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能源规划在城市规划中的功能定位及编制思路

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和谐城市规划——2007 中国城市规划年会论文集

能源规划在城市规划中的功能定位及编制思路

徐彦峰

【摘要】 论文针对当前城市规划中能源意识相对淡薄的现象,讨论了能源规划和城市规划的关系,提出能源规划不能仅仅是

一个部门规划或是一个行业规划,而应该作为综合性的城市能源战略规划,纳入到城市规划的编制范畴。在能源规划中应转变

以能源供给为导向的思路,把资源节约和生态保护贯彻到规划中去,发挥三个基本功能:统筹能源、经济、环境之间的关系;

统筹区域和城乡发展;统筹各项能源工程规划,充分将能源规划作为城市规划的重要支撑,促进城市可持续发展战略的实施。

基于这一论点,本文结合当前能源发展面临的国内、国际能源需求增长迅速,能源消费带来的大气污染日趋严重等形势,阐述

了当前能源规划应贯彻:科学发展,节能优先;优化结构,改善环境;落实资源,平衡供需;强化建设,保障安全的基本编制思

路。本文提出,只有认识到能源发展对城市发展带来的制约和影响,将能源规划纳入到城市规划的编制体制中,才能充分地把

能源战略结合到城市的发展中去,并且在城市规划措施中不断探索节能和生态保护的策略,建设资源节约型和环境友好型城市。

【关键词】 能源规划;城市规划;功能定位;编制思路

1 绪 论

能源作为人类生存和发展的必备资源,是城市功能运转的基本保证。城市能源规划,就是要通过制定城市能源

发展战略,在确保能源供应安全的基础上,优化能源结构,落实节能措施,以期达到经济效益和社会效益双赢的目

的。因此,编制城市能源规划,对于协调能源供求关系,合理使用能源资源,解决城市发展和环保约束之间的矛盾

等重大问题,起着至关重要的作用。简言之,能源规划的目标就是为了获得一个安全、高效和清洁的能源前景。

城市规划作为政府调控城市空间资源、指导城乡发展与建设的重要公共政策,与能源规划有着密切的联系。然

而,在当前国内各类城市总体规划、详细规划的编制中,除了包含城市供电、燃气和供热等工程规划外,却很少涉

及综合性的能源规划内容,这反映出城市规划中能源意识的相对淡薄——还是以能源供给为导向的规划思路。根据

建设部最新颁布的《城市规划编制办法》(2006 年4 月 1 日起施行),要求在城市总体

规划阶段,“确定生态环境、土

地和水资源、能源、自然和历史文化遗产保护等方面的综合目标和保护要求”,这对城市的能源发展利用提出了更高

的要求。为此,应进一步提高能源发展利用在城市规划中的地位和深度,协调好能源规划和城市规划的关系。

本文结合《北京城市总体规划(2004 年—2020 年)》和《北京市“十一五”能源发展及节能规划》编制中的一

些心得体会,谈一谈新形势下能源规划的功能定位,以及能源规划的一些编制思路。

2 能源规划在城市规划中的定位

2.1 城市规划是能源规划的主要载体

以往的能源规划,主要是一个部门规划或是一个行业规划,并不是一个综合性的城市能源战略规划,其规划内

容也主要以能源预测和能源供应计划为主,较少涉及用能方式、节能措施和污染治理等方面,与城市发展结合得也

不够紧密。随着能源对社会经济、环境、人民生活水平影响的加深,以及能源发展战略的转型,能源发展已不仅是

某个行业或部门要解决的问题,而是与全社会的发展息息相关。能源政策的制订与实施,也应与城市的产业政策、

交通政策、环保政策、土地开发政策等互相协调,在“城市”的层面上编制能源规划,在城市发展和建设中实现能

源的优化配置和合理利用,这是实现能源可持续发展战略的关键。

城市规划作为引导和控制城市建设的基本依据和手段,确定城市规模和发展方向,统筹安排各类用地和生命线

资源在城市空间的布局,综合部署产业经济、人口、市政交通基础设施等各类城市要素,这些都是制定能源发展战

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略的依据。而且,由于能源与工农业生产、交通运输布局以及人民生活的密切联系,在城市规划落实的各个阶段,

都会直接影响到能源战略的实施,因此,城市规划作为综合性的城市发展政策,理应是能源规划的主要载体。

2.2 能源规划是城市规划的基础和支撑

传统的城市工业化进程,是以人类征服自然为指导思想的,而肆意扩张带来的后果是人与自然的矛盾日趋尖锐,

由此导致一系列的社会问题,如人口激增、资源紧张,环境污染、生态恶化等。20 世纪后期,可持续发展理念的提

出,呼吁人类从高速增长的传统工业发展模式,逐步过渡到可持续发展模式,积极探索一条人与自然相和谐的发展

道路。在当前经济高速增长和城

市快速发展的时期,必须妥善处理城市发展与能源、环境的矛盾,充分强调社会经

济与生态的结合,依靠科技进步,协调社会经济发展和能源资源的高效利用与生态环境保护的关系,使生产、生态

和经济同步发展。因此,在编制城市规划时,将能源规划纳入城市规划的编制范畴是非常必要的。

根据发达国家的城市发展经验,城市发展模式将在很大程度上受能源供给和使用方式影响制约,这主要体现在

环境保护、土地利用、城市安全以及经济发展等方面。通过编制能源规划,可以更好的为城市规划提供依据:从单

纯地提供能源,到主动分析能源对城市的承载力,提出对城市发展的限定条件和控制性因素;从一味追逐经济效益,

到综合平衡经济效益和环境效益;从盲目追求能源使用水平,到合理利用能源,建设节约型城市。总之,能源规划

要为城市规划提供技术支撑,为城市的可持续发展打下基础。

3 能源规划在城市规划中的功能

3.1 统筹能源、经济、环境之间的关系

能源系统与经济、环境之间的关系是密不可分的,它们之间的相互作用和影响如图 1 所示。由图可见,能源系

统在实现其发展目标过程中,会受到来自系统外部和内部两方面因素的影响和制约。其中,外部制约因素有能源资

源各品种的供应量、能源的基建投资额限度、环境质量要求等等;内部的制约因素也是多方面的:例如城市的经济

发展需要能源工业提供更多的能源供应量,需要扩大能源工业的规模,反过来能源工业的发展和规模的扩大需要提

供投资;随着能源工业和城市经济发展,能源需求量增加,能源供应限制会制约经济发展。而且,能源转换和终端

能源消费所排放的SO2、烟尘和NOx 等污染物数量的增加,将造成更为严重的大气环境污染。

通过编制能源规划,可以推进能源结构的清洁、优质化,保障城市环境效益;通过发展与经济发展水平相适应

的能源利用方式,保障社会经济效益;通过制定政策淘汰高耗能产业和产品,发展“高技术、高效益、低污染、低

能耗”产业,促进城市产业结构的调整。因此,能源规划的编制,对于统筹能源、经济、环境之间的关系,实现能

源环境经济的协调发展,有着举足轻重的作用。

基础设施投资

经 济

能 业
源 投 投 结



量 应 供 源 资 源 能
资 资 调
应 污染物排放 整 准 标 量 质 境 环

能 源 环 境
能源结构调整

图1 能源—经济—环境相互关系示意图

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3.2 统筹区域和城乡发展

长期以来城市优先发展的策略,导致郊区和乡村的基础设施状况明显落后于市区。这种区域差距和城乡二元化

结构制约了经济协调发展,影响了社会稳定。按照党中央提出的“以人为本”和“统筹城乡发展、统筹区域发展”

的精神,应当实现区域在能源利用方面的平等,加强郊区和乡村能源设施建设,改善生活和生产条件,逐步缩小城

乡差距。能源规划的一个主要内容就是优化能源资源配置、落实能源设施空间布局,因此,对统筹区域和城乡发展

将发挥着重要作用。

通过编制能源规划,使能源基础设施建设向郊区倾斜,增加向郊区的清洁能源供应,完善郊区能源供应体系,

提升郊区能源利用水平;因地制宜地引导农村升级传统能源供应消费模式,多种方式并举解决农村能源问题。逐步

缩小郊区、农村与市区之间在能源供应和消费水平的差距,提升郊区和农村吸引力,改善人民生活水平。

3.3 统筹各项能源工程规划

能源规划涵盖各类主要能源:电力、燃气、热力、油品、煤炭以及可再生能源,涉及能源生产、转化、输配到

终端消费的各个环节,相对城市规划中的各项能源工程规划(城市供电规划、城市燃气规划和城市供热规划等)而

言,具有宏观性和综合性的特点,图2 表述了上述规划的主要编制内容,可以看出其既有区别又有密切联系。

在实际工作中,能源规划和各项能源工程规划也是相辅相成的。由于各种能源在一定条件下可以相互替代的,

单独进行一种能源的规划往往失之偏颇,能源规划可以通过确定能源的总体发展原则和目标,综合协调各项能源工

程规划,衔接平衡各类能源发展目标,指导各项能源工程规划的编制。而专项能源工程规划作为能源规划的支撑和

深化,既为能源规划的编制提供参考依据,又为能源规划的贯彻实施做进一步的深化,指导具体能源项目的建设。

以北京市“十一五”规划为例,在编制能源规划时,同步开展了燃气、电力、热

力等专项规划的研究,并建立了课

题间的沟通协调机制,首先结合专项规划的初步成果确定了能源规划的总体目标,然后以此作为编制各专项规划最

终成果的依据,而能源规划中在规划建设项目方面也结合了各专项规划的内容。

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能源规划主要内容 专项工程规划主要内容

城市供电工程规划
(1) 预测城市用电负荷;
(1)确定规划的基本原则和目标; (2 ) 选择城市供电电源;
(3) 确定城市变电站容量和数量;
(2)预测城市能源需求; (4 ) 布局城市高压送电网和高压走廊;
(5) 提出城市高压配电网规划技术原则。
(3)平衡能源供需(包括能源总量和

城市燃气工程规划
能源品种),并进一步优化能源结构; (1) 预测城市燃气负荷;

(2 ) 选择城市气源种类;
(4)落实能源供应保障措施及空间布 (3) 确定城市气源的数量、位置与容量;

(4 ) 选择城市燃气输配管网的压力级制;
局规划; (5) 布局城市输气干管。

(5)落实节能技术措施和节能工作; 城市供热工程规划

(1) 预测城市热负荷;
(6)制订能源保障措施;
(2 ) 选择城市热源和供热方式;
(3) 确定热源的供热能力、数量和布局;
(4 ) 布局城市供热设施和供热干线管网。

图2 能源规划和各专项工程规划的编制内容对比

4 当前能源规划面临的形势

4.1 国内能源需求增长迅速

我国是能源生产和消费大国,能源生产总量和能源消费总量均位居世界第二位。对于一个人口众多、经济基础

薄弱、正在发展中的国家,经济增长对能源消费需求有着很强的依赖关系。如图 3、图4 所示,“十五”期间,中国

能源消费总量持续快速增长,从2001 年的 14.3 亿吨标准煤增加到2005 年的22.2 亿吨标准煤,增长了 55.4%,远远

超过

了“八五”、“九五”十年的增长量(25.5%),同期GDP 增长约66.3%,平均能源消费弹性系数约为0.86。

当前我国正处于第二产业高速发展的时期,重工业比重显著增长,电力、钢铁、机械设备、汽车、造船、化工、

建材等工业成为国民经济成长的主要动力,这是“十五”期间能源消费高速增长的主要原因。未来一段时间我国仍

处于城市化提速和工业化进程深化的阶段,预计能源需求近期仍将保持快速增长。从全球来看,经济越发达,人均

能源消费量越多,到2050 年,我国要实现第三步的发展目标,国民经济要达到中等发达国家的水平,人均能源消费

量必将有很大的增长,能源短缺将是我们不得不面临的长期现实问题。实际上,自 1992 年起我国能源消费总量就超

过了能源生产总量,至今能源供应低于能源消费的趋势有增无减。2005 年中国人均石油可采储量只有不到 3 吨,人

均天然气可采储量 1000 立方米左右,人均煤炭可采储量90 吨左右,分别为世界平均值的 11.1%、4.3%和 55.4%。中

国石油对外依存度已从2000 年的31%增加到2005 年的42.9%,预计到2020 年,石油的对外依存度将达到60%,中

国能源安全尤其是石油安全越来越突出。

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图3 “十五”时期全国能源消费总量

图4 “十五”时期国内生产总值与增长速度

4.2 国际能源发展趋势

经济增长是能源增长的主要推动力,随着全球经济复苏,2000 年以来,世界一次能源需求开始增速加快,达到

年均3%左右。图5 表示了主要一次能源在近二十多年来的消费状况,石油、煤炭、天然气一直占据着主导地位,2003

年所占比重分别是37.2%、26.7%、23.9%,总共占据全球一次能源消费总量的87.7%。

根据国际能源署(IEA)的分析预测,世界能源需求量在 2030 年以前将持续稳定增长,预测数据详见表 1。化

石燃料仍将是最基本的能源,而且2030 年以前90%以上的需求增长将由化石燃料来满足。在化石燃料中,天然气的

增长速度最快,预计在未来十几年跃升为仅次于石油的第二大能源。煤炭在世界一次能源中的比例将有少量下降,

增长主要出现在亚洲,大部分将用于发电。发展中国家的能源需求增长最快,使得世界能源贸易将有重要扩大,特

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别是在液化天然气方面。

百万吨标准油

石油 天然气 核能 水电 煤炭

图5 世界一次能源消费发展状况(来源:BP 2005 世界能源回顾)

表1 世界一次能源需求 百万吨油当量

能源种类 2000 年 2010 年 2030 年 2000~2030 年均增长率

煤炭 2355 2702 3606 1.4%

石油 3604 4272 5769 1.6%

天然气 2085 2794 4203 2.4%

核电 674 753 703 0.1%

水电 228 274 366 1.6%

其他可再生能源 233 336 618 3.3%

合计 9179 11132 15267 1.7%

4.3 能源消费带来的大气污染日趋严重

几乎所有能源资源的使用都影响着环境,并带来或多或少的后果。煤、石油和天然气等矿物燃料的燃烧会产生

许多不利于环境和人类健康的因素。尽管利用技术来减轻这些影响,然而大气污染还是会造成地球变暖、酸雨、烟

雾及呼吸道方面的严重疾病等等。2005 年我国的煤炭消费量为21.4 亿吨,占到能源消费总量的 68.9%,这种以煤为

主的能源结构使得煤烟型污染成为中国大气污染的主要特征。据估算,全国烟尘排放量的 70%、二氧化硫排放量的

90%、氮氧化物排放的67%、二氧化碳排放量的70%都来自于煤炭燃烧。

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在传统的燃煤污染尚未解决的同时,伴随着经济发展和城市化水平的提高,机动车污染问题日益显现出来,机

动车尾气已经成为大城市空气污染的重要来源。在北京和广州,大约 80%以上的一氧化碳、40% 以上的氮氧化物来

自于汽车的排放。国内外研究机构的成果显示,大气污染造成的经济损失约占 GDP 的 3%~7%,以 2005 年全国

GDP18.23 万亿元计算,损失就在 5470 亿元至 12762 亿元之间。中国大气污染的形势不容乐观。

5 新形势下的能源规划编制思路

5.1 科学发展,节能优先

上世纪末,国外研究学者提出了“自然资本”的理论,这种理论的一个关键论点

是:经济正在从一种对人力生

产率的重视转向到从根本上提高资源生产率。虽然这一理论尚未得到进一步的完善,但这些研究学者已经证明了通

过商业经营创新,达到“经济增长一倍,资源使用减少一半”的“倍数四”目标,并且已经在很多案例中取得成功。

在这种理论的指导下,要用尽可能少的材料和能源,得到尽可能高的经济效益和社会效益,同时还要保护自然生态

系统。我国社会主义现代化建设事业正处在高速增长时期,各产业部门的经济行为及其可持续发展意识,是我国最

终实现可持续发展的关键,“自然资本”理论值得我们研究借鉴。

因此,能源规划应首先树立节能优先的战略目标。研究表明,目前我国产业结构调整对能耗强度(单位GDP 能

耗)的贡献占 75%~85%,技术提高占 15%~25%。在能源规划编制时,首先要通过能源规划和城市规划的结合促进

产业结构的调整:按照提高资源利用效率和减少污染排放的原则优化产业结构,提高产业准入的能效、物耗和环保

门槛,限制或淘汰高物耗、低效率、高污染的行业和企业。其次要继续加大技术节能力度:技术节能工作的重点领

域是工业部门节能、建筑节能、交通节能和提高各类能源的转化和利用效率。最后要培养人民的节能意识,在满足

人民生活对能源需求日益增长的前提下,推广节能产品,倡导节能型的生活方式,建设节能型社会。

5.2 优化结构,改善环境

在大气污染治理措施中,优化能源结构是见效最快的手段。北京从 1998 年开始通过调整能源结构来治理大气污

染,在大气污染治理方面,北京市迄今为止已经投入了约400 亿人民币,大气环境质量明显得到改善,从 1998 年到

2005 年,北京市全年达到二级或好于二级的天数已经从 100 天上升到 234 天,清洁能源在能源消费总量中所占比重

也从45 %提高到56%。因此,能源规划应围绕环境保护和治理目标,逐步优化能源结构,逐步减少并严格控制燃煤

总量,将以煤为主的污染型能源结构逐步转变为以天然气、电力等优质能源为主的清洁型能源结构。优化用能结构,

贯彻多元化能源战略,这不仅是减轻环境污染、实现可持续发展的需要,也是保障能源供应安全的需要。

为了起到事半功倍的效果,能源结构要沿着阻力最小和成本最低的方向去调整。因此,能源结构调整不能是粗

放型的,决不是简单地进行煤炭替代;要充分考虑调整的经济合理性,并在替代时完成技术升级;既要对能源品种

的结构进行调整,又要对能源利用

方式的结构进行调整。比如在进行煤炭控制时,应重点使用清洁能源替代散烧的

原煤,而对于发电供热用煤,可以通过完善除尘、脱硫、脱氮设施来达到排放标准,这样通过调整煤炭的消费结构,

以较小的成本获得更好的环保效果。在发展天然气时,也应重视燃烧效率和排放标准问题,注意用气负荷的季节平

衡,开展天然气梯级有效利用,推进分布式能源系统等。

越来越多的国际能源环境专家认为,气候变化是人类在本世纪将要面临的最重要的挑战之一,而矿物燃烧造成

的温室气体排放被认为对全球变暖乃至气候变化产生作用。由于化石燃料的使用始终不可能完全解决温室气体的排

放问题,发展可再生能源是解决问题的根本途径。虽然可再生能源在近二三十年内还不能占据主导地位,但在能源

规划中应加大对新能源和可再生能源的研究和推广力度,为能源的升级换代做好准备。

5.3 落实资源,平衡供需

平衡未来能源供需是能源规划的最基本任务。在进行能源需求预测时,应与城市规划确定的城市发展目标充分

结合,譬如国民经济、产业结构调整、人口、建筑总量等。根据历史统计资料,分析影响能源需求的各种因素,找

出能源需求与这些因素的定量关系,从而对能源需求进行定量分析和测算。具体测算时,能源需求总量可以由各种

能源需求(或者是各部门能源需求)的预测迭加得出,也可以直接按总量建模预测,为了增强预测结果的可信度,

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应采用几种方法相互校核。

在进行能源平衡时,由于各类能源之间的相互替代是有条件的,如替代采暖用煤只能是以天然气为主,电力和

燃料油为辅,因此进行能源的供需平衡不仅仅是总量上的平衡,更重要的是结构上的平衡。所以,要对能源资源的

供应潜力进行评价,为能源规划提供能源资源的可获取量、资源的增加速度、资源的生产能力等有关信息,据此来

完善能源供需平衡方案。

以《北京市“十一五”能源发展及节能规划》为例,规划首先通过部门分析、时间序列等方法预测出2010 年北

京市的能源消费总量约为6500 万吨标准煤,之后根据主要能源品种的增长趋势和供应潜力分析,综合考虑能源结构

调整的需求,经过供需平衡,得出2010 年的能源品种平衡方案为:煤炭2500 万吨,天然气70 亿立方米,油品总量

1270 万吨,调入电480

亿千瓦时(总电量为750 亿千万时),其它能源(LPG、干气和可再生能源)380 万吨标准煤。

5.4 强化建设,保障安全

城市对能源的依赖性越强,能源供应中断带来损害就越大,因此,能源供应安全就成为能源规划的重要议题。

解决能源的供应安全问题,主要通过两个途径,一是建立多元化的供应渠道,二是强化能源设施建设。在规划时,

既要充分发挥市场机制在资源配置中的基础性作用,又要有效发挥政府规划和实施政策的积极引导和调控作用。

由于我国能源资源分布很不平衡,因此只有少数城市的能源供应可以完全依靠本地。以北京为例,目前全市 94

%的能源消费由外地供应。随着经济的快速发展,许多城市对外的能源依存度越来越高,甚至开始使用进口能源。

在这种形势下,能源规划应充分考虑到能源供应渠道的稳定性,要落实能源资源的可供性,逐步建立稳定的资源供

应渠道,完善稳定的多元化供应体系,并且适当考虑能源储备问题。在能源设施建设方面,要进一步加大能源设施

的建设力度,强化和超前能力建设,确保能源输配的畅通,增强能源设施系统的抗风险能力;建立能源运行调度和

预警体系,应对突发事件,以科学技术手段缓解能源风险。

6 小 结

能源规划是涉及能源品种、时间、空间以及许多相关因素的复杂的系统工程,需要全社会共同参与进来。只有

认识到能源发展对城市发展带来的制约和影响,将能源规划纳入到城市规划的编制体制中,才能充分地把能源战略

结合到城市的发展中去,并且在城市规划措施中不断探索节能和生态保护的策略,建设资源节约型和环境友好型城

市。

参考文献

1 李家庆.北京市规划市区能源结构优化及经济分析.清华大学,2003

2 中华人民共和国2005 年国民经济和社会发展统计公报.国家统计局,2006

3 世界能源展望2002.北京:中国石化出版社,2004

4 王玉庆.中国能源环境战略与对策.建设节约型社会与交通节能—— 国际柴油发展论坛,2006

5 潘一玲、徐彦峰.北京市能源规划中若干问题的思考.北京规划建设,2005,1

6 城市规划相关知识.北京:中国计划出版社,2002

作者简介:

徐彦峰(1975.2-),男,硕士研究生,北京市城市规划设计研究院,高级工程师。

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能源规划在城市规划中的功能定位及编制思路

作者: 徐彦峰

作者

单位: 北京市城市规划设计研究院

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全球变暖和热岛效应对城市环境带来的危害越来越引起人们的关注,现代城市规划和设计应对此给予足够的重视,在能源规划及能源政策、城市开发建设模式、交通规划与交通政

策、绿化系统

的规划设计等方面采取针对性措施,有效地减缓和控制全球变暖和热岛效应及其所带来的负面影响.

10.会议论文 周林洁.宋言平 城市发展中的能源问题及其规划思考 2009

针对城市规划中能源意识相对淡薄的现象,从中国大陆能源状况的基本国情出发,探讨城市发展带来的能源问题,分析能源问题在现行城市规划中的地位,提出城市规划应编制

综合性能源规划,以衔接宏观的能源规划和城市规划中的能源基础设施规划。

本文链接:https://www.docsj.com/doc/18716755.html,/Conference_6572717.aspx

下载时间:2011年3月29日

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