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分布式电源与新型城镇化建设

时间:2023-08-07 阅读:182 作者:

城镇化的核心是农村人口转移到城镇,对于这群转移来的新城镇人口,就要加快城镇道路、供水供电供气供热管网、污水垃圾处理能力这些基础设施的建设,解决人们进城后的生活问题。居所是必不可少的生存需求,能源也是不可或缺的,通常我国城镇人口年均消耗能源是农村人口的3.5倍,用电量是农村人口的3倍,居住在新型城镇中的人们需要有新的生活方式,政府要积极的引导新城镇的人们,建立低碳环保的生活理念和底能耗的生活方式。分布式电源应是新型城镇重要的能源生产和能源消费方式。
      人类早期使用的能源,如柴草、水能、畜力等,这些“能源”多从自然界直接获取,取之不竭用之不尽,对环境也很少有危害。但自工业革命以来,不可再生的煤炭石油成为主要能源,其使用又会带来环境污染的问题。人们一直在探索提高煤炭石油的使用效能,并寻找替代它们的新能源。
       由于可再生新能源具有可再生与低排放或零排放特征,从根本上解决了化石能源具有的有限性和污染环境的两大弊端。哥本哈根会议上,中国承诺到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右,故而我国在2006年通过了《可再生能源法》,以促进可再生能源业的发展。我们主张在新型城镇化建设中充分利用可再生能源发电,倡导分布式电源的生产与消费。诺贝尔奖获得者詹姆斯•莫里斯认为,目前全世界的大型城市都有着道路拥堵、住房昂贵及环境质量下降等发展问题,比较理想的城市人口应该是在40万左右。当下中国,雾霾、沙尘暴、雨雪等极端气候不断上演,建设资源节约型、环境友好型社会已是当今中国社会可持续发展的当务之急,厌倦了大都市喧闹拥堵的人们,更希望在有着蓝天白云宁静祥和氛围的绿色田园小镇中生活。

一、乡村社会向新城镇社会过渡

       城镇化是指农村人口不断向城镇转移聚集,是城镇数量不断增加规模不断扩大的历史过程。在这一过程中乡村社会有如下转变:第一,农村人口向城镇转移,农民变为市民;第二,单一农业转为二、三产业为主,并向城镇聚集;第三,原有的乡村生活方式向都市生活方式转变。这三个转变是向现代化工业国转变的必经之路,是乡村社会结构重构和中华民族实现文明转型的过程。
       建国后,我国不断推进工业化和城镇化,2002-2011年,我国城镇化率以平均每年1.35个百分点推进,由改革开放之初1978年的17.9%提高到2012年的52.6%。截至2012年底,中国城镇人口达到7.12亿,人口城镇化率达到世界平均水平。
       在我国城镇化过程中,省会以上城市和特大城市发展迅速,有巨型化的倾向;而县城等小城镇发展则受到抑制。这样的发展格局已暴露出大城市交通拥堵、中小城市规划和产业布局不合理、配套设施不完善等问题,尤其暴露出能源资源消耗增长过快高碳排放的问题。
       目前从数量看,我国能源生产总量、煤炭产量、电力装机、风电装机、核电、光伏发电的增长速度都为世界第一,但仍然跟不上经济发展的需要。20世纪90年代初期我国还是石油净出口国,可1993年中国首次成为石油净进口国,净进口量达988万吨,对外石油依赖度为6.7%。此后净进口量直线上升,2012年5月10日发布的《2011中国国土资源公报》显示,2011年我国石油对外依存度达到56.7%。在能源技术没有重大突破的情况下,能源问题已上升至国家安全的层面。形成对照的是美国能源自给率逐步上升,部分石油已被天然气等新能源替代,2005-2010年,美国石油自给率从30.1%上升至49.5%。
       我国能源密集型、高碳排放型的城市产业发展带来的环境问题也相当突出。据统计,我国城市消耗的能源占全国消耗的80%。机动车的快速发展,带来了交通拥堵、尾气污染、城市热岛效应等问题;大气污染严重,津京冀、长江三角洲、珠江三角洲等地区全年雾霾天高达100多天,有的大城市多达200天,2013年春我国中东部地区雾霾天气已严重威胁人们的出行与健康。
       面对如上形势,必须探索能源新出路。传统化石能源适于大规模开发和利用,城市越大使用化石能源成本越低,小城镇和乡村则相反。太阳能和风能一类的新能源相对均衡分布,小城镇和乡村有着对其利用的天然优势。目前我国处于世界领先的太阳能热水器、沼气、电动自行车三项新能源技术和产品,都发生在中国的乡村小城镇,这除了新能源低成本优势外,还在于中国乡村小城镇尚未形成对化石能源的依赖,可以直接嵌入新能源。
       我国以往的城镇化过程中,存在依赖廉价的土地、能源、劳动力,以牺牲资源环境为代价的情况。城镇化模式对碳排放具有锁定效应,故而推动城镇发展模式转型的任务十分紧迫。新型城镇化须更加注重城乡统筹、产城统筹、经济社会规划和建设统筹。我国必须坚持走中国特色农业现代化、新型工业化、信息化的新型城镇化道路。

二、新型城镇应大力发展分布式电源和太阳能光热行业

       建设资源节约环境宜居的新型城镇,应摆脱单纯的房地产开发模式,克服将城镇化等同于搞大房产、大马路、大别墅,修路盖楼的“摊大饼”做法,新型城镇化决不是现有大中城市发展模式的微型化。新型城镇发展要促进整个社会组织结构、产业结构以及消费方式的升级,是以人为本,城乡一体、绿色低碳的新都市生活;这就要大力发展分布式电源生产和太阳能光热行业,倡导分布式电源消费,实现化石能源的清洁高效利用,实现新旧能源的合理化配置和高效利用。
       所谓分布式电源,是指位于用户附近,采用太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用等方式发电,所发电能就地利用,以10千伏及其以下电压等级接入电网,且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦的发电项目。
        2013年2月27日,国家电网发布了《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》,承诺对于普通用户自建发电设施所产生的太阳能、风电等清洁能源,将按国家规定电价予以全额收购。自2013年3月1日起正式实施。分布式电源对于优化能源结构、推动节能减排、实现我国经济可持续发展具有重要意义。
      (一)鼓励个人和家庭自建洁净能源“发电厂”
       合肥孔庆斌2012年在屋顶安装了2块发电功率各为250瓦的太阳能电板和相应的发电设备,自建了一个“个人发电厂”,并准备近期将发电功率扩容到5000瓦。2013年3月他个人提交将其所发电力并入国家电网的申请已获批,他成为“安徽利用家庭分布式光伏发电的第一人”。几乎同期天津滨海分局供电分局也受理了首位个人卖电业务,且在“天津生态城”投入运行了我国首个智能网综合示范系统。
       “孔庆斌”式的太阳能发电并网后,白天发的电可以存在国家电网里,晚上用电时再从电网里扣,保证了所发电力不被浪费。太阳能发电可以节约煤炭化石能源,故而在新型城镇化建设中,“孔庆斌”式的“个人发电厂”“家庭发电厂”越多越好。国家可以制定分布式洁净电源标准,组织“家庭发电厂设备”生产,形成一种“新型发电家用电器“,将“洁净能源发电设备”发展为一种产业,让老百姓象买彩电冰箱一样,买到“洁净能源发电设备”,置放到建筑楼顶或房前屋后,让“洁净能源发电设备”走进千家万户,以使分布式电源广泛普及于新型城镇。
       西方国家非常重视可再生能源的利用。美国能源部资助液体动力学技术的研发,2012年已有四家美国公司上马波浪和潮汐能发电项目。北欧各国风电机组星罗棋布,有许多就是单台接入20千伏-10千伏以及电压等级更低的国家电网系统,丹麦的风电比重已经超过20%,2020年要超过40%,西班牙2011年风电占到负荷的53%。德国光伏发电容量2011年底达到2300万千瓦,与我国三峡水电站装机规模相当,基本上也都是分散建在用电户屋顶的分布式接入系统。我国理应效仿这些国家,大力发展太阳能光伏发电这类分布式供能系统,并将分布式供能源系统与燃气、供电、供热、热水系统有机的结合,以提高能源利用率。
       我国当前大企业的分布式接入系统大项目,享受国家电价补贴的标杆电价为1元/千瓦时,
       家庭发电用户尚不享受国家电价补助,只能以0.436元/千瓦时的脱硫煤上网电价出售给国家电网。国家政策理当支持鼓励“个人发电厂”“家庭发电厂”发展,让其享受国家电网标杆电价补贴。
      (二)鼓励公司和社会组织探索新能源开发模式
       山东省青岛昌盛日电太阳能科技有限公司首创的“太阳能小镇”是城镇化能源模式的新探索。该模式将多个自然村的土地集中起来,由企业投资建设小镇的中心社区,将大棚生产与新社区建设的空间布局统筹考虑,围绕中心社区建设一定规模的科技大棚,棚下种植高附加值农作物,棚顶利用太阳能发电供社区使用。农民以土地入股并就近在棚内劳动,获得工资劳动收入,通过股金分成获得财产性红利收入。
       昌盛日电太阳能科技有限公司在“太阳能小镇”建设时,采用建筑节能技术和工厂化房屋技术,实现建设环节的节能降耗,同时,运用大宗固体垃圾再生建材方法处理旧村改造过程中产生的固体建筑垃圾,形成创能、节能和再生利用的良性循环。该模式将可再生能源、现代农业和新型城镇社区有机结合起来。这样的“太阳能小镇”能源模式值得全面推广。
       2012年4月30日全球第一台1.5兆瓦93米超大风轮机组在安徽来安风电场并网发电。这标志着中国能源企业继2009年自主创新推出全球首款87米风轮1.5兆瓦低风速风机之后,并再次取得突破。取得这一创新成果的远景能源公司国际研发团队通过一系列全球专利技术,在丹麦创新团队及中国研发团队的共同努力下开发出该款机组,将风机适用风速降到5.5米/秒,从而使占我国风资源30%的超低风速地区结束了无法有效开发风电的历史。
       随着国家分布式能源市场的形成,风电也将成为未来中国城镇化建设的一道亮丽风景。据了解,我国风电制造业金风科技位于北京亦庄经济技术开发区的“智能微网示范项目”,单日供电量达到36000千瓦时,占整个厂区总消费电量的92%。这座包含风力发电、光伏发电和储能系统在内的“智能微网”,为各地新城镇化提供了优质清洁能源的良好示范。
       “十一五”以来,在《可再生能源法》的推动下,我国可再生能源特别是风电发展很快,2012年8月15日,国家电网公司促进新能源发展新闻发布会称:截至2012年6月,我国并网风电5258万千瓦,六年年均增长87%,已成为全球风电装机容量最多的国家;太阳能发电的并网容量达到251万千瓦,同比增加5.4倍。“十二五”风电发展目标是新增7000万千瓦,
       到2015年,全国风电装机达到1亿千瓦。目前,国家能源局已下发了“十二五”三批风电项目核准计划,安徽滁州25万千瓦风电场为我国首个大型低风速智慧型风电场。我国风电和太阳能发电大多分布于乡村和小城镇,可再生能源在乡村和小城镇有着巨大的发展潜力。
      (三)大力发展太阳能光热行业
       新型城镇化为太阳能光热行业提供了发展巨大机遇,太阳能光热已成为新型城镇着重推进高效绿色能源的焦点。2013年4月14日,我国太阳能光热行业龙头太阳雨公司总经理陈荣华说,“整个光热行业每年可以为国家节约3000万吨标准煤,减少二氧化碳7470万吨,节约的能源消耗折算成标准煤相当于为国家贡献了2个三峡电站。”2012年,中国太阳能光热行业保持近5000万平方米集热面积的增长,作为首家登陆A股市场的光热企业,太阳雨一家公司就贡献了超过500万平方米的集热面积,光热行业创造的生态价值会每隔几年产生一个翻倍,未来不可估量。
       太阳能光热产业将成为最大受益者。因为新型城镇化将是太阳能与建筑一体化,城镇新增、改建公共建筑为太阳能热水、热采暖工程搭建更广阔平台。有预测,每年1000万城镇新增人口,大约200万个家庭需要2亿平方米新型住宅,如果1亿平方米采用太阳能热水和热采暖系统,太阳能市场容量将成倍增长,这是绿色的可持续的增长。
       以金风科技公司和四季沐歌公司为代表的我国风能和太阳能等新能源企业巨头也在抢抓城镇化商机。四季沐歌集团走响应国家家电下乡政策,开拓了以城市热水太阳能工程市场。已在北京、河南、山东、江苏、广东、沈阳等全国多地建起多家产业基地,率先创建完整的全产业链和最丰富的产品线,其产品市场已覆盖全国众多县市区和大部分乡镇。
      (四)通过资源回收利用节能降耗
       发展新能源并不意味着放弃传统能源,而是要综合利用。如充分利用我国产煤省份的煤层气、焦炉煤气、煤制天然气和过境天然气等资源,满足人们的能源需求。再如,根据国际天然气市场的出现新变化,应大力提高天然气利用比重。
       农业秸秆处理一直困扰地方政府,在以往农业社会中,农业秸秆是重要的生活能源,燃烧后的灰烬是重要的农家肥。随着农业生产方式生活方式的变迁,麦秸稻草等农业秸秆被遗弃,或不当燃烧,成为空气污染源。可以探索农业秸秆再利用技术,加工为纤维板材,也可探索农业秸秆压缩碳化技术或油液化技术,使其成为生物能源。
       人们聚居到城镇,垃圾量也会大量增加,利用生活垃圾焚烧发电,既解决了环境污染,又将其转化为有用的能源。国家将制定开发固废资源的产业政策和相关技术标准,促进垃圾焚烧发电无歧视、无差异并入电网。随着新型城镇化的推进,我国垃圾量不可避免地将会大增,在未来可能会上升至每年产生约6亿吨垃圾。从发达国家的经验来看,美国当前每年处理约3亿吨、日本约处理5000万吨垃圾。因此,未来中国实现垃圾焚烧发电潜力巨大。
       人们聚居到城镇及大型养殖场都会使人畜粪便增多,可以利用其生产沼气,转化为能源,以减少对水源的污染。
       随着新城镇建设,汽车走入寻常百姓家。汽车从单纯的汽油燃烧,发展到以天然气,电力为动力的时代。在城镇化的建设过程中,不仅要考虑到汽车加油站的建设,更应该考虑到汽车充气站和充电站的建设。可研制以分布式电源作为汽车动力源的家用充电蓄电设备。让家用汽车使用“家庭洁净能源发电厂”的电。
       分布式电源的生产与消费还需要实现城镇供电集约化合理化布局,还需要建立智能化循环型能源体系。在能源输送系统建设中要增大输送能力,增强输配系统的可靠性,并按照一网多能的要求,构建能源供应系统。新建城镇市政管线应当全部埋地敷设,可布置或预留地下管沟,收容地下电力、电信、供热、供水等管线。政府在新型城镇化建设的过程中要做好规划,为水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能、天然气等洁净能源的开发利用预留空间。
       各级政府应引导和支持企业主体参与新型城镇化建设。由于可再生能源项目建设周期长、资金投入大,需要对实施主体进行金融支持和财政补贴,让人们从利用新能源中获得经济实惠。

三、新城镇建设须与分布式电源的发展统筹规划

       我国城市粗放式发展导致的资源环境问题,倒逼我国必须走绿色建筑发展的道路。我国每年大约有20亿平方米的建筑总量,接近世界全年建筑总量的一半。建筑能耗在我国能源消耗总量中约占1/3。2000年以前我国建成的建筑80%为非节能建筑,民用建筑外墙平均保温水平仅为欧洲同纬度发达国家的1/3,建筑能耗高出欧洲2-3倍。我国北方地区城镇建筑面积约为全国城镇建筑面积的十分之一,却消耗了全国城镇建筑总能耗的40%。有数据显示,工业产品要想达到10%-20%的节能效果很难,但绿色建筑技术措施,则能够达到50%-60%的节能效果。
       正因为看到绿色建筑节能降耗的巨大潜力,2012年国务院发布的《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》,将“节能环保产业”作为首项重点任务。为落实《“十二五”建筑节能规划》,国务院以国办发[2013]1号文件转发了国家发展改革委、住房城乡建设部《绿色建筑行动方案》。
      《行动方案》要求到2015年末,20%的城镇新建建筑达到绿色建筑标准要求。预计到2015年末,新增可再生能源建筑应用面积25亿平方米,示范地区建筑可再生能源消费量占建筑能耗总量的比例达到10%以上。预计“十二五”期间新建绿色建筑10亿平方米可形成900万吨标准煤的节能能力,以及减排1800万吨的二氧化碳气体。据测算,可再生能源建筑将形成常规能源替代能力3000万吨标准煤。由此可见建筑节能潜力巨大。
       发展绿色建筑、降低建筑能耗与温室气体排放,对实现2020年单位GDP二氧化碳排放下降40%-45%的目标具有重要意义。绿色建筑作为适应人类未来宜居需要的建筑发展方向,已经成为各国的共识。绿色建筑已上升为我国国家战略。
       我国绿色建筑《行动方案》提出要积极推动太阳能、浅层地能、生物质能等可再生能源在建筑中的应用。按照“十二五”规划,对太阳能资源适宜地区要在2015年前,出台太阳能光热建筑一体化的强制性推广政策及技术标准。并加大绿色建筑应用示范力度,对达不到节能设计标准的建筑,采取禁止投入使用等强制性措施;对超过节能设计标准或采用可再生能源的建筑和绿色建筑,采取减免税费、贴息贷款和财政补贴进行鼓励。促进可再生能源在建筑中规模化的应用。《行动方案》要求政府投资的国家机关、学校、医院、保障性住房,机场等大型公共建筑自2014年起全面执行绿色建筑标准。
       分布式电源的发展需要与城镇建筑统筹规划。太阳能热水器已经被我国城乡居民广泛使用,然而分散在楼顶的吸热芯板还没能实现空间的合理利用。在建设新型城镇化的过程中,应该仿照2008年北京奥运会低碳房屋的设计理念,大力推广新能源技术,在新建筑中预留可供采用太阳能、风能、地热能、等方式发电的建筑支架,以便分“布式电源”的发展。鼓励利用建筑屋顶发展太阳能和风能发电,用户自发自用或并入国家电网。
       2012年6月联合国可持续发展峰会发表的《我们期待的未来》文件指出,“从根本上改变社会的生产和消费方式对于实现全球可持续发展不可或缺”。我国正在从偏重造城修路“物的城镇化”走向节能环保宜居的“人城镇化”道路。绿色生产绿色消费,是我们应该选择又不得不选择的生产方式和生活方式。在新型城镇化建设中倡导分布式电源的生产与消费,就是我们的主张。

(作者王浩川系安徽电气职业学院教师;王荣森系中国科学技术大学管理学院教授)


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