從39.1%到51.3%，過去十年城市化率的巨大飛躍，讓中國在城市發展過程中既經歷了成功之喜，也遭遇了問題之傷。城市化是一國經濟發展進程中的關鍵階段，相較于其他發展階段，城市化發展階段是經濟及能源需求增長最快的一個階段。作為高耗能集中地的城市，有必要在低碳區域能源發展方面作出規劃，使“低碳管家”--能源總線結構，成為城市基礎設施之一。
城市化加速能源需求
快速城市化將使約10億中國人進入城市，并造就11個人口逾6000萬的超大城市群。眾多人口涌入城市，建筑、交通、工業、物流等行業的碳排放將使城市成為高耗能集中地。另外，城市碳排放來源還包括土地資源利用和能源消耗。在土地資源利用中，城市的高速發展破壞了大量原來被作為碳匯的植被，也使得原來能夠成為碳中和的農田無法復原。一般而言，現代服務業越發達，城市建筑能耗在總能耗中的比例越高；經濟越發達，城市交通能耗所占比例也越高。
目前，中國城市的能耗特點主要表現為：一，幾乎所有城市都以傳統制造業能耗為主。二，多數城市以燃煤為主要能源。三，以汽車為主導的規劃理念使交通能耗劇增。四，建筑能耗總體水平不高，但低能耗和低環境品質并存，能源浪費和能源貧困并存，大處浪費和小處節約并存。五，城市生活能耗需求巨大。
三大能源層構筑低碳城市能源系統
低碳城市的能源供應系統包括城市層面的大能源、社區層面的區域能源和終端層面的虛擬能源。
具體來說，城市層面的大能源供應要實現低碳化，需國家的宏觀規劃和統籌，在能源結構上提高低碳和無碳能源的比例。社區層面的區域能源系統指經轉換后的二次能源供應（如分布式電力、供熱、供冷等），具有基礎設施屬性。而對于終端層面的虛擬能源，可采取三項節能措施：一是在設計、施工、設備采購、系統調試等方面執行更嚴格的節能標準；二是建立科學的管理機制，采用先進的ICT（信息、通信、技術）；三是行為節能，能源系統的最終用戶是人，要在所有人群中倡導科學、理性和負責任的能源消費觀念。
要實現低碳城市的目標，首先要調整產業結構，從高能耗、高碳排放產業向低能耗、高附加值產業轉變；其次是調整能源結構，提高無碳能源、低碳能源（生物質能源）和清潔能源的比例；最后是提高傳統能源的利用效率，發展熱泵技術、煤的清潔燃燒技術等。低碳區域能源系統的關鍵技術是區域層面上的負荷計算及負荷預測、輸送管網和設備配置的優化以及運行策略的優化。
能源總線結構可成城市基礎設施
對于區域建筑能源系統，為了規模化綜合應用可再生能源和未利用能源，需要在區域層面上集中所有系統，因此能源總線結構就顯得非常重要，如同電腦中的總線，所有信息交換都通過它進行。
低碳區域能源系統并不是傳統意義上的區域供冷供熱系統，而是一個基于可再生能源、未利用能源和分布式能源的系統。低碳區域能源系統應該是一種分散供能、集中用能的集散式系統，以充分發揮低碳能源的優勢，提高低碳能源的利用效率。中國正處于快速城市化的碳排放上升期，在新的成片開發項目中，應結合綜合資源規劃方法，改變過去單純以增加資源供給來滿足日益增長的需求的思維定勢。
能源總線結構將來自于低品位可再生能源或未利用能源（如地表水、地下水、空氣、土壤）的熱源/熱匯水，通過管網輸送到用戶。在用戶端，來自總線的熱源/熱匯經換熱后回到源頭。能源總線可以是單源，也可以是多源，其將區域內的可利用資源集成，形成環網。用戶可以是整個建筑，可以是建筑的每一層樓，也可以是每個住宅套房，甚至可以是每個房間（如酒店客房，用水環熱泵的系統）。
能源總線結構除了可以集成應用低品位的未利用能源（如淺層地熱能），為末端機組提供優質的熱源和熱匯，減緩城市“熱島效應”外，還可以運用于公共建筑中，以便于節能系統的分項計量和深層運行。其實能源總線結構可以成為城市的基礎設施之一，成為城市級分布式水環熱泵系統。
節能低碳
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