新能源发展对我国能源格局影响的研究及其低碳效益的比较分析

新能源发展对我国能源格局影响的研究及其低碳效益的比较分析发表时间：2012-02-10来源：国家能源局字体：[大][中][小][打印][关闭]新能源发展对我国能源格局影响的研究及其低碳效益的比较分析（研究单位：中国南方电网有限责任公司）一、前言金融危机后，美国总统奥巴马提出的“新能源政策”引起了全世界关注，在我国也引发了对新能源发展、低碳经济的热议，正确认识我国新能源发展的趋势及其对未来能源格局的影响和对低碳经济的贡献，对实现新能源在电力工业中的持续、协调、科学发展具有十分重要的意义。二、发展新能源对我国能源格局的影响当前，新能源的大规模开发利用主要是通过电力转化来实现。因此，本研究也主要通过分析新能源在我国未来电源结构中的规模和比例，研究新能源对我国能源格局的影响。（一）我国的电源结构现状我国目前的发电量结构中，煤电占81%左右，新能源的比例很小（如图20.1）。这一特点是由我国能源生产、消费和资源条件决定的。图20.1我国2008年电源结构（发电量构成）图20.2我国能源生产、消费、储量结构示意图（2007年）（二）国内外机构、专家对我国新能源规模的预测国际能源署、中国科学研究院能源战略研究组、我国电力规划专家吴敬儒分别于2005年、2006年、2007年对我国未来电力装机和新能源装机进行了预测，其结构分别如图20.3、图20.4、图20.5所示。图20.3国际能源署对我国电源装机结构的预测图20.4中国科学院能源战略研究组对我国2020年装机容量的预测图20.5吴敬儒对我国电力装机结构的预测从以上三方国内外机构、专家对我国新能源规模的预测可以看出：在装机总量上，三方预测的差异较大，国际能源署、中国科学研究院能源战略研究组的预测较保守，吴敬儒的预测更加接近实际。在装机结构上，三方的预测均反映出三个特点：一是从总体发展趋势上，新能源发展速度高于电力整体发展速度，新能源发电所占比例逐渐提高；二是尽管新能源发展迅速，但到2020年其规模仍然不大、比例仍然不高，最高为吴敬儒预测的4%（图20.5中风电加其他新能源）；三是尽管煤电比例在下降，但到2020年其规模仍将不断扩大，最低为59%，仍然占主导地位。（三）2020年我国新能源发展规模分析据有关报道，我国将于近期出台的“新兴能源产业发展规划”将大幅提升原有的2020年发展目标，其中风电装机规模由3000万千瓦上调为1.5亿千瓦、太阳能发电装机规模由180万千瓦上调为2000万千瓦、核电装机规模由4000万千瓦上调为7500万千瓦，水电装机规模维持在3亿千瓦，生物质发电规模维持在3000万千瓦。依照这一大幅提升的目标，按照2020年总装机达到16.5亿千瓦规模可以推算得到调整后的装机结构和发电量，如图20.6所示。图20.6依预计规划目标对我国2020年装机、发电量结构的分析和比较从图20.6可以看出，依照调整后的目标规划，2020年我国新能源装机规模将达到2.1亿千瓦，占装机总量约13.1%，煤电的装机比例约为65.2%。新能源每年发电量约4830亿千瓦时，占发电总量约6.6%，煤电发电量仍占发电总量约71%（如图20.7）。据此推算，即使实现大幅调高后的规划目标，新能源的比例仍然不大，煤电仍然占主导地位。图20.72020年发电量结构预测示意图（按照大幅调整后的规划测算）三、发展新能源的低碳效益比较分析（一）发展新能源的低碳效益分析按照2020年风电、生物质能发电、太阳能发电装机分别达到1.5亿千瓦、2000万千瓦、3000万千瓦计算其低碳效益，详见表20.1。表20.1发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位国家中，火电所占比例在60%以上的有12个国家（如图20.8）。我国火电比例与发达国家相当，只是发达国家火电中的油电、气电比例相对高些，我国火电中煤电占绝大部分。这与各国一次能源生产结构（化石能源资源比较丰富国家）或国际能源供应情况（化石能源资源较少国家）密切相关。图20.8主要国家2007年电源结构（发电量构成）图20.9主要国家2007年一次能源生产结构（生产量构成）煤电的污染高于油电、气电，而我国以煤炭为主的能源消费结构决定了我国煤炭的高效清洁利用任重道远，同时也大有潜力，主要体现在以下两个方面：首先，把煤炭更多地用于发电。我国煤炭发电平均效率为35%左右，而发电以外的工业煤炭平均利用效率29%左右，民用煤燃烧平均热效率为15%左右。把煤炭更多地用于火力发电是发达国家煤炭利用的主要措施，一些发达国家80%以上的煤炭用于发电，美国90%以上的煤炭用于发电，而我国2008年煤炭消费量中用于发电的比例为45%左右。应提高煤炭用于发电的比例，减少煤炭直接被小型工业、民用锅炉以及居民直接使用的比例。如果按照国家发改委能源所提出的，2020年我国70%的煤炭用于发电，以2008年的煤炭消费量初步测算，可节约1.4亿吨标准煤。其次，降低供电煤耗、提高发电效率仍有空间。2008年我国火电平均单机容量9.41万千瓦，60万千瓦及以上机组容量占总容量31.27%，30万以上机组占65.18%，与发达国家相比平均单机容量较低、大型机组的比例不高。2008年我国6000千瓦以上机组供电煤耗345克/千瓦时，日本火电机组供电煤耗为299克/千瓦时，韩国为300克/千瓦时，意大利为303克/千瓦时。如果2020年我国供电煤耗降低到322.62克/千瓦时，按2008年火电发电量计算，可节约煤炭0.64亿吨标准煤。同时，我国煤炭发电平均效率为35%左右，目前超临界发电效率45%，整体煤气化联合循环（IGCC）等技术效率可达53%，天然气联合循环发电技术效率可达65％，热电联供效率可达80％以上。这些技术对于煤炭利用效率的提高具有显著的效果，但目前应用较少，应积极研究，结合实际进一步积极推广。通过上述两项措施，2020年通过煤炭清洁高效利用届时可节约2.04亿吨标准煤，减少二氧化碳排放4.5亿吨。（三）发展水电、核电的低碳效益分析按照2020年我国水电、核电装机分别达到3亿千瓦、7500万千瓦测算，到2020年每年新增的水电、核电发电量分别相当于减少二氧化碳排放3.86亿吨、3.6亿吨，详见表20.2。表20.2我国水电、核电低碳效益分析（四）全社会节能的低碳效益分析我国的发展阶段决定了对能源的刚性需求，而粗放型的发展模式大大放大了这种需求。主要国家的发展经验表明，通过调整产业结构、政策扶持、科技创新等措施，可以大大降低工业化阶段的单位产值能耗。据国家发展改革委能源研究所预测，如果采取严格的节能政策，到2020年我国全社会有望每年节约10亿吨标准煤，减少二氧化碳排放22亿吨。（如图20.10）图20.10我国未来能源需求示意图通过以上分析可以看出，我国实现低碳经济发展效果最显著的还是全社会节能。在此基础上，到2020年按照各种能源对低碳经济贡献大小依次是：第一是煤炭的高效、清洁利用；第二是发展水电；第三是发展核电；第四是发展新能源，依次为风电、生物质能发电、太阳能发电（如图20.11）。图20.11到2020年各种能源发展对低碳经济贡献测算示意图因此，应该以更加宽阔的视野看待低碳经济。发展低碳经济不仅仅是发展新能源，我国的能源发展还应坚持开发与节约并重、节约优先的方针，节约下来的能源是最绿色的能源。同时，煤炭的清洁高效利用，大力发展水电、核电等能源的低碳效益巨大，在发展新能源的同时，不应忽视传统能源的开发和高效清洁利用，应把握重点以确保取得实效。四、结论和建议（一）结论一是发展低碳经济、绿色经济是不可逆转的世界经济发展趋势。必须正视新能源的到来、适应这种变化，并密切关注、积极参与新能源的发展。二是我国未来的能源格局中，新能源发电的比例将不断上升、煤电比例逐渐下降，但新能源从辅助能源成为主要能源还需要一个长期的过程，这是我国自然资源禀赋、经济发展阶段和新能源发展特点决定的。三是在注重通过发展新能源实现低碳效益的同时，不应忽视全社会节能和传统能源特别是煤炭的节能、高效、清洁开发利用。四是随着国家对新能源支持力度的不断加大，新能源技术、大规模储能技术、电动汽车技术、智能电网技术的不断进步，以及新能源开发成本的降低、性价比的提高，新能源的发展速度和规模有可能进一步加快。当前对待新能源的发展有两种倾向：一是过于乐观，认为新能源时代已经到来，在不久的将来就会成为能源的主导，从而盲目扩大产能，期望通过产能的迅速扩张而不是技术创新和质量优势获得市场领先；二是过于悲观，基于目前的技术水平、产业能力、市场前景，认为新能源发展还遥遥无期，或是即使在未来也难担重用，低估了未来新能源发展的能源、环境及社会价值。应当看到，低估新能源的意义将贻误发展时机，而忽视新能源发展的客观规律，拔苗助长将会重创新能源产业的发展后劲，产生的危害可能更大。（二）对国家层面的建议一是大力推进全社会节能，实行严格的节能政策。我国正处于工业化加速发展的时期。工业在GDP的比重约为四成，能源消耗约占七成，既是国民经济的支柱，也是耗费能源、资源的最主要产业。中央经济工作会议提出的“调结构”既是转变发展方式、调整结构、促进经济发展的要求，也是推进节能减排的重要方面。首先应调整能源消费结构，逐步提高第三产业占整个经济结构的比重，大力发展高新技术产业；其次应淘汰落后产能，严格控制高耗能、高污染行业盲目发展；第三应鼓励、支持工业企业通过技术改造、提高管理水平和使用新技术、新工艺、新装备、新材料，提高资源能源利用效率，促进循环经济模式的应用，推行清洁生产和资源综合利用，加强工业“三废”污染防治；第四应加强节能减排宣传教育，倡导全社会节能。二是积极推进煤炭的高效和清洁利用。首先应提高煤炭用于发电的比例，减少煤炭直接被小型工业、民用锅炉以及居民等低效率直接使用的比例。其次应继续推行火电“上大压小”，提高煤炭利用效率，特别是在新建火电机组中应大力推进高效能机组。第三，应大力支持、鼓励燃煤机组应用脱尘、脱硫、脱硝设备，倡导清洁发电。三是积极发展水电、核电等清洁能源。世界上水能资源丰富的国家都采取优先发展水电的战略和政策。按理论蕴藏总量计算，目前世界主要水电大国水能资源的开发利用程度多在20%-30%。我国水能资源居世界第1位，但资源开发利用程度不足10%。从世界范围来看，核电在电源结构中的比例近20多年来呈上升的态势。目前，世界GDP前15位国家中核电发电量比例超过10%的国家有9个，我国核电发电量所占比例仅为2%左右。因此，水电、核电发展前景广阔，低碳效益明显，应继续积极鼓励支持。四是大力推进新能源的科学、可持续发展。当前发展新能源的重点应是建立新能源可持续发展的机制和环境，包括：加强新能源发展规划，合理布局；完善政策法规和配套的经济、产业政策；加大研发力度，掌握新能源核心技术，提高自主化技术水平等，确保新能源发展走上持续、健康、协调发展的轨道。五是发展以电为主的能源消费模式。西方发达国家在能源消费过程中，走出了一条“以煤为主—以油为主—以电为主”的路子，这同样适用于中国。按供电煤耗法初步测算，2008年电力消费占能源消费总量44%，与美国相当，略低于日本、加拿大等国家，但这并不能反映我国电气化程度已达到发达国家水平。我国电力消费中绝大部分为工业用电，居民生活用电仅占12%，而美国、德国、日本居民生活用电比例分别为35%、34%、28%。因此应大力提高电力在全社会能源消费、特别是居民生活能源消费中的比重。这样有三方面好处：首先可以进一步推进减少煤炭、石油在能源终端消费的使用，将更多煤炭用于发电以提高煤炭使用效率，并缓解对石油的依赖。其次可以减少环境污染，电能是一种清洁能源，电气化普及程度较高的地区空气质量也优于其他地区。第三有助于推进新能源发展。新能源大规模利用的主要形式是转化为电力，大力发展新能源发电的同时，必然需要不断扩大电力在终端能源消费中的比例，以实现新能源逐步替代化石能源。