Henri PROGLIO-法国电力集团董事长兼首席执行官

不管是在法国还是在中国，从一般意义上说的能源，尤其是电能，总是城市最为重要的关键。为了在法国关于能源的讨论中占据一席之地，法国电力公司研究出了一种分析方法，以在长期的能源背景之下，正确讨论电所应占有的地位。

法国所做的研究表明，我们能够以现实的方式设想一座没有化石能源的城市，同时系统地采用一些简单的能源方案，尤其是在建筑方面，将电力和可再生能源组合起来，用性能更好的方案代替化石能源的使用。

虽然北京市的环境和所要面对的重要问题，与法国所经历过的环境和问题具有明显的不同，但法国电力公司（EDF）仍然认为，将这种方法根据中国首都的具体环境进行必要的调整，可以有助于指导我们将北京规划成一个具有参照作用的大都市。

能源问题是城市可持续发展的关键

城市如果想得到和谐的、可持续的发展，必须面对四个重大的关键问题，而且必须迅速地制定出具体的方案。这四个关键问题是：

•防止气候变化；
•在化石能源越来越少，或者成本越来越贵的背景之下，保证能源的独立，以确保经济的发展；
•空气的质量；
•所有的人都有水用。
在中国的背景之下，更加准确地说是在北京的背景之下，上述目标可以细分为如下几点：
•如何丰富并扩大北京城市内、外的交通网络；
•如何减少人类活动对环境的影响（空气污染，垃圾，用水）；
•如何改善城市建筑和城市规划景致。

在欧洲，气候变化的问题首先涉及到的，就是城市的能源方案。在中国的城市，虽然人们对能源方案也在进行一些总体的考虑，但是中国的慢性污染和运输问题却表现得更加尖锐，这是西方所不曾经历过的。

中国和法国虽然从根本上来说，在发展的水平和节奏，以及发展的规模上不同，但有一些问题却是共同的，那就是：如何少消耗会产生二氧化碳、造成大气污染的能源？使用什么样的能源？采用何种技术？的确，在大多数发达国家，大部分能源消耗和二氧化碳的排放主要来自两个领域，一个是房屋建筑（住宅或者服务业建筑）和公路运输。与上述两个领域有关的问题，主要都集中在城市及其外围地区。关注城市的可持续发展，无异于是在着手解决很大一部分的问题。

 在大部分发达国家，特别是在北京地区，农业在温室气体排放中所占比例较小，同时工业的温室气体排放相对降低，甚至绝对值也有所降低。

城市和谐发展固然需要其治理与规划能使城市更宜居、更具吸引力，但更要力求找到具体方法来大力减少采暖与交通所造成的城市污染：这又是能源问题。

北京市的管理者在基本政策的制定中应当同时考虑这些问题，因为其影响深远：

•除了规模上的差异，北京和某些欧洲大城市一样是一个包括相对远离工业区的庞大住宅区域的多元城市体。

•上述特点促使北京市政府大力发展公共交通（地铁、公交车）。交通基础设施建设需要长远考虑，以最便捷和污染最小化的方式，有利于上下班、商业运输与居民购物。现代公共交通包括公交专用车道，密集的商务办公中心。私人绿色交通工具（电动车和可充电混合动力车）需要充电设施及与其相适应的电网。

•建筑外墙和采暖空调技术的选择很大程度上取决于激励政策和法规的变革。即便目前中国的建筑寿命可能只有30到40年 ，一个能效差的新建筑也会在相当长的时间内耗费大量能源。对于现有建筑的节能改造，尽管一个完整的城市住宅改造计划需要投入大量的资金和时间来达到节能环保效果，但其收益巨大，所以不容忽视。

市政系统的固有惯性要求规划者必须从长计议，对其发展方向要有明确和远大的目标。
在法国进行过的能源辩论提出了雄心勃勃的目标：2050年的二氧化碳排放量是1990年的四分之一。

电力与城市的关系：法国能源辩论的焦点问题

在法国能源辩论中，法国电力公司要回答电力在法国城市中的作用和地位这一问题：电力是有待解决的问题？还是解决问题的关键？

在考虑这一议题是否也适用于北京之前，我们先把法国辩论中的议题简述一下。

目前，法国电力生产主要是核电和水电，很小一部分是化石能源发电。所以法国是一个二氧化碳低排放的国家。这种多元化的发电结构能够满足法国大量的电采暖的季节需求，终端用户消耗的每度电的平均二氧化碳的排放量低于化石能源的采暖方式的平均量。

从短期考虑，鉴于新建核电站需要论证与时间，以及法国水电开发潜力的局限性，我们考虑是否应继续推广电采暖，例如使用热泵 ， 这样会导致增加化石能源发电量，从而排放更多的二氧化碳？一个明显超出法国目前装机容量的核能发展是否现实？像有些人呼吁的那样，全部发展可再生能源是否可行？间歇性发电的可再生能源应发展到何种程度？

因此电力经常被看做是有待解决的问题。

大量使用燃气看似是减少二氧化碳排放和减少污染的很好的解决方案。虽然燃气对环境的好处是不容置疑的，但是它有两个局限：

•天然气燃烧可排放相当数量的二氧化碳：大量使用燃气等于先行确定了一定的最低的二氧化碳的排放量。在西方，这个量不能满足期望的减排目标。在不改变减排目标的前提下，燃气可被视为不错的过渡解决方法。
•选择大量使用燃气会使没有天然气资源的国家面临能源依赖的问题。

电力在城市能源结构中的地位的议题对北京也适用

即便中法的横向比较有其局限性，我们仍然可以把法国辩论中提出的问题放到中国的背景下思考：目前中国电力生产主要依靠煤，与其它能源相比，煤在燃烧中会排放大量的二氧化碳。是否应当用电来取代城市的化石能源以解决污染和城市公害呢？用电做什么？在什么条件下可行？如何解决中国大城市的能源问题，从而使得这些城市更宜居？如果不从上游发电和输电网考虑，就不能解决所必需的投资节奏、对一次能源的依存度和二氧化碳排放等难题。

中法能源结构比较表

（图中左侧两栏为中国2010年和2020年的电力结构表，右侧蓝色一栏为法国2009年的电力结构表）



尽管中国与法国的国情有很大的差异，法国电力公司为了正确引导电力在能源中的角色的能源辩论而开发的独特的分析法应该对北京也适用。

为了试图破解这一法国的难题，并至少为了清楚地提出“电力，是问题还是解决方案”的议题，法国电力公司完成了一项独特的研究并取得了有意义的成果。这项研究显示，通过执行恰当合理的能源政策，我们能为城市找到几乎不再依赖化石能源的解决途径，这一破解方式不会使上游发电结构陷入难以解决的困境，也不寄希望于神奇的技术或者不切实际的投资。法国电力公司的研究甚至能证明法国到2050年把二氧化碳排放量降低至1990年的四分之一大胆设想是可以实现的，而且是在不借助任何不可靠的假设情景的条件下实现。

这一研究关于建筑部分的详细内容见附件。

该研究是在法国背景下完成的：经济增长缓慢，用40年的时间内将温室气体排放降低到四分之一。建筑物更新速度缓慢（每年仅拆除1%的旧建筑物），难以在短期内建大型的新电厂。当然，不做深入的研究工作，在法国得出的详细结论是不能照搬到到中国来的，但是这个方法在很大程度上是有借鉴意义的。

这个方法没有将40年内将温室气体排放降低到四分之一（欧洲目标）和经济增长率作为初始条件。其在考虑的时间段内，从给定的人口及人类和经济活动（第三产业和工业）的基数（每个基数对应一个假设的经济发展速度）出发，力求达到在满足正常能源消费需要的同时有步骤地摆脱城市对化石能源的依赖。对于我们在法国的研究来说，最后要达到的欧洲温室气体减排目标，与其说是假设不如更像一个结果。

法国的目标主要集中在二氧化碳减排和能源独立性上，对于北京市而言，首要问题是改善空气质量和减少污染物排放，即硫化物、氮氧化物、可吸入颗粒物、重金属等。这一分析方法同样有效，因为能够让城市交通和建筑摆脱对化石燃料的依赖的生态-能效技术将直接改善城市大气污染状况，而无需将电力生产压力转到城市周边。

由于法国的经济增长乏力，使得新技术的应用速度放缓。中国经济的高速增长有利于在城市中快速地应用生态-能效技术，因为新项目比改造项目更易于实施。但是，这一显著区别并不影响本方法的有效性。鉴于现有住宅及基础设施总量的巨大、拆除与重建的费用昂贵，在快速改善新建筑能效的同时，实施大规模的现有建筑的改造是十分必要的。

 在经济快速增长的国家与地区，寻求更先进、高效的生态能效技术更具特殊意义：减少能源基础设施建设和能源进口的需求，使更多的投资投到能源价值链的下游。面对气候变化和化石能源稀缺的挑战，这比参与越来越难以为继的能源角逐要经济的多。

法国电力公司深信这项由熟悉中国情况的专业人员完成的分析方法将会为北京市提供适用的借鉴，在寻求和谐发展将中国首都建成有影响力的国际大都市的探索中，该分析方法提供了独特的视角。

以下的简介不是研究结果而是研究逻辑，依托这一逻辑可以正确地提出辩论议题并在理性与现实的基础上进行集体思考。

本研究从既定目标出发，但不否认有限的自然资源、资金及技术的制约

与以往众多的能源预测研究相比，这项研究的独到之处在于它能另辟蹊径，以及它对主题的务实把握，而主题通常是意识形态上的东西。

不同于其它能源预测研究，该研究不是建立在以往能源变化趋势延伸的基础上，而是首先提出了要达到的目标：即从能源消费入手，尽可能理性地摆脱对化石能源的依赖和减少二氧化碳排放。

本着同样的务实原则，该研究推介的均为目前成熟的、或即将成熟的技术以应对各种制约。

本研究建立在直觉思维上：电力是创建二氧化碳零排放和无公害城市的基础，前提是有节制地用电
该研究建立在直觉思维上：电是解决二氧化碳排放和城市公害（空气污染、噪音）问题的关键手段，前提是我们要把它视为珍贵的财富，有节制地使用它。

这种直觉思维是建立在电是我们所能想像的唯一一个能够在低二氧化碳低排放的情况下生产出来的能源载体，无论情况千差万别，也无论未来相对遥远（为法国所做的研究涵盖到2050年）。大多数可再生能源和不产生二氧化碳的能源有一个共同点：它们能够生产电能。核能与碳捕捉也是中长期可以使用的、发电成本可接受的可用的方法。中国政府刚刚宣布了这一领域的雄伟发展目标，使这种直观思维更和情理。

只有在顺序考虑各种因素后，这种直观思维才有效：只有把电用在节能的建筑里，它才能成为把化石能源逐步“清除”出城市的手段。

在法国，这一假设能用以下方法检验：如果建筑物采取更好的隔热措施，并且使用更高效的采暖方式，如现代热泵技术，用同样的电量能为更多的住宅和办公室供热。

在中国，可以尝试把使用化石燃料的区域锅炉房改造成设在住宅楼底部的高效热泵，但首先要对这些住宅进行节能改造，使其采暖能耗降低2倍到3倍。

本研究是务实的和可行的，它只涉及现有成熟的技术或者大规模工业生产指日可待的技术

第二种直觉是；能够支撑创建生态-能效、无化石能源的城市的大部分技术是成熟的，或者是即将可用的。更大的难度则来自于长期合理的公共政策的实施，而不是不理智的赌注，或是不惜一切代价寻求不切实际的技术或人类行为改变。

考虑到惯性效应和用合理成本消化技术所需的时间，这项研究的时间目标为2050年。在中国经济快速增长的情况下，建筑总量更新迅速，我们或许可以设定一个更近期的目标，或者至少考虑一个增量的解决方法，以便尽快付诸行动。

从尽量减少城市对化石能源的依赖的原则出发，依托可行的假设，该研究旨在分阶段地建立协调一致的观点。

对法国所进行的研究旨在采取以下措施来确保到2050年的整个城市的能源需求（建筑和交通） :

•不使用化石能源
•尽可能在需求侧减排，它比在电力系统内侧减排更有效
•不期望不大可能实现的人类行为的改变
•不期望不确定的创新技术（如在建筑物旁建储电站：除成本因素外，会占用本已拥挤的城市土地）或者不现实的激励政策。
•居民和公共机构可承受的合理投资水平

法国电力公司为法国所做研究的《建筑》部分见附件2

面向2050年，本研究分为以下几个步骤：

1.第一步是列出各种能源需求的清单，按照不同的技术分类建立计算单位。比如我们不按照供热能源需求来计算，而是按照能保证室内舒适度的每平方米的能源需求来计算。同样，对于交通运输，我们按照不同路程的每公里的能耗来计算。

2.第二步是列出现有的技术清单，包括用电和发电技术。然后根据技术性能了解它们的成本，特别是要了解技术的局限在哪里。

    o比如在法国，在电能生产方面，到2050年水电和核电站数量可能很难会大大的超过今天的数量。这个制约在中国要小的多。
    o在大型火电厂添加二氧化碳捕捉设施在中期是可行的，但是成本高昂，特别是作为腰荷电厂。
    o在法国受到限制的太阳能热发电技术在中国的发展潜力有待考察。在拥有充分直接日照的空旷地域的条件下（如在西班牙），在不久的将来，随着储热技术的成熟，它不但具有发电成本的竞争力，还可以做到白天与夜晚发电出力的平衡。
    o法国具有生物质资源的优势，但今天还没有被有效利用。它的发展受到农业耕地面积和交通的制约。北京的生物资源较为匮乏，情况可能不尽相同
    o由于热泵技术的发展，能够用电来制热或制冷，平均能效高于3，甚至达到了4（每千瓦小时电可以生产3-4千瓦小时的热能）。法国电力公司研发部与制造企业联手研究了能够让热泵在极端严寒的天气下保持良好能效的技术。地热也有可观的发展潜力。
    o太阳能可以作为很好的补充能源，特别是太阳能热水器的使用，但需要屋顶有足够的面积。
    o“低碳”建筑技术根据各地气候条件和建筑性质而有区别。建筑外墙的质量对节能目标的实现起着至关重要的作用。在法国，很可能在中国也如此，应该通过一些适当的补助机制鼓励业主对旧房屋进行大胆的改造，这样可以将房屋的能耗降至原有的二分之一或者三分之一。这在经济上要比过度投资到超出最优化节能水平的新建筑上更为划算。在大多数情况下，完全重建计划要比实施改造计划贵的多。

用“生态气候”技术处理外墙表面能够极大地降低空调能耗：减少夏日阳光照射的隔热屏、安装护栏、甚至给外墙或者露台披上植被。使用大功率的中央空调（供给楼宇或者楼宇群的），并用冰水管道系统冷却房屋墙面，能够收到很好的节能效果。这个系统可以用冰块来储冷。这样制冷时间就能分散到白天和夜晚，或者在用电低谷时段。当用电高峰来临时，就能中断制冷以保障电网的平衡。

附件1中较详细地介绍了一些生态能效建筑技术知识

    o太阳能光伏发电技术取得了巨大的发展，但是面临占地面积大、光照条件限制等因素的制约。该技术也可在城市中运用，但需要太阳能光伏发电高峰与空调用电高峰相吻合。薄膜太阳能电池技术发展迅速，很快将走向成熟。使用这一技术能够把光伏太阳能板在工厂里直接嵌入建筑外墙里，从而大大降低成本。
    o如果我们寄希望于高燃油价格和政府激励政策，电动车和可充电式混合动力车技术就可以很快进入道路交通市场。在针对法国的研究中，2050年能够实现以下目标：|

私人汽车：15%的电动车和30%的可充电式混合动力车能够完全用电能完成短途行驶。
70%的轻型载货汽车（小于3.5吨）是可充电式混合动力车，这些混合动力车70%的里程将依靠电力行驶。
发展适用于轻型卡车的可充电混合动力技术（占卡车总数的35%）’
70%的城市公交车是可充电式混合动力车或纯电动车。

大力发展城市绿色电动交通在解决城市污染和噪音方面有双重优势。市中心主要是短距离里程。所需电池的续行里程在技术上可以很快解决。主要的障碍仍旧是费用问题，需要燃油费继续上涨、电池价格降低和鼓励个人和企业购买电动车的补贴等政策出台。

     o储能技术朝着短期储能的方向发展。电动车能够为储能技术带来有益的贡献（“从车向网送电”的概念），这一概念在法国引起讨论，还有待确定。除了几座经核实可以继续发展的抽水蓄能电站之外，我们对法国的研究里没有考虑长期蓄能的发展。

3.第三步是要确定一个或几个使用这些不同技术的设想，根据技术经济优势和局限分类。然后在该设想中加入电力需求。电能不能存储，只做年度的需求预测是不够的，还需进行季节需求的深入分析，比如首先分析正常季节的月需求，然后根据我们的时间与经费预算，对正常季节中的日常偶然变化再做进行更详细的分析。

4.最后需要从两个方面完成设想：一是根据最低的二氧化碳排放值来确定能源结构中必要的电能生产方式和所期望的能源自主程度，二是做经济成本分析，与基本能源需求预测报告（无论是否用以往变化趋势为基础）比较，列出以上设想假设中的所有投资的超出部分。这样做可以验证假设的能源结构能否兼顾能效与经济性。

在法国能源辩论的背景下，这个由一系列相对简单的方法论要素构成的研究传递了丰富的信息：它表明推广能效技术不是剥夺城市使用电力的权利，恰恰相反，可持续发展的城市是节能和不消耗化石能源的！

这项原理简单的研究在法国能源辩论背景之外的地方也同样适用，这一点对于法国电力公司来说意义非常大。

•根据法国情况，法国电力公司认为：电本身不是问题，却是解决问题的关键所在。设想一座“不消耗化石能源”的城市是可能的，也是可行的。

解决方案分三个阶段，我们认为这一方案也适用北京市的情况：

    o尽可能恰当地改造现有建筑使其节能
    o有步骤地从消耗化石能源过渡到使用能效更高的电力
    o制定经济上可接受、二氧化碳排放低、污染少的多元化发电结构
       •为了得到高能效、低成本的结果，以下基本措施在欧洲范围内被认可：
    o能源企业与负责制定与执行正确有效公共政策的政府机构协同合作，把城市视为一个有机整体去规划设计，它包含市中心、郊区和远郊
    o推动建筑的环保节能改造：
         建筑设计中考虑安置遮阳蓬或者护栏以减少阳光照射
         高水平隔热的紧凑建筑
         开发建筑物外墙节能改造技术，可以快速降低现有建筑的能耗
         大规模使用热泵技术
         合理使用太阳能光伏发电
    o制定正确的价格、补贴和激励政策，引导居民和房屋业主成为建筑节能的投资人和执行者。难度之一是既要执行维持家庭购买力的政策，又要让公众意识到能源是稀缺商品。
      •大力推动绿色电动交通，特别要完善低压充电基础设施建设。充电的灵活性（“智能电网”的逻辑）可降低基础设施投资。提倡成本低、对电网影响小的慢充电。让全社会都参与到电动交通基础设施投资中来。