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新冠肺炎疫情警示:智慧城市不应忽视综合能源系统建设
2020-03-19 16:02:29 来源:中国能源报 作者:【
关键词:智慧城市,能源系统建设
 
疫情期间,全国多城市交通管控、多企业延迟复工,对城市能源安全保障造成了诸多影响和挑战,但是城市能源管理部门多措并举,“防疫情、保供应、促复产”,为经济社会稳定发展做出了突出贡献,也为我国进一步完善城市能源安全保障体系、增强应对重大公共危机事件的能力提供了重要契机。
  新冠肺炎疫情对我国经济社会产生了较大影响。城市作为我国人口、经济的高度聚集区,是疫情扩散蔓延的重灾区,也是恢复经济的“依赖区”。能源是城市发展密切依赖的基础资源,是支撑城市建设和经济发展的关键物质基础,因此,保障疫情期间的城市能源安全至关重要。
  此次疫情期间,全国多城市交通管控、多企业延迟复工,对城市能源安全保障造成了诸多影响和挑战,但是城市能源管理部门多措并举,“防疫情、保供应、促复产”,为经济社会稳定发展做出了突出贡献,也为我国进一步完善城市能源安全保障体系、增强应对重大公共危机事件的能力提供了重要契机。
  疫情对我国城市能源安全的影响
  一、疫情对城市能源供应渠道的影响
  交通管制和港口停运导致城市能源运输系统不畅。受疫情影响,各地市政府纷纷限制人员、车辆流动。部分地区煤矿只允许上站台通过火车发运或只能内销,暂不允许通过汽车运输外销,加上部分港口停运,“西煤东送”、“北煤南送”重要通道阻断,对东南沿海城市的煤炭供应造成了较大影响。
  2月5日后,铁路装车、港口、水运逐渐复工,煤炭运输力逐步恢复。2月13日,国家能源集团铁路煤炭运输量、两港煤炭装船量、航运量分别达到5112万吨、2754万吨和1784万吨。截至3月3日,秦皇岛港已实现正常装卸,存煤回升,“北煤南运”通道运输不畅的压力得到缓解。
  疫情导致城市能源供应品种“失衡”。受资源禀赋和需求端能源消费结构影响,我国长期处于“富煤”“少油”“贫气”的供给结构,尤其是煤炭供应占比过高。煤炭作为劳动密集型产业,延迟复工对其生产影响较大,加上交通管制限制了原有库存的运输,使得输入城市用能终端的煤炭占比下降。同时,城市液化石油气的罐装液化气分销投放因疫情受阻,应急调峰作用受限。
  另据国际调研机构Wood Mackenzie预测,由于新冠肺炎疫情爆发导致生产延迟,可能会导致2020年我国风电装机量减少10%—50%,城市风电供应能力下降。
  二、疫情对城市能源基础设施的影响
  疫情管控延后了在建能源基础设施的建设进程,但对已有城市能源输配系统运行和维护影响有限。受延迟复工等疫情管控措施影响,一些在建管网、电站、电网等基础设施的建设进程明显延后。但是,对于疫情期间封村区段已有输电线路、油气管网运行和维护出现的问题,各省市和能源公司采取紧急能源供应预案,对关键电力站线、天然气管网、热力系统、燃力系统等设施实行应急值守,提供调度、抢修24小时在岗服务,有效保障了城市能源输配系统正常运行。相比于雨雪、地震等自然灾害事件,此次疫情对已投入正常使用的城市能源输配系统的影响有限。
  多地煤炭库存告急,交通管制考验城市能源储备系统。因疫情向全国蔓延、假期延长,春节期间国有大型煤炭企业纷纷停产,部分煤炭主产区煤矿不能按时复工复产,煤炭需求区域性紧张,全国电厂、钢铁厂煤炭库存骤降。
  2月1日后,华电集团、华能集团等所属电厂纷纷向山东能源集团发出恢复煤炭正常供应的告急函。据调查,2月6日,秦皇岛港煤炭库存为412万吨,为2017年以来的最低点。沿海六大电厂库存1596万吨,处于2019年以来偏低水平。交通管制、供应紧张等考验城市煤炭供应基地的储备能力。
  从终端用户结构看,城市居民用能总量和比例上升,工业用能需求在复工复产后逐渐回升,商业用能上半年或持续低迷。因疫情实行的延迟复工导致假期整体延长,城市居民用能占比上升,尤其是居民生活用电和用气比例上升。同时,疫情导致商业和工业能耗普遍下降,并呈现地区性、行业性差异。其中,湖北和工业大省影响显著,交通运输、住宿餐饮、文化旅游行业影响较大。随着全国规模以上工业企业有序推进复工,工业用能逐渐回升。
  截至3月3日,浙江、江苏、山东、贵州、安徽省规模以上工业企业复工率超过98%,而福建、广东、上海等12个地区复工率超过90%,工业能源需求随之增加。但是,城市购物中心、娱乐场所等因人流量密集,商业活动仍大面积处于休业停业状态,导致城市商业用能上半年或持续低迷。
  从用能结构看,城市用煤、用电需求逐步回升,成品油需求或持续低迷。城市能源需求量巨大,且不同行业需求的能源品种差异较大,例如炼钢和煤电行业消耗煤炭,有色金属行业消耗电力。
  2月25日,钢铁行业和有色金属行业的复工率分别超过67%和86%,随着企业复工持续推进,其用煤、用电需求陆续回升。2月12日,全国发电企业复工达产率达到83%。3月3日,全国煤矿企业复工达产率也达到83%,为城市下游行业复工复产的用能需求提供了有力保障。但是,城市公共交通(特别是航空运输)、旅游行业仍在管控范围内,受疫情影响的持续时间较长,导致城市成品油需求或持续低迷。
  现阶段我国城市能源安全的主要问题
  一、城市能源应急管理体系不完善
  一是城市层面缺乏应对重大公共危机事件的能源安全应急管理制度。这不利于及时有效协调解决危机时期城市不同能源的调度与保供问题,进而影响对疫情等重大公共危机事件的救助与处理;
  二是城市层面缺乏能源统筹应急管理部门。当前多数城市的应急管理局注重消防、火灾、抗洪、地震和地质灾害救援、生产安全事故救援等专业应急救援力量的建设,而未设置专门的城市能源应急管理部门。城市的能源应急管理职能分散在省级能源局、城市发展改革委、商务委、城市管理委等,它们对上要协调国家发改委、国家能源局等管理机构,对下要跟踪中石油、中石化、中海油、电网公司、电力公司等能源企业,部门之间协调层级繁多、效率不高,对城市能源的安全运行和高效保障形成了较大挑战。
  二、能源供需结构错配且供应品种较为单一
  一是我国产能聚集区和用能聚集区严重不匹配。我国能源生产区主要集中在西北地区,例如内蒙古、山西和陕西原煤产量占全国总产量的三分之二以上,陕西、四川和新疆的天然气产量超过全国总产量的三分之二。而我国能源消费区集中在东南沿海城市。能源供需分布脱节导致能源长途运输,容易受到自然灾害、重大公共危机事件冲击,影响城市能源供应;
  二是能源配置品种较为单一。为节省运输成本,大多城市采用“近地取能”措施,供能品种较为单一,而忽视了多品种能源供应在应对重大危机事件时的作用,当单一品种能源因资源或通道出现问题时,很容易出现城市能源供应短缺。
  三、能源储备结构和消费结构不大合理
  一是能源储备量不足,储备结构不合理。当前我国战略能源储备以石油储备为主,且储备系统已经比较成熟,而天然气、煤炭商业能源储备不足,目前只有北京、河北、天津、陕西等地的少数城市建立了LNG应急储备站,储备量较少。近几年,虽然煤炭一直在去库存、去产能,但实际上其优质产能和库存水平还比较低,2017年山西等产煤大区的平均优质煤炭产能不足总生产能力的50%;
  二是我国城市能源消费结构不合理。能源消费以煤炭为主,石油次之,而煤炭物流较为脆弱,石油对外依赖度高,都容易受到重大危机事件冲击。
  四、城市能源发展顶层设计和统筹融合不足
  一是城市建设和能源系统发展脱节。我国特大城市、智慧城市建设持续推进,但是往往偏重城市信息化升级,而忽略了应结合城市整体发展进程,综合考虑城市能源系统建设;
  二是城市各种能源子系统的发展互相割裂。我国城市供能系统仍存在大量单一能源系统以及传统的冷—热—电三联供系统,缺乏包括天然气在内的多能源供应系统、控制系统和转换系统,使得不同能源供给、储备以及输配网络建设之间缺乏深入融合贯通,容易造成能源利用率低、输配效率低等现象,尤其在应对重大公共危机事件时,不同能源子系统之间信息传递低效,容易引发反应滞后和处理不及时等问题。
  对策建议
  一、健全城市能源应急管理体系
  一是完善应对重大危机事件的城市能源管理立法。高度重视城市能源规划在应对重大危机事件方面的整体作用,将应对危机事件的城市能源规划相关内容纳入能源法规,通过立法提升城市能源规划在应对危机事件上事前准备的规范性、事后应对的保障性;
  二是提升能源基础设施管理部门的应急能力,加强对电力线路和油气长输管道应急抢修、维修和管理队伍的应急培训、危机应急演练,增强其快速处置危机事件的能力;
  三是建立能源应急物资储备调用机制,准确掌握可调配资源和可运输通道,及时有效地为城市各个行业发展提供能源保障;
  四是健全城市各部门应急信息共享机制,加强不同部门应急管理联动机制,保障重大公共危机事件期间经济社会有序发展,人民生活正常进行。
  二、完善城市能源市场监测预警
  一是建立城市能源大数据监测平台,并借鉴伦敦政府实施市长负责、多层次能源日常监控管理体系的经验,整合国家发改委、国家能源局、地方政府及专业权威机构等多部门的数据,建立多层次的能源供需日常监控体系;
  二是对重大公共危机事件期间上游能源生产运行、下游用能需求等情况进行监测、预测和预警,实现不同品种能源的合理生产、储备和调配,提高能源保供水平;
  三是加强能源市场与上下游行业市场的实时监测预警信息的共享和对接,阻断重大公共危机事件期间跨市场、跨区域的风险传染途径,维护社会稳定,支持经济健康平稳发展。
  三、推进城市能源互联互通建设
  一是建立城市综合能源系统,利用互联网+系统将不同品种能源进行纵向贯通和横向融合,形成能源互联互补、信息互通互享的城市能源平台;
  二是依靠技术创新实现单一品种能源系统内部的运行和多种能源之间的转化,促进能源使用效率全面提高;
  三是促进能源供—输—需系统的互联互通,建立能源使用品种多元化、能源输配网络分布式的能源系统,以智能化和灵活性的能源网络系统应对重大公共危机事件给城市能源安全的冲击。
  四、促进城市能源系统智能化发展
  一是借鉴本次疫情中“大数据+网格化”实时监测分析方法,依托数字化和信息化技术对城市能源需求、储备建设、资源分布和调度以及供应能力系统等实行全方位监测,转变城市能源监管模式,为城市能源运行提供精准数据服务;
  二是以南京建立的首个城市智慧能源综合生态系统为标杆,推进更多城市建设集变电站、储能站、电动汽车充电站、屋顶光伏电站、大数据中心于一体的交互性智慧能源系统,更高效、更经济地调配和使用能源;
  三是借助智慧交通和“互联网+”联运平台打造智能化的城市能源运输系统,提升能源多式联运周转效率,如利用卫星定位、电子围栏等物联网技术将在途、在港的车辆、货船进行实时监控,并将动态数据提供给所装载能源的供需双方,以及时有效地接收、储存和调配能源,保障城市能源供应。
      

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