1地下空间是未来城市基础设施建设的主战场
电力及能源基础设施要想进入城市并更好地为城市发展服务就必须适应未来城市建设的发展要求，与其他设施整合建设于地下空间已成为不可回避的问题，地下空间作为宝贵的空间资源必将成为未来城市基础设施建设空间的主要来源，也逐步成为各类设施抢占的空间资源，如何进入地下空间并且更好地发挥服务功能已成为电力及能源基础设施重点研究的领域之一。
2电力及能源工程对地下空间的利用形式
2.1电网建设对地下空间的利用
为了保障城市供电的充足、稳定和可靠，高电压等级变电站进入市区已成为必然的选择，利用地下空间建设变电站、敷设线路已成为许多大城市的选择，从而表现为地下变电站、电缆隧道、调峰蓄能电站等地下构筑物的建设。地下空间将在城市电网建设以及改造和优化城市电网中发挥重要作用。2.1.1电缆隧道（1）建设电缆隧道的优点。电缆隧道是能容纳十几条或更多电缆线路的地下土建设施，将电缆线路敷设于已建成的电缆隧道中的安装方式称为电缆隧道敷设。电缆隧道的引入，可以为城市电网建设带来以下有利条件：①有利于形成城市电网的主干网络，增强电网的稳定性；②有利于电缆的保护，避免电缆受外力因素的影响破坏；③有利于电缆的维护、改造与更新；④有利于城市架空线入地建设，净化城市空间；⑤有利于消除高压电缆对城市居民的影响。（2）国内外城市电缆隧道的建设实践。电缆隧道在国外许多大城市都有一定规模的建设，日本东京电力公司拥有460km长电缆隧道，伦敦、柏林等城市都建设有不同规模的电缆隧道，通过地下电缆隧道建设城市超高压走廊和超高压环网，并进一步形成地下输电系统，从而有效地提高城市的供电可靠性。国内的上海和北京等大城市也已开始电缆隧道的建设，例如上海的四条跨越黄浦江的电缆隧道，以及杨高路电缆隧道都是有代表性的工程。国内外大城市电缆隧道的建设实践预示了未来城市电网建设的趋势，电缆隧道必将取代架空线路成为未来城市电网建设的主要模式。2.1.2地下变电站（1）建设动机分析。变电站规划是城市规划的重要内容，但是，近年来，越来越多的城市出现变电站无处选址的问题，甚至出现已规划的变电站址被改为商业开发用地的情况。这充分地说明了，传统的地面变电站选址与建设思路不适合于城市的变电站建设。（2）国内外地下变电站的建设实践。东京是建设地下变电站最具代表性的城市之一，东京都内共有440多座各类变电站，其中地上变电站310多座，地下130多座，地下化率达到29.5%。其中275kV的超高压变电站为12座，除了1座在地上外，其余都在地下，由此可见，地下变电站在建设超高压变电站中更具有优势。我国在地下变电站的建设中也积累了不少实践成果，国内已投运的全地下变电站有北京王府井220kV变电站，使用面积11076m2，半地下变电站是北京西大望220kV变电站，还有上海人民广场220kV地下变电站、北京西单110kV地下变电站以及厦门湖宾南110kV地下变电站等。服务于上海世博会的上海静安500kV地下变电站是我国首座500kV地下变电站，具有重要的历史意义，同时也预示着我国地下变电站的建设逐步进入快速发展期。2.1.3综合管沟综合管沟是指收容两种以上管线的构筑物，并有完备的排水、通风、照明、通讯、电力或有关安全监测（视）系统设施，一般建设于地下，可收容于综合管沟内的管线包括给水、电力、电信、供热等各种管线。综合管沟为城市管线的集约化建设提供了理想的模式，也是减少城市架空线的一种有效方法。对于城市中存在的大量的配电电缆采用综合管沟建设模式也是城市电网建设的重要途径。
2.2分布式能源开发对地下空间的利用
分布式能源是指分布在用户侧的能源梯级利用和可再生能源及资源综合利用设施，包括：能源综合利用和可再生能源设施，以及蓄能系统等。城市地下空间在分布式能源开发中具有重要的作用，除了城市建设用地方面的原因，更为重要的是地下空间本身所具备的热稳定性以及蕴藏的巨大热能为分布式能源的开发增添了许多有利条件，从而表现为与地下热储存、地热利用相结合的分布式能源综合利用设施的开发建设。这些综合能源设施在构建小区域能源中心、建筑节能、新能源利用等方面具有重要的作用，并呈现出良好的发展态势以及丰富多彩的创新模式。2.2.1地下热储存与地热利用为了减少能源消耗、利用天然的能源（如太阳能、地热能等）、回收废弃能源等目的，国际上最早于20世纪40年代末开始研究利用地下空间开采地热并通过热泵用于热量储存，但是真正意义上的地下热储存在70年代初开始研究，并在80年代开始了工程实践。热能储存设施往往与地热电站、太阳能收集等设施结合用以提供区域供暖与空调供冷。例如，德国Neckarsulm地区一个新建住宅区的供热系统（空间供暖和热水供应），其热源主要来自太阳能，住宅内共1300套住房，其屋顶都安装了太阳能收集器，约有2700m2的太阳能收集面积，收集到的太阳能占到整个供热系统能源需求的50%，不足的能源部分由天然气锅炉补充，并利用了近70m深度的地下空间进行热能储存与调节，发挥了明显的节能效果。2.2.2地下热电站近十多年来，以热电联产为核心的能源中心的建设在发达国家越来越引起重视，并得到了政府的大力扶持，在工业用户、城市街区、建筑小区、医院等多种类型的区域都有多种形式的运用。能源站以热电联产机组为核心，形成冷热电三联供的能源站，并集成了太阳能、天然气、地热能、城市废热等各种能源利用技术而形成的能源综合系统。
3结语
地下空间作为宝贵的空间资源是未来城市建设的一个重要维度，将为城市的发展打开新的空间。地下空间在城市电力及能源工程中的应用具有广阔的空间以及丰富的内容，同时也促进各种新技术的发展，积极地进行技术积累、技术创新，才能赢得市场。
作者：陈寿标 单位：福建省电力勘测设计院
