中国电力可持续发展的战略思考

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（一）经济发展随着改革幵放政策的实施二十年来，我国的经济保持年均的高速增长，19902000年GDP年均增长%实现了稳定发展。如图 1所示，粉色曲线为我国 GDF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。若以此作为我国经济发展的内 在特性，则可以分析我国今后经济发展的趋势， 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： 低谷年分别为

2、 1981、1990、1998、2007、2 即1999年幵始我国经济发展进入下一轮的上升 到2003年达到高峰。“十五”末期幵始出现下参考0经济发689nwyn900S900Tn0（图1我国1425Mtce,中可以看到到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GDF比2000年翻两番的目标是可以达到的 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年能源消费大约其中煤占油占%天燃气占%核能占%水力发电占我们从表1 美国的能源消费结构，其中煤占 %油占39%天燃气占%核能占%水力发电占 然而，煤在能源消费中，世界平均水平

3、是 %我国却高达%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39俄罗斯德国英国359加拿大西班牙7澳大利亚38-中国世界在过去二十年，能源消费年均增长 %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（三）电力消费2000年，我国电力消耗分点；电力能源在终端能源：标煤3000250020001500(tee)。图2我国能源需求预测"一次能源的比重为 比1980年提高了 20,980年提高了百分点。个百 两个比重I勺物价指数计）,肖耗的t的提高，使得198

4、0年到2000年，但单位GDP所需的能源（目/元下降到公斤标煤/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。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，

5、能源消费的增加， 我国的温室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 （亿吨 tce ），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

6、现国内生 产总值比2000年翻两番，也即未来18年GDP年均增长速度达到9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

7、高度出发，确保电力 供应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年全国装机亿kw,则今后1

8、8年需每年增加3260万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亿吨（图6）， 1 8年累计二氧化硫排放亿吨。图 5 每年将排放二氧化碳 （ 亿吨 ）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年需要装机为亿kw左右。则今后18年平均每年需新增加2700万k

9、w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；每年将减少用煤约亿吨tee （图10），累计减少 用煤亿吨亿吨tee）;每年将减少二氧化碳排放亿吨（图 10），累计减少二氧化碳排 放7亿吨；每年将减少二氧化硫排放亿吨（图 11），累计减少二氧化硫排放亿吨。 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。图7年节电量（亿kwh）OOO O图8年减少装机（亿kw）图9年减少投资（亿元）图10年减少发电用煤（亿

10、 Tee）、减少二氧化碳排放（亿吨）图11年减少二氧化硫排放（亿吨）需求侧管理将是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。 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IRP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着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，已成为可持续能源，电力发展战略的重要支持手段。IRP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

11、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。IRP的主要特点是：更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

12、源显着增加， 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：IRP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 导电力工业走上可持续发展的轨道。因此， IRP 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。D

13、SM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勺增长；同时还可以建立一支庞大的DSM勺实施队伍，缓解就业的压力。对电力用户而言，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

14、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亿千瓦，采用需求侧管理减少亿千瓦装机。

15、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勺效益，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

16、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®目，肖U减峰荷%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®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%增长到1%DSM项目大幅度下滑。降低了 50%以上。但亿美元增长到1

17、994年的27亿美元，占销售收入的比重从199914亿美元，这主要是由于采用了系统效益九十年代，由于电力行业重组带来的不确定性，导致 国电力公司用于DSM®目的总支出（例如提高能效与削峰） 年用于提高能源效率项目的支出仍达到 的收费8 02000年，美国的用户和企业的用能的全部支出是 6000多亿美元。如果不是自 1973年幵始降低能源强度，则 2000年至少需多花费4300亿美元购买更多的能源 。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，美国投入约亿美元实施 DSM®目，节电537亿kWh，减少 高峰负荷2200万kw

18、。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（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，幵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

19、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、幵发和应用，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，显着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，产生了显着的社会效益和经济效益。DSM在中国主要应用于:移峰填谷一采用拉大峰谷电价，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。节能节电一采取一些激励政策及措施，推广节能灯，变频调速

20、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。能源替代一地方政制定政策，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。对环境保护效果显着。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，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

21、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,移峰，削峰，节煤,减排。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幵展需求侧管理的重要性和必要性，全社会追求提 高

22、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，中国已具备了实施DSM十划的基本条件，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