基于能源品位的北京市能源供应结构调整研究

来源:用户上传      作者: 蒙　攀　姚　飞

　　摘要：产业结构及工业结构的调整使北京市节能减排取得了一定的效果，而在今后产业结构及工业布局变化不大的格局下，节能减排主要依赖于对能源供应结构的优化及技术进步。文章提出能源品位的概念，并提出基于能源品位的能源供应结构调整策略，阐明能源品位在优化北京市能源供应结构中的作用，同时构建与之相适应的综合指标评价体系。
　　关键词：节能减排：能源品位：能源供应结构
　　
　　一、引言
　　
　　北京市节能减排随着产业结构及工业结构调整，相对国内其他城市已处于领先位置。在今后产业结构趋于稳定、工业布局变化不大的情况下，依靠产业结构调整及“以退促降”的工业结构调整逐渐显得空间有限，节能减排、实现资源优化配置将主要依赖于能源供应结构调整和技术进步。
　　对于整体或局部的某个用能领域的能源供应，无论以源头能源品种划分还是以终端能源划分来对能源进行配置，都不能全面体现有限资源充分利用、节能、环保及高效利用的理念，甚至对能源安全造成威胁。建立一个合理的基准划分不同能源，并按照这个基准配置能源，是优化能源供应结构的关键，也是能源供应结构调整面临的主要问题。
　　在化工热力学中，按照品位来划分能量可很好地解决配置不同质的能量的问题，如果借助于品位的概念，进行适当扩展，利用品位划分不同能源，进而按照品位高低配置不同能源，可成为一种合理、有效地优化能源供应结构的方式。
　　基于以上背景，本文提出基于能源品位的北京市能源供应结构调整理念，并构建能源品位评价指标体系，为北京市各行业的能源供应结构的优化提供一种参考依据。
　　
　　二、北京市节能减排的发展趋势――能源供应结构调整
　　
　　(一)依靠产业结构及工业结构调整实现节能减排的空间变得较为有限
　　产业结构及工业结构的调整在北京市已取得良效。然而，北京市的节能减排优势是否能得以延续，值得去思考与探索。北京已逐渐发展成为国际大都市，尤其是奥运会的成功举办，更加速了这一进程，北京市第三产业的比重已空前扩大。放眼全球，大多数的世界大都市第三产业比重均保持在70％左右，如东京73％，巴黎68％，纽约86.7％，伦敦85％。北京市第三产业比重目前已达72.1％，三产比重会进一步提升，但提升空间已不如以前，依靠产业结构调整降低能耗的发展空间较为有限；另外，随着首钢搬迁与焦化厂的停产。今后，这种“以退促降”空间也十分有限。
　　
　　(二)优化能源供应结构将成为新时期节能减排的主要手段
　　虽然产业结构与工业结构调整带来了万元GDP能耗全国最低的成绩，但结构性能源的紧缺局势却持续严峻，其中以电力、天然气供应的高紧缺度最为典型。
　　1、电力供应自给率逐年下降。以2007年为例，北京市全社会用电量达到675.1亿kWh，比上年增长9.1％，增速与2006年持平，但自给率持续降低。总体上，自2001年以来北京市发电自给率已逐年降低，北京市电力供应紧缺程度一度上升。
　　2、天然气。天然气供应方面，2008年北京市天然气消费已突破70亿m3，业内人士也表示天然气用量突破120亿m3的高峰期(预计在2020年)将提前来临，而国内天然气供需形势依然偏紧，存在供需缺口不低于100亿m3，北京市天然气消费已在国内城市中高居首位且自给率为零。
　　北京市由于自身能源匮乏及经济的迅速发展等因素，能源供应外调程度稳居全国城市首位，长期以来能源供应94％依赖外调，而近年来能源消费的较高增速更是加剧了结构性能源的紧缺，在能源供应结构上实现优化势在必行，另外，煤炭加工利用技术近年来已取得可观进展，国家对煤炭清洁转化利用的重视也促使北京市有关部门开始关注发展煤炭领域工程服务业，利用技术进步服务北京，辐射国内。业界普遍认为，由于结构性能源的持续紧缺，在未来北京市能源可持续发展战略中，应将能源供应结构调整作为节能减排的主要手段。
　　
　　
　　三、独特的视角――能源品位
　　
　　如何实现合理、优化的能源供应结构，按照目前从能源供应的源头或终端考虑可分别得出基于源头或基于终端的两种配置方式，二者虽各有所长，但其中任意一种都存在一定的缺陷，因此，本文以能源品位为独特的视角，提出基于能源品位的能源配置方式，全面考虑源头与终端的需求，为能源供应结构调整提供一种合理、可行的方法。
　　
　　(一)基于源头或基于终端的局限
　　1、基于源头的能源配置。即主要从能源产生的源头上考虑能源供应。从源头将能源可按一次能源的划分方式来进行分类，可分为煤炭、石油、天然气、可再生能源几大类。基于源头考虑能源供应，则主要涉及到能源的供应安全、供应成本问题，如北京市石油供应从源头就必须考虑供应源、供应管道、成本等问题。
　　2、基于终端的能源配置。即按照能源在利用终端存在的不同形式来考虑能源供应，源头产生的能源经过各种加工或转化之后，可称为终端能源，如各种煤基燃料、石油基燃料以及电力等(根据终端用户需要，某些能源未经转换也可直接用于终端利用，也可算上终端能源，如原煤)。基于终端考虑能源供应，则主要涉及到终端能源的利用便利程度、利用效果等问题，如电力的使用对千家万户来说就十分便利，在很多情况下插上电源即可，并且使用过程无污染。
　　总之，对于能源的供应，如果单从源头来考虑，则主要侧重于关注使用某种能源时供应是否安全及便利等方面的问题，而容易忽略能源利用是否高效、清洁；同样，如果单从终端的角度来考虑，则主要侧重于关注于使用某种能源时终端使用是否便利、高效及先进等方面的问题，而易于缺失对能源供应安全、使用成本方面等方面的考虑。
　　因此，单从源头考虑或单从终端考虑都不是全面看问题的有效方式，而如果综合两者考虑，有时也很难区分到底以谁为主合适，在这方面也没有相关可靠的标准或依据可循。将二者进行统一，更为全面地划分能源，是进一步配置能源的依据，是优化能源供应结构的基础。
　　
　　(二)能源品住――全面考虑源头与终端
　　为了优化能源供应结构，本研究提出一种独特的视角――能源品位，利用能源品位而非能源品种对能源进行划分，进而配置能源。
　　本研究中按照品位划分能源并依据能源品位配置能源的理念源于理工学科基础研究中的化工热力学，该学科研究表明，传统意义上，能量有着相同的量纲，很自然地体现能量的“量”，如能量都可以用焦耳作为单位来计量。但仅以此方式区分能量忽略了不同形式能量“质”的不同，通过不少例子可反映出数量相等的能量其做功的能力却不相同，如等值的电能与热能、等值的高压蒸汽和低压蒸汽，所能做的机械功明显不相同。因此，品位的概念由此诞生，表示数量相同的能量不同的做功能力，体现能量的“质”。通过品位，反映了能量中“量”与“质”的统一。
　　化工热力学中，能量传递主要是以功和热为主要形式，由于功可以全部转化为热，热只能部分转化为功，因此，以热能为主要研究对象，对处于不同温位的热能。根据热力学第二定律的原则，应按照其品位的高低对进行梯级利用，高品位的热能用于高端领域，低品位的热能用于低端领域，以达到合理用能的目的。借助于以上理工学科中的研究成果，本研究将品位的概念扩展至实际的能源配置当中，为能源供应结构的优化提供一种方法。
　　不同能源之间不仅有量的差异，更有能源品位的差异，笔者将能源品位定义为能源可利用于不同领域的能力。
　　通过建立能源品位的概念并基于能源品位的能源配置，从源头上考虑不同能源热值高低，从终端利用考虑能源可用性强弱，综合反映能源可利用于不同领域的能力，使得在考虑满足终端用能要求的前提下，源头上供应更充足、成本更低廉的能源更应该得以利用，从而协调源头与终端的矛盾。
　　
　　四、能源品位综合评价指标体系
　　
　　经过大量的文献资料查阅及专家咨询，笔者在严格把握能源品位定义的基础上，从能源、效率、政策及环境等方面人手，确定了能源品位综合评价指标体系。整个指标体系由综合指标、一级指标、二级指标、三级指标组成。指标体系详见表1。
　　
　　五、结束语
　　
　　基于能源品位进行能源供应结构的调整是一种资源优化配置的策略，为今后的政府决策提供了一种科学的理念，同时，能源品位的综合评价指标体系也为评价工作的切实、可行做出了贡献。

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