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(huán)境保護研究院,江蘇南京 210031)

中外能源形勢及電力發(fā)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(huán)境保護研究院,江蘇南京 210031)

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

發(fā)達國家;能源;建議

1 發(fā)達國家能源形勢及電力發(fā)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(chǎn)量從 20世紀 70年代末開始下降。2009年,美國發(fā)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(yè)中占居非常重要的地位,是保障美國安全供電、實現(xiàn)經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展的重要保證。近年來,美國的發(fā)電用煤量呈緩慢遞增的趨勢,政府將能源政策重點轉(zhuǎn)向了新能源的開發(fā)。1999年,美國頒布了《開發(fā)和推進生物產(chǎn)品和生物能源》法令,大力發(fā)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(fā)展智能電網(wǎng)、清潔煤技術(shù)及核電;研發(fā)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(chǎn)業(yè)發(fā)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(jié)束了以往公共電力企業(yè)壟斷發(fā)電產(chǎn)業(yè)的局面。1992年,美國通過了能源政策法案(Energy PolicyAct,EPA),設(shè)立了聯(lián)邦生產(chǎn)稅收優(yōu)惠,給予采用風能和生物質(zhì)能發(fā)電的私人企業(yè)以稅收優(yōu)惠,這一措施大大地提高了私人資本進入發(fā)電領(lǐng)域的能力和積極性[2-4]。

德國的經(jīng)濟一直處于世界發(fā)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(nèi)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(jié)構(gòu)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(fā)展可再生能源,在實踐的基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)中的比重,促進國民經(jīng)濟和工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展;同時規(guī)定國內(nèi)的電網(wǎng)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(zhuǎn)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(fā)展可再生能源對于保證能源多樣性、減少環(huán)境污染以及把握技術(shù)革新先機都是至關(guān)重要的。目前,德國的風能利用技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平,生產(chǎn)的風力發(fā)電設(shè)備中有 75%出口到其他國家。截至 2008年底,德國可再生能源發(fā)電量所占比例已經(jīng)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(jīng)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(guān)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(nèi)能源工業(yè)的發(fā)展和水電開發(fā);第二階段 (1956年 -1973年),則加大海外石油開發(fā)力度,努力提高國內(nèi)能源供應(yīng)能力;第三階段 (1973年 -1990年),加強國內(nèi)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(jīng)濟效益 (Economic Efficiency)、環(huán)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(jié)能組織管理體系、完善節(jié)能法律法規(guī)和標準、加強重點用能單位管理、積極利用財政、稅收等經(jīng)濟手段和節(jié)能服務(wù)等市場手段、強調(diào)節(jié)能技術(shù)研發(fā)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(fā)達國家電力發(fā)展現(xiàn)狀

目前,美國電力工業(yè)的規(guī)模居世界第一,截至2008年底,其裝機容量已超過 10億 kW,年發(fā)電量約4×104億 kW·h,占世界總發(fā)電量的 24%[11]。美國的電源形式有煤電、天然氣發(fā)電、核電、水電以及其他可再生能源發(fā)電,其中煤電、核電和天然氣發(fā)電是美國電力供應(yīng)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(fā)力度并計劃在 2025年前,將可再生能源發(fā)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(fā)達國家相比,德國可再生能源發(fā)電在電力工業(yè)中占有較高的比例。據(jù)德國環(huán)境部最新發(fā)布的《德國可再生能源發(fā)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(fā)電量占總發(fā)電量比例從 2008的年 15.2%提升到 2009年的 16.1%,從上述數(shù)據(jù)可以看出,德國政府是非常重視可再生能源發(fā)展的。

20世紀 70年代,德國工業(yè)用電占電力總消費的 60%,商業(yè)用電占 14%,居民生活用電占 20%,農(nóng)業(yè)用電占 2%,交通運輸用電占 4%;90年代末,德國工業(yè)用電約占 50%,商業(yè)用電占 21%,居民生活用電占 27%,農(nóng)業(yè)用電和交通運輸用電占比無明顯變化。從這一組數(shù)據(jù)的變化可以看出,隨著德國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,其工業(yè)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(yè)始于 1886年,二戰(zhàn)后的一段時期內(nèi),日本政府把能源開發(fā)的重點放在水電上,但隨后火電發(fā)展迅速。20世紀 80年代初是日本工業(yè)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(yè)用電占 40.8%,商業(yè)用電占 28.8%,居民生活用電占 28.4%。2009年,日本電力發(fā)電總量達到 12032億 kW·h,其中核電占36%,煤電占 22%,天然氣發(fā)電占 22%,水電占9%,燃油發(fā)電占 9%,可再生能源發(fā)電占 2%[15]。日本可再生能源發(fā)電主要包括光伏發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電,從技術(shù)的發(fā)展角度來看,太陽能光伏發(fā)電是其主流技術(shù)。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(fā)達國家不同,日本的電力結(jié)構(gòu)中核電占比最高,煤電和天然氣發(fā)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(xiàn)能源結(jié)構(gòu)多元化,才能保證國民經(jīng)濟持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)展。如果過度依賴單一形式的能源,在應(yīng)對國際能源市場價格波動時,整個電力工業(yè)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(yè)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(fā)達國家的能源形勢、政策以及電力工業(yè)發(fā)展情況可以看出,目前發(fā)達國家放緩了煤電發(fā)展,把重點轉(zhuǎn)向了水電、風電以及可再生能源發(fā)電,進一步優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。煤炭、石油等化石能源的逐漸枯竭給世界經(jīng)濟發(fā)展帶來了巨大的壓力和挑戰(zhàn),發(fā)達國家通過開發(fā)新能源技術(shù),制定行之有效的能源政策等措施引導(dǎo)電力工業(yè)持續(xù)、健康地發(fā)展,其發(fā)展歷程和能源政策對于我國電力工業(yè)發(fā)展具有一定的借鑒意義。

2 我國能源形勢及電力發(fā)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(chǎn)量居世界第一,石油產(chǎn)量居世界第五,天然氣產(chǎn)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(xiàn)我國能源工業(yè)以及電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重大的意義。

截至 2009年底,我國發(fā)電裝機總?cè)萘繛?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(fā)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(fā)達國家還有很大的差距,加快發(fā)展核電已成為“十二五”期間迫在眉睫的任務(wù)。按照政府《核電中長期發(fā)展規(guī)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(xiàn)在的1%提高至4%。

3 建議

(1)我國應(yīng)加大天然氣發(fā)電及 IGCC發(fā)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(dǎo)致我國對煤炭資源的依賴性過大。天然氣發(fā)電和 IGCC發(fā)電具有污染物排放量低、運行靈活等優(yōu)點。“十二五”期間我國政府應(yīng)盡快出臺相關(guān)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(fā)電。

(2)提高能源的利用效率及工業(yè)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(fā)達國家的工業(yè)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(yè)用電比重高達 71.84%[16],2009年的工業(yè)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(fā)展可再生能源發(fā)電,加快發(fā)展核電。我國的可再生能源發(fā)電雖然起步較晚,但是我國境內(nèi)擁有豐富的風能、生物質(zhì)能、太陽能、地熱和潮汐等可再生能源,具有巨大的發(fā)展?jié)摿??？焖偬岣吆穗姳壤粌H對保障國民經(jīng)濟發(fā)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(fā)電帶來的環(huán)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(huán)境污染與防治。E-mail:leipeiss@163.com