城市能源规划及其投资决策选择的若干问题

  一、城市与城市能源

 

  1.城市能源问题的提出

 

  能源是一个国家或地区经济持续发展和人民生活安定的重要物质基础。城市作为社会生产力高度集聚的一种空间组合形态, 对整个社会的能源生产、供给及需求状况有着极为重要的影响, 而城市经济社会运行的特殊性和复杂性, 又对城市能源系统内部的相互替代和转换联系提出一系列特殊的要求。

 

  城市能源作为支撑城市经济社会运转的重要物质基础之一, 在城市生产力发展日益集聚化、城市服务联系日益社会化、城市功能日益多样化、城市管理日益综合化、城市在区域范围乃至国民经济发展中的地位作用日趋突出的发展总趋势下, 其自身的演变也表现出一定的规律性, 并对城市经济社会的运行产生极大的推动和制约作用。

 

  城市作为一个社会—自然的复合大系统, 从其运行的内在机制来看, 它是由经济运行系统、社会生活系统、基础设施服务系统和生态环境平衡系统所组成的有机整体。经济运行和社会生活两个子系统构成了城市发展的主体, 是推动城市不断前进的两大主流, 而基础设施服务系统则构成了城市的基本物质承载体, 是城市经济运行和社会生活得以完整实现并赖以维持的物质基础, 而生态环境平衡系统则既是人工—自然双向干扰、交叉运行的结果, 又是城市进一步发展的客观制约条件。

 

  城市能源作为城市经济运行的重要物质基础, 是驱动城市经济发展的动力源, 是社会生产和社会生活正常运行的“血液”和“命脉” 。城市能源对城市社会生活也有着直接影响, 如城市居民居住条件和生活环境的改善、各种社会娱乐活动的丰富, 均受到城市能源供给状况的直接制约。有关研究成果表明, 人均能耗尤其是人均用电量与生活质量的改善密切相关, 在全盘电气化条件下, 丰富多样的电器装备将会大大改变整个城市人民社会生活的各个方面。

 

  城市能源供给消费的品种、质量及使用方式, 是造成城市特定人工生态小气候和小环境的重要根源。城市能源消费的高度集中, 导致城市“热岛”的形成, 城市能源在生产、加工、转换、消费利用中所排放的大量废弃物, 将对城市生态环境产生根本的影响。

 

  由此可见, 城市能源是城市赖以生存发展的重要物质基础, 是城市社会生产和人民生活正常运行的一般前提条件, 是发挥城市多功能作用、促使城市聚集经济效益得以实现的客观保障, 是衡量城市吸引力和辐射力、评价城市投资环境与条件的基本要素之一。

 

  2.城市能源基本特征

 

  (1)分布运行的系统性。城市能源是一个由煤、油、电、气、水、热等众多要素所组成有机综合体。从纵向来看, 城市能源各要素之间存在着互为前提、互补替代等错综复杂的关系。从横向来看, 城市能源这个系统一般是由生产源工程、输配管线网、终端消费面这三个大环节所组成。作为一个系统整体, 为了保证系统运行过程的最优化, 这三个环节之间在容量、布局以及发展方向上均应当保持合理的比例关系, 并形成最优组合方式, 否则不仅会使系统的稳定性受到破坏, 而且也必将给社会经济带来较大的损失。

 

  (2)生产消费的不均衡性。城市能源生产消费的不均衡性主要表现在两个方面:一是城市能源生产消费在空间分布上的高度集中, 二是城市能源生产消费在时间延续上的波峰起伏。从空间分布来看, 由于城市社会生产力在区域范围内的高度集聚, 从而引起社会生产与消费的高度集中。据调查, 在中国城市目前经济发展水平条件下, 城市居民每年的人均耗能约为1000 ～ 1200 千克(标准煤), 按此计算, 一个百万人口的城市每年耗能便达120 多万吨(标准煤), 如果再加上生产及社会其它部门的能耗, 城市能源的消费量是很可观的,城市能源消耗在地域空间上的高度集中是造成区域范围内生产环境失衡的重要原因。从时间延续过程来看, 由于城市经济活动和人们的社会生活活动在时间运行过程中表现出一定的波谷起伏, 从而, 也给城市能源的生产消费带来一系列的不均衡。如电力消费的峰顶一般均在白天和上半夜, 煤气消费的高峰则在一日三餐之时, 热能供应则随季节变化而波动。城市能源这种在生产上某些产品(如电力、天然气、煤气)客观所存在的连续性、稳定性, 同消费上所表现的不均衡性, 给整个城市能源的生产和经营管理带来其与各部门所不同的特殊矛盾和问题, 对能源管网容量、产品存储调配和整个城市能源产供用的管理, 特别是安全运行带来一系列更高的要求。

 

  (3)建设发展的超前性和同步性。城市能源的生产及其传输工程, 建设规模大, 施工周期长, 耗用资金多, 如一座日产100 万立方米的人工煤气厂, 其施工周期一般均需5 —6 年。因此, 为保证城市物质生产和人民生活的需要, 城市能源的各项工程在规划建设上应保持一定的超前性, 在形成最终服务能力上应与城市其它生产和生活设施同步进行。同时, 能源管网的规划建设施工也应尽可能地做到统筹安排、同步进行, 以避免造成较大的社会浪费。

 

  (4)经营管理的多样性和复杂性。城市能源由于各要素的生产特点不同, 运行规律不同, 因而在管理上均自成体系, 难以在宏观上实现综合有效的协调, 再加上消费利用的不均衡特点和总体布局的分散性, 给企业的自身经营与管理带来众多的不便, 所有这些都使得城市能源在管理的方式手段及经营策略上趋于多样化和复杂化。

 

  二、城市居民能源消费特征

 

  1.居民能源消费现状

 

  (1)能源管理的特殊性。相比而言, 城市居民的单位能耗数量、品种等都远不及工业生产部门, 然而, 它所具有的各种特征却使其在管理上具有一系列独特的复杂性和困难性, 特别是从能源环境的角度来看, 更具有工业生产等能耗大户所不具有的多方面特殊性。

 

  (2)能源消费地位的重要性。据案例调查, 某市城市居民年耗能39.97 万吨标准煤, 占全市总能耗的7.45 %。人均能耗为3.41 吨标准煤, 其中, 居民人均生活能耗335 千克标准煤, 分别是全国平均水平的3.93 倍和1.69 倍。

 

  (3)能源消费品种的多样性。不仅其能耗数量在全市能耗总量中占有一定的比重, 其消费的品种也十分齐全, 全市居民耗能结构中, 一次能源所占比重为76.71 %, 经过加工转化的二次能源所占比重为19.83 %,各类油品所占比重仅为3.46 %。这种以一次能源消费为主的能源生产、加工、转化、消费结构, 不可避免地产生燃烧效率低、环境污染严重等多种弊端。

 

  (4)能源消费空间布局的分散性。某市城区居民共36.61 万户, 平均每平方公里2179 户, 如果再包括供热锅炉, 按能源消费源点平均分布计算, 每平方公里的能源消费源点多达2248 个, 每个消费源点年均能耗9.65 吨标准煤。

 

  2.城市居民能耗的环境影响

 

  城市居民能源消费的上述特征, 形成了城市特殊的环境污染问题, 特别是大量分散的居民炉灶和遍布全市各城区的取暖锅炉, 都使得该市的煤烟型污染特征表现得尤为突出。据有关部门调查测定, 在该市SO2和TSP 排放量中, 锅炉排放污染物分担率约占其一半以上, 其中, SO2 占52.13 %, TSP 约占58.45 %。大气污染源的调查也表明, 全市大气污染高值区与城市居民集中区的数值完全吻合, 如这一地区采暖锅炉对TSP 和SO2 的贡献率分别为57.48 %和63.58 %, 其它炉灶的贡献数率也分别为2.09 %和13.32 %。

 

  可见, 改善城市环境, 特别是减少CO2 的排放, 必须首先从节能入手、从提高能源效率着眼, 这是从根本上改善和减缓煤烟型污染的釜底抽薪之举。

 

  三、城市居民用能方式的投资决策与选择

 

  1.供能项目及其选择

 

  根据某市的资源特征, 在相当长一段时间内, 城市居民的能源消费结构将依然是由煤炭及其二次加工转化能源所构成。从目前的实践来看, 提高煤炭利用效率、改进城市环境问题的主要措施有:型煤项目、煤气工程、联片集中供热、热电联产集中供热以及房屋建筑节能等。

 

  2.居民用能方式选择

 

  成本效益分析。项目最小成本分析主要以成本效益分析中的三个主要指标为基础进行, 即经济总成本现值、总节煤量及总供热量。

 

  对表3 的数据进行矩阵规格化处理, 并对数据矩阵赋以不同权重, 这时, 可相应获取数组不同的最小成本项目排序。如当给表3 第5 、6 行资料所组成的矩阵赋以权重数为(0.6 , 0.4)时, 项目最小成本排序为a ※d ※c ※b ;当权重数为(0.4 , 0.6)时, 项目最小成本排序为:a ※d ※b ※c 。

 

  3.项目综合评价

 

  经过综合计算, 可求得上述四种取暖供热项目的综合评价指标值。

 

  4.不同用能方式选择的微观分析

 

  城市居民作为城市能源用户的最小单位, 其能源消费行为和消费倾向在进行城市能源规划时值得注意。

 

  就上述几种用能方式而言, 其推广的可能性, 除需进行成本效益分析和最小成本分析外, 还必须充分注意城市居民的家庭投资能力和投资意向, 而这一点则在很大程度上取决于城市居民家庭收入、支付方式及能源价格情况。

 

  根据典型调查, 以城市居民家庭标准人口按4.1 人计, 标准居住面积按56.52 平方米建筑面积计, 在中等收入条件下.

 

  4.不同用能方式选择的微观分析

 

  城市居民作为城市能源用户的最小单位, 其能源消费行为和消费倾向在进行城市能源规划时值得注意。

 

  就上述几种用能方式而言, 其推广的可能性, 除需进行成本效益分析和最小成本分析外, 还必须充分注意城市居民的家庭投资能力和投资意向, 而这一点则在很大程度上取决于城市居民家庭收入、支付方式及能源价格情况。

 

  根据典型调查, 以城市居民家庭标准人口按4.1 人计, 标准居住面积按56.52 平方米建筑面积计, 在中等收入条件下.