路線圖

通過分析各個子部門的主要節能技術和節能政策對相關參數的影響，結合能源結構調整和產業結構調整，制定出節能措施的實施方案，從而完成節能路線圖。

2 研究結論

2.1 上海市能源流動圖

根據能流圖的要求及上海市能源數據整理，繪制的上海市能源流動圖（綜合）如圖2所示。

2.2 上海市節能潛力

1）能源利用效率與能源政策所形成的節能潛力

在前提條件1和2下，參照假定條件1和2，利用公式1和2，可以計算十五個子部門的節能潛力。按照十五個子部門在分別在各自行業中能源消耗的比重計算七個行業的節能潛力，進而得到三個環節的節能潛力，即整個上海市的節能潛力。

根據開采環節、中間利用環節、終端利用環節的節能量，計算得到2010年上海市節能量和能耗下降率如表1所示。

表1 2010年上海市節能量和能耗下降率

取2005年的綜合能源消費為對比情景，即“十一五”期間不加入任何對存量資本的技術改造以及節能促進政策，綜合能源能源消費量按照2005年的的增長速度12.25%增加，則各種情景模式下的綜合能源消費量對比情況如圖3所示。

由圖3和上述分析結果得到結論如下：

（1）對比情景

完全按照2005年的經濟能源發展態勢，“十一五”期間不對任何存量資本進行節能技術改進和政策干預，則到2010年上海市的綜合能源消費量將達到15580.59萬噸標準煤；

（2）BAU情景

以2007年的經濟能源發展態勢，“十一五”期間不對任何存量資本進行節能技術改進和政策干預，即取SE=100%，SR=0%，SN=0%，則到2010年上海市的綜合能源消費量將達到14946.02萬噸標準煤，年綜合能耗量節能634.57萬噸標準煤（以2005為參照點），單位產品/服務綜合能耗下降6.16%。

在BAU情景下，對2010年貢獻比重最大的主要為石油、煉焦及核燃料加工業，居民生活,交通運輸、倉儲及郵政業，比重分別為23.61%，18.43%和16.20%。

（3）T情景

“十一五”期間通過對一定的存量資本的技術改進，無高能效新增資本加入，即取SE=90%，SR=10%，SN=0%，則到2010年上海市的綜合能源消費量將達到1422.56萬噸標準煤，年綜合能耗量節能1359.04萬噸標準煤（以2005為參照點），單位產品/服務綜合能耗下降12.52%。

在T情景下，對2010年貢獻比重最大的主要為石油、煉焦及核燃料加工業，交通運輸、倉儲及郵政業和黑色金屬冶煉及壓延加工業，比重分別為29.09%，20.83%和16.93%。

（4）T&P情景

“十一五”期間通過對一定的存量資本的技術改進，適度的能源經濟政策刺激，使新增資本達到國際（國內）先進水平，即取SE=80%，SR=10%，SN=10%，則到2010年上海市的綜合能源消費量將達到13255.34萬噸標準煤，年綜合能耗量節能2225.23萬噸標準煤（以2005為參照點），單位產品/服務綜合能耗下降19.46%。

在T&P情景下，對2010年貢獻比重最大的主要為石油、煉焦及核燃料加工業，交通運輸、倉儲及郵政業和黑色金屬冶煉及壓延加工業，比重分別為38.23%，19.68%和15.43%。

綜上所述，石油、煉焦及核燃料加工業，交通運輸、倉儲及郵政業，黑色金屬冶煉及壓延加工業和居民生活是促進上海市實現“十一五”節能目標的四個關鍵領域，在能源利用效率提高與能源政策方面，應重點推動這四個行業的節能，以更加有效的對能源消費總量進行控制。

2）結構調整所形成的節能潛力

根據能源強度的定義，其主要是受到能源消費總量和經濟總量的控制。按照三次產業進一步細分可得，

式中，ei為第i次產業的能源強度，gi為第i次產業產值占國內生產總值的比重，i=1～3。

由此結構調整形成的節能潛力為：

根據上海市各產業能耗數據可計算得到，第二產業的比重下降1%，相應的第三產業的比重上升1%，會促進能耗下降0.74%，反之亦然。

按照《上海市能源發展“十一五”規劃》中提出的“進一步推動產業升級，加快形成以服務經濟為主的產業結構，大力發展低能耗高附加值產業，降低高能耗產業的比重，加快提高工業附加值率”能源發展任務，對“十一五”期間的產業結構做如下情景設定。

一般推動情景：假定到2010年，在一般能源政策推動下，第三產業的比重達到55%，第二產業比重降為44.2%，第一產業比重不變維持0.8%；

強力推動情景：假定到2010年，在強力能源政策推動下，第三產業的比重達到60%，第二產業比重降為39.2%，第一產業比重不變維持0.8%。

根據標準情景，則在一般推動情景和強力推動情景的發展模式下，分別促使“十一五”期末（2010年）能耗下降1.78%和5.48%，如圖4所示。

綜合上述分析，在一般推動作用下第三產業比重增加2.4%，第二產業比重相應降低2.4%，使得2010年上海市綜合能源消費量下降211.23萬噸標準煤，帶來1.78%的節能貢獻量；在強力推動的情景下第三產業比重增加7.4%，第二產業降低7.4%，使得2010年上海市綜合能源消費量下降868.83萬噸標準煤，帶來5.48%的節能貢獻量。

3）節能實施方案

方案一：在能源利用效率提高和能源政策推動中的BAU情景模式下，需要產業結構調整提供13.84%的節能貢獻量，即第三產業比重需提高到70.7%，相應的第二產業 比重需要降低到28.5%，“能源利用效率提高和能源政策推動”和“產業結構調整”對“十一五”節能目標的貢獻比重分別為30.8%和69.2%；

方案二：在能源利用效率提高和能源政策推動中的T情景模式下，需要產業結構調整提供7.48%的節能貢獻量，即第三產業比重需提高到62.71%，相應的第二產業比重需要降低到36.49%，“能源利用效率提高和能源政策推動”和“產業結構調整”對“十一五”節能目標的貢獻比重分別為62.6%和37.4%；

方案三：在能源利用效率提高和能源政策推動中的T情景模式下，需要產業結構調整提供0.54%的節能貢獻量，即第三產業比重需提高到53.33%，相應的第二產業比重需要降低到45.87%，“能源利用效率提高和能源政策推動”和“產業結構調整”對“十一五”節能目標的貢獻比重分別為97.3%和2.7%；

《上海市國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》中對產業結構提出的“到2010年，逐步形成服務經濟為主的產業結構”的要求，因此從產業結構調整角度出發，方案二更具有現實可行性。