隨著人類社會的發展，生產力的提高，我們農業經濟必然會走向工業經濟和后工業經濟，城鎮化就是這個發展過程的必然階段，而農村人口的中小城鎮化（其特點是人口數在15～45 萬人）將是未來我國城鎮化的主要內容。

 

  現代的城市有文化、藝術、體育、商貿、電信、交通等一系列公共設施，有水、熱、電、氣的集中供應，這使城鎮人均能源消費要比農村大幅度提高，單位面積的能耗密度比農村增加，因此，探討我國中小城鎮能源消費特點和能源規劃的重點具有普遍意義。

 

  1 中小城鎮能耗分析

 

  1.1 農村用能的特點

 

  （1）沒有大型公用設施，能耗只限于飲食、民居，人均耗能低;（2）居住分散，舒適度和生活質量的差異導致能耗水平低;（3 ）不需要集中供暖、供冷。

 

  1.2 中小城鎮用能的特點

 

  （1）耗能分為建筑、工業、交通三大類。但中小城鎮的工業、交通耗能不大，建筑能耗占中小城鎮總能耗的8 0 % 。

 

  （2）據住房和城鄉建設部的統計，我國城鎮建筑能耗中用能比重如表1 所示，供暖和空調耗能占建筑總能耗的6 5 % 。

 

  （3）在我國北方的集中采暖區，應為中小城鎮的居民提供公用的集中供暖設施，這是一種剛性需求。

 

  （4）在北緯30 度以南的中東部地區有較大的民用空調需求，這種需求是剛性的。

 

  （5）在北緯40 度以南到北緯30 度以北區域有一定的民用空調需求，這種需求是準剛性的。

 

  我國每年大約新增加18 億m2 的建筑面積，其中有大部分在中小城鎮。對建筑能耗的關注是節能之重點，而對供暖空調耗能的關注應是重中之重。

 

  1.3 中小城鎮能源規劃的重要性

 

  如果在城鎮化過程中不進行能源規劃，或者無視能源規劃的重要性，簡單認為城鎮化只是建房子、修路，只是居民從農村搬到城里來，將會導致非常嚴重的后果。如果農民進城還燒煤燒柴，將大大加劇城市的污染; 如果空調還是用電能，城市夏季用電高峰期的電負荷會大大增加。更重要的是，如果新建的城鎮還是重復現在的城市能源利用的低效率、低水平的老模式，將使對能源的需求急劇增加，難以保障供應。因此，在城鎮化的過程中，加強能源規劃非常重要。

 

  2 能源規劃

 

  2.1 與能源有關的規劃

 

  目前，各級政府對能源規劃是重視的，據統計，直接的能源類規劃有8 類，與能源有關的其他規劃有5 類，分別見表2 和表3 。

 

  2.2 與能源規劃有關的單位

 

  （1）設計院

 

  當地的市政規劃設計院、電力設計院、建筑設計院、熱力燃氣規劃設計院。

 

  （2）企業

 

  當地的熱力公司、燃氣公司、水務公司、發電集團公司、建筑開發商。

 

  （3）政府部門

 

  當地的發改委、建委、市政規劃委、環保廳。

 

  2.3 與能源規劃有關的專業

 

  熱能動力，采暖通風空調，電力系統規劃，燃氣，石油化工，環境保護，技術經濟。

 

  2.4 目前能源規劃中存在的問題

 

  2.4.1 管理分散

 

  目前的管理機構從科學發展觀指導下制定能源規劃、節能規劃和循環經濟規劃來看，已經不能夠適應需求了。

 

  工業、建筑和交通三大用能領域的節能工作，分別由發改委、建委和交委來管，從一次能源轉換規劃到能源終端利用規劃都與電力規劃、天然氣規劃、城建規劃、交通規劃和環保規劃有著極密切的關系。然而這些規劃都是在各個平行部門分頭制定的，沒有匯總的部門; 缺乏相互的協調、配合，缺少必要的集權。

 

  2.4.2 傳統的編制方法

 

  傳統的城市能源規劃是按照經濟和產業發展對能源的需求來制定的，不考慮生態和環境與資源和能源條件對經濟和產業發展的制約的反饋、互動。

 

  制定下一個五年的能源規劃常常是按照上幾個五年的統計數據線性地外延，最多考慮“能源彈性系數”的增減。具體推算中，主要按照工業、建筑和交通三大耗能領域，按照國民經濟計劃增長的比例，估算煤、氣、電、各種油品等能源的消耗量。

 

  最后按一次能源和終端能源消耗量和比率分類列表，得出新的五年能源規劃。按照這種線性模式制定能源規劃，會導致“三高一低”的發展模式。

 

  2.4.3 缺少“全面、集成、區域”的概念

 

  全面 能源系統可以是鍋爐房供熱系統、冷水機組系統、熱電廠系統、冷熱電聯供系統、熱泵供能系統。所用的能源還可以是燃煤系統、燃油系統、燃氣系統、可再生能源系統（太陽能熱水系統、地下水源熱泵系統、地表水源熱泵系統、污水源熱泵、土壤源熱泵系統、光伏發電系統、風力發電系統）、生物質能系統。

 

  集成 人類社會發展至今所有一切用于生產和生活的能源，在一個特指的區域內得到科學、合理綜合、集成的應用，完成能源生產、供應、輸配、使用和排放全過程。

 

  區域 可能是行政劃分的城市和城區，也可能是一個居住小區或一個建筑群，還可能是特指的開發區、園區。

 

  3 能源規劃五原則

 

  3.1 品位對應原則

 

  能源是分品位的，不論是一次能源，還是二次能源。能源依據其在自然界的存量，所產生能量的多少，所產生能量的級別（溫度），所能轉換成其它能源形式的多少，能被梯級利用的次數多少，它對自然環境所造成的影響，利用它所需成本，可分為高品位和低品位。例如: 天然氣比煤炭的品位高，因為天然氣的利用成本較低，可梯級利用次數多，產生的污染少等等。再如: 電能比50℃熱水品位要高，因為電能可轉成許多其它形式的能源，而5 0 ℃熱水只能用于采暖空調或做生活熱水。高品位能源應當用在高品位處，低品位能源應當用在低品位處，不能高能低用。

 

  3.2 溫度對口原則

 

  人們在生產生活中對用能的溫度需求是不同的，例如: 對環境舒適溫度需求，夏季是24～26℃，冬季是18～20℃; 生活熱水的需求是50℃左右; 烹飪溫度是100℃以上; 發電需求是幾百度到上千度;各種生產工藝要求的溫度也是由幾十度到幾百度再到上千度不等的。應根據實際生產生活需求來供應溫度對口的能源，做到高溫能源用到高溫處，低溫能源用到低溫處，不能高能低用。

 

  3.3 梯級利用原則

 

  自然界中存在很多高品位的能源，可以產生溫度很高的二次能源，在人們利用的初始階段，曾被忽視。例如: 20 世紀40、50 年代，在燃煤發電的能源系統中，燃煤的發電效率只有3 0 % ～3 5 ％左右，剩余的能量完全排放掉了，煤炭在發電過程中只被利用了一次。后來人們發明了熱電聯產技術，將發完電的余熱用來解決區域供熱，燃煤的利用率提高到了7 0 % ～8 0 ％左右，一次用高溫段發電，再一次用余熱段供熱，實現兩次梯級利用。

 

  現代技術的發展，特別是熱泵的技術的應用，可以使高品位的能源梯級利用四次或更多。例如:燃氣蒸汽聯合循環發電、冷熱電聯供、熱泵區域能源系統，它先用天然氣在燃氣輪機里燃燒高溫煙氣推動渦輪機發電，后再將發完電的乏氣（溫度500℃～600℃左右）送入余熱鍋爐產生水蒸汽，再送入蒸汽輪機發電，之后發完電的水蒸汽換熱制冷、供熱，最后再用熱泵將冷疑水熱量提升用來采暖或生產生活熱水。這是一個非常典型的梯級利用技術，現在已經有很多項目利用這一技術，實現能源的梯級利用。

 

  3.4 綜合利用原則

 

  由于節能減排形勢的緊迫，目前很多項目中出現了各種形式能源的綜合利用，取長補短，共同達到保護環境節約資源的目的。例如用一次能源為主、可再生能源為輔的區域能源系統; 或是可再生能源為主、一次能源為輔的區域能源系統; 冷熱電三聯供系統與熱泵系統綜合的區域能源系統等。

 

  所有的這些綜合利用能源系統的初衷和目標就是以最小的能源消耗，最少的排放達到最佳的能源利用效果。例如: 采用天然氣采暖鍋爐一次燃燒技術，所排放的N O x 為幾百到上千P P m ，而采用天然氣冷熱電三聯供梯級技術，所排放的NOx 為幾個到幾十個P P m 。

 

  3.5 集成利用原則

 

  若達到最佳的節能減排效果，僅單獨用一種設備、一個系統、一種技術是不能完全實現的; 應對各種設備、系統、技術進行綜合、集成，互相補充完善達到最優的效果。例如: 冷熱電三聯供系統與熱泵系統集成，可以達到經濟、節能、減排的理想效果。

 

  4 中小城鎮能源規劃的重點內容

 

  中小城鎮能源規劃不應采用統計的線性外推和能源彈性系數的方法去粗略估計和推算未來幾年中G D P 增長目標所需求的各種能源的簡單的加和。這在工業、交通和建筑領域能源規劃的制定中體現如下。

 

  4.1 工業能源的規劃

 

  以產業發展規劃的指標對能源的需求作為初值，進一步深入考慮，第一，生態和環境對產業發展的制約。必須計算新增的工業，特別是冶金、建材、重化、造紙等高污染工業污染物排放量的增加，扣減淘汰的落后小工業所減少的排放，保證污染物排放總量不增加，并且逐步減少。第二，能源需求規劃必須與能效即節能規劃密切結合。科學發展必須是跨越式發展，新增的產能必須采用最先進的技術，使單位產品能耗達到國際先進水平。原有工業，必須制定逐年降低能耗的改進規劃。第三，必須考慮能源的供應保障對產業和經濟發展的制約。冶金、建材、石化等工業對煤、石油等一次能源需求量很大，如何保障這些能源從國內外市場上的采購和運輸，會受到地緣政治、經濟、氣象、運力等哪些變化條件的影響。第四，能耗總量和單位G D P 能耗降低指標對產業結構的反饋制約，會加速低能耗、高科技產業的發展，抑制高能耗的重化工業的過度發展。

 

  4.2 交通能源規劃

 

  社會發展所帶來的物流和客運量的增加和交通系統的綜合集成優化改進，是制定交通能源規劃的基礎。交通系統的綜合集成包括: 運輸方式，包括水運、陸運（包括鐵路和公路）和空運的發展規劃。城市交通模式（包括有軌和無軌、地上和地下、公交車和小汽車、電和油氣動力）發展規劃。

 

  在此基礎上估計車輛數目的增長、動力和燃料的需求，包括燃料中各不同品種，如汽油、柴油、新的代用燃料，如天然氣、二甲醚、乙醇等的數量和比率。在當前我國能源形勢嚴峻和城市空氣污染狀況下，決不應再按照交通量的增長線性外推燃料需求的增加，而必須把交通系統的綜合集成優化作為制定交通能源規劃最重要的內容和依據。

 

  顯然，這同其他相應的規劃，如地區城建規劃、天然氣規劃、石油化工工業發展規劃都有極為密切的聯系。另一方面，城市的環保規劃，主要是改善大氣質量的目標和進度，同機動車尾氣排放標準和總量有著密切的制約關系，因而也是制定交通能源規劃的依據。

 

  4.3 建筑能源規劃

 

  中小城鎮中建筑能耗占比約為80%，是中小城鎮能源規劃的重點。

 

  4.3.1 政策

 

  通過政策、法規和支持措施，同房地產開發商相配合，在新城區的建設中，在強制采用節能圍護結構的同時，同步建設熱電聯產或冷熱電三聯供的能源供應系統。城市的建筑節能規劃，還必須包括原有的建筑逐步進行節能改造的內容、措施和進度。

 

  建筑物用能規劃不能按照建筑面積的增加線性外推，而必須以強化節能措施為基礎，同時與城市的電力、天然氣、城建、環保等發展規劃協調配合制定。

 

  4.3.2 建筑圍護結構

 

  在建筑物用能和節能規劃方面，首先應當實

 

  施目標管理，即新增建筑必須達到住房和城鄉建設部規定的單位能耗降低50％～65％的目標。不能放任開發商按照目前只追求外表、裝修，忽視能源消耗，導致單位面積能耗成倍地高于發達國家的模式來進行新建筑的建設。應采取圍護結構（外墻、窗、屋頂的隔熱、通風、遮陽等）設計優化和小區規劃等措施。

 

  4.3.3 建筑暖通空調

 

  中小城鎮建筑能耗中約有6 5 % 消耗在采暖空調上，對供暖供冷區域能源系的規劃是中小城鎮能源規劃的重中之重。

 

  目前建筑耗能中，采暖、空調、熱水用能基本上是靠電。這大大增加了城市電網的峰荷負擔。應根據當地情況，綜合選擇以下可以利用的供暖供冷區域能源系統。

 

  以熱電廠為熱源的區域供熱供冷; 以區域鍋爐房為熱源的區域供熱; 以各種余熱為熱源的區域供熱; 以可再生能源為熱源的區域供熱供冷; 以太陽能熱水為熱源，以鍋爐房為輔的區域供熱; 以電制冷冷水機組為冷源的區域供冷; 以電制冷加蓄冰或蓄水的區域供冷; 以熱泵（海水源、江水源、地源）為主，輔以電制冷加鍋爐房的區域能源; 以熱電廠為核心輔以吸收制冷的區域能源中心; 燃氣冷熱電聯產聯供的區域能中心; 核供熱系統。

 

  4.3.4 北方中小城鎮的集中供熱典型系統

 

  新建2 × 25 MW 背壓機帶基符運行，利用25%的調峰鍋爐兼備用，拆除75% 小鍋爐。采暖期，背壓機帶基荷運行，利用外網少量既有熱源調峰和備用。該項目具有明顯的節能減排成效，但經濟性不理想，影響投資方的投資意愿。鑒于建設采暖背壓機可以收到明顯的節能減排效果和社會效益，建議政府部門出臺優惠電價、熱價等鼓勵政策，盡早普及北方中小城市采暖背壓機的建設。

 

  4.3.5 南方中小城鎮的集中供冷典型系統

 

  采用第二代的城市能源供應系統，燃氣冷熱電聯產聯供的分布式能源站，向一定范圍內的建筑物同時提供空調冷水、生活熱水和電的集成服務，可使能源利用效率成倍提高。

 

  5 國內外區域能源規劃的發展

 

  5.1 區域能源的概念

 

  區域供暖、區域供冷、區域供電以及解決區域能源需求的能源系統和它們的綜合集成統稱為區域能源。

 

  區域能源規劃就是對所選定的區域的能源需求和供應在建設或開發（或是在擴充、改造）時有一個計劃。具體內容是: 對能源需求種類、品位、數量、使用的特點、時間、價格以及排放等有預期;對能源供應模式有展望（包括能源資源的情況，可利用的情況，利用的成本分析）; 對在本區域所采用的能源技術有技術經濟分析對比; 對能源消耗給環境帶來的影響有定量分析。

 

  顯然，我國中小城鎮能源規劃是區域能源規劃的主要工作內容。

 

  5.2 國際上對區域能源的認識

 

  國際區域能源協會1908 年成立，致力于促進其會員在提供可靠的、經濟的、高效率的、對環境有利的、正確的區域能源方案方面，成為行業領先者。通過區域供冷、供熱與熱電聯產等先進技術，促進能源效率和環境質量的提高。

 

  2 0 世紀中期，發達國家就已經認識到了區域能源所帶來的經濟效益，歐洲很多國家就大力發展區域供熱，到70 年代開始發展區域供冷，同時推進熱電聯產。2 0 世紀末，世界各國都已經認識到能源消耗帶來的環境問題，同時也認識到能源供應和科學合理使用會帶來更好的環境效益。一些發達國家已經開始綜合的集成的使用能源。美國的學者認為: 美國是否能實現減少二氧化碳排放的目標，取決于增加應用區域能源的幅度和可行性; 建立區域能源系統是減少二氧化碳排放不可或缺的方法。

 

  5.3 我國區域能源的發展

 

  在建國初期，我國北方地區就開始開發、建設區域能源系統，只不過是以區域供熱為主，經過六十年的發展，在全國六百多個城市中，已有四百多個熱力公司在從事著區域供熱，為單一供熱的區域能源系統。而大多又是以燃煤系統為主。

 

  在近三十年來，由于空調事業的發展，由分散供冷向集中供冷，現又向區域供冷發展，已形成-個趨勢，特別是在我國長江以南地區已經出現幾十萬平方米甚至上百萬平方米的區域供冷項目，這是區域能源供需市場發展的結果。

 

  近十年來，由于節能減排形勢緊迫，由原來的冷熱分供，發展為冷熱聯供，特別是在黃河以南，長江流域，區域能源系發展為冷熱聯供: 夏季供冷，冬季供熱。使得區域能源向綜合方向發展。

 

  近年來，由于熱泵技術的應用，冷熱電三聯供的應用，使得能源的使用更加科學合理，逐步實現品位對應、溫度對口、梯級利用。使得更多低品位、低溫的能源得到充分利用，區域能源正向著集成方向發展。

 

  5.4 我國區域能源規劃組織

 

  2009 年9 月，中國建筑學會熱能動力分會的一個重要的專業分支——區域能源專業委員會成立，這是一個自發性的民間組織，參加的專業人員以暖通空調專業為主，以區域供冷、供熱與冷熱電聯產為主行業，多專業多學科，致力于城市區域能源規劃與實施、建筑區域能源合理利用、新能源規模化應用，試圖推動中國區域供冷、供熱與冷熱電聯產的技術進步和行業的健康發展。

 

  6 幾點思考

 

  （1）中小城鎮能源規劃應成為政府行為，以當地政府部門為主導，從當前我國政府機構的設置看，應以負責管理能源的政府部門主持，牽頭組織，協調檢查、督促中小城鎮能源規劃的編制和執行。

 

  （2）中小城鎮的能源系統運行管理具有較大的空間，目前處于起步階段，幾乎是空白。應培育這方面的運營商，鼓勵民間資金注入這一領域，這是一個全新的有生命力和發展前途的行業，有益于節能，有助于民生，有利于就業。

 

  （3）中小城鎮能源規劃是一個新穎的事物，涉及的部門，行業很多，在目前的管理體制下，只是一種先進的觀念，但很難全面推進。但這是我國今后節能工作的主要方向，是政府部門應管理的重大事項，宜首先在合適的地區進行試點，取得經驗后逐步推進。