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可再生能源城市类型
一 城市形态与可再生能源城市类型
一般从城市的主要职能、人口规模、布局形式、能源类型等角度出发,可以将城市划分成各种不同的类别。不同城市形态对能源的需求不同,对可再生能源的开发利用也有着很大的影响。
按城市的行政级别划分,城市主要包括直辖市、地级市(各省级行政中心或省的经济中心)和县级市以及乡镇级别的小城镇。按人口规模分类,城市可分为特大城市、大城市、中等城市和小城市。一般来说,规模较小的小城市和小城镇由于能耗总量较小,更容易成为真正意义上的可再生能源城市。
其中,小城镇在我国是一个使用频率较高的通用名词,但我国对小城镇概念的运用很不规范,因而在我国对小城镇概念的覆盖范围,无论是理论工作者,还是实际工作者,都存在许多不同的看法。在本书中,小城镇=小城市+建制镇+集镇。尽管这一小城镇概念分属城与乡两个范畴,从理论上讲不太科学,但涵盖面广,更适宜同大中城市对应。因此,本书一般把小城市和小城镇统称为城镇或小城镇(以下行文不再特别说明)。
按城市职能划分,城市大致分为三种类型:具有综合职能的城市,即政治、经济、文化中心;以某种经济职能为主的城市,如工业城市、矿业城市、旅游城市等;具有特殊职能的城市,如革命历史名城延安、遵义等。绝大多数城市的功能是综合性的,兼有一个以上的职能,按职能分类主要为了突出它的特殊性。一般来说,旅游城市等能耗较少的城市更容易成为可再生能源城市,而能耗较大的工业城市则较难成为可再生能源城市。
按布局形式分类,城市不同的平面布局形式也能在一定程度上反映城市发展的内在规律。城市的主要布局形式有块状布局形式、带状布局形式、环状布局形式、串联状布局形式、组团状布局形式、星座状布局形式等。不同的城市布局对以分布式为主要特色的可再生能源规划有着很大的影响,一般来说,分布式、组团式布局的城市更适宜发展以分布式开发利用为主的可再生能源。
按环保类型分类,城市主要包括低碳城市、绿色城市、生态城市等。环保型的城市强调低碳环保,更容易成为可再生能源城市,同时,可再生能源城市也需要成为低碳城市、绿色城市、生态城市。
可再生能源城市类型主要是按能源供给与消费的特色、深度、广度、规模,以及可再生能源资源类型进行分类的。
二 可再生能源城市的分类方法与架构
由于不同城市在开发利用可再生能源的路径、重点方面有所区别,因此可再生能源城市在类型方面也有所不同。
可以基于不同的分类标准对可再生能源城市进行分类:基于可再生能源开发利用程度划分,可分为100%可再生能源城市、可再生能源城市、可再生能源示范城市;基于可再生能源资源类型划分,可分为太阳能城市、风能城市、生物质能城市等;基于可再生能源供给侧划分,可分为可再生能源电力城市、可再生能源供热(采暖)与制冷城市、可再生能源燃料城市;基于可再生能源消费侧划分,可分为可再生能源建筑应用城市、可再生能源交通应用城市、可再生能源工业应用城市等(见图6-1)。

图6-1 可再生能源城市类型架构 可再生能源城市的主要类型
1.基于城市可再生能源开发利用程度划分
从可再生能源开发利用程度出发,可把可再生能源城市划分为可再生能源示范城市、可再生能源城市与100%可再生能源城市三种类型。
可再生能源示范城市一般是指,在城市能源消费的主要领域可再生能源都没有成为主要能源,但与同时期的其他城市相比,可再生能源的开发利用成效比较突出。建设可再生能源示范城市,是在可再生能源尚未普及阶段扩大可再生能源使用范围的必要手段,是总结可再生能源城市建设过程中的经验教训,推动可再生能源城市可持续发展的必要环节。
可再生能源城市是指,在城市能源消费总量中可再生能源成了主要能源的城市。在中国,目前阶段,只有很少城市有条件成为真正意义上的可再生能源城市。
100%可再生能源城市是指城市消费的能源100%来自可再生能源,但“100%”更多的是一种愿景,并不一定真正要“100%”。欧洲发达国家一些城市不仅提出了100%可再生能源城市目标,而且开始积极践行。由于我国城市一般能源消费总量较大,加上可再生能源资源分散的特点,大多数城市在可以预见的时间内很难成为100%可再生能源城市。
2.基于城市可再生能源供给侧与消费侧划分
从可再生能源供给侧角度看,可再生能源城市类型包括可再生能源电力城市、可再生能源供热(采暖)与制冷城市、可再生能源燃料城市等。该类型可再生能源城市的主要特点是,可再生能源电力、可再生能源供热(采暖)与制冷、可再生能源燃料在各自领域成为主要能源。目前,国际上所谓的可再生能源城市,主要是指可再生能源电力城市。
从可再生能源消费侧角度看,可再生能源城市包括可再生能源交通应用城市、可再生能源建筑应用城市、可再生能源工业应用城市等。该类型可再生能源城市的主要特点是,可再生能源成为交通、建筑、工业三大领域的主要能源。
3.基于可再生能源资源类型划分
从可再生能源资源类型的角度出发,可把可再生能源城市划分为太阳能城市、生物质能城市、风能城市、地热能城市、小水电城市等。
该类城市的特点是,由于某一种可再生能源资源相对丰富,该类型可再生能源成为城市的主要能源来源及显著特色。由于太阳能存在的广泛性,太阳能城市最有可能实现,并普遍受到各国重视。当然,在少数风力资源丰富的城市,也有可能建设风能城市,如美国第一个100%风力发电城市——岩石港市位于密苏里州,美国能源部出版的自然资源分布图显示,该区域是密苏里州风力资源高度集中地区。
生物质能城市发展模式一般适用于靠近农村区域且生物质资源丰富的小城镇。德国有大量的生物质能小城镇,不过,从中国的角度来看,这些“小城镇”更多的是属于“村庄”。在中国大力推行新型城镇化建设的大背景下,生物质能城镇有着更广阔的发展前景。
4.基于可再生能源的输入输出角度划分
从可再生能源的输入输出角度划分,可再生能源城市类型可分为能源自给自足型、输出型与部分依赖外购型。
能源自给自足型是指城市自身生产的可再生能源足以满足城市的主要能源需求。该种模式主要适用于位置偏远,可再生能源资源又较为丰富的小城镇或孤立的海岛。如果一些可再生能源城市所生产的可再生能源大量输出,这类城市就属于输出型可再生能源城市,主要是指有大规模集中式发电厂而本身又能耗需求不大的城市。
部分依赖外购型是指城市本地的可再生能源不足以满足城市的主要能源需求,需要从外地购买部分甚至全部可再生能源电力、生物柴油等二次可再生能源。采取这种模式的城市的特点是城市规模大、区域内可再生能源资源相对缺乏。在建设该类型的可再生能源城市时,需要考虑周围区域可再生能源的供给情况,以及如何降低购买成本。
尽管可再生能源开发立足于本地化,但在可再生能源资源丰富的地区,也可以建设大规模的风电场、太阳能发电厂,如中国内蒙古、新疆地区的大规模风电场,这些电力可以通过大型电网传输到其他城市或区域。这也表明依赖外购二次可再生能源的可再生能源城市是可以存在的。
5.基于城市规模角度划分
按城市规模划分,可再生能源城市可分为大中型可再生能源城市、可再生能源城镇以及可再生能源社区等。
建设可再生能源城市需要从一个个社区做起,社区面积虽小,但在空间布局等规划方面,是一个城市的缩小版。例如,英国“贝丁顿零化石能源发展”社区的设计理念就是围绕“零碳”二字,整个小区只使用可再生资源产生的能源,就能满足居民生活所需,主要措施包括采用成本低廉的示范建筑、零能耗的采暖系统、零排放的能源供应系统、循环利用的节水系统、绿色出行模式。
实际上,在中国大力推行城乡一体化的大背景下,农村的村庄也可以被看作一个个社区,因此,本书所说的可再生能源社区不仅包含城市社区,而且涵盖了一些社区化的村庄。
城镇的规模较小,能源消费总量也较小,理论上更容易被建成可再生能源城镇,但城镇的经济实力及技术力量都较弱,这也给可再生能源的推广和应用带来不利影响。
大中型城市的经济实力较强,但同时能耗一般较大,本地的可再生能源资源一般很难满足城市能源消费的需要,需要开发高效率的能源,或者从外地输入二次可再生能源。
6.基于城市新旧角度划分
从城市新旧的角度来划分,可再生能源城市可分为传统能源替代型城市与一次性新规划型城市。
传统能源替代型是指用可再生能源替代城市原来使用的化石能源,改变城市能源结构,绝大多数城市在建设可再生能源城市时,都将采用这种模式。在中国实施化石能源总量控制的大背景下,可再生能源城市建设主要依赖能源替代实现。
一次性新规划型是指在新建或重建的城市中,不受原有城市能源利用模式的制约,全新规划可再生能源的利用。例如,沙漠里的零碳城市——阿联酋马斯达尔城,该城是一次性规划的新城,于2008年初开始兴建,总投资大约为220亿美元。建成后,这座城市将完全依赖太阳能和风能等可再生能源,城里没有汽车,绿树成荫,整座城市将实现零废物、零碳排放,预计可以容纳5万人。
一次性新规划型城市具有规划优势,可以面向未来的新理念、新技术与新方法,有利于实现真正意义上的可再生能源利用,但成本高,并且受地理空间的局限。因此,绝大多数可再生能源城市规划都来自对传统城市规划及能源规划的创新。
当前,中国在大力推行新型城镇化,将出现一批新城镇,这些新城镇需要新的规划及布局,这为提前规划可再生能源的开发利用及基础设施提供了机遇。
7.基于产业类型来划分
可再生能源的开发利用涵盖了三次产业,比如,生物质能的种植属于第一产业,可再生能源产品或设备的生产以及大型可再生能源发电等属于第二产业,而可再生能源的利用(消费)属于第三产业。以一、二类可再生能源产业为主的城市可被称作可再生能源产业城市,以三类可再生能源产业为主的城市可被称作可再生能源产业城市,但同时也是可再生能源城市。
无论哪种类型的可再生能源产业城市,其主要特点都是可再生能源产业成了城市的主导产业或支柱产业。
如果一座城市的郊区建有大规模的可再生能源开发利用设施,如大型风力发电厂、光伏发电站,产生的二次能源规模较大,而城市并没有明确区分电力的使用类型,这类城市一般属于可再生能源产业城市,如甘肃酒泉、新疆吐鲁番等。由于可再生能源具有开发利用一体化的特性,因此,这类城市要转变成可再生能源应用城市也相对容易。
当前,我国已建成的一些所谓的“新能源城市”,实质上主要是新能源产业城市。城市大力发展新能源产业是必要的,但问题是,大多数城市过于重视装备、产品的生产制造产业,而弱化了可再生能源的开发利用。

流水线“摩登时代”落幕,奇瑞携手卡奥斯共探转型最优路径
本报记者 张晓梅 / 吴明 张骅

一百多年前,汽车大王亨利·福特曾有一句自相矛盾的名言:“人们可以订购任何颜色的汽车,只要它是黑色的”。这句话反映出“摩登时代”想要定制汽车却别无选择的无奈。
但一百年后的今天,汽车“新四化”的涌现,让车企逐渐迈向“软件定义汽车”“场景定义汽车”的新时代。这意味着传统流水线生产难以满足消费者多元化需求,时代正呼唤一种能将用户需求纳入到汽车生产、制造、服务全流程的模式,来实现汽车行业的突破升级。
在这一背景下,汽车行业向着大规模定制化生产转型成为其发展的必然选择。近日,奇瑞与卡奥斯COSMOPlat联手成立了安徽海行云物联科技有限公司,双方将共同打造汽车行业首个大规模定制工业互联网平台,助力奇瑞数字化转型的同时,赋能产业链上下游企业,积极探索中国汽车工业的转型的最优路径。

“摩登时代”落幕,汽车行业迎来突破新机遇(小标题)

“科学管理之父”弗雷德里克·泰勒于1911年出版的《科学管理原理》首次发明了流水线生产模式,对提高人们的生活水平起了很大作用。1913年春,世界上第一条汽车流水装配线在福特的工厂里出现,让大规模制造彻底颠覆了以往的小作坊模式,带来生产方式的伟大变革。由于高效的批量流水生产作业,生产时间、成本和资源大幅下降,汽车也从刚发明时极为昂贵的奢侈品变成了消费者能负担得起的交通工具,推动了人类交通出行方式的根本性改变。

但随着物联网时代的到来,消费者所需要的已不仅仅是高质量的产品,而是有体验感的场景、个性化的定制。因此,大规模定制逐渐取代传统流水线上的大规模制造已成历史必然。但如何让定制化汽车走入寻常百姓家,不但成为当下车企转型升级中最值得思考的一环,也是汽车行业加快迈入智能化时代需要破解的一个重要课题。
对于汽车产业而言,随着智能化时代的加速到来,“汽车在线”将是汽车行业发展的总趋势,其变革的本质是软件的、在线的、全领域数据驱动的。奇瑞提出在“十四五”期间,要以工业互联网和消费电子化两种形态叠加的数字化建设为“基石”,完成新赛道的突破和关键领域的布局。
奇瑞将把工业互联网平台建设作为推动企业数字化转型基础性工程,一方面借用工业互联网贯穿产业始终,打通生产、物流、服务、研发、营销、采购等各个环节,并不断延伸到产业链上下游,用平台对产业链进行赋能,大幅提高协同效率;另一方面通过数字化技术实现生产端与用户端互联,通过工业互联网与消费互联网的深度融合,全面实现企业“电动化、智能化、网联化、共享化”目标。

工业互联网赋能,为汽车行业变革注入强心剂(小标题)

奇瑞在企业数字化建设方面的谋篇布局,其实反映了整个汽车行业未来变革的方向。随着云计算、物联网、人工智能等新技术不断发展,汽车行业依托工业互联网平台进行数字化转型的进程正在加速。在工业互联网赋能之下,汽车行业不但产品面临变革,业务模式和生态都将发生变化。
汽车制造+工业互联网,可以实现传统大规模制造到以用户为中心的大规模定制的升级。据悉,双方合资公司成立后,将依托卡奥斯COSMOPlat平台优势,以及奇瑞成熟的汽车制造体系和产业链带动优势,建立以用户为中心的商品和服务的全生命周期循环模式,把用户的需求融入到产品和服务的设计中,打造更多安全稳定且个性化的产品,提升用户的体验。
以一部汽车从下单到生产为例,可以简单透视工业互联网为汽车产业带来的制造升级和用户体验提升。在消费端,用户可以通过APP定制并下单自己想要的汽车,定制内容包含汽车的外观颜色、内饰配置、车辆动力学配置等等;在生产端,汽车企业接单后,经过联网的设计转化、计划系统、物料采购到达生产系统,智能生产线上的机器人将根据生产指令完成切割、冲压、涂装、组装、质量检测的作业流程,最后通过快速透明的物流将汽车运抵消费者。

在工业互联网赋能下,用户由被动的购买者变为参与者、创造者,企业端实现了以用户为中心的商品和服务的全生命周期循环,整个汽车制造业也实现了一种以用户为中心的大规模定制模式的落地。

行业首个!探索汽车行业大规模定制模式应用最优路径(小标题)

汽车行业是一个兼具传统与开放、保守与创新的高度融合的行业,传统技术和新技术之间不断“融合发展”,不断“加宽赛道”,这一切离不开企业之间的联手合作。奇瑞与卡奥斯COSMOPlat的“跨界合作”,将是共同探索“汽车制造+工业互联网”的一次标杆级尝试。
据了解,基于奇瑞在汽车行业的资源优势和卡奥斯COSMOPlat在工业互联网平台技术能力、生态资源等优势,双方合资成立的安徽海行云物联科技有限公司,将共同打造汽车行业首个大规模定制工业互联网平台,加速产业链上下游数字化升级,共建汽车工业互联网新生态。值得一提的是,此次合作是首次把大规模定制模式应用在汽车行业,为汽车制造端与消费端的双向融合提供了新的样板。
根据合作目标,合资公司将分“三步走”实现工业互联网在汽车制造端的布局:第一步以智联超级工厂为核心,牵引奇瑞数字化全面转型,建立企业级平台;第二步实现区域快速覆盖,全面赋能中小企业数字化转型,打造跨区域行业平台;第三步以国内国际双循环为指导,向海外市场延伸,打造国际化“双跨”平台,全面拥抱智能汽车时代。
除此之外,在实现对生产和管理流程数字化转型的基础上,卡奥斯COSMOPlat与奇瑞还将打造汽车行业首个“5G+工业互联网”灯塔工厂。该工厂基于卡奥斯COSMOPlat全流程透明、上下游协同、智能化运营的智联超级工厂解决方案,融入5G技术,将建立起透明可视的运营中心,实现汽车行业大规模定制的全流程、全要素、全生命周期的服务,为5G+工业互联网赋能汽车产业提供示范引领。

奇瑞与卡奥斯COSMOPlat的合作,不仅夯实了汽车制造的根基,还为端到端的交互搭建了一个产业融合、创新突破的平台。而5G+工业互联网的融入,则加速了汽车行业对传统研发、生产、销售模式的颠覆,让汽车产业链上下游都实现降本增效的同时,为新一代信息技术与传统制造业的融合发展开辟新的场景,为技术落地应用扫清障碍。
随着核心技术从变速箱、内燃机变革为软件和算法,由机械和电子定义汽车的传统模式也逐渐转向软件定义汽车的创新模式。百年汽车工业正伴随智能化浪潮拉开新的帷幕,全新赛道上,每位参与者都在思考汽车未来的模样,而卡奥斯COSMOPlat与奇瑞共同描绘的未来,或许将为行业带来更大的想象空间。


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