２００５～２０３０年电力需求预测及发展战略研究

吴敬儒

    我国还处于社会主义初级阶段，人均主要工农业产品消费量水平较低，不少还低于世界人均水平，与发达国家比差距更大，实现全面小康并进一步达到中等发达国家水平，任重道远，前景光明。
　　改革开放以来，我国经济进入了快速发展时期，特别是本世纪以来，工业化、城镇化、市场化、国际化的快速发展，拉动重工业和电力工业以超过前２０年平均发展速度的高速不断增长，趋势还在继续。２０００～２００５年国内生产总值由９９２１５亿元增至１８３６８６亿元，年均增长９．６％，发电量由１３６８５亿千瓦时增至２４９７５亿千瓦时，年均增长１２．８％，电力弹性系数１．３２，显著超过了前２０年的均值０．８。２００６年国内生产总值达２１０８７１亿元，增长１１．１％，发电量２８３４４亿千瓦时，增长１３．５％，２００７年上半年发电量１４８５０亿千瓦时，同比增长１６％。这一趋势能持续多久，今后将如何发展，这是全国上下十分关心的问题。
　　

一、２００５～２０３０年发电量及发电装机容量预测
　　

    经过２０多年的努力，我国初步建立了社会主义市场经济体系，并不断进行完善。２０００年以来的经济快速发展是社会主义市场经济体制进一步解放生产力的成果，党和政府进行了正确的引导，加强宏观调控，经济发展基本上是正常的、健康的。增强了综合国力，提高了人民生活水平，缩小了和发达国家在人均经济水平上的差距，为今后发展打下良好的物质基础。
　　鉴于我国人均经济水平仍较低，发展的必要性和潜力很大，国内外专家普遍认为我国经济在今后一、二十年仍将处于快速增长期，我们同意这一基本分析判断，２０２０年实现全面小康，本世纪中达到中等发达国家水平都需要经济继续快速发展，提高人均国内生产总值、主要工农产品消费量的水平。在科学发展构建和谐社会等一系列正确方针引导下，我国已具备经济社会继续快速发展的条件，但增长速度将逐步减慢。因此我们按国内生产总值“十一五”后三年年均增长９％，２０１１～２０１５年增速８％，２０１６～２０２０年增速７％，２０２１～２０３０年增速５％为基础，进行发电量和发电装机容量预测，同时测算２０１０年后增长率低一个百分点左右的低方案供参考。
　　测算采用电力弹性系数法。１９８１～２０００年我国电力弹性系数为０．８，“十五”期间因重工业的发展速度大大超过前２０年及城镇化快速发展，电力弹性系数升高至１．３３，这两年继续保持这一趋势，２００６年为１．２２，今年预计为１．３０左右。但这难以持久，随着产业结构调整和节能降耗力度的加大，人均重工业产品达到一定水平后增速下降，电力弹性系数将逐步降低到１以下。在预测中“十一五”后三年电力弹性系数下降不会太多，采用０．９５，２０１１～２０１５年采用前２０年平均值０．８，２０１６～２０２０年降到０．７５，２０２１～２０３０年进一步降到０．７，达到发达国家先进水平。低方案中“十一五”后三年电力弹性系数采用０．９，其余与基准方案相同。按此预测２００５～２０３０年发电量、发电装容量水平如下。
　　基准方案：２０１０年发电量４１７００亿千瓦时，发电装机容量９．２亿千瓦；２０１５年发电量５６９００亿千瓦时，发电装机容量１２．６亿千瓦；２０２０年发电量７４３００亿千瓦时，发电量机容量１６．５亿千瓦；２０３０年发电量１０４５００亿千瓦时，发电装机容量２３亿千瓦。
　　低方案：２０１０年发电量４１２００亿千瓦时，发电量装机容量９．１亿千瓦，２０１５年发电量５４１００亿千瓦时，发电装机容量１２亿千瓦，２０２０年发电量６７４００亿千瓦时，发电装机容量１４．８亿千瓦，２０３０年发电量９２５００亿千瓦时，发电装机容量２０亿千瓦。
　　上述预测水平是否可能实现，制约因素主要有两个，一是能源资源是否可以满足需要，二是环境保护条件是否许可。我们研究后认为应该坚定不移地建设资源节约型、环境友好型社会，坚持改革开放，科学发展，和谐发展。人均用电水平２０１０年３０９８千瓦时／年，达到世界人均水平，２０３０年７２０６千瓦时／年，接近中等发达国家人均水平，能源供应有可能，污染气体排放总量低于目前水平的目标，经过努力是可以实现的。

二、电力工业发展战略研究
　　

    根据以上预测发电量、发电装机容量水平，发电需要一次能源数量巨大，发电占一次能源比重不断提高。２００５年我国发电用一次能源８．５６亿吨标准煤，占全国一次能源消费量２２．２５亿吨标准煤的３８．５％，在节能降耗的基础上初步预测：２０１０年约需１３．４７亿吨标准煤，２０１５年１７．８１亿吨标准煤，２０２０年２３．０３亿吨标准煤，２０３０年达到３１．３５亿吨标准煤，占一次能源消费比重将提高到５０％以上。
　　如何解决数量巨大的发电能源供应问题和环境保护问题，是研究今后电力工业发展战略的重点关键。初步研究有以下几方面。
　　１．发电能源应多能并举，以煤为主，积极利用国内外两种资源，以本国资源为主，逐步扩大进口。
　　我国煤炭、水电资源丰富，油气较少。资源条件决定我国历来发电能源构成以煤为主、水电次之，其他较少。今后还将基本保持这一格局，但结构有所调整，煤电比重下降，核电、可再生能源发电、燃气发电比重增加。一方面要加快开发利用国内煤炭资源，重点开发内蒙古、陕北、宁东、山西、贵州等省煤炭资源，同时加快开发利用新疆丰富的煤炭资源。此外还要根据环保、用电、调峰等需要，增大天然气进口量用于发电。
　　今年上半年广东进口液化天然气已部分用于发电，我国进口煤炭２８００万吨（减去出口，净进口４００万吨）大部分用于发电。逐步扩大利用进口能源用于发电，将是电力工业发展战略的一个重要组成部分。不增大利用进口能源，我国电力工业就难以持续快速发展。
　　世界上用电水平高的发达国家，除地广人少资源丰富的俄罗斯、加拿大外，一次能源都不能自给，发电能源部分也靠进口。美国国土面积和我国差不多，人口只有３亿，２００４年能源自给率为０．７０６，同年日本为０．１８２，法国０．５，德国０．３９，意大利０．１６３，西班牙０．２２９，韩国０．１５。
　　我国国土面积仅占世界陆地面积６．４％，人口占世界２０％，人均拥有的能源资源不到世界人均水平的一半。在人均用电水平较低时，发电能源可以自给，在发展到人均用电超过世界人均水平后，发电能源不能自给，需增加进口，这是十分正常和必要的。
　　２．改善电源结构，大力加快水电、可再生能源发电、核电发展。
　　改善电源结构，大力加快水电、核电及其他可再生能源发电，节约资源，改善环境，实现可持续发展，是电力工业发展的一项长期战略任务。
　　水电是清洁可再生能源，我国水电资源丰富，已查明技术可开发储量５．４１６亿千瓦，发电量２．４７万亿千瓦时，经济可开发储量４．１０８亿千瓦，发电量１．７５万亿千瓦时。２００５年我国水电装机１１７３９万千瓦，发电量３９６４亿千瓦时，开发潜力很大。
　　我国水电资源有两大特点：一是地区上分布不均匀，东、中部较少，８０％左右集中在西部，西部又集中在四川、云南、西藏三省（区）。东、中部地区的水电资源大部分得到较好开发利用，今后开发的重点将集中在西部。
　　二是时间上分配不均衡，丰水期电量多，枯水期电量少，且相差很大。加快开发西部水电必须和西电东送、强化电网相结合。
　　我国水电建设布局已铺开，目前在建规模约有１亿多千瓦，重点在长江三峡、金沙江中下游、澜沧江、雅砻江、大渡河、乌江、红水河、黄河上游等干支流梯级水电站，规划开发怒江梯级水电，加强西藏水电的前期工作。根据工程建设安排和前期工作情况，预计“十一五”期间可新增水电７０００多万先千瓦，装机达到１．９亿千瓦，“十二五”及“十三五”各投产约７０００万千瓦左右，２０１５年达２．６亿千瓦，２０２０年达３．３亿千瓦（其中抽水蓄能约４０００万千瓦）。发电量１００００亿千瓦时。２０２１～２０３０投产约１亿千瓦，２０３０年水电装机将达４．３亿千瓦（其中抽水蓄能约６０００万千瓦）。发电量１３０００亿千瓦时。全国大中型水电经济可开发容量９０％左右将得到开发利用。西藏东部怒江上游松塔（４２０万千瓦）、澜沧江上游及川藏交界处金沙江上游巴塘（２１２万千瓦）等梯级水电站开发已拉开了藏电东送的序幕。开发雅鲁藏布江干支流梯级水电站（７２９６．５万千瓦）的前期工作启动。中小水电除西藏外将基本得到开发利用，此外将根据电网调峰需要建设一批抽水蓄能电站。
　　随着化石燃料供需日趋紧张，资源越来越少，应用化石能源造成的环境问题日益严重。上世纪８０年代起，世界各国十分重视开发利用可再生能源，作为解决今后能源供应改善环境的重要战略措施。欧盟提出可再生能源占一次能源消费比重２０１０年达到１２％，２０２０年２０％，２０５０年达到５０％。我国也非常重视，颁布了《可再生能源法》，在政策上大力支持，制定了《国家可再生能源中长期发展规划》，明确发展目标及政策措施。国内外实践证明，发展可再生能源发电必须着重做好三项政策措施：１．电网积极支持全额收购电量；２．按保本有利的原则补贴电价，税收优惠；３．设备立足国内，促进国内制造业的发展，形成批量的生产能力，降低设备价格，加强科研攻关工作，增强自主创新能力，研制开发新设备新产品，以满足可再生能源发电发展需要。并可扩大就业，增强经济实力。
　　在可再生能源发电中重点是发展风电，因太阳能光伏发电造价高（每千瓦３万元以上），发电成本贵（１．５元／千瓦时以上），目前尚不具备大发展条件，要抓紧科技攻关大幅降低造价与发电成本，提高竞争力，为今后大发展创造条件。
　　我国地少人多，农业基础薄弱，可用于发电的生物质能源不多，只能建设一些小型秸秆及农林产品废料发电厂，数量有限。我国风能资源丰富，初步查明１０米高度处风能资源约１０亿千瓦，其中陆上２．５亿千瓦，海上７．５亿千瓦。风能资源随高度增高而增大，今后查明的风能资源将会更多。我国风能发电设备制造发展很快，已具有一定生产能力，近期可形成批量生产能力。已具备大发展的起步条件。风电建设布局已全面展开，规划重点建设达坂城、玉门、苏沪沿海、辉腾锡勒、张北、白城六大风电基地。因此，水电以外的可再生资源发电发展重点是风电。
　　世界上风电发展很快，远远超过太阳能、生物质能发电的发展。２０００年世界风电装机１８４５万千瓦，２００５年已达５９３２万千瓦，５年增加４０８７万千瓦，年均增长２６．４％。
　　２００５年以来，我国可再生能源发电发展迅猛，２００５年可再生能源发电装机１５８万千瓦，其中风电１０６万千瓦，发电量４３亿千瓦时，２００６年达２４３万千瓦，其中风电１８７万千瓦，增长７６．４％，发电量６１亿千瓦时。预测２０１０年达１０００万千瓦（其中风电８００万千瓦），占发电装机容量１．０９％；２０２０年将达６６００万千瓦（其中风电５６００万千瓦），占发电装机４％，发电量１６００亿千瓦时，占２．２％，２０３０年发电装机１８４００万千瓦（其中风电１５４００万千瓦），比重提高到８％，发电量４９００万千瓦时，占４．７％。
　　核电不排放污染气体和二氧化碳，是清洁发电方式之一。发展核电一要有明确长期发展规划；二要有科学的技术路线；三是设备立足国内，形成批量生产能力，并有自主知识产权，具备研发新技术、新产品的能力。２００３年我国制定了２０２０年核电装机４０００万千瓦、占发电装机４％的目标，技术路线上主要发展第三代核电技术，引进技术消化吸收再创新与自主研发创新相结合，形成批量生产能力。预计２０２０年核电装机将达到４０００万千瓦，但占发电装机比重将降到２．５％左右。需要采取强有力措施加快核电发展，提高核电比重，在掌握第三代核电制造技术并形成批量生产能力后，核电将进入快速增长期，力争２０２０～２０３０年期间核电新增装机１亿千瓦，２０３０年核电装机达到１４０００万千瓦，占发电装机比重提高到６．１％，发电量９１００亿千瓦时，占８．７％。核电主要建设在东部沿海和中部缺能地区。江苏浙江已出现选厂困难的情况，应从战略高度支持核电发展。
　　３．节能减排、节约资源、保护环境。
　　我国发电构成中以烧煤电厂为主，占７１．５％～８２％，节能减排任务重、难度大，潜力也大。首先，新增烧煤火电机组除供热外一律装设容量３０万千瓦以上的高效机组，推广容量６０万千瓦以上超临界和超超临界机组，一律装设高效除尘装置、脱硫装置、低氧化氮燃烧器、并大部分装设脱氧化氮装置，降低煤耗、达标排放。二是对现有电厂进行技术改造，关停小机组，加装脱硫装置，减少发电厂二氧化硫排放总量。三是发展热电联产、热电冷联产提高热效率。四是增加天然气发电在火电中的比重，降低能耗、减少温室气体排放，增强调峰性能。五是抓紧煤气化联合循环发电（ＩＧＣＣ）试点工程建设，掌握煤电节能减排新技术，成熟后推广。
　　采取上述措施后，发电煤耗由２００５年的３４３克／千瓦时降到２０１０年３２３克／千瓦时，２０２０年３１０克／千瓦时，２０３０年３００克／千瓦时。达到世界先进水平。二氧化硫排放总量低于２００５年水平，全部火电厂达到环保水平。
　　４．做好电力规划，加强电网建设。
　　电力系统中电源、电网是一个整体，必须统一规划，协调建设。厂网分开后，加强电力规划工作更显重要。正确预测电力市场需求，科学安排电源建设，协调发展电网，是做好电力规划的主要任务。
　　２００５年，我国已建成了规模较大、结构比较坚强的华北、华东、华中、南方、东北、西北等六大区域电网，初步实现了除新疆、西藏、海南、台湾外的全国联网。形成了北、中、南三大西电东送通道。建成了西北李家峡至官亭７５０千伏输变电工程，开始建设特高压云南至广东±８００千伏５００万千瓦直流输电工程和１０００千伏晋东南至荆门交流输变电工程。技术水平上了一个台阶。
　　随着电力工业的发展，电网将进一步扩大和加强，海南、新疆将分别联入南方、西北电网。继续加强各级电压电网和城乡电网建设，实现户户通电。华北、华东、华中、南方、东北五大电网５００千伏主网架将进一步加强。随着电厂容量的增大，一批水电、核电、煤电将通过１０００千伏交流输变电工程接入电网，逐步形成各区域电网１０００千伏网架。西北电网形成７５０千伏网架。西电东送规模进一步扩大，北、中、南三大通道输电容量２０１０年将超过２０００万千瓦，２０２０年达到４０００万千瓦左右。２０３０年约６０００万千瓦左右。为把金沙江、澜沧江、雅砻江、怒江梯级水电远距离送到华东、南方电网、华中电网，东部将建设宜宾至上海、宜宾至浙北、锦屏至苏南、宜宾至湘中、滇西至广东、糯扎渡至广东等一批±８００千伏特高压直流输电工程。随着藏电东送的实现，将出现更高电压等级的直流输电工程。
　　全国各大区域电网间的送电能力将进一步增大，全国联网网架增强，将更好地发挥送电、调峰、水火互济、调剂余缺、互为备用等作用。
　　电网调度自动化、继电保护通讯等设施将达到世界先进水平，经营管理水平有很大提高。
　　竞价上网、输配分开、用户自由选择供电商的改革将稳步推进，取得新成就。
　　５．设备主要立足国内，加强科学研究，扩大国际合作，增强自主创新能力，研发新技术新产品，科技水平走在世界前列。
　　电力工业发展，设备必须主要立足国内，并有知识产权。目前我国一年投产的发输变电设备容量已超过世界其他国家的总和。但有不少设备国内尚不能成套制造，形成批量生产能力。如核电、抽水蓄能机组、大容量风电设备、燃气蒸汽联合循环机组、高压组合断路等。不少设备虽能制造但没有掌握核心知识产权，主要部件依赖进口。这一状况严重影响了核电、风电、天然气发电的快速发展，应尽快改变，形成拥有知识产权的设备成套批量生产能力，为电力工业发展提供质优价廉的装备。电力部门要优先采用国产装备，支持制造业的发展，及早提出符合发展需要的新产品，为制造企业研发创造条件。
　　不久的将来，我国电力工业规模、水平将跃居世界前列，节能、减排和电力建设任务十分繁重，将遇到许多世界上首次出现的新问题、新技术，主要靠自己研究解决。发展中需要许多更先进的新技术、新产品、新材料，如节能减排性能更好的火电设备、环保设备、新一代核电设备、大容量水电设备、大型风力发电、新型太阳能发电设备、更高电压直流输电设备、大中型城市先进小型配电设备、高海拔地区水电施工技术及装备等，加强科学研究、扩大国际交流合作，引进国外先进技术设备，进行消化吸收再创新，增强自主创新能力，研发新技术、新材料、新产品，使电力技术、电力装备科学技术跃居世界先进水平，节能减排走在世界前列。这也是电力工业发展战略的重要组成部分。
　　６．加强领导，做好电力、能源、交通等综合发展规划，引导组织实施，促进电力工业又好又快协调发展。
　　电力工业发展耗能量大、涉及面广，是一项十分复杂的系统工程，大型电力、能源、交通项目建设周期长、技术水平高，有的还需开发新技术新产品。因此，必需在科学发展观指导下，高瞻远瞩做好电力、能源、交通、装备制造等行业的综合发展规划，明确发展目标和重大项目，及早做好资源勘探和项目前期工作、科研工作。进口煤炭、天然气也需明确数量、地点，列入有关规划。规划确定后要制定政策措施，加强宏观调控，用市场经济办法落实任务，引导组织实施。并根据经济发展和工程建设情况及时进行指导调整。促进电力工业又好又快发展。
　　根据目前工程建设安排及前期工作情况，按照上述电力工业发展战略思路，以优先发展水电、可再生能源发电，加快发展核电，合理发展煤电及天然气发电，以满足用电增长需要的原则进行安排。初步预计２００５～２０３０年全国发电量、发电装机容量的构成，和２００５～２０３０年发电用一次能源、发电供热用煤量、发电用天然气量预测，如表１、表２所示。
　　由此可见，我国发电构成仍以煤电为主，发电量占８１．７％～７１．５％，发电装机容量占７４．６％～６３．７％，但比重是下降趋势；水电发电量占１５．９％～１２．４％，发电装机容量占２２．７％～１８．７％，比重也呈下降趋势；可再生能源刚起步，发展很快，发电量比重，从０．２％增至４．７％，发电装机容量比重从０．３％增至８％。包括水电在内的可再生能源发电量，２００５年为４００７亿千瓦时，占１６．１％，２０１０年为８１４０亿千瓦时，占１４．７％，２０２０年１１６００亿千瓦时，占１５．７％；２０３０年１７９００亿千瓦时，占１７．１％。发电装机容量２００５年为１１８９７万千瓦，占２３％，２０１０年２０００千瓦，占２１．８％，２０２０年３９６００万千瓦，占２４％，２０３０年６１４００万千瓦，占２６．７％，比重有提高。核电目前比重不大，增长很快，２００５年核电装机６８５万千瓦，占１．３％，２０２０年４０００万千瓦占２．５％，２０３０年１４０００万
千瓦占６．１％，核电发电量２００５年５３１亿千瓦时，占２．１％，２０２０年２６００亿千瓦时，占３．５％，２０３０年９１００亿千瓦时，占８．７％。
　　几点建议：
　　１．前几年编的２００５～２０２０年电力、能源、交通发展规划中相关数据已明显偏小，需根据新情况滚动编制２００５～２０２０（或２０３０年）发展规划。
　　２．加快建设蒙西、陕北、宁东煤田，建设银川至曹妃甸第三条运煤大通道；研究开发利用新疆煤炭资源，建设哈密至西安运煤大通道，以解决中西部地区增长用煤问题。
　　３．加强开发利用西藏水电和藏电东送的前期工作及科研工作。
　　４．因引进消化吸收第三代核电技术到形成批量生产能力至少需８～１０年时间，第二代和第三代核电技术大部分相近，为加快核电建设步伐，建议近期批准建设一批（约２０台左右）采用国产第二代改进型百万千瓦级核电机组的核电站，并形成批量生产能力，为加速形成第三代核电机组批量生产能力打好基础。确保２０２０年核电投产４０００万千瓦，并力争超过。自主研发第四代核电技术。
　　５．在掌握百万千瓦超超临界燃煤机组核心技术，形成批量生产能力的基础上，研究开发新一代节能减排效率更高的煤电机组，研发性能更好的脱硫脱氧化氮装置和减排二氧化碳技术。
　　６．加大可再生能源发电建设投入，尽快形成风电年产数百万千瓦能力和自主研发各种风电设备能力，抓紧进行开发海上风电场的前期工作和研究工作。加强科研，增大光伏电池综合成套生产能力，降低成本，研发新型太阳能发电设备。积极开展生物质能发电的科研工作和试点工作。
　　７．做好规划协调，增大进口天然气、煤炭等能源产品，并和“走出去”投资计划相配合，签订长期合同，进口天然气、煤炭等能源产品来源应多元化，力争确保能源供应可靠安全。

　　表１　发电量、发电装机容量构成预测