能源規(guī)劃

城鎮(zhèn)化與能源革命

  1 前言
 
  “十八大”報告在強調(diào)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式,實現(xiàn)綠色、低碳、科學(xué)發(fā)展中,指出了城鎮(zhèn)化與能源革命這兩個今后中國經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵問題。城鎮(zhèn)化是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式最重要的一個主戰(zhàn)場。我國30 余年來經(jīng)濟快速發(fā)展, 城市國有土地資源所剩無幾;數(shù)億為城市建設(shè)做出了重大貢獻的“農(nóng)民工”享受不到城市居民的權(quán)利,“根”還在農(nóng)村,從而形成了舉世罕見的“春運潮”。下一步的發(fā)展和實現(xiàn)“小康”
 
  對延續(xù)了幾十年的城鄉(xiāng)二元化和土地雙軌制提出了質(zhì)疑,需要一輪新型的城鎮(zhèn)化來加以解決。對30余年中國經(jīng)濟總量翻番貢獻最大的重化工業(yè),包括鋼鐵、有色冶金、建材、石油化工等的增長速度遠遠超過輕工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的增速。目前,中國鋼鐵占全球的比重已超過50%,水泥占比為60%,燃煤已超過世界的一半,二氧化碳排放量超過80×108t,年增排放量占世界總增長量的70%。近日我國中東部地區(qū)的霧霾天氣,直接引發(fā)了民眾對高碳排放煤炭、石油占一次能源比重高達87%而導(dǎo)致的PM2.5嚴(yán)重超標(biāo)的關(guān)注。城鎮(zhèn)化與能源革命已成為新的經(jīng)濟增長模式的兩翼,并且相輔相成、密切關(guān)聯(lián)。
 
  當(dāng)今中國的城鎮(zhèn)化包括兩個方面, 一是現(xiàn)有大、中城市周邊的新開發(fā)區(qū),二是原來以農(nóng)業(yè)為主的地區(qū)走向工業(yè)化所形成的中心城鎮(zhèn)。在當(dāng)前嚴(yán)峻的能源環(huán)境形勢下,兩者都需要通過能源革命提供有效的能源供應(yīng)保障。
 
  2 現(xiàn)有大、中城市周邊的新開發(fā)區(qū)是城鎮(zhèn)化的主力現(xiàn)有大、中城市,特別是幾十個大城市,在經(jīng)歷了30 余年的快速發(fā)展之后, 國有土地幾乎已經(jīng)開發(fā)殆盡,極度缺乏新的發(fā)展空間。今后,特別是從現(xiàn)在到2020 年,經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,需要結(jié)合土地制度改革,在城市近郊規(guī)劃和建設(shè)一大批規(guī)模為幾十平方千米的新開發(fā)區(qū)。僅筆者接觸到的就有廣州市的“蘿崗中心區(qū)”、“中新知識城”、“南沙新區(qū)”、“白云新區(qū)”,佛山市的“順德西部生態(tài)工業(yè)園區(qū)”、“三水工業(yè)園”,清遠市的“華僑產(chǎn)業(yè)園”、順德—英德“產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移園”,深圳市的“光明新區(qū)”、“坪山新區(qū)”、“坪地低碳城”,珠海市的“橫琴新區(qū)”,湖南長沙西北部的“長沙高新區(qū)”、株洲西部的“株洲職教城”(均包括在“長株潭兩型示范區(qū)”中),以及陜西西咸新區(qū)的“灃西新城”,武漢市的“東湖自主創(chuàng)新示范區(qū)”,沈陽市的“沈北新城”,北京市的“未來城”,青島市的“中德生態(tài)園”,上海浦東新區(qū)的“張江高科技園區(qū)”等等。這些新開發(fā)區(qū),也是這些城市從“十二五”
 
  到2020 年發(fā)展增量經(jīng)濟的主戰(zhàn)場。新區(qū)規(guī)劃的模式與過去30 余年以老城區(qū)為核心、不斷向外擴張的“攤大餅”式的發(fā)展模式有所不同,具有以下幾個共同特點:
 
  ① 重視產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型,重點發(fā)展先進制造業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)、新能源新材料產(chǎn)業(yè)、生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、總部經(jīng)濟和高端服務(wù)業(yè)(如法律、會計、金融、股票、期貨等),而且各有側(cè)重,不再是什么產(chǎn)業(yè)都搞,“招商引資,來者不拒”,而是轉(zhuǎn)型升級的“騰籠換鳥”。
 
  ② 新區(qū)的工業(yè)、商業(yè)中心(CBD)和居住區(qū)三類
 
  功能區(qū)以產(chǎn)業(yè)發(fā)展和土地使用為龍頭,總體、高標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)籌規(guī)劃,合理布局,以2020 年為目標(biāo)年,分階段依次開發(fā)。并且同步規(guī)劃市政設(shè)施和水、電、燃氣供應(yīng),注重生態(tài)、綠色、環(huán)保。
 
  ③ 配合即將開展的戶籍制度改革,新城區(qū)、新產(chǎn)業(yè)將為進城務(wù)工農(nóng)民、新畢業(yè)的大中專學(xué)生提供數(shù)以千萬計的就業(yè)機會和保障房、廉租房;逐步改革城鄉(xiāng)二元化格局,進城務(wù)工農(nóng)民不再是住在“城中村”里的“農(nóng)民工”,而與老城區(qū)原居民一樣,是享有同等市民權(quán)利和所有市政設(shè)施服務(wù)的新市民。
 
  ④ 鑒于上述, 在新區(qū)里要配套建設(shè)為所有市民服務(wù)的傳統(tǒng)第三產(chǎn)業(yè), 包括學(xué)校、醫(yī)院、商業(yè)中心、文化體育設(shè)施、信息傳播服務(wù)等。
 
  由此,我們可以看到這個新型城鎮(zhèn)化的美好藍圖,看到它們在貫徹“轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式”、“拉動內(nèi)需”和實現(xiàn)綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略主戰(zhàn)場中的地位。
 
  當(dāng)然, 配合既有重化工業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級,國家也在規(guī)劃開發(fā)若干特大型具有循環(huán)經(jīng)濟特質(zhì)的以新型鋼鐵、石化工業(yè)為主的園區(qū),如唐山的曹妃甸、湛江的東海島、青島的董家口、天津的南港工業(yè)區(qū)等。不過,這一類以過程工業(yè)為主的項目總數(shù)并不多,與上述數(shù)百個新開發(fā)區(qū)有所不同,本文在此不做深入討論。
 
  3 以農(nóng)業(yè)為主的地區(qū)建設(shè)新的中心城鎮(zhèn)
 
  即使是在經(jīng)濟較為發(fā)達的省份,廣大的鄉(xiāng)村地區(qū)仍然還是以農(nóng)業(yè)為主,而中、西部地區(qū)的農(nóng)業(yè)地域和人口占比則更大。無論是從經(jīng)濟均衡發(fā)展、減小收入差距,還是從轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式、拉動內(nèi)需的角度來看,實現(xiàn)農(nóng)村地區(qū)的城鎮(zhèn)化、現(xiàn)代化都極為必要。改革開放30 多年以來,曾經(jīng)在東部發(fā)達城市“打工”的數(shù)以億計的農(nóng)民工,接觸了現(xiàn)代工業(yè)文明,掌握了技術(shù),開闊了眼界,一部分人決心回來建設(shè)家鄉(xiāng)。新一代農(nóng)村青年具備了較高的文化水平,發(fā)達地區(qū)勞動密集型產(chǎn)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品深加工產(chǎn)業(yè)向農(nóng)村轉(zhuǎn)移, 這些都為農(nóng)村的城鎮(zhèn)化提供了可能性,打下了堅實的基礎(chǔ)。
 
  與大城市周邊的新開發(fā)區(qū)不同,農(nóng)業(yè)地區(qū)的中心城鎮(zhèn)的特點是:
 
  ① 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以勞動密集型制造業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)、依托本地資源的加工產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)以及服務(wù)于當(dāng)?shù)鼐用竦膫鹘y(tǒng)第三產(chǎn)業(yè)為主,有條件的地區(qū)將承接大城市產(chǎn)業(yè)升級后轉(zhuǎn)移到農(nóng)村的其他輕工業(yè)。
 
  ② 城鎮(zhèn)規(guī)模相對較小。我國縣域人口在百萬人左右,從實際出發(fā),一個縣可規(guī)劃建設(shè)2~3 個中心城鎮(zhèn),人口從10 萬到數(shù)十萬不等,聚集附近的農(nóng)業(yè)人口。
 
  ③ 同步規(guī)劃城鎮(zhèn)內(nèi)部以及遠程現(xiàn)代化交通運輸、物流價值鏈。
 
  ④ 新規(guī)劃的中心城鎮(zhèn)多半是依托現(xiàn)有城鎮(zhèn)的基礎(chǔ),而現(xiàn)有城鎮(zhèn)居民是“農(nóng)村戶口”,在宅基地上自建住房, 很難實現(xiàn)終端冷熱電汽的集約化供應(yīng)。
 
  還需要與正在摸索、創(chuàng)新的土地制度和戶籍制度改革相結(jié)合,吸取過去城市擴建“攤大餅”的教訓(xùn),在依托已有城鎮(zhèn)建設(shè)新的中心城鎮(zhèn)時,應(yīng)在緊鄰老城鎮(zhèn)處規(guī)劃新區(qū),統(tǒng)籌規(guī)劃工業(yè)、商業(yè)中心和公寓型住宅, 同步建設(shè)市政設(shè)施和配套的學(xué)校、醫(yī)院、郵電、文體設(shè)施等第三產(chǎn)業(yè)。跨越式發(fā)展建設(shè)現(xiàn)代化的新城鎮(zhèn),同時實現(xiàn)農(nóng)民的市民化,這是在中心城鎮(zhèn)實現(xiàn)能源革命的前提。
 
  4 沿襲傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)和利用模式無法實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展值得注意的是,在迄今數(shù)百個各類新區(qū)已經(jīng)制訂的“總體發(fā)展規(guī)劃”和“控制性詳細規(guī)劃”中,絕大部分包括了土地、人口、產(chǎn)業(yè)、市政建設(shè)、道路、綠化及水、電、燃氣供應(yīng)等幾十種專項規(guī)劃,但卻唯獨沒有一次能源到終端利用的規(guī)劃。依舊是沿襲幾十年來的傳統(tǒng)利用模式,政府只是按照歷史耗能數(shù)據(jù)外推來規(guī)劃燃料(煤炭、石油)和電力供應(yīng)。除大城市的集中供暖之外, 其他終端耗能都由企業(yè)和單位、居民自己解決,如安設(shè)空調(diào)機、電(或燃氣)熱水器、鍋爐產(chǎn)蒸汽等。正是這種分散、低效的能源利用模式以及煤炭占70%的一次能源生產(chǎn)模式,成為中國能源利用效率(36.8%)低于世界均值(50%)達13 個百分點的主要原因。文獻[1,2]以中國2007 年和美國2002 年能流圖數(shù)據(jù)為基礎(chǔ), 詳細論述了一次能源構(gòu)成以及從一次能源到終端利用模式對工業(yè)和建筑物能效的影響.
 
  長期以來, 媒體較多地宣傳了改革開放以來,能源建設(shè)對保障經(jīng)濟發(fā)展、大幅增加能源供應(yīng)所做出的貢獻,而較少讓各級政府官員和人民群眾知道為此所付出的環(huán)境代價、能效低和碳排放快速增長等問題;較多強調(diào)發(fā)達國家在歷史上多排放了二氧化碳,因而應(yīng)負(fù)更大的碳減排責(zé)任,較少宣傳中國政府到2020 年碳排放強度降低40%~45%的承諾對中國能源轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟發(fā)展的“倒逼作用”。從而造成目前一部分主管能源的政府官員,依然還認(rèn)為中國的一次能源是“富煤、少氣”、“天然氣靠進口,太貴”,因而仍然在繼續(xù)按照傳統(tǒng)模式“多燒煤”來實現(xiàn)GDP 的增長。
 
  然而從宏觀上看,2011 年GDP 增長9.2%, 總能耗增長7.4%, 能源彈性系數(shù)高達0.8, 比“ 十一五”高出近四成;化工、冶金等高耗能產(chǎn)業(yè)兩位數(shù)的高增長率遠遠大于GDP 增長率; 能源強度僅下降1.6%, 而不是預(yù)期的3.2%[3]; 煤炭消耗達到34.5×108t,2012 年更是達到36.5×108t, 超過了“ 十二五”
 
  規(guī)劃2015 年的消耗量。另外,增量的煤炭只能用于坑口發(fā)電和現(xiàn)代煤化工,不可能用于燃料。節(jié)能減排的壓力也充分表明,沿襲以煤炭為主的能源生產(chǎn)模式和傳統(tǒng)的高耗能、高污染、高排放的能源利用模式是再也不可能持續(xù)下去了。
 
  5 解讀“能源生產(chǎn)和能源利用模式的革命”
 
  “十八大”之所以將“能源生產(chǎn)和利用模式的轉(zhuǎn)變”上升到“革命”的高度,正是針對上述一直持續(xù)到2011 年以后的這種沿襲傳統(tǒng)模式的局面提出來的。它高瞻遠矚地看到,中國實現(xiàn)工業(yè)化和城鎮(zhèn)化恰好趕上世界低碳能源轉(zhuǎn)型的歷史階段,堅定地申明了中國走低碳發(fā)展道路的決心。
 
  “能源生產(chǎn)方式的革命”的要義,正是堅持和加快一次能源向低碳轉(zhuǎn)型,加速提高核能可再生能源天然氣等清潔、低碳能源在一次能源結(jié)構(gòu)中的比重。國務(wù)院辦公廳于2013 年1 月23 日發(fā)布的《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》,較之2011 年的初稿有了顯著的修訂。
 
  “高碳”的煤和石油的比重將從2010 年的88%降到2015 年的81.1%,“低碳”的天然氣非化石能源將從12%增加到18.9%,向低碳轉(zhuǎn)型達6.9 個百分點,超過規(guī)劃2011 年初稿的6個百分點。2015 年煤炭消耗量的“封頂值”從2011年初稿的38×108t/a 降低到36.4×108t/a。這些都反映出“十八大”后中國政府按照碳減排承諾“倒逼”一次能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的決心。
 
  “能源利用方式的革命”的要義,是擯棄傳統(tǒng)的粗獷的能源利用模式,采取科技進步所創(chuàng)新的“科學(xué)用能”模式。幾年來,從一次能源到終端利用全過程的科技創(chuàng)新不斷取得新進展,包括工業(yè)、建筑物、交通運輸三大終端耗能領(lǐng)域結(jié)合一次能源低碳轉(zhuǎn)型而開發(fā)的一系列新技術(shù)。對于工業(yè)和建筑物用能占85%以上的中國而言,能源利用方式革命的重點是在上千個有條件的新區(qū),以高效、科學(xué)的用能模式———天然氣分布式冷熱電聯(lián)供(DES/CCHP)替代冷、暖、熱、電、汽分產(chǎn)分用的傳統(tǒng)模式,并且把“十一五”推廣應(yīng)用的熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)改造提高到冷熱電聯(lián)供(CCHP),這樣可以使新區(qū)的能源利用效率從傳統(tǒng)的40%~50%提高到70%以上。
 
  城鎮(zhèn)化為我國實現(xiàn)工業(yè)和建筑物能源利用方式革命提供了絕好的歷史機遇,即擯棄分散、低效的傳統(tǒng)模式,與城鎮(zhèn)建設(shè)同步規(guī)劃建設(shè)適應(yīng)中國國情的區(qū)域型天然氣分布式冷熱電聯(lián)供(DES/CCHP)能源系統(tǒng),集成工業(yè)、商業(yè)中心和住宅多種冷、熱、電、汽需求,實現(xiàn)“高能高用,低能低用,溫度對口,梯級利用”,使能效達到70%以上;能源站晝開夜停配合電網(wǎng)調(diào)峰, 使年開工時數(shù)達到4800h 以上,節(jié)省能耗費用30%~40%。從而在用能終端按市場經(jīng)濟規(guī)律,實現(xiàn)天然氣替代燃煤低碳轉(zhuǎn)型目標(biāo)。在潔凈和高效兩個因素的作用下,可使碳排放燃煤降低60%以上。迄今已有數(shù)十個區(qū)域CCHP 規(guī)劃和建設(shè)的實例,均可達到上述水平[4~6]。在當(dāng)今中國,只有進行以天然氣DES/CCHP 替代燃煤分產(chǎn)分供的能源利用方式的革命,才能保障城鎮(zhèn)化的能源供應(yīng),從而健康、穩(wěn)步發(fā)展。
 
  6 能源革命的科學(xué)量化分析
 
  大量數(shù)據(jù)分析表明,全球凈增的二氧化碳排放量主要來自人類消耗的化石能源,因此,消耗一次能源的種類將決定二氧化碳排放量的多少。碳強度κ 與能源強度ε 是相互關(guān)聯(lián)的,并不是相互獨立的變量。
 
  如果2015 年中國能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)劃的NF=11.4%,G=7.5%, 能源強度達到0.869t 標(biāo)煤/萬元, 在天然氣大部分仍以傳統(tǒng)方式利用、只有少量采用CCHP(α =0.1) 的情況下, 根據(jù)式(1) 計算出來的碳強度κ為1.78t 二氧化碳/萬元,而不是“十二五”規(guī)劃的目標(biāo)值1.85t 二氧化碳/萬元,二氧化碳排放量也不是85×108t,而是82×108t(見表3)。這是規(guī)劃制訂時應(yīng)當(dāng)考慮的。
 
  而若盡可能在新區(qū)推廣天然氣CCHP 的科學(xué)用能模式,對應(yīng)α =0.4,使能效達到70%以上,拉動全國總能效提高幾個百分點,能源強度就可降低到0.848t 標(biāo)煤/萬元,碳強度κ 降為1.75t 二氧化碳/萬元,是“十二五”規(guī)劃目標(biāo)值的94.6%。這樣2015 年總能耗就可降至39×108t 標(biāo)煤,能源強度比2010 年降低18%;二氧化碳排放量降為80.5×108t.
 
  由以上分析可以看出,修訂后的《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》加大了向低碳能源轉(zhuǎn)型的力度,切實推行能源利用方式的革命。在“十二五”期間開始規(guī)劃建設(shè)的大批新城鎮(zhèn)、新開發(fā)區(qū)中普遍應(yīng)用天然氣DES/CCHP,可以使能效顯著提高,從而保證“ 十二五”規(guī)劃目標(biāo)的順利完成。不僅如此,能源革命還有“一石三鳥”的作用,一是順利開拓天然氣下游的主要市場;二是實現(xiàn)以天然氣和非化石能源替代煤炭來保障經(jīng)濟發(fā)展所需的能源供應(yīng);三是可有效改善環(huán)境和大氣質(zhì)量,減排PM2.5。這在“十三五”期間將表現(xiàn)得更為明顯, 完全有可能使中國在2020 年左右實現(xiàn)由相對碳減排轉(zhuǎn)為絕對碳減排,為控制全球氣候變化做出重大貢獻。
 
  7 交通運輸?shù)哪茉锤锩蝗莺鲆?/div>
 
  自20 世紀(jì)初以來, 石油產(chǎn)品一直主宰著交通運輸能源消耗,2007 年美國和中國交通運輸能耗中石油分別占96%和93%。在以小汽車為主要交通工具的美國,汽油消耗量是柴油的2 倍;而在以各類載重車為主的中國則正好相反,汽油消耗量僅為柴油的一半, 只是在私家車連續(xù)幾年快速增長之后,2012 年中國汽油消耗量才達到0.8×108t,開始超過柴油(1.5×108t)的一半。思維定勢使人們習(xí)慣地按照交通運輸總量的增長來推算石油消耗量的增長趨勢,但這是不對的。
 
  中國交通運輸能耗面臨三個挑戰(zhàn):一是石油對外依存度已達57%,直接威脅到國家的能源安全戰(zhàn)略;二是推高了全國的總能耗和碳排放,因為使用石油燃料產(chǎn)生的二氧化碳是彌散排放的,無法利用CCS 捕集和封存;三是車船尾氣排放已成為PM2.5的重要來源之一,危害大氣環(huán)境和人民健康。
 
  近年來交通運輸用能領(lǐng)域的科技進步不斷取得長足進步, 如液化天然氣汽車/壓縮天然氣汽車(LNGV/CNGV)技術(shù)已全面成熟,正在以每年近20%的增長率推廣應(yīng)用;電力驅(qū)動的高鐵、地鐵正在快速發(fā)展, 充電式汽車技術(shù)正處于全面突破的前夜;以非糧乙醇、生物柴油、甲醇和二甲醚等為代表的生物質(zhì)和煤基發(fā)動機燃料技術(shù)也進展很快。估計到2030 年時,以上三者將占據(jù)中國交通運輸燃料的半壁江山。
 
  在迄今的宣傳中,插電式汽車幾乎成為“ 新能源汽車”的代名詞,然而其大規(guī)模的推廣應(yīng)用還有待電池技術(shù)的突破。實際上在近期更趨于成熟、更能夠有效應(yīng)對交通運輸能耗三個挑戰(zhàn)的是LNGV/CNGV,特別是LNG 大幅替代柴油用作車、船燃料,因為此項技術(shù)已經(jīng)成熟而且裝備國產(chǎn)化、運營市場化。相對于柴油的巨大經(jīng)濟和環(huán)境優(yōu)勢使有關(guān)各方的積極性空前高漲,LNGV 價值鏈,包括設(shè)備制造、LNG 供應(yīng)、加注站布局、運輸公司的參與等多個環(huán)節(jié)只待政府推動和支持的“畫龍點睛”之筆。只要政府在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂和政策支持方面及時跟上,最近幾年必定會有大的發(fā)展,并形成一個巨大的新型低碳產(chǎn)業(yè)和出口增長點,同時也會對世界交通運輸能源的低碳化做出貢獻。
 
  8 結(jié)語
 
  中國的城鎮(zhèn)化已經(jīng)在轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式的號角聲中全面推進,能源革命也在經(jīng)濟發(fā)展的迫切需求和低碳轉(zhuǎn)型的倒逼作用下蓄勢待發(fā)。在當(dāng)前嚴(yán)峻的能源環(huán)境形勢下, 需要通過能源革命為現(xiàn)有大、中城市周邊的新開發(fā)區(qū),以及以農(nóng)業(yè)為主的地區(qū)走向工業(yè)化所形成的中心城鎮(zhèn)的平穩(wěn)較快發(fā)展提供有效的能源供應(yīng)保障。我們必須擯棄慣性思維和傳統(tǒng)觀念,勇于開拓創(chuàng)新,以城鎮(zhèn)化和能源革命驅(qū)動中國經(jīng)濟的新一輪快速發(fā)展。