上海市能源發展的若干思考

趙 路

（上海市城市規劃建筑設計工程有限公司，上海 200040）

上海以轉型驅動為原則，圍繞著“四個中心”的目標，不斷加快建設步伐。但隨之帶來的資源以及環境承載問題也日益突出，尤其是屢見不鮮的空氣污染與上海這座國際化的大都市顯得格格不入，能源結構調整、能源安全保障等問題已成為社會業界的關注焦點。

為了至2015年基本形成與上海特大型城市相匹配的安全、清潔、高效的能源供應和消費體系，以能源發展方式轉變促進產業結構升級和生產生活方式的轉變，為上海“十二五”及長遠經濟社會可持續發展提供基礎支撐。為了實現這個目標，2011年12月本市正式發布《上海市能源發展“十二五”規劃》，規劃堅持了超前規劃、安全發展，堅持優化結構、清潔發展，堅持節能降耗、高效發展，堅持科技支撐、創新發展的原則［1］。

1 本市能源基本現狀

上海一次能源主要由煤炭、石油、天然氣組成。所需工業及民用煤全部由外省市調入，天然氣目前已形成多氣源供氣互補的格局。如圖1所示。2012年，上海總能耗為9498.14萬噸標煤。

圖12012 年上海市能源結構

（1）煤炭

2012年上海市煤炭消費總量為5703.22萬噸，比2011年減少438.7萬噸，同比下降7.1%。一次能源消費量為11201.13萬噸標準煤，其中煤炭消費量占一次能源消費量的49.6%，仍占據能源消費的主導地位［2］。

（2）石油

2012年在上海市能源消費結構中石油消費量占33.25%，總消費量為2210.55萬噸，比2011年增長0.9%。在成品油消費中，燃料油消費量最大，占消費總量的30.1%。石化燃料雖然在整個能源結構中所占比重沒有煤炭重要，但是其高熱量、低污染在整個能源結構中起到了不可替代的作用［2］。

（3）燃氣

文獻［3］介紹，上海燃氣包括天然氣、人工煤氣、焦爐煤氣和液化石油氣，形成以天然氣為主、液化石油氣為輔的燃氣供應結構。全市天然氣供應總量快速增長，人工煤氣穩妥退出，液化石油氣穩定發展。2012年，天然氣消費占67.1%，人工煤氣占3.7%，焦爐煤氣（主要用于鋼鐵、煉焦等行業）占13.7%，液化石油氣占15.5%。

2012年在上海市一次能源消費結構中天然氣的消費量占9.0%，天然氣供應量為64.79億m3，比2011年增長16.9%。全市天然氣氣源“4+1”格局，其中西氣東輸（一、二期）32.23億m3，占天然氣供應量的49.7%；東海平湖2.98億m3，川氣東送0.75億m3，進口LNG 28.16億m3，其他為0.67億m3。上海市天然氣主干網系統已基本成型，全市輸氣管道總長度達到29949.83km，天然氣管網覆蓋除崇明縣外的16個行政區。液化天然氣儲存能力進一步提升，為61.5萬m3。

全市現狀人工煤氣制氣公司僅浦東、吳淞煤氣制氣公司運營。近幾年對人工煤氣管網設施進行了有序改造，但目前主要的人工煤氣出廠管線和儲配站管線仍保留為人工煤氣管線運行。

2012年液化石油氣供應量為115.45萬噸，比2011年下降2.4%，主要用于工業和民用（包括出租車、助動車用）。

（4）電力

上海電網是全國規模最大的接受端電網之一，全市已基本形成市內5大發電基地為主，市外電源為輔的電源格局。形成了市內電網500kV雙環網和市外來電七大通道的供電格局，有效推進了500kV電壓在中心城的引入，提高了城市供電的保障能力。2012年上海全社會用電量達到1353.45億kW·h，最高用電負荷達2591.5萬kW。

截至2012年底，上海電網區域6 000kW以上電廠47座，發電裝機容量為，海電網.34萬kW，其中火電裝機容量2115.21萬kW，約占總量的98.7%（燃氣機組裝機422.4萬kW，約占總量的19.7%）；風電26.94萬kW，約占總量的1.3%。

2012年全市外來電受電量384.02億kW·h，日最高輸入電力941.8萬kW。市內電源裝機容量與市外來電最高輸入電力比例接近2：1左右［4］。

（5）新能源

東海大橋10萬kW海上風電場并網發電，成為亞洲首座大型海上風電場，全市風電裝機達到21萬kW，2012年上海新增風力發電約11萬kW，累計裝機31.74萬kW，陸上前衛、北沿等風電場相繼建成投產。建成世博園區中國館和主題館光伏建筑一體化（BIPV）發電項目，以及國內最大的屋頂光伏發電項目——京滬高鐵虹橋站6.7 MW光伏發電項目，全市光伏電站裝機達到20 MW，太陽能熱水器集熱面積達到350萬m3。建成2.5MW老港垃圾填埋氣發電一期項目，全市生物質能發電裝機容量達4.5萬kW。在世博園建成國內第一個智能電網示范工程。在世博軸中成功實現淺層地熱能和江水源熱泵技術的集中應用［5］。

2 本市能源總體形勢

從國際形勢看全球能源資源分配格局正在發生較大變化，尤以近年美國頁巖氣革命以及呼聲漸高第三次工業革命，非傳統能源取得迅猛發展，新能源發展的步伐將進一步加快。

從國內形勢看，我國正處在工業化、城鎮化加速發展階段，仍需要靠大量的能源消費作為支撐。以煤為主的能源結構在較長時期內難以根本改變，減排壓力日益增大。圍繞2020年非化石能源達到一次能源消費總量的15%、單位GDP溫室氣體排放量比2005年降低40%～45%的目標，國家在能源消費總量控制、低碳發展方面的政策措施將更趨嚴格。隨著十八大提出的生態文明建設、霧霾對城市產生的環境危害，新能源和可再生能源勢必將在未來的幾年內得到空前的政策支持和鼓勵。

根據國內外能源發展形勢，并結合未來上海經濟社會發展對能源的實際需求，對上海能源發展的趨勢有以下幾個判斷：

（1）能源增長速度放緩

隨著人民生活水平的提高，對能源的需求呈剛性增長。2012年上海人均用能4.81t標煤／年，用氣268m3／年，1.14kW／年；相比2009年紐約16.01t標煤／年，用氣1 622m3／年，1.31kW／年人均用能，上海在生活用能消費將有很大的上升空間。如圖2所示。因此，全市能源需求仍將持續增長，但隨著產業結構調整步伐加快，工業用能比重下降等因素影響需求增長將有所放緩。同時第三產業及生活用能比重提高的城市化特征將日益明顯，用能供需不平衡矛盾將更加凸顯，新氣源供應階梯式增長與市場漸進式開發進度的相互協調難度將進一步增大，“兩高一低”（峰谷差高、季節差高、負荷率低）的國際大都市用電負荷特征更加明顯。

圖2 上海與紐約人均用能對比

（2）用能結構加速調整

國家能源項目布局上著力推進西氣東輸、西電東送等重大能源工程，為上海增加清潔能源供應、調整結構創造了良機。2012年上海煤炭消費占一次能源比重為46.0%，已連續4年處于50%以下；天然氣比重也逐年提高。與國內城市北京、國外城市東京、紐約等相比，上海的煤炭比重依然處于高位。如圖3、圖4、圖5所示。從產業用能來看，上海的用能終端消費主要為工業和發電。隨著上海逐步落實“創新驅動，轉型發展”的總體要求，積極建設低碳示范城市，對控制燃煤總量、污染物排放總量等都提出了更高的目標。

近年來以風能、太陽能為代表的新能源以及大型分布式供能系統均發展迅猛，未來幾年將陸續建設東海大橋海上風電二期、臨港海上風電、奉賢海上風電等大型風能開發項目。從長遠來看，風能、太陽能、生物質能等新能源必將在城市能源結構中發揮越來越重要的作用。隨著近年國家逐一出臺分布式發電的辦法及細則，上海迫切需要抓住機遇、優化能源結構，率先實現能源發展清潔化和低碳化。

（3）能源設施用地緊張

圖3 上海市歷年能源消費

圖4 上海與其他大型城市能源結構對比

圖5 紐約與上海產業用能對比

隨著上海土地資源趨緊和環境保護等約束增多，能源項目建設難度日益增加，尤其是變電站等敏感市政設施難以落地。本市未來能源基礎設施建設任務依然較重，勢必將繼續加大投入建設力度，規劃預留外來電通道，新氣源點及LNG配套設施等用地擴建需求，加強協調加快推進，提高對設施的工藝及設計要求減少用地，形成完善的供應保障體系，為保證上海能源長期安全供應。

（4）能源利用將產生變革

隨著通信技術的飛速發展，運用信息化集成技術營建一個與生產和輸送相對稱并且能夠互動的客戶端智慧能源運轉體系。通過智慧能源系統及平臺的建設，能源數據覆蓋面將更廣、更全、更可靠，從而呈現出的一種全新能源形式。能源系統將擁有自組織、自檢查、自平衡、自優化等人類大腦功能，滿足系統、安全、清潔和經濟需求；同時，隨著智慧能源網的建設將改變電力、熱力、燃氣等單向運轉方式，這將是對工業革命以來缺陷性工業結構和社會管理的顛覆性修正，也是敲開人類低碳、智慧生活方式的大門［7］。

能源信息網絡的建設發展帶來了能源數據的幾何式增長。為了更充分的利用好大數據，上海將在智能電網及氣網建設方面加強力度，同時聚焦長三角區域的能源網絡格局，抓緊落實供應網絡的互聯互通，以實現從地方單向供應到區域氣電聯動的方式轉變。

3 本市能源發展的幾點思考

為城市可持續發展提供良好的能源保障，全面形成安全、清潔、高效、智能的現代化能源供應體系和低碳的能源消費模式，本文圍繞建成“四個中心”和建設現代化國際大都市的發展目標，結合上海“十二五”及中長期能源規劃，本市的能源發展需更側重以下方面：

（1）調節供需、提升儲備

上海用能結構不斷調整，單位GDP二氧化碳排放量逐年下降，仍需繼續優化市內發電裝機結構，重點發展燃氣等清潔能源發電，繼續以上大壓小等方式建設清潔煤電機組；積極開展可再生能源發電和重點區域的熱電聯供與分布式發電，提高能源利用效率。增加來源可靠的水電、核電與安徽煤電在市外受電中的比例，保障長期受電安全。

在供電規劃方面，按照國家規劃確定的跨區送滬輸電工程和上海規劃確定的市內電源布局，統籌電源與電網規劃，做好市內、市外電源與城市輸電網、配電網建設的銜接，加快農村電網建設，促進城鄉電網協調發展，滿足經濟社會發展和人民生活水平提高對電力日益增長的需求。對新能源接入系統，一方面電網規劃建設需要充分考慮新能源的接入，提供電力輸送通道和接納站點，另一方面電網系統需要提升新能源的消納能力，提供接受新能源電源的接入安全性和可靠性。

在天然氣供應方面，城鄉用氣發展水平不均衡，供需不平衡矛盾長期存在。需擴大天然氣應用領域，包括燃氣電廠配套建設與供應、城鄉一體化目標下的郊區燃氣市場、分布式供能系統、燃煤（重油）鍋爐替代等。加速電力燃料多元化，燃煤電廠建設重在結構調整，燃氣電廠建設重在提高調峰能力。積極發展可中斷用戶，在快速提高資源供應的同時，優化需求，調節平衡能力。

與發達國家相比，上海的能源應急天數保障天數還有很大差距，目前五號溝LNG應急氣源二期擴建也正在積極推進，還需適度超前規劃建設天然氣接收、儲備、調峰等設施，加快完善和健全儲備，提高應急調峰能力，確保保障天數。同時可考慮建立長三角天然氣供應聯合應急保障機制，形成與周邊省市、上游供氣商的多層次合作互助機制。此外，人工煤氣即將退出歷史舞臺，需從用地功能兼容性和安全性角度出發，科學合理利用現有人工煤氣土地資源，增強天然氣日常儲備調峰能力。

（2）完善輸配、優化系統

根據上海城市空間的發展趨勢，浦東沿江沿軸發展帶以及崇明三島的建設將成為城市發展的重點，從用氣需求來看，大浦東合并之后其較為巨大的城鎮建設用地量造就了對未來天然氣的旺盛需求。

從上海市的高壓天然氣管網規劃及現狀布局分析，超高壓6.0MPa管網僅形成沿城市西南郊環線呈“C”字布局，浦東及崇明三島恰是薄弱環節，現有壓力輸配條件將制約地區發展。

結合崇明三島規劃建設，尤其是崇明電廠、長興燃機電廠及造船基地的大用戶的燃氣壓力和用量需求，建議提升崇明電廠至浦東新區五號溝LNG站規劃天然氣管壓力等級，以滿足大用戶需求。如圖6、圖7所示。

圖6 崇明至五號溝1.6MPa天然氣管升級至6.0MPa

謀求將6.0MPa主干管網建設成環，以達到南北貫通，更好發揮其安全穩定和調度調峰的作用，建議對于擴能改造浦東高壓管網深入研究。

圖7 五號溝至臨港首站新增6.0MPa天然氣管

沿上海市郊環線敷設的6.0MPa超高壓管網承擔著連接城市門站，轉輸氣源和提供一定的管道儲氣調峰量的重要責任。若能通過將崇明電廠至五號溝LNG站段管線設計壓力由1.6MPa調整為6.0MPa，并結合將來浦東地區（超）高壓管網的改造和調整，實現全市6.0MPa天然氣主干網構成環網，不僅將提升浦東新區的天然氣供應能力；改善地區壓力工況；提高6.0MPa主干網可靠性、互補性和安全性；增加1.6MPa環網的氣源點；與江蘇和上海兩大進口天然氣（LNG）接收站及長三角區域天然氣供應的實現“互聯互保”有著積極的意義。

（3）協調用地、注重安全

加強管理、確保用地。上海土地資源、特別是適合建設電廠的土地資源十分有限，必須統籌考慮土地、岸線等資源，最大限度預留和保護電源廠址；同時，對老電廠改造擴容要根據城市發展需要統籌考慮，對一些不利于在原址改造擴容的老廠采用易地重建模式。要根據電力系統規劃對變電站和高壓電力線的用地和通道及早規劃、加強控制，確保電網建設項目的規劃落地。

加強對超高壓、高壓天然氣管網開展安全保護力度。由于城市發展受到了土地空間制約，多處城市建設區與高壓天然氣管存在矛盾，未來將對城市安全造成隱患。因此原主干管網系統規劃已對上海城市空間空間發展起到了制約，一定要避免超高壓天然氣管等危險品管道事故對城市產生破壞的可能性，需不斷應對變化，對城市規模擴張或管網布局進行適時的優化調整。

（4）智慧能源、搭建平臺

隨著大數據時代的來臨，智慧城市的建設更有利于充分利用掌握能源動態數據信息，通過構建能源網絡及數據平臺，構建完善的智慧能源網，將進一步加強氣電互補、安全調峰和供應保障，特別是在市內氣電聯動、協調方面可以基于大數據的實時分析，進一步提高天然氣使用與發電調峰的氣電關聯度，以解決用氣特性與電力同步呈現夏、冬雙高峰，氣電平衡矛盾問題。智能電網能提供雙向互動智能服務，形成連接電力企業、電網、消費者三者的智能服務平臺，其建設必將大大加快城市智能化進程。

此外，基于長三角能源網絡互聯互通和大平臺功能的完善和提升，可形成長三角能源安全保障智慧平臺，即當某一省市的天然氣需求在短期出現較大的波動時，另外省市可以較為便利地利用連通管予以支援，此舉對提高天然氣資源調配的效率、保障各區域天然氣主干網的安全都大有裨益。

對于智慧能源的建設還需加強協調燃氣、電力、熱力等子網間互補關系，發揮市場機制下價格杠桿對于資源配置的基礎性作用，加快形成有利于項目合理規劃、安全建設、平穩運營的綜合協調管理機制。積極推動國際示范城市間的交流與協作，形成支撐產業發展的研發基地和技術轉化公共服務平臺，形成多層次智能能源服務產業隊伍和基于城市能源安全的智能服務社會平臺。

4 結語

隨著上海經濟等各方面的改革不斷深化，能源結構調整勢在必行，故只有認清當前局勢，看清前進道路，才能更好落實城市總體戰略和要求。近幾年，上海在能源利用及設施建設已獲得了顯著成績，外來電、分布式供能、風能等重大能源建設項目有序推進。隨著各能源系統建設的不斷完善，上海定能實現“互聯、互補、互動”三方面的戰略性突破，為全市的能源供應做好安全保障，為經濟和社會發展提供有力支撐。

［1］ 創新上海能源發展的方式促進上海經濟模式的轉型——上海市能源發展“十二五”規劃確定的主要任務.

［2］ 上海市發展和改革委員會.上海市能源發展“十二五”規劃［R］.

［3］ 上海市發展和改革委員會.上海市燃氣發展“十二五”規劃［R］.

［4］ 上海市發展和改革委員會.上海市電力發展“十二五”規劃［R］.

［5］ 上海市發展和改革委員會.上海市新能源發展“十二五”規劃［R］.

［6］ 智能能源網：大幕將起［EB／OL］.http：／／tech.sina.com.cn／it／2010-02-01／18563824389.shtml