中外电力工业发展比较-中国电力企业联合会

中外电力工业发展比较 中国电力企业联合会秘书长 王志轩编者按:研究电力的发展问题，既要明晰电力工业自身发展规律、电力发展对国民经济的影响与相互作用，又要了解不同经济发展阶段电力发展的不同特点，从而对本国当前发展阶段的电力发展路径作全局性、长远性和根本性的宏观把握，有利于科学制定发展战略和思路。本文从历史纵向坐标轴上以史为鉴，在国家间横向坐标轴上以国为鉴，从世界各国的国民经济和能源发展中较好地总结归纳出了中外电力工业发展的对比情况，以期总结规律、探索未来，为中国电力工业走可持续发展之路提供参考和借鉴。从我国电力消费数据分析我国经济发展阶段电力消费数据是国民经济的“晴雨表”。我国当前的电力消费形势真切地反映了我国经济发展处于工业化中期后段的特征。人均用电量是评判各国发展阶段可比性较强的指标之一人均GDP和人均用电量是衡量一个国家经济发展阶段的重要指标。但是由于汇率、经济结构、国家体制、生活方式等多种因素，用人均GDP指标分析经济发展阶段具有较大的不可比性， 而作为实物量的人均电力消费指标却能很好地反映一个国家经济和人民生活的实际水平。从各国一般的发展态势看，发达国家在工业化完成时，其人均用电量45005000千瓦时、人均装机1千瓦左右、人均生活用电量900千瓦时左右，第二产业用电比重低于65%，第三产业用电比重高于18%。人均用电量从2000千瓦时到5000千瓦时的变化过程正是一个国家电力高速发展的过程，这一时间大致需要15年左右，且越晚进入工业化的国家，所经历的时间越短。如完成这一过程，美国从19511966年，历时15年；英国从19571973年，历时16年；日本从19671987年，历时20年；韩国从19881999年，历时12年。日本经历时间较长是因为期间宏观经济发生较大波动，而韩国经历时间较短是因为经历了“亚洲四小龙”发展的黄金时代（见图1）。图1 各国人均用电量比较2000年以来，我国工业化发展加速，20012009年工业用电年均增长12.4%，人均用电量从2006年起超过2000千瓦时，2009年达到2729千瓦时。工业用电增速高于全社会用电量年均增速6.7%，从发达国家的经历看，我国当前的人均用电量水平，属于重化工业加速发展阶段的工业化中期后段。考虑到一方面我国具有后发优势的特点，而另一方面我国幅员辽阔、经济基础较差、各地发展水平参差不齐、重工业用电比重更大等特点，预计在2020年前可达到人均消费5000千瓦时的水平。但是我国人均生活用电量比重提高和第三产业用电比重提高的任务非常艰巨，如不加快转变发展方式，很难实现真正的工业化。从人均用电量增长态势来看，各国在工业化阶段都经历了较快增长过程，工业化后期或完成工业化之后增速大幅降低，总体呈现增长率波动下降或相对稳定的趋势。如美国在二战后到上世纪70年代初期，人均用电量增长近4倍，人均装机增长近3倍。后由于爆发石油危机和经济危机，经济进入“滞胀”阶段，加之国民节约意识增强，人均装机容量和人均用电增长较缓慢。日本上世纪50年代中期到60年代末期，是经济高速增长时期，电力需求大增，人均电力水平增速较快。70年代的两次石油危机对日本打击较大，经济增长放缓，电力需求增长放缓。英国二战后到上世纪70年代中期，人均电力消费变化趋势与美国基本相同，经济平稳增长使得人均用电量和人均装机容量不断升高。1972年到80年代末期，经济出现负增长，人均装机容量开始下滑，人均用电量也停滞不前。90年代初到目前，经济始终低速平稳发展，人均装机容量和人均用电量小幅上升。韩国从19721991年进入工业化发展时期，人均用电量和人均装机容量不断增加。1992以后，进入新经济时代，经济结构调整优化，居民和第三产业用电需求迅速增长，人均用电量和人均装机容量大大提高。未来10年我国电力消费弹性系数的10年均值在1左右，应防止对弹性系数过低估计的倾向从19802009年的年度电力消费弹性系数看，波动幅度较大，难以做出趋势性判断，但可以用来解释当年经济结构的变化。从电力消费弹性系数的5年滑动平均曲线来看，其值在0.651.35之间,且近似于一条正弦曲线，反映了经济发展的周期性特点，其周期大致在910年;从曲线最小到最大数值变化的态势看,呈现出当前经济逐步走出调整期、进入新一阶段的加速发展期的特点。从10年、15年滑动平均曲线来看，其值在0.81.2、0.851.0之间，30年平均为0.97。在经济加速成长期，其电力需求增长与GDP增长基本同步，预计20102020年，电力弹性系数的10年滑动平均应当在1左右。与工业化国家相比，我国电力消费弹性系数不宜估计过低。2008年金融危机以来，耗电强度较大的重工业受冲击最严重，电力消费弹性系数自2000年开始连续7年大于1后，到2008年变为小于1。美国二战后到20世纪70年代初，延续工业化进程的电力弹性系数长期大于1、总体为2.1左右，日本19551967年为1.8，韩国19721981年的电力弹性系数为2.1。在工业化完成后，电力消费弹性系数开始变小，在经济稳定但保持缓慢增长的情况下，电力弹性系数小于1，某些情况下即使完成了工业化，其弹性系数仍可能比较高，如20002007年，韩国电力消费弹性系数为1.23，意大利为1.54，德国为0.96。与发达国家相比，我国2000年以来略大于1的弹性系数相对于我国当前的发展阶段来说，并不算高。对此我们应当有清醒的认识，不宜过低估计未来我国电力消费弹性系数。我国电力工业可持续发展能力的国际比较安全发展、清洁发展、节约发展、经济发展构成了电力工业的可持续发展能力的重要内容。总体来说，我国电力工业的发展已达到世界先进水平，但是由于发展仍然是首要任务，我国以煤炭为主的资源禀赋，使电力发展受到多重因素制约：既有现实的煤电矛盾、电价机制问题，也有长期的应对气候变化的压力、能源安全压力、节能减排压力等，这些矛盾和压力都需要在发展进程中加以解决。电力安全发展能力比较电力发展的首要目标就是安全可靠供电，要努力向用户提供安全、可靠、不间断的电能服务。其中首先是保证合理的装机规模以提供充足的电能，而装机规模要适应我国国情的能源结构及其电力结构。电力装机快速增长为电力安全提供了可靠保障我国是20世纪90年代以来发电装机增长最快的国家，尤其是进入21世纪增长更快， 20002009年，我国装机容量从31932万千瓦增加到87407万千瓦，年均增长高达11.4%。我国现有发电装机的63.5%都是在2000年以后投产的，2006年、2007年每年投产1亿千瓦更是世界电力发展史上的奇迹，年投产的装机容量相当于加拿大、法国、意大利、英国中任意一国的总装机容量。美国在电力发展最快的20世纪70年代年增加装机仅5000万千瓦左右，2001年左右净增装机超过5000万千瓦。我国装机容量与美国装机容量的差距迅速缩小，预计2010年底，我国发电装机将超过9.5亿千瓦，美国装机接近11亿千瓦，按此速度，我国装机将在未来两年内超过美国并达到世界首位。我国人均装机仍然不足，发展仍然是主要任务2009年我国人均装机容量0.655千瓦，与美、日、欧等发达国家人均2千瓦及以上水平存在很大差距，相当于美国1951年、日本1969年、韩国1993年、英国1957年的水平（见图2）。我国仍处于工业化、城镇化加速发展的阶段，电量几乎全部由国内供应，从电力安全角度和能源自身特性考虑，电量增长趋势很难也不能改变，因此装机容量和人均装机容量较快增长是一个不可逆转的必然趋势。预计在2020年前，装机容量快速增长的趋势将持续，考虑到非化石能源发电快速增长的特点，到2020年人均装机可能会超过1.2千瓦。我们必须坚持电力工业适度超前发展的原则，否则就有可能重蹈装机不足、电力短缺的覆辙。图2主要国家人均装机容量电力结构没有最合理,只有更合理各国电源结构千差万别，并没有普遍认同的最合理的装机结构。如美国是资源大国，煤炭、石油、天然气产量都很高，因此形成了以气电、煤电为主的火电装机结构，2007年火电装机比重为78.66%，发电量比重为70.6%，煤电发电量长期以来占50%左右。澳大利亚煤电比重也较高，火电发电量占90%左右，煤电发电量占76%左右。而日本主要靠进口能源，所以在电源结构上选择了煤电比例最高的均衡发展道路。法国的煤、油、气等资源都比较匮乏，在充分开发水能资源的情况下，选择了发展核电，其核能占一次能源总产量比重高达84.1%。如果从可再生能源发电来看，我国水电及并网风电占发电量比重为16.4%，而美国水电、风电及可再生能源发电的总和不到10%。主要国家发电量结构见图3。图3 世界主要国家2007年发电量构成我国能源资源特点是富煤、缺油、少气，储采比分别是41年、11年、32年，均远低于世界平均水平，其中煤炭是开采技术最成熟、储采比最高的一次能源，因此，我国煤炭产量占一次能源总产量的72.3%，石油和天然气产量较低，从而形成了以煤为主的电力装机结构。我国火电（95%以上是煤电）装机比重90年代初为75%，2005年前后甚至达到过78%，近两年新能源发展加快后比重略有下降，但是火电发电量所占比重一直保持在82%左右，2006年达到历史最高值83.3%。过去的几十年中，我们一直在致力于优化调整电源结构和煤电结构，降低煤电比例，提高高效机组比重，虽然使煤电的内涵发生了重大变化，但单从煤电比重上来说，成效不明显。电力装机结构的调整必须根据资源禀赋特征，以能源供给安全和电力安全为前提。我国已煤电为主的电力结构是客观规律支配，不以人的意志为转移，这一结构在未来相当长一段时期内难以根本改变。电力节约发展能力比较我国电力行业通过结构调整、技术改造、经济运行、优化调度等措施，提高了能源转化和电力输送效率，在节能方面已经取得了巨大进步。我国供电煤耗持续降低，已达到世界先进水平由于燃料特性和发电方式不同，气电、油电的发电效率要比煤电高，如日本气、油机发电量占火电比例为34.5%，2006年供电煤耗仅312克/千瓦时，意大利气电、油电合计发电量占火电比重达到64%，供电煤耗仅283克/千瓦时，是各主要国家中最低的。而煤电为主的国家，供电煤耗要高得多。2002年南非煤电发电量比重95%，供电煤耗455克/千瓦时，与此相对应波兰煤电比重92%、供电煤耗372克/千瓦时，澳大利亚2006年煤电比重76.2%、供电煤耗360克/千瓦时，美国的燃煤发电供电煤耗大约在370克/千瓦时，2009年我国煤电比重接近82%、供电煤耗342克/千瓦时，与1978年相比每千瓦时降低了129克。根据日本海外协会的统计分析来看，中国发供电生产水平仅次于日本，是电力工业热效率很高的国家。这充分说明了我国煤电效率不断提高，从总体上已经达到世界先进水平。要进一步降低煤耗，必须进一步加大采用高参数、大容量机组，加大热电联产比重，提高负荷率，加强技术改造来实现。我国线损不断降低，总体达到或接近世界先进水平电网的线损由多种因素决定，包括经济发展水平、电网完善程度、技术水平、负荷密度、电力分布特点和电力输送距离以及管理水平等。因此，要根据综合因素分析线损水平，不能简单地与各国直接比较。我国幅员辽阔，用电负荷密度较低，尤其表现在中西部地区；同时，我国电网正处在快速发展过程中，电网结构还不完善，特别是我国能源资源与负荷逆向分布的特点决定了我国远距离输电的必然性，这些客观因素都使得我国线损水平不可能与日、韩等这些负荷密度较高的发达国家相比。在美、英、法等发达国家中，英、法两国国土面积小、负荷密度高、电源地区布局相对均衡，美国国土面积与中国相当，负荷密度比中国大，基本没有远距离输电，我国与这三个国家线损基本相当。与俄罗斯、巴西等国家相比，相似条件很多，但我国线损率明显低于这几个国家。因此，从总体上判断，我国的线损水平总体达到或接近国际先进水平。未来几年，由于跨区跨省交易增加，特别是西部大水电、火电基地建设使得远距离高压送电比重更大，虽然管理和技术手段可以有效降低线损，但我国线损下降幅度也会有所放缓。电力清洁发展能力比较电力是最清洁的二次能源，但是在一次能源转换为二次能源的过程中，电力行业也是大气污染物排放最大的行业之一。电力行业节能减排对全社会节能减排举足轻重，从一定意义上讲，电力行业是全社会污染物减排的主力军，而智能电网将是低碳技术应用的支撑平台。中国燃煤电厂大气污染物控制不断加强，烟尘、二氧化硫控制水平接近世界先进水平“十一五”期间，电力行业通过积极推进“上大压小”，不断优化火电结构，加大可再生能源开发力度等结构调整措施和烟气脱硫、高效除尘、空冷等工程技术措施，以及资源节约、环境保护等管理措施，取得了显著的成绩，提前一年乃至一年半实现了电力“十一五” 节能减排的主要指标。燃煤电厂烟尘、SO2排放控制已接近世界先进水平。2009年底，我国烟气脱硫机组占燃烧机组总容量的74%以上，美国2008年为42%；每千瓦时SO2排放量为3.2克，美国2008年为3.9克；排放总量较2005年下降了27%，提前一年完成了减排目标。但是在氮氧化物的控制方面，我们与发达国家还有一定差距，如每千瓦时氮氧化物排放量是美国的1.78倍。我国火电厂脱硝设施的建设将在“十二五”期间加大建设力度，大气污染物正从单项治理向综合治理、协同控制、可资源化方向发展。电力行业应对气候变化任重道远从1950年到2002年，中国CO2累计排放量仅占世界同期的9.33%；2004年中国CO2排放量为50.7亿吨，人均排放3.65吨；据有关资料估算，中国CO2年排放量已超过美国，成为年排放CO2最多的国家，但是累积排放总量、人均排放量、人均累积排放量均远低于美国，也远低于发达国家的平均值，我国目前年人均排放量大约是美国的1/4。这充分说明了在温室气体控制上，我们必须坚持共同但有区别的责任。我国政府已向全世界承诺：到2020年单位GDP的CO2排放比2005年下降40%45%，到2020年非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右。电力行业是我国温室气体排放大户，接近全国温室气体排放总量的50%。电力行业也是实现提高非化石能源比例的关键部门，在实现我国应对气候变化的目标中起着决定性作用。电力行业在应对气候变化中面临着长期的严峻挑战：一是我国资源条件决定了煤电仍然占主导地位，高碳能源禀赋与低碳发展的要求形成尖锐矛盾。二是我国电力行业的节能减排空间逐步缩小，CO2排放总量仍将继续增长，CO2强度减排空间有限。三是CO2减排的主力军水电建设受多方面因素影响，推进艰难；风电、太阳能等可再生能源虽然大力发展，但在总量上难挑大梁，且可再生能源与火电协调、与电网协调仍然需要付出很大努力。四是具有绝对量减排的低碳煤电发展技术（如CCS），由于受经济、技术及客观条件制约，进入大规模实用化阶段的道路还很长，且核心技术大部分掌握在发达国家手中，绝对量减排面临巨大的技术障碍和经济代价。电力行业在应对气候方面，应立足当前、着眼未来，超前谋划，立足国情，确立目标，制定计划，有序开展。电力经济发展能力比较经济发展是新型工业化发展的重要内涵之一，是“又好又快”的基本要求。对于电力工业而言，经济发展的指标包括工程造价和发、供电成本等，最终体现在电力产品的真实价格上。但经济发展的核心不应以名义电价的高低来衡量，因为低电价往往是通过其他补贴的方式形成的，也可能是通过过度消耗设备寿命形成的，扭曲的电价最终必然造成全社会的负担，而应当主要体现在按市场规律办事。在电力投资建设方面，我国已完全进入市场化，通过市场竞争有效降低了建设成本，使单位千瓦造价基本稳定，也促进了技术进步，建设发展能力显著提高。电煤供应方面也已进入市场化。但电力产品的定价机制虽然初步建立并实行了一些符合市场规律的机制，如煤电联动等，但总体来说仍然受政府行政控制。电煤矛盾仍然十分尖锐，对电力的经济发展形成了严重制约。国外发达国家的电煤价格与电价变化趋势和波动幅度基本保持高度一致。美、德两国的煤电发展较早、价格市场相对完善，选取美国和德国19902008年发电用燃煤价格与工业电价、生活电价的变化趋势来进行比较分析，具有一定的参考价值。美国。19902008年电煤价格与电价走势基本一致，电煤价格总体保持缓慢上升，且近20年来价格变化比较平缓，波动幅度很小（见图4）。图4 19902008年美国发电用燃煤价格与电价走势图德国。19902008年电煤价格与电价走势也基本保持一致，但价格波动比较剧烈。美、德两国生活电价远高于工业电价，这与我国工业电价承担着交叉补贴和居民用电价格补贴的机制完全不同。更重要的是，这两国电煤价格和电价的变动趋势高度一致和波动幅度基本相当，在煤炭市场、电力市场、用户之间具有完善的价格传导机制，这既有利于有效调节供需、促进平衡，更有利于节约不必要的投资，有利于企业避免不可控的经营风险，实现科学发展。同时，世界上一些能源丰富的国家存在着将低电价作为一种普遍性福利的情况，或者通过巨额财政补贴来维持电力营运的情况，但这种情况往往与能源资源的浪费、电力短缺等现象紧密联系在一起。在我国改革开放以来的三个经济发