中國的電力什么時(shí)候飽和
發(fā)布時(shí)間:2015-05-07 09:00:00
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現在是做規劃的時(shí)候,在電力規劃里首先要做的是電力需求預測,電力需求預測的好壞,決定了規劃的好壞,但是近年來(lái)的電力需求預測有點(diǎn)愈來(lái)愈簡(jiǎn)單的趨勢,而且某些重要的假設脫離了實(shí)際,例如中國的電力什么時(shí)候飽和,就不符合中國電力實(shí)際可能的發(fā)展規律。
??? 1.電力需求預測方法越來(lái)越簡(jiǎn)單
??? 在計劃經(jīng)濟年代,電力需求預測相當復雜,首先要求對各個(gè)經(jīng)濟部門(mén)進(jìn)行深入的調查,然后根據各種電力需求預測方法進(jìn)行預測,預測方法也很多,有終端利用分析法、綜合法、系統動(dòng)態(tài)法、情景分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )法、綜合資源法(IRP)。
??? 我國曾采用單耗法、人均用電法、橫向比較法、電力彈性系數法、投入產(chǎn)出法、分部門(mén)預測法,還有回歸模型、計量模型等。但近年來(lái)這些復雜的方法都不用了,轉而采用簡(jiǎn)單的彈性系數來(lái)預測電力需求,假設電力消耗與國內生產(chǎn)總值(GDP)之間存在某種函數關(guān)系,假設當期電力彈性系數來(lái)預測電力需求。最近更簡(jiǎn)化為直接采用年用電量增長(cháng)率,先假設年用電量增長(cháng)率,再用去年用電量乘以(1+年用電量增長(cháng)率),就可以得出次年的年用電量,這就比彈性系數法更簡(jiǎn)單,因為彈性系數要知道GDP的增長(cháng)率才能求得年用電量增長(cháng)率,直接用年用電量增長(cháng)率,就不需要GDP的增長(cháng)率了。
??? 其實(shí)大家都知道,我們的確無(wú)法清楚地了解未來(lái),我們難以對未來(lái)的技術(shù)和社會(huì )系統都作出準確的判斷,我們更不能預測不確定因素,如1979年南亞經(jīng)濟危機和2008年美歐的經(jīng)濟危機。對于那些復雜的預測模型,如果對目前和今后的經(jīng)濟狀況缺乏了解和研究,輸入模型的原始數據是“垃圾”,那么模型計算的結果也必然是“垃圾”,如果用時(shí)間和金錢(qián)去獲得“垃圾”成果,不如采用最簡(jiǎn)單的辦法去獲得簡(jiǎn)單的預測成果,這或許是電力需求預測越來(lái)越簡(jiǎn)單的理由。問(wèn)題是這種簡(jiǎn)單的預測可信嗎?
??? 2.關(guān)于我國電力需求的拐點(diǎn)和飽和點(diǎn)
??? 近年來(lái),大家都在預測能源和電力需求的飽和點(diǎn),對于電力的飽和點(diǎn),一般都認為電力需求量年增長(cháng)率小于1%或2%就是飽和點(diǎn)。各家的預測略有出入,下面列舉幾個(gè):
??? 1、2012年的預測:2010—2020年年均增速7.2%,2020年人均用電量6000千瓦時(shí),電力消費彈性系數為0.95。2020—2030年年均增速3.6%,2030年人均用電量8500千瓦時(shí),電力消費彈性系數為0.6。2030—2050年年均增速0.2%,2050年人均用電量10000千瓦時(shí)計算,電力消費彈性系數為0.1左右。2030年后,我國人口將呈現下降趨勢,按2050年人均用電10000千瓦時(shí),全國用電量基本與2030年持平;若按低水平的9000千瓦時(shí)測算,全國用電量將低于2030年水平,因此,2030年作為我國能源電力消費的飽和水平年,應當高度重視,深入研究。
??? 這個(gè)預測對于各個(gè)時(shí)期電力年增率的設定有何根據?2030年究竟是能源還是電力的飽和水平年也沒(méi)說(shuō),照理應該是電力的飽和水平年。因為能源的飽和水平年與電力的飽和水平年是不同的。
???? 2、2013年的預測:2020年以前,我國仍然處于向初級發(fā)達經(jīng)濟階段轉型的過(guò)程中,電力需求將繼續保持較快速度增長(cháng),平均增速不會(huì )低于6%;2021—2030年,我國將從發(fā)達經(jīng)濟的初級階段向高級階段過(guò)渡,電力需求年均增速放緩到3.5%左右;2031—2050年,我國將處于高級經(jīng)濟發(fā)展階段,步入中等發(fā)達國家行列,電力需求年均增速進(jìn)一步放緩至1%左右。根據發(fā)達國家經(jīng)驗,當電力需求增長(cháng)低至3%以下時(shí),基本可認為電力需求拐點(diǎn)出現。因此,根據前述預測,我國的電力需求拐點(diǎn)大致在2030年左右出現。根據發(fā)達國家經(jīng)驗,當電力需求增長(cháng)低至1%左右時(shí),基本認為電力需求已趨于飽和,根據前述預測,2040—2050年左右,我國電力需求增速將放緩至1%左右,電力需求將趨于飽和。
??? 這個(gè)預測是根據發(fā)達國家的經(jīng)驗,并將電力發(fā)展分成拐點(diǎn)與飽和兩個(gè)階段,2030年是拐點(diǎn),2040—2050年趨于飽和。
??? 3、2014年預測:新世紀前10年我國電力年均增長(cháng)12%,“十二五”年均增長(cháng)6.7%,2014年增長(cháng)3.8%,“十三五”增長(cháng)5%—6%,甚至略低一些;到2020、2030年初步判斷增長(cháng)率是3%—4%之間,也可能低于3%。準確來(lái)說(shuō)叫做處于一個(gè)中低速期間,2%—4%之間的增速。到了2030年全國用電需求達到飽和,真正的拐點(diǎn)在2030年左右。2030年以后用電量增長(cháng)是1%,甚至更低。
??? 這個(gè)預測是根據我國的經(jīng)濟發(fā)展階段來(lái)預測的,我國用電量的增速:中高速6%-8%,中速為4%-6%,中低速2%-4%,低速1%-2%。這個(gè)預測也分拐點(diǎn)和飽和點(diǎn),但拐點(diǎn)和飽和點(diǎn)重合在2030年。
??? 4、2014年論述:在電力領(lǐng)域,有些研究機構已經(jīng)在一些城市,甚至區域電網(wǎng)超前地進(jìn)行了電力負荷飽和及其特性的研究。他們采用了國外的科學(xué)研究方法,以電力負荷上升到S曲線(xiàn)最高時(shí)間段,年增長(cháng)率小于2%的情況下,定義為電力負荷飽和時(shí)間點(diǎn)的預測及其特性研究。能源需求也將隨著(zhù)經(jīng)濟社會(huì )、人口、資源、環(huán)境條件、結構變化和技術(shù)發(fā)展,出現類(lèi)似的能源需量(總量或者人均指標)的飽和點(diǎn),也就是能源消費的零增長(cháng)時(shí)期的到來(lái)。當然許多研究都說(shuō)明,飽和負荷的出現都是在一個(gè)國家或地區按照錢(qián)納里對工業(yè)化階段的劃分,是在工業(yè)化的第六階段,亦即后工業(yè)社會(huì )。
??? 這個(gè)意見(jiàn)把電力年增長(cháng)率小于2%定義為電力負荷飽和點(diǎn),他強調的是負荷而不是用電量,他在提出飽和點(diǎn)的同時(shí)還提出消費的零增長(cháng),并且說(shuō)飽和點(diǎn)的理論基礎是錢(qián)納里工業(yè)階段的劃分。
??? 上面幾個(gè)例子說(shuō)明,對電力負荷飽和點(diǎn)各有各的理解,但大多認為飽和點(diǎn)在2030年,各種論說(shuō)都是參照發(fā)達國家電力工業(yè)發(fā)展規律、結合中國經(jīng)濟發(fā)展階段決定的。但是到目前為止還沒(méi)有一個(gè)發(fā)達國家完成新能源電力對化石能源的替代,連發(fā)展新能源電力最積極的德國,新能源電力占電力消費比重25%,占終端能源比重也不過(guò)15%,中國在新能源電力替代化石能源上差距更大。在電力飽和點(diǎn)的論述上沒(méi)有考慮新能源電力替代化石能源,飽和點(diǎn)的選擇有誤。
??? 3.電力飽和點(diǎn)與能源綠色轉型關(guān)系密切
??? 電力飽和點(diǎn)僅考慮電力消費本身的發(fā)展變化是不夠的,還要考慮能源的綠色轉型。能源綠色轉型目前主要依靠天然氣替代煤炭和石油,還有電力替代煤炭和石油,美國是用天然氣替代煤炭石油的典范,德國是用新能源電力替代煤炭和石油的典型。用天然氣替代煤炭和石油,天然氣比電力便宜,用天然氣替代時(shí),用能設備的改造比較容易,比燃油汽車(chē)改成燃氣汽車(chē)比較容易,燃油汽車(chē)要改造成電力汽車(chē)就很難辦到;但天然氣替代煤炭、石油僅僅是一種過(guò)渡模式,最后還是要被非化石能源所替代。問(wèn)題在于天然氣時(shí)代能持續多長(cháng)時(shí)間,靠天然氣替代能否滿(mǎn)足溫室氣體減排。如果天然氣時(shí)代能夠持續數百年甚至上千年,比煤炭時(shí)代、石油時(shí)代都長(cháng),同時(shí)可以滿(mǎn)足減排的需求,那么天然氣時(shí)代持續較長(cháng)時(shí)間沒(méi)有壞處。用電力替代煤炭和石油,是指用核能、水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等替代煤炭和石油,因為可再生能源和新能源接近100%、核能接近95%以上都需要轉換成電能才能使用,因此能源發(fā)展和綠色轉型離不開(kāi)電力。電力是最干凈的能源,電力比天然氣還要干凈,但電力是二次能源,是由一次能源轉換而成的,我國到目前為止主要用于轉換成電力的一次能源是煤炭,所以電力干凈與否取決于煤電,煤電目前可以除去二氧化硫等污染物,但是不可能除去二氧化碳;電力是二次能源,所以電價(jià)比煤炭和石油貴。非化石能源電力的成本比煤電高,在能源替代上的競爭力比煤電差。從目前條件看,天然氣替代煤炭、石油的條件比電力強。
??? 美國是以天然氣替代為主,德國是以新能源電力替代為主,我國是天然氣和新能源電力替代并舉。中國的能源替代可能有三種模式:一是近期以天然氣替代為主,適度發(fā)展新能源電力;二是天然氣替代和新能源電力替代并重;三是以新能源電力為主,天然氣替代輔助。美國天然氣價(jià)格與煤炭?jì)r(jià)格相近,用天然氣替代煤炭不需要補貼,煤炭比重不大,用天然氣替代煤炭的任務(wù)不重;丹麥和德國是用新能源替代煤炭和石油,新能源電力的成本高,補貼任務(wù)重,丹麥和德國的電價(jià)都很高,居民收入高,能夠承受高電價(jià)。我國既不同于美國,也不同于丹麥、德國,我國天然氣價(jià)格比煤炭?jì)r(jià)格高四、五倍,天然氣企業(yè)的利潤可達30%,煤炭企業(yè)70%虧損,且一次能源消費以煤為主,代煤的任務(wù)繁重,我國居民收入水平低,承受不了高天然氣價(jià)和高電價(jià),所以我國無(wú)論是天然氣替代還是電力替代都需要補貼。替代任務(wù)重、替代難度大。
??? 按照規劃,到2020年,天然氣在我國一次能源消費中將占 10%,非化石能源消費占15%,即使按計劃完成,天然氣和非化石能源才占25%,其余75%還是靠化石能源,替代任務(wù)遠未完成。到2030年,如果天然氣占20%,非化石能源占20%,兩者相加才40%,其余60%靠化石能源。因此考慮能源向綠色、低碳轉型,2030年不可能成為電力飽和點(diǎn)。
??? 4.2050年也不可能成為電力飽和點(diǎn)
??? 前面介紹的關(guān)于電力飽和點(diǎn)的預測,認為中國電力的飽和點(diǎn)在2040年至2050年;但不少預測資料認為到2050年中國一次能源消費中,化石能源仍占較大比重,能源綠色低碳轉型還未完成,所以,2050年也不可能成為電力飽和點(diǎn)。
??? 中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì )秘書(shū)長(cháng)王志軒2013年4月預測,我國2050年需電力裝機容量49億千瓦,年發(fā)電量16.3萬(wàn)億千瓦時(shí),化石能源電力占比55.8%,非化石能能源電力占比44.2%。開(kāi)發(fā)銀行專(zhuān)家吳敬儒2014年4月預測,我國2050年需電力裝機容量41.5億千瓦,年發(fā)電量13.3萬(wàn)億千瓦時(shí),化石能源電力占比49%,非化石能能源電力占比51%。按這兩個(gè)預測,我國2050年化石能源電力還有50%左右,說(shuō)明2050年綠色低碳轉型遠未完成。
??? 由國家發(fā)改委能源研究所、國家可再生能源中心與丹麥共同研究發(fā)布的《中國可再生能源發(fā)展路線(xiàn)圖2050》,提出到2050年,電力供應中非化石能源發(fā)電占比達到91%,可再生能源發(fā)電占比86%,所以化石能源發(fā)電只占9%,核電占比5%;如此低的化石能源發(fā)電占比能否滿(mǎn)足火電為新能源調峰、調頻和備用之需?如此低的核電占比,能否滿(mǎn)足2050年的用電量需求?按照“路線(xiàn)圖2050”計算,2050年全國裝機容量約為36.7億千瓦,年發(fā)電量為6.39萬(wàn)億千瓦,只及王志軒預測的74.9%和39.2%,特別是裝機容量中35億千瓦水電、風(fēng)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電,年發(fā)電量極少,顯然裝機容量和年發(fā)電量都不可能滿(mǎn)足2050年的需要。按照“路線(xiàn)圖2050”的要求來(lái)看,估計一次能源中化石能源仍占33.5%,非化石能源電力占54.6%,非化石能源非電力占12%,化石能源仍占相當大的比重。按“路線(xiàn)圖2050”的安排,2050年不可能是電力的飽和點(diǎn),而是會(huì )出現嚴重的缺能、缺電局面。(具體數字見(jiàn)附表)。
??? “路線(xiàn)圖2050”出現的一個(gè)嚴重錯誤,就是混淆了一次能源平衡和終端消費時(shí),非燃料電力換算標準。1991年原能源部和國家統計局在水電和其他非燃料能源(包括核電、水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能電力等非化石能源電力)在能源平衡表中的熱值換算出現了不同意見(jiàn),為此兩部、局委托北京水利電力經(jīng)濟研究所和國家計委、中國科學(xué)院能源研究所進(jìn)行調查研究,并提出“水電和其他非燃料能源在能源平衡中的熱值換算問(wèn)題的研究”,結論是,通過(guò)研究我們發(fā)現,無(wú)論采用等價(jià)熱值法,還是采用熱功當量法,各有利弊。編制能源平衡表的目的在于為全國的能源平衡工作提供監督手段,為能源供求平衡提供科學(xué)依據,加強節能管理工作。因此,能源平衡表的編制既要滿(mǎn)足宏觀(guān)能源平衡的需要,也要滿(mǎn)足企業(yè)能源平衡和能源節約及管理的需要。在能源平衡表中僅用等價(jià)熱值法或熱功當量法折算水電和其他非燃料電力的熱值不能滿(mǎn)足各方面的需要。因此,我們建議在編制全國能源平衡標準量表時(shí),同時(shí)采用兩套方法計算二次能源電力熱力標準量。在進(jìn)行宏觀(guān)的一次能源平衡時(shí)使用等價(jià)熱值法,在對終端能源消費進(jìn)行評價(jià)時(shí)使用熱功當量法?!奥肪€(xiàn)圖2050”的錯誤在于在終端能源消費進(jìn)行評價(jià)時(shí),對非燃料能源采用了等熱值法換算。
??? 5.結語(yǔ)
??? 關(guān)于中國什么時(shí)候出現電力飽和點(diǎn)的分析,我們可以得出以下? 幾點(diǎn)結論:
??? 1、電力飽和點(diǎn)不僅取決于電力本身的增長(cháng)規律,還要受能源低碳綠色轉型的影響,即用電力替代煤炭和石油。從中國目前情況來(lái)看,原來(lái)預測2030年或2040-2050年出現的電力飽和點(diǎn)是不可能的,2030年出現化石能源的飽和點(diǎn)是可能的,但電力飽和點(diǎn)應在化石能源飽和點(diǎn)之后。
??? 2、電力飽和點(diǎn)模糊不清的根本原因在于能源低碳綠色轉型的模糊不清。低碳綠色轉型提倡了幾十年,現在還是以煤為主。以煤電為主,雖然提出了以天然氣代煤、代油,加強用新能源電力的開(kāi)發(fā)去替代煤炭和石油,但究竟孰重孰輕?什么模式?多少年完成轉型,仍是未知數。所以在能源和電力需求預測中要加強綠色、低碳轉型的預測。
??? 3、能源低碳綠色轉型是一項十分艱巨的任務(wù),是空前絕后的事業(yè)。新能源電力的間歇性、隨機性不是簡(jiǎn)單設定非化石能源電力的比重,可再生能源電力的比重可以解決的,如丹麥、德國非化石能源發(fā)電裝機超過(guò)最小負荷和最大負荷的時(shí)候,非化石能源的發(fā)電量超過(guò)30%的時(shí)候,難題就必然出現,一些國家從電以來(lái)從未出現過(guò)負電價(jià)。為新能源電力服務(wù)的承擔調峰、調頻和備用作用的火力發(fā)電廠(chǎng)利用小時(shí)數越來(lái)越低,起停越來(lái)越頻繁,上網(wǎng)電價(jià)越來(lái)越低,當他們維持不下去要關(guān)門(mén)的時(shí)間,新能源電力還能不能正常運行?所以低碳綠色轉型決不是定一個(gè)非化石能源的裝機和發(fā)電量,而是要研究整個(gè)電力系統相關(guān)方面的協(xié)調配合。
??? 4、電力的兩種折算方法,可能有些生疏。能源的品種繁多,但為了衡量能源消耗多少,得把各種能源加在一起算總賬。石油、煤炭單位是噸,但石油、煤炭品質(zhì)有差異,天然氣、煤層氣、頁(yè)巖氣的單位是立方米,發(fā)熱量也有差異,電的單位是千瓦時(shí),如何匯總?國際上采用噸標煤或噸標油,規定了各種能源折算為標煤、標油的辦法。電力的折算辦法有兩種,在進(jìn)行宏觀(guān)一次能源平衡時(shí)使用等價(jià)熱值法,在對終端能源消費進(jìn)行評價(jià)時(shí)使用熱功當量法。
??? 我們平常所說(shuō)的非化石能源占一次能源消費的比重,如2020年為15%,2030年為20%,這中間非化石能源電力的折算用等價(jià)熱值法,我們平常所說(shuō)的終端能源中電力所占的比重,電力的折算用熱功當量法。電力是所有能源中最干凈的能源,這樣折算有點(diǎn)不太公平,但這是國際組織和世界上多數國家所采用的辦法,暫時(shí)只能如此。
??? 5、飽和點(diǎn)能否早日出現,全靠我們的努力。飽和點(diǎn)能否早日出現,關(guān)鍵在于綠色低碳轉型能否早日實(shí)現,而能否快速轉型則取決于替代能源和被替代能源的條件,現在的問(wèn)題是替代能源(特別是新能源電力)比被替代的煤炭貴。美國天然氣比煤炭便宜,用天然氣替代煤炭很容易實(shí)現,歐洲要替代的主要能源是石油,天然氣比石油便宜,替代石油沒(méi)有問(wèn)題。我們的天然氣、電力都比煤炭貴,而要被替代的能源主要是煤炭,因此能源的低碳、綠色轉型難度很大。丹尼爾·耶金說(shuō):“很多國家從政策層面扶持新能源產(chǎn)業(yè)。例如在中國,用煤發(fā)電較多,而新能源也主要集中在電力行業(yè),按理說(shuō)新能源與煤的競爭關(guān)系比較密切。這兩年煤價(jià)已經(jīng)下跌一半左右,但新能源投資并沒(méi)有下降,反而供給量還在大幅增加?!敝袊绻朐缛者_到電力飽和點(diǎn),早日完成低碳綠色的轉型,還得著(zhù)力培育“規模供應、技術(shù)過(guò)硬、經(jīng)濟可行、設施配套”的合格替代能源,目前所謂的替代能源的形態(tài)無(wú)一滿(mǎn)足,良好的商業(yè)形態(tài)更是遠未建立,奢談飽和點(diǎn)、奢談轉型是毫無(wú)意義的。