低碳城市的能源系統研究

陳青

[摘 要] 在低碳城市的建設和發展過程中，能源系統的構建對城市建設效果產生著重要的影響，積極探索科學能源系統的設計和應用，能夠降低城市建設方面不同產業碳排放的比例，促進低碳城市建設目標的逐步實現。文章針對低碳城市能源系統的構建進行了分析，并提出了完善低碳城市能源系統的建議，力求可以為低碳城市的構建提供有價值的理論參考。

[關鍵詞] 低碳城市；能源系統；碳排放

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2018. 19. 048

[中圖分類號] F293 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2018）19- 0112- 03

0 前 言

我國高度重視生態國家的建設，并且針對生態國家的建設進行了系統的探究。在生態國家的建設過程中，基于低碳城市的建設需求和構建低碳能源系統的現實需要，國家在建設和發展過程中要對能源結構進行適當的分析，并不斷優化水電、核電和可再生能源的使用比例，確?？梢詫崿F對能源的最優化利用，在全面增強低碳城市建設效果的基礎上，也為我國生態建設工作的穩步發展創造良好的條件。

1 低碳城市

近幾年，隨著生態國家建設思想的提出，為了有效控制全球變暖的問題、提高生態建設工作的實際效果，國內外環境方面的研究者針對低碳經濟進行了分析，并且從多角度對發展低碳經濟的方法和模式加以論述，力求可以在當前社會背景下全面改善社會建設和發展的基本情況，推進城市化建設進程以取得更為顯著的成果。具體分析可知，低碳經濟主要是希望在經濟建設活動中實現低碳化能源消耗的目標，促進能源使用率的進一步增強，為可持續發展工作的穩步推進提供重要的保障?；诖?，在我國已經逐步進入到快速城市化發展階段的情況下，應該在城市建設方面引入低碳建設思想，對城市建設活動中加強對低碳能源的利用，避免城市建設過程中對農田和植被的破壞，進而促進城市建設和發展成效的獲取，將城市打造成為生態化城市[1]。換言之，新時期積極探索低碳城市的構建，主要是要在建設城市相關項目、發展城市經濟建設活動的實踐探索活動中，要認識到控制碳排放量的重要性，并從多角度提出有效控制碳排放量的方案，爭取能夠基于和諧建設思想的指導加快低碳城市的建設進程，為我國和諧社會建設和發展提供全面系統的支撐。對于我國低碳城市的建設基本情況進行研究，發現經濟發展水平相對較高的東部城市一般處于碳排放量的高峰階段，因此需要針對東部城市率先實施低碳城市的建設和規劃，并從調整產業結構、能源結構、提高能源的有效利用率、節能減排、優化土地利用率、引入通信技術與信息技術、發展公共交通事業等角度推進低碳城市的建設和發展，爭取能夠在城市建設過程中實現對碳排放量的有效控制，全面凸顯低碳城市的建設和發展的綜合成效。

2 低碳城市的基本城市形態

在針對低碳城市建設進行研究的過程中，必須明確認識到在構建低碳城市的過程中，要結合世界自然基金會的指導，按照“CIRCLE”原則開展城市建設活動，即需要構建緊湊型的城市模型實現對城市膨脹的有效控制、倡導負責任的個人消費、降低資源消耗方面產生的潛在消極影響、減少能源消耗過程中的碳排放、對土地的生態功能和碳匯功能進行適當的強化、在發展循環經濟的基礎上提高經濟效能。這六項原則實際上對低碳城市的城市建設形態進行了適當的陳述，即高層次、高容積率、高密度的三高城市，能夠在城市建設和發展過程中實現對資源的最優化利用?；谏鷳B城市的建設原則促進人與自然的和諧相處，進而在保障城市化建設效果的基礎上，確保城市中有更多的營造林和綠地資源，實現對城市碳匯能力的進一步拓展和延伸。一般情況下對低碳城市的基本成市形態進行系統的研究，發現其主要表現出三個方面的特征：低碳城市空間布局表現出一定的特殊性，空間布局的組團化和中心化發展態勢明顯，體現出相應的網絡型特征；低碳城市發展過程中城市內部功能逐步實現了自我完善，并且整體城市組織規劃呈現出緊湊式的特征；在低碳城市內部能夠實現人與自然、人與人之間的和諧相處，營造和諧的城市氛圍，突出城市建設和發展工作成效[2]。由此進行適當地研究和分析，在當前社會背景下，在構建低碳城市的過程中，應該合理針對三高模式下的緊湊型城市形態進行試點構建，進而打造中國特色的低碳城市，在探索低碳城市建設和發展的過程中對能源系統進行有效的完善，確?？梢詾榈吞汲鞘械慕ㄔO提供有效的支撐，切實加快城市建設和發展整體進程。

3 低碳城市能源系統的構建

針對低碳城市的能源系統進行適當的研究，能夠看出在建設和發展低碳城市的過程中城市產業結構主要以先進制造業和現代服務業作為主體，在一定程度上使傳統工藝生產過程中產生的能耗轉移到保證生產環境方面的能耗上，并且城市環境保障方面的能耗相對較多，只有在環境保障方面投入較大的能耗，才能提高保障效果。在具體探索低碳城市建設的過程中，一般希望構建三維立體的能源目標，即減少城市建設過程中對能源消耗的需求、適當的使用低碳能源、對城市建設方面的產能進行有效的控制[3]。從低碳城市的建設和發展需求角度對城市能源供應系統進行研究，主要可以劃分為大城市層面的大能源系統、社區層面的區域能源系統以及終端層面的虛擬能源系統。

3.1 城市層面的大能源供應系統

在針對城市層面設計和應用的大能源供應系統低碳化發展研究的過程中，需要借助國家宏觀規劃和統籌研究進行分析，并且在能源結構層面適當地增加使用低碳能源和無碳能源開展城市建設活動的比重。針對某一低碳城市的建設實際情況進行適當的研究和分析，結合低碳建設思想的應用，在城市建設和規劃過程中能夠實現對建筑耗能的有效控制，實現建筑耗能的無碳化發展，并且在對城市能源供應結構進行適當優化的基礎上，還能結合可再生能源和核電能源的應用對建筑能耗的比例進行調整，有效促進城市建設過程中低碳化和無碳化發展目標的實現。如英國在針對2012年奧運會進行城市建設的過程中，為了能夠積極響應全球氣候變化行動計劃方面的號召，就針對低碳城市建設進行了分析，對水力發電項目、核電項目、光伏發電項目以及風電項目等進行開發。而實際上在構建城市能源系統的實踐探索中，不論是核電、光電還是風電的建設以及能源的應用，都需要從國家層面入手支撐融資擔保和跨地區協調工作的開展，確?？梢詫崿F城市間能源有效利用的目標。此外，低碳能源的開發也涉及對傳統能源的清潔利用，如在對城市能源系統進行優化的實踐探索活動中，可以嘗試針對煤炭能源的應用引入煤炭清潔利用技術，基于燃氣/蒸汽聯合循環熱電冷聯供、智能電網系統、長距離高壓直流輸電系統等對能源的應用進行合理的分析，確保城市層面的大能源供應系統能夠取得理想化的建設和發展成果，為低碳城市的構建提供有價值的支撐，全面加快我國低碳城市的建設和發展綜合進程[4]。

3.2 社區層面區域能源系統的構建

在針對城市社區的建設對能源系統進行完善的過程中，主要是基于能源的分散化進行適當的探究，爭取可以形成良好的建設和發展方向，確保社區能源系統的建設可以實現低碳化目標[5]。在本次研究工作中，基于社區層面對區域化能源系統進行研究和分析，主要是針對社區、成片開發區等能源供應系統的構建加以解讀，并提出合理化的建議。對于社區層面區域能源系統的構建而言，主要系統建設目標是確保建成環境對于能源的需求可以得到極大的滿足。在社區層面涉及的區域體系中，如果存在大型工業企業，則在能源系統的開發和構建過程中需要借助大能源系統的支撐對各項工作加以完善。通常情況下，區域能源系統經過轉換后能夠實現二次能源供應的系統，如城市中的分布式電力系統、供冷系統和供熱系統等，也涉及部分能源轉換的過程，如區域鍋爐房、燃料電池以及分布式能源系統下熱電聯產等。在低碳城市中，區域能源系統的構建與一般性的空調冷熱源存在明顯的差異?？照{冷熱源供應系統中供需往往呈現出一對一的狀態，而在社區層面區域系統中，能源控制系統則可能是一對多，也可能是多對一或者多對多，并且在對系統構建和實踐應用過程中，可以逐步實現對再生能源以及未利用能源的開發，實現對低品位熱能的有效利用，進而提高能源的直接利用率，促進能源技術應用品位的增強。因此在低碳城市建設過程中要針對區域能源系統的建設和發展情況進行分析，形成對社區層面區域能源系統基本建設情況的全面認識，更好地促進區域層面低碳能源系統的構建，為我國低碳城市建設過程中綜合建設和發展成效的獲取創造理想化的條件[6]。

3.3 終端層面的虛擬能源系統

對終端層面虛擬能源系統的構建進行適當的分析，在低碳城市建設理念的指導下，虛擬能源系統的構建也要基于低碳原則促進“減量”建設目標的實現，凸顯低碳城市發展過程中能源系統的最主要特色，適當地轉變地傳統能源系統建設過程中不斷增加資源供給滿足日益增長能源需求的思維定式，在科學能源系統建設和規劃思想的指導下將提高需求側即提高終端能源系統利用率已實現對能源的節約作為主要的工作方向，進而積極探索不會產生碳排放虛擬能源系統的構建。在探索終端節能的過程中，主要可以從三個方面入手進行系統的論證：其一是低碳城市建設和發展過程中結合虛擬能源系統的建設、設計、施工、系統調適等進行系統的規劃，并選用相對較為嚴格的節能標準[7]。其二要對管理工作進行創新，引入更加嚴格的管理體制和管理思想，并且構建更加科學的低碳城市能源系統管理工作機制，在實際開展管理工作的實踐探索活動中適當的引入ICT技術，促進綜合管理成果的增強，為低碳城市建設創造條件。其三是制定科學的行為節能方案，在構建終端虛擬能源系統的過程中明確人的重要地位，通過開展宣傳教育讓人認識到科學理性負責任能源消費的重要性，并積極參與到非責任消費和理性消費中，從城市中的能源消耗者入手實現對終端虛擬能源的消耗的有效控制。支撐低碳城市能源系統的發揮和低碳城市的構建，確保在完善能源系統的作用下，新時期我國低碳能源系統的構建能夠取得全新的發展成果。

4 結 語

綜上所述，低碳城市的建設和城市能源系統的構建能夠促進城市能源結構的優化，對生態城市的建設和產業結構的優化調整等都產生著相應的積極影響。新時期在我國建設和發展過程中，應該正確認識低碳城市建設的重要性，并從多角度對低碳城市的建設進行了系統的研究，力求可以借助低碳城市的構建助力國家生態建設，加快社會主義和諧社會的建設和發展進程，為社會大眾創設高質量的生存環境。

主要參考文獻

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