21世纪我国的能源战略*

China’s Energy Strategy for 21st Century

黄毅诚

(中国能源研究会,北京 100863)

1 今后20年我国能源规划目标设想

21世纪这100年,时间跨度长,变化因素多。由于技术进步加快,人们生活方式的改变,不少问题现在很难看准,特别是能源消费的具体数字,很难推算准确。可在总结过去20年能源发展经验的基础上,根据已知科学技术发展趋势及我国当前具体国情提出到2020年的能源发展规划,或叫长远发展计划。这样提出的一些方针、政策和方向性发展指标,可能会更接受将来发展的实际情况。

回顾1980年编制2000年能源规划时,确定到2000年达到的目标及执行情况如下:(1)规划一次能源消耗总量为12亿t标准煤,1988年又提高到14亿t标准煤。结果到1998年全国能源生产总量已超过12亿t标准煤,但在1999年又减少到11亿t,看来原定12亿t标准煤这个数字基本是准确的。(2)原煤产量规划为12亿t,即当时提出用翻一番的煤炭产量保翻两番的国民经济增长,到1988年又高到14亿t。结果1998年已超过12亿t,但到1999年又降到10.45亿t。应该说,原定12亿t也是比较接近实际的。(3)电力规划定为发电量12000多亿kW·h,装机24000kW,到1999年已大大超过了。截止今年1月初,全国装机29800kW,发电量达到全国人均1000 kW·h。(4)原油规划为2 亿t。全国消耗总量已达到这个数字,但国内生产量1999年为1.6亿t(5)核电规划装机600kW,发电量300亿kW·h,这个目标难以完成。(6)节约能源,要求单位产值能耗降低一半,这个数字大体上可以完成。

总的说,当时所编制的2000年能源发展规划基本得到执行,保证了国民经济发展。过去20年国民经济不止翻两番,而是两番多。根据国民经济在1997年已完成翻两番(400%)估算,20年来国民生产总值增长了约500%。综合能源生产增长约200%,原煤大约也增长了200%,而电却增长了500%,发电量没能达到此数,可能是450%。这些数字,可供我们规划2020年的能源产量时作参考。

今后20年的能源发展,仍应主要根据国民经济发展速度和科学技术程度及人民生活方式的变化来确定。随着通信技术、信息技术和生物工程加速进步,世界经济发展要快于过去,加上西部大开发和加入WTO,中国经济发展速度也不会太低于过去的20年。到2000年,我国人均国民生产总值接近1000美元,今后20年再翻两番也只有4000美元,可能还赶不上一些发展快的发展中国家。

再考虑今后20年一些变化:(1)高新技术产业增长比例加大,相对减少能源消耗;(2)技术进步,各行各业单位产量能耗下降,如发展高效超临界发电机组,单位发电量能耗可下降25%(3)人口增加和人民生活用能源相应增加快于过去的20年;(4)可再生能源发展加快;(5)气体能源和核能加快发展;(6)高耗能工业,如钢铁、建材、化工的发展速度相对减慢等。这样估算,到2020年综合能源增加170%,即可达到约20亿t。其中原煤达到18亿t20年增长6亿t;电力增长250%,即达到装机7.5亿kW15亿人口,2个人1 kW

20年内国民经济平均年递增7.2%,而综合能源年递增3%左右,电力增长6%,能源弹性系数0.4,和前20年基本处在一个水平上,而电力弹性系数和前20年相比有所降低,降为0.620年执行结果还需验证。希望在20年内抓紧节能和提高能源利用效率,使能源利用效率从现在的32%提高到42%,即2年提高一个百分点。

     

523日在中国能源研究会主办的“21世纪中国能源发展战略研讨会”上的讲话摘要

2 根据我国国情制定能源生产和消费政策

要根据国情制定能源政策,进一步明确支持什么和限制什么。国情是:(1)人口众多,到 2020年全国人口将达到15亿;(2)按人口计算,国家的资源是不丰富的,多数都在世界平均水平之下;(3)15亿人口中,90%居住在全国2/5的国土上,环境空间有限;(4)能源以煤炭为主体,到2020年煤炭还占到60%。根据以上国情,不论在经济建设或在人们生活中,都要把节约能源和有效利用好能源放在十分重要的位置,使我国成为一个节约能源、高效利用能源的经济社会。

根据这个国情,应进一步创造条件抓好节能工作。例如,目前我国把自行车作为短程工具,不仅有利于节约能源,也是人们锻炼身体的好方式,应引导其更好地发展。又如,在农业上大力推广农家肥,尽量减少化肥的使用量,可节约能源,改善土地质量。应进一步发展秸秆养牛、猪、羊等,绝不能把秸秆当燃料烧掉,然后用牲畜粪便发展沼气,用沼气作为农村能源,而制沼气的液和渣都是非常高级的肥料。另外,如何处理城市垃圾很值得探讨。城市在不使用煤做饭后,垃圾中80%的物品都可回收利用。回收利用任何物资,都可节约能源。

3 对各种能源的具体发展方针、政策、布局和数量的看法

3.1关于可再生能源

在可持续发展战略中,发展可再生能源将是它的重要组成部分。我国的可再生能源十分丰富,若能充分开发利用,有可能解决我国所需要的大部分能源。

3.1.1风力发电

作为可再生能源,世界这些年发展很快,每年递增26%以上,可以说在加速发展。不少国家已确定的目标是,今后10~20年内,把风力发电的比重提高到总电量的10%。我国风力资源十分丰富,全国虽未进行详查,仅内蒙古自治区初查结果,可利用的风能就超过1亿kW。从新疆、甘肃、宁夏、内蒙古到吉林是一个大风带;内陆还有一些大风口,如鄱阳湖口处;更重要的是,有几千公里的东部沿海及岛屿。最近看到一些很有启发的信息,如丹麦今年在海边建设20台单机2000 kW的风力发电场,预计今年可建成投产;德国在北海水深20m处,建设一个100kW的风力发电场,一期100台单机5000 kW机组,二期再上100台,预计2004年建成。我国沿海风力发电潜力十分可观,沿海地区经济发达,又缺少能源,发展海上风电可能是一条解决该地区用能的好出路,很值得重视。

近年来,我国风力发电有发展,但速度太慢。存在的主要问题还是对风电认识不够,没有把它当成我国可再生能源一个重要方面军。现在全国可利用的风力资源为2.54kW。若考虑到东部近海,它的总规模肯定会大大超过可利用的水力资源。另外,当前大型风电设备基本靠进口,设备价格高,千瓦投资大,为归还贷款,上网电价远高于煤电,在市场上没有竞争力。而现在风电发展多的一些国家,风电电价一般都低于煤电。只要设备基本上由国内制造,又有一定的生产批量,可使设备价格比现在降低一半左右,千瓦平均总造价降到5000元以下是完全可能的。这样,上网电价就会低于煤电,风电就可以大发展。

现在国内常规发电设备制造厂的生产能力已有较大富余,可有计划地逐步转移2个中型制造厂出来,它们有很高的技术装配水平,只要有技术资源,转产大型风电设备不会有太大困难。但决不能再走自己从头研究起步的道路。要利用开放的大好时机,国家批准2个大的风电项目,如内蒙古的辉腾、江西的鄱阳湖,在购买一大批设备时,要求引进技术或合作生产或转让技术等,这样可很快全面掌握大型风电设备制造技术。

国外不少国家要在10~20年内使风电占到总电量的10%,美国也计划在50年内达到这个目标。我国是否第一步在2020年风电达到1000kW2050年达到1亿kW以上。可以设想,在沿海选一个海上风电发电场和在内蒙古阿拉善地区也选一个较大的风力发电场,安装单机5000 kW的风电机组几千台,用它发的电来电解水,大量生产氢气。科学家钱学森曾提出,解决我国能源问题要安装几十万台大型风力发电机组,他的预言是完全有可能实现的。

3.1.2太阳能将成为我国最大的可再生能源

我国多数地区年日照时间都超过2000h,而在西北一些地区,年日照时间超过3000h。全国可利用的太阳能有多大规模,现在还说不清楚。将来在几个特大沙漠上建设特大规模太阳能发电基地,用来生产氢气的可能性现在已可以看到。世界上光电技术及其所用材料进步很快,光电材料成本成倍下降,光电转换效率不断提高,从而使太阳能发电成本大幅度下降。预计不要10年,其发电成本就可能赶上煤电,进一步发展还会低于煤电。我国要加强这方面科研,为此要多花一些钱,使之能跟踪和赶上世界水平,到2020年建成500 kW万的太阳能发电容量。

要用现代技术组织大规模生产冬夏都能使用的真空管式太阳能热水器,其热水温度可达到120℃。大规模生产可使其成本降低到一般农民家庭都买得起的程度,这样就能在全国农村和城市推广。有100kW·h的热水,就可用溴化锂制冷,也要解决部分做饭用能。要研究一整套配套使用设备,使之成为解决我国能源特别是农村能源的一个主力。

太阳能大棚在全国已有较大规模推广,现在水平还较低,单个大棚也较小。要搞规模经济,一家一户地搞其效益受到限制。大规模推广应用,可成为改变北方农业的一个大革命。

3.1.3水电建设

我国可利用的水电资源有3.78亿kW,这20年来水电建设取得了很大成绩,到2000年开发利用程度达到约20%,最终目标要达到70%以上。今后20年内,新增水电装机目标是8000~10000万kW,每年平均投产400~500万kW。水电是最可靠的再生能源,而且在建水电时可得到通航、防洪、灌溉等综合效益。水电开发最大的问题是移民,移民应有新思路,放在全国范围来解决。当然在建设水电站时,要尽量减少淹没和搬迁。水电建设思路是:(1)在西北和西南几条大河上游,尽可能选建高坝。那里人口稀少,淹没耕地也少,可多蓄水,来调节下游水量,又可多发电。如金沙江上的虎跳峡、雅砻江上的锦屏等。(2)在人口密度大、淹没耕地多的地区,不要建高坝,要把水电站分成多级来建,如广西的大藤峡、江西的峡山等。而且单项工程投资少,可快发电,见效快。(3)给水电建设一个水电站,还贷时间也可拉长些。(4)现在建设水电站的投资,有很大的节约潜力,特别是现在有偿使用投资,在建设期间就要计算和支付贷款利息。如何降低动态总投资,应对建设程序和管理办法进行一些大改革。如电站设计和施工都要千方百计地考虑能提前发电,发了电就有收入;有些附属建筑和设施等发了电后再建设;有些设施按进度需要匹配建设;在确保建设质量的前提下强化施工进度,缩短建设周期;真正做到业主责任制,自己借钱建设和负责还款,对设计、施工、建设管理、选用和购买设备都由业主说了算。

3.1.4沼气和生物能源

沼气在我国发展已有多年历史,也取得了很大成绩。发展沼气不能走一家一户建个小沼气池的道路,它的劳动生产率和产气率低,工作又脏又费工,到了冬天产气更少,而要走现代化道路,一个村、一个养殖场、一个小城镇,都可根据资源多少,建设相应大小的沼气池,专人管理,采用现代技术,60℃高温发酵,一年四季都能高效产气。1m3沼气池容量,一天一夜24h内可产5 m3气。

为提高建设沼气的经济性,可采用夜间把沼气储存在气包里,白天用它发高峰电的方式,电网缺乏的是高峰电量,这样经济效益会更好。现在用沼气作为内燃机燃料,国外已可以作到1m3沼气发2.3 kW·h时的电。内燃机排出的废气温度在500℃左右,可回收余热(国内已有成熟技术),一方面用来加热沼气池,使其能保持在60℃工作;另一方面可以生产热水供农民用。有不少农村居住分散,建供气管网,投资大、又不安全。最好在农村就地发电,鼓励农民直接用电来做饭、取暖和制冷。农民用电,多是在供电末端,利用沼气就地发电可减少大电网的供电量,相应地减少线损,节约能源。今年20年,设想把利用大中型沼气的总能力预定在1000万kW这个目标。数字也不算大,经过努力是可以做到的。

另外还有一个生物能问题。在南美洲的巴西,已有几百辆汽车不用汽油,而用酒精作为燃料。我国在这方面要下些功夫。1999年我国已进口石油4000多万t,而且酒精对大气的污染也低于汽油。在广西看到很多山坡上都可以种甘蔗,目前我国食糖生产已过剩,能否用甘蔗来生产酒精。也可向巴西学习,调查我国还有什么可用来生产酒精。

现在国家为拉动内需,增加投入建设公路的做法是有远见的。是否能把投资建设可再生能源也列入这个清单内,使可再生能源的建设迈出大步子。投入可再生能源的资金绝对不会成为无法收回的呆帐。若利用国家的整体优势,建设时有一定批量,再加上管理组织得好,其产品就能在市场上站住脚,很快归还贷款。

3.2关于核电

现在核电多数采用压水堆,可做到确保运行安全,改进后的设计可做到更高的安全度。核电占70%以上的法国,已证明了这点。核电不产生促使大气变暖的二氧化碳,对大气环境污染很小。世界发展核电较多的国家,发电成本均可做到不高于且多数低于燃煤发电,在市场上也有竞争能力。

我国核电已取得了突破性进展,有2座核电站已投入运行多年,情况良好,现在在建的还有4座核电厂。存在的主要问题是当前核电的电价超过煤电。在我国沿海若要很好解决能源供应,确实需要发展一大批核电。

发展核电最主要的课题是要解决2个问题,一是安全,必须确保运行安全;二是发电成本,必须能竞争过煤电。我国提出发展核电已近20年了,需要很好地回顾和总结,也要关注世界其他国家在发展核电时所走过的道路,使我国核电健康地向前发展。

3.3关于电力工业

1980~2000年全国发电设备装机从约6000万kW发展到3亿多kW,满足了经济发展和人们生活需要。电力建设取得了巨大发展,国家为此出台了一系列政策:利用压油资金办电;每kW·h由征收2分钱办电;集资办电;利用外资办电;特别是准许“还本付息电价”等。电力系统全体职工为此也作出了很大努力。

今后20年,估算电力建设速度要低于前20年,但规模还是巨大的,也是世界上少有的,执行《电力法》关于电力建设要适当超前的规定。到2020年,全国发电设备总装机将达到75000万kW,即20年内要净增45000 kW。那时全国人口将达到15亿,人均用电量从2000年的1000 kW·h增加到2500 kW·h。新增45000 万kW装机(可能是44000kW)3亿kW是煤电,其它为水电、核电、风电、天然气电等。但新增加电煤供应只能有5亿t,不足部分要靠内部挖潜来解决。为此:(1)尽快发展高效超临界机组,使最新投入运行的机组净效率(供电煤耗)能达到46%~48%。这档参数的发电设备技术在国外已经成熟。利用现在开的大好时机,国家通过购买成套设备,就能带进技术。发展高效超临界机组也可带动冶金工业和其它工业的技术提高。(2)更新6000多万kW 单机容量为10kW 及以下的机组,它们每发1 kW·h 要比先进机组多耗1倍的燃料,在发达国家30年前都已淘汰了。(3)改造和淘汰部分超高压机组(主要是200MW125MW机组)。全国现有的5000多万kW机组通过大修,更换汽轮机通流部分来提高效率,降低热耗。服务已到年限的机组,也要用先进机组更新代替。(4)改造亚临界300MW600MW机组,降低煤耗。所有发电厂都要加强管理,作好保温、压红线运行,把降低电厂煤耗作为最重要的议事日程。

不论是新建还是改造燃煤电厂,都要把保护环境放在重要位置。要安装电除尘装置,除去99%以上的尘埃;安装脱硫装置,除去99%以上的SO2;安装脱氮安置,除去99%以上的氧化氮。另外,电力系统管理也要进一步改革,充分调动发电厂和供电局的积极性和创造性,使其逐步成为独立核算企业。加强管理,进行改革,降低工程造价和运行费用,最终把发电成本降下来,增加电力系统积累,使之有钱加速更新技术已老化的发电设备。

电力行业基本上是垄断行业,要主动创造条件准许能高效发电的中小电厂(净效率在40%以上)和可再生能源发电的电厂如风电、水电、太阳能发电、沼气发电、地热发电等并网运行,按经济、科学的办法,这对国家有利。

3.4关于节约能源

20年节约能源取得了巨大成绩,使我国亿元产值的能耗下降了一半。各个行业的产品能耗均有下降,如发电煤耗从460g降到400g。总的能源利用效率也有提高,从26%上升到32%。但我国的能源利用效率和发达国家相比,差距还很大。单位产值能耗还比印度高近1倍,平均发电煤耗比意大利、日本高80g,吨钢能耗比日本高30%以上。

节约能源是一项十分重要的、全国性大课题,还要作为战略性任务来抓。国家要采取一些新举措,推动这项工作发展。要在今后20年内把能源利用效率提高到42%这个目标,层层分解,落实到各省市、各行业、企业和各单位,并能纳入计划。有些量大面广的节能措施,应通过行政手段推广,如热电联产、空心砖、节能灯等。各工业企业应把降低能耗作为技术改造的重要内容。要加强宣传工作,大造舆论,使中小学生和广大群众都有节能意识。节约能源,充分利用好能源,是我国的一项重要战略任务。要加强这方面领导,采取措施,节约能源所花的投资一般都比生产能源的投资要少。

4 必须重视能源工业的效益

提高能源工业的经济效益有很多工作要做,要通过进一步改革,充分调动人们的创造性和积极性。几十年的社会主义经济建设已积累了很丰富的经验,对不适应生产力发展的上层建筑和生产关系进行了很多改革。但随着经济发展,技术加速进步,还有不少阻碍生产力发展的因素需要改革。要加大改革力度,促使我国经济、能源工作健康发展。目的是在满足经济需要前提下,大大降低生产成本,增加效益,加速积累,有资金办更多的事业。

 

523日在中国能源研究会主办的“21世纪中国能源发展战略研讨会”上的讲话摘要(中国电力 2000.9)