中外能源形勢及電力發展狀況研究

雷沛,朱法華,王圣

(1.南京信息工程大學,江蘇南京 210041;2.國電環境保護研究院,江蘇南京 210031)

中外能源形勢及電力發展狀況研究

雷沛1,朱法華2,王圣2

(1.南京信息工程大學,江蘇南京 210041;2.國電環境保護研究院,江蘇南京 210031)

介紹了世界主要發達國家的能源形勢、能源政策以及電力發展狀況,分析了國內外能源形勢、政策與電力工業發展之間的關系,提出在我國能源利用及電力發展方面應加大天然氣發電以及 IGCC發電力度、提高能源的利用效率以及工業用電效率、大力發展可再生能源發電、加快核電發展等政策建議。

發達國家;能源;建議

1 發達國家能源形勢及電力發展狀況

1.1 能源形勢及政策

美國煤炭蘊藏量約為 4000億 t,居世界第一位。按年消費煤炭 10億 t計,美國煤炭可采儲量可供 70年的需要;按儲量計算,可滿足 250年的需要。與煤炭相反,美國石油的生產量從 20世紀 70年代末開始下降。2009年,美國發電所消耗的一次能源比例為:煤炭 44.5%,石油 1%,天然氣 23.3%,水力 6.8%,核能 20.2%,可再生能源 3.6%[1]。

煤炭在美國電力工業中占居非常重要的地位,是保障美國安全供電、實現經濟穩定發展的重要保證。近年來,美國的發電用煤量呈緩慢遞增的趨勢,政府將能源政策重點轉向了新能源的開發。1999年,美國頒布了《開發和推進生物產品和生物能源》法令,大力發展生物燃料。近期美國新能源政策包括:大幅提升可再生能源在能源消耗中的比例;大力發展智能電網、清潔煤技術及核電;研發新能源汽車和未來的車用燃料等。美國是目前世界新能源產業發展最快的國家之一,其新能源政策可追溯到 1978年的國家能源法案 (National Energy Act,NEA),該法案結束了以往公共電力企業壟斷發電產業的局面。1992年,美國通過了能源政策法案(Energy PolicyAct,EPA),設立了聯邦生產稅收優惠,給予采用風能和生物質能發電的私人企業以稅收優惠,這一措施大大地提高了私人資本進入發電領域的能力和積極性[2-4]。

德國的經濟一直處于世界發達國家的前列,這是與其能源利用情況及能源政策密不可分的。德國境內擁有儲量豐富的無煙煤和褐煤資源,但石油、天然氣資源貧乏,與我國的能源資源形勢相類似。目前,德國能源的 60%依賴進口,對石油的進口依存度高達 98%。近十年來,煤炭和核能這兩種主要能源在德國能源結構中的比重有所下降,而天然氣和可再生能源的使用比例則逐年升高。自 2000年起,德國政府積極發展可再生能源,在實踐的基礎上形成了《可再生能源法》。該法案的目的在于提高可再生能源在整個能源結構中的比重,促進國民經濟和工業的可持續發展;同時規定國內的電網運營商必須全額購買“綠色電力”(利用風能、太陽能等可再生能源轉化成的電能),運營商必須為成本較高的綠色電力買單[5-7]。德國政府認為,發展可再生能源對于保證能源多樣性、減少環境污染以及把握技術革新先機都是至關重要的。目前,德國的風能利用技術處于世界領先水平,生產的風力發電設備中有 75%出口到其他國家。截至 2008年底,德國可再生能源發電量所占比例已經超過 15%。

日本是一個能源資源極度貧乏的國家。在日本的能源消耗中,除核能以外,能源自給率僅為 4%,而 99.7%的石油、96.4%的天然氣以及 95.2%的煤炭都需要依賴進口[8],作為世界第三大經濟強國和第四大能源消費國,日本的能源和電力消費效率非常高,這是與它的能源政策密切相關的?？v觀日本能源政策的演變過程,大體可分為四個階段[9]:第一階段(1945年 -1955年),主要鼓勵國內能源工業的發展和水電開發;第二階段 (1956年 -1973年),則加大海外石油開發力度,努力提高國內能源供應能力;第三階段 (1973年 -1990年),加強國內石油儲備,鼓勵能源多樣化;第四階段 (1990年 -2000年),政府提出了能源安全 (Energy Security)、經濟效益 (Economic Efficiency)、環境保護 (Environmental Protection)的“3E”目標,并積極推進能源市場改革。日本政府通過健全節能組織管理體系、完善節能法律法規和標準、加強重點用能單位管理、積極利用財政、稅收等經濟手段和節能服務等市場手段、強調節能技術研發和推廣的重要性等一些措施來提高能源的使用效率[10]。

1.2 發達國家電力發展現狀

目前,美國電力工業的規模居世界第一,截至2008年底,其裝機容量已超過 10億 kW,年發電量約4×104億 kW·h,占世界總發電量的 24%[11]。美國的電源形式有煤電、天然氣發電、核電、水電以及其他可再生能源發電,其中煤電、核電和天然氣發電是美國電力供應的主要來源。由于煤炭和天然氣的價格上漲,美國政府加大了可再生能源的開發力度并計劃在 2025年前,將可再生能源發電的比例提高到 15%[12-13]。截至 2008年底,德國的裝機容量為1.4億 kW,其中火電裝機容量占 63%,核電裝機容量占 15%,大水電裝機占 7%,可再生能源占15%[14]。與其他發達國家相比,德國可再生能源發電在電力工業中占有較高的比例。據德國環境部最新發布的《德國可再生能源發展報告》,2009年德國可再生能源最終消費量為 2380億 kW·h,同比增長0.8%,占德國全部最終能源消費的比例由 2008年的 9.3%提升至 2009年的 10.1%,可再生能源發電量占總發電量比例從 2008的年 15.2%提升到 2009年的 16.1%,從上述數據可以看出,德國政府是非常重視可再生能源發展的。

20世紀 70年代,德國工業用電占電力總消費的 60%,商業用電占 14%,居民生活用電占 20%,農業用電占 2%,交通運輸用電占 4%;90年代末,德國工業用電約占 50%,商業用電占 21%,居民生活用電占 27%,農業用電和交通運輸用電占比無明顯變化。從這一組數據的變化可以看出,隨著德國經濟的迅速發展,其工業用電占比下降了十個百分點,能源利用效率有了顯著提高。

日本電力工業始于 1886年,二戰后的一段時期內,日本政府把能源開發的重點放在水電上,但隨后火電發展迅速。20世紀 80年代初是日本工業用電的高峰期,之后開始下降,由 1985年的 59.5%降低到 1998年的 44.7%。2005年,日本電力消費總量為 10438億 kW·h,其中工業用電占 40.8%,商業用電占 28.8%,居民生活用電占 28.4%。2009年,日本電力發電總量達到 12032億 kW·h,其中核電占36%,煤電占 22%,天然氣發電占 22%,水電占9%,燃油發電占 9%,可再生能源發電占 2%[15]。日本可再生能源發電主要包括光伏發電和生物質發電,從技術的發展角度來看,太陽能光伏發電是其主流技術。日本的煤電熱效率達到了百分之四十幾,居世界第一位。與美國和德國等發達國家不同,日本的電力結構中核電占比最高,煤電和天然氣發電各占五分之一左右,這是與日本的國情緊密相連的。日本的能源自給率極低,絕大部分都依賴于進口,只有實現能源結構多元化,才能保證國民經濟持續、穩定的發展。如果過度依賴單一形式的能源,在應對國際能源市場價格波動時,整個電力工業必然面臨崩潰。作為一個人口眾多、能源資源貧乏的國家,日本的電力工業依靠高效的能源利用效率和積極的能源政策,取得了舉世矚目的成就。

從世界發達國家的能源形勢、政策以及電力工業發展情況可以看出,目前發達國家放緩了煤電發展,把重點轉向了水電、風電以及可再生能源發電,進一步優化能源結構。煤炭、石油等化石能源的逐漸枯竭給世界經濟發展帶來了巨大的壓力和挑戰,發達國家通過開發新能源技術,制定行之有效的能源政策等措施引導電力工業持續、健康地發展,其發展歷程和能源政策對于我國電力工業發展具有一定的借鑒意義。

2 我國能源形勢及電力發展狀況

煤炭、石油、天然氣、核能和水力是目前我國使用較為廣泛的幾種能源。其中,我國煤炭產量居世界第一,石油產量居世界第五,天然氣產量在近幾年進入世界前十,水力和核能是我國能源資源的重要組成部分,對于實現我國能源工業以及電力工業的可持續發展具有重大的意義。

截至 2009年底,我國發電裝機總容量為 8.74億 kW,同比增長 10.23%。其中,火電裝機容量為6.52億 kW,約占總裝機容量的 74.60%,同比增長8.16%;水電裝機容量為 1.97億 kW,約占總裝機容量的 22.51%,同比增長 14.01%;核電裝機容量為908萬 kW,約占總裝機容量的 1.04%;可再生能源裝機容量約占總裝機容量的 2%。我國火電機組中絕大部分都是煤電,這主要是由我國“富煤、貧油、少氣”的能源資源特點所決定的?！笆晃濉逼陂g,我國大力發展水電,新增水電裝機容量達 7300萬kW,2010年我國水電裝機容量達到電力總裝機容量的 24%左右。我國核電裝機容量僅為 1%,與美國、德國、日本等發達國家還有很大的差距,加快發展核電已成為“十二五”期間迫在眉睫的任務。按照政府《核電中長期發展規劃(2005年 -2020年)》的要求,到 2020年,我國核電占總裝機容量的比重將從由現在的1%提高至4%。

3 建議

(1)我國應加大天然氣發電及 IGCC發電力度。美國的煤電裝機占總量 53%,德國的煤電裝機占60%左右,日本的煤電裝機比例則為 22%,而我國目前煤電裝機比例達到了 70%以上。煤電裝機容量過高會導致我國對煤炭資源的依賴性過大。天然氣發電和 IGCC發電具有污染物排放量低、運行靈活等優點?！笆濉逼陂g我國政府應盡快出臺相關的政策,建議采取政策性差價補貼等措施來扶持天然氣以及 IGCC發電。

(2)提高能源的利用效率及工業用電效率。目前我國火電的熱效率約為百分之三十幾,日本達到了百分之四十以上,相比還存在不小的差距。日本和德國等發達國家的工業用電比例約在 40%～50%之間,能源利用效率極高。而我國 1997年的工業用電比重高達 71.84%[16],2009年的工業用電比例為 72%,占社會用電量的比例仍然較高,能源的利用效率還停留在較低水平。

(3)大力發展可再生能源發電,加快發展核電。我國的可再生能源發電雖然起步較晚,但是我國境內擁有豐富的風能、生物質能、太陽能、地熱和潮汐等可再生能源,具有巨大的發展潛力?？焖偬岣吆穗姳壤粌H對保障國民經濟發展有重要作用,而且可以降低對煤炭資源的依賴性,減緩燃煤發電帶來的環境問題。

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Research on energy situation and power development in China and foreign countries

Energy situation,energy policy and power developm ent ofm ajor developed countries have been introduced.And relationship between energy po licy and power sector in developed countries has been analyzed,so policy suggest ions such as increasing the ratio of naturalgas power generat ion and IGCC generation,increasing energy efficiency and industrial electricity efficiency,highly developing renewable energy generat ion,accelerating the developm ent of nuclear power have been p resented.

developed country;energy;suggestion

X32

B

1674-8069(2011)03-001-03

國家能源局基金資助項目(20090417)

2010-12-20;

2011-04-21

雷沛(1987-),男,湖南郴州人,在讀碩士研究生,研究方向為環境污染與防治。E-mail:leipeiss@163.com