從(cóng)39.1％到(dào)51.3％，過去十年城(chéng)市化率的巨大(dà)飛(fēi)躍，讓中國在城(chéng)市發展過程中既經曆了(le)成功之喜，也(yě)遭遇了(le)問題之傷。城(chéng)市化是一國經濟發展進程中的關鍵階段，相較于其他(tā)發展階段，城(chéng)市化發展階段是經濟及能(néng)源需求增長最快(kuài)的一個階段。
在2012年中國節能(néng)與低(dī)碳發展論壇城(chéng)市節能(néng)分論壇上(shàng)，同濟大(dà)學中德工(gōng)程學院副教授範蕊指出，作(zuò)爲高(gāo)耗能(néng)集中地的城(chéng)市，有必要在低(dī)碳區(qū)域能(néng)源發展方面作(zuò)出規劃，使能(néng)源總線結構成爲城(chéng)市基礎設施之一。
城(chéng)市化加速能(néng)源需求
“快(kuài)速城(chéng)市化将造就11個人口逾6000萬的超大(dà)城(chéng)市群。衆多人口湧入城(chéng)市，建築、交通、工(gōng)業、物流等行業的碳排放(fàng)将使城(chéng)市成爲高(gāo)耗能(néng)集中地。”範蕊指出。另外(wài)，城(chéng)市碳排放(fàng)來(lái)源還包括土地資源利用(yòng)和(hé)能(néng)源消耗。在土地資源利用(yòng)中，城(chéng)市的高(gāo)速發展破壞了(le)大(dà)量原來(lái)被作(zuò)爲碳彙的植被，也(yě)使得原來(lái)能(néng)夠成爲碳中和(hé)的農(nóng)田無法複原。一般而言，現(xiàn)代服務業越發達，城(chéng)市建築能(néng)耗在總能(néng)耗中的比例越高(gāo)；經濟越發達，城(chéng)市交通能(néng)耗所占比例也(yě)越高(gāo)。
範蕊總結了(le)中國城(chéng)市的能(néng)耗特點：“第一，幾乎所有城(chéng)市都以傳統制造業能(néng)耗爲主。第二，多數城(chéng)市以燃煤爲主要能(néng)源。第三，以汽車爲主導的規劃理(lǐ)念使交通能(néng)耗劇(jù)增。第四，建築能(néng)耗總體水(shuǐ)平不高(gāo)，但(dàn)低(dī)能(néng)耗和(hé)低(dī)環境品質并存，能(néng)源浪費和(hé)能(néng)源貧困并存，大(dà)處浪費和(hé)小(xiǎo)處節約并存。第五，城(chéng)市生活能(néng)耗需求巨大(dà)。”
三大(dà)能(néng)源層構築低(dī)碳城(chéng)市能(néng)源系統
記者了(le)解到(dào)，低(dī)碳城(chéng)市的能(néng)源供應系統包括城(chéng)市層面的大(dà)能(néng)源、社區(qū)層面的區(qū)域能(néng)源和(hé)終端層面的虛拟能(néng)源。
具體來(lái)說，城(chéng)市層面的大(dà)能(néng)源供應要實現(xiàn)低(dī)碳化，需國家的宏觀規劃和(hé)統籌，在能(néng)源結構上(shàng)提高(gāo)低(dī)碳和(hé)無碳能(néng)源的比例。社區(qū)層面的區(qū)域能(néng)源系統指經轉換後的二次能(néng)源供應（如分布式電力、供熱、供冷等），具有基礎設施屬性。而對(duì)于終端層面的虛拟能(néng)源，可采取三項節能(néng)措施：一是在設計(jì)、施工(gōng)、設備采購、系統調試等方面執行更嚴格的節能(néng)标準；二是建立科學的管理(lǐ)機制，采用(yòng)先進的ICT（信息、通信、技術）；三是行爲節能(néng)，能(néng)源系統的最終用(yòng)戶是人，要在所有人群中倡導科學、理(lǐ)性和(hé)負責任的能(néng)源消費觀念。
範蕊還認爲，要實現(xiàn)低(dī)碳城(chéng)市的目标，首先要調整産業結構，從(cóng)高(gāo)能(néng)耗、高(gāo)碳排放(fàng)産業向低(dī)能(néng)耗、高(gāo)附加值産業轉變；其次是調整能(néng)源結構，提高(gāo)無碳能(néng)源、低(dī)碳能(néng)源（生物質能(néng)源）和(hé)清潔能(néng)源的比例；最後是提高(gāo)傳統能(néng)源的利用(yòng)效率，發展熱泵技術、煤的清潔燃燒技術等。低(dī)碳區(qū)域能(néng)源系統的關鍵技術是區(qū)域層面上(shàng)的負荷計(jì)算(suàn)及負荷預測、輸送管網和(hé)設備配置的優化以及運行策略的優化。
能(néng)源總線結構可成城(chéng)市基礎設施
談及區(qū)域建築能(néng)源系統，範蕊表示，爲了(le)規模化綜合應用(yòng)可再生能(néng)源和(hé)未利用(yòng)能(néng)源，需要在區(qū)域層面上(shàng)集中所有系統，因此能(néng)源總線結構就顯得非常重要，如同電腦(nǎo)中的總線，所有信息交換都通過它進行。
範蕊表示，低(dī)碳區(qū)域能(néng)源系統并不是傳統意義上(shàng)的區(qū)域供冷供熱系統，而是一個基于可再生能(néng)源、未利用(yòng)能(néng)源和(hé)分布式能(néng)源的系統。低(dī)碳區(qū)域能(néng)源系統應該是一種分散供能(néng)、集中用(yòng)能(néng)的集散式系統，以充分發揮低(dī)碳能(néng)源的優勢，提高(gāo)低(dī)碳能(néng)源的利用(yòng)效率。中國正處于快(kuài)速城(chéng)市化的碳排放(fàng)上(shàng)升期，在新的成片開(kāi)發項目中，應結合綜合資源規劃方法，改變過去單純以增加資源供給來(lái)滿足日益增長的需求的思維定勢。
她(tā)進一步指出，能(néng)源總線結構将來(lái)自(zì)于低(dī)品位可再生能(néng)源或未利用(yòng)能(néng)源（如地表水(shuǐ)、地下(xià)水(shuǐ)、空(kōng)氣、土壤）的熱源／熱彙水(shuǐ)，通過管網輸送到(dào)用(yòng)戶。在用(yòng)戶端，來(lái)自(zì)總線的熱源／熱彙經換熱後回到(dào)源頭。能(néng)源總線可以是單源，也(yě)可以是多源，其将區(qū)域内的可利用(yòng)資源集成，形成環網。用(yòng)戶可以是整個建築，可以是建築的每一層樓，也(yě)可以是每個住宅套房，甚至可以是每個房間（如酒店(diàn)客房，用(yòng)水(shuǐ)環熱泵的系統）。
在範蕊看(kàn)來(lái)，能(néng)源總線結構除了(le)可以集成應用(yòng)低(dī)品位的未利用(yòng)能(néng)源（如淺層地熱能(néng)），爲末端機組提供優質的熱源和(hé)熱彙，減緩城(chéng)市“熱島效應”外(wài)，還可以運用(yòng)于公共建築中，以便于節能(néng)系統的分項計(jì)量和(hé)深層運行。“其實能(néng)源總線結構可以成爲城(chéng)市的基礎設施之一，成爲城(chéng)市級分布式水(shuǐ)環熱泵系統。”範蕊認爲。