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%而導致的PM2.5嚴重超標的關(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)。在當前嚴峻的能源環(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、高標準統(tǒng)籌規(guī)劃,合理布局,以2020 年為目標年,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?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,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)施和配套的學校、醫(yī)院、郵電、文體設(shè)施等第三產(chǎn)業(yè)??缭绞桨l(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)負更大的碳減排責任,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。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)當考慮的。
 
  而若盡可能在新區(qū)推廣天然氣CCHP 的科學用能模式,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)劃目標值的94.6%。這樣2015 年總能耗就可降至39×108t 標煤,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。只要政府在標準規(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)。在當前嚴峻的能源環(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。