中外能源形势及电力发展状况研究

雷沛,朱法华,王圣

(1.南京信息工程大学,江苏南京 210041;2.国电环境保护研究院,江苏南京 210031)

中外能源形势及电力发展状况研究

雷沛1,朱法华2,王圣2

(1.南京信息工程大学,江苏南京 210041;2.国电环境保护研究院,江苏南京 210031)

介绍了世界主要发达国家的能源形势、能源政策以及电力发展状况,分析了国内外能源形势、政策与电力工业发展之间的关系,提出在我国能源利用及电力发展方面应加大天然气发电以及 IGCC发电力度、提高能源的利用效率以及工业用电效率、大力发展可再生能源发电、加快核电发展等政策建议。

发达国家;能源;建议

1 发达国家能源形势及电力发展状况

1.1 能源形势及政策

美国煤炭蕴藏量约为 4000亿 t,居世界第一位。按年消费煤炭 10亿 t计,美国煤炭可采储量可供 70年的需要;按储量计算,可满足 250年的需要。与煤炭相反,美国石油的生产量从 20世纪 70年代末开始下降。2009年,美国发电所消耗的一次能源比例为:煤炭 44.5%,石油 1%,天然气 23.3%,水力 6.8%,核能 20.2%,可再生能源 3.6%[1]。

煤炭在美国电力工业中占居非常重要的地位,是保障美国安全供电、实现经济稳定发展的重要保证。近年来,美国的发电用煤量呈缓慢递增的趋势,政府将能源政策重点转向了新能源的开发。1999年,美国颁布了《开发和推进生物产品和生物能源》法令,大力发展生物燃料。近期美国新能源政策包括:大幅提升可再生能源在能源消耗中的比例;大力发展智能电网、清洁煤技术及核电;研发新能源汽车和未来的车用燃料等。美国是目前世界新能源产业发展最快的国家之一,其新能源政策可追溯到 1978年的国家能源法案 (National Energy Act,NEA),该法案结束了以往公共电力企业垄断发电产业的局面。1992年,美国通过了能源政策法案(Energy PolicyAct,EPA),设立了联邦生产税收优惠,给予采用风能和生物质能发电的私人企业以税收优惠,这一措施大大地提高了私人资本进入发电领域的能力和积极性[2-4]。

德国的经济一直处于世界发达国家的前列,这是与其能源利用情况及能源政策密不可分的。德国境内拥有储量丰富的无烟煤和褐煤资源,但石油、天然气资源贫乏,与我国的能源资源形势相类似。目前,德国能源的 60%依赖进口,对石油的进口依存度高达 98%。近十年来,煤炭和核能这两种主要能源在德国能源结构中的比重有所下降,而天然气和可再生能源的使用比例则逐年升高。自 2000年起,德国政府积极发展可再生能源,在实践的基础上形成了《可再生能源法》。该法案的目的在于提高可再生能源在整个能源结构中的比重,促进国民经济和工业的可持续发展;同时规定国内的电网运营商必须全额购买“绿色电力”(利用风能、太阳能等可再生能源转化成的电能),运营商必须为成本较高的绿色电力买单[5-7]。德国政府认为,发展可再生能源对于保证能源多样性、减少环境污染以及把握技术革新先机都是至关重要的。目前,德国的风能利用技术处于世界领先水平,生产的风力发电设备中有 75%出口到其他国家。截至 2008年底,德国可再生能源发电量所占比例已经超过 15%。

日本是一个能源资源极度贫乏的国家。在日本的能源消耗中,除核能以外,能源自给率仅为 4%,而 99.7%的石油、96.4%的天然气以及 95.2%的煤炭都需要依赖进口[8],作为世界第三大经济强国和第四大能源消费国,日本的能源和电力消费效率非常高,这是与它的能源政策密切相关的。纵观日本能源政策的演变过程,大体可分为四个阶段[9]:第一阶段(1945年 -1955年),主要鼓励国内能源工业的发展和水电开发;第二阶段 (1956年 -1973年),则加大海外石油开发力度,努力提高国内能源供应能力;第三阶段 (1973年 -1990年),加强国内石油储备,鼓励能源多样化;第四阶段 (1990年 -2000年),政府提出了能源安全 (Energy Security)、经济效益 (Economic Efficiency)、环境保护 (Environmental Protection)的“3E”目标,并积极推进能源市场改革。日本政府通过健全节能组织管理体系、完善节能法律法规和标准、加强重点用能单位管理、积极利用财政、税收等经济手段和节能服务等市场手段、强调节能技术研发和推广的重要性等一些措施来提高能源的使用效率[10]。

1.2 发达国家电力发展现状

目前,美国电力工业的规模居世界第一,截至2008年底,其装机容量已超过 10亿 kW,年发电量约4×104亿 kW·h,占世界总发电量的 24%[11]。美国的电源形式有煤电、天然气发电、核电、水电以及其他可再生能源发电,其中煤电、核电和天然气发电是美国电力供应的主要来源。由于煤炭和天然气的价格上涨,美国政府加大了可再生能源的开发力度并计划在 2025年前,将可再生能源发电的比例提高到 15%[12-13]。截至 2008年底,德国的装机容量为1.4亿 kW,其中火电装机容量占 63%,核电装机容量占 15%,大水电装机占 7%,可再生能源占15%[14]。与其他发达国家相比,德国可再生能源发电在电力工业中占有较高的比例。据德国环境部最新发布的《德国可再生能源发展报告》,2009年德国可再生能源最终消费量为 2380亿 kW·h,同比增长0.8%,占德国全部最终能源消费的比例由 2008年的 9.3%提升至 2009年的 10.1%,可再生能源发电量占总发电量比例从 2008的年 15.2%提升到 2009年的 16.1%,从上述数据可以看出,德国政府是非常重视可再生能源发展的。

20世纪 70年代,德国工业用电占电力总消费的 60%,商业用电占 14%,居民生活用电占 20%,农业用电占 2%,交通运输用电占 4%;90年代末,德国工业用电约占 50%,商业用电占 21%,居民生活用电占 27%,农业用电和交通运输用电占比无明显变化。从这一组数据的变化可以看出,随着德国经济的迅速发展,其工业用电占比下降了十个百分点,能源利用效率有了显著提高。

日本电力工业始于 1886年,二战后的一段时期内,日本政府把能源开发的重点放在水电上,但随后火电发展迅速。20世纪 80年代初是日本工业用电的高峰期,之后开始下降,由 1985年的 59.5%降低到 1998年的 44.7%。2005年,日本电力消费总量为 10438亿 kW·h,其中工业用电占 40.8%,商业用电占 28.8%,居民生活用电占 28.4%。2009年,日本电力发电总量达到 12032亿 kW·h,其中核电占36%,煤电占 22%,天然气发电占 22%,水电占9%,燃油发电占 9%,可再生能源发电占 2%[15]。日本可再生能源发电主要包括光伏发电和生物质发电,从技术的发展角度来看,太阳能光伏发电是其主流技术。日本的煤电热效率达到了百分之四十几,居世界第一位。与美国和德国等发达国家不同,日本的电力结构中核电占比最高,煤电和天然气发电各占五分之一左右,这是与日本的国情紧密相连的。日本的能源自给率极低,绝大部分都依赖于进口,只有实现能源结构多元化,才能保证国民经济持续、稳定的发展。如果过度依赖单一形式的能源,在应对国际能源市场价格波动时,整个电力工业必然面临崩溃。作为一个人口众多、能源资源贫乏的国家,日本的电力工业依靠高效的能源利用效率和积极的能源政策,取得了举世瞩目的成就。

从世界发达国家的能源形势、政策以及电力工业发展情况可以看出,目前发达国家放缓了煤电发展,把重点转向了水电、风电以及可再生能源发电,进一步优化能源结构。煤炭、石油等化石能源的逐渐枯竭给世界经济发展带来了巨大的压力和挑战,发达国家通过开发新能源技术,制定行之有效的能源政策等措施引导电力工业持续、健康地发展,其发展历程和能源政策对于我国电力工业发展具有一定的借鉴意义。

2 我国能源形势及电力发展状况

煤炭、石油、天然气、核能和水力是目前我国使用较为广泛的几种能源。其中,我国煤炭产量居世界第一,石油产量居世界第五,天然气产量在近几年进入世界前十,水力和核能是我国能源资源的重要组成部分,对于实现我国能源工业以及电力工业的可持续发展具有重大的意义。

截至 2009年底,我国发电装机总容量为 8.74亿 kW,同比增长 10.23%。其中,火电装机容量为6.52亿 kW,约占总装机容量的 74.60%,同比增长8.16%;水电装机容量为 1.97亿 kW,约占总装机容量的 22.51%,同比增长 14.01%;核电装机容量为908万 kW,约占总装机容量的 1.04%;可再生能源装机容量约占总装机容量的 2%。我国火电机组中绝大部分都是煤电,这主要是由我国“富煤、贫油、少气”的能源资源特点所决定的。“十一五”期间,我国大力发展水电,新增水电装机容量达 7300万kW,2010年我国水电装机容量达到电力总装机容量的 24%左右。我国核电装机容量仅为 1%,与美国、德国、日本等发达国家还有很大的差距,加快发展核电已成为“十二五”期间迫在眉睫的任务。按照政府《核电中长期发展规划(2005年 -2020年)》的要求,到 2020年,我国核电占总装机容量的比重将从由现在的1%提高至4%。

3 建议

(1)我国应加大天然气发电及 IGCC发电力度。美国的煤电装机占总量 53%,德国的煤电装机占60%左右,日本的煤电装机比例则为 22%,而我国目前煤电装机比例达到了 70%以上。煤电装机容量过高会导致我国对煤炭资源的依赖性过大。天然气发电和 IGCC发电具有污染物排放量低、运行灵活等优点。“十二五”期间我国政府应尽快出台相关的政策,建议采取政策性差价补贴等措施来扶持天然气以及 IGCC发电。

(2)提高能源的利用效率及工业用电效率。目前我国火电的热效率约为百分之三十几,日本达到了百分之四十以上,相比还存在不小的差距。日本和德国等发达国家的工业用电比例约在 40%～50%之间,能源利用效率极高。而我国 1997年的工业用电比重高达 71.84%[16],2009年的工业用电比例为 72%,占社会用电量的比例仍然较高,能源的利用效率还停留在较低水平。

(3)大力发展可再生能源发电,加快发展核电。我国的可再生能源发电虽然起步较晚,但是我国境内拥有丰富的风能、生物质能、太阳能、地热和潮汐等可再生能源,具有巨大的发展潜力。快速提高核电比例不仅对保障国民经济发展有重要作用,而且可以降低对煤炭资源的依赖性,减缓燃煤发电带来的环境问题。

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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

国家能源局基金资助项目(20090417)

2010-12-20;

2011-04-21

雷沛(1987-),男,湖南郴州人,在读硕士研究生,研究方向为环境污染与防治。E-mail:leipeiss@163.com