【电网安全审视】安全管理系列文章（九）：城市能源安全探讨

编者按：国网能源院电网发展综合研究所主要聚焦电网安全发展战略、电网安全管理、电网安全资源市场配置、电网安全诊断分析等领域研究，从全社会安全资源共享、降低安全响应成本、提升安全响应能力等角度分析电网安全相关问题，提供安全识别、安全诊断、安全政策、安全方案等咨询服务。本专栏将围绕电力安全发展、企业应急能力提升、电网风险管理等主题，结合相关成果和研究思考与读者进行交流分享。

文章导读：当前世界城市人口占总人口的一半，但消费了约三分之二的一次能源，我国城市能源消费占比也超过85%，城市已经成为能源消费的主战场、能源发展的制高地，能源的安全、经济、高效和清洁利用，对经济增长、社会稳定以及环境保护影响重大。本文选取我国东部典型资源稀缺型工业城市，分析其能源供需特征及消费总量控制策略，进而给出城市能源安全保障的措施建议，即提升清洁能源占比、电能在终端能源消费占比，并以信息技术打造资源共建共享平台。

城市能源安全探讨

执笔人：谢光龙、韩新阳

国网能源院

电网发展综合研究所

      随着城市化、工业化的快速发展，现代城市已经成为能源消费的主战场、能源发展制高地。世界城市人口占总人口的一半，但消费了约三分之二的一次能源，我国城市能源消费占比也超过85%。能源关系着人们在城市生产生活的方方面面，能源的安全、经济、高效和清洁利用，对经济增长、社会稳定以及环境保护影响重大。

一、我国典型城市能源消费总量控制

      我国能源资源呈现“富煤、贫油、少气”的特点，油气对外依存度过高，煤炭在一次能源消费总量占比仍达到57%。基于国家能源安全新战略要求，我国能源结构将从化石能源占主导逐步向清洁能源占主导转变，非水可再生能源发电装机规模增速明显。未来二十年，是城市能源消费结构转型的关键阶段，清洁能源的平稳过度，降低化石能源依赖，将是城市能源安全的重要问题。

      能源系统是一个极为复杂的系统，主要由生产调入的煤炭、石油、天然气、水电、核电、风电等一次能源，加工转化产出的电力、热力、蒸汽，汽油、柴油等二次能源，输送、分配至最终设备消费利用的终端能源，以及经过各种用能设备将终端能源转换为能源服务等环节构成。在每个环节，能流都会有一定的损失，即包括物理损失，也包括转化损失。

      本文将东部某大型城市作为典型，分析其能源供需特征。该典型城市的本地资源稀缺，能源供应以外埠为主。在煤炭供应方面，以国内为主，主要来自内蒙古、山西、陕西、山东、等地，国外进口煤炭占比约2%，主要为炼焦煤。天然气全部来自外省管道调入和进口LNG。对典型城市的煤炭、天然气、燃油消耗控制策略进行深入分析发现：

      一是五大高耗能行业是煤炭消费的主要领域，近中期的减煤重点以非电行业为主。电力、钢铁、纺织、造纸、化工五大行业的煤炭消费占比超过90%，其中电力煤炭消费占比约50%，钢铁煤炭消费占比约20%。煤炭在电力行业主要用于发电和供热，在钢铁行业主要用于炼焦和高炉喷吹，在纺织和造纸行业主要用于供热（蒸汽、热水），少部分具备发电能力，在化工行业则用于动力煤和原料煤。纺织、造纸和化工行业随着产能压减、自用中小锅炉的关停替代，并通过区域供热和供电等途径来满足热力、电力需求，用煤量逐渐下降。

      二是城市天然气消费保持增长趋势，燃油消费呈现先增后降趋势。城市燃气、天然气发电和工业用气是天然气消费的主要途径。机动车保有量是驱动城市燃油消费的直接因素，在目前人口规模下，典型市成品油消费量在2025年左右将达到峰值，随后随着电动汽车普及、燃油效率提升及出行方式转变，交通部门燃油消费量逐渐下降。

二、城市能源安全保障措施建议

      能源转型是社会化的系统工程，其根本任务是构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系。既要加强供应侧的清洁能源占比，也要在消费侧要提升电能在终端能源消费占比。

      一是建设高可靠性高灵活性的坚强受端城市电网。构建故障弹性可愈、安全稳定运行的坚强受端电网，满足清洁能源的大规模消纳；示范应用大规模源网荷友好互动、新一代智能电网调度控制、泛在智能信息通信、负荷侧虚拟同步机等先进技术，构建源网荷互动运行控制模式，实现区域能源灵活、高效、经济配置。

      二是因地制宜发展可再生能源分布式利用。围绕园区屋顶资源、可再生能源资源分布特点，因地制宜推广光伏等可再生能源自发自用、就近消纳的分布式利用模式。建设光伏发电示范项目，推广太阳能热水器使用；推广地源热泵技术应用，加大资金补贴与技术扶持；推广垃圾发电及填埋气发电项目；加快秸秆集中气化应用。

      三是建立基于大数据技术的能源生产运行系统。加强能源产业链上下游企业的信息对接和生产消费智能化，支撑电厂和电网协调运行，促进非化石能源与化石能源协同发电。鼓励能源企业运用大数据技术对设备状态、电能负载等数据进行分析挖掘与预测，开展精准调度、故障判断和预测性维护，提高能源利用效率和安全稳定运行水平。

专家介绍

谢光龙，电气工程博士，国网能源院电网发展综合研究所高级研究员。长期从事智能电网、配电网规划、电网安全、电网投资评价等领域咨询研究工作，先后承担国家电网公司委托的重大课题20余项，多次获得国家电网公司科技进步奖、软科学成果奖等。参与编著多部国内外电网发展分析报告，发表EI、中文核心期刊文章10余篇。

韩新阳，硕士，国网能源院电网发展综合研究所所长，能源电力发展与能源经济研究领域高级专家。中国电工技术学会能源互联网装备技术专业委员会委员、中国气象学会气象经济学委员会委员。荣获国家电网公司劳动模范、第一批十大专业领军人才、优秀专家、规划工作先进个人、信息工作先进个人等荣誉称号。长期从事安全风险管理、安全评价、电力需求侧管理、电力规划等领域的研究工作。主持省部级、行业级和公司级科研项目20多项，获得国家能源局、中国电机工程学会、中电联、中国安全协会、国家电网公司等科技进步奖、软科学优秀成果奖20多项。参与编著《综合资源战略规划与电力需求侧管理》等专著7部，编写《中国电力供需分析报告》《中国节能节电分析报告》《国内外电网发展分析报告》等年度系列报告10余本，发表专业学术论文30多篇。

团队简介：电网发展综合研究所（简称电网所）是国网能源院内设业务所，成立于2009年10月，目前拥有员工18人，平均年龄34岁，博士11人，副高级职称以上10人，是一个朝气蓬勃、开拓创新的宽口径、复合型研究团队。

      电网所下设电网综合业务、智能电网两个研究室，自成立以来，以电网发展、电网安全、电网运营等研究咨询为核心，为政府政策制定和能源电力行业发展提供决策咨询服务。发扬“踏实肯干、勇于担当、开拓创新”的“勤劳、担当、创新”精神，深耕细作，精益求精，不断提高科研能力和质量，不断涌现思想火花和智库成果。累计承担近400项研究项目，其中，政府委托项目21项，国家电网公司科技项目97项、管理咨询项目36项、专项研究项目54项，其他省级电力公司和社会企业机构委托项目170余项。获得中国电力科学技术奖2项，国家能源局软科学研究优秀成果奖3项，中电联中国电力创新奖3项，国家电网公司科技进步奖15项，国家电网公司软科学优秀成果奖10项。依托研究成果形成100余篇内参专报，相关建议被政府部门、国家电网公司采纳，纳入相关政策文件、标准规范、会议材料和决策依据等。挂牌“国家电网公司劳模创新工作室”，获得“国网能源院先进集体”“国网能源院课题攻关党员先锋团队”“国网能源院先进党支部”“课题攻关党员创新团队”等荣誉称号。

      2020年初，以“四个革命，一个合作”能源安全新战略为指引，聚焦新时代如何发展新电网，电网所集思广益，提出“三二一”研究体系，即三大功能定位、两轮创新驱动、一个国际视野，形成六大研究方向，分别是电网发展规划战略、电网安全应急保障、电网运营服务升级、电网治理能力提升、电网技术创新发展、电网发展国际比较，并成立六个柔性研究团队，围绕六大研究方向开展基础能力建设和研究咨询工作。

 往期回顾 

编辑：杨彪

审核：蒋东方

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