上海市節(jié)能路線圖研究

編者按:新年伊始，我們向讀者奉上第一個專欄。此專欄是從上海市清潔能源中心牽頭并執(zhí)筆，有關(guān)科研院所、企業(yè)單位和社會團體參與共同完成的上海市科研課題報告中節(jié)選改編的一組文章,本刊征得編寫單位同意發(fā)表.報告在調(diào)查本市有關(guān)重點用能企業(yè)節(jié)能狀況的基礎(chǔ)上,參照國內(nèi)外先進節(jié)能技術(shù)和管理模式,創(chuàng)新提出了節(jié)能減排路線圖和建立節(jié)能減排創(chuàng)新體系的設(shè)想以及有關(guān)政策支持訴求,對于“十二五”規(guī)劃期間的節(jié)能減排工作有較好的參考價值,期望引起廣大讀者的興趣和有關(guān)方面的重視,使其在實際工作中發(fā)揮應(yīng)有的作用.由于報告篇幅較長,本刊擬分二次編發(fā)。

1 研究思路與方法

首先，根據(jù)上海市能源利用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)情況，繪制上海市能源流動圖。其次，按照能源的流動程序，將整個能源消費劃分為三個環(huán)節(jié)（開采環(huán)節(jié)、中間環(huán)節(jié)、終端利用環(huán)節(jié)），并綜合考慮技術(shù)改進、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源政策等影響能源利用效率的主要因素。通過情景分析，利用自底向上的的模型思路，計算得出上海市的節(jié)能潛力。由此，按照“十一五”期末實現(xiàn)節(jié)能20%的目標(biāo)，提出技術(shù)改進、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源政策的實施方案，從而繪制上海市的節(jié)能路線圖(見圖1)。

1.1 能源流動圖

能源流動圖是一個國家、地區(qū)、部門或企業(yè)的能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)的一種綜合表現(xiàn)方式，以其直觀、形象等優(yōu)點，在國際上得到廣泛的應(yīng)用。

能源流動圖是以網(wǎng)絡(luò)的形式由左向右直觀描述能源系統(tǒng)的一種方法，由圖形、數(shù)據(jù)和文字構(gòu)成。左側(cè)從能源出發(fā)，反應(yīng)一次能源使用的比例、數(shù)值等情況；中間以不同能源品種為主線，反應(yīng)相應(yīng)能源在利用生命周期中的具體流向，體現(xiàn)加工轉(zhuǎn)換成二次能源和直接利用等情況；右側(cè)體現(xiàn)二次能源（包括一次能源的直接利用）的終端分配利用情況。

1.2 上海市節(jié)能路線圖

1）分析條件與情景設(shè)定

為實現(xiàn)“十一五”期間的節(jié)能20%的目標(biāo)，通過一定的情景設(shè)定即可得到“十一五”期間各年的節(jié)能總量以及能耗下降情況。

（1）前提條件和假定條件

前提條件1：節(jié)能量的計算以2005年的能源經(jīng)濟數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

前提條件2：情景分析中的能源利用技術(shù)和政策水平以2007年為基準(zhǔn)。

假定條件1：根據(jù)《上海市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》及上海市第十三屆人民代表大會第二次會議（2009）中的《政府工作報告》中對上海市經(jīng)濟發(fā)展水平的預(yù)測數(shù)值，本文將2009、2010年的GDP年均增長率假定為9%；

假定條件2：根據(jù)近年上海市能源消費彈性系數(shù)發(fā)展趨勢以及《上海市節(jié)約能源“十一五”規(guī)劃》將能源消費彈性系數(shù)假定為0.6。

（2）情景設(shè)定

為進行量化分析，將生產(chǎn)能力分為兩部分：新增資本和存量資本。其中存量資本中考慮生產(chǎn)能力的替換和更新，又分為更新資本和保留資本。

①.基準(zhǔn)情景（BAU）。按照目前（2007年）的經(jīng)濟發(fā)展趨勢和能源利用水平，保持現(xiàn)有速度發(fā)展。

②.技術(shù)改進情景（T）。所有新增資本和存量資本的單位產(chǎn)品能耗均達(dá)到國際（國內(nèi)）先進水平。

③.適度干預(yù)情景（T&P）。在情景T的基礎(chǔ)上，通過政府層面對能源發(fā)展采取適度干預(yù)的政策，包括能源結(jié)構(gòu)調(diào)整政策、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策、能源稅收政策等相關(guān)的節(jié)能政策。

節(jié)能量的數(shù)值計算需要各情景內(nèi)的參數(shù)進行量化，具體參數(shù)設(shè)定見后文。

2）分析方法

通過能源流程中的網(wǎng)絡(luò)模塊劃分，在十五個子部門中各自選取具有代表性的比較參數(shù)，以比較參數(shù)的變化反應(yīng)至具有代表性的子部門，分別計算子部門的節(jié)能量，并提出相應(yīng)的節(jié)能措施，進而逐步反饋至“三個環(huán)節(jié)”，最終得到整個上海市的節(jié)能潛力和節(jié)能路線圖。

（1）比較參數(shù)的計算

比較參數(shù)計算公式如下：

（2）節(jié)能量的計算

節(jié)能量計算公式如下：

按照網(wǎng)絡(luò)模塊劃分中的三個環(huán)節(jié)，節(jié)能量分別記為開采環(huán)節(jié)節(jié)能量△Ek、中間環(huán)節(jié)能量△Ej、終端利用環(huán)節(jié)節(jié)能量△Ez。則在考察期內(nèi)（N年）的節(jié)能量為：

（3）節(jié)能路線圖

通過分析各個子部門的主要節(jié)能技術(shù)和節(jié)能政策對相關(guān)參數(shù)的影響，結(jié)合能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，制定出節(jié)能措施的實施方案，從而完成節(jié)能路線圖。

2 研究結(jié)論

2.1 上海市能源流動圖

根據(jù)能流圖的要求及上海市能源數(shù)據(jù)整理，繪制的上海市能源流動圖（綜合）如圖2所示。

2.2 上海市節(jié)能潛力

1）能源利用效率與能源政策所形成的節(jié)能潛力

在前提條件1和2下，參照假定條件1和2，利用公式1和2，可以計算十五個子部門的節(jié)能潛力。按照十五個子部門在分別在各自行業(yè)中能源消耗的比重計算七個行業(yè)的節(jié)能潛力，進而得到三個環(huán)節(jié)的節(jié)能潛力，即整個上海市的節(jié)能潛力。

根據(jù)開采環(huán)節(jié)、中間利用環(huán)節(jié)、終端利用環(huán)節(jié)的節(jié)能量，計算得到2010年上海市節(jié)能量和能耗下降率如表1所示。

表1 2010年上海市節(jié)能量和能耗下降率

取2005年的綜合能源消費為對比情景，即“十一五”期間不加入任何對存量資本的技術(shù)改造以及節(jié)能促進政策，綜合能源能源消費量按照2005年的的增長速度12.25%增加，則各種情景模式下的綜合能源消費量對比情況如圖3所示。

由圖3和上述分析結(jié)果得到結(jié)論如下：

（1）對比情景

完全按照2005年的經(jīng)濟能源發(fā)展態(tài)勢，“十一五”期間不對任何存量資本進行節(jié)能技術(shù)改進和政策干預(yù)，則到2010年上海市的綜合能源消費量將達(dá)到15580.59萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤；

（2）BAU情景

以2007年的經(jīng)濟能源發(fā)展態(tài)勢，“十一五”期間不對任何存量資本進行節(jié)能技術(shù)改進和政策干預(yù)，即取SE=100%，SR=0%，SN=0%，則到2010年上海市的綜合能源消費量將達(dá)到14946.02萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年綜合能耗量節(jié)能634.57萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤（以2005為參照點），單位產(chǎn)品/服務(wù)綜合能耗下降6.16%。

在BAU情景下，對2010年貢獻(xiàn)比重最大的主要為石油、煉焦及核燃料加工業(yè)，居民生活,交通運輸、倉儲及郵政業(yè)，比重分別為23.61%，18.43%和16.20%。

（3）T情景

“十一五”期間通過對一定的存量資本的技術(shù)改進，無高能效新增資本加入，即取SE=90%，SR=10%，SN=0%，則到2010年上海市的綜合能源消費量將達(dá)到1422.56萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年綜合能耗量節(jié)能1359.04萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤（以2005為參照點），單位產(chǎn)品/服務(wù)綜合能耗下降12.52%。

在T情景下，對2010年貢獻(xiàn)比重最大的主要為石油、煉焦及核燃料加工業(yè)，交通運輸、倉儲及郵政業(yè)和黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)，比重分別為29.09%，20.83%和16.93%。

（4）T&P情景

“十一五”期間通過對一定的存量資本的技術(shù)改進，適度的能源經(jīng)濟政策刺激，使新增資本達(dá)到國際（國內(nèi)）先進水平，即取SE=80%，SR=10%，SN=10%，則到2010年上海市的綜合能源消費量將達(dá)到13255.34萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，年綜合能耗量節(jié)能2225.23萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤（以2005為參照點），單位產(chǎn)品/服務(wù)綜合能耗下降19.46%。

在T&P情景下，對2010年貢獻(xiàn)比重最大的主要為石油、煉焦及核燃料加工業(yè)，交通運輸、倉儲及郵政業(yè)和黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)，比重分別為38.23%，19.68%和15.43%。

綜上所述，石油、煉焦及核燃料加工業(yè)，交通運輸、倉儲及郵政業(yè)，黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)和居民生活是促進上海市實現(xiàn)“十一五”節(jié)能目標(biāo)的四個關(guān)鍵領(lǐng)域，在能源利用效率提高與能源政策方面，應(yīng)重點推動這四個行業(yè)的節(jié)能，以更加有效的對能源消費總量進行控制。

2）結(jié)構(gòu)調(diào)整所形成的節(jié)能潛力

根據(jù)能源強度的定義，其主要是受到能源消費總量和經(jīng)濟總量的控制。按照三次產(chǎn)業(yè)進一步細(xì)分可得，

式中，ei為第i次產(chǎn)業(yè)的能源強度，gi為第i次產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重，i=1～3。

由此結(jié)構(gòu)調(diào)整形成的節(jié)能潛力為：

根據(jù)上海市各產(chǎn)業(yè)能耗數(shù)據(jù)可計算得到，第二產(chǎn)業(yè)的比重下降1%，相應(yīng)的第三產(chǎn)業(yè)的比重上升1%，會促進能耗下降0.74%，反之亦然。

按照《上海市能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》中提出的“進一步推動產(chǎn)業(yè)升級，加快形成以服務(wù)經(jīng)濟為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展低能耗高附加值產(chǎn)業(yè)，降低高能耗產(chǎn)業(yè)的比重，加快提高工業(yè)附加值率”能源發(fā)展任務(wù)，對“十一五”期間的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)做如下情景設(shè)定。

一般推動情景：假定到2010年，在一般能源政策推動下，第三產(chǎn)業(yè)的比重達(dá)到55%，第二產(chǎn)業(yè)比重降為44.2%，第一產(chǎn)業(yè)比重不變維持0.8%；

強力推動情景：假定到2010年，在強力能源政策推動下，第三產(chǎn)業(yè)的比重達(dá)到60%，第二產(chǎn)業(yè)比重降為39.2%，第一產(chǎn)業(yè)比重不變維持0.8%。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)情景，則在一般推動情景和強力推動情景的發(fā)展模式下，分別促使“十一五”期末（2010年）能耗下降1.78%和5.48%，如圖4所示。

綜合上述分析，在一般推動作用下第三產(chǎn)業(yè)比重增加2.4%，第二產(chǎn)業(yè)比重相應(yīng)降低2.4%，使得2010年上海市綜合能源消費量下降211.23萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，帶來1.78%的節(jié)能貢獻(xiàn)量；在強力推動的情景下第三產(chǎn)業(yè)比重增加7.4%，第二產(chǎn)業(yè)降低7.4%，使得2010年上海市綜合能源消費量下降868.83萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，帶來5.48%的節(jié)能貢獻(xiàn)量。

3）節(jié)能實施方案

方案一：在能源利用效率提高和能源政策推動中的BAU情景模式下，需要產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供13.84%的節(jié)能貢獻(xiàn)量，即第三產(chǎn)業(yè)比重需提高到70.7%，相應(yīng)的第二產(chǎn)業(yè) 比重需要降低到28.5%，“能源利用效率提高和能源政策推動”和“產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整”對“十一五”節(jié)能目標(biāo)的貢獻(xiàn)比重分別為30.8%和69.2%；

方案二：在能源利用效率提高和能源政策推動中的T情景模式下，需要產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供7.48%的節(jié)能貢獻(xiàn)量，即第三產(chǎn)業(yè)比重需提高到62.71%，相應(yīng)的第二產(chǎn)業(yè)比重需要降低到36.49%，“能源利用效率提高和能源政策推動”和“產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整”對“十一五”節(jié)能目標(biāo)的貢獻(xiàn)比重分別為62.6%和37.4%；

方案三：在能源利用效率提高和能源政策推動中的T情景模式下，需要產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供0.54%的節(jié)能貢獻(xiàn)量，即第三產(chǎn)業(yè)比重需提高到53.33%，相應(yīng)的第二產(chǎn)業(yè)比重需要降低到45.87%，“能源利用效率提高和能源政策推動”和“產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整”對“十一五”節(jié)能目標(biāo)的貢獻(xiàn)比重分別為97.3%和2.7%；

《上海市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》中對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)提出的“到2010年，逐步形成服務(wù)經(jīng)濟為主的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)”的要求，因此從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整角度出發(fā)，方案二更具有現(xiàn)實可行性。