碳中和的综合能源系统是实现气候保护目标的基础， 发展该系统的重要措施是在城市的不同层面整合电力、热力和交通等各领域的资源。城市在能源需求总量中占很大一部分，能源相关的基础设施和参与者密度很高，因此是能源转型成功的关键。在过去，城市 的技术进步和发展过程并不一定以提高资源效率、 基础设施之间的协同作用和当地潜力的利用率为特 征。随着人们对可持续性资源利用的意识不断提升， 以及能源系统的分散化程度越来越高，可有效利用 现有资源和潜力的技术措施和城市发展方案将迎来 新机遇。园区层面是能源综合利用的理想平台，因为 它可以将电、热、冷供应和交通多方面的服务整合为 一体，并可以通过提高电力和热力的消费者和生产者 的灵活性来提供多样化的系统服务。 

  2018年德国能源署（dena）与中国国家电网公司 （SGCC）开展了合作，为其创新灯塔项目“同里新能 源小镇”制定了应用智能及气候友好型技术的综合城 市能源系统方案。德国能源署的工作主要包括创建整 体评估体系，以监控整个项目规划、实施和运营各阶 段的成果。基于同里新能源小镇发展政策、规划、管 理流程方面的一系列指导方针，该评估系统将定性目 标转化为可量化的评估类别和指标。其中包括综合能 源方案、建筑方案、交通方案、土地利用方案等，以及 参与方协调方案和宣传方案，旨在有效地实现所有目 标。德国能源署还与亚琛工业大学的E.ON能源研究 中心合作，为该项目开发了一个综合能源系统的优化 计算模拟工具。

  通过该项目的研究工作，我们对综合性、一体化城市 能源系统的三方面优势做了如下梳理： 

综合城市能源系统能够提高系统效率 

  综合城市能源系统不是独立运行系统，而是对区域 能源系统进行的系统性优化和组合。利用数字化技 术、传感器、预测模型和优化方法，可根据成本、二氧 化碳减排或可再生能源利用等预定参数来控制和优 化整个城市区域的全部能源生产和消费。通过将所 有的生产者和消费者纳入一体统筹，整体效率将得到 提高。同时，通过灵活调整（如需求转移、储能、跨部 门优化缓冲等）以及避免高峰负荷或短缺，进一步实 现过程优化。优化过程横跨不同部门和所有能源基础 设施，包括电网、天然气网、热/冷网以及交通基础设 施如充电设备。因此，综合能源系统不仅可以优化边 界内的能源消费，还可以提高整个系统的效率。

综合城市能源系统能够发挥规模经济效应 

  在园区层面，通过供热/冷网和分布式能源供应站可 增强建筑之间的供需互动，从而产生经济和生态优 势。经济优势突出体现在供热和供冷设备的投资和 运营方面。一方面，每个用户可以按需安装较小容 量，而多个差异化用能单位的存在会降低使用的同时 性。另一方面，可以在少数大型发电机组中安装较高 的容量，从而提高效率；就热电联产电厂而言，即意 味着提高运营利润。同时，园区层面系统在数字化控 制方面也有优势，因为与许多小型分散式建筑能源系 统相比，更便于操作管理和维护更新，由此节约运营 成本。无论是管理和技术实施方面，综合能源系统在 新建园区中更容易成功实施，其规模经济优势显示更 为突出。而较大的挑战存在于以既有建筑物为主的城 市区域中，因为产权构成可能十分复杂，利益诉求并 不一定反映技术、经济和社会需求。因此，必须先在 投资组合中对各方利益进行分类分析和讨论，如果必 要，之后须以较小的单位（单元法）开发最佳系统。在 最佳情况下，视利益关系是否发生变化而定，后期也 可以将各单元再次合并。

综合城市能源系统能够在城市区域更充分地利用气候友好型能源 

  城市中不仅存在多种气候友好型能源（如余热、气候 中性热、可再生能源），同时也具有大量可用于生产 气候友好型能源的空间（立面、屋顶、污水系统、水道 等）。此外，城市空间为能源和其他资源提供短途运 输路线，并使多个用户可以同时使用可再生能源或混 合能源，这方面还大有潜力可挖。综合城市能源系统通过有效的土地利用、网络化的供应设施和储能促 进资源的优化利用。最佳利用模式要求各类能源潜力 相互协调，但同时也必须考虑其他方面因素。为了确 保有效利用，必须将现有的能源基础设施纳入考量。 公众接受度等也是需要进行考虑的重要方面。这包括 对敏感城市景观的处理（如文物保护），以及不同利 用方案的环境兼容性。因此，新建和现有园区在使用 气候友好型能源和城市区域方面都面临挑战，必须 通过规划和实施过程的全面整合以及各方面的积极 参与来解决。 

  特别需要指出的是，除了利用互联的城市系统的所有 优势外，能效提升仍然是城市能源转型的首要核心， 也是园区层面的措施核心。

德国和中国的综合城市能源系统探索性项目 

  在德国，德国能源署正与30多个不同地区的城市能源 系统主要利益相关方一起，致力于综合城市能源转 型的研究和实践。该研究的目的是分析在城市环境中 规划和实施综合解决方案的挑战和要求，并改进相关 政治和经济框架条件，以支持探索性案例从小范围实 验性实践发展到广泛市场应用。与此同时，德国能源 署也迈出了在中国开展该主题工作的第一步。借鉴德 国的现有研究成果，结合中国城市发展的特殊要求， 德国能源署将梳理制定“中德综合能源转型园区” （IEQ）的基本结构和关键要素，并计划在2019年与 中国合作伙伴共同启动首批试点项目。

文章来源：Econet Monitor Special Green Building 绿色建筑特刊