上海市节能路线图研究

编者按:新年伊始，我们向读者奉上第一个专栏。此专栏是从上海市清洁能源中心牵头并执笔，有关科研院所、企业单位和社会团体参与共同完成的上海市科研课题报告中节选改编的一组文章,本刊征得编写单位同意发表.报告在调查本市有关重点用能企业节能状况的基础上,参照国内外先进节能技术和管理模式,创新提出了节能减排路线图和建立节能减排创新体系的设想以及有关政策支持诉求,对于“十二五”规划期间的节能减排工作有较好的参考价值,期望引起广大读者的兴趣和有关方面的重视,使其在实际工作中发挥应有的作用.由于报告篇幅较长,本刊拟分二次编发。

1 研究思路与方法

首先，根据上海市能源利用的基础数据情况，绘制上海市能源流动图。其次，按照能源的流动程序，将整个能源消费划分为三个环节（开采环节、中间环节、终端利用环节），并综合考虑技术改进、能源结构调整、产业结构调整和能源政策等影响能源利用效率的主要因素。通过情景分析，利用自底向上的的模型思路，计算得出上海市的节能潜力。由此，按照“十一五”期末实现节能20%的目标，提出技术改进、能源结构调整、产业结构调整和能源政策的实施方案，从而绘制上海市的节能路线图(见图1)。

1.1 能源流动图

能源流动图是一个国家、地区、部门或企业的能源统计数据的一种综合表现方式，以其直观、形象等优点，在国际上得到广泛的应用。

能源流动图是以网络的形式由左向右直观描述能源系统的一种方法，由图形、数据和文字构成。左侧从能源出发，反应一次能源使用的比例、数值等情况；中间以不同能源品种为主线，反应相应能源在利用生命周期中的具体流向，体现加工转换成二次能源和直接利用等情况；右侧体现二次能源（包括一次能源的直接利用）的终端分配利用情况。

1.2 上海市节能路线图

1）分析条件与情景设定

为实现“十一五”期间的节能20%的目标，通过一定的情景设定即可得到“十一五”期间各年的节能总量以及能耗下降情况。

（1）前提条件和假定条件

前提条件1：节能量的计算以2005年的能源经济数据为基础数据；

前提条件2：情景分析中的能源利用技术和政策水平以2007年为基准。

假定条件1：根据《上海市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》及上海市第十三届人民代表大会第二次会议（2009）中的《政府工作报告》中对上海市经济发展水平的预测数值，本文将2009、2010年的GDP年均增长率假定为9%；

假定条件2：根据近年上海市能源消费弹性系数发展趋势以及《上海市节约能源“十一五”规划》将能源消费弹性系数假定为0.6。

（2）情景设定

为进行量化分析，将生产能力分为两部分：新增资本和存量资本。其中存量资本中考虑生产能力的替换和更新，又分为更新资本和保留资本。

①.基准情景（BAU）。按照目前（2007年）的经济发展趋势和能源利用水平，保持现有速度发展。

②.技术改进情景（T）。所有新增资本和存量资本的单位产品能耗均达到国际（国内）先进水平。

③.适度干预情景（T&P）。在情景T的基础上，通过政府层面对能源发展采取适度干预的政策，包括能源结构调整政策、产业结构调整政策、能源税收政策等相关的节能政策。

节能量的数值计算需要各情景内的参数进行量化，具体参数设定见后文。

2）分析方法

通过能源流程中的网络模块划分，在十五个子部门中各自选取具有代表性的比较参数，以比较参数的变化反应至具有代表性的子部门，分别计算子部门的节能量，并提出相应的节能措施，进而逐步反馈至“三个环节”，最终得到整个上海市的节能潜力和节能路线图。

（1）比较参数的计算

比较参数计算公式如下：

（2）节能量的计算

节能量计算公式如下：

按照网络模块划分中的三个环节，节能量分别记为开采环节节能量△Ek、中间环节能量△Ej、终端利用环节节能量△Ez。则在考察期内（N年）的节能量为：

（3）节能路线图

通过分析各个子部门的主要节能技术和节能政策对相关参数的影响，结合能源结构调整和产业结构调整，制定出节能措施的实施方案，从而完成节能路线图。

2 研究结论

2.1 上海市能源流动图

根据能流图的要求及上海市能源数据整理，绘制的上海市能源流动图（综合）如图2所示。

2.2 上海市节能潜力

1）能源利用效率与能源政策所形成的节能潜力

在前提条件1和2下，参照假定条件1和2，利用公式1和2，可以计算十五个子部门的节能潜力。按照十五个子部门在分别在各自行业中能源消耗的比重计算七个行业的节能潜力，进而得到三个环节的节能潜力，即整个上海市的节能潜力。

根据开采环节、中间利用环节、终端利用环节的节能量，计算得到2010年上海市节能量和能耗下降率如表1所示。

表1 2010年上海市节能量和能耗下降率

取2005年的综合能源消费为对比情景，即“十一五”期间不加入任何对存量资本的技术改造以及节能促进政策，综合能源能源消费量按照2005年的的增长速度12.25%增加，则各种情景模式下的综合能源消费量对比情况如图3所示。

由图3和上述分析结果得到结论如下：

（1）对比情景

完全按照2005年的经济能源发展态势，“十一五”期间不对任何存量资本进行节能技术改进和政策干预，则到2010年上海市的综合能源消费量将达到15580.59万吨标准煤；

（2）BAU情景

以2007年的经济能源发展态势，“十一五”期间不对任何存量资本进行节能技术改进和政策干预，即取SE=100%，SR=0%，SN=0%，则到2010年上海市的综合能源消费量将达到14946.02万吨标准煤，年综合能耗量节能634.57万吨标准煤（以2005为参照点），单位产品/服务综合能耗下降6.16%。

在BAU情景下，对2010年贡献比重最大的主要为石油、炼焦及核燃料加工业，居民生活,交通运输、仓储及邮政业，比重分别为23.61%，18.43%和16.20%。

（3）T情景

“十一五”期间通过对一定的存量资本的技术改进，无高能效新增资本加入，即取SE=90%，SR=10%，SN=0%，则到2010年上海市的综合能源消费量将达到1422.56万吨标准煤，年综合能耗量节能1359.04万吨标准煤（以2005为参照点），单位产品/服务综合能耗下降12.52%。

在T情景下，对2010年贡献比重最大的主要为石油、炼焦及核燃料加工业，交通运输、仓储及邮政业和黑色金属冶炼及压延加工业，比重分别为29.09%，20.83%和16.93%。

（4）T&P情景

“十一五”期间通过对一定的存量资本的技术改进，适度的能源经济政策刺激，使新增资本达到国际（国内）先进水平，即取SE=80%，SR=10%，SN=10%，则到2010年上海市的综合能源消费量将达到13255.34万吨标准煤，年综合能耗量节能2225.23万吨标准煤（以2005为参照点），单位产品/服务综合能耗下降19.46%。

在T&P情景下，对2010年贡献比重最大的主要为石油、炼焦及核燃料加工业，交通运输、仓储及邮政业和黑色金属冶炼及压延加工业，比重分别为38.23%，19.68%和15.43%。

综上所述，石油、炼焦及核燃料加工业，交通运输、仓储及邮政业，黑色金属冶炼及压延加工业和居民生活是促进上海市实现“十一五”节能目标的四个关键领域，在能源利用效率提高与能源政策方面，应重点推动这四个行业的节能，以更加有效的对能源消费总量进行控制。

2）结构调整所形成的节能潜力

根据能源强度的定义，其主要是受到能源消费总量和经济总量的控制。按照三次产业进一步细分可得，

式中，ei为第i次产业的能源强度，gi为第i次产业产值占国内生产总值的比重，i=1～3。

由此结构调整形成的节能潜力为：

根据上海市各产业能耗数据可计算得到，第二产业的比重下降1%，相应的第三产业的比重上升1%，会促进能耗下降0.74%，反之亦然。

按照《上海市能源发展“十一五”规划》中提出的“进一步推动产业升级，加快形成以服务经济为主的产业结构，大力发展低能耗高附加值产业，降低高能耗产业的比重，加快提高工业附加值率”能源发展任务，对“十一五”期间的产业结构做如下情景设定。

一般推动情景：假定到2010年，在一般能源政策推动下，第三产业的比重达到55%，第二产业比重降为44.2%，第一产业比重不变维持0.8%；

强力推动情景：假定到2010年，在强力能源政策推动下，第三产业的比重达到60%，第二产业比重降为39.2%，第一产业比重不变维持0.8%。

根据标准情景，则在一般推动情景和强力推动情景的发展模式下，分别促使“十一五”期末（2010年）能耗下降1.78%和5.48%，如图4所示。

综合上述分析，在一般推动作用下第三产业比重增加2.4%，第二产业比重相应降低2.4%，使得2010年上海市综合能源消费量下降211.23万吨标准煤，带来1.78%的节能贡献量；在强力推动的情景下第三产业比重增加7.4%，第二产业降低7.4%，使得2010年上海市综合能源消费量下降868.83万吨标准煤，带来5.48%的节能贡献量。

3）节能实施方案

方案一：在能源利用效率提高和能源政策推动中的BAU情景模式下，需要产业结构调整提供13.84%的节能贡献量，即第三产业比重需提高到70.7%，相应的第二产业 比重需要降低到28.5%，“能源利用效率提高和能源政策推动”和“产业结构调整”对“十一五”节能目标的贡献比重分别为30.8%和69.2%；

方案二：在能源利用效率提高和能源政策推动中的T情景模式下，需要产业结构调整提供7.48%的节能贡献量，即第三产业比重需提高到62.71%，相应的第二产业比重需要降低到36.49%，“能源利用效率提高和能源政策推动”和“产业结构调整”对“十一五”节能目标的贡献比重分别为62.6%和37.4%；

方案三：在能源利用效率提高和能源政策推动中的T情景模式下，需要产业结构调整提供0.54%的节能贡献量，即第三产业比重需提高到53.33%，相应的第二产业比重需要降低到45.87%，“能源利用效率提高和能源政策推动”和“产业结构调整”对“十一五”节能目标的贡献比重分别为97.3%和2.7%；

《上海市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中对产业结构提出的“到2010年，逐步形成服务经济为主的产业结构”的要求，因此从产业结构调整角度出发，方案二更具有现实可行性。