我国电力可持续发展的战略思考--资料

1、我国电力可持续发展的战略思考 胡兆光国电动力经济研究中心 一、战略环境 9.7%的高速增长，1990 2000年 （一）经济发展 随着改革开放政策的实施二十年来，我国的经济保持年均 GDP年均增长9.9%，实现了稳定发展。如图1所示，粉色曲线为我国GDP实际增长速度，其形状 比较紊乱，难以分析今后的发展趋势。采用智能工程的方法1，分析我国经济增长的特性，得出一 条特征曲线（见图1兰色曲线）4。它很象一条正弦曲线，其周期为9年左右，其峰值逐渐衰减。 0 5 0 5 0 2 11 OOA0 4A0 OA0 6on0 2un0 003 4yn9 0909 68 2009 OQ/A9 若以此作为我国经

2、济发展的内在特性，则可以分析我国今后经济发展的趋势，为经济发展预测提供 参考性依据。由图1兰色曲线可知，我国经济发展 的高峰年分别为1986、1994、2003 2012及2021年， 低谷年分别为 1981、1990、1998、2007、2016 年， 即1999年开始我国经济发展进入下一轮的上升阶段， 到2003年达到高峰。“十五”末期开始出现下滑， 到2007年达到低谷，2008年起将会有新一轮的经济 增长。以此计算，到2020年实现GDP比2000年翻两番的目标是可以达到的。（图1我国经济增长特性） （二）能源消费 随着经济的发展，我国的能源消费总量很大。2002年能源消费大约1425

3、Mtce，其中煤占66.5%， 油占24.6%，天燃气占2.7%，核能占0.6%，水力发电占5.6%。我们从表1中可以看到美国的能源 消费结构，其中煤占24.2%，油占39%，天燃气占26.2%，核能占8.1%，水力发电占2.5%。然而， 煤在能源消费中，世界平均水平是25.5%，我国却高达66.5%。显然，煤炭消费的越多，对环境的污 染越严重。这对我国的可持续发展很不利。 表12002年的能源消费构成 国家 能源消费 Mtce 石油% 天燃气% 煤% 核能% 水力发电% 美国 3275.7 39 26.2 24.2 8.1 2.5 俄罗斯 914.6 19.2 54.6 15.4 5.0 5

4、.8 德国 470.6 38.6 22.6 25.7 11.3 1.8 英国 314.7 35 38.6 16.6 9 0.8 加拿大 412.4 31.3 25.1 10.6 5.9 27.2 西班牙 134.5/7 38.9 18.8 21.9 14.3 6.1 澳大利亚 112.9 38 21.6 49.5 - 3.8 中国 1425.4 24.6 2.7 66.5 0.6 5.6 世界 13435.7 25.5 34.7 24.3 6.3 6.5 在过去二十年，能源消费年均增长4.6%。经济的发展对能源的需求预测如图2所示，2020年 将达到28亿吨标煤（tee） 3 2 2 11 o

5、 ooooo o o ooooo 0 5 0 5 0 5 图2我国能源需求预测 （三）电力消费 2000年，我国电力消耗能源占一次能源的比重为38.88%，比1980年提高了 20个百分点；电力 能源在终端能源消耗的比重为11.4%，比1980年提高了 6.59百分点。这两个比重的提高， 使得1980 年到2000年，GDP由4517.8亿元增长到28778.4亿元（以1980年的物价指数计），但单位 GDP所 需的能源（即能源强度）由 1.33公斤标煤/元下降到0.44公斤标煤/元。充分说明了电力工业的发 展对全社会节能的重要作用。 随着电力工业的快速发展，电力供需关系得到改善。由于环境的压

6、力，许多地区倡导减少煤炭 直接燃烧而改为鼓励用电，提高电气化水平。这将增加对电力的需求。图4显示2020年我国全社会 用电量将达到 4400Twh,人均电力消费也达到相对较高的水平。电气化将是我国能源发展趋势。因 此，加速提高电气化水平将是中国能源发展战略的要求。 electricity 50000 40000 30000 20000 10000 6A0 2A0 0009 0002 69n? oooon? 图4我国电力需求预测 （四）环境问题 可持续发展已经引起国际社会的高度重视，环境政策已成为可持续发展战略的延伸和实现可持 续发展目标的重要调控手段。随着经济的发展，能源消费的增加，我国的温室

7、气体排放量也不断攀 高，成为仅次于美国的世界第二大排放国。环境问题已经成为我国经济发展的制约因素。 我国也是世界上第二大的电力生产和消费国。电力生产是我国二氧化碳和二氧化硫的最大排放 源，二者的年排放量分别各占全国二氧化碳和二氧化硫年排放量的1/3左右。我国电力工业将随着 经济的发展而持续增长，其能源消耗量以及二氧化碳、二氧化硫的排放量将呈不断增加的趋势。预 计2020年发电用煤将达到17亿吨（12.4亿吨tee），这对我国的电力可持续发展具有很大的挑战。 对此，我们必须给予高度重视。 二、战略目标 根据党的十六大确定的全面小康社会的经济发展目标，到2020年实现国内生产总值比2000年 翻两

8、番，也即未来18年GDP年均增长速度达到 7.2%左右。为满足我国全面建设小康社会的需要， 未来18年我国电力需求增长需要持续保持较快的发展速度。2020年全社会用电量将达到 4400Twh 左右，需要装机为 9.4亿kw左右。 电力工业是国民经济的基础产业，它既是促进国民经济发展的生产资料，又是人们生活中不可 缺少的生活资料。进入 21世纪，全社会对电力的依赖程度越来越高，对电力供应的质量也提出了更 高的要求。这样，一方面社会的发展客观上要求电力工业必须以一定的规模和速度发展，另一方面 受资源和环保因素的制约，发展电力工业的问题进一步显现。因此，从电力工业可持续发展的高度 出发，确保电力供应

9、满足国民经济发展的需求将是今后我国电力工业发展的战略目标。 三、战略路径 借鉴发达国家的经验及先进技术，我国电力可持续发展将推动全面小康社会的经济发展。为此， 需要建立一个战略性的框架，从总体上判断电力价值，包括从经济的环境的、社会的属性上评估不 同的电气化路径。 正确建立这种电力可持续发展的战略性的框架，它将使我国跃过发达国家走过的弯路而直接进 入可持续发展的电气化阶段。本文采用智能工程的方法1,研究并且评估不同战略路径（经济的、技 术的策略）对国家的电气化进程产生的影响。为我国电力持续发展提供可选择的路径。 路径1常规电力发展规划 2020年全国装机9.4亿kw，则今后18年需每年增加32

10、60万kw，电源电网建设需资金 2600亿 元。累计需资金约 47000亿元。每年将排放二氧化碳4.5-10.9亿吨（图5），18年累计二氧化碳排放 136亿吨；每年将排放二氧化硫 0.1-0.25亿吨（图6），18年累计二氧化硫排放 3.2亿吨。 020 9A0 OQA0 7-A0 6A0 5A0 4A0 3A0 2A0 OA0 9R2 OQR2 ZH2 6R2 5R2 4H2 3R2 图5每年将排放二氧化碳（亿吨） 00 5 2 5 1 5 C o o O 图6每年将排放二氧化硫（亿吨） 路径2综合资源规划 如果采用需求侧管理减少电力需求，节电5%及降低高峰负荷 5%,则到2020年将减少

11、装机1 亿千瓦（图8），则今后18年平均每年需资金 22亿元作为需求侧管理的成本，累计成本约400亿元。 2020年需要装机为8.4亿kw左右。则今后18年平均每年需新增加 2700万kw的发电装机容量， 电源电网建设需资金 2160亿元，累计需资金约38880亿元。 今后每年将节约投资约3300-8100亿元（图9）;每年将节电约 900-2200亿kwh （图7），累计节 电28000亿kwh ;每年将减少用煤约0.34-0.77亿吨tee （图10），累计减少用煤 14.3亿吨（10.2亿吨 tee）;每年将减少二氧化碳排放0.22-0.54亿吨（图10），累计减少二氧化碳排放7亿吨；

12、每年将减 少二氧化硫排放 0.0053-0.013亿吨（图11），累计减少二氧化硫排放 0.2亿吨。具有明显的经济效益 与社会效益，也将为我国的电力可持续发展做出巨大的贡献。 2500.000 2000.000 1500.000 1000.000 500.000 0.000 2 2cP5 2cP7 20 刃1 20135 刃2019 图7年节电量（亿 kwh） 图8年减少装机（亿 kw） 1 ooo O 10000 8000 6000 o o O o O o O 4 2 图9年减少投资（亿元） 999- 8Q0 ZU9- 609 559 449- 3Q0 8 6 4 2 0 o o o O 0

13、.014 0.012 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 图10年减少发电用煤（亿 Tee）、减少二氧化碳排放（亿吨） 图11年减少二氧化硫排放（亿吨） 显然综合资源规划是适合我国国情的电力可持续发展的路径。 需求侧管理将是电力可持续发展 的一个重要 战略选择 。 四、战略的可行性 （一）需求侧管理技术方法的可行性 I R P 方法和 DSM 技术经过 20年左右的探索和实践积累了丰富的经验，在节省能源资源、 改善 生态环境、增强电力资源竞争能力、拓展电力营销渠道、实现最低成本能源服务等方面取得了显著 的社会效益和群体效益，有力地促进了经济、能源、环境的协调发展，已成为可

14、持续能源，电力发 展战略的重要支持手段。 I R P 是将供应方和需求方各种形式的资源，作为一个整体进行的资源规划。 IRP的基本思路是：除供应方资源外，还把需求方提高用电效率减少的电量消耗和改变用电方式降 低的电力需求视为一种资源同时参与电力规划，对供电方案和节电方案进行技术筛选和成本效益分析， 经过优选组合形成对社会、电力公司、能源服务公司、电力用户等各方受益，又能满足同样能源服务的 综合规划方案，旨在通过 DSM 更合理有效地利用能源资源，控制环境质量，减少电力建设投资，降低 电网运营支出，稳定电网供电电价，激励终端节能节电，为用户提供最低成本的能源服务。 I R P 的主要特点是： 更

15、新了单纯注重以增加资源供应来满足需求增长的传统思维模式，建立了 以提高需求方终端用电效率所节约的资源同样可以作为供应方替代资源这样一个新概念，使可供利 用的资源显著增加，为人类提供了新的资源和财富，也为供需双方提供了更多的择优机会，能够以 最低的社会成本和最好的群体效益达到经济高效配置资源的目的。 不难看出：I RP方法从根本上改变了电力工业一直把用户的用电需求作为规划外在因素的做法， 使电力部门的职能拓宽到终端用电的活动领域，强化了资源节约的实施能力，提高了电力资源的竞 争能力，对资源配置及其管理方式产生了变革性的影响，使现行的电力管理体制更符合不断发展着 的市场经济运营机制的要求， 引导电

16、力工业走上可持续发展的轨道。 因此， I R P 是一个开发、 节能、 效益、运营一体化的资源规划。 需求侧管理（ DSM ）是对电力用户推行节电及负荷管理工作的一种模式。DSM 项目的实施可 以使社会、电力公司及用户都能受益。对社会而言， DSM 的实施可以减少电力需求，减少了一次能 源的消耗与污染物的排放，缓解了环境的压力，具有巨大的社会效益。对政府而言，可以通过实施 DSM ，调整能源消费结构，提高电气化水平，促进经济的可持续发展；还可以促进用电设备的更新 换代， 增加对高能效设备的需求， 促进 GDP 的增长； 同时还可以建立一支庞大的 DSM 的实施队伍， 缓解就业的压力。 对电力用

17、户而言，实施 DSM 可以减少电力消费，降低了企业的生产经营成本，减 少电费支出， 提高企业能效和产品的竞争力； 对供电商而言， 实施 DSM 可以削减高峰时段电网调峰 的压力，提高供电可靠性及服务水平 5，特别是在电力供需形势紧张的情况下，它可以大大缓解拉 闸限电的压力。对发电商而言，可以提高发电设备利用率，降低发电成本及发电煤耗，减少电力建 设投资。总之，实施 DSM 不论是对政府、电力企业或电力用户都是有益的，可以取得多赢的效果。 世界上有 30 多个国家已经成功的应用了DSM ，使得客户节约的能源增加，电厂建设投资减少， 电网运行的经济性、可靠性得到改善，电价涨幅得到控制，客户电费支出

18、得到降低，能源资源得到 节约 , 环境质量得到改善。 DSM 已成为能源与电力可持续发展的一个重要战略。最近美国能源部预 测，到 2020年需要新增发电装机 4亿千瓦。但美国计划新增发电装机 1.4 亿千瓦，采用需求侧管理 减少 2.6 亿千瓦装机。这将是一项重大的战略举措。 1973 年阿拉伯石油危机爆发以来，采取提高能源效率的措施为美国经济增长做出了巨大贡献。 2000 年，美国人均一次能源消费与 1973年几乎一样，而同一时期的人均 GDP 却增长了 74%6 。能 源效率的提高已成为美国最大、增长最快的能源资源。 1973 年以来，美国通过节约获得的新能源是 国内能源供应增长量的 4

19、倍7。 在过去20年，美国的很多州采用综合资源规划方法（ IRP）,来比较DSM的效益，成本以及附加 发生的成本。 IRP 包括：中长期能源需求预测；供应侧与需求侧的所有资源的全面评估；公共舆论 与法规方面的分析等。 这些IRP项目可使各州制定一个公共的DSM项目，该项目可减少总共约 100个300MW勺电厂9。 提高能源效率的平均成本是新建电厂的成本的一半以下。电力公司的报告指出所有节能项目实施的 平均成本是2美分/kWh。比较之下，现有电厂单位kWh发电量的成本是5美分以上。而核电厂的成 本是 20 美分 /kWh7 。 八十年代后期，美国实施了1300多个DSM项目，削减峰荷0.4%-1

20、.4%，负荷增长率减少了 20%-40% 19851995年的十年间，500多个电力公司引入 DSM项目，削减峰荷 29GW到九十年代中 期，美国电力公司在 DSM方面的投资逐年递增，从 1990年9亿美元增长到1994年的27亿美元，占 销售收入的比重从 0.7%增长到 1%。 九十年代，由于电力行业重组带来的不确定性，导致DSM项目大幅度下滑。美国电力公司用于 DSM项目的总支出（例如提高能效与削峰）降低了50%上。但1999年用于提高能源效率项目的支 出仍达到 14 亿美元，这主要是由于采用了系统效益的收费 8 。 2000年，美国的用户和企业的用能的全部支出是 6000多亿美元。如果不

21、是自 1973 年开始降低 能源强度，则 2000 年至少需多花费 4300 亿美元购买更多的能源 6 。 美国在过去 20 年中，制定了许多法律法规及特殊政策，投入大量资金，取得了巨大成果。仅 2000年，美国投入约 15.6亿美元实施 DSM项目，节电537亿kWh，减少高峰负荷 2200万kw。在 加州电力危机时，州政府采取紧急措施，出台一系列需求侧管理的政策（如系统效益收费、节电设 备补贴、及税收优惠等），2001年降低高峰负荷 500万kw，大大缓解了电力短缺的局面，避免了由 于停电可能造成的损失约 200 亿美元。 （二）我国实施需求侧管理的经验 20 世纪九十年代初需求侧管理 （

22、DSM） 介绍到中国，政府有关部门和学术界非常关注它的应用前 景和应采取的对策。国家计委、国家经贸委、国家科技部、国家电力公司（原电力工业部）以及大 中型电力用户、有关科研机构、高等院校、社会团体做了大量的推动性工作，开展了多种形式的国 际交流，举办了各种层次的研讨会和培训班，在区域电网和企业电网进行了多次试点研究和工程示 范，运用市场工具和采用激励机制鼓励高新节电技术产品的生产、开发和应用，积累了有益的经验。 鉴于 DSM 能够把节能节电导入潜力巨大的能效市场， 显著地提高社会效益和群体效益， 给节能节电 灌注新的活力， 国家经贸委和国家计委将 DSM 以法规形式纳入了 2000 年 12

23、月 29 日发布的，节约 用电管理办法 。过去 10年来， DSM 在中国得到了初步的应用，并取得了许多成果，产生了显著的 社会效益和经济效益。 DSM 在中国主要应用于 : 移峰填谷采用拉大峰谷电价，实行可中断负荷电价等措施，引导用户调整生产运行方式，采 用冰蓄冷空调，蓄热式电锅炉等，取得一定实效。 节能节电采取一些激励政策及措施，推广节能灯，变频调速电动机及水泵，高效变压器等节 能设备，具有很好的经济效益及社会效益。 能源替代地方政制定政策，在城区及旅游区推行禁止烧煤，采用蓄热电锅炉，燃气锅炉及电 炊具等。对环境保护效果显著。 中国许多省市都有 DSM实践经验且取得较好效果。在过去十年中，

24、在政府的倡导下，电力公司， 能源服务公司及电力用户的积极参与下，有许多需求侧管理的项目得到应用与实施，取得了一定的 效益。缓解了高峰电力负荷的压力，就减少了排污，为改善环境做出了贡献。 中国实施 DSM 的实践经验可总结为： 各级政府的倡导及大力支持，采取行政及政策等多种手段，扶持DSM示范项目，为 DSM的实施 创造有力条件。 电力部门积极响应政府的倡导，与科研单位合作研究DSM计划，并积极筹措资金，制定鼓励政 策，调动广大电力用户积极参与，实施 DSM计划。从DSM项目实施中，获得一定的收益。如负 荷率的提高，缓解了高峰时段调峰的压力，提高了供电可靠性及服务水平。 电力用户，特别是大中型工

25、业用户积极配合参与DSM的计划和实施，并且得到实惠。 在过去十年中， 有许多需求侧管理的项目得到应用与实施， 取得了很大的效益。 节电 130.4TWh, 移峰 3.8GW, 削峰 36.5GW, 节煤 58.6MT, 减排 SO21.33MT 。 中国实施 DSM 的成就及经验说明社会对需求侧管理的认识和重视程度有所提高。随着社会主 义市场经济的深入发展，社会的经济意识和环保意识日益增强，各级政府与电力企业、制造企业和 用户均意识到了开展需求侧管理的重要性和必要性，全社会追求提高供用电水平、提高能源使用效 率的良好氛围正在日益形成。 为进一步全面推广 DSM 提供了较好的环境。 实践表明，

26、中国已具备了 实施DSM计划的基本条件，电力公司通过与政府、科研部门和电力用户的联合，采用DSM,实现节 能降耗，减少环境污染的目标是完全可能的。 (三) 我国实施需求侧管理的节电潜力 从终端用电来看，我国电力利用效率很低，单位GDP耗电量是发达国家的 3-5倍。目前我国终 端用电的主要设备中：泵类、风机、空气压缩机、工业电炉、轧机和矿用提升机、制铝和制碱电解 槽、滚筒磨机、无轨电车及电力机车、电焊机、照明和家用电器等，大多能效较低。还有大量用于 把电力转变成机械能的电动机，供电用的变压器，也都消耗大量电能。我国的终端用电设备能效低， 如果采用需求侧管理节电降耗提高能效，则每年有约 2000亿

27、 kWh 的节能潜力。 另外，从近年全国各大区负荷曲线可以看出，全国占高峰负荷95以上的部分约 1000 万千瓦， 年累计持续时间只有几十个小时。 到 2020年这部分负荷将达到 4000-5000 万千瓦，采用增加调峰发 电装机的方法来满足这部分高峰负荷是很不经济的。如果采用需求侧管理降低这部分高峰负荷，将 具有巨大的社会效益和经济效益。 五、结论 电力工业是国民经济的基础产业。进入 21 世纪，全社会对电力的依赖程度越来越高，对电力供 应的质量也提出了更高的要求。这样，一方面社会的发展客观上要求电力工业必须以一定的规模和 速度发展，另一方面受资源和环保因素的制约，发展电力工业的问题进一步显

28、现。因此，IRP及DSM 是我国电力工业可持续发展的战略选择。国务院办公厅发出关于认真做好电力供应有关工作的通 知、国家发展与改革委关于运用价格杠杆调节电力供求促进和利用典有关问题的通知及关于 加强用电侧管理的通知、电监会、国家电网公司等相继发出通知、出台文件、并部署工作重点，提 出要加强电力需求侧管理，科学合理的引导电力消费，降低高峰电力需求。DSM 具有巨大的市场潜 力。我国已有实施 DSM 的经验，到 2020年，减少 1亿 KW 的电力装机是可行的。因此我们必须从 电力工业可持续发展的高度，从资源利用最优出发，高度重视需求侧管理工作，加大需求侧管理应 用和发展的力度，使得电力需求侧管理在我国电力工业可持续发展中发挥更大的作用。 参考文献： 1 胡兆光 智能