覃承禹,葉宏偉,王 釗,陳卓倫,張宇翔,彭 蓉
(1.深圳市前海能源投資發展有限公司,廣東 深圳 510000;2.華南理工大學 建筑設計研究院,廣州 510641)
◆能效與負荷管理◆
我國區域能源規劃發展現狀及《民用建筑區域能源規劃規程》的編制要點
覃承禹1,葉宏偉1,王釗2,陳卓倫2,張宇翔2,彭蓉2
(1.深圳市前海能源投資發展有限公司,廣東 深圳510000;2.華南理工大學 建筑設計研究院,廣州510641)
1979—2009年我國的能源消耗彈性系數一直在接近“1”的高位,粗放的經濟增長模式的一個主要表現就是高能耗,這就使得經濟增長必須依靠能源消耗的增長來維持。
傳統以煤為主的能源結構在消耗大量能源的同時,使得環境日益惡化。環境的破壞及惡化已經嚴重地影響了社會的日常生活甚至人民的健康和安全。對比當今世界各國的經濟發展與能源消耗的實際情況,中國的經濟發展對資源的浪費巨大,對環境的破壞驚人。資源的浪費、環境的破壞都是不可逆的,或者要付出幾代人的代價才能修復。因此近十幾年來,節能減排、改善環境的工作受到從中央到地方政府的高度重視,在新建、改建能耗項目中對能源消耗和單位GDP能源消耗都提出了明確的節能降耗要求。解決這些問題的主要途徑就是發展清潔能源、利用可再生能源以及提高能源利用效率。
目前,各地政府為促進經濟增長,其規劃建設的新城區大都規模巨大,例如:中部地區某省會城市的一個新建小區的建筑面積就達到1 700萬m2。
有些地區政府還結合當地的資源或其他優勢,規劃建設不同主題的工業區,招商引資促進本地經濟的發展,但這些新城區和工業區面臨著2個基本的問題:一是如何解決能源供應;二是如何提高能源利用率。
區域能源規劃是指在一定的區域范圍內,對區域內的各種能源生產、供應以及消費進行科學的綜合研究和分析,提出科學合理的解決方案,其重點是能源供應和能源消耗環節,目的是提高能源的利用效率,降低區域內的能源消耗,通過科學用能、合理用能、綜合用能來實現節能減排。
區域能源涵蓋能源消耗的三大領域:工業領域、交通領域、建筑領域。廣義上的區域能源涵蓋整個社會的能源生產、供應、消耗的全過程,具體表現在城市規劃建設領域主要包括:區域能源規劃,區域集中供冷、供熱,區域供電,冷熱電聯供(分布式能源),可再生能源的技術,水源熱泵技術,地源熱泵技術等。其中區域能源規劃是區域能源的主要落腳點,同時又可以包含上述的各項工作,也可以單獨實施,例如:在廣州大學城、珠江新城、前海深港合作區內區域供冷都是單獨規劃建設的。
集中供熱規劃已有近百年的發展歷史,但針對為滿足一定區域的能源需求、能源供應和能源高效利用的能源專項規劃設計僅有十幾年的歷史。
2003年完成的廣州大學城能源規劃是國內第一個較全面、系統的專項能源規劃。大學城區域能源規劃以區域供冷系統為切入點,規劃了區域供冷系統、分布式能源系統、集中生活熱水系統、單體建筑節能等共4項主要節能建設項目,也規劃了太陽能發電、風能利用作為展示性項目,用于教育在校大學生,使其對多種能源的利用技術建立初步的認識。
隨后的十幾年間,國內許多地方的城市規劃建設均開展了不同側重點或多方位的能源規劃設計實踐,使其逐步成為城市規劃設計的內容之一。
目前在區域能源規劃專項研究中,研究內容和研究深度均存在較大的差異,主要涵蓋的內容包括以下幾個方面:①包括工業、城市交通、民用建筑等方面的全面、宏觀的能源規劃;②以分析建筑能耗和解決建筑用能為主的能源規劃,涉及供冷、供熱,燃氣冷熱電聯供,水源、地源熱泵,太陽能利用和其它可再生能源的利用等;③專項的能源規劃,例如:分布式能源系統(涉及發電、區域供冷供熱);針對規劃區域特有的自然條件,研究水源熱泵技術的應用或地源熱泵技術的應用等。
目前國內已實施的區域能源規劃大致分2類。
(1)涵蓋了交通、工業、建筑等的區域能源規劃。這類規劃要求決策的政府級別一定要較高才有實施的可能,而且規劃的內容涉及的專業領域較多,對多種能源生產、應用及節能手段、技術要有專業的研究,較難由單一的單位完成。此外,還要求政府主管部門組織不同領域的部門單位分工合作,才能編制出科學合理、可實施性強的規劃,形成指導性的意見。
工業和交通領域能源規劃的技術性強,投資、建設、運營管理的專業性強,對資本的需求量大。現階段大多以行業為主編制專項規劃,如統一歸納到能源規劃的工作范圍內,則難以滿足實際需要。
(2)建筑區域能源規劃。
這類專項能源規劃目標明確,以民用建筑為主,且有如下特點:①規劃編制部門對項目有實際的控制能力,能保證項目的深入研究和落實;②與能源生產的上游產業和消耗終端間關系明確;③編制規劃的人員具有用戶端能源利用的專業知識,對各種應用的技術及用能設備充分了解,能使規劃方案技術可行、經濟合理。
區域能源規劃是對規劃區域內一定時間階段內各種能源形式綜合利用指出指導性意見,主要目的是提高能源利用率、降低城市運行成本、實現城市的可持續發展。根據能源規劃分析區域內主要的能源來源,確定多種能源利用形式及能源綜合利用方案,提出指導性意見。
城市新區及各類工業園區的建設,對冷、熱、電、氣等能源需求量增加,主要體現以下幾個方面:①能源結構調整與地方經濟發展對能源的需求不斷增長;②各級政府對節能減排指標的考核和對能源消耗總量的控制;③低碳、綠色、環保的建設觀念逐漸在實際工作中得到落實;④能源企業自身發展和結構轉型的需要。
解決當前環境污染狀況和經濟發展的矛盾,除了在降低現有能源消耗上做工作外,我國能源發展的主要出路基本以核電、水電、天然氣或頁巖氣等的各類清潔能源利用為主。由于環保的嚴格要求,各地政府對煤電的發展都采取限制或逐漸壓縮減少的政策,近期某特區城市由發改委批準建設的大型煤電機組,都因環境保護和市民的強烈反對而中止建設。
在城市新區和工業園區建設中著力發展分布式能源,特別是冷熱電聯供的分布式能源,是未來幾十年內經濟建設中解決能源增長需求的一個有效手段,因此幾大電力企業都重點在全國各地布局、建設分布式能源站。
區域能源規劃已成為許多地區城市規劃建設中不可缺少的部分,需要一個具有明確能源規劃范圍、內容、目標及具體技術方案的規程去指導相應的工作。
初步確定以下的內容為《民用建筑區域能源規劃規程》的主要章節。
(1)說明制定區域能源規劃總體原則。主要內容:確定編制依據,確定編制方法,在主要原則中明確工作重點。例如:明確該規劃是宏觀、指導性還是專題、專項的能源規劃。
(2)確定能源規劃的目標。在規劃中要明確可再生能源、清潔能源在規劃區域內占總能源供應的比例,有條件的應量化能源消耗的主要指標。可以與經濟發展相近地區進行橫向對比,選擇先進地區為達到的目標,用目標確定能源規劃確定的指標,控制總體的能源消耗量。
(3)對現狀進行說明。編制規劃基礎工作就是對現狀要有充分的了解,分析當前的實際情況,對制定規劃目標就有指導的實際作用。因為一個地區的消費習慣、能源構成、人員素質、管理水平等對能源規劃的落實起到決定性的作用,目標要先進,但不能脫離實際。
(4)對規劃區域內各類用能進行統計分析。通過對能源現狀分析,能源消耗統計、分類,對能源消耗的存量和規劃建設的增量部分厘清其相互關系,對不同用能品位進行分析。
(5)說明規劃區域的能源供應情況。應對規劃區域內及周邊可以利用的能源現狀進行調查和統計,明確區域內及周邊的能源供應情況,結合規劃區域內能源消耗新增用量和供應增量,重點分析供需的平衡關系。
(6)結合能源規劃,明確能源消耗主體的節能要求。通過能源規劃明確能源的供應、消耗間的平衡,量化數據,以減少增量或減少能源消耗為優選的基本技術路線,合理壓減消耗量,特別是增量部分。促進在消耗側應用新技術,減少日常消耗是實現長期節能減排的基礎條件。
(7)制定規劃區域內能源高效利用的規劃方案。能源高效利用是節能減排的核心,因為生活水平的提高、社會總體能源消耗的增加是一個中長期的過程,特別是在我國城市化進程中,這種情況更加突出,因此,在能源消耗不斷增加的過程中,將重點放在提高能源利用率上是正確的解決方案。
提高能源利用效率的幾個基本原則是:溫度對口、品位對應、梯級利用、綜合利用和集成用能。
(8)制定可再生能源利用的規劃方案。主要內容有:①明確可再生能源利用的條件和目標;②分析可再生能源利用技術可行性和制定方案;③制定各類地表水、淺層地下能源、風力發電、太陽能利用等總體規劃,因地制宜,合理利用。
(9)確定能源供應系統方案的規劃。主要內容有:①制定分布式能源站及冷熱電聯供規劃;②制定區域集中供熱、供冷系統規劃;③制定集中生活熱水系統規劃;④制定蓄能技術應用及規劃。
(10)在規劃中明確擬采用的技術方案對環境及周邊區域節能減排的影響。
(11)對區域能源規劃中主要技術方案和建設方案進行初步技術經濟分析。
(12)制定規劃的實施進度,明確哪些技術成熟部分可在近期落實,哪些技術應在中長期發展規劃經進一步研究后落實。
(13)能源系統運營機制的研究并制定規劃。主要內容有:①引進區域能源服務運營公司的運營模式;②進行區域能源系統開發建設運營方案的分析;③討論新的市場機制,促進節能減排。
區域能源規劃在各地已有多個實施案例。這些實踐案例綜合考慮規劃區域內的能源條件、建筑的用能特點、氣候條件等多方面因素,合理規劃能源供應,取得了顯著的效益,實現了節能減排。D
Current situation of China's regional energy development planning and the compilation point of regional civil building energy planning procedures
QIN Cheng?yu1,YE Hong?wei1,WANG Zhao2,CHEN Zhuo?lun2,ZHANG Yu?xiang2,PENG Rong2(1.Shenzhen Qianhai Energy Investment Development Co.,Ltd.,Shenzhen 510000,China;
2.Technology Institute of Architectural Design,South China University,Guangzhou 510641,China)
通過分析國內能源結構調整的實際情況,介紹了區域能源規劃的概念和編制區域能源規劃的必要性。結合近年來區域能源規劃的工程實踐,介紹了《民用建筑區域能源規劃規程》的主要編制內容。
能源規劃;區域性;能源綜合利用;能源利用效率
Through the analysis of the actual situation of do?mestic energy structure adjustment,this paper introduces the concept of regional energy planning and the necessity of the establishment of regional energy planning.Combined with the engineering practice of the regional energy planning in recent years,it introduces the main contents of the regional civil building energy planning procedures.
energy planning;regional;comprehensive utiliza?tion of energy;energy efficiency
TU111.195;TK019
E
2015-08-26