中國(guó)能源的可持續(xù)發(fā)展

徐大懋

中國(guó)能源的可持續(xù)發(fā)展二○○五年六月（中國(guó)廣東核電集團(tuán)有限公司）1內(nèi)容一、中國(guó)能源的基本特點(diǎn)二、能源戰(zhàn)略觀三、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式四、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)五、大力提倡節(jié)能六、結(jié)束語(yǔ)2一、中國(guó)能源的基本特點(diǎn)（1/5）資源有限，分布欠佳；浪費(fèi)嚴(yán)重，需求量大；結(jié)構(gòu)畸形，環(huán)境惡化；總結(jié)教訓(xùn)，科學(xué)規(guī)劃。資源有限，分布欠佳礦種單位世界中國(guó)中國(guó)/世界，%總量人均煤億t9842.111145.0011.6055.67石油億t1402.2532.742.3311.14天然氣萬(wàn)億m3149.381.390.914.38煤—北方，缺水油氣—西北，輸送困難水能—西南，輸送困難負(fù)荷中心—沿海、京津唐中國(guó)能源探明儲(chǔ)量在世界上的地位3一、中國(guó)能源的基本特點(diǎn)（2/5）浪費(fèi)嚴(yán)重，需求量大浪費(fèi)嚴(yán)重：世界或國(guó)家世界中國(guó)美國(guó)德國(guó)日本俄國(guó)印度GDP美元/tce27258312922466759743419801億美元GDP消耗能源（萬(wàn)tce）3.6712.033.422.141.6729.3510.20—能源轉(zhuǎn)換效率約33%，比先進(jìn)國(guó)家低5～7個(gè)百分點(diǎn)—中國(guó)能源利用效率較低，與世界對(duì)比如下4一、中國(guó)能源的基本特點(diǎn)（3/5）浪費(fèi)嚴(yán)重，需求量大需求量大年份能源總量人均量?jī)|tce%tce%中國(guó)世界美國(guó)中/世中/美中國(guó)世界美國(guó)中/世中/美199611.412429.09.239.00.912.0510.3541.38.8200012.813130.39.842.21.012.1410.7447.29.4200213.913530.910.345.01.082.2210.9048.69.9200416.514031.511.852.41.272.2911.0055.411.6202030.019537.015.481.12.143.1012.8069.016.7203550.024342.020.6119.03.333.7414.0089.023.8能源需求預(yù)測(cè)—保守的預(yù)測(cè)，2035能源翻一番。兩種可能：經(jīng)濟(jì)發(fā)展一般；或節(jié)能效果好—大約2030年總量與美國(guó)持平，但人均值仍地低于世界人均值5一、中國(guó)能源的基本特點(diǎn)（4/5）結(jié)構(gòu)畸形，環(huán)境惡化結(jié)構(gòu)畸形：油、氣、核奇少，煤最多—so2排放第一（煤質(zhì)差）—co2排放第二，2020年左右將超過(guò)美國(guó)而成第一國(guó)家或世界石油天然氣煤炭核電水電世界40.624.225.07.62.7中國(guó)23.62.565.51.56.9美國(guó)38.025.224.69.01.2俄羅斯20.853.8185.12.3法國(guó)32.417.07.343.3澳大利亞30.518.630.118.61.2日本51.013.218.016.21.6韓國(guó)54.99.320.914.60.3中國(guó)能源結(jié)構(gòu)與世界比較環(huán)境惡化—全球污染最嚴(yán)重十大城市中，中國(guó)占七個(gè)—我國(guó)因酸雨而造成的經(jīng)濟(jì)損失約占GDP的5%—據(jù)歐盟專題研究，燃煤造成環(huán)境損失將使煤電價(jià)格翻番6一、中國(guó)能源的基本特點(diǎn)（5/5）總結(jié)教訓(xùn)，科學(xué)規(guī)劃科學(xué)發(fā)展觀：尤其是科學(xué)決策重視戰(zhàn)略研究和中長(zhǎng)期規(guī)劃—二性、三化：科學(xué)性，靈活性；民主化，數(shù)字化，法制化—反映國(guó)家整體素質(zhì)和政府的執(zhí)政能力—避免“起步晚”造成的損失7二、能源戰(zhàn)略觀（1/2）能源戰(zhàn)略觀能源安全極為重要。以合理的價(jià)格提供足夠的燃料和電能，支持國(guó)家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，保障人民生活，保衛(wèi)本國(guó)領(lǐng)土。我國(guó)是能源短缺的發(fā)展中國(guó)家，應(yīng)以建立自身的安全能源體系為主，進(jìn)口為輔。以煤為主，但比重應(yīng)逐步減小，且大力發(fā)展CCT，坑口電站，

空冷電站。油缺口較大，開(kāi)展國(guó)際合作，研究替代燃料。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，國(guó)產(chǎn)天然氣只夠城市生活用氣。發(fā)展重型GT的近期目標(biāo)是利用“西氣東送”和LNG；長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)則是CCT。水電：堅(jiān)定不移，大力發(fā)展，經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量3.5億千瓦8二、能源戰(zhàn)略觀（2/2）能源戰(zhàn)略觀（續(xù)）風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源應(yīng)大力發(fā)展，但對(duì)氣候依賴性強(qiáng)，

難以成為主力能源。沿海及長(zhǎng)江流域主要發(fā)展核電，徹底解決“煤、電、運(yùn)”問(wèn)題。建立可持續(xù)發(fā)展的能源體系必須實(shí)施三項(xiàng)政策：—優(yōu)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式—調(diào)整能源結(jié)構(gòu)—大力提倡節(jié)能9三、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式（1/6）產(chǎn)業(yè)三角形三角形的形狀表示產(chǎn)業(yè)的特性瘦高：低消耗、低污染、高效益，如：通訊、金融、保險(xiǎn)、環(huán)境、電子、生物技術(shù)、精密制造、服飾等。矮胖：高消耗、高污染、低效益，如：冶金、建材、化工、重型制造等。10三、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式（2/6）產(chǎn)業(yè)三角形三角形不同部位表示不同發(fā)展水平高級(jí)階段消化引進(jìn)，自主創(chuàng)新，技術(shù)密集，高精尖產(chǎn)品中級(jí)階段引進(jìn)技術(shù)，模仿制造有一定市場(chǎng)和效益低級(jí)階段勞動(dòng)密集型，技術(shù)含量低高消耗，低效益同一產(chǎn)業(yè)，三角形反映了企業(yè)管理和科技水平11三、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式（3/6）中國(guó)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀以高耗能第二產(chǎn)業(yè)為主，第三產(chǎn)業(yè)只占33%，不到美、日一半冶金、化工、建材，產(chǎn)值不足工業(yè)總產(chǎn)值20％，耗能超過(guò)60%國(guó)家第一產(chǎn)業(yè)第二產(chǎn)業(yè)第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重能耗比重產(chǎn)值比重能耗比重產(chǎn)值比重能耗比重美國(guó)1.62－24.9336.773.4563.3日本1.48－32.1347.166.3951.0中國(guó)17.634.749.4269.732.9521.21999年美國(guó)、日本、中國(guó)不同產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值、能耗比重，%12三、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式（4/6）中國(guó)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀（續(xù)）企業(yè)產(chǎn)品檔次大部分在產(chǎn)業(yè)三角形中下部1998年以來(lái)，科技對(duì)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)下降，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)靠投資，

產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步靠引進(jìn)，專利、論文少。2004年，全球競(jìng)爭(zhēng)能力排名，中國(guó)下降到24位—鋼鐵大國(guó)，但不是鋼鐵強(qiáng)國(guó)—年裝發(fā)電設(shè)備為全球之最，但高檔設(shè)備均進(jìn)口：燃?xì)廨啓C(jī)，高參數(shù)蒸汽發(fā)電設(shè)備，大型水電和抽水蓄能電站?！M(jìn)入寶塔尖的企業(yè)不多，但值得學(xué)習(xí)的有海爾、華為通訊，奇瑞汽車、聯(lián)想、方正等。13三、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式（5/6）中國(guó)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀（續(xù)）同類高能耗產(chǎn)品，能耗高于發(fā)達(dá)國(guó)家主要產(chǎn)品（單位）年份國(guó)內(nèi)平均值國(guó)際先進(jìn)值（國(guó)家）能耗強(qiáng)度（倍數(shù)）備注原煤耗電（kWh/t）199431.217.0(美)1.84國(guó)內(nèi)為國(guó)有重點(diǎn)煤礦火電廠供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗（gce/kWh）2001385.0314.0（日）1.23國(guó)內(nèi)為6MW以上機(jī)組發(fā)電廠自用電率（％）19986.665.1（歐盟）1.31國(guó)內(nèi)為6MW及以上機(jī)組乙烯綜合能耗(kgce/t)20001212.0714.0（日）1.70噸鋼可比能耗（kgce/t）2000781.0646.0（日）1.21國(guó)內(nèi)為重點(diǎn)企業(yè)水泥綜合能耗（kgce/t)2000181.0125.7（日）1.44國(guó)內(nèi)為大中型企業(yè)大型合成氨綜合能耗（kgce/t)20001200.0970.0（美）1.24鐵路貨運(yùn)綜合能耗（kgce/10000t-km）200072.590.0（日）0.81運(yùn)輸速度差別載貨汽車油耗（L/100t-km）19955.943.54（美）1.6814三、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式（6/6）優(yōu)化方向處于工業(yè)化中期，第二產(chǎn)業(yè)和高耗能企業(yè)仍將保持較高比重，但應(yīng)努力縮短這一階段。第二產(chǎn)業(yè)要提高產(chǎn)品檔次，產(chǎn)業(yè)三角形減肥、增高、登頂，一、二產(chǎn)業(yè)的高度發(fā)展必然促進(jìn)第三產(chǎn)業(yè)。政府職能：體制改革，政策引導(dǎo)，科技投入，人才激勵(lì)。15四、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)（1/14）用極限分析法展望中國(guó)能源Y=f(x1，x2，……，xn)其中x1，x2，……，xn均不定，但可給出極限值，而Y則無(wú)明顯極限值，但可由X的極限值求出。核電＝總量－（煤電＋水電＋新能源發(fā)電＋氣電）研究如下情況2035年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)接近目前中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平，人口15億，人均發(fā)電容量1千瓦，總量15億千瓦，極小值。煤電7億千瓦，約比現(xiàn)在翻一番，需原煤15億噸，加上其他用煤約25億噸，約為目前世界產(chǎn)煤量的40%.生產(chǎn)、運(yùn)輸、環(huán)境均達(dá)極限。水電：經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量3.5億千瓦，取3.0億千瓦，也是極限。新能源：主要是風(fēng)電，2020年美國(guó)和歐盟規(guī)劃各1億千瓦。我國(guó)可開(kāi)發(fā)量2.53億，本行專家建議2020年為2000萬(wàn)千瓦，2035年達(dá)1.5億千瓦很困難，也是極限。2004天然氣產(chǎn)量340億m3，居民用氣比例大。0.7億氣電耗氣550億m3，即使考慮進(jìn)口，也是極限。16四、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)（2/14）只有煤電、核電和水電能成為主力能源核電達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的目前平均水平從現(xiàn)在起到2035年，平均年增核電900萬(wàn)千瓦從2020年起平均年增1600萬(wàn)千瓦類型容量和電量水電新能源氣電煤電核電容量，億千瓦3.01.50.77.02.8容量，%20.010.04.740.618.7電量，%146346.031.0

2035年電力之極限分析17四、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)（3/14）核電年投產(chǎn)容量分析－2020年前7000萬(wàn)千瓦－2020年前4000萬(wàn)千瓦18四、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)（4/14）能否實(shí)現(xiàn)？—從1970至2003共生產(chǎn)71臺(tái)，90萬(wàn)－150萬(wàn)千瓦，11臺(tái)出口—最密年份1974－1981，共生產(chǎn)46臺(tái)，平均5.8臺(tái)/年法國(guó)情況—最高年投入7臺(tái)（75、77、80三年）—最高在建37臺(tái)（80、81）美國(guó)情況：約比法國(guó)翻一番，年份提前5-10年。中國(guó)火電：2003－2005煤電裝機(jī)約1.35億，2004年為4500萬(wàn)千瓦，2005年預(yù)測(cè)大于6000萬(wàn)千瓦，創(chuàng)世界之最。30年完成電力10.5億千瓦，年平均3500萬(wàn)千瓦，加上老機(jī)改造約4000萬(wàn)千瓦，目前制造能力已經(jīng)達(dá)到。核電部分還需加強(qiáng)，目前三大制造基地濱海重型廠正在籌建，總能力年產(chǎn)4－6臺(tái)，留有余地。19四、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)（5/14）每年投產(chǎn)的煤電容量中國(guó)煤電20四、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)（6/14）核電造價(jià)國(guó)際核電造價(jià)為煤電1.5倍左右核電運(yùn)行小時(shí)大于7000，以5000小時(shí)為基準(zhǔn)，對(duì)造價(jià)修正。運(yùn)行系數(shù)Kh＝5000/h核電服務(wù)年限長(zhǎng)，40－60年，設(shè)貼現(xiàn)率為5％，以20年為基準(zhǔn)：2020＋（0.95－0.95n+1)/0.05壽命系數(shù)Kl＝＝11.95－0.95n+121四、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)（7/14）發(fā)電類型煤電GSCC水電風(fēng)電核電核電設(shè)計(jì)壽命（年）302050204060年運(yùn)行小時(shí)500035003500250070007000造價(jià)RMB/KW50004000700060008000/100008000/10000Kh1.001.431.432.000.7140.714Kl0.7251.000.5730.7250.6210.546折合造價(jià)RMB/KW36255720573687003547/44343119/3898考慮上述因素，各種發(fā)電類型折合造價(jià)如下表22四、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)（8/14）核電電價(jià)電價(jià)與造價(jià)、燃料價(jià)密切相關(guān)國(guó)家加拿大法國(guó)日本韓國(guó)中國(guó)俄羅斯貼現(xiàn)率5%1.010.691.030.890.970.58貼現(xiàn)率10%1.280.831.241.071.270.84核電廠和煤電廠發(fā)電成本比率我國(guó)核電造價(jià)高，電價(jià)也高。關(guān)鍵是自主化率和國(guó)產(chǎn)化率低核能與氫能核電可在電負(fù)荷低谷時(shí)制氫高溫氣冷堆可直接熱解制氫氫燃料電池既可用于交通，又可發(fā)電（用聯(lián)合循環(huán)效率可達(dá)0.65-0.80）?？山鉀Q核電調(diào)峰問(wèn)題。壓水堆似乎優(yōu)于其他堆型23四、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)（9/14）發(fā)展以多聯(lián)產(chǎn)為目標(biāo)的CCT技術(shù)原理圖兩種匹配方案：A：G≈E+L，E≈L

B：G≈E≈L，以電定液液體燃料L煤氧氣化爐Gcc—Ecc—Ecc—E儲(chǔ)、運(yùn)

交通運(yùn)輸

燃料電池發(fā)電cc—E

氫氣水、煤氣變換及分離24四、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)（10/14）發(fā)展以多聯(lián)產(chǎn)為目標(biāo)的CCT技術(shù)（續(xù)）突出優(yōu)點(diǎn)—多聯(lián)產(chǎn)優(yōu)化組合后造價(jià)接近常規(guī)煤電+尾氣脫硫，電價(jià)和代用燃料價(jià)均有競(jìng)爭(zhēng)力純IGCC 0.40￥/KWH

多聯(lián)產(chǎn) 0.33￥/KWH

液燃價(jià) （0.6～0.8）當(dāng)量油價(jià)—易脫除SOX，NOX和粉塵，凈化在流程中，不可逾越，凈化后低于歐共體標(biāo)準(zhǔn)—高濃度CO2，易解決—用水量少，產(chǎn)煤地區(qū)缺水，但氣溫低，效率高25四、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)（11/14）發(fā)展以多聯(lián)產(chǎn)為目標(biāo)的CCT技術(shù)（續(xù)）—高參數(shù)蒸汽循環(huán)加尾氣脫硫也屬CCT范疇—存在兩大問(wèn)題：變工況滑壓運(yùn)行，缺水地區(qū)空冷，二者均引起效率大幅↓—IGCC多聯(lián)產(chǎn)則不然：可用于兩班制運(yùn)行，效率高；我國(guó)產(chǎn)煤地區(qū)缺水，只影響其1/3蒸汽部分，2/3

燃機(jī)則因氣候寒冷而使效率↑—多聯(lián)產(chǎn)為流程中凈化；尾氣脫硫?yàn)榱鞒毯髢艋诙嘌b高參數(shù)機(jī)組完全正確；將來(lái)則應(yīng)逐步增加多聯(lián)產(chǎn)比重與高參數(shù)（指超臨界以上）蒸汽循環(huán)比較26四、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)（12/14）

2060年電力和交通能源的粗略規(guī)劃27四、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)（13/14）28所建議的能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性結(jié)合國(guó)情，符合可持續(xù)發(fā)展現(xiàn)實(shí)可行，不存在重大技術(shù)難點(diǎn)機(jī)動(dòng)靈活，如其它能源有新的技術(shù)進(jìn)展可對(duì)核電和媒電比重作調(diào)整四、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)（14/14）29五、大力提倡節(jié)能（1/2）節(jié)能范圍與措施范圍措施