转帖]21世纪中国能源工业面临的挑战

[21世纪中国能源工业面临的挑战

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周凤起 [国家发展计划委员会能源研究所]

一、中国已成为世界能源生产大国

改革开放以来,我国能源工业保持了较快的增长。1997年我国原煤产量1373.0Mt,居世界第二位,占世界煤炭总产量的29.5%,发电量达1104.5TkWh,仅次于美国,居世界第二位,原油产量162.1Mt,居世界第五位;天然气产量24.5Bm3, 居世界第18位,中国在进入21世纪时,已拥有世界第三位的能源生产系统,与此同时,中国的节能工作取得了明显的成效,1996年相对1980年的能源强度下降了50%,年均节能率达到4.4%,这在发展中国家还是比较少见的。

二、21世纪面临的挑战

1.人均能耗低

我国一次能源消费量己超过俄罗斯,居世界第二位。能源消费总量虽大,但人口过多,人均能耗水平很低。从世界上来看,经济越发达,人均能源消费量越多。下个世纪中叶,我国要实现邓小平第三步的发展目标,国民经济要达到届时中等发达国家的水平,人均能源消费量必将有很大的增长。

1994年人均能源的消费量1433千克油当量(kgoe)世界发达国家为5066kgoe,发达国家在1980年人均能源消费量已经达到4644kgoe,最近加入经济合作与发展组织(OECD)的韩国1980年的人均能源消费最1087 kgoe,到1994年人均能源消费量上升到2982kgoe。

根据国际有关能源机构预测,到2050年世界人均能源消费量为2~2.5吨油当量(toe),OECD国家平均为5.6-6.7toe;如果特别强化生态因素制约,则2050年世界平均能源消费量1.4toe。OECD国家为3toe,则我国届时人均能源消费量至少是2.0-2.5toe。这个数值仅达到目前OECD国家的低限值,低于目前OECD国家人均消费量50%的水平。

根据以上设想,如果2050年时我国人口总数为14.5~15.8亿,一次能源需求总量为:2.9-3.95Btoe,约为目前美国能源消费总量的1.5~2倍左右,为届时世界能源消费总量16%~22%。

可见从量的方面来看,这是一个严重的挑战。

表1 部分国家人均能源消费比较 单位:kgoe/人

年份 中国 美国 日本 法国 英国 意大利 韩国 加拿大 德国

1980 421 7908 2972 3539 3572 2466 1087 7854 4587

1994 664 7819 3856 4042 3772 2707 2982 7854 4128

资料来源:世界银行,1996%年世界发展报告,1997年6月。

表2 世界不同收入组人均能源消费量 单位:kgoe/人

年份 世界平均 低收入国家 中等收入国家 高收入国家

1980 1419 248 1537 4644

1994 1433 369 1475 5066

资料来源:同表1。

2.能源效率低

根据联合国欧洲经济委员会(ECE)的能源效率评价和计算方法,能源系统的总效率由三部分组成:开采效率(能源储量的采收率)、中间环节效率(包括加工转换效率和贮运效

率)、终端利用效率(即终端用户得到的有用能与过程开始时输入的能量之比)。中国学者侧算了中国l992年能源系统的总效率为9.3%。其中开采效率32%,中间环节效率70%,终端利用效率41%。中间环节和终端利用效率的乘积通常称为“能源效率”。1992年中国能源效率为29%,约比先进国际水平低10个百分点,终端利用效率也低10个百分点以上。

我国研究人员对中国1980年、1995年的能源效率也进行了计算,并和OECD国家70年代初、90年代初的相应数据进行比较,见表3。

表3 中外能源效率比较 单位:%

项目 中国 OECD国家

1980 1995 70年代初 90年代初a

一次能源投入到终端利用(中间环节) 77.43 75.82 76.0 75.0b

终端利用

农业

工业

交通运输

城市民用和商业

合计

23.3

33.7

15.6

23.5

33.4

29.5

44.16

30.0

45-50

45.21

30.0

50.0

23.0

45.0

42.0

36

65

30

60-65

55

能源效率(1*2) 25.86 34.31 32.0 41

注:a.中间环节效率下降是由于一次能源转换成电力的比例上升;b.本表中OECD国家90年代的数据是OECD国家70 年代未时的预测数。

由上表可见,我国1995年的能源效率相当于OECD国家70年代后期的水平,终端利用环节的效率仅略高于OECD国家70年代初的水平,工业部门的能源利用率比OECD国家70年代初的水平尚低5个百分点。

如果我们想用较低的人均能源来实现现代化的生恬水平,就必须创造出比发达国家更高的能源效率,但目前中国能源效率仍远低于发达国家,这就是差距,也是对我们的严峻挑战。

3.人均能源资源不足

中国拥有居世界第一位的水能资源,居世界第二位的煤炭探明储量,石油探明采储量居第11位。已探明的常规商品能源资源总量是1550亿吨标准煤(Btce),占世界总量的10.7%。但

中国人口众多,人均能源资源探明量只有135吨标准煤(Btce),相当于世界平均拥有量264(Btec)的51%。我国煤炭人均探明储量为147吨,是世界人均值208吨的70%,石油人均探明储量2.9吨,为世界人均数的11%,天然气为世界人均数的4%;即使水能资源,按人均数也低于世界人均值。

4.以煤为主的能源结构急需调整

中国过分高度依赖煤炭的消费,煤炭在一次能源消费构成中占75%,过多地使用煤炭必然会带来效率低,效率差,环境污染严重的后果。

(1)大量燃煤、环境污染严重。1997年全国SO2排放量2346万吨,居世界第一位,其中78.9%来自工业排放。城市SO2年均值浓度在3-248μg/m3范围之间,全国年均值为66μg/m3。52.3%的北方城市和37.5%的南方城市年均值超过国家二级标准(60μg/m3),北方城市年均值为72μg/m3;南方城市年均值为60μg/m3,很多城市SO2浓度大大超过世界卫生组织(WHO)推荐的标准值(40-60μg/m3)。

我国由于SO2排放引起的酸雨污染已扩展到全国整个面积的30%~40%,根据有关研究的结果,酸雨造成的经济损失,已接近当年国民生产总值的2%。

1997年全国烟尘排放量达1873万吨,其中工业烟尘排放量占83.6%,城市总悬浮颗粒物TSP年均值浓度在32-741μg/m3范围之间,全国年均值为291μg/m3,超过国家二级标准(200μg/m3)的有67个城中,占城市总数的72.0%,北方城市年均值为381μg/m3,南方城市为年均值2μg/m3。北京、天津、重庆、济南、太原等均居世界上烟尘污染最严重的城市之列,其TSP值比WHO推荐值(40-60μg/m3)高很多倍。

城中氮氧化物年均值浓度在4-140μg/m3范围之间,全国年均值为45μg/m3。北方城市年均值为49μg/m3,南方城市年均值为41μg/m3。34个城市超过国家二级标准(50μg/m3),占统计城市的36.2%,其中广州、上海、北京三市NOx污染严重,年均值浓度超过μg/m3。

我国能源使用排放的CO2约占各种温室气体排放量的80%,它随能源消费量的增加而增加。据国际能源机构(IEA)的计算,1995年全球CO2总排放量为220亿吨,中国为30亿吨,占13.6%,仅次于美国的52.29亿吨(占23.7%),美国已经承诺到2008~2012年比1990年减排7%,中国的能源消费仍将随经济的发展而增长,故CO2排放量有可能在2O20-2030年间超过美国,届时我国不仅面临着温市气体排放问题的政治和外交方面的压力,我国经济发展和对外贸易也可能面临新的问题。

中国的环境污染与大量消耗煤炭有关, 1995年中国煤炭消费量占世界煤炭总消费量的29%, 70%的TSP,90%SO2、60%的NOx和85%的矿物燃料生成的CO2来自燃煤,要保护环境必须努力减少煤炭在一次能源结构中的比例。

(2)能源效率低

中国的能源利用效率远低于西方发达国家,从单位GDP的能源消费上看,无论用官方汇率还是用购买力平价PPP法计算,中国的能源效率都属世界上最低的一类,再从主要耗能产品的单位产品能源消耗上看也比发达国家高12%~55%。

能源效率低与以煤为主的能源结构有密切关系,一是以煤为燃料的中间转换装置效率低,二是以煤为燃料的终端能源利用装置效率又低于液体或气体燃料。以煤为主的能源结构能源效率比以油气为主的能源效率低8~10个百分点。


表4 1994年国内外单位产值能耗比较(1990年价格)

项目 中国 日本 法国 美国 德国 瑞士 意大利 英国 加拿大

单 耗

tce/103

美元 2.26 0.214 0.257 0.486 0.271 0.157 0.20 0.314 0.543

倍 数 1.0 10.6 8.8 4.6 8.3 14.4 11.3 7.2 4.2

表 5 1995(1994) 年国内外单位产品能耗比较

主要工业产品 中国 国际先进 比重(%)

火电厂煤耗(gce/kwh) 412 325 126.8

钢可比能耗(kgce/t) 976 629 155.2

粗钢综合能耗(kgce/t) 1184 820 144.4

电解铝能耗直流电(kwh/t) 14736 12956 113.7

炼油单位能耗(kgce/t) 21.91 19.46 112.6

合成氮综合能耗(kgce/t)(天然气) 1268 930 136.3

水泥熟料综合能耗(kgce/t)(大中型) 175 113.2 154.6

粘胶短纤维耗电(kwh/t) 1955 1450 134.8

(3)交通运输压力大

中国煤炭生产基地远离煤炭消债中心,形成了西煤东运,北煤南运,煤炭出关的强大物流,不仅运量大,而且运距长。历年煤炭运量占铁路运量的40%以上,沿海和长江中下游水运运量中煤炭约占1/3。山西北部的煤运到上海2000多公里。到广州3300多公里,过多的使用煤炭,必然会给运输带来巨大的压力。

5.能源供应安全

中国未来能源供应安全问题主要是油气可靠供应问题。从表6可见,1996年起中国成为石油净进口国,这种趋势还将继续。石油进口依存度(净进口量占消费量比重)预计2000年为20%左右,2010和2020年将分别达到30%和40%。天然气进口依存度在2010和2020年将分别达到15%和25%。

表6 1980~1997年中国石油进出口量 单位:Mt

项目 1980年 1985年 1990年 1991年 1992年 1993年 1994年 1995年 1996年 1997年

原油

出口 13.31 30.03 23.99 22.60 21.51 19.43 18.55 18.85 20.40 19.83

进口 0.37 2.92 5.97 11.36 15.67 12.35 17.09 22.62 35.47

净进口 -12.94 -30.03 -21.07 -16.63 -10.15 -3.76 -6.2 -1.76 2.22 15.64

油品

出口 4.20 6.21 6.33 6.82 5.98 3.72 3.79 4.14 4.17 5.59

进口 0.46 0.90 3.94 5.91 7.78 17.29 12.89 14.40 15.83 23.80

净进口 -3.74 -5.31 -2.39 -0.91 1.80 13.57 9.10 10.26 11.66 18.21

石油净进口 -16.68 -35.34 -23.46 -17.54 -8.35 9.81 2.90 8.50 13.88 33.85

资料来源:《中国海关统计年鉴》。

三、中长期能源发展战略

1.节能优先战略

提高能源利用率是确保我国中长期能源供需平衡的先决条件,中国人口基数大,到下世纪中叶将超过15亿。无论是从国内资源还是世界资源的可获量考虑,中国只有创造比目前工业化国家更高的能源效率,才可能在有限的资源保证下,实现高速经济增长和达到中等发达国家人均水平,如果仅从增加供应量出发,则无法确保能源供需平衡。因此,在国家能源发展战略上要充分体现把提高能源效率作为基本出发点。

根据大量案例研究和综合分析,提高能源效率的节能潜力很大。如果用国际上先进的技术和设备替代现有落后技术和设备,全部节能潜力可达目前能源消费量的50%,如用国内已有的先进技术和设备进行落后设备的更新,总节能潜力可达目前能源消费量的30%。

2.优化能源结构

半个世纪以来,世界上大多数国家早已完成了由煤炭时代向石油时代的转换,现在正向石油、天然气时代的过渡。煤炭1950年在世界一次能源结构中占75.7%, 1970年下降到30.5%, 1996年为26.9%,而1996年世界能源结构中石油占39.5%,天然气占23.5% 二者共占63%。

从世界各国发展趋势看,工业化国家无一例外均采用了以油、气燃料为主的能源的路线,逐步减少固体燃料的比例是世界各国提高能源效率,降低能源系统成本,提供优质能源服务的必然选择。OECD国家的一次能源结构中煤炭比例均小于30%,其中能效高的法国、意大利等国更低,中国由于历史的原因,一直维持着以煤为主要能源的结构,但随着消费量的增大,其弊端日益明显。

中国要改变能源消费以煤为主的状态需要几十年的时间,但是我们必须清醒地认识到这个问题,并从现在起就向着这个方向努力,由于中国能源消费总量巨大,优质能源所占比例过小,因而想单纯依靠某种优质能源进行替代都是不现实的。大家都知道,OECD国家油气比例在60%以上,中国现在为20%,如果我们想把这个比例在2020年提高到30%,就要供应350Mt原油

和2000亿立方米天然气。水电装机容量2000年是7000万千瓦,核电210万于瓦,到2020年,水电将达到2.1亿千瓦,核电达到4000万干瓦,届时可分别占一次能源的10%和3.7%。可见能源供应优质化是一项分艰巨的工作。需要采取多种措施去发展多种优质的清洁能源。从全国来看,改变以煤为主的能源结构需要很长的时间,但某些大城中可否先行,率先实现能源供应的

优质化?

3.发展清洁煤技术

即使我们努力去实现能源结构优质化和多元化,煤炭在未来几十年中仍将是我国的主要能源,因此清洁地利用煤炭必将是能源工业的重要任务之一。

近期来看,首先要把国内已经商业化或有条件商业化的技术纳入国民经济和社会发展规划加以推广,如扩大原煤人洗比例,提高型煤的普及率,推广水煤浆的应用,从长远来看应减少煤炭在终端的直接利用,提高煤炭转换为电力和气体、液体燃料的比例,必须发展清洁煤燃烧技术。

4.保证能源供应安全

为了保证能源供应的安全,降低进口的风险,拟采取以下措施:

• 多无化、多边化和多途径

多元化指进口多种油气产品,多边化指从多国或多地区进口油气,多途径是指进口方式的多样化。直接进口、合作开发在国外建立石油基地等。考虑到今后进口原油主要来自中东,除马六甲海峡外,开辟泰国南部的原油通道将有利于石油供应的安全。建立东北亚能源供应共同体,将更适应世界多极化发展的格局。

• 建立储备制度

完备的石油储备制度是能源供应安全的保障,中国需立即着手建立国家和地区的石油储备体系。

• 石油的替代

一是水煤浆代油,此技术应积极推广;二是煤合成液体燃料,现中国分别与美国、日、德等国合作研究开发;三是生物质液化,可引进技术或进行合作生产;四是发展天然气汽车和电动汽年。

5.提供优惠政策推动可再生能源的发展

从根本上来说只有可再生能源才是清洁能源,因而是我们最终的追求目标。

近年来世界上可再生能源发展迅速,技术逐步趋于成熟,经济上也逐步被人们接受。欧洲一些国家拟在2010年使可再生能源在一次能源中比例达到10%,中国政府也制定了1996-2010年新能源和可再生能源发展纲要,要求15年中实际使用的可再生能源数量从目前的近300Mtce增长到390Mtce。

为加快可再生能源的发展,政府需加大研究、开发和商业化的资金投入,并提供减免税收、价格补贴、低息货款等一系列的经济激励措施。这不仅是发达国家,也是发展中国家成果发展可再生能源的共同经验。

(作者单位:国家发展计划委员会能源研究所)


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