上海市能源发展的若干思考

赵 路

（上海市城市规划建筑设计工程有限公司，上海 200040）

上海以转型驱动为原则，围绕着“四个中心”的目标，不断加快建设步伐。但随之带来的资源以及环境承载问题也日益突出，尤其是屡见不鲜的空气污染与上海这座国际化的大都市显得格格不入，能源结构调整、能源安全保障等问题已成为社会业界的关注焦点。

为了至2015年基本形成与上海特大型城市相匹配的安全、清洁、高效的能源供应和消费体系，以能源发展方式转变促进产业结构升级和生产生活方式的转变，为上海“十二五”及长远经济社会可持续发展提供基础支撑。为了实现这个目标，2011年12月本市正式发布《上海市能源发展“十二五”规划》，规划坚持了超前规划、安全发展，坚持优化结构、清洁发展，坚持节能降耗、高效发展，坚持科技支撑、创新发展的原则［1］。

1 本市能源基本现状

上海一次能源主要由煤炭、石油、天然气组成。所需工业及民用煤全部由外省市调入，天然气目前已形成多气源供气互补的格局。如图1所示。2012年，上海总能耗为9498.14万吨标煤。

图12012 年上海市能源结构

（1）煤炭

2012年上海市煤炭消费总量为5703.22万吨，比2011年减少438.7万吨，同比下降7.1%。一次能源消费量为11201.13万吨标准煤，其中煤炭消费量占一次能源消费量的49.6%，仍占据能源消费的主导地位［2］。

（2）石油

2012年在上海市能源消费结构中石油消费量占33.25%，总消费量为2210.55万吨，比2011年增长0.9%。在成品油消费中，燃料油消费量最大，占消费总量的30.1%。石化燃料虽然在整个能源结构中所占比重没有煤炭重要，但是其高热量、低污染在整个能源结构中起到了不可替代的作用［2］。

（3）燃气

文献［3］介绍，上海燃气包括天然气、人工煤气、焦炉煤气和液化石油气，形成以天然气为主、液化石油气为辅的燃气供应结构。全市天然气供应总量快速增长，人工煤气稳妥退出，液化石油气稳定发展。2012年，天然气消费占67.1%，人工煤气占3.7%，焦炉煤气（主要用于钢铁、炼焦等行业）占13.7%，液化石油气占15.5%。

2012年在上海市一次能源消费结构中天然气的消费量占9.0%，天然气供应量为64.79亿m3，比2011年增长16.9%。全市天然气气源“4+1”格局，其中西气东输（一、二期）32.23亿m3，占天然气供应量的49.7%；东海平湖2.98亿m3，川气东送0.75亿m3，进口LNG 28.16亿m3，其他为0.67亿m3。上海市天然气主干网系统已基本成型，全市输气管道总长度达到29949.83km，天然气管网覆盖除崇明县外的16个行政区。液化天然气储存能力进一步提升，为61.5万m3。

全市现状人工煤气制气公司仅浦东、吴淞煤气制气公司运营。近几年对人工煤气管网设施进行了有序改造，但目前主要的人工煤气出厂管线和储配站管线仍保留为人工煤气管线运行。

2012年液化石油气供应量为115.45万吨，比2011年下降2.4%，主要用于工业和民用（包括出租车、助动车用）。

（4）电力

上海电网是全国规模最大的接受端电网之一，全市已基本形成市内5大发电基地为主，市外电源为辅的电源格局。形成了市内电网500kV双环网和市外来电七大通道的供电格局，有效推进了500kV电压在中心城的引入，提高了城市供电的保障能力。2012年上海全社会用电量达到1353.45亿kW·h，最高用电负荷达2591.5万kW。

截至2012年底，上海电网区域6 000kW以上电厂47座，发电装机容量为，海电网.34万kW，其中火电装机容量2115.21万kW，约占总量的98.7%（燃气机组装机422.4万kW，约占总量的19.7%）；风电26.94万kW，约占总量的1.3%。

2012年全市外来电受电量384.02亿kW·h，日最高输入电力941.8万kW。市内电源装机容量与市外来电最高输入电力比例接近2：1左右［4］。

（5）新能源

东海大桥10万kW海上风电场并网发电，成为亚洲首座大型海上风电场，全市风电装机达到21万kW，2012年上海新增风力发电约11万kW，累计装机31.74万kW，陆上前卫、北沿等风电场相继建成投产。建成世博园区中国馆和主题馆光伏建筑一体化（BIPV）发电项目，以及国内最大的屋顶光伏发电项目——京沪高铁虹桥站6.7 MW光伏发电项目，全市光伏电站装机达到20 MW，太阳能热水器集热面积达到350万m3。建成2.5MW老港垃圾填埋气发电一期项目，全市生物质能发电装机容量达4.5万kW。在世博园建成国内第一个智能电网示范工程。在世博轴中成功实现浅层地热能和江水源热泵技术的集中应用［5］。

2 本市能源总体形势

从国际形势看全球能源资源分配格局正在发生较大变化，尤以近年美国页岩气革命以及呼声渐高第三次工业革命，非传统能源取得迅猛发展，新能源发展的步伐将进一步加快。

从国内形势看，我国正处在工业化、城镇化加速发展阶段，仍需要靠大量的能源消费作为支撑。以煤为主的能源结构在较长时期内难以根本改变，减排压力日益增大。围绕2020年非化石能源达到一次能源消费总量的15%、单位GDP温室气体排放量比2005年降低40%～45%的目标，国家在能源消费总量控制、低碳发展方面的政策措施将更趋严格。随着十八大提出的生态文明建设、雾霾对城市产生的环境危害，新能源和可再生能源势必将在未来的几年内得到空前的政策支持和鼓励。

根据国内外能源发展形势，并结合未来上海经济社会发展对能源的实际需求，对上海能源发展的趋势有以下几个判断：

（1）能源增长速度放缓

随着人民生活水平的提高，对能源的需求呈刚性增长。2012年上海人均用能4.81t标煤／年，用气268m3／年，1.14kW／年；相比2009年纽约16.01t标煤／年，用气1 622m3／年，1.31kW／年人均用能，上海在生活用能消费将有很大的上升空间。如图2所示。因此，全市能源需求仍将持续增长，但随着产业结构调整步伐加快，工业用能比重下降等因素影响需求增长将有所放缓。同时第三产业及生活用能比重提高的城市化特征将日益明显，用能供需不平衡矛盾将更加凸显，新气源供应阶梯式增长与市场渐进式开发进度的相互协调难度将进一步增大，“两高一低”（峰谷差高、季节差高、负荷率低）的国际大都市用电负荷特征更加明显。

图2 上海与纽约人均用能对比

（2）用能结构加速调整

国家能源项目布局上着力推进西气东输、西电东送等重大能源工程，为上海增加清洁能源供应、调整结构创造了良机。2012年上海煤炭消费占一次能源比重为46.0%，已连续4年处于50%以下；天然气比重也逐年提高。与国内城市北京、国外城市东京、纽约等相比，上海的煤炭比重依然处于高位。如图3、图4、图5所示。从产业用能来看，上海的用能终端消费主要为工业和发电。随着上海逐步落实“创新驱动，转型发展”的总体要求，积极建设低碳示范城市，对控制燃煤总量、污染物排放总量等都提出了更高的目标。

近年来以风能、太阳能为代表的新能源以及大型分布式供能系统均发展迅猛，未来几年将陆续建设东海大桥海上风电二期、临港海上风电、奉贤海上风电等大型风能开发项目。从长远来看，风能、太阳能、生物质能等新能源必将在城市能源结构中发挥越来越重要的作用。随着近年国家逐一出台分布式发电的办法及细则，上海迫切需要抓住机遇、优化能源结构，率先实现能源发展清洁化和低碳化。

（3）能源设施用地紧张

图3 上海市历年能源消费

图4 上海与其他大型城市能源结构对比

图5 纽约与上海产业用能对比

随着上海土地资源趋紧和环境保护等约束增多，能源项目建设难度日益增加，尤其是变电站等敏感市政设施难以落地。本市未来能源基础设施建设任务依然较重，势必将继续加大投入建设力度，规划预留外来电通道，新气源点及LNG配套设施等用地扩建需求，加强协调加快推进，提高对设施的工艺及设计要求减少用地，形成完善的供应保障体系，为保证上海能源长期安全供应。

（4）能源利用将产生变革

随着通信技术的飞速发展，运用信息化集成技术营建一个与生产和输送相对称并且能够互动的客户端智慧能源运转体系。通过智慧能源系统及平台的建设，能源数据覆盖面将更广、更全、更可靠，从而呈现出的一种全新能源形式。能源系统将拥有自组织、自检查、自平衡、自优化等人类大脑功能，满足系统、安全、清洁和经济需求；同时，随着智慧能源网的建设将改变电力、热力、燃气等单向运转方式，这将是对工业革命以来缺陷性工业结构和社会管理的颠覆性修正，也是敲开人类低碳、智慧生活方式的大门［7］。

能源信息网络的建设发展带来了能源数据的几何式增长。为了更充分的利用好大数据，上海将在智能电网及气网建设方面加强力度，同时聚焦长三角区域的能源网络格局，抓紧落实供应网络的互联互通，以实现从地方单向供应到区域气电联动的方式转变。

3 本市能源发展的几点思考

为城市可持续发展提供良好的能源保障，全面形成安全、清洁、高效、智能的现代化能源供应体系和低碳的能源消费模式，本文围绕建成“四个中心”和建设现代化国际大都市的发展目标，结合上海“十二五”及中长期能源规划，本市的能源发展需更侧重以下方面：

（1）调节供需、提升储备

上海用能结构不断调整，单位GDP二氧化碳排放量逐年下降，仍需继续优化市内发电装机结构，重点发展燃气等清洁能源发电，继续以上大压小等方式建设清洁煤电机组；积极开展可再生能源发电和重点区域的热电联供与分布式发电，提高能源利用效率。增加来源可靠的水电、核电与安徽煤电在市外受电中的比例，保障长期受电安全。

在供电规划方面，按照国家规划确定的跨区送沪输电工程和上海规划确定的市内电源布局，统筹电源与电网规划，做好市内、市外电源与城市输电网、配电网建设的衔接，加快农村电网建设，促进城乡电网协调发展，满足经济社会发展和人民生活水平提高对电力日益增长的需求。对新能源接入系统，一方面电网规划建设需要充分考虑新能源的接入，提供电力输送通道和接纳站点，另一方面电网系统需要提升新能源的消纳能力，提供接受新能源电源的接入安全性和可靠性。

在天然气供应方面，城乡用气发展水平不均衡，供需不平衡矛盾长期存在。需扩大天然气应用领域，包括燃气电厂配套建设与供应、城乡一体化目标下的郊区燃气市场、分布式供能系统、燃煤（重油）锅炉替代等。加速电力燃料多元化，燃煤电厂建设重在结构调整，燃气电厂建设重在提高调峰能力。积极发展可中断用户，在快速提高资源供应的同时，优化需求，调节平衡能力。

与发达国家相比，上海的能源应急天数保障天数还有很大差距，目前五号沟LNG应急气源二期扩建也正在积极推进，还需适度超前规划建设天然气接收、储备、调峰等设施，加快完善和健全储备，提高应急调峰能力，确保保障天数。同时可考虑建立长三角天然气供应联合应急保障机制，形成与周边省市、上游供气商的多层次合作互助机制。此外，人工煤气即将退出历史舞台，需从用地功能兼容性和安全性角度出发，科学合理利用现有人工煤气土地资源，增强天然气日常储备调峰能力。

（2）完善输配、优化系统

根据上海城市空间的发展趋势，浦东沿江沿轴发展带以及崇明三岛的建设将成为城市发展的重点，从用气需求来看，大浦东合并之后其较为巨大的城镇建设用地量造就了对未来天然气的旺盛需求。

从上海市的高压天然气管网规划及现状布局分析，超高压6.0MPa管网仅形成沿城市西南郊环线呈“C”字布局，浦东及崇明三岛恰是薄弱环节，现有压力输配条件将制约地区发展。

结合崇明三岛规划建设，尤其是崇明电厂、长兴燃机电厂及造船基地的大用户的燃气压力和用量需求，建议提升崇明电厂至浦东新区五号沟LNG站规划天然气管压力等级，以满足大用户需求。如图6、图7所示。

图6 崇明至五号沟1.6MPa天然气管升级至6.0MPa

谋求将6.0MPa主干管网建设成环，以达到南北贯通，更好发挥其安全稳定和调度调峰的作用，建议对于扩能改造浦东高压管网深入研究。

图7 五号沟至临港首站新增6.0MPa天然气管

沿上海市郊环线敷设的6.0MPa超高压管网承担着连接城市门站，转输气源和提供一定的管道储气调峰量的重要责任。若能通过将崇明电厂至五号沟LNG站段管线设计压力由1.6MPa调整为6.0MPa，并结合将来浦东地区（超）高压管网的改造和调整，实现全市6.0MPa天然气主干网构成环网，不仅将提升浦东新区的天然气供应能力；改善地区压力工况；提高6.0MPa主干网可靠性、互补性和安全性；增加1.6MPa环网的气源点；与江苏和上海两大进口天然气（LNG）接收站及长三角区域天然气供应的实现“互联互保”有着积极的意义。

（3）协调用地、注重安全

加强管理、确保用地。上海土地资源、特别是适合建设电厂的土地资源十分有限，必须统筹考虑土地、岸线等资源，最大限度预留和保护电源厂址；同时，对老电厂改造扩容要根据城市发展需要统筹考虑，对一些不利于在原址改造扩容的老厂采用易地重建模式。要根据电力系统规划对变电站和高压电力线的用地和通道及早规划、加强控制，确保电网建设项目的规划落地。

加强对超高压、高压天然气管网开展安全保护力度。由于城市发展受到了土地空间制约，多处城市建设区与高压天然气管存在矛盾，未来将对城市安全造成隐患。因此原主干管网系统规划已对上海城市空间空间发展起到了制约，一定要避免超高压天然气管等危险品管道事故对城市产生破坏的可能性，需不断应对变化，对城市规模扩张或管网布局进行适时的优化调整。

（4）智慧能源、搭建平台

随着大数据时代的来临，智慧城市的建设更有利于充分利用掌握能源动态数据信息，通过构建能源网络及数据平台，构建完善的智慧能源网，将进一步加强气电互补、安全调峰和供应保障，特别是在市内气电联动、协调方面可以基于大数据的实时分析，进一步提高天然气使用与发电调峰的气电关联度，以解决用气特性与电力同步呈现夏、冬双高峰，气电平衡矛盾问题。智能电网能提供双向互动智能服务，形成连接电力企业、电网、消费者三者的智能服务平台，其建设必将大大加快城市智能化进程。

此外，基于长三角能源网络互联互通和大平台功能的完善和提升，可形成长三角能源安全保障智慧平台，即当某一省市的天然气需求在短期出现较大的波动时，另外省市可以较为便利地利用连通管予以支援，此举对提高天然气资源调配的效率、保障各区域天然气主干网的安全都大有裨益。

对于智慧能源的建设还需加强协调燃气、电力、热力等子网间互补关系，发挥市场机制下价格杠杆对于资源配置的基础性作用，加快形成有利于项目合理规划、安全建设、平稳运营的综合协调管理机制。积极推动国际示范城市间的交流与协作，形成支撑产业发展的研发基地和技术转化公共服务平台，形成多层次智能能源服务产业队伍和基于城市能源安全的智能服务社会平台。

4 结语

随着上海经济等各方面的改革不断深化，能源结构调整势在必行，故只有认清当前局势，看清前进道路，才能更好落实城市总体战略和要求。近几年，上海在能源利用及设施建设已获得了显著成绩，外来电、分布式供能、风能等重大能源建设项目有序推进。随着各能源系统建设的不断完善，上海定能实现“互联、互补、互动”三方面的战略性突破，为全市的能源供应做好安全保障，为经济和社会发展提供有力支撑。

［1］ 创新上海能源发展的方式促进上海经济模式的转型——上海市能源发展“十二五”规划确定的主要任务.

［2］ 上海市发展和改革委员会.上海市能源发展“十二五”规划［R］.

［3］ 上海市发展和改革委员会.上海市燃气发展“十二五”规划［R］.

［4］ 上海市发展和改革委员会.上海市电力发展“十二五”规划［R］.

［5］ 上海市发展和改革委员会.上海市新能源发展“十二五”规划［R］.

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