从39.1%到51.3%，过去十年城市化率的巨大飞跃，让中国在城市发展过程中既经历了成功之喜，也遭遇了问题之伤。城市化是一国经济发展进程中的关键阶段，相较于其他发展阶段，城市化发展阶段是经济及能源需求增长最快的一个阶段。
在2012年中国节能与低碳发展论坛城市节能分论坛上，同济大学中德工程学院副教授范蕊指出，作为高耗能集中地的城市，有必要在低碳区域能源发展方面作
出规划，使能源总线结构成为城市基础设施之一。
城市化加速能源需求
“快速城市化将造就11个人口逾6000万的超大城市群。众多人口涌入城市，建筑、交通、工业、物流等行业的碳排放将使城市成为高耗能集中地。”范蕊指出。另外，城市碳排放来源还包括土地资源利用和能源消耗。在土地资源利用中，城市的高速发展破坏了大量原来被作为碳汇的植被，也使得原来能够成为碳中和的农田无法复原。一般而言，现代服务业越发达，城市建筑能耗在总能耗中的比例越高;经济越发达，城市交通能耗所占比例也越高。
范蕊总结了中国城市的能耗特点：“第一，几乎所有城市都以传统制造业能耗为主。第二，多数城市以燃煤为主要能源。第三，以汽车为主导的规划理念使交通能耗剧增。第四，建筑能耗总体水平不高，但低能耗和低环境品质并存，能源浪费和能源贫困并存，大处浪费和小处节约并存。第五，城市生活能耗需求巨大。”
三大能源层构筑低碳城市能源系统
记者了解到，低碳城市的能源供应系统包括城市层面的大能源、社区层面的区域能源和终端层面的虚拟能源。
具体来说，城市层面的大能源供应要实现低碳化，需国家的宏观规划和统筹，在能源结构上提高低碳和无碳能源的比例。社区层面的区域能源系统指经转换后的二次能源供应(如分布式电力、供热、供冷等)，具有基础设施属性。而对于终端层面的虚拟能源，可采取三项节能措施：一是在设计、施工、设备采购、系统调试等方面执行更严格的节能标准;二是建立科学的管理机制，采用先进的ICT(信息、通信、技术);三是行为节能，能源系统的最终用户是人，要在所有人群中倡导科学、理性和负责任的能源消费观念。
范蕊还认为，要实现低碳城市的目标，首先要调整产业结构，从高能耗、高碳排放产业向低能耗、高附加值产业转变;其次是调整能源结构，提高无碳能源、低碳能源(生物质能源)和清洁能源的比例;最后是提高传统能源的利用效率，发展热泵技术、煤的清洁燃烧技术等。低碳区域能源系统的关键技术是区域层面上的负荷计算及负荷预测、输送管网和设备配置的优化以及运行策略的优化。
能源总线结构可成城市基础设施
谈及区域建筑能源系统，范蕊表示，为了规模化综合应用可再生能源和未利用能源，需要在区域层面上集中所有系统，因此能源总线结构就显得非常重要，如同电脑中的总线，所有信息交换都通过它进行。
范蕊表示，低碳区域能源系统并不是传统意义上的区域供冷供热系统，而是一个基于可再生能源、未利用能源和分布式能源的系统。低碳区域能源系统应该是一种分散供能、集中用能的集散式系统，以充分发挥低碳能源的优势，提高低碳能源的利用效率。中国正处于快速城市化的碳排放上升期，在新的成片开发项目中，应结合综合资源规划方法，改变过去单纯以增加资源供给来满足日益增长的需求的思维定势。
她进一步指出，能源总线结构将来自于低品位可再生能源或未利用能源(如地表水、地下水、空气、土壤)的热源/热汇水，通过管网输送到用户。在用户端，来自总线的热源/热汇经换热后回到源头。能源总线可以是单源，也可以是多源，其将区域内的可利用资源集成，形成环网。用户可以是整个建筑，可以是建筑的每一层楼，也可以是每个住宅套房，甚至可以是每个房间(如酒店客房，用水环热泵的系统)。
在范蕊看来，能源总线结构除了可以集成应用低品位的未利用能源(如浅层地热能)，为末端机组提供优质的热源和热汇，减缓城市“热岛效应”外，还可以运用于公共建筑中，以便于节能系统的分项计量和深层运行。“其实能源总线结构可以成为城市的基础设施之一，成为城市级分布式水环热泵系统。”范蕊认为。
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