城鎮化與能源革命

  1 前言

 

  “十八大”報告在強調轉變經濟增長方式，實現綠色、低碳、科學發展中，指出了城鎮化與能源革命這兩個今后中國經濟發展的關鍵問題。城鎮化是轉變經濟增長方式最重要的一個主戰場。我國30 余年來經濟快速發展， 城市國有土地資源所剩無幾；數億為城市建設做出了重大貢獻的“農民工”享受不到城市居民的權利，“根”還在農村，從而形成了舉世罕見的“春運潮”。下一步的發展和實現“小康”

 

  對延續了幾十年的城鄉二元化和土地雙軌制提出了質疑，需要一輪新型的城鎮化來加以解決。對30余年中國經濟總量翻番貢獻最大的重化工業，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和第三產業的增速。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的霧霾天氣，直接引發了民眾對高碳排放的煤炭、石油占一次能源比重高達87%而導致的PM2.5嚴重超標的關注。城鎮化與能源革命已成為新的經濟增長模式的兩翼，并且相輔相成、密切關聯。

 

  當今中國的城鎮化包括兩個方面， 一是現有大、中城市周邊的新開發區，二是原來以農業為主的地區走向工業化所形成的中心城鎮。在當前嚴峻的能源環境形勢下，兩者都需要通過能源革命提供有效的能源供應保障。

 

  2 現有大、中城市周邊的新開發區是城鎮化的主力現有大、中城市，特別是幾十個大城市，在經歷了30 余年的快速發展之后， 國有土地幾乎已經開發殆盡，極度缺乏新的發展空間。今后，特別是從現在到2020 年，經濟的持續發展，需要結合土地制度改革，在城市近郊規劃和建設一大批規模為幾十平方千米的新開發區。僅筆者接觸到的就有廣州市的“蘿崗中心區”、“中新知識城”、“南沙新區”、“白云新區”，佛山市的“順德西部生態工業園區”、“三水工業園”，清遠市的“華僑產業園”、順德—英德“產業轉移園”，深圳市的“光明新區”、“坪山新區”、“坪地低碳城”，珠海市的“橫琴新區”，湖南長沙西北部的“長沙高新區”、株洲西部的“株洲職教城”(均包括在“長株潭兩型示范區”中)，以及陜西西咸新區的“灃西新城”，武漢市的“東湖自主創新示范區”，沈陽市的“沈北新城”，北京市的“未來城”，青島市的“中德生態園”，上海浦東新區的“張江高科技園區”等等。這些新開發區，也是這些城市從“十二五”

 

  到2020 年發展增量經濟的主戰場。新區規劃的模式與過去30 余年以老城區為核心、不斷向外擴張的“攤大餅”式的發展模式有所不同，具有以下幾個共同特點：

 

  ① 重視產業升級轉型，重點發展先進制造業、電子信息產業、新能源新材料產業、生物醫藥產業、高新技術產業、總部經濟和高端服務業(如法律、會計、金融、股票、期貨等)，而且各有側重，不再是什么產業都搞，“招商引資，來者不拒”，而是轉型升級的“騰籠換鳥”。

 

  ② 新區的工業、商業中心(CBD)和居住區三類

 

  功能區以產業發展和土地使用為龍頭，總體、高標準統籌規劃，合理布局，以2020 年為目標年，分階段依次開發。并且同步規劃市政設施和水、電、燃氣供應，注重生態、綠色、環保。

 

  ③ 配合即將開展的戶籍制度改革，新城區、新產業將為進城務工農民、新畢業的大中專學生提供數以千萬計的就業機會和保障房、廉租房；逐步改革城鄉二元化格局，進城務工農民不再是住在“城中村”里的“農民工”，而與老城區原居民一樣，是享有同等市民權利和所有市政設施服務的新市民。

 

  ④ 鑒于上述， 在新區里要配套建設為所有市民服務的傳統第三產業， 包括學校、醫院、商業中心、文化體育設施、信息傳播服務等。

 

  由此，我們可以看到這個新型城鎮化的美好藍圖，看到它們在貫徹“轉變經濟增長方式”、“拉動內需”和實現綠色、低碳、可持續發展戰略主戰場中的地位。

 

  當然， 配合既有重化工業的發展和轉型升級，國家也在規劃開發若干特大型具有循環經濟特質的以新型鋼鐵、石化工業為主的園區，如唐山的曹妃甸、湛江的東海島、青島的董家口、天津的南港工業區等。不過，這一類以過程工業為主的項目總數并不多，與上述數百個新開發區有所不同，本文在此不做深入討論。

 

  3 以農業為主的地區建設新的中心城鎮

 

  即使是在經濟較為發達的省份，廣大的鄉村地區仍然還是以農業為主，而中、西部地區的農業地域和人口占比則更大。無論是從經濟均衡發展、減小收入差距，還是從轉變經濟增長方式、拉動內需的角度來看，實現農村地區的城鎮化、現代化都極為必要。改革開放30 多年以來，曾經在東部發達城市“打工”的數以億計的農民工，接觸了現代工業文明，掌握了技術，開闊了眼界，一部分人決心回來建設家鄉。新一代農村青年具備了較高的文化水平，發達地區勞動密集型產業、農產品深加工產業向農村轉移， 這些都為農村的城鎮化提供了可能性，打下了堅實的基礎。

 

  與大城市周邊的新開發區不同，農業地區的中心城鎮的特點是：

 

  ① 產業結構以勞動密集型制造業、農產品加工業、依托本地資源的加工產業、農業生產性服務業以及服務于當地居民的傳統第三產業為主，有條件的地區將承接大城市產業升級后轉移到農村的其他輕工業。

 

  ② 城鎮規模相對較小。我國縣域人口在百萬人左右，從實際出發，一個縣可規劃建設2～3 個中心城鎮，人口從10 萬到數十萬不等，聚集附近的農業人口。

 

  ③ 同步規劃城鎮內部以及遠程現代化交通運輸、物流價值鏈。

 

  ④ 新規劃的中心城鎮多半是依托現有城鎮的基礎，而現有城鎮居民是“農村戶口”，在宅基地上自建住房， 很難實現終端冷熱電汽的集約化供應。

 

  還需要與正在摸索、創新的土地制度和戶籍制度改革相結合，吸取過去城市擴建“攤大餅”的教訓，在依托已有城鎮建設新的中心城鎮時，應在緊鄰老城鎮處規劃新區，統籌規劃工業、商業中心和公寓型住宅， 同步建設市政設施和配套的學校、醫院、郵電、文體設施等第三產業。跨越式發展建設現代化的新城鎮，同時實現農民的市民化，這是在中心城鎮實現能源革命的前提。

 

  4 沿襲傳統的能源生產和利用模式無法實現可持續發展值得注意的是，在迄今數百個各類新區已經制訂的“總體發展規劃”和“控制性詳細規劃”中，絕大部分包括了土地、人口、產業、市政建設、道路、綠化及水、電、燃氣供應等幾十種專項規劃，但卻唯獨沒有一次能源到終端利用的規劃。依舊是沿襲幾十年來的傳統利用模式，政府只是按照歷史耗能數據外推來規劃燃料(煤炭、石油)和電力供應。除大城市的集中供暖之外， 其他終端耗能都由企業和單位、居民自己解決，如安設空調機、電(或燃氣)熱水器、鍋爐產蒸汽等。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 年能流圖數據為基礎， 詳細論述了一次能源構成以及從一次能源到終端利用模式對工業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，能源建設對保障經濟發展、大幅增加能源供應所做出的貢獻，而較少讓各級政府官員和人民群眾知道為此所付出的環境代價、能效低和碳排放快速增長等問題；較多強調發達國家在歷史上多排放了二氧化碳，因而應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型和經濟發展的“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”，因而仍然在繼續按照傳統模式“多燒煤”來實現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%， 能源彈性系數高達0.8， 比“ 十一五”高出近四成；化工、冶金等高耗能產業兩位數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”

 

  規劃2015 年的消耗量。另外，增量的煤炭只能用于坑口發電和現代煤化工，不可能用于燃料。節能減排的壓力也充分表明，沿襲以煤炭為主的能源生產模式和傳統的高耗能、高污染、高排放的能源利用模式是再也不可能持續下去了。

 

  5 解讀“能源生產和能源利用模式的革命”

 

  “十八大”之所以將“能源生產和利用模式的轉變”上升到“革命”的高度，正是針對上述一直持續到2011 年以后的這種沿襲傳統模式的局面提出來的。它高瞻遠矚地看到，中國實現工業化和城鎮化恰好趕上世界向低碳能源轉型的歷史階段，堅定地申明了中國走低碳發展道路的決心。

 

  “能源生產方式的革命”的要義，正是堅持和加快一次能源向低碳轉型，加速提高核能、可再生能源和天然氣等清潔、低碳能源在一次能源結構中的比重。國務院辦公廳于2013 年1 月23 日發布的《能源發展“十二五”規劃》，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”的天然氣和非化石能源將從12%增加到18.9%，向低碳轉型達6.9 個百分點，超過規劃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”一次能源結構轉型的決心。

 

  “能源利用方式的革命”的要義，是擯棄傳統的粗獷的能源利用模式，采取科技進步所創新的“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新不斷取得新進展，包括工業、建筑物、交通運輸三大終端耗能領域結合一次能源低碳轉型而開發的一系列新技術。對于工業和建筑物用能占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，以高效、科學的用能模式———天然氣分布式冷熱電聯供(DES/CCHP)替代冷、暖、熱、電、汽分產分用的傳統模式，并且把“十一五”推廣應用的熱電聯產(CHP)改造提高到冷熱電聯供(CCHP)，這樣可以使新區的能源利用效率從傳統的40%～50%提高到70%以上。

 

  城鎮化為我國實現工業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、低效的傳統模式，與城鎮建設同步規劃建設適應中國國情的區域型天然氣分布式冷熱電聯供(DES/CCHP)能源系統，集成工業、商業中心和住宅多種冷、熱、電、汽需求，實現“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調峰， 使年開工時數達到4800h 以上，節省能耗費用30%～40%。從而在用能終端按市場經濟規律，實現天然氣替代燃煤的低碳轉型目標。在潔凈和高效兩個因素的作用下，可使碳排放比燃煤降低60%以上。迄今已有數十個區域CCHP 規劃和建設的實例，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 替代燃煤分產分供的能源利用方式的革命，才能保障城鎮化的能源供應，從而健康、穩步發展。

 

  6 能源革命的科學量化分析

 

  大量數據分析表明，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 是相互關聯的，并不是相互獨立的變量。

 

  如果2015 年中國能夠實現規劃的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方式利用、只有少量采用CCHP(α =0.1) 的情況下， 根據式(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)。這是規劃制訂時應當考慮的。

 

  而若盡可能在新區推廣天然氣CCHP 的科學用能模式，對應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《能源發展“十二五”規劃》加大了向低碳能源轉型的力度，切實推行能源利用方式的革命。在“十二五”期間開始規劃建設的大批新城鎮、新開發區中普遍應用天然氣DES/CCHP，可以使能效顯著提高，從而保證“ 十二五”規劃目標的順利完成。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；二是實現以天然氣和非化石能源替代煤炭來保障經濟發展所需的能源供應；三是可有效改善環境和大氣質量，減排PM2.5。這在“十三五”期間將表現得更為明顯， 完全有可能使中國在2020 年左右實現由相對碳減排轉為絕對碳減排，為控制全球氣候變化做出重大貢獻。

 

  7 交通運輸的能源革命不容忽視

 

  自20 世紀初以來， 石油產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：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，危害大氣環境和人民健康。

 

  近年來交通運輸用能領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)技術已全面成熟，正在以每年近20%的增長率推廣應用；電力驅動的高鐵、地鐵正在快速發展， 充電式汽車技術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和煤基發動機燃料技術也進展很快。估計到2030 年時，以上三者將占據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，然而其大規模的推廣應用還有待電池技術的突破。實際上在近期更趨于成熟、更能夠有效應對交通運輸能耗三個挑戰的是LNGV/CNGV，特別是LNG 大幅替代柴油用作車、船燃料，因為此項技術已經成熟而且裝備國產化、運營市場化。相對于柴油的巨大經濟和環境優勢使有關各方的積極性空前高漲，LNGV 價值鏈，包括設備制造、LNG 供應、加注站布局、運輸公司的參與等多個環節只待政府推動和支持的“畫龍點睛”之筆。只要政府在標準規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展，并形成一個巨大的新型低碳產業和出口增長點，同時也會對世界交通運輸能源的低碳化做出貢獻。

 

  8 結語

 

  中國的城鎮化已經在轉變經濟增長方式的號角聲中全面推進，能源革命也在經濟發展的迫切需求和低碳轉型的倒逼作用下蓄勢待發。在當前嚴峻的能源環境形勢下, 需要通過能源革命為現有大、中城市周邊的新開發區，以及以農業為主的地區走向工業化所形成的中心城鎮的平穩較快發展提供有效的能源供應保障。我們必須擯棄慣性思維和傳統觀念，勇于開拓創新，以城鎮化和能源革命驅動中國經濟的新一輪快速發展。