1、 彭康 13631499791 微信：402151508 第05章 城市能源 5.1 城市能源概念与特征 5.2 能源与城市发展关系 5.3 城市能源发展趋势 5.4 城市能源系统可持续发展 5.1 城市能源概念与特征 5.1.1 城市能源概念及类型 5.1.2 城市能源的特征 5.1.1 城市能源概念及类型 一能源的概念 能源百科全书: 能源是可以直接或经转换 提供人类所需光热动力等任一形式能量的载 能体资源。 5.1.1 城市能源概念及类型 二能源的类型 按照形态特征或转换与应用的层次来分：化石燃料或化石 能源（固体燃料、液体燃料、气体燃料）、水能、电能、 太阳能、生物质能、风能、核能、海
2、洋能和地热能。 按照产生的方式可分为一次能源和二次能源。一次能源是 指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或者转换的能 量资源，包括常规能源和新能源；二次能源则是指由一次 能源直接或者间接转换成其他种类和形式的能源资源。 P89，图5.1 城市能源由基于太阳的自然属性能源和基于城市人类的人 工属性能源组成，后者是城市得以维持和发展的重要因素 之一。 5.1.2 城市能源的特征 能源的三个基本特征：利用的相互替代性，传 递与转化性，品质的差异性（封志明等，2004） 除此之外，城市能源的特征独特性还体现在： （1）构成及运行的系统性 （2）生产及消费的不均衡性 （3）能源消耗在城市中的集聚现象
3、（4）城市能源流动的网络 （5）城市能源利用效率 （1）构成及运行的系统性 城市能源构成包括煤、油、电、气、水、 热等要素 纵向：城市能源各要素之间互补替代 横向：城市能源系统由生产源工程、输配 管线网和终端消费面三个子系统组成。三 个子系统在容量、布局以及发展方向上的 合理配置可促使整体最优化。 （2）生产及消费的不均衡性 在空间上的高度集中 在时间延续上的波峰起伏（如电力消费集中 在白天和上半夜、煤气消费与餐饮有关、热 能消费的季节性）-能源生产与消费的矛 盾（广州校区饭堂的伙食储存与供应） （3）能源消耗在城市中的集聚现象 世界范围城市能源消耗占全球能源总消耗 约75%（严刚等，2007
4、） 中国663座城市能源消耗占全国能源消耗总 量比值超过90%。P90，图5.2 （4）城市能源流动的网络 不同能源品种在城市中在各自的全生命周 期内沿着其结构网络被加工、转换、运输 和消费。P90，图5.3 （5）城市能源利用效率 国际上用于比较分析能源效率的指标是： 能源生产中间环节的效率与终端使用效率的 乘积。 中间环节：包括能源的加工转换和运输分配 终端利用环节：包括农业、工业、交通运输业和 民用商业四个主要部门。 PS：城市加油站的参杂造假视频。 5.2 能源与城市发展关系 5.2.1 人类利用能源的阶段与城市发展 5.2.2 能源对城市发展的影响 5.2.3 能源对城市生态环境的影
5、响 5.2.4 能源与城市发展的若干定量分析 5.2.1 人类利用能源的阶段与城市发展 两种分类： 按照能源使用类型来分：木柴能源时代、煤炭能 源时代和油气能源世代。 按照能源的开发和利用过程来分：共四个阶段， P93，表5.2。分别是“炭薪”、“煤炭为主、石 油为辅”、“石油为主、天然气煤炭为辅”、“ 石油、天然气、煤炭和可再生能源共存”四个阶 段。不同阶段所对应的时期、主要特征、可再生 能源的地位、能源使用与环境关系、城市与能源 的关系差异较大。 5.2.2 能源对城市发展的影响 能源对城市选址、规模、人口迁移和城市形 象均有影响： 城市选址：工业革命前后，城市对内外能源的利用的 跨度变化
6、 城市规模：城市化、中小城市、大城市、巨型城市 人口迁移：农村缺乏有效的能源系统 城市形象：建筑设计与城市规划的全球一体化得以实 现的前提和基础 5.2.3 能源对城市生态环境的影响 不同的能源类型具有不同的污染效应，因 此能源消费结构直接影响了城市生态环境 的质量。 5.2.4 能源与城市发展的若干定量分析 城市化与能源关系 中国城市化水平与能源需求存在较强的正相关关系。 城市化与煤炭、石油、天然气需求/供应之间的相关系 数分别大于0.7和0.8.（Lei Shen等，2005） 城市人口与经济因素与能源的关系 城市的终端能耗、人均能耗 与 城市的经济总量、城 市人口总量和人均经济量密切相关
7、。P96，表5.8. 5.3 城市能源发展趋势 5.3.1 城市与世界利用能源总体趋势的一致性 5.3.2 清洁能源称为城市能源的主要形式 5.3.3 分布式能源系统的兴起 5.3.1 城市与世界利用能源总体趋势的一致性 城市的能源利用及消耗与世界利用能源的总 体趋势基本保持一致，体现： 城市与世界的能源消耗总量、人均能源消 耗量均在增加 城市与世界的能源强度城（单位GDP消耗 能源）不断降低。 5.3.2 清洁能源称为城市能源的主要形式 清洁能源的特点：无污染或少污染 中国21世纪初可持续发展行动纲要明 确：改善能源结构、提高能源效率，大力 发展天然气、水电、可再生能源、新能源 等清洁能源，
8、发展清洁燃料公共汽车和电 动公共汽车。 清洁能源将成为未来城市的主要能源形态 5.3.3 分布式能源系统的兴起 分布式能源系统是指能源系统以小规模、小容量 、模块化、分散式的方式不知在用户端，双向传 输冷、热、电能。 分布式能源系统的能源利用率远高于大型集中供 电系统（发电厂只能将能源的1/3的热能转化为电 能，且传输环节能量损失严重） 分布式能源系统具有提高能源利用率和供电安全 性，实现按需供能以及为用户提供攻多选择，因 此，分布式能源系统称为全球电力行业和能源产 业的重要发展方向。 1 2 5.4 城市能源系统可持续发展 5.4.1 城市能源生态化供应 5.4.2 城市发展与节能减排相结合
9、 5.4.3 应用各类能源指标体系为调控城市能源 系统奠定基础 5.4.4 可再生能源与城市可持续发展相结合 5.4.1 城市能源生态化供应 城市能源系统的可持续发展与城市能源消费现状和特 点、能源技术的发展、新能源规划重点、未来能源规 划重点有关。 城市能源生态化供应是指在整个城市的能源供应链中 综合考虑环境影响和能源利用效率的一种现代能源供 应模式。 它以循环经济、工业生态理论和能源供应链管理技术 为基础 目的是使能源从开采、加工、运输、消费和处理等环 节对环境的影响降到最低，将能源供应链与环境协调 起来，最终实现能源供应的可持续发展。 5.4.2 城市发展与节能减排相结合 城市规划布局举
10、措与提高能源效率相结合 城市发展与减少二氧化碳排放相结合 规划设计过程与节能减排相结合 城市规划布局举措与提高能源效率相结合 将提高城市能源效率与城市规划的布局想 结合，是城市能源系统可持续发展的重要 方面。P100，表5.10 城市发展与减少二氧化碳排放相结合 城市规划布局、能源结构及其运行过程均 引起二氧化碳的排放。 减少城市二氧化碳的排放，措施包括优化 城市能源结构、交通运输、节约能源等。 P101，表5.11 PS：Uber离开广州在上海自贸区注册资本 21亿，未来投资将超过65亿。 规划设计过程与节能减排相结合 生态设计：要尽可能全面确保一个设计对生态 系统和生物圈内的不可再生能源产
11、生最小的负 面影响或产生最大的效益，确保在目前的技术 条件下设计一种物质和能源消耗较少的生活方 式。（如城市自行车的没落与复兴的探讨） 城市规划设计过程与节能减排相结合主要包括 城市发展模式、城市布局、城市交通以及建筑 设计等方面。P102，表5-12 5.4.3 应用各类能源指标体系为调控 城市能源系统奠定基础 城市能源安全指标体系 城市能源系统评价指标体系 城市能源供应的生态化评价指标体系 能源生态足迹评价 城市能源安全指标体系 城市能源安全是指：在国家能源安全得到 保障的前提下，城市通过多元化的来源、 高效、稳定的基础设施为可持续发展提供 充足、经济、可靠的能源供应。P102-103 ，
12、表5.13-14 城市能源系统评价指标体系 城市能源系统的指标体系应能表征能源体 系的概貌和健康状况等特征。 张鹤丹等人于2006年提出城市能源指标体 系包括3个大主题-8个次主题和22个指标。 P103，表5.15 城市能源供应的生态化评价指标体系 城市能源生态供应指标体系构建的目标主要包括： 优化城市能源的配置 改善城市的生态环境 综合衡量城市能源供应各领域之间的协调程度以供决策 城市能源供应的生态化指标体系应包括：P104，表5.16 能源结构优化水平 能源减量化利用水平 能源循环利用水平 生态环境质量水平 能源生态足迹评价 能源生态足迹是能源使用造成的各类影响的综合表征， 也反映了能源
13、效率利用状况。 能源足迹的生态化水平高则是与人均能源生态足迹、能 源生态足迹产值、能源生态足迹强度等方面具有较好的 复合生态经济效率的表现。 能源生态足迹产值：体现单位能源生态足迹产生的经济 价值，为人均GDP与人均能源生态足迹的比值 能源生态足迹强度：能源生态足迹与GDP的比值，表征 每增加一个单位GDP所需用的能源足迹面积。 5.4.4 可再生能源与城市可持续发展相结合 将城市可再生能源发展规划纳入规划体系 可再生能源与城市元素的一体化，如发挥生态建 筑 的生产性特点（电，水） 将“转废为能”作为城市可再生能源利用的重要方面 城市产业结构与节能和利用可再生能源相结合 将发展可再生能源与建设生态型城市相结合。P109 ，表5.21
