李佩

深圳市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司 廣東 深圳 518000

引言

天然氣分布式能源系統(tǒng)可以通過(guò)能源梯級(jí)利用實(shí)現(xiàn)較好的能源節(jié)約效果，隨著我國(guó)各項(xiàng)節(jié)能減排戰(zhàn)略任務(wù)的推進(jìn)和落實(shí)，在全國(guó)多地獲得了應(yīng)用，而區(qū)域型的天然氣分布式能源建設(shè)需要較多的社會(huì)資源保障，占用較大的城市空間，需要在規(guī)劃階段予以統(tǒng)籌布局方可保障實(shí)施，規(guī)劃的開展是后續(xù)建設(shè)的基礎(chǔ)?？茖W(xué)合理地開展規(guī)劃工作，對(duì)于天然氣分布式能源技術(shù)節(jié)能效果的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。

1 技術(shù)及規(guī)劃特點(diǎn)

1.1 外在特點(diǎn)

區(qū)域型天然氣分布式能源是一類新型能源設(shè)施規(guī)劃，在規(guī)劃體系中屬于城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃類目中的能源系統(tǒng)規(guī)劃1。區(qū)別于傳統(tǒng)能源與市政規(guī)劃，天然氣分布式能源技術(shù)較新、行業(yè)發(fā)展處于初級(jí)階段，市場(chǎng)和行政管理不盡成熟，相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)未形成體系，規(guī)劃內(nèi)容及流程還沒(méi)有普遍標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃工作有著很大的不確定性。

常規(guī)規(guī)劃工作通常是自上而下進(jìn)行，即在制定宏觀架構(gòu)后，下一層次規(guī)劃再在上一層次規(guī)劃框架內(nèi)執(zhí)行。然而在天然氣分布式能源可用的規(guī)劃規(guī)范、準(zhǔn)則等未成型前，規(guī)劃工作缺乏指導(dǎo)依據(jù)，在這種條件下，參考借鑒已有案例是一種較為現(xiàn)實(shí)的做法。但是當(dāng)項(xiàng)目情形特殊或參考案例可借鑒性不強(qiáng)時(shí)，為保障規(guī)劃在一定程度內(nèi)的合理性和可實(shí)施性，則需要自下而上，以設(shè)計(jì)指導(dǎo)規(guī)劃，亦即先進(jìn)行系統(tǒng)的擬設(shè)計(jì)，制定系統(tǒng)的合理方案，再為規(guī)劃提供合理參數(shù)確定規(guī)劃方案。這種逼不得已的做法問(wèn)題在于，規(guī)劃階段往往難以搜集設(shè)計(jì)所需的詳細(xì)基礎(chǔ)信息，比如建筑量和建筑功能、用戶數(shù)量等等，必須基于一定假設(shè)，相比實(shí)際設(shè)計(jì)階段必然會(huì)在一定程度上降低準(zhǔn)確性。

1.2 內(nèi)在特點(diǎn)

天然氣分布式能源在傳統(tǒng)能源供應(yīng)方式業(yè)已覆蓋完善的情況下，并非城市能源不可或缺的組成，且作為城市低碳節(jié)能發(fā)展方向邁進(jìn)的選項(xiàng)之一，也并非唯一選擇，常常與其他新型能源技術(shù)之間是可互為替代。但天然氣分布式能源是目前最具實(shí)操性的一項(xiàng)改善城市用能和環(huán)境的能源技術(shù)；在規(guī)劃工作前需要進(jìn)行可行性或適用性判斷（依據(jù)上層次規(guī)劃或作專題研究）；另外系統(tǒng)的初投資高，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)和投運(yùn)時(shí)序控制要求較高；區(qū)域型系統(tǒng)站點(diǎn)和管網(wǎng)占用較大城市空間，在用地資源寶貴的大型城市用地及空間落實(shí)具有一定難度；設(shè)施用地及管網(wǎng)方案與系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān)，但受限于規(guī)劃階段的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，規(guī)劃階段較難深入至系統(tǒng)設(shè)計(jì)層面，導(dǎo)致規(guī)劃方案存在一定不確定性。

2 規(guī)劃編制目的與原則

2.1 規(guī)劃目的

2.1.1 安全：發(fā)揮系統(tǒng)的能源分布式供給優(yōu)勢(shì)，與傳統(tǒng)能源良好銜接，多樣化能源供應(yīng)，提高能源供應(yīng)穩(wěn)定與安全。

2.1.2 節(jié)能：充分利用天然氣分布式能源技術(shù)的能源梯級(jí)利用特性，精細(xì)化利用能源，減少一次能源消耗。

2.1.3 環(huán)保：合理確定天然氣分布式能源應(yīng)用范圍與規(guī)模，提高城市清潔能源應(yīng)用比例，減少單位用能的氮硫粉塵排放。

2.1.4 便利：保證能源品質(zhì)，簡(jiǎn)化傳統(tǒng)分散能源設(shè)備的裝配與管理，提高用能便利性。

2.2 規(guī)劃原則

2.2.1 依據(jù)上層次規(guī)劃確定天然氣分布式能源應(yīng)用區(qū)域及方式，無(wú)上層次規(guī)劃指導(dǎo)時(shí)，以技術(shù)適用性為前提進(jìn)行規(guī)劃工作，必要時(shí)應(yīng)首先開展適用性分析工作。

2.2.2 天然氣分布式能源系統(tǒng)宜與城市電網(wǎng)并網(wǎng)，保障用戶電力供應(yīng)安全。

2.2.3 技術(shù)適用性應(yīng)充分考慮技術(shù)特性，以能源資源條件為首要前提，以技術(shù)節(jié)能性為目標(biāo)，以經(jīng)濟(jì)性為必要條件結(jié)合判斷。

2.2.4 有條件時(shí)引導(dǎo)城市用地空間布局，優(yōu)質(zhì)化分布用地功能，提高整體負(fù)荷質(zhì)量。

2.2.5 結(jié)合城市用地規(guī)劃與建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行管網(wǎng)設(shè)施規(guī)劃布局，盡量減少工程建設(shè)對(duì)城市影響。

2.2.6 確定系統(tǒng)形式、規(guī)模時(shí)，應(yīng)考慮各類負(fù)荷的日、季變化特點(diǎn)，以保障系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、可靠。

2.2.7 積極考慮與可再生能源技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)結(jié)合的綜合利用。

2.2.8 設(shè)施管網(wǎng)布局應(yīng)注意考慮減少噪音與熱流對(duì)周邊環(huán)境影響。

2.2.9 系統(tǒng)運(yùn)行方面應(yīng)以余熱充分利用為主要目的，電力生產(chǎn)宜以冷（熱）定電和自用為主。

2.2.10 設(shè)施及管網(wǎng)規(guī)劃布局應(yīng)充分考慮彈性、近遠(yuǎn)期結(jié)合，盡量減少設(shè)備空置或低效運(yùn)行的情況。

3 規(guī)劃策略

3.1 以適用性為基本前提

天然氣分布式能源在城市的應(yīng)用應(yīng)以節(jié)能低碳為首要目標(biāo)，天然氣分布式能源規(guī)劃需以上層次規(guī)劃為依據(jù)進(jìn)行，當(dāng)上層次規(guī)劃未明確具體建設(shè)的區(qū)域和方案時(shí)，規(guī)劃工作中應(yīng)增加適用性或可行性分析內(nèi)容，從可靠供應(yīng)出發(fā)，因地制宜、因能而選，通過(guò)適用性分析確定應(yīng)用與否以及應(yīng)用范圍，再進(jìn)行空間布局規(guī)劃，確保規(guī)劃和系統(tǒng)建設(shè)具有切實(shí)的社會(huì)環(huán)境價(jià)值，避免規(guī)劃難以落實(shí)或借天然氣分布式能源之名行發(fā)電之實(shí)的情況。

3.2 合理試點(diǎn)

天然氣分布式能源屬于新型能源技術(shù)，嵌入原有城市能源供應(yīng)系統(tǒng)中時(shí)，對(duì)整個(gè)現(xiàn)有系統(tǒng)上下層結(jié)構(gòu)都會(huì)構(gòu)成影響，天然氣分布式能源系統(tǒng)服務(wù)范圍越大，影響帶來(lái)的不確定性越大，使得城市需要承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此在無(wú)法明確這種新能源技術(shù)是否能適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?、市?chǎng)以及公共環(huán)境之前，不宜以大范圍鋪開的方式進(jìn)行，而應(yīng)采用試點(diǎn)建設(shè)、分期建設(shè)的方式，做技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的深入研究和探討，制定翔實(shí)方案，以使試點(diǎn)具備充分的指導(dǎo)意義。試點(diǎn)作為城市相似應(yīng)用場(chǎng)合的參考項(xiàng)目，應(yīng)挑選典型應(yīng)用環(huán)境，限制數(shù)量，并在后期深度挖掘，充分利用試點(diǎn)價(jià)值，指導(dǎo)城市天然氣分布式能源后續(xù)發(fā)展方向。

3.3 適度空間預(yù)留

當(dāng)規(guī)劃方案因政策、市場(chǎng)因素以及城市分期建設(shè)時(shí)序存在不確定性時(shí)，可對(duì)天然氣分布式能源建設(shè)用地的管道空間采取合理預(yù)留的方式進(jìn)行靈活控制，尤其適用于新建區(qū)域，這種方式一方面可保障優(yōu)勢(shì)能源技術(shù)發(fā)展空間，為快速建設(shè)發(fā)展的城市保留寶貴公共設(shè)施用地，另一方面當(dāng)試點(diǎn)運(yùn)行不利或政策、市場(chǎng)環(huán)境變化時(shí)，城市資源及用地得以轉(zhuǎn)變而避免浪費(fèi)。

3.4 反饋與嘗試

圖1 能源系統(tǒng)基本規(guī)劃流程對(duì)比圖

當(dāng)圍繞節(jié)能減排這一目標(biāo)時(shí)，天然氣分布式能源規(guī)劃的主要工作程序中每一個(gè)步驟均可互相影響，其規(guī)劃流程對(duì)比如圖1所示，是一個(gè)反饋、嘗試和綜合判斷的過(guò)程，在工作難度上需要比常規(guī)市政基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃更大，在規(guī)劃深度上也要較常規(guī)市政基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃更為深入[1]。

4 規(guī)劃內(nèi)容

在規(guī)劃內(nèi)容上，天然氣分布式能源系統(tǒng)規(guī)劃與常規(guī)能源系統(tǒng)規(guī)劃不同的是，在設(shè)施管網(wǎng)規(guī)劃前通常還需進(jìn)行適用性評(píng)估和能源系統(tǒng)供應(yīng)范圍的劃定，因此規(guī)劃工作的主要任務(wù)包括：適用性評(píng)估、擬定供能服務(wù)范圍、負(fù)荷預(yù)測(cè)分析、擬定系統(tǒng)方案、用地規(guī)劃與管網(wǎng)布局、分期建設(shè)規(guī)劃等六大部分。

4.1 適用性評(píng)估

在初步劃定天然氣分布式能源應(yīng)用區(qū)域后，了解該區(qū)域的節(jié)能減排需求及地方政策，搜集區(qū)域內(nèi)市政設(shè)施、建筑、用地規(guī)劃資料，調(diào)研區(qū)域內(nèi)能源資源條件。根據(jù)電力資源，判斷該區(qū)域近期和遠(yuǎn)期是否有建設(shè)天然氣分布式能源系統(tǒng)的電力供應(yīng)需求；結(jié)合天然氣氣源條件和應(yīng)用現(xiàn)狀以及發(fā)展規(guī)劃，了解區(qū)域天然氣資源條件的豐富程度，分析是否有建設(shè)天然氣分布式能源的氣源條件以及支撐能力；根據(jù)現(xiàn)狀及規(guī)劃用地功能、開發(fā)強(qiáng)度和用地布局，分析區(qū)域內(nèi)負(fù)荷條件，是否有利于天然氣分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；根據(jù)區(qū)內(nèi)建成度，分析天然氣分布式能源站和配套管道建設(shè)條件。分析太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源資源條件，判斷是否具備與天然氣分布式能源結(jié)合利用的條件。適用性評(píng)估分析定性和定量結(jié)合進(jìn)行，以初步判斷區(qū)域?qū)μ烊粴夥植际侥茉吹目蓪?shí)施性和適用性，指出下一步工作的進(jìn)行方向[2]。

4.2 擬定供能服務(wù)范圍

分析區(qū)域內(nèi)電力、天然氣及可再生能源資源的分布情況，確定區(qū)域內(nèi)資源條件較為適宜的地區(qū)；根據(jù)地方政策對(duì)于用戶接入的相關(guān)要求，及當(dāng)?shù)毓妼?duì)待新型能源的態(tài)度，判斷區(qū)內(nèi)接入天然氣分布式能源系統(tǒng)的比例；分析判斷區(qū)域內(nèi)現(xiàn)狀及規(guī)劃建筑類型及用電、用冷、用熱負(fù)荷時(shí)間特性，篩選適宜成為天然氣分布式能源系統(tǒng)服務(wù)對(duì)象的用戶集合，分析這些用戶的空間分布形態(tài)；初步選定能源服務(wù)對(duì)象及其區(qū)位，判斷天然氣接入條件及可再生能源利用條件，以及該區(qū)位的天然氣分布式能源建設(shè)用地條件、管道敷設(shè)條件，優(yōu)化擬定的供能服務(wù)范圍，作為下一步規(guī)劃工作進(jìn)行的依據(jù)。

4.3 負(fù)荷預(yù)測(cè)與分析

對(duì)擬定服務(wù)范圍內(nèi)的用戶進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，負(fù)荷預(yù)測(cè)深度和詳細(xì)程度視項(xiàng)目資料翔實(shí)程度和規(guī)劃層級(jí)及深度而定；在缺少必要預(yù)測(cè)信息的情況下，按照用地規(guī)劃，參考相近類型的建筑進(jìn)行估算；必要時(shí)對(duì)冷負(fù)荷進(jìn)行逐時(shí)預(yù)測(cè)，電力負(fù)荷及熱負(fù)荷應(yīng)結(jié)合各類功能建筑運(yùn)營(yíng)時(shí)間進(jìn)行負(fù)荷時(shí)間特性分析；分析負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果，校核用戶負(fù)荷質(zhì)量?jī)?yōu)劣，在負(fù)荷質(zhì)量不盡理想時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整供能服務(wù)范圍，盡量?jī)?yōu)化冷、熱、電負(fù)荷在時(shí)間上的匹配程度，以及各類負(fù)荷日、季、年的平穩(wěn)程度。給出負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果及供能服務(wù)用戶范圍，作為開展下一步工作的條件。

4.4 擬定系統(tǒng)方案

根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)論進(jìn)行初步系統(tǒng)方案擬定，給定各類能源供能類型和設(shè)計(jì)負(fù)荷，根據(jù)地區(qū)資源條件和負(fù)荷條件如天然氣管道接入條件及接入壓力等級(jí)、總體負(fù)荷規(guī)模及時(shí)間特性、系統(tǒng)年運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)、可再生能源結(jié)合利用可能性、地區(qū)并網(wǎng)上網(wǎng)條件以及電力上網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性等確定系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)備類型，綜合判斷主要設(shè)備的規(guī)模，初步校核系統(tǒng)的能源利用效率等相關(guān)指標(biāo)能否達(dá)到國(guó)家和地方要求，適當(dāng)校核系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。

4.5 用地規(guī)劃與管網(wǎng)布局

根據(jù)擬定的系統(tǒng)方案中能源系統(tǒng)主要設(shè)備的種類及規(guī)模、主設(shè)備與輔助設(shè)備的空間布局方式，確定能源站建站方式，給出獨(dú)立占地的分布式能源站用地需求，分析服務(wù)范圍負(fù)荷分布情況，擬定干管走向；結(jié)合干管布局，同時(shí)考慮管道輸送損失、土地價(jià)值、周邊環(huán)境以及土地性質(zhì)確定能源站選址；確定相關(guān)附屬設(shè)施用地；按照負(fù)荷分布進(jìn)行管網(wǎng)布局。

4.6 分期建設(shè)規(guī)劃

為提高區(qū)域型天然氣分布式能源系統(tǒng)的設(shè)施利用率，縮短資本回收周期，提高設(shè)施管網(wǎng)運(yùn)行效率，必要時(shí)，規(guī)劃應(yīng)銜接地塊建設(shè)時(shí)序，用戶接入時(shí)序，近遠(yuǎn)期結(jié)合，制訂系統(tǒng)分期建設(shè)方案，分期方案還應(yīng)銜接區(qū)域內(nèi)的道路建設(shè)時(shí)序[3]。

5 結(jié)束語(yǔ)

區(qū)域型天然氣分布式能源在規(guī)劃體系中屬于城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃類目中的能源系統(tǒng)規(guī)劃1，相比傳統(tǒng)電力、燃?xì)饽茉丛O(shè)施而言，天然氣分布式能源規(guī)劃也是一類新型能源設(shè)施規(guī)劃，本文根據(jù)區(qū)域型天然氣分布式能源技術(shù)和規(guī)劃的內(nèi)在及外在特點(diǎn)，對(duì)其規(guī)劃原則、目標(biāo)、規(guī)劃策略及規(guī)劃內(nèi)容進(jìn)行了探討。