新能源發(fā)展對我國能源格局影響的研究

及其低碳效益的比較分析

（研究單位：中國南方電網(wǎng)有限責任公司）

一、前言

金融危機后，美國總統(tǒng)奧巴馬提出的“新能源政策”引起了全世界關注，在我國也引發(fā)了對新能源發(fā)展、低碳經(jīng)濟的熱議，正確認識我國新能源發(fā)展的趨勢及其對未來能源格局的影響和對低碳經(jīng)濟的貢獻，對實現(xiàn)新能源在電力工業(yè)中的持續(xù)、協(xié)調(diào)、科學發(fā)展具有十分重要的意義。

二、發(fā)展新能源對我國能源格局的影響

當前，新能源的大規(guī)模開發(fā)利用主要是通過電力轉化來實現(xiàn)。因此，本研究也主要通過分析新能源在我國未來電源結構中的規(guī)模和比例，研究新能源對我國能源格局的影響。

（一）我國的電源結構現(xiàn)狀

我國目前的發(fā)電量結構中，煤電占81%左右，新能源的比例很小（如圖20.1）。這一特點是由我國能源生產(chǎn)、消費和資源條件決定的。

圖20.1 我國2008年電源結構（發(fā)電量構成）

圖20.2 我國能源生產(chǎn)、消費、儲量結構示意圖（2007年）

（二）國內(nèi)外機構、專家對我國新能源規(guī)模的預測

國際能源署、中國科學研究院能源戰(zhàn)略研究組、我國電力規(guī)劃專家吳敬儒分別于2005年、2006年、2007年對我國未來電力裝機和新能源裝機進行了預測，其結構分別如圖20.3、圖20.4、圖20.5所示。

圖20.3 國際能源署對我國電源裝機結構的預測

圖20.4 中國科學院能源戰(zhàn)略研究組對我國2020年裝機容量的預測

圖20.5 吳敬儒對我國電力裝機結構的預測

從以上三方國內(nèi)外機構、專家對我國新能源規(guī)模的預測可以看出：在裝機總量上，三方預測的差異較大，國際能源署、中國科學研究院能源戰(zhàn)略研究組的預測較保守，吳敬儒的預測更加接近實際。在裝機結構上，三方的預測均反映出三個特點：一是從總體發(fā)展趨勢上，新能源發(fā)展速度高于電力整體發(fā)展速度，新能源發(fā)電所占比例逐漸提高；二是盡管新能源發(fā)展迅速，但到2020年其規(guī)模仍然不大、比例仍然不高，最高為吳敬儒預測的4%（圖20.5中風電加其他新能源）；三是盡管煤電比例在下降，但到2020年其規(guī)模仍將不斷擴大，最低為59%，仍然占主導地位。

（三）2020年我國新能源發(fā)展規(guī)模分析

據(jù)有關報道，我國將于近期出臺的“新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃”將大幅提升原有的2020年發(fā)展目標，其中風電裝機規(guī)模由3000萬千瓦上調(diào)為1.5億千瓦、太陽能發(fā)電裝機規(guī)模由180萬千瓦上調(diào)為2000萬千瓦、核電裝機規(guī)模由4000萬千瓦上調(diào)為7500萬千瓦，水電裝機規(guī)模維持在3億千瓦，生物質發(fā)電規(guī)模維持在3000萬千瓦。依照這一大幅提升的目標，按照2020年總裝機達到16.5億千瓦規(guī)?？梢酝扑愕玫秸{(diào)整后的裝機結構和發(fā)電量，如圖20.6所示。

圖20.6 依預計規(guī)劃目標對我國2020年裝機、發(fā)電量結構的分析和比較

從圖20.6可以看出，依照調(diào)整后的目標規(guī)劃，2020年我國新能源裝機規(guī)模將達到2.1億千瓦，占裝機總量約13.1%，煤電的裝機比例約為65.2%。新能源每年發(fā)電量約4830億千瓦時，占發(fā)電總量約6.6%，煤電發(fā)電量仍占發(fā)電總量約71%（如圖20.7）。據(jù)此推算，即使實現(xiàn)大幅調(diào)高后的規(guī)劃目標，新能源的比例仍然不大，煤電仍然占主導地位。

圖20.7 2020年發(fā)電量結構預測示意圖（按照大幅調(diào)整后的規(guī)劃測算）

三、發(fā)展新能源的低碳效益比較分析

（一）發(fā)展新能源的低碳效益分析

按照2020年風電、生物質能發(fā)電、太陽能發(fā)電裝機分別達到1.5億千瓦、2000萬千瓦、3000萬千瓦計算其低碳效益，詳見表20.1。

表20.1 發(fā)展新能源的低碳效益分析

（二）煤炭高效利用的低碳效益分析

GDP前15位國家中，火電所占比例在60%以上的有12個國家（如圖20.8）。我國火電比例與發(fā)達國家相當，只是發(fā)達國家火電中的油電、氣電比例相對高些，我國火電中煤電占絕大部分。這與各國一次能源生產(chǎn)結構（化石能源資源比較豐富國家）或國際能源供應情況（化石能源資源較少國家）密切相關。

圖20.8 主要國家2007年電源結構（發(fā)電量構成）

圖20.9 主要國家2007年一次能源生產(chǎn)結構（生產(chǎn)量構成）

煤電的污染高于油電、氣電，而我國以煤炭為主的能源消費結構決定了我國煤炭的高效清潔利用任重道遠，同時也大有潛力，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

首先，把煤炭更多地用于發(fā)電。我國煤炭發(fā)電平均效率為35%左右，而發(fā)電以外的工業(yè)煤炭平均利用效率29%左右，民用煤燃燒平均熱效率為15%左右。把煤炭更多地用于火力發(fā)電是發(fā)達國家煤炭利用的主要措施，一些發(fā)達國家80%以上的煤炭用于發(fā)電，美國90%以上的煤炭用于發(fā)電，而我國2008年煤炭消費量中用于發(fā)電的比例為45%左右。應提高煤炭用于發(fā)電的比例，減少煤炭直接被小型工業(yè)、民用鍋爐以及居民直接使用的比例。如果按照國家發(fā)改委能源所提出的，2020年我國70%的煤炭用于發(fā)電，以2008年的煤炭消費量初步測算，可節(jié)約1.4億噸標準煤。

其次，降低供電煤耗、提高發(fā)電效率仍有空間。2008年我國火電平均單機容量9.41萬千瓦，60萬千瓦及以上機組容量占總容量31.27%，30萬以上機組占65.18%，與發(fā)達國家相比平均單機容量較低、大型機組的比例不高。2008年我國6000千瓦以上機組供電煤耗345克/千瓦時，日本火電機組供電煤耗為299克/千瓦時，韓國為 300克/千瓦時，意大利為 303克/千瓦時。如果2020年我國供電煤耗降低到322.62克/千瓦時，按2008年火電發(fā)電量計算，可節(jié)約煤炭0.64億噸標準煤。同時，我國煤炭發(fā)電平均效率為35%左右，目前超臨界發(fā)電效率45%，整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）等技術效率可達53%，天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術效率可達65％，熱電聯(lián)供效率可達80％以上。這些技術對于煤炭利用效率的提高具有顯著的效果，但目前應用較少，應積極研究，結合實際進一步積極推廣。

通過上述兩項措施，2020年通過煤炭清潔高效利用屆時可節(jié)約2.04億噸標準煤，減少二氧化碳排放4.5億噸。

（三）發(fā)展水電、核電的低碳效益分析

按照2020年我國水電、核電裝機分別達到3億千瓦、7500萬千瓦測算，到2020年每年新增的水電、核電發(fā)電量分別相當于減少二氧化碳排放3.86億噸、3.6億噸，詳見表20.2。

表20.2 我國水電、核電低碳效益分析

（四）全社會節(jié)能的低碳效益分析

我國的發(fā)展階段決定了對能源的剛性需求，而粗放型的發(fā)展模式大大放大了這種需求。主要國家的發(fā)展經(jīng)驗表明，通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構、政策扶持、科技創(chuàng)新等措施，可以大大降低工業(yè)化階段的單位產(chǎn)值能耗。據(jù)國家發(fā)展改革委能源研究所預測，如果采取嚴格的節(jié)能政策，到2020年我國全社會有望每年節(jié)約10億噸標準煤，減少二氧化碳排放22億噸。（如圖20.10）

圖20.10 我國未來能源需求示意圖

通過以上分析可以看出，我國實現(xiàn)低碳經(jīng)濟發(fā)展效果最顯著的還是全社會節(jié)能。在此基礎上，到2020年按照各種能源對低碳經(jīng)濟貢獻大小依次是：第一是煤炭的高效、清潔利用；第二是發(fā)展水電；第三是發(fā)展核電；第四是發(fā)展新能源，依次為風電、生物質能發(fā)電、太陽能發(fā)電（如圖20.11）。

圖20.11 到2020年各種能源發(fā)展對低碳經(jīng)濟貢獻測算示意圖

因此，應該以更加寬闊的視野看待低碳經(jīng)濟。發(fā)展低碳經(jīng)濟不僅僅是發(fā)展新能源，我國的能源發(fā)展還應堅持開發(fā)與節(jié)約并重、節(jié)約優(yōu)先的方針，節(jié)約下來的能源是最綠色的能源。同時，煤炭的清潔高效利用，大力發(fā)展水電、核電等能源的低碳效益巨大，在發(fā)展新能源的同時，不應忽視傳統(tǒng)能源的開發(fā)和高效清潔利用，應把握重點以確保取得實效。

四、結論和建議

（一）結論

一是發(fā)展低碳經(jīng)濟、綠色經(jīng)濟是不可逆轉的世界經(jīng)濟發(fā)展趨勢。必須正視新能源的到來、適應這種變化，并密切關注、積極參與新能源的發(fā)展。

二是我國未來的能源格局中，新能源發(fā)電的比例將不斷上升、煤電比例逐漸下降，但新能源從輔助能源成為主要能源還需要一個長期的過程，這是我國自然資源稟賦、經(jīng)濟發(fā)展階段和新能源發(fā)展特點決定的。

三是在注重通過發(fā)展新能源實現(xiàn)低碳效益的同時，不應忽視全社會節(jié)能和傳統(tǒng)能源特別是煤炭的節(jié)能、高效、清潔開發(fā)利用。

四是隨著國家對新能源支持力度的不斷加大，新能源技術、大規(guī)模儲能技術、電動汽車技術、智能電網(wǎng)技術的不斷進步，以及新能源開發(fā)成本的降低、性價比的提高，新能源的發(fā)展速度和規(guī)模有可能進一步加快。

當前對待新能源的發(fā)展有兩種傾向：一是過于樂觀，認為新能源時代已經(jīng)到來，在不久的將來就會成為能源的主導，從而盲目擴大產(chǎn)能，期望通過產(chǎn)能的迅速擴張而不是技術創(chuàng)新和質量優(yōu)勢獲得市場領先；二是過于悲觀，基于目前的技術水平、產(chǎn)業(yè)能力、市場前景，認為新能源發(fā)展還遙遙無期，或是即使在未來也難擔重用，低估了未來新能源發(fā)展的能源、環(huán)境及社會價值。應當看到，低估新能源的意義將貽誤發(fā)展時機，而忽視新能源發(fā)展的客觀規(guī)律，拔苗助長將會重創(chuàng)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展后勁，產(chǎn)生的危害可能更大。

（二）對國家層面的建議

一是大力推進全社會節(jié)能，實行嚴格的節(jié)能政策。我國正處于工業(yè)化加速發(fā)展的時期。工業(yè)在GDP的比重約為四成，能源消耗約占七成，既是國民經(jīng)濟的支柱，也是耗費能源、資源的最主要產(chǎn)業(yè)。中央經(jīng)濟工作會議提出的“調(diào)結構”既是轉變發(fā)展方式、調(diào)整結構、促進經(jīng)濟發(fā)展的要求，也是推進節(jié)能減排的重要方面。首先應調(diào)整能源消費結構，逐步提高第三產(chǎn)業(yè)占整個經(jīng)濟結構的比重，大力發(fā)展高新技術產(chǎn)業(yè)；其次應淘汰落后產(chǎn)能，嚴格控制高耗能、高污染行業(yè)盲目發(fā)展；第三應鼓勵、支持工業(yè)企業(yè)通過技術改造、提高管理水平和使用新技術、新工藝、新裝備、新材料，提高資源能源利用效率，促進循環(huán)經(jīng)濟模式的應用，推行清潔生產(chǎn)和資源綜合利用，加強工業(yè)“三廢”污染防治；第四應加強節(jié)能減排宣傳教育，倡導全社會節(jié)能。

二是積極推進煤炭的高效和清潔利用。首先應提高煤炭用于發(fā)電的比例，減少煤炭直接被小型工業(yè)、民用鍋爐以及居民等低效率直接使用的比例。其次應繼續(xù)推行火電“上大壓小”，提高煤炭利用效率，特別是在新建火電機組中應大力推進高效能機組。第三，應大力支持、鼓勵燃煤機組應用脫塵、脫硫、脫硝設備，倡導清潔發(fā)電。

三是積極發(fā)展水電、核電等清潔能源。世界上水能資源豐富的國家都采取優(yōu)先發(fā)展水電的戰(zhàn)略和政策。按理論蘊藏總量計算，目前世界主要水電大國水能資源的開發(fā)利用程度多在20%-30%。我國水能資源居世界第1位，但資源開發(fā)利用程度不足10%。從世界范圍來看，核電在電源結構中的比例近20多年來呈上升的態(tài)勢。目前，世界GDP前15位國家中核電發(fā)電量比例超過10%的國家有9個，我國核電發(fā)電量所占比例僅為2%左右。因此，水電、核電發(fā)展前景廣闊，低碳效益明顯，應繼續(xù)積極鼓勵支持。

四是大力推進新能源的科學、可持續(xù)發(fā)展。當前發(fā)展新能源的重點應是建立新能源可持續(xù)發(fā)展的機制和環(huán)境，包括：加強新能源發(fā)展規(guī)劃，合理布局；完善政策法規(guī)和配套的經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)政策；加大研發(fā)力度，掌握新能源核心技術，提高自主化技術水平等，確保新能源發(fā)展走上持續(xù)、健康、協(xié)調(diào)發(fā)展的軌道。

五是發(fā)展以電為主的能源消費模式。西方發(fā)達國家在能源消費過程中，走出了一條“以煤為主—以油為主—以電為主”的路子，這同樣適用于中國。按供電煤耗法初步測算，2008年電力消費占能源消費總量44%，與美國相當，略低于日本、加拿大等國家，但這并不能反映我國電氣化程度已達到發(fā)達國家水平。我國電力消費中絕大部分為工業(yè)用電，居民生活用電僅占12%，而美國、德國、日本居民生活用電比例分別為35%、34%、28%。因此應大力提高電力在全社會能源消費、特別是居民生活能源消費中的比重。這樣有三方面好處：首先可以進一步推進減少煤炭、石油在能源終端消費的使用，將更多煤炭用于發(fā)電以提高煤炭使用效率，并緩解對石油的依賴。其次可以減少環(huán)境污染，電能是一種清潔能源，電氣化普及程度較高的地區(qū)空氣質量也優(yōu)于其他地區(qū)。第三有助于推進新能源發(fā)展。新能源大規(guī)模利用的主要形式是轉化為電力，大力發(fā)展新能源發(fā)電的同時，必然需要不斷擴大電力在終端能源消費中的比例，以實現(xiàn)新能源逐步替代化石能源。