我国电力可持续发展的战略思考(1)

-1-我国电力可持续发展的战略思考胡兆光国电动力经济研究中心一、战略环境（一）经济发展随着改革开放政策的实施二十年来，我国的经济保持年均9.7%的高速增长，1990——2000年GDP年均增长9.9%，实现了稳定发展。如图1所示，粉色曲线为我国GDP实际增长速度，其形状比较紊乱，难以分析今后的发展趋势。采用智能工程的方法[1]，分析我国经济增长的特性，得出一条特征曲线（见图1兰色曲线）[4]。它很象一条正弦曲线，其周期为9年左右，其峰值逐渐衰减。若以此作为我国经济发展的内在特性，则可以分析我国今后经济发展的趋势，为经济发展预测提供参考性依据。由图1兰色曲线可知，我国经济发展的高峰年分别为1986、1994、2003、2012及2021年，低谷年分别为1981、1990、1998、2007、2016年，即1999年开始我国经济发展进入下一轮的上升阶段，到2003年达到高峰。“十五”末期开始出现下滑，到2007年达到低谷，2008年起将会有新一轮的经济增长。以此计算，到2020年实现GDP比2000年翻两番的目标是可以达到的。（图1我国经济增长特性）（二）能源消费随着经济的发展，我国的能源消费总量很大。2002年能源消费大约1425Mtce，其中煤占66.5%，油占24.6%，天燃气占2.7%，核能占0.6%，水力发电占5.6%。我们从表1中可以看到美国的能源消费结构，其中煤占24.2%，油占39%，天燃气占26.2%，核能占8.1%，水力发电占2.5%。然而，煤在能源消费中，世界平均水平是25.5%，我国却高达66.5%。显然，煤炭消费的越多，对环境的污染越严重。这对我国的可持续发展很不利。表12002年的能源消费构成国家能源消费石油%天燃气%煤%核能%水力发电%0510152019781982198619901994199820022006201020142018-2-Mtce美国3275.73926.224.28.12.5俄罗斯914.619.254.615.45.05.8德国470.638.622.625.711.31.8英国314.73538.616.690.8加拿大412.431.325.110.65.927.2西班牙134.5/738.918.821.914.36.1澳大利亚112.93821.649.5-3.8中国1425.424.62.766.50.65.6世界13435.725.534.724.36.36.5在过去二十年，能源消费年均增长4.6%。经济的发展对能源的需求预测如图2所示，2020年将达到28亿吨标煤(tce)。图2我国能源需求05001000150020002500300019801983198619891992199519982001200420072010201320162019-3-预测（三）电力消费2000年，我国电力消耗能源占一次能源的比重为38.88%，比1980年提高了20个百分点；电力能源在终端能源消耗的比重为11.4%，比1980年提高了6.59百分点。这两个比重的提高，使得1980年到2000年，GDP由4517.8亿元增长到28778.4亿元（以1980年的物价指数计），但单位GDP所需的能源（即能源强度）由1.33公斤标煤/元下降到0.44公斤标煤/元。充分说明了电力工业的发展对全社会节能的重要作用。随着电力工业的快速发展，电力供需关系得到改善。由于环境的压力，许多地区倡导减少煤炭直接燃烧而改为鼓励用电，提高电气化水平。这将增加对电力的需求。图4显示2020年我国全社会用电量将达到4400Twh，人均电力消费也达到相对较高的水平。电气化将是我国能源发展趋势。因此，加速提高电气化水平将是中国能源发展战略的要求。electricity010000200003000040000500001980198419881992199620002004200820122016图4我国电力需求预测（四）环境问题可持续发展已经引起国际社会的高度重视，环境政策已成为可持续发展战略的延伸和实现可持续发展目标的重要调控手段。随着经济的发展，能源消费的增加，我国的温室气体排放量也不断攀高，成为仅次于美国的世界第二大排放国。环境问题已经成为我国经济发展的制约因素。我国也是世界上第二大的电力生产和消费国。电力生产是我国二氧化碳和二氧化硫的最大排放源，二者的年排放量分别各占全国二氧化碳和二氧化硫年排放量的1/3左右。我国电力工业将随着经济的发展而持续增长，其能源消耗量以及二氧化碳、二氧化硫的排放量将呈不断增加的趋势。预计2020年发电用煤将达到17亿吨（12.4亿吨tce），这对我国的电力可持-4-续发展具有很大的挑战。对此，我们必须给予高度重视。二、战略目标根据党的十六大确定的全面小康社会的经济发展目标，到2020年实现国内生产总值比2000年翻两番，也即未来18年GDP年均增长速度达到7.2%左右。为满足我国全面建设小康社会的需要，未来18年我国电力需求增长需要持续保持较快的发展速度。2020年全社会用电量将达到4400Twh左右，需要装机为9.4亿kw左右。电力工业是国民经济的基础产业，它既是促进国民经济发展的生产资料，又是人们生活中不可缺少的生活资料。进入21世纪，全社会对电力的依赖程度越来越高，对电力供应的质量也提出了更高的要求。这样，一方面社会的发展客观上要求电力工业必须以一定的规模和速度发展，另一方面受资源和环保因素的制约，发展电力工业的问题进一步显现。因此，从电力工业可持续发展的高度出发，确保电力供应满足国民经济发展的需求将是今后我国电力工业发展的战略目标。三、战略路径借鉴发达国家的经验及先进技术，我国电力可持续发展将推动全面小康社会的经济发展。为此，需要建立一个战略性的框架，从总体上判断电力价值，包括从经济的环境的、社会的属性上评估不同的电气化路径。正确建立这种电力可持续发展的战略性的框架，它将使我国跃过发达国家走过的弯路而直接进入可持续发展的电气化阶段。本文采用智能工程的方法[1],研究并且评估不同战略路径（经济的、技术的策略）对国家的电气化进程产生的影响。为我国电力持续发展提供可选择的路径。路径1常规电力发展规划2020年全国装机9.4亿kw，则今后18年需每年增加3260万kw，电源电网建设需资金2600亿元。累计需资金约47000亿元。每年将排放二氧化碳4.5-10.9亿吨（图5），18年累计二氧化碳排放136亿吨；每年将排放二氧化硫0.1-0.25亿吨（图6），18年累计二氧化硫排放3.2亿吨。024681012200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020-5-图5每年将排放二氧化碳(亿吨)00.050.10.150.20.250.3200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020图6每年将排放二氧化硫(亿吨)路径2综合资源规划如果采用需求侧管理减少电力需求，节电5%及降低高峰负荷5%，则到2020年将减少装机1亿千瓦(图8)，则今后18年平均每年需资金22亿元作为需求侧管理的成本，累计成本约400亿元。2020年需要装机为8.4亿kw左右。则今后18年平均每年需新增加2700万kw的发电装机容量，电源电网建设需资金2160亿元，累计需资金约38880亿元。今后每年将节约投资约3300-8100亿元（图9）；每年将节电约900-2200亿kwh（图7），累计节电28000亿kwh；每年将减少用煤约0.34-0.77亿吨tce（图10），累计减少用煤14.3亿吨(10.2亿吨tce)；每年将减少二氧化碳排放0.22-0.54亿吨（图10），累计减少二氧化碳排放7亿吨；每年将减少二氧化硫排放0.0053-0.013亿吨（图11），累计减少二氧化硫排放0.2亿吨。具有明显的经济效益与社会效益，也将为我国的电力可持续发展做出巨大的贡献。-6-0.000500.0001000.0001500.0002000.0002500.000200320052007200920112013201520172019图7年节电量（亿kwh）00.20.40.60.811.2200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020图8年减少装机（亿kw）0200040006000800010000200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020图9年减少投资（亿元）-7-00.20.40.60.81200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020图10年减少发电用煤（亿Tce）、减少二氧化碳排放(亿吨)00.0020.0040.0060.0080.010.0120.014200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020图11年减少二氧化硫排放（亿吨）显然综合资源规划是适合我国国情的电力可持续发展的路径。需求侧管理将是电力可持续发展的一个重要战略选择。四、战略的可行性（一）需求侧管理技术方法的可行性IRP方法和DSM技术经过20年左右的探索和实践积累了丰富的经验，在节省能源资源、改善生态环境、增强电力资源竞争能力、拓展电力营销渠道、实现最低成本能源服务等方面取得了显著的社会效益和群体效益，有力地促进了经济、能源、环境的协调发展，已成为可持续能源，电力发展战略的重要支持手段。IRP是将供应方和需求方各种形式的资源，作为一个整体进行的资源规划。IRP的基本思路是：除供应方资源外，还把需求方提高用电效率减少的电量消耗和改变用电方式降低的电力需求视为一种资源同时参与电力规划，对供电方案和节电方案进行技术筛选和成本效益分析，经过优选组合形成对-8-社会、电力公司、能源服务公司、电力用户等各方受益，又能满足同样能源服务的综合规划方案，旨在通过DSM更合理有效地利用能源资源，控制环境质量，减少电力建设投资，降低电网运营支出，稳定电网供电电价，激励终端节能节电，为用户提供最低成本的能源服务。IRP的主要特点是：更新了单纯注重以增加资源供应来满足需求增长的传统思维模式，建立了以提高需求方终端用电效率所节约的资源同样可以作为供应方替代资源这样一个新概念，使可供利用的资源显著增加，为人类提供了新的资源和财富，也为供需双方提供了更多的择优机会，能够以最低的社会成本和最好的群体效益达到经济高效配置资源的目的。不难看出：IRP方法从根本上改变了电力工业一直把用户的用电需求作为规划外在因素的做法，使电力部门的职能拓宽到终端用电的活动领域，强化了资源节约的实施能力，提高了电力资源的竞争能力，对资源配置及其管理方式产生了变革性的影响，使现行的电力管理体制更符合不断发展着的市场经济运营机制的要求，引导电力工业走上可持续发展的轨道。因此，IRP是一个开发、节能、效益、运营一体化的资源规划。需求侧管理（DSM）是对电力用户推行节电及负荷管理工作的一种模式。DSM项目的实施可以使社会、电力公司及用户都能受益。对社会而言，DSM的实施可以减少电力需求，减少了一次能源的消耗与污染物的排放，缓解了环境的压力，具有巨大的社会效益。对政府而言，可以通过实施DSM，调整能源消费结构，提高电气化水平，促进经济的可持续发展；还可以促进用电设备的更新换代，增加对高能效设备的需求，促进GDP的增长；同时还可以建立一支庞大的DSM的实施队伍，缓解就业的压力。对电力用户而言，实施DSM可以减少电力消费，降低了企业的生产经营成本，减少电费支出，提高企业能效和产品的竞争力；对供电商而言，实施DSM可