中国能源的可持续发展

徐大懋

中国能源的可持续发展二○○五年六月（中国广东核电集团有限公司）1内容一、中国能源的基本特点二、能源战略观三、优化经济发展模式四、调整能源结构五、大力提倡节能六、结束语2一、中国能源的基本特点（1/5）资源有限，分布欠佳；浪费严重，需求量大；结构畸形，环境恶化；总结教训，科学规划。资源有限，分布欠佳矿种单位世界中国中国/世界，%总量人均煤亿t9842.111145.0011.6055.67石油亿t1402.2532.742.3311.14天然气万亿m3149.381.390.914.38煤—北方，缺水油气—西北，输送困难水能—西南，输送困难负荷中心—沿海、京津唐中国能源探明储量在世界上的地位3一、中国能源的基本特点（2/5）浪费严重，需求量大浪费严重：世界或国家世界中国美国德国日本俄国印度GDP美元/tce27258312922466759743419801亿美元GDP消耗能源（万tce）3.6712.033.422.141.6729.3510.20—能源转换效率约33%，比先进国家低5～7个百分点—中国能源利用效率较低，与世界对比如下4一、中国能源的基本特点（3/5）浪费严重，需求量大需求量大年份能源总量人均量亿tce%tce%中国世界美国中/世中/美中国世界美国中/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能源需求预测—保守的预测，2035能源翻一番。两种可能：经济发展一般；或节能效果好—大约2030年总量与美国持平，但人均值仍地低于世界人均值5一、中国能源的基本特点（4/5）结构畸形，环境恶化结构畸形：油、气、核奇少，煤最多—so2排放第一（煤质差）—co2排放第二，2020年左右将超过美国而成第一国家或世界石油天然气煤炭核电水电世界40.624.225.07.62.7中国23.62.565.51.56.9美国38.025.224.69.01.2俄罗斯20.853.8185.12.3法国32.417.07.343.3澳大利亚30.518.630.118.61.2日本51.013.218.016.21.6韩国54.99.320.914.60.3中国能源结构与世界比较环境恶化—全球污染最严重十大城市中，中国占七个—我国因酸雨而造成的经济损失约占GDP的5%—据欧盟专题研究，燃煤造成环境损失将使煤电价格翻番6一、中国能源的基本特点（5/5）总结教训，科学规划科学发展观：尤其是科学决策重视战略研究和中长期规划—二性、三化：科学性，灵活性；民主化，数字化，法制化—反映国家整体素质和政府的执政能力—避免“起步晚”造成的损失7二、能源战略观（1/2）能源战略观能源安全极为重要。以合理的价格提供足够的燃料和电能，支持国家经济可持续发展，保障人民生活，保卫本国领土。我国是能源短缺的发展中国家，应以建立自身的安全能源体系为主，进口为辅。以煤为主，但比重应逐步减小，且大力发展CCT，坑口电站，

空冷电站。油缺口较大，开展国际合作，研究替代燃料。从长远看，国产天然气只够城市生活用气。发展重型GT的近期目标是利用“西气东送”和LNG；长远目标则是CCT。水电：坚定不移，大力发展，经济可开发量3.5亿千瓦8二、能源战略观（2/2）能源战略观（续）风能、太阳能等可再生能源应大力发展，但对气候依赖性强，

难以成为主力能源。沿海及长江流域主要发展核电，彻底解决“煤、电、运”问题。建立可持续发展的能源体系必须实施三项政策：—优化经济发展模式—调整能源结构—大力提倡节能9三、优化经济发展模式（1/6）产业三角形三角形的形状表示产业的特性瘦高：低消耗、低污染、高效益，如：通讯、金融、保险、环境、电子、生物技术、精密制造、服饰等。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、优化经济发展模式（2/6）产业三角形三角形不同部位表示不同发展水平高级阶段消化引进，自主创新，技术密集，高精尖产品中级阶段引进技术，模仿制造有一定市场和效益低级阶段劳动密集型，技术含量低高消耗，低效益同一产业，三角形反映了企业管理和科技水平11三、优化经济发展模式（3/6）中国产业现状以高耗能第二产业为主，第三产业只占33%，不到美、日一半冶金、化工、建材，产值不足工业总产值20％，耗能超过60%国家第一产业第二产业第三产业产值比重能耗比重产值比重能耗比重产值比重能耗比重美国1.62－24.9336.773.4563.3日本1.48－32.1347.166.3951.0中国17.634.749.4269.732.9521.21999年美国、日本、中国不同产业的产值、能耗比重，%12三、优化经济发展模式（4/6）中国产业现状（续）企业产品档次大部分在产业三角形中下部1998年以来，科技对经济贡献下降，经济增长靠投资，

产业技术进步靠引进，专利、论文少。2004年，全球竞争能力排名，中国下降到24位—钢铁大国，但不是钢铁强国—年装发电设备为全球之最，但高档设备均进口：燃气轮机，高参数蒸汽发电设备，大型水电和抽水蓄能电站。—进入宝塔尖的企业不多，但值得学习的有海尔、华为通讯，奇瑞汽车、联想、方正等。13三、优化经济发展模式（5/6）中国产业现状（续）同类高能耗产品，能耗高于发达国家主要产品（单位）年份国内平均值国际先进值（国家）能耗强度（倍数）备注原煤耗电（kWh/t）199431.217.0(美)1.84国内为国有重点煤矿火电厂供电标准煤耗（gce/kWh）2001385.0314.0（日）1.23国内为6MW以上机组发电厂自用电率（％）19986.665.1（欧盟）1.31国内为6MW及以上机组乙烯综合能耗(kgce/t)20001212.0714.0（日）1.70吨钢可比能耗（kgce/t）2000781.0646.0（日）1.21国内为重点企业水泥综合能耗（kgce/t)2000181.0125.7（日）1.44国内为大中型企业大型合成氨综合能耗（kgce/t)20001200.0970.0（美）1.24铁路货运综合能耗（kgce/10000t-km）200072.590.0（日）0.81运输速度差别载货汽车油耗（L/100t-km）19955.943.54（美）1.6814三、优化经济发展模式（6/6）优化方向处于工业化中期，第二产业和高耗能企业仍将保持较高比重，但应努力缩短这一阶段。第二产业要提高产品档次，产业三角形减肥、增高、登顶，一、二产业的高度发展必然促进第三产业。政府职能：体制改革，政策引导，科技投入，人才激励。15四、调整能源结构（1/14）用极限分析法展望中国能源Y=f(x1，x2，……，xn)其中x1，x2，……，xn均不定，但可给出极限值，而Y则无明显极限值，但可由X的极限值求出。核电＝总量－（煤电＋水电＋新能源发电＋气电）研究如下情况2035年，我国经济接近目前中等发达国家水平，人口15亿，人均发电容量1千瓦，总量15亿千瓦，极小值。煤电7亿千瓦，约比现在翻一番，需原煤15亿吨，加上其他用煤约25亿吨，约为目前世界产煤量的40%.生产、运输、环境均达极限。水电：经济可开发量3.5亿千瓦，取3.0亿千瓦，也是极限。新能源：主要是风电，2020年美国和欧盟规划各1亿千瓦。我国可开发量2.53亿，本行专家建议2020年为2000万千瓦，2035年达1.5亿千瓦很困难，也是极限。2004天然气产量340亿m3，居民用气比例大。0.7亿气电耗气550亿m3，即使考虑进口，也是极限。16四、调整能源结构（2/14）只有煤电、核电和水电能成为主力能源核电达到发达国家的目前平均水平从现在起到2035年，平均年增核电900万千瓦从2020年起平均年增1600万千瓦类型容量和电量水电新能源气电煤电核电容量，亿千瓦3.01.50.77.02.8容量，%20.010.04.740.618.7电量，%146346.031.0

2035年电力之极限分析17四、调整能源结构（3/14）核电年投产容量分析－2020年前7000万千瓦－2020年前4000万千瓦18四、调整能源结构（4/14）能否实现？—从1970至2003共生产71台，90万－150万千瓦，11台出口—最密年份1974－1981，共生产46台，平均5.8台/年法国情况—最高年投入7台（75、77、80三年）—最高在建37台（80、81）美国情况：约比法国翻一番，年份提前5-10年。中国火电：2003－2005煤电装机约1.35亿，2004年为4500万千瓦，2005年预测大于6000万千瓦，创世界之最。30年完成电力10.5亿千瓦，年平均3500万千瓦，加上老机改造约4000万千瓦，目前制造能力已经达到。核电部分还需加强，目前三大制造基地滨海重型厂正在筹建，总能力年产4－6台，留有余地。19四、调整能源结构（5/14）每年投产的煤电容量中国煤电20四、调整能源结构（6/14）核电造价国际核电造价为煤电1.5倍左右核电运行小时大于7000，以5000小时为基准，对造价修正。运行系数Kh＝5000/h核电服务年限长，40－60年，设贴现率为5％，以20年为基准：2020＋（0.95－0.95n+1)/0.05寿命系数Kl＝＝11.95－0.95n+121四、调整能源结构（7/14）发电类型煤电GSCC水电风电核电核电设计寿命（年）302050204060年运行小时500035003500250070007000造价RMB/KW50004000700060008000/100008000/10000Kh1.001.431.432.000.7140.714Kl0.7251.000.5730.7250.6210.546折合造价RMB/KW36255720573687003547/44343119/3898考虑上述因素，各种发电类型折合造价如下表22四、调整能源结构（8/14）核电电价电价与造价、燃料价密切相关国家加拿大法国日本韩国中国俄罗斯贴现率5%1.010.691.030.890.970.58贴现率10%1.280.831.241.071.270.84核电厂和煤电厂发电成本比率我国核电造价高，电价也高。关键是自主化率和国产化率低核能与氢能核电可在电负荷低谷时制氢高温气冷堆可直接热解制氢氢燃料电池既可用于交通，又可发电（用联合循环效率可达0.65-0.80）。可解决核电调峰问题。压水堆似乎优于其他堆型23四、调整能源结构（9/14）发展以多联产为目标的CCT技术原理图两种匹配方案：A：G≈E+L，E≈L

B：G≈E≈L，以电定液液体燃料L煤氧气化炉Gcc—Ecc—Ecc—E储、运

交通运输

燃料电池发电cc—E

氢气水、煤气变换及分离24四、调整能源结构（10/14）发展以多联产为目标的CCT技术（续）突出优点—多联产优化组合后造价接近常规煤电+尾气脱硫，电价和代用燃料价均有竞争力纯IGCC 0.40￥/KWH

多联产 0.33￥/KWH

液燃价 （0.6～0.8）当量油价—易脱除SOX，NOX和粉尘，净化在流程中，不可逾越，净化后低于欧共体标准—高浓度CO2，易解决—用水量少，产煤地区缺水，但气温低，效率高25四、调整能源结构（11/14）发展以多联产为目标的CCT技术（续）—高参数蒸汽循环加尾气脱硫也属CCT范畴—存在两大问题：变工况滑压运行，缺水地区空冷，二者均引起效率大幅↓—IGCC多联产则不然：可用于两班制运行，效率高；我国产煤地区缺水，只影响其1/3蒸汽部分，2/3

燃机则因气候寒冷而使效率↑—多联产为流程中净化；尾气脱硫为流程后净化—近期多装高参数机组完全正确；将来则应逐步增加多联产比重与高参数（指超临界以上）蒸汽循环比较26四、调整能源结构（12/14）

2060年电力和交通能源的粗略规划27四、调整能源结构（13/14）28所建议的能源结构的优越性结合国情，符合可持续发展现实可行，不存在重大技术难点机动灵活，如其它能源有新的技术进展可对核电和媒电比重作调整四、调整能源结构（14/14）29五、大力提倡节能（1/2）节能范围与措施范围措施