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三、能源供需两侧存在的结构性问题

我国能源供需两侧存在的结构性问题,既有需求侧、供给侧的问题,也有供需两侧协调的问题,包括不合理和低效能源需求大量存在、高碳能源结构难以破除、高碳能源生产能力过剩、能源供应系统协调性差、供需两侧互动不足、电气化水平低、能源普遍服务水平有待提高、能源开发利用与生态保护之间矛盾加剧等。

(一)能源利用方式粗放,不合理和低效能源需求大量存在

我国能源利用方式整体比较粗放,先进和落后产能并存的现象普遍存在,尽管我国节能工作取得了显著成效,但仍存在大量不合理、低效的能源需求。2013年全社会能源利用总体效率仅为36.8%,低于发达国家约43%的效率水平;2014年我国单位GDP能耗是世界平均水平的1.7倍、欧盟水平的3.3倍 ,不合理、低效的能源需求与未来能源需求集约、高效的新要求之间存在矛盾。我国传统经济发展模式粗放,重速度、轻质量,经济发展质量不高,能源资源浪费问题突出。

1. 房屋空置和建筑大拆大建带来能源浪费

在城市建设领域,一方面,为数不少的建筑处于空置状态,2013年我国城镇地区自有住房空置率达22.4%,大大超出发达国家5%~10%的住房空置率水平,全国城镇住宅总面积超过200亿平方米,至少有20亿平方米因超常空置而浪费,估计浪费能源1.7亿吨标准煤;另一方面,一些地方大搞房地产建设,一些远不到使用寿命期的建筑被提早拆除,全国每年建筑拆除面积约为当年新开工面积的15%、竣工面积的30%,仅2013年城镇建筑拆除面积就达6亿~7.5亿平方米,而房屋营造本身就是“高资源、高能源”消耗的过程,很多被拆除的建筑寿命都不到30年,资源浪费严重。2013年我国建筑业建造能耗超过10亿吨标准煤,新建建筑的建造能耗约占全社会一次能源消耗的16% ,可见仅每年拆除建筑的建造能耗浪费就占全社会一次能源消耗的5%以上。

我国建筑规模巨大,存量建筑面积达520多亿平方米,但建筑能源利用效率总体水平较低,存量建筑中节能建筑仅占30%,而且建筑节能标准只相当于欧洲国家20年前的水平,家电产品能效水平同国际先进水平也有较大差距。

2. 基础设施超前建设透支未来能源需求

从基础设施建设看,已有相当一部分机场、公路出现过度超前建设和过剩、投资效益低下等问题,目前我国港口吞吐能力平均过剩30%~40%;据不完全统计,我国“十二五”时期各地规划的高速公路里程达16.5万公里,是美国现有高速公路里程的两倍左右,远远超出合理发展规模,不合理的超前建设透支了未来发展空间和留给后代的资源,也产生了大量无效的能源需求。

3. 产能过剩和余能未被利用造成能源浪费

在工业领域,也存在因过度建设、重复建设造成系统效率降低、能源浪费严重的现象。2013年我国主要工业行业的产能利用率普遍低于80%,其中甲醇的产能利用率仅为51%,平板玻璃也只有62%,作为新兴战略性产业的光伏电池组件的产能利用率也不到65%,产能闲置造成对能源、资源的巨大浪费 。工业领域大量余热还没有被充分利用,现在回收利用的余热主要是高温烟气的显热和生产过程中排放的可燃气,中低温余热(低品位余热)基本未被回收利用。我国北方地区采暖季内低品位工业余热排放量约为1亿吨标准煤,若作为北方城市冬季供热热源,至少可以节约北方城市冬季供暖50%的能源消耗

从能源利用效率看,我国主要用能设备与国际先进水平比较仍有较大差距,燃煤工业锅炉平均运行效率在70%左右,落后于国际先进水平10~15个百分点,电动机拖动系统平均运行效率也比国际先进水平低10个百分点以上。可见,系统性问题导致的能源浪费现象十分突出。

(二)高碳能源结构难以破除,绿色低碳能源供给弱

1. 高度依赖高碳能源的生产局面一直难以摆脱

长期以来,原煤产量占我国一次能源生产总量的比重都保持在70%以上,2002年以来的重化工加速发展时期,原煤生产占比曾上升到77%左右。虽然近年来比重有所下降,但2015年煤炭在我国一次能源生产中的比重仍高达72%,远远高于世界平均水平,煤炭产量占全球煤炭总产量的47%。2015年我国一次能源生产结构中,原油、天然气和非化石能源分别占8.5%、4.9%和14.5%,煤炭、原油合计超过了80%,高碳能源占绝对主导地位(见表1-1)。

表1-1 中国能源生产总量和构成

数据来源:国家统计局能源统计司.中国能源统计年鉴2015[M].北京:中国统计出版社,2016.

2. 长期保持了以煤炭为主的高碳能源消费结构

如图1-1所示,2010—2015年我国一次能源消费结构中,煤炭占比虽有下降,但始终占主导地位。2013年我国煤炭消费量高达42.44亿吨,占一次能源消费量的67%,远高于发达国家10%~20%的煤炭消费比重。随后两年受经济增长放缓影响,同时在大气污染防治和应对气候变化的压力下,我国煤炭消费总量与占比显现“双降”态势,但2015年几乎消耗了全球约一半的煤炭消费量,煤炭在一次能源消费中的占比仍高达64%。我国煤炭主要应用于工业、发电、居民生活等领域,其中约有一半煤炭用于发电领域,煤炭发电量占我国电力生产总量的70%以上。“十二五”期间煤电仍是新增电源主力,新增煤电装机容量2.35亿千瓦,占新增发电装机容量的43.5%;在建和待建煤电规模仍较大,获得审批的煤电项目已超过2.8亿千瓦,电源结构中煤电仍占主导。

图1-1 2010—2015年中国一次能源消费结构

数据来源:国家统计局能源统计司.中国能源统计年鉴2015[M].北京:中国统计出版社,2016.

此外,大量散烧煤未经洁净处理就直接用于燃烧,不仅能源利用效率低,还排放大量大气污染物。我国每年散烧煤消费7亿~8亿吨,主要用于采暖小锅炉、工业小锅炉(窑炉)、农村生产生活等领域,约占煤炭消费总量的20%,远高于欧盟、美国(不到5%)的水平。近年来石油消费量增长仍较快,2010—2015年石油在我国一次能源消费中占比从17%上升到18%,且预计2030年前将持续增加。

3. 绿色低碳能源供给能力仍然较弱

虽然近十年来绿色低碳能源发展速度较快,但其绝对供给能力仍然较弱,短期内尚不具备成为我国主力能源的生产能力。与高碳能源长久以来的粗放型发展方式相比,我国绿色低碳能源起步较晚。国内天然气资源虽然发现较早,但是产能建设严重滞后,直到2011年产量才突破1000亿立方米,2015年国内产量仅为1680亿立方米,不及美国当年产量的1/4。

2006年《可再生能源法》颁布实施以后,可再生能源才开始真正进入大规模商业化开发阶段。2015年我国可再生能源发电和生物液体燃料等商品化的可再生能源利用总量为4.4亿吨标准煤,只占全国一次能源消费总量的10.2%。即使实现“十三五”规划的可再生能源发展目标,预计2020年风电、太阳能发电量也仅占全国发电量的8%,而实现天然气消费占一次能源消费总量10%的目标更是困难重重。

(三)高碳能源生产能力过剩,企业经营困难

1. 煤炭绝对过剩,煤电阶段性过剩,炼油结构性过剩

2015年全国煤炭产能高达57亿吨,而消费量不足40亿吨,预测未来我国煤炭需求难以大幅增长,甚至会出现绝对量下降,将不足40亿吨。“十二五”期间新增煤电装机容量2.35亿千瓦,占新增发电装机容量的43.5%,年均增速6.4%,虽低于可再生电力装机容量增速,但高于同期电力消费增速。预测“十三五”时期留给煤电的增长空间不超过1.5亿千瓦。

但是,目前在建与核准的装机容量已达到3亿千瓦,远远超过用电需求增量。2015年,炼油能力已经达到7.74亿吨,炼厂的平均开工率只有68.5%,比国际平均水平低近20个百分点,按照85%的合理开工率计算,产能过剩已接近2亿吨。炼油产品结构性过剩,突出表现为炼油产品结构与市场需求存在较大偏差,汽油、航煤紧张,而柴油严重过剩。

2. 产能过剩造成行业不景气,部分企业经营困难甚至破产

2015年,全国规模以上煤炭企业主营业务收入2.5万亿元,同比下降14.8%。2016年1—5月,受盈利水平下降、亏损扩大等影响,煤炭企业负债总额增高,资产负债率增加。截至2016年5月底,全国规模以上煤炭企业负债总额3.64万亿元,平均资产负债率达到70.2%,部分企业达到80%以上。电力需求增速不断下滑,电网优先调度可再生能源发电,导致火电设备发电小时数不断下降,2015年的火电设备发电小时数仅为4329小时,为1978年以来火电设备利用率最低的一年。

由于目前煤价较低,煤电企业经营尚有微利。但随着煤炭去产能措施的实施,煤炭价格有望提高,煤电企业经营可能出现亏损。炼油投资浪费严重,未来行业性亏损风险加剧。我国炼厂平均负荷率已下滑至不足70%,低于钢铁行业的平均负荷率(72%~75%),部分地方炼厂甚至低于35%。无效投资、过度投资普遍,投资效率低,浪费严重。

(四)能源供应体系协调性差,内部冲突加剧

我国能源供应体系协调性严重不足,主要表现为能源供应体系产业链条不协调、能源空间布局不协调、能源发展模式与未来发展趋势不协调。上述三种体系性的脱节造成的矛盾已相当严重,导致源、网、荷、储之间冲突不断,弃水、弃风、弃光现象频现。

1. 能源供应体系产业链条不协调

能源供应体系产业链条不协调表现为源、网、荷、储之间的不协调。电网建设与电源规划脱节,地方电源建设过快,电网输送通道难以满足可再生能源电力发展需求,产生了电源重复建设、可再生能源并网比例偏低、电网设备利用效率低下等问题。

同时,天然气调峰能力、管道建设与油田开发也存在相似的不协调问题。与我国天然气发展相适应的调峰能力最低应为100亿立方米,而目前我国地下储气库有效的工作储量只有21亿立方米,仅占天然气消费量的2%,天然气调峰能力远跟不上消费量的增长。

2. 能源空间布局不协调

我国东、中、西部情况迥异,东部(含东北)发达地区生产总值占全国的62%,一次能源消耗占54%,用电量占57%,但煤炭资源只占10.5%,水电资源只占7.3%。再加上工业布局、火力发电布局不合理,长期以来能源总物流呈现“北煤南运、西油东调、北油南下、西气东输、西电东送”的格局。如煤炭铁路运输量占全国煤炭产量的60%,运煤量占全国铁路运量的一半,甚至还有长距离汽车运煤,造成优质能源的巨大浪费。

风能、光伏资源布局不合理,也造成了我国可再生能源发电中的弃水、弃风、弃光问题频发,每年损失的电量超过400亿千瓦时。仅云南、四川两省总弃水电量就已超过200亿千瓦时;甘肃省酒泉、敦煌和青海格尔木等部分地区弃光严重,局部地区弃光比例超过30%。

3. 能源发展模式与未来发展趋势不协调

绿色低碳能源是全球的能源发展趋势,然而当前的发展模式却远远无法满足未来的需求。当前新的能源供应体系与传统的能源供应体系不协调。不同能源品种的发电企业争抢发电量份额的竞争态势日益激化,电源建设规划时序与电力需求变化脱节。

传统能源长达数十年的路径锁定与可再生能源发展的高预期之间出现冲突,加之当前经济增长放缓,电力消费总量出现下滑,来自新能源的电力与传统化石能源的电力争占市场份额的矛盾更加尖锐,行业内已出现风电企业与火电企业互相斥责的声音。同时,分布式能源、微网发展模式与传统的大电网模式之间也产生了持续不断的现实冲突。

(五)能源供给侧系统灵活性不足,需求侧智能化发展受限

1. 能源供给侧系统调节能力差、灵活性不足,难以适应波动性、随机性用能需求特点

在能源需求侧,由于用能负荷相对稳定的工业部门能耗占比下降,波动性、随机性较强的建筑和交通部门占比上升,电力和天然气消费在不同时间段、不同季节之间负荷峰谷差有加大趋势。而在能源供给侧,电力和天然气的系统调节能力不足,不仅无法实现能源供应的优化,也难以匹配需求侧负荷波动的特点。

电力系统调节能力差表现在灵活电源少、热电联产机组出力锁定和煤电调峰激励机制缺失三个方面。首先,抽水蓄能、燃气发电等灵活调节电源比重仅5%,“三北”地区不足3%,与欧美发达国家存在较大差距。其次,大量采取“以热定电”的热电联产机组,为保证采暖季热力供应,必须强制一定比例的发电出力。最后,由于价格激励和技术等原因,煤电机组深度调峰潜力尚未被充分开发。天然气方面,受限于储备能力严重不足和管网建设落后,天然气供应的调峰能力较差,难以满足季节性用气高峰需求。北方地区采暖季天然气供应十分紧张,“气荒”问题屡次发生,2004年、2009年冬天都曾出现过全国大面积的天然气供应短缺,且短缺的范围和严重程度仍有不断扩大的趋势,反映出天然气供给灵活性严重不足。

2. 能源需求侧智能发展受到智能基础设施建设落后、价格激励缺失及分析管理能力不足的制约,需求智能化和需求响应发展缓慢

发达国家经验表明,通过精细管理和价格激励等手段,随机性的能源需求可以变得可控,在很多情况下,通过优化需求来实现能源供需平衡比传统优化供应的方式更具有经济性。当前,互联网和新一代信息控制技术为需求侧智能发展创造了广阔空间,电动汽车、蓄热式电锅炉等可调峰设备的逐渐普及,以及常规用能设备的智能化,使得终端用能设备有能力主动根据能源系统平衡情况及价格信号来调整其用能行为,从而实现智能、有序用能。

然而,能源需求侧智能发展并不受限于需求侧本身的“硬件”条件,而是受限于需求侧与供给侧的连接、互动和价格信号传导。受限于供给侧智能电网、智能电表等基础设施建设相对不足,以及欠灵活的能源价格体制机制,需求侧智能发展并没有衍生出实际的经济价值——未能通过需求侧管理/需求响应等方式实现削峰填谷并最终节省成本。可见,智能型基础设施建设存在短板,灵活的能源价格机制欠缺,供需两侧互动不足,导致需求侧智能发展进程受阻、经济效益开发程度不高。

(六)人均电力消费水平低,电力消费在部门和地区间不平衡

1. 电气化进程加速推进,全社会电气化率已接近发达国家平均水平

电力是现代能源体系的核心,我国电气化进程从“十一五”时期开始加速推进,终端电力需求增速整体高于终端能源需求总量增速。如图1-2所示,2006—2014年,终端电力消费量年均增速为9.7%,而终端能耗年均增速仅为5.6%,二者几乎相差一倍。电力在终端用能中的比重不断提高,电气化率从2006年的15.7%稳步提升至2014年的20.9% (如果扣除非能源使用部分,电气化率会进一步提升至22.4%),与发达国家平均24%的水平的差距在不断缩小

图1-2 电气化率、电力消费及终端能耗增速情况

数据来源:国家统计局历年《中国能源统计年鉴》

2. 人均电力消费量与发达国家存在较大差距

人均用电量是一国现代化水平的主要标志。我国电气化率虽然与发达国家相差不多,但人均用电量与发达国家差距明显。发达国家按人均用电量基本可分为高电耗国家(以美国、加拿大为代表,人均年用电量在12000千瓦时以上)和节电国家(以日本、英国为代表,人均年用电量在7000千瓦时左右),相比之下,我国人均年用电量还不足4000千瓦时,仅为发达国家平均水平的一半、美国的1/3,电力消费量仍有较大增长空间。

3. 电力消费过度集中在工业领域,商用、生活用电占比过低

我国的电力终端消费结构存在偏重工业(尤其是重工业)的特点。2014年电力消费在第一产业、第二产业、第三产业、居民生活中的比例分别为2%、73%、12%、13%,其中第二产业中五大高耗能行业消耗了全国45%的电力,与国际能源署(International Energy A-gency,IEA)统计的世界平均电力消费结构比较(第一产业、第二产业、第三产业、居民生活中的电力消费占比分别为2.3%、51.8%、23.3%、22.5%) ,我国居民生活、商业与公共服务的电力消费占比明显偏低 。根据IEA统计,2012年我国居民生活人均电力消费仅为美国和日本的1/10和1/5;商业和公共服务人均电力消费差距更为明显,仅为美国和日本的1/23和2/15。

4. 地区间电力消费水平落差巨大

我国虽然已基本解决了无电人口问题,但是不同地区之间、城乡之间电力消费水平不平衡,人均生活用电量仍然存在巨大落差。如图1-3所示,以北京、浙江、广东为代表的发达地区人均年生活用电量基本都在700千瓦时以上,而中西部地区仅为200~400千瓦时,发达地区几乎是相对落后地区的2~3倍。在欠发达地区城乡之间人均生活用电量差距非常明显,如图1-4所示,在贵州、云南、甘肃、青海等地区,城镇人均生活用电量是农村的2倍甚至更高。由此可见,我国电力服务的均等化进程尚未完成。

图1-3 部分地区人均年生活用电量比较

数据来源:国家统计局能源统计司.中国能源统计年鉴2015[M].北京:中国统计出版社,2016.

图1-4 部分地区城乡人均年生活用电量比较

数据来源:国家统计局能源统计司.中国能源统计年鉴2015[M].北京:中国统计出版社,2016.

(七)能源基础设施不足,普遍服务水平不高

清洁、安全、可承受的能源普遍服务体系是建设小康社会、推进现代化建设的必备条件,尽管近年来我国城乡居民用能条件已有明显改善,但能源普遍服务基础仍比较薄弱,能源普遍服务能力和水平有待进一步提高,特别是要加强不发达地区(包括农村地区、边远地区、城乡接合部、“城中村”等)能源基础设施建设,缩小城乡用能差距,满足基本生活用能需求。

1. 农村能源供应服务质量和数量普遍偏低

我国经济社会发展不平衡,各地能源服务水平差距巨大,相当数量人口还没能充分享受现代能源服务,炊事用能仍采用以秸秆、薪柴燃烧为主的低效用能方式,很少使用天然气、液化石油气等清洁的商品化能源。即使在可以供应电力、燃气等商品化能源的地区,农村能源人均消费量也显著低于城镇居民,更低于发达国家水平。

2014年我国人均生活用电508千瓦时,其中城镇人均生活用电525千瓦时、农村人均生活用电485千瓦时 ,而同期的美国、加拿大人均生活用电均接近4500千瓦时,韩国的人均生活用电也在1300千瓦时左右。农村居民的家电保有量显著低于城镇居民,如2014年农村居民每百户拥有房间空调器34台,只相当于城镇居民房间空调器保有量的1/3。而且,农村居民收入水平较低,现代能源服务的价格又较高,居民能源成本负担重。

2. 不发达地区能源基础设施建设不足

虽然“十二五”时期,我国实施了农村电网改造升级工程,农村电网结构大幅改善,电力供应能力明显提升,彻底解决了无电人口用电问题,但受自然环境条件、历史遗留问题等各种因素制约,城乡电力服务差距较为明显,农村地区电力保障能力与日益增长的用电需求不相适应,贫困地区以及偏远少数民族地区电网建设相对滞后,农村电网整体水平与全面建成小康社会目标仍有差距。

除了农村地区,边远地区、城乡接合部、“城中村”等地区的能源基础设施也较薄弱。我国约有1.3亿外来务工人员栖身于“城中村”狭小的出租房,有数以百万计的农民工蜗居在地下室,全国约有1200万户城镇低收入家庭居住在棚户区中,棚户区房屋破旧,厨卫设施不全,能源服务水平很低。

3. 较多建筑能源服务水平不能满足室内舒适度要求

在广大农村地区,由于经济发展和生活水平落后,建筑室内热环境普遍较差,特别是北方农村,冬季室内温度仅5℃~10℃,难以保证基本的热舒适性要求;南方地区农村建筑也普遍存在夏季太热、冬季太冷的问题。我国有数亿人生活在长江流域,但该地区城镇居住建筑普遍缺乏采暖措施,冬季室内温度普遍较低,热舒适性差,显著影响生活品质。随着经济的发展、人民生活水平的提高,要求改善建筑能源服务水平的呼声越来越强烈,能源保障能力与日益增长的生活用能需求已不相适应。

(八)能源开发利用与生态保护之间矛盾加剧,生态环境恶化

我国高强度的化石能源开发和过快增长的化石能源消费导致生态环境不断恶化,能源开发利用与生态保护之间的矛盾加剧。

1. 能源开发对生态环境产生严重影响

一是高强度的煤炭资源开发严重破坏了矿区及周边地区生态环境。我国煤矿每年新增采空区超过4万公顷,累计已超过100万公顷。煤炭开发已造成西北地区约245平方公里范围的水土流失,黄河流域由此成为水土流失最严重的地区。国内煤矿共有矸石山达1500余座,累计煤矸石堆放存量已达75亿吨,占地近2万公顷,每年因煤矸石自燃排放的有害气体超过20万吨,严重影响周边环境和居民健康。

二是石油天然气资源开发是我国华北地区地下水形成“漏斗”的原因之一。因过量超采地下水,我国华北地区已形成世界最大的“地下水漏斗”,石油天然气资源开发消耗大量水资源,降低地下含水层水位,从而导致水循环失衡。

三是水能资源高强度开发严重改变江河湖生态关系。比较突出的例子是长江上游大坝陆续建成后,蓄水后清水下泄,导致中下游流域江河湖生态恶化。据统计,洞庭湖和鄱阳湖面积相应锐减,枯水期时间不断延长,进而导致洲滩植被退化,对越冬候鸟、鱼类等动植物造成不利影响。

四是核能开发给周边环境带来长期不可忽视的隐患。核事故及核辐射安全问题一旦发生,对人类和环境造成的影响都是灾难性的。目前处理核乏燃料仍是世界性难题,高度放射性核废料对环境与人体都有极大的危害。铀矿资源的开发造成的废弃、废水、废渣等污染也不可忽视。

2. 能源利用导致的生态环境问题日趋严重

我国二氧化硫、氮氧化物、烟(粉)尘以及可吸入颗粒物等主要污染物排放总量长期高居世界第一位,并远远超过环境容量,环境污染已步入复合型、叠加型、区域性新阶段。长三角、珠三角、京津冀地区酸雨污染严重,并且面积呈持续扩大态势;25个省份存在不同程度雾霾污染,部分城市每年雾霾污染天数达200天;一些地区重金属、持久性有机污染物等污染加重,突发环境事件高发。全国有30%以上的城市人口生活在空气质量不达标的区域,受雾霾影响人口达6亿多,有近3亿农村人口喝不上安全的饮用水,有9000多万城镇人口集中饮用水源地不达标。

同时,我国还是全球温室气体排放第一大国,排放总量接近美国及欧盟的总和,人均排放量明显超过部分欧盟国家水平,并且还在持续增加。研究显示,煤炭的燃烧利用是我国各类污染排放的主要来源,90%的二氧化硫排放、67%的氮氧化物排放、70%的烟尘排放、40%的人为源大气汞排放以及70%的二氧化碳排放都来自燃煤 。2015年我国能源消费总量达43亿吨标准煤,其中煤炭占64%,以煤为主的能源消费是导致生态环境持续恶化的首要因素。 KBiIfSBVz6qBMceYSV1K82BdzgkeP1FHGek9YHvMKNQ3MpyrM2IYtxJJcGlpGWBc

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