中國中東部能源發展戰略的新思路

劉曉龍 崔磊磊 葛琴

摘要中國中東部地區是能源的負荷中心，其能源結構的調整和優化事關中國能源革命的成敗。長期以來，西電東送和北煤南運成為習慣，國家已給予足夠重視。然而，由于對西部能源的過度開采，造成了環境的嚴重破壞。同時，大規模遠距離輸送煤和電，勢必降低能源利用的效率并增加成本。本文利用統計數據分析了中國中東部地區能源供需現狀及特征，發現中東部地區化石能源嚴重依賴外部供給，電力不能滿足自給且本地電力以煤為主，非化石能源利用比例過低。為此，本文提出了將“遠方來”與“身邊來”相結合的戰略新思路，即充分發展本地可再生能源，輔以西電東送和北煤南運來解決中國中東部能源問題。為了驗證這一思路的可行性，本文深入分析了中東部地區各種可再生能源資源開發潛力，可再生能源開發的成本，以及典型國家和地區的成功經驗等因素，認為中國中東部地區完全有可能做到能源高比例自給。為了實現中國中東部地區能源高比例自給，本文提出了節能提效優先，發展集中式智能化電網和分布式微網，以及通過局域的“虛擬電廠”，利用大數據和智能技術將源、儲、調、用等統管起來的主要途徑。最后從強化頂層設計，加大對新業態和新模式的支持，以及加大國際合作力度等方面給出了政策措施建議。本文特別強調，中國中東部地區逐步降低煤電比例，提高可再生能源比例是一個漫長過程，需要各方下定決心付出巨大努力，需要切實轉變傳統觀念和習慣。同時，也需要國家有關部門科學評估、認真規劃、理順體制和政策支持。

關鍵詞可再生能源;能源戰略;西電東送;北煤南運;能源自給

中圖分類號TK01

文獻標識碼A文章編號1002-2104（2019）06-0001-09DOI：10.12062/cpre.20190331

中國中東部地區是經濟社會相對發達的地區，同時也是能源負荷很重的地區。然而，中東部地區化石能源稟賦差，可再生能源發展緩慢，消費的煤炭、石油和天然氣等化石能源，以及很大部分電力需要外部供給。中東部地區能源結構的調整和優化是中國能源革命的重要環節，事關中國能源革命的成敗。長期以來，國家實施“西電東送”和“北煤南運”工程，重點解決中東部地區能源資源匱乏的問題，并給予了足夠的重視。“西電東送”在西部大開發的重點工程中工程量最大、投資額最多，從2001—2010年的10年間，總投資超過5200億元[1]。截至2015年底，“西電東送”規模達1.4億kW，到2020年將達到2.7億kW左右[2]。根據中國鐵路總公司制定的《2018—2020年貨運增量行動方案》，到2020年，全國鐵路貨運量達47.9億t。其中，全國鐵路煤炭運量達到28.1億t，較2017年增運6.5億t，占全國煤炭產量的75%，較2017年產運比提高15個百分點[3]。不可否認，西電東送和北煤南運將中國西部地區能源資源優勢轉化為經濟優勢，對促進經濟社會可持續發展起到了重要作用。但是，由于對西部能源的過度開采，造成了當地環境的嚴重破壞，同時，大規模遠距離輸送煤和電，勢必降低了能源效率，增加了成本。為此，本文提出將“遠方來”與“身邊來”相結合，即充分發展本地可再生能源，輔以“西電東送”和“北煤南運”，總結出中國中東部能源發展戰略的新思路。在總結中國中東部地區能源供需現狀及特征的基礎上，通過對中東部地區可再生能源資源量的統計和產業轉型升級的分析，以及國內外案例的研究，深入分析了能源高比例自給的可行性和主要實現途徑，并提出相關措施建議。

1我國中東部地區能源供需現狀及特征

中東部地區是中國經濟社會相對發達的地區。北京、天津、河北、山東、江蘇、上海、浙江、福建、廣東、河南、安徽、江西、湖北和湖南等中東部省市的國土面積為175.32萬km2，占全國國土面積的18.26%。2016年的GDP約54.59萬億元，占全國GDP的比例近3/4;人口約為8.17億，占全國人口總數的59.08%;能源消費量約為26.76億tce，約占全國能源消費總量的61.4%（見表1）。中東部地區人均能耗與全國人均能耗持平，但按照能耗空間密度（即單位國土面積上的能源消耗）來說，中東部地區是全國平均值的3.36倍，是除中東部以外地區平均值的7.11倍。為此，解決好中東部地區的能源問題，對推進能源革命和生態文明建設意義重大。

相對于西部地區，中東部地區的能源具有如下特征。

特征一：化石能源嚴重依賴外部供給。2016年，中國中東部地區化石能源生產情況如表2所示。煤炭、石油和天然氣的產量分別為5.15億t、0.82億t和144.2億m3，分別只占全國產量的15.10%、41.15%和10.53%。中東部地區化石能源凈調入比重（凈調入量=調入量-調出量，負值表示凈調出量及凈調出比重。對于凈調入省份，凈調入比重=凈調入量/（產量+凈調入量+凈進口量）;對于凈調出省份，凈調出比重=凈調出量/（產量+凈進口量）），如表3所示。可見中國中東部各省市煤炭、石油和天然氣基本依賴外部供給。對于煤炭來講，絕大部分省市的凈調入比重大于70%，近一半超過80%，其中江蘇和湖北甚至超過90%，中東部省市煤炭平均自產量與凈調入之比大約為1∶3。對于石油來講，除了天津、山東兩個產油區，以及福建基本實現自給自足外，中東部其他省市石油全部依賴外部供給，其中湖北省石油的凈調入比重甚至達到97%以上，中東部省市石油平均自產量與凈調入量之比大約為1∶1。對于天然氣來講，大部分省市的凈調入比重大于90%，近一半的省市100%需要外部供給，中東部天然氣平均自產量與凈調入之比大約為1∶8。從以上分析可以看出，中東部地區除了極個別省市的石油在滿足本省市需求的情況下可以實現對外輸送外，其他所有省市的煤炭、石油和天然氣等化石能源嚴重缺乏，需要大量外部供給才能滿足本地能源消費需求。

特征二：電力不能滿足自給，并且本地電力以煤電為主。2016年，中東部地區的電力消費量為3.81萬億kW·h，占全國電力消費量的64.35%（見表1），而發電量為3.39萬億kW·h，占全國發電量的57.27%（見表2），電力不能滿足自給，但是缺口不是很大。從表4可以看出，除了安徽和湖北兩省在滿足本省需求有部分剩余電力可對外輸送，以及福建有少量剩余電力外，中東部其他省市的電力都需要輔以外部供給，尤其是北京和上海等一些省市的電力凈調入比重高達40%以上。總體來說，中東部地區電力平均自產量與凈調入量之比約為4∶1。然而，除了極個別省市的火力發電占比近總發電量的一半外，中東部其余省市火電占比相當之大，一半的省市火電占比達90%以上，基本上全部發電量來自火電。中東部省市的平均火力發電占總發電量的比例是80.61%。特別值得一提的是湖北和安徽，這兩個省產生的電力除了滿足本省需求外，還有一部分可以外供。對于湖北省來說，盡管本省的水資源非常豐富，然而火電的發電比例也占到全部發電量的42.04%。對于天津和上海來講，火電的比例更是達到驚人的98%。

特征三：非化石能源利用比例過低。表5給出了2016年中東部各省市分電源發電裝機容量及占比。可以看出，湖北、湖南、福建、江西、廣東、浙江水電相對豐富，尤其是湖北和湖南的水電裝機分別占到本省裝機容量總量的1/2和1/3以上;福建、廣東和浙江沿海地區的核電裝機占到本省的10%左右;而河北、山東、江蘇和江西的風能和太陽能的裝機占到本省的10%以上。可以說，這些省市利用本地不同資源稟賦的優勢，在可再生能源開發利用方面有所建樹，然而，中東部各省市絕大部分以煤電為主，一半省市的煤電裝機容量占比在85%之上;只有湖北省的火電裝機容量占比低于50%，為39.94%。即使算上核電，除了河北和福建外，其他中東部省市的非水可再生能源發電裝機容量占比都低于15%，大部分只占百分之幾。如果按照發電量算（見表4），中東部很多省市的風電和太陽能等非水可再生能源發電量占比僅為1%～3%。

總體來說，中國中東部地區經濟社會較為發達，但化石能源稟賦差，可再生能源發展緩慢，消費的煤炭、石油和天然氣等化石能源，以及很大部分電力需要外部供給。為此，在保證經濟社會持續發展的同時，是否可以通過充分發展本地能源尤其是可再生能源，逐步改變能源以外供為主的現狀？如果中東部地區的能源可以實現高比例自給，西部能源則可以集中助推本地產業和經濟發展，這對緩解中東部和西部發展不平衡、不充分的現狀具有重要意義，也將決定著中國能源革命的成敗。為此，本文擬研究中東部地區高比例自給的可行性及其主要途徑。

2我國中東部地區能源高比例自給的可行性研究

中國中東部地區能源自給具有很多優勢，且面臨新的形勢。中東部地區是太陽能光伏、陸上風電、生物質、地熱、部分水電等可再生能源的潛力區，是海上風電、海洋能發展的優勢區，是核能發展的優先區，是天然氣（含非常規）和LNG的進口區，是能源互聯網、分布式能源網絡等信息技術與能源相結合的先行區，是節能提效的帶頭區，這些為中東部地區實現能源高比例自給提供了可行性。隨著可再生能源開發成本的逐漸下降，儲能技術的發展，可再生能源利用的經濟性越來越高，這為中東部地區實現能源高比例自給創造了經濟性。此外，隨著中國經濟高質量發展，產業結構不斷調整和優化，節能技術和能源效率的不斷提升，新業態和新模式的不斷涌現，中東部地區的第一產業比重不斷下降，第二產業比重下降的同時，綠色低碳產業不斷涌現，第三產業發展迅猛，這些都為中東部地區能源高比例自給提供了極大的可能性。

2.1中東部地區本地可再生能源資源開發潛力巨大及其區位優勢明顯

如表6所示，在考慮低風速區域資源潛力下，中東部地區陸上風能資源技術可開發量為8.96億kW。此外，海上風能資源主要分布在中國東南沿海，尤以臺灣海峽最為豐富。水深在5～25m范圍內的風電技術可開發量可以達到約2.1億kW[4]。2017年，中東部地區陸上風電累計并網容量為4669萬kW，僅占陸上風能資源技術開發量的5.21%;海上風電累計并網為202萬kW，僅占海上風能技術可開發量的0.96%[5]。

根據國家發改委能源研究所公布的數據測算，中東部地區集中式光伏電站可開發潛力為3.58億kW，這是基于中國氣象局風能太陽能資源評估中心太陽能光伏發電資源潛力，綜合考慮可利用土地、開發成本、送出條件等因素，對集中式光伏電站裝機潛力進行評估測算的結果，但山東省集中式光伏開發潛力數據缺失。分布式光伏裝機潛力為5.31億kW，其中建筑分布式光伏發電裝機潛力3.38億kW，其他分布式光伏發電裝機潛力1.92億kW。分布式光伏資源潛力包含建筑分布式和利用魚塘水面、農業大棚、高速公路以及鐵路沿線等區域的其他分布式光伏。對于建筑分布式資源潛力，主要基于建筑面積統計（2014年500億m2），考慮未來城鎮化率速度、年新增建筑面積、可利用面積以及建筑能耗基數等因素推算;對于其他分布式光伏，主要基于漁業養殖和農業大棚統計數據，考慮不可開發等因素測算。2017年，中東部地區集中式光伏電站累計并網容量僅為4190萬kW，僅占集中式光伏電站可開發潛力的11.7%;分布式光伏電站累計并網容量僅為2657.7萬kW，僅占分布式光伏電站可開發潛力的5%[5]。

全國可作為能源利用的農作物秸稈及農產品加工剩余物、林業剩余物和能源作物、生活垃圾與有機廢棄物等生物質資源總量每年約4.6億tce。截至2015年，生物質能利用量約3500萬tce，即全國平均生物質能利用率為7.6%[6]。據估計，中東部的生物質能利用率和全國平均利用率相當。

據國土資源部中國地質調查局2015年調查評價結果[7]，全國336個地級以上城市淺層地熱能年可開采資源量折合7億tce;全國水熱型地熱資源量折合1.25萬億tce，年可開采資源量折合19億tce;埋深在3～10km的干熱巖資源量折合856萬億tce。2015年底，全國淺層地熱能供暖（制冷）面積達到3.92億m2，其中，中東部地區為2.38億m2;全國水熱型地熱能供暖面積達到1.02億m2，其中中東部地區為0.69億m2。2015年，全國地熱能年利用量僅約2000萬tce。

根據第二次全國沿海潮汐能資源普查和中國沿海農村海洋能資源區劃的數據，中國沿岸可開發潮汐能總裝機容量為2180萬kW，其中東部地區為2000萬kW。年發電量為624億kW·h，其中東部地區為570億kW·h。主要集中在東南沿海，以福建、浙江最多。本統計數據只包含港灣內的資源，在港灣外沿岸廣闊的灘涂上還有數量可觀的潮汐能資源尚未統計在內。中國沿岸的波浪能資源平均理論功率為1284.3萬kW，其中東部地區為750萬kW，近海及毗鄰海域實際可供開發的波浪能有效功率為5.74～57.4億kW。中國沿岸潮流能資源理論平均功率為1395萬kW，其中東部地區為993萬kW。中國近海及毗鄰海域溫差能資源可開發裝機容量約為3.595～3.73億kW，其中90%以上分布在南海，其次是東海。全國沿岸鹽差能理論功率約為1.14億kW，其中東部地區為1.11億kW[8]。根據《海洋可再生能源發展“十三五”規劃》提出的目標，到2020年，全國海洋能總裝機規模超過5萬kW[9]。