区域能源规划是有效利用资源的主要措施

科学发展观的基本要求是全面协调可持续，解决好能源资源不足的矛盾，是关系我国发展全局的一个重大问题。能源是城市生存和发展的必要条件，是城市功能正常运转的基本保证。城市能源的供应水平和供应质量，对于发展社会经济，提高人民生活水平，改善生态环境，都起着举足轻重的作用，是实现可持续发展战略的最重要因素之一。 我国现有的城市规划体系涉及区域能源的主要是供电、供热和供燃气三个方面，除热电联产统一计划外，其他方面都为各自独立地考虑。在一些大规模开发项目中，区域能源规划往往被忽视，能源规划没有给予足够的重视。要么为了寻求亮点，不顾资源条件和应用场合，强行推广某些新技术；要么为了局部利益，不惜在技术上倒退，造成能源的不合理利用（如将小型热电联产当作“小火电”关停），造成资源和资金的浪费。 传统的能源规划是以满足能源供求关系为基本出发点、以化石能源资源为物质基础、核心内容是电力、热力、燃气等各行业制定的专项规划。这种方法已不能适应当前经济体制和社会发展的需求，制定以科学的理念和新技术为基础，能够最大限度节约资源、减低有害物排放、促进社会经济可持续发展的区域能源规划已经提到重要的地位。 区域能源规划的目的在于规避以专项规划为基点的诸多弊病，最大限度地节约资源、减低有害物排放、获得最佳经济效益与社会效益，促进经济和社会的可持续发展。 区域能源规划是建筑节能的基础，在规划阶段就应该融合进节能的理念。在区域能源规划前，首先要设定区域建筑能耗目标，以及该区域的环境目标。这些目标主要有： ⑴ 低于本地区同类建筑能耗平均水平； ⑵ 低于国家建筑节能标准的能耗水平； ⑶ 区域内建筑达到某一绿色建筑评估等级； ⑷ 根据当地的条件，确定可再生能源利用的比例； ⑸ 该区域建成后的温室气体减排量。 整个区域规划应围绕节能目标来制定，在确定目标之前，要经过缜密的思考与充分论证，研究目标的技术经济可行性和环境影响。 区域开发中应当通过全程管理实现节能目标。在区域规划之初，就应有规划、建筑、能源、环境、生态等各专业人员参与，各自从不同专业角度对规划方案进行技术经济的预评价、能耗的预测、环境影响的预评估。并在多种规划方案之间进行比对研究。在规划成型之后，还要听取用户、住户等各方面人士的意见。从而避免规划从根本上出现失误，避免决策的随意性。 区域能源规划的第一步就是对本区域可供建筑利用的能源资源量进行估计。这些资源包括： ⑴ 来自城市电网、气网和热网的资源量； ⑵ 区域内可获得的可再生能源资源量，如太阳能、风能、地热能和生物质能； ⑶ 区域内可利用的未利用能源，即低品位的排热、废热和温差能，如地铁排热、工业废热、垃圾焚烧和江河湖海的温差能等； ⑷ 由于采取了比节能设计标准更严格的建筑节能措施而减少的能耗； ⑸ 采用区域供热供冷系统时，由于负荷错峰和考虑负荷参差率而减少的能耗。 负荷预测是区域能源规划的基础。应根据典型的气候条件、建筑物使用时间表、内部负荷强度确定区域的典型负荷曲线。有了负荷分布，才能合理分配负荷，掌握系统的冗余率和不保证率，并与能源系统的运行率相匹配，取得最大的效益。 在基本摸清资源和负荷之后，首先要研究需求侧的资源能够满足多少需求。根据区域特点，要考虑资源的综合利用和协同利用，以最大限度利用需求侧资源。综合利用的基本方式如下： ⑴ 能源梯级利用。 根据热力学第一定律，由一次能源转化成二次能源直到用户负荷的过程都是功与能的转换过程，在这个过程中虽然依据能源守恒，能量总合保持不变，但能量品质和能级发生着变化。以化石燃料的煤、石油、天然气为例，燃料燃烧过程中最高温度可在摄氏千度以上，首先可用于发电，转换成具有最高能级和品质的二次能源。发电后的余热可以随着温度的逐渐降低加以逐级利用，发电机组排放的余热温度在300－500℃范围可以作为热泵或吸收式空调机组的驱动热源用于供暖和制冷，温度降到200℃以下的低温段可用于除湿或生产生活热水，直到温度降低到接近环境温度排放到大气。 这种能源梯级利用方式使能源转化过程保持最大有用能的比例，具有最高的热力学效率。如果将化石燃料在锅炉燃烧后直接供热，转化后的能级及有用能的比例将显著降低，造成能源品质和能源效率的浪费。冷、热、电三联供是能源梯级利用最典型的方式，在综合能源规划的能源转换环节中采用三联供工艺流程及设备是首要考虑的要素之一。 ⑵ 分布式能源 分布式能源是指将能源生产系统以小规模(几千瓦至数万千瓦)分散的方式配置在用户端附近，可独立满足用户的电、热、冷、蒸汽、热水等负荷，根据用户用能的特点，定制式的能源生产系统。分布式能源系统的构成是资源的多元化和能源转化利用技术的多元化，可以开发利用当地各种可再生能源（如地热能、太阳能、风能、生物质能、水能、工业余压余热利用等）。由于分布式能源避免了传统的大机组、大电厂、大电网带来的能源生产和长距离传输损失，在更大范围以能源联供替代分供方式，是节能减排最有效的途径。 当电力最初进入了人类的生活和生产活动，无论煤电、水电、核电都由于其固有的生产特点采用了集中供应的方式。随着工业化的进程和电力工业的迅速发展，各国政府对集中供电采取了一些保护政策，助长了行业垄断的形成，大机组、大电厂、大电网的趋势越演越烈。然而，随着能源、环境、安全问题的突出及多种因素的影响，分布式能源技术应运而生。其发展优势表现于：集中发电不能最有效的利用余热，而分布式发电可以就地消化余热，能源利用效率从平均30－40％提高到80%以上；根据研究结果，传递1mwh热能比传递同样数量电能的损失增大7倍，集中供电将余热传递远处后再回收利用是很不经济的，而分布发电不存在这个障碍；此外，很多工业部门如炼钢、炼铝、化学、石油、炼焦、玻璃等有大量的废热和低热值可燃气，这些能量传递到远处发电或余热利用是不经济的，而给分布发电提供了巨大的潜力。实际上，开发利用当地资源的区域性能源规划必然应用到分布式能源的概念和技术。美、英、日、尤其是欧洲国家如丹麦、瑞典、芬兰等国自上世纪末期开始了分布式能源的研究并得到迅速发展。以芬兰为例，由于政府对分布式能源的政策导向和优惠条件，2000年前后全国能源供应的布局发生了根本变化，从大城市为中心的集中供能改变成星罗棋布的分布式能源，其效果是国内gdp增长一倍，但总能耗反而减小，生态环境进一步改善。分布式能源以成为当前国际范围能源技术领域发展的大趋势。 冷、热、电三联供是分布式能源系统的核心技术，三联供与可再生能源不同方式的结合已成为世界能源技术发展的前沿技术。一种耦合方式是各种生物质燃料、垃圾及污水处理沼气、及工业废气等直接作为燃气内燃机等动力机的燃料，驱动发电机组。另一种耦合方式是三联供装置与可再生能源装置的组合共同满足冷、热、电负荷，如水源或污水源热泵、地热热泵、太阳能发电或供热水、都可作为三联供的辅助或调峰供能装置。采用蓄能装置，如冰蓄冷、水蓄冷、蓄热等对于实行峰、谷分时电价的用户具有很好的经济运行效果。多种多样的能源种类与转换技术的耦合实现了节能减排的更大效果，开辟了能源综合利用的广阔途径。 ⑶ 循环利用。 例如，将酒店排出的盥洗废水中的热量用污水源热泵加以回收利用。 ⑷ 废弃物回收。 例如，将林区废弃木材和木材加工废弃物、农作物秸秆、牲畜粪便等经过加工作为燃料；将燃料灰渣作为制造建材的原料。 随着我国城市化进程的加快，大规模建设和区域开发还会持续相当长时间，建筑能耗增长的趋势明显。节能、节水、节地、节材、环保是我国今后很长时期内的城市建设方针。为了建设能源节约型和环境友好型社会，促进经济可持续发展，必须使区域能源规划在城市规划中占据重要的位置。