全球城市能源发展的潮流趋势

　　文 · 霍沫霖 杨尚东

　　城市为人类提供了居住、就业、娱乐和其他利益的丰厚机会，吸引着越来越多的人聚集。人类发展史也是全球城市化的历史，在第一阶段1850年以前，城市化非常缓慢，公元100年全球城市化率为4.7％，到1850年也仅为6.4%。在第二阶段1850～1950年，工业革命推动城市化快速发展，尤其在发达国家推动下1950年全球城市化率达30%。在第三阶段1950年至今，以发展中国家推动为主，2014年全球城市化率已达54%。人类已经到达了一个史无前例的里程碑，地球上超过一半的人口——33亿人居住在城市里。世界银行预计到2050年全球城市化率将增长到70％。

　　最早期的城市化主要受农业生产力水平提升的驱动，随着剩余劳动力和剩余产品出现，脱离土地的社会劳动分工形成，一些村落逐渐变成了集镇和城市。随着18世纪欧洲工业革命的兴起，发达国家在1950年城市化水平已经超过50%，但到1980年发达国家的城市化速度开始减缓。而发展中国家则在1980年加速，人口数量已经超过发达国家。据联合国开发计划署研究，到2050年发展中国家的城市化率将达到63.4%。

　　城市是工业、服务业的集聚地，是经济增长的主引擎。2014年，城市创造了全球82%的GDP，到2025年将上升至88%。城市的过快、粗放扩张逐渐暴露出交通拥堵、空气污染、噪声污染、垃圾集中、水资源短缺、生态脆弱、贫富差距大等问题。因此城市有责任、也有能力在环境治理、生态文明方面大有作为。

　　城市是能源消费的主战场，城市占全球能源消费量的70％以上，产生全球约50～60％的温室气体排放。预计2040年城市将占全球能源消费量的80％左右。全球许多城市正在寻找能源解决方案，努力减轻能源消费造成的生态环境影响，提高城市宜居程度和竞争力，促进人类和城市可持续发展。根据国际研究和国际实践，国际城市能源发展的潮流趋势归纳为四个方面。

　　一是节能循环、紧凑宜居。国际研究广泛认同节约能源、紧凑规划、循环经济的理念，在区域建立小循环系统促进节能和资源循环利用，并在城市建立大循环系统，促进不同空间形态间互补互济，实现城市整体系统节能、循环联动。国际能源署提出虽然没有一个通用的城市能源可持续解决方案，但是紧凑型和高密度的城市发展是很多部门碳减排的一个结构性的先决条件。联合国环境署认为应该采取慎重和一致的城市规划政策，建立紧密联通的城市街道和交通网络，并通过有力的规划和广泛的公民支持，来实现城市宜居性和能源效率的改善转型。世界银行认可开发密集型、分区式和开放城市来支持行人友好、交通运输和城市发展。劳伦斯伯克利实验室认为采用更严格的地方建筑能效标准是低成本甚至零成本的减排措施，例如明确墙体和窗户的耐热性指标、最小空气渗入值和暖通空调设备能效最低标准。日本制定了与城市节能相关的《都市计划法》、《关于合理使用能源的相关法律》等；德国部分城市制定了高于国家标准的建筑节能标准。

　　二是清洁绿色、低碳再生。许多城市开展了促进可再生能源利用的探索实践，力争水能、风能、太阳能、生物质能、地热能成为城市建筑、交通、工业能源消费的主要构成。世界未来委员会认为理论上可再生能源可以百分百覆盖所有电力、热力、交通的能源需求。目前，欧洲、美国的很多城市都提出了建设100%可再生能源城市的目标，这些城市的特点是经济发达、对生态环境要求较高、可再生能源开发基础较好。目前已实现100%可再生能源的城镇主要是小城镇，特别是偏远的城镇或孤立的岛屿；而大中城市主要集中在相对容易实现的可再生能源电力方面。例如瑞典马尔默市、丹麦提斯特德市、德国达尔德斯海姆等，均已实现100%可再生能源热力及电力。但高比例可再生能源城市一直面临高成本、高投资需求的挑战，需要创新发展交易机制、融资机制、商业模式等。

　　三是多能互补、多规合一。城市能源规划需要与城市社会经济规划、土地利用规划、环境保护规划、交通规划等相结合协调，考虑工业余热、多种可再生能源等资源的综合、梯级利用，考虑电、热、冷、动力等多种能源需求的协同满足。世界银行认为城市能源规划的关键是充分考虑时间、空间上的需求和供应选择、制度与监管、利益相关者、经济、财政、社会与环境等。供暖和制冷的能耗约占全球建筑部门总量的40%，需综合选择热电联产、工业余热、水源热泵、土壤源热泵、空气源热泵、太阳能、蓄热电锅炉、生物质能三联供、垃圾焚烧、燃气三联供、核能等技术。联合国环境署认为区域供暖制冷能够显著降低能源成本，同时增加可再生能源份额，并提出应开发适应现代城市的区域能源系统，提出短期和长期的能源供应与储存方案，协同满足建筑、交通和工业部门的灵活需求，综合实现能效提升与可再生能源利用。日本目前已建成了以三大都市圈为中心的区域型集中式供暖。

　　四是智慧坚强、泛在互动。国际城市开展智慧能源管理实践，应用大数据、互联网、人工智能、智能电网等技术，力争提高城市能源管理的精细管控能力、安全自愈能力和公共服务能力。世界银行认为，智能计量和电网控制技术的突破，可以促进需求侧能效提升、减少能源损失，并建议出台财税政策和监管机制，促使个人、企业、社区、民间社会组织、政府机构找到创新的解决方案。日本运用数字化、信息化手段，有效提高城市能源与资源的使用效率以及管理的智能化水平。例如日本柏叶智慧城市，在2.7平方公里的城区内，建设统一的智能数据收集中心和地区能源管理系统，实现了能源供给和需求的可视化、智能化管理，并对城市整体的能源利用情况进行节能优化，同时还实现灾情时期的能源信息管理、电力再分配，是日本在智能手段运用这方面提供的首个系统性解决方案的尝试。

　　中国的能源消费排全球第一、GDP排全球第二，城镇化率已达56%，城镇常住人口约7.7亿人，约占全球城市人口的23％，并且中国处于快速的城镇化进程中，未来占全球城市人口比重还将进一步上升。中国拥有丰富多元的城市形态，仅100个城市已占全球GDP的30%左右，中国有能力、有责任引领世界城市能源发展的时代潮流，在全球能源转型和城市化进程中提出倡议，发挥先行和引领的作用。城市政府作为次国家行为主体的一种典型代表，应该在国际贸易、对外投资、能源、环境等领域中开展与中央政府外交平行的国际交流。中国应加强与世界各国、各城市合作，共同推进国际标准体系构建、推进全球产业分工和资源优化配置、推进全球城市能源绿色转型升级和文明革新。

　　（作者均供职于国网（苏州）城市能源研究院）