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1.2能源消费的技术因素
1.技术因素对能源消费的影响技术因素对能源消费的影响是通过三个途径发挥作用的:
一是技术进步直接提高能源的生产效率、转换效率和使用效率,并改善能源结构,从而达到节能的效果;
二是技术进步在不增加能源消费的情况下,通过提高生产效率进而提高能源利用的经济效益;
三是技术进步带来的产业升级能够降低经济对能源的依赖度,从而降低单位GDP能耗,并最终实现经济增长和节能降耗双重目标。
技术进步对能源消费的贡献效果十分明显,特别是短期内的效果明显优于产业结构因素,是提高能源效率的决定因素,而结构调整的影响微乎其微。
能源强度变化虽然在计算公式上是由经济总量和能源消费量所决定的,但是在本质上是节能技术进步、管理水平提高和体制创新的结果。
以上分析表明,技术进步虽然是我国实现节能减排目标的重要途径,但是从现实状况看,我国的节能技术水平与世界先进水平相比还存在较大差距,由此造成能源效率水平的一定差距。
2.通过技术进步提升能源利用效率目前,国际上用于比较分析的能源效率指标,是能源生产、中间环节的效率与终端使用效率的乘积,这一方法是进行国际能源效率比较的可比性较强且较准确的方法。
改革开放以来,我国在能源效率方面取得了一定进步,但是与欧洲发达地区相比还存在一定差距。
尤其是中间环节效率、终端环节效率和综合能源效率与欧洲国家相比差距较大,这也表明我国在能源消费领域与这些国家在技术水平上的差距。
这种差距从我国在科教投入和技术成果的横向比较中可见一斑。
据国家统计局公布的数据,无论是研发经费支出占国内生产总值的比重,还是居民专利申请的数量,我国在进入21世纪后都取得了巨大进步,远远超过了同为新兴经济体的印度、巴西、俄罗斯;
特别是居民专利申请数量远远多于英国、加拿大、澳大利亚、德国,仅次于日本和美国。
但是从研究人员占劳动者的比例看,我国的情况虽然好于印度和巴西,每百万人中有852人,但是与发达国家相比,差距还非常大,只达到它们平均水平的21.9%。
其中的原因较复杂,比如,我国人口众多,劳动者受教育水平低,农民工在企业用工中比重较大;
企业与事业单位之间在收入水平和福利待遇方面因存在巨大差距,致使受过良好教育的人不愿选择到企业就业;
大量技术人员海外留学或在海外就业,等等。
由此可见,提高企业的生产技术和节能技术,不仅需要国家在资金和政策方面继续加大扶持力度,还需要配合教育制度、分配制度改革和社会保障制度建设等一系列深层次的改革,培养大量的具有高质量的科技人员,让他们在国家经济建设第一线工作得顺心、安心。
技术进步是我国实现节能减排目标的重要手段,而实现技术进步要通过市场机制和政府行为两方面的推动作用来完成。
市场机制,就是以能源消耗成本和产出效率的利益约束,作为企业改进技术、提高能源利用效率的动力源,促使企业加大技术投入和人才培养。
政府行为,就是通过政府运用惩戒与引导相结合的政策法律手段,促使和帮助企业推广使用节能技术,从而实现节能降耗的目标。
政府推动的具体措施包括:
专项科技资金的财政支持、先进设备技术引进的融资支持、有差别的能源消费定价和有差别的税率制度,以节能指标作为市场准入条件,由政府牵头的产学研合作等措施。
从实施技术进步的经验看,在今后的工作中要注意两点:
一是各级政府制定和实施措施要保持政策的连续性和足够的实施力,将推动技术进步作为长期工作加以规划;
二是要特别注重借助市场规律引导企业的行为,不仅要调动企业加大技术投入和人才培养的积极性,还要扶持和引导民间资本向节能环保产业投资,以技术进步为切入点,推动经济步入快速发展和可持续发展的良性循环。
1.3能源资源的特点
—能源资源总量比较丰富。
中国拥有较为丰富的化石能源资源。
其中,煤炭占主导地位。
2006年,煤炭保有资源量10345亿吨,剩余探明可采储量约占世界的13%,列世界第三位。
已探明的石油、天然气资源储量相对不足,油页岩、煤层气等非常规化石能源储量潜力较大。
中国拥有较为丰富的可再生能源资源。
水力资源理论蕴藏量折合年发电量为6.19万亿千瓦时,经济可开发年发电量约1.76万亿千瓦时,相当于世界水力资源量的12%,列世界首位。
—人均能源资源拥有量较低。
中国人口众多,人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平。
煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50%,石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右。
耕地资源不足世界人均水平的30%,制约了生物质能源的开发。
—能源资源赋存分布不均衡。
中国能源资源分布广泛但不均衡。
煤炭资源主要赋存在华北、西北地区,水力资源主要分布在西南地区,石油、天然气资源主要赋存在东、中、西部地区和海域。
中国主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区,资源赋存与能源消费地域存在明显差别。
大规模、长距离的北煤南运、北油南运、西气东输、西电东送,是中国能源流向的显著特征和能源运输的基本格局。
—能源资源开发难度较大。
与世界相比,中国煤炭资源地质开采条件较差,大部分储量需要井工开采,极少量可供露天开采。
石油天然气资源地质条件复杂,埋藏深,勘探开发技术要求较高。
未开发的水力资源多集中在西南部的高山深谷,远离负荷中心,开发难度和成本较大。
非常规能源资源勘探程度低,经济性较差,缺乏竞争力。
2我国电力行业的现状和发展趋势
2.1电力建设快速发展
发电装机容量、发电量持续增长。
改革开放以来到上世纪末,我国发电装机和发电量年均增长率分别为7.8%、7.9%。
发电装机容量继1987年突破1亿千瓦后,到1995年超过了2亿千瓦,2000年达到了3亿千瓦。
发电量在1995年超过了1万亿千瓦时,到2000年达到了1.37万亿千瓦时。
进入新世纪,我国电力工业进入历史上的高速发展时期,投产大中型机组逐年上升,2004年5月随着三峡电站7#机组的投产,我国电源装机达到4亿千瓦,到2004年底发电装机总量达到4.41亿千瓦,其中:
水、火、核电分别达10830、32490、701.4万千瓦。
2004年发电量达到21870亿千瓦时。
2000~2004年,5年净增发电装机容量14150万千瓦,2004年我国新增电力装机容量5100万千瓦,超过美国在1979年创造的年新增装机4100万千瓦的世界历史最高记录。
预计今年新增装机容量约为6000万千瓦,年末装机容量将超过5亿千瓦。
电源结构不断调整和技术升级受到重视。
水电开发力度加大,2004年9月,随着青海黄河上游公伯峡水电站首台机组建成投产,我国水电装机超过了1亿千瓦,达到10830万千瓦,占总装机容量的24.6%,目前在建规模约4700万千瓦。
核电建设取得进展,经过20年的努力,建成以秦山、大亚湾/岭澳、田湾为代表的三个核电基地,总装机容量达到了870万千瓦。
高参数、大容量机组比重有所增加,截止到2004年底,已投运单机容量60万千瓦及以上的大型火电机组约55台,其容量占火电装机容量的10.7%,在今后4年中将有60台以上的超临界机组建成投产,60万千瓦机组中超临界机开始兴建到2010年将有10台以上100万千瓦超超临界机组投产。
,关停了一大批耗能高、污染严重的小机组,自2000到2002年,关停的小机组约1000万千瓦。
洁净煤发电技术得到应用,采用引进技术自主设计制造的30万千瓦CFB锅炉,正在建设或开展前期工作的有10余台,2004年末约有2000万千瓦脱硫装置投入运行或在建,近几年新建火电机组几乎均同步安装烟气脱硫装置,大容量机组烟气脱硝正在逐渐实施,40万千瓦等级的IGCC机组的技术引进及开发工作正在进行。
燃气蒸汽联合循环发电技术引进取得成果,目前约有近70套9F级燃机机组正在建设或前期准备中,2005年5月大陆首台9FA重型燃气蒸汽联合循环机组投入运行,燃气轮机的装机容量不久将达到3000万千瓦以上。
2.2可在生能源发电取得进步
风力发电建设规模逐步扩大。
从“七五”开始建设风电场,到2004年底,内地已建成43个风电场,累计装机1292台,总装机容量达到76.4万千瓦,占全国电力装机的0.17%。
单机容量达到2000千瓦。
地热发电得到应用。
到1993年底,西藏地热发电的总装机达到28.13兆瓦,约占全国地热发电装机(包括台湾在内)的94%;
年发电量9700万千瓦时,占拉萨电网约20%。
太阳能发电开始起步。
至1999年,光伏发电系统累计装机容量超过13兆瓦。
2004年建成容量为1兆瓦的太阳能发电系统,这是目前中国乃至亚洲总装机容量第一的并网光伏发电系统,同时,也是世界上为数不多的兆瓦级大型太阳能发电系统之一
2.3电力发展趋势特点
市规划建设垃圾发电项目;
到2020年力争使新能源发电装机比重超过4%我国电力发展的基本方针是:
提高能源效率,保护生态环境,加强电网建设,大力开发水电,优化发展煤电,积极推进核电建设,适度发展天然气发电,鼓励新能源和可再生能源发电,带动装备工业发展,深化体制改革。
在此方针的指导下,结合近期电力工业建设重点及目标,我国电力发展将呈现以下鲜明特点:
结构调整力度将会继续加大。
将重点推进水电流域梯级综合开发,加快建设大型水电基地,因地制宜开发中小型水电站和发展抽水蓄能电站,使水电开发率有较大幅度提高。
合理布局发展煤电,加快技术升级,节约资源,保护环境,节约用水,提高煤电技术水平和经济性。
实现百万千瓦级压水堆核电工程设计、设备制造本土化、批量化的目标,全面掌握新一代百万千瓦级压水堆核电站工程设计和设备制造技术,积极推进高温气冷堆核电技术研究和应用,到2020年核电装机力争达到4000万千瓦左右。
在电力负荷中心、环境要求严格、电价承受力强的地区,因地制宜建设适当规模的天然气电厂,提高天然气发电比重。
在风力资源丰富的地区,开发较大规模的风力发电场;
在大电网覆盖不到的边远地区,发展太阳能光伏电池发电;
因地制宜发展地热发电、潮汐电站、生物质能(秸秆等)与沼气发电等;
与垃圾处理相结合,在大中城
小水电建设取得巨大成绩。
截止到2000年底,全国已建成小水电站4万多座,装机达2485万千瓦,占全国水电装机的32,4%,占世界小水电开发量的40%以上,年发电量800亿千瓦时,占全国水电发电量的36.27%。
2.4电力发展需求旺盛,发展潜力大
从今后一个较长时期来看,一方面,随着工业化、城镇化进程以及人民生活水平的提高,我国电力消耗强度会有一个加大的过程,但另一方面通过结构调整,高附加值、低能耗的产业将加快发展,即使是高耗能行业,其电耗水平也应有较大下降用电负荷增长速度高于用电量增长。
预计用电负荷增长速度高于电量增长,但考虑加强电力需求侧管理,负荷增长速度与电量增长速度的差距将逐步缩小。
预计2010年我国全社会用电量为30450亿千瓦时左右,2005年~2010年期间平均增长6%左右;
2020年全社会用电量将不低于45000亿千瓦时,后10年年均增长4%左右。
发国民经济持续快速增长,对电力的拉动作用巨大。
上世纪70年代起,我国基本处于长期严重缺电的局面,电力供应短缺是制约经济发展的主要瓶颈。
随着电力工业快速展,1997年开始实现了电力供需的基本平衡,部分地区供大于求,由于人均发电机由于人均发电装机占有量偏低,电力供应的高速增长仍难以满足更快增长的电力需求,进入新世纪,随着我国实施西部大开发战略,实行积极财政政策和扩大内需的经济方针,国民经济持续发展,电力需求增长也屡创新高。
继2001年用电增长9%之后,2002年增长11.8%、2003年增长15.4%、2004年增长14.8%。
经济较发达的长江三角洲、珠江三角洲等沿海地区电力需求持续旺盛。
从2002年下半年开始,全国电力供需状况又趋紧张,发电装机利用率(利用小时数)大幅提高,局部地区开始启用限电措施。
2003年~2004年,全国电力供需平衡继续总体偏紧。
整体看电力行业仍存在较大发展空间
2.5结构性矛盾突出,技术升级仁道远重
电源结构有待优化。
一是煤电比重很高,近几年又增长较快,所占比重进一步提高,水电开发率较低,清洁发电装机总容量所占比例较小;
二是20万千瓦及以下机组超过1亿千瓦(4403台),其中10万千瓦及以下有6570万千瓦(3993台),加之目前各地小机组关停步伐明显放缓、企业自备燃油机组增多,燃煤和燃油小机组仍占有过高比重,投入运行的60万千瓦及以上火电机组仅55台,大型机组为数较少;
三是在运行空冷机组容量约500万千瓦,与三北缺水地区装机容量相比,所占比例低,其节水优势没有体现出来;
四是热电联产机组少,城市集中供热普及率为27%;
五是电源调峰能力不足,主要依靠燃煤火电机组降负荷运行,调峰经济性较差
电力生产主要技术指标与国际水平还有一定差距。
火电机组参数等级不够先进,亚临界及以上参数机组占40%,高压、超高压参数机组占29%,高压及以下参数机组占31%;
超临界机组仅960万千瓦,占火电装机总量的2.95%。
国产大机组的经济性落后于相应进口机组,30万千瓦容量等级,国产亚临界机组的供电煤耗比进口机组高4~12g/kWh;
60万千瓦容量等级,国产亚临界机组的供电煤耗比进口机组高20~23g/kWh,比进口超临界机组高28~39.5g/kWh。
在30万千瓦、60万千瓦亚临界机组主、辅机引进消化过程中,由于主、辅机出力、可靠性等因素影响,形成从标准上、设计和管理上要求增大辅机配备裕度,直接导致辅机运行偏离经济工况,厂用电升高,机组经济性下降。
电网的平均损失率为7.71%,尚有进一步降低的空间。
清洁煤发电技术、核电技术的进步较慢,大型超(超)临界机组、大型燃气轮机、大型抽水蓄能设备及高压直流输电设备等本地化水平还比较低,自主开发和设计制造能力不强,不能满足电力工业产业升级和技术进步的需要。
3我国能源的可持续发展
3.1提高节约资源的高度
一是将节约资源提升到基本国策的高度,构建资源节约型国民经济体系和资源节约型的生活方式。
将:
控制人口,节约资源,保护环境,共同作为新时期我国的基本国策,形成创建节能型社会的政策环境和社会氛围,并建立综合反映经济社会、社会进步、资源利用、环境保护等因素和体现科学发展观的指标体系。
二是尽快改革高消耗、高污染的粗放型经济增长方式,逐步建立资源节约型过型国民经济体系,加快发展能源、资源消耗少的第三产业特别是现在的现代服务业,一、二、三次产业结构形成新的发展格局;
其二是提高产品的附加值,使得单位能源消费所创造的GDP由明显的增长,对那些高能耗、高物耗、高污染、产品附加值较低的产品应限制出口,形成有利的可持续发展的产业分工格局和国际贸易格局;
其三是降低产业能源部门能源消耗,最大限度的挖掘节能潜力;
其四是提高资源的综合利用水平,发展循环经济。
如果节能潜力能够挖掘出来,本世纪二十年的单位 GDP能耗将每年下降2.3-3.7%,虽然下降的幅度与过去20年相比可能趋缓,但仍大大超过届时世界1.1%的年均下降率。
三是调整战略重点,在继续推进工业能源的同时,加强建筑、交通等领域的节能,倡导资源节约型的生活方式。
从工业、交通、建筑三大用能部门的增长趋势看,到2020年,工业部门占能源总需求的比例将从2000年的72.7%逐步下降到55%左右,而同时交通和建筑两个部门的用能增长明显加快,用能领域的结构将发生重大变化,这是由居民消费结构升级所决定的。
节能报告指出,节能的领域,一方面今后20年能耗始终占一半以上的工业部门,仍是节能的重点领域。
另一方面需要尽快改变忽视建筑、交通节能的现状,对当前已经进入快速增长期、今后比例明显增高的建筑、交通部门,必须及早采取有效措施,万不可在坐失良机。
如果近期实施燃油税和旨在提高汽车燃油经济型的燃油效率标准,并逐步在优化交通运输结构等方面取得进展,那么到2020年交通部门可少消费8700万吨油,几乎可占届时国内原油产量的一半左右。
达到理想脱硫效果的厌氧脱硫菌。
该项目共建成示范工程7座,中试装置2座,工程投运后解决了企业废水的处理问题,并指标均优于废水排水票准,降低了建设与运行成本。
3.2加快能源企业的改革
一是改革政府管理机构。
为了解决日益突出的能源管理体制缺陷,建议按照政府分离的原则,采取两级架构,组建综合性的能源管理机构(能源部)和专业性的能源管理机构。
两者的关系是,前者主要制定国家能源战略、中长期能源发展规划、年度发展计划以及能源政策,统筹协调跨部门的关系和不同能源种类的发展;
后者是执行国家能源规划的政策,主要针对电力、天然气两个特定行业实行专职性的独立管制,对能源、资源、环境的可持续发展,目前仍存在着中央政府关注程度高、一些地方政府关注程度低的问题。
为了解决这一问题,还需要有地方能源管理机构的组织和保障。
二是加快能源企业改革。
推动超大型国有能源企业的产权制度改革,建立规范的公司法人治理结构;
积极推动电力体制改革,对石油的中下游市场向资本开放,鼓励煤炭企业的重组,推动煤电联营。
形成多种经济成分共同发展的能源产业。
提高能源研发投入力度,实现重点技术突破。
形成由效的创新激励机制社会政府管理方式改革。
彻底转变政府职能,不该管的就应坚决放,该管的必须管到位。
改革的目标是放松经济性管制,加强社会性管制。
3.3大力发展新能源
发展新能源,规划必须先行。
目前,由于政府职能转变不到位,重项目、轻规划,规划与实际结果总是差之甚远,规划滞后且缺乏约束性,导致无序发展、资源浪费的问题十分突出。
新能源并网难、消纳难、调峰难,装机多而发电少、速度快而效益低,一些不具备资源条件的地区,也盲目提出打造新能源基地.因此,必须从战略全局编制统一、长远、科学的能源和新能源发展规划,强化规划的严肃性和约束力。
规划一要解决电源与电网同步配套问题,保证项目有效益,送得出;
二要处理好新能源发展与传统能源清洁高效利用的关系,要与产业结构调整相结合,鼓励发展分布式、就地消纳的新能源;
三要因地因网制宜,注重新能源资源的有效利用,对不宜远距离输送,也无法就地消纳的,应暂缓发展,避免浪费。
地方规划必须国家政府规划实际应用是新能源发展中的瓶颈,通过新技术提升应用性是主要途径,因此,还需要在制约新能源实用的诸多方面扫清障碍。
一是基础设施的完善。
如电网布局、智能电网改造,新能源汽车赖以运行的充电站建设等,通过完善基础设施,为新能源的应用提供基本条件。
二是完善补贴机制。
新能源虽然清洁,但其技术实现成本较高,所以出于公共利益的考虑,国际上普遍采用价格补贴的方法鼓励供给和消费。
中国目前也有价格补贴机制,但仅针对风能发电。
因此,需要在补贴领域和补贴方法上进行扩展,如财税支持等,以完善新能源的补贴机制。
三是调整能源利益结构。
如大型电网公司出于企业利益而对新能源发电“明热暗冷”,实质是能源利益结构所致。
国家应该通过补贴或绩效考核等途径,对现有能源利益结构进行调整,甚至也可以采取强制办法让国有大企业为公共利益让步。
只有多管齐下,才能为提高新能源的实用性扫清障碍。
必须掌握新能源发展的核心技术。
新能源发展关键在核心技术,不在装机容量。
目前,新能源的许多核心技术我们还没有掌握,关键设备依赖进口。
政府要完善新能源领域的科技创新体制,大力推动基础科研和核心技术攻关,加大科研投入和政策扶持力度,建立和完善新能源技术标准体系,加强检测、认证等技术服务。
要遵循市场机制,吸引社会各类资金参与技术研发,加大对企业自主研发投入的税收优惠,发挥风险投资基金等的作用,加快科研成果的转化。
必须完善新能源发展的政策体系。
我国目前以电价补贴为主的新能源发展政策,更多地扶持了产业的中下游,刺激了产能,而没能有效提升自主创新能力。
必须改革新能源补贴办法,加大对新能源研发的扶持力度,设立新能源研发专项基金,鼓励各级财政贴息支持新能源研发。
完善新能源电价加价政策,将新能源电价补贴额度,分解到地方,与各地区新能源核准项目相衔接。
对自发自用的新能源,应同样按照国家规定给予补贴新能源的开发利用、成本降低终究要依靠技术创新来实现。
中国目前的技术创新整体水平较低,在新能源技术领域尤其明显。
在风能和太阳能领域,关键部件和核心工艺技术严重依赖进口,新能源产业链的高端环节非常薄弱,形成又一个低附加值陷阱。
实用性的提高直接取决于相关技术,如智能电网技术,不仅可以解决新能源发电并网问题,而且每年可减少能源损耗5%-10%左右。
以2008年35000亿度的用电总量计算,中国每年可节省2000亿元。
对于投资巨大、外部性明显的新能源技术研发,必须以国家投入为主、社会资本参与的方式,建立公共研发平台和检测平台,成立工程技术中心,在技术研发、风险投入、上市融资等方面加大政策倾斜,形成集研发应用于一体的产学研技术创新体系。
另外,还可以借鉴国外做法,利用新能源产业基金投资新能源技术研发
新能源多元化发展。
除风能、太阳能之外,中国还有很多方向可以选择,如生物质能源、沼气、垃圾焚烧、地热等。
以生物质能源为例,中国可以因地制宜地发展非粮食生物能源,而且潜力巨大。
中国工程院一份重大咨询项目研究表明,中国可用的农林有机废弃物年产能4.74亿吨标煤,利用边际性土地种植能源植物年产能4.25亿吨标煤,两项合计年产能潜力为8.99亿吨标煤。
在中国边际性土地中,有宜于农垦的后备土地733.7万公顷(1.1亿亩)及现耕地中的低产田28480.09万公顷(4.27亿亩);
宜林荒山荒坡地5709.52万公顷(8.56亿亩)及现有的薪炭林、油料林和灌木林5175.92万公顷(7.76亿亩),整个累计面积与现有耕地面积相当。
所以中国在农林有机废弃物(农作物秸秆、畜禽粪便、林业剩余物等)和能源植物(薪炭林、木本油料林和灌木林)利用上大有可为,应重点发展农林废弃物(如秸秆)发电、生物质液体化(如生物柴油)和生物质燃料等。
目前中国除少量低产农田外,所有边际性土
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