世界可再生资源和非可再生资源的现状和前景
一、世界能源消费现状和趋势
据美国能源部能源情报署《国际能源展望2004》基准状态预测,全球能源消费总量将从2001年的102.4亿吨油当量增加到2025年162亿吨油当量,世界能源消费在2001-2025年将增加54%。日本、欧盟等能源机构预计,全球能源消费峰值将出现在2020-2030年。全球化石能源的枯竭是不可避免的,将在本世纪内基本开采殆尽。《BP世界能源统计2006》的数据表明,全球石油探明储量可供生产40多年,天然气和煤炭则分别可以供应65年和155年。国际能源署2005年分析认为,到2030年世界能源需求将增长60%,届时仍将有“足够”的资源可满足需求。预测未来石油需求增长的大多数将来自运输部门,运输部门占全球石油需求的份额将从现在的47%增加到2030年的54%。同时指出,C02排放也将增多,减排温室气体是一个严峻的挑战。
国际能源署认为,中东将增加投资以扩增常规石油资源产能,非常规石油资源如油砂等将得到加快开发利用,氢能将有少量应用,可再生能源将有更大发展潜力。到2030年,替代能源尤其是可再生能源,不仅将成为不可或缺的重要能源,而且将成为降低温室气体排放的重要举措。作为全球能源市场日趋重要的一个组成部分,目前中国的能源消费已占世界能源消费总量的13.6%,世界能源消费将越来越向中国和亚太地区聚集。
据预测,目前中国主要能源煤炭、石油和天然气的储采比分别为约80、15和近50,大致为全球平均水平的50%、40%和70%左右,均早于全球化石能源枯竭速度。未来5-10年,中国煤炭国内生产量基本能够满足国内消费量,原油和天然气的生产则不能满足需求,特别是原油的缺口最大。注重能源资源的节约,提高能源利用效率,加快可再生能源的开发利用,对于中国来说既重要又迫切。
二、世界可再生能源发展趋势
世界大部分国家能源供应不足,各国努力寻求稳定充足的能源供应,都对发展能源的战略决策给予极大的重视,其中可再生能源的开发与利用尤为引人注目。化石能源的利用会产生温室效应,污染环境等,这一系列问题都使可再生能源在全球范围内升温。
从目前世界各国既定能源战略来看,大规模的开发利用可再生能源,已成为未来各国能源战略的重要组成部分。自上个世纪90年代以来可再生能源发展很快,世界上许多国家都把可再生能源作为能源政策的基础。从世界可再生能源的利用与发展趋势看,风能、太阳能和生物质能发展最快,产业前景最好,其开发利用增长率远高于常规能源。
风力发电技术成本最接近于常规能源,因而也成为产业化发展最快的清洁能源技术,风电是世界上增长最快的能源,年增长率达27%。国际能源署的研究资料表明,在大力鼓励可再生能源进入能源市场的条件下,到2020年新的可再生能源(不包括传统生物质能和大水电)将占全球能源消费的20%,可再生能源在能源消费中总的比例将达30%,无论从能源安全还是环境要求来看,可再生能源将成为新能源的战略选择。
三、世界部分国家可再生能源发展目标
2004年,美国、德国、英国和法国可再生能源发电占总发电量的比重分别为1%、8%、4.3%和6.8%;到2010年将分别达到7.5%、20.5%、10%和22%;到2020年将都提高到20%以上;到2050年,德国和法国可再生能源发电将达到50%。韩国可再生能源消费比重将由2004年的2.1%提高到2010年的5%。日本和中国的可再生能源消费比重将由2004年的3%和7.5%提高到2010年的10%左右,2020年分别达到20%和15%。
四、世界部分国家可再生能源利用进展
美国正在加大可再生能源研发和利用力度,2005年美国能源部能源研发总投资7.66亿美元,其中可再生能源研发投资占了42%。美国制定了庞大的太阳能发电计划,克林顿政府出台的“百万屋顶计划”将在1997年到2010年里,安装总容量达4.6亿兆瓦的光伏发电系统。
德国新的《可再生能源法》,为投资可再生能源提供了可靠的法律保障。德国制定了《未来投资计划》以促进可再生能源的开发,迄今投入研发经费17.4亿欧元。2004年,德国可再生能源发电量占总发电量的8%,年销售额达100亿欧元。风力发电占可再生能源发电量的54%,太阳能供热器总面积突破600万平方米。法国。法国推出了生物能源发展计划,2007年之前将生物燃料的产量提高3倍,使起成为欧洲生物燃料生产第一大国。具体内容是建设4个生物能源工厂,年均生产能力达到20万吨,生物燃料的总产量将从目前的45万吨上升到125万吨,用于生产生物燃料的作物面积也将达到100万公顷。由于生物燃料目前成本比汽油和柴油贵2倍,法国已出台一系列优惠措施,鼓励生物燃料的生产和消费。
英国把研究海洋风能、潮汐能、波浪能等作为开发新能源的突破口,设立了5000万英镑的专项资金,重点开发海洋能源。不久前,在苏格兰奥克尼群岛的世界首座海洋能量试验场正式启动。英国第一座大型风电场一直在不断发展,目前风电装机总量已达650兆瓦,可满足44万多个家庭的电力需求,近期还将建设10座类似规模的风电场。
日本官方报告,将从2010年正式启动生物能源计划,并与美国和欧盟共同开发可再生能源,建设500个示范区。预计将投资2600亿日元,而与之有关的产品和技术将成为日本新工业战略的重要组成部分。
其他国家和地区。一些发展中国家如中国、印度、印度尼西亚和巴西等国家,越来越重视可再生能源对满足未来发展需求的重要性。中国制定实施了《可再生能源法》,编制了《可再生能源中长期发展规划》,将大力发展可再生能源并确定了明确目标。印度成立了可再生能源部,政府全力推动可再生能源资源的开发利用,目前印度在风电和太阳能利用规模方面已居于世界前列。东盟国家也开始重视可再生能源的开发工作。10个成员国各自都有了发展可再生能源的计划,包括地热、水电、风能、太阳能和来自棕榈或椰子油的植物燃料等。按东盟计划,到2010年各成员国的可再生能源电力将达到2.75万兆瓦,其中印尼、菲律宾和泰国将成为领先者。
韩国发电主要靠煤电、气电和核电。
自石油危机以来,韩国便开始致力于降低发电领域的石油消费量,目前,韩国发电主要靠煤电、气电和核电。2014年,油电占全韩国发电总量的比例已经从1980年的超过80%下降至约4%,煤电、气电和核电的占比则分别升至42.4%、23.0%和28.8%。
韩国可再生能源资源并不丰富,不仅国土面积小,而且约70%的国土面积是山地,安装风光电站十分昂贵。可再生能源发展亦较晚,到2005年以后才陆续开始新建风电与光伏电站。2015年,水电与其它可再生能源发电的占比则不足1%。
韩国能源转型的起步:
韩国的能源政策完全围绕国内庞大的能源需求以及贫瘠的能源资源展开。
1990年代之前,主要目标是保证能源供应的安全与经济性。
到了2000以后,开始全力推动国内能源工业的发展。
2008年发布第一份国家能源计划,第一次全面阐述韩国的能源政策,旨在推动能源的可持续发展,兼顾能源安全、经济发展和环境保护,确定了减少对进口化石能源依赖,提高核电和可再生能源在能源结构中的占比等基本措施。
2014年发布第二份国家能源计划,也是目前为止最新的能源政策。
冯宇峰,蓝晓梅,张潇卓,王茜颖
(应急管理部信息研究院,北京市朝阳区,100029)
摘 要 系统地分析了韩国煤炭生产、煤矿安全、煤炭消费及进出口、低碳绿色发展与煤炭清洁利用等主要方面。目前韩国的生产煤矿只有5处,产能不足0.8 Mt/a;煤矿安全生产状况已得到极大改善,2018年百万吨死亡率0.8;2018年韩国煤炭消费总量为140.98 Mt,占一次能源消耗总量的29.3%,消费量位居世界第5,进口量位居世界第4,预测2023年韩国的煤炭需求将降至136.8 Mt,到2030年和2040年将分别降至95.0 Mt和71.0 Mt。认为,韩国在煤矿淘汰退出、海外煤炭资源开发以及煤炭清洁利用等方面的有益经验可供我国参考借鉴。
关键词 煤炭生产;煤矿安全;煤炭消费需求;低碳绿色发展;韩国煤炭工业
韩国能源极为贫乏,几乎没有任何化石能源储量,煤炭、石油、天然气等主要能源几乎都依赖进口,能源进口依存度从1981年的75%上升到2018年的93.7%。截至2018年底,韩国国内煤炭探明储量仅为326 Mt,可采储量126 Mt,几乎全部为无烟煤。韩国的煤矿全部为井工矿,2018年有5处煤矿进行生产,年产量不足0.8 Mt。目前,韩国煤炭进口量位居世界第4位,2018年韩国进口煤炭达142 Mt,澳大利亚、印尼、俄罗斯、加拿大和美国等为主要进口来源国[1]。韩国十分注重煤炭高效洁净利用,积极推进清洁高效燃煤发电、工业锅炉节能降耗以及低碳技术的研发和应用。
1 煤炭生产
20世纪90年代以来,韩国本国煤炭产量持续减少,目前仅有江原道和全罗南道2个地区生产煤炭。韩国的煤矿全部为井工矿,有国营和私营2种。随着经济的高速发展和能源需求的不断扩大,韩国煤炭工业在20世纪70年代中期达到巅峰,当时拥有350处煤矿,年产煤炭约24 Mt。从20世纪90年代起,韩国政府实施无烟煤工业合理化计划,关闭缺乏经济活力的小煤矿,短短几年时间里关闭了300多处小煤矿。截至2018年底仅有5处煤矿生产,其中国营煤矿3处、私营煤矿2处,生产规模大于0.5 Mt/a的4处,0.05 ~0.1 Mt/a的1处,煤矿从业人员数量也由20世纪80年代中期的近7万人降至2018年的2 490人。近年来,韩国国内煤炭产量持续下降,政府对煤矿采取的长期战略规划是:支持韩国煤炭公司对国外煤矿控股,大力退出本国煤矿。但为了不使国内唯一丰富的能源资源失去市场、丧失自给自足能力,政府仍会保留几个煤矿长期生产。韩国近40年国内煤炭产量如图1所示[2]。
图1 韩国近40年国内煤炭产量
2 煤矿安全生产
韩国煤矿全部为井工开采,平均开采深度约300 m,个别矿井开采深度达到600 m以上。由于煤层赋存复杂,地质条件恶劣,长期以来韩国煤矿难以实现机械化,生产效率较低。在政府推动下,韩国积极引进国外先进采煤技术和设备,使用斜井开拓,大断面巷道掘进,积极改善煤矿作业环境,推行煤矿现代化,生产效率得到明显提升。韩国近40年煤矿从业人员数量和人工工效变化趋势如图2所示。
图2 韩国近40年煤矿从业人员数量和人工工效变化趋势
随着煤矿生产技术条件和装备设施的改进以及煤矿的大量退出,韩国煤矿安全生产状况已得到极大改善。2018年,韩国煤矿生产事故死亡1人、重伤0人、轻伤5人,分别比1981年的194人、2 599人和3 364人下降99.5%、100%和99.9%;百万吨死亡率0.8、百万吨重伤率0、百万吨轻伤率4.2,分别比1981年的9.8、130.8和169.3下降91.8%、100%和97.5%,如图3、图4、图5所示。
图3 韩国近40年煤矿安全生产事故人数变化情况
图4 韩国近40年煤矿百万吨事故率变化情况
图5 韩国近40年煤矿生产安全事故主要指标变化情况
3 煤炭消费及需求预测
过去几十年中,由于钢铁和发电用煤的大量增加,韩国煤炭消费大大增加,2007-2017年煤炭消费量平均增长率为3.7%,2018年韩国煤炭消费量为126.13 Mtce(百万吨煤当量),成为全球第5
大煤炭消费国,仅次于中国、印度、美国、日本,煤炭进口位居世界第4。
(1)煤炭消费总量。煤炭是韩国的第二大消费能源,随着经济社会的稳步增长,韩国能源消费总量持续增加,煤炭消费总量也在不断增加,但近10年煤炭在韩国一次能源消费结构中的比例却相对比较稳定。2018年韩国煤炭消费总量达126.13 Mtce,占一次能源消耗总量的29.3%,其中无烟煤消费量为9.20 Mt,烟煤消费量为131.78 Mt。在煤炭种类消费方面,20世纪80年代以来,烟煤消费量迅速增加,无烟煤消费量有所减少,无烟煤消费量占煤炭消费总量的百分比由1981年的74.2%下降到2018年的6.5%,如图6所示[3]。
图6 韩国煤炭消费变化趋势
(2)主要用煤行业煤炭消费量。韩国煤炭消费主要为发电和钢铁业。近40年来,无烟煤消费骤减,主要集中在发电、工业、住宅和商业,20世纪80年代,住宅和商业无烟煤消费占无烟煤总消费的85%以上,从90年代开始,住宅和商业无烟煤消费急剧减少,而工业无烟煤消费稳步增加,近几年工业无烟煤消费量占无烟煤总消费量的70%以上。烟煤方面,发电和钢铁业一直是主要用煤行业,2018年发电用烟煤量占烟煤总消费量的68.9%,工业占31.1%,其中钢铁业用烟煤量占烟煤总消费量的26.3%,水泥业烟煤用量较为稳定,近年来始终保持在4~5 Mt/a。总体来看,烟煤消费量远大于无烟煤消费量,2018年烟煤消费量占煤炭消费总量的93.5%;发电和工业(主要为钢铁)用煤占比最高,合计占煤炭消费总量的90.0%左右,2018年发电用煤占煤炭消费总量的57.0%、工业用煤占33.9%。工业用煤当中,烟煤约占85%、无烟煤约占15%,烟煤消费主要来自钢铁业,如图7所示。
图7 韩国主要用煤行业煤炭消费量变化趋势
(3)煤炭需求预测。韩国是亚洲第四大经济体,但世界经济疲软和国际经贸摩擦导致其出口受挫,加之内需疲软、就业形势恶化、旅游收支逆差、贸易保护主义、新冠疫情等因素影响,韩国经济增长持续放缓,近年来韩国GDP年度增长率维持在3%左右,2019年跌至2%,为近10年来最低。此外,一些用电和耗煤行业增速放缓,2019年韩国制造业增速放缓至1.4%,较2018年下降2个百分点,建筑业下滑3.2%,民间消费增速仅1.9%,为2013年以来最低值。韩国经济研究院2019年发布研究报告称,2019-2022年韩国经济增长率将下降到平均2.5%,2023-2030年将下降到平均2.3%,2030年以后则将降为1.0%,报告还称,韩国潜在经济增长率下滑是由于供给部门的生产率低下。
同时,为应对气候变化和环境保护要求,韩国积极开展能源结构调整。2008年9月,韩国通过了“第一个国家能源基本计划”,制定了未来20年国家能源战略的具体目标和实施方案,到2030年将石油、煤炭等化石燃料所占比重由当时的83%降到61%[4]。2017年12月,韩国贸易工业和能源部(MOTIE)宣布了2030年可再生能源计划,将可再生能源在韩国能源结构中的比例从7%提高到20%。2019年6月4日,韩国国务会议确定了“第三个能源基本规划(2019-2040)”,目标将2040年该国的电力结构中可再生能源份额扩大到30%~35%,大幅降低煤炭发电比重。煤炭在一次能源消费的比重将由目前的30%左右大幅下降,预计2030年将再次降至15%~20%。然而近30年来韩国燃煤发电总量是上升的,其中燃煤发电占40%左右,2018年燃煤发电达261.3 TW·h,占总发电量的43.97%,如图8所示。
图8 韩国发电量及燃煤发电占比
据韩国能源经济研究所2019年下半年能源需求预测报告分析,由于新建燃煤电厂的引进效应逐步减弱、发电设施容量下降以及政府防尘政策、限制燃煤发电、核电复苏等原因,也将导致煤炭发电量大幅下降。同时,受钢铁等重点行业增长乏力的影响,工业领域煤炭消费也将大幅下降。因此,在发电和工业(主要为钢铁)用煤占煤炭消费总量近90%的韩国,随着工业用煤需求的持续低迷和发电用煤需求的大幅下降,煤炭整体需求将大幅缩减,2018-2023年,韩国一次能源需求总量将以平均每年1.5%的速度增长,到2023年一次能源需求总量将达到472.9 Mtce;煤炭需求量将以每年0.6%的速度下降,到2023年将降至120.28 Mtce,即136.8 Mt。此外,根据IEA 2019年世界能源展望报告推算,到2030年和2040年,韩国煤炭需求将分别降至95.0 Mt和71.0 Mt,且全部来自进口,按照这一预测,2030年和2040年韩国煤炭需求将分别比2018年下降32.6%和49.6%,年均下降率将达到2.0%以上,如图9所示[5]。
图9 韩国煤炭需求量预测
4 煤炭供应战略与进口
(1)扩大海外煤炭资源开发。为了保证矿产资源的稳定供应,韩国形成了以其政府支撑体系为中心,以有效的合作勘查机制为依托,并以高效开发过程为手段的资源竞争系统,积极推动在海外的资源开发和进口国的多元化。从1996年开始,韩国把目光投向海外市场,扩大海外煤炭资源的开发,政府每年制定年度海外开发推进战略,从金融、技术等方面鼓励和支持国内企业积极开拓国外市场,在不断激烈的国际竞争环境中,将煤炭资源源源不断地从世界各地引进国内。2008年韩国海外开发煤炭资源的进口量占进口总量的24%,2010年达到30%,2013年达到35%。截至2018年底,韩国在海外提供资金建设的煤电装机已达10 392 MW。目前韩国海外煤炭资源开发主要集中在澳大利亚、印尼、俄罗斯、越南、蒙古、加拿大等地,并逐步向东南亚和俄罗斯倾斜,开发地越来越全球化、多元化[6]。
(2)煤炭进口。韩国是世界上较为重要的煤炭进口国,韩国煤炭供应主要依赖进口,2018年韩国煤炭进口149.17 Mt,近几年煤炭进口占煤炭供应比例达99%以上。近年来韩国煤炭进口量始终保持在全球第4位,进口总量约占世界煤炭贸易总额的10%,如图10所示。
图10 韩国煤炭进口总量及增长率变化趋势
韩国煤炭进口主要来自澳大利亚、印尼、俄罗斯、加拿大、美国等国家。其中炼焦煤主要来自澳大利亚,2018年韩国从澳大利亚进口的炼焦煤占炼焦煤进口总量的1/2以上;动力煤主要来自澳大利亚、印尼和俄罗斯,2018年韩国从这3个国家进口的动力煤占动力煤进口总量的79.1%。近年来亚洲地区逐渐成为韩国煤炭进口的主要来源地,但韩国与中国的煤炭贸易额却呈现明显下降趋势。2018年韩国从我国进口炼焦煤仅0.479 Mt,占其炼焦煤进口总量的1.31%,从我国进口动力煤2.046 Mt,占其动力煤进口总量的1.94%。如图11、图12所示。
图11 韩国炼焦煤按国家进口量变化趋势
图12 韩国动力煤按国家进口量变化趋势
5 低碳绿色发展与煤炭清洁利用
韩国非常注重环境保护,从政府到企业、从生产到生活全面贯彻低碳发展理念,政府通过制定限制碳排放的相关政策和相关法律保障低碳经济的实施效果、加强对低碳绿色发展的财政投入,以逐步推进韩国低碳经济发展计划、应对气候变化,并取得了良好效果。煤炭方面,一方面致力于推动减少煤炭在能源消费结构中的比例,一方面大力发展煤炭清洁利用,以减少碳、硫化物和悬浮颗粒物的排放[7]。
20世纪90年代以来,韩国通过改善煤炭终端消费,实现消费向用电、热电联供和集中供热的转变,取得不俗成绩。2018年,韩国煤炭终端消费量46.36 Mtce,比1998年的25.73 Mtce增长80.2%,占煤炭消费总量的36.76%,比1998年的49.91%下降13.15个百分点。可以看出,尽管将煤炭直接作为燃料和动力的终端消费量大幅上涨,但煤炭终端消费占总消费的比重却明显下降,如图13所示。
图13 韩国煤炭终端消费变化趋势
终端能源消费中,电能占比持续提高,这也是韩国实施低碳绿色发展的一项重要成效。电能占终端能源消费的比重代表电力替代煤炭、石油、天然气等其其能源的程度,是衡量一个国家终端能源消费结构和电气化程度的重要指标。2018年,韩国电能占终端能源消费的比重达19.45%,分别比1998年的12.59%和2008年的18.15%提高了6.86和1.30个百分点,如图14所示。
图14 韩国电煤占终端能源消费的比重变化趋势
此外,为大力发展低碳绿色经济、减少碳排放量,韩国政府积极鼓励洁净煤利用技术的研发与应用,主要是纳入了国家《绿色能源产业发展战略》的整体煤气化联合循环发电系统(IGCC),此外还包括加压流化床燃烧、粉煤灰利用、燃烧后处理等项目。
6 对我国煤炭工业的启示
从煤炭工业的发展历程来看,韩国在煤矿淘汰退出、海外煤炭资源开发以及煤炭清洁利用等方面有很多有益做法可供我国参考借鉴。
(1)在煤矿退出方面,尽管两国煤炭工业发展模式有所不同,但政府对煤矿退出的力度和决心都很大。韩国煤矿退出给我国煤炭工业的有益启示主要体现在健全煤矿关闭政策法规、建立完善煤矿关闭技术规范、加大对关闭矿井的扶持力度和重视引导老矿区经济转型及矿工再就业等方面[8]。
(2)在海外煤炭资源开发方面,我国作为发展中国家,正处于大量消耗能源资源支撑经济高速增长的时期,不可能完全依靠本国资源和市场实现国家的现代化,必须参与全球资源配置。特别是煤炭资源,要在立足国内的同时,实施“走出去”战略,寻求和建立境外稳定的煤炭资源供应基地,为维护我国能源资源安全、保障我国国民经济可持续发展提供保障。一是建立专门管理机构,制定长期规划目标及相关政策;二是加强和完善对海外煤炭资源开发的经济援助制度;三是加强煤炭资源信息的收集及服务职能;四是积极开展资源外交战略,加强与煤炭资源所在国之间的合作;五是设立境外煤炭及其他矿产资源风险勘查开发专项资金或基金。
(3)实现碳达峰、碳中和是我国未来相当长一段时间内社会经济发展的重要主题。但“去碳”并不意味着“去煤”,节能降耗和煤炭清洁利用是有效途径。要全面贯彻绿色发展理念,将节约能源、降低能耗、减少污染、增加能效的基本思想贯穿煤炭开采、加工转换和利用整个过程。要限制劣质煤生产和利用,通过干燥、热解等提升低阶煤品质,扩大其应用范围。要严禁高硫、高灰煤直接燃烧,淘汰落后小火电,发展大容量、高参数发电机组和IGCC机组等等。
参考文献:
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Analysis of coal production, consumption and utilization in South Korea
FENG Yufeng, LAN Xiaomei, ZHANG Xiaozhuo, WANG Xiying
(Information Institute of Ministry of Emergency Management of the PRC, Chaoyang, Beijing 100029, China)
Abstract This paper systematically explained the specific contents of Korean coal in production, safety, consumption and demand, supply strategy and import, low-carbon green development and clean utilization.At present, there are only 5 coal mines in South Korea, with a production capacity of less than 0.8 Mt/a. The coal mine safety production situation has greatly improved, and the death rate per million tons in 2018 was 0.8. In 2018, South Korea's total coal consumption was 140.98 Mt, accounting for 29.3% of total primary energy consumption. Its coal consumption ranks fifth in the world and coal import ranks fourth in the world. Coal demand will fall to 136.8 Mt in 2023, and to 95.0 Mt and 71.0 Mt in 2030 and 2040, respectively. South Korea has many instructive experiences for reference in terms of coal mine elimination, overseas coal resource development and clean coal utilization.
Key words coal productioncoal mine safetycoal consumption demandlow-carbon green developmentkorean coal Industry
1979~2004年中国能源消费弹性系数为0.490,但不同时期波动较大,1981~1985年为0.461,1986~1990年为0.658,1991~1995年为0.488,1996~2000年为-0.016,2001~2004年为1.23。从某种意义上说,近几年中国经济增长是靠增加能源消耗取得的,特别是高耗能产业的发展使能源消费量急剧增加。
从能源资源和生产供应情况看,中国能源消费增长不可能超前和同步于经济增长。在实现到2020年国内生产总值比2000年“翻两番”的宏伟目标中,中国能源领域再次面临“以能源翻一番确保经济产值翻两番”的严峻任务,即2001~2020年能源消费弹性系数将维持在0.5左右,但随着工业化进程的推进及节能工作的大力开展,预计中国的能源消费弹性系数“十五”期间为0.45,2010~2020年为0.4。
“十五”期间中国经济增长的年平均速度达到9.5%,这个速度高出“十五”计划确定的7%的增长速度。“十一五”期间,中国经济计划保持7.5%左右的增长速度。
依据能源消费弹性系数进行计算,中国“十一五”期间的能源消费增长速度将维持在3.375%的水平;如果设定2010~2020年的中国GDP平均增长速度在7%左右,则计算得出的2010~2020年期间中国能源消费的增长速度为2.8%。
推测可知,2010年中国能源需求将达到25.47亿吨标准煤,2020年中国能源需求将达到33.57亿吨标准煤,结合中国目前能源消费结构、发展趋势及国际能源消费结构演变的特点,我们可以推测出2010、2020年各种类型能源的需求量。
2003年中国一次能源消费中,煤炭占67.6%,石油占22.7%,天然气占2.7%,一次电力占7.0%。2004年中国一次能源消费中,煤炭占67.7%,石油占22.7%,天然气、水电、核电、风能、太阳能等清洁能源总计所占比重上升到9.6%,其中天然气占2.6%,水电、核电占接近7.0%左右,风能、太阳能等可再生能源的消费量目前仅占很小的比例。
世界主要发达国家的能源消费结构则比较均衡,石油基本上是各国的主要能源,但其占能源消费总量的比例一般在30%~40%左右,比例高一些的国家在50%左右,低一些的国家在20%左右;煤炭在世界其他国家的能源消费总量中仅占到10%或20%左右,仅有产煤大国——澳大利亚的煤炭消费占能源消费总量的43.4%;相比中国天然气消费仅占能源消费总量的2.7%而言,其他国家的这一比例要高出很多,俄罗斯天然气消费占能源消费总量的比例高达54.4%,相对较少的韩国也占能源消费总量的11.4%,可见中国的天然气开发利用还存在较大差距;一次电力在能源消费总量中的比例法国为44%,加拿大为29.3%,其他国家一般在10%左右,相对较少的有澳大利亚占3.2%、意大利占5.5%,中国应该也属于比例较小的国家之一。
未来20年仍将是中国经济增长的关键时期,要保证能源需求,支撑经济持续、快速、健康增长,必须优化能源消费结构。目前中国能源结构优化战略为:逐步降低煤炭消费比例,加速发展天然气,积极发展水电、核电和可再生能源的利用。用20年的时间,初步形成结构多元化的局面,使优质能源的比例明显提高。能源结构的优化有助于提高能源利用效率,对能源需求总量影响很大。有研究表明,中国天然气的平均利用效率比煤炭高30%,石油利用效率比煤炭高23%;能源消费结构中煤炭的比重每下降1个百分点,相应的能源需求总量可降低2000万吨标准煤。
预计到2010年,煤炭占能源消费总量的比例为61.2%,石油占25.2%,天然气占5.3%,一次电力占8.3%。预计2010年中国能源消费总量为25.47亿吨标准煤,煤炭、石油、天然气和电力的消费量分别为15.59亿吨标准煤、6.42亿吨标准煤、1.35亿吨标准煤、2.11亿吨标准煤。
预计到2020年,煤炭占能源消费总量的比例为54%,石油占27%,天然气占9.8%,一次电力占9.2%。预计2020年中国能源消费总量为33.57亿吨标准煤,煤炭、石油、天然气和电力的消费量分别为18.13亿吨标准煤、9.06亿吨标准煤、3.29亿吨标准煤、3.09亿吨标准煤。
那么,2019年,中国的能源领域正在发生着哪些故事呢?
电力体制改革加快跨省电力交易扩大
2018年12月25日,国家电网公司召开发布会,明确下一步将着力抓好10项重点工作,不断把全面深化改革向纵深推进。
次日,国家发改委、国家能源局发布《关于请报送第四批增量配电业务改革试点项目的通知》,明确为加快向 社会 资本放开配售电业务,将继续组织开展第四批增量配电业务改革试点。
2018年12月27日,甘肃、山西电力现货市场试运行启动,由此拉开2019年我国的电力体制改革序幕。随着今年电力体制改革的推进,电力现货市场建设正进一步加快,跨省区电力交易规模正持续扩大。可以说,2019年我国电力体制改革取得标志性成果。有望取得关键突破。
油气体制改革加速管网独立取得突破
2018年,关于“油气管网独立、国家管道公司将成立”的消息频频传出。从国家对能源体制改革基本思路“管住中间,放开两头”来看,管网分离是油气体制改革的必由之路,此举有利于油气公司进一步深化混合所有制改革。要真正有效打破油气领域垄断,推动油气领域纵向产业链的市场化、专业化分工,首先要实现真正的油气与管网的分离,2019年是关键一年。
新能源车逆势上行氢能源是大势所趋
2018年经济下行压力较大,导致 汽车 销量一路走低,但新能源车却保持产销量持续高速增长。氢燃料电池 汽车 因其具有良好的环境相容性、能量转换效率高、噪音小、续航里程长、加注燃料时间短、无需充电等特点,被视为很有前景的清洁能源 汽车 。目前,国内用于示范的氢燃料电池 汽车 已达200余辆,累计运行里程10余万公里。2019年氢能源 汽车 产值将迎来高速发展期。到2030年我国氢能 汽车 产业产值有望突破万亿元大关。
天然气供需仍处紧平衡
中国已于2017年超过韩国成为世界第二大液化天然气(LNG)进口国,超越排名首位的日本已隐约在望。
2019年,国家层面为天然气保供做足了准备。天然气产量和供应量再创新高,储气能力建设进展明显,预计全年天然气增产100多亿方、增供300多亿方,冬季取暖期供应量与去年同期相比,日均增加约1亿方。预计2019年全年,天然气供应量将继续稳步增加,但随着治理大气污染、“煤改气”的继续推进,天然气供需仍将处于“紧平衡”状态。
光伏步入平价时代光储一体渐成趋势
在经历了前两年的突飞猛进后,维持新能源装机的可再生能源基金不堪重负,补贴缺口巨大。光伏的未来取决于是否能平价上网,降成本能力成为该行业核心竞争力。
2019年已经开始“以点带面”,开启光伏平价时代。随着储能技术的快速提升和成本的不断下降,“光伏+储能”将在未来能源领域扮演重要的角色,2019年有更多企业布局这一领域。
风电产业全年回暖海上装机稳步向前
2018年风电行业加快推动海上风电和分布式风电发展步伐,在此前连续两年装机量下滑的态势下,实现了局面的扭转。海上风电曾是行业发展的短板,经过3年多的发展,无论是在可开发资源量上,还是技术政策层面上,我国海上风电目前已基本具备大规模开发条件。目前,风电企业经历两轮周期洗礼,龙头企业的竞争优势十分明显。预计2019年风电装机规模将呈现全年回暖的状态,达到30GW左右的水平。
配额制艰难出台鼓励新能源发展
2018年末,国家能源局再次下发征求《关于实行可再生能源电力配额制的通知》意见函,这是继2018年3月、9月以来,配额制第三次征求意见。可以说,艰难出台的配额制将为新能源发展增添一大驱动力,从地方政府、电网公司的角度,形成新能源发电量、输电量的考核压力,从而鼓励新能源的发展。预计,2019年度配额指标将于上半年发布。
国网混改再提速特高压迎建设高峰
2018年9月,国家能源局下发《关于加快推进一批输变电重点工程规划建设工作的通知》。通知提到,将在2018年、2019年两年间核准9个重点输变电线路,共涉及“七交五直”12条特高压线路,这是继2012年大规模规划建设特高压之后的又一个建设高峰。2018年末,国家电网公司召开新闻发布会,宣布在前期增量配电、交易机构和抽水蓄能电站等混合所有制改革 探索 的基础上,继续加大“混改”范围和力度,推出向 社会 资本首次开放特高压建设投资等一系列举措。
值得注意的是,除国内市场打开外,特高压海外市场前景也十分广阔。一般而言,特高压建设周期在2年—3年左右时间,这意味着2019年会成为交货大年,2020年设备厂商或将迎来业绩高峰。
“三弃”问题有缓解新能源高质量发展
据国家能源局数据显示,2018年前三季度,可再生能源发电消纳情况持续好转,弃电量和弃电率保持下降趋势。预计2019年,全国可再生能源发电利用率进一步提升,弃电量和弃电率保持在合理水平,到2020年基本解决弃水弃风弃光问题。
促关联产业发展
煤化工市场重回快车道
在2018年12月召开的全国能源工作会议上,有关领导强调,科学有序推进煤制油、煤制气等示范项目。在国家能源安全和油价缓慢回升的形势下,煤化工市场正在重回快车道。目前,我国煤制油、煤制天然气等现代煤化工技术尚属新行业,煤化工项目投入和产出规模大,对带动关联产业发展和促进地方经济活力影响深远。同时,由于煤化工项目涉及水资源消耗、土地占用、环境污染,以及产品质量标准、定价、市场准入等问题,我国现代煤化工产业发展面临着产业政策不完善、重视不足等问题,一些核心技术、设备也受制于人。
但作为国家支持的能源行业发展方向,预计2019年,煤制油、煤制气产业政策将逐步完善。
本文为春节专题文章——“年度 科技 发展态势总结与展望”的第四篇能源篇。
世界能源领域2019年发展态势
全球油气供应安全风险大幅增加。 全球尤其是中东能源地缘政治冲突加剧,大大增加了油气供应的安全风险。4月,美国宣布终止对伊朗石油进口的制裁豁免,重启对伊朗原油出口的限制。7月,英国在直布罗陀海域扣押了伊朗油轮。随后,伊朗在霍尔木兹海峡查扣一艘英国油轮以示报复。9月,沙特阿美旗下的两处重要石油设施遭无人机袭击,原油产量一度锐减570万桶/日,引发了全球油价短期跳涨。此外,卡塔尔退出石油输出国组织“欧佩克”、叙利亚局势震荡也在一定程度上影响全球的油气供应安全。
动力电池梯次利用商业化加速。 德国大众集团推出一款新型移动充电站,其内部电能存储单元由二次回收的电动车动力电池组成,已在德国率先投放使用。日本本田 汽车 公司与美国电力公司(American Electric Power,AEP)展开合作,共同开发一个能够将废旧电动 汽车 电池集成至AEP电网中的新商业模式。中国北汽鹏龙、北汽新能源等企业合伙在河北省黄骅市实施了北汽鹏龙动力电池梯次利用及资源化项目。
世界能源领域2020年趋势展望
全球能源转型趋势愈发明显。 德国将逐渐停止以煤炭作为电力来源,并将可再生能源的发电比重从现在的38%提升至2030年的65%。法国能源部表示,到2030年要将可再生能源在法国能源结构中的比重提高到40%左右。韩国产业通商资源部公布《第三次能源基本计划》草案,提出力争到2040年将可再生能源占比提高到30%-35%,大幅降低煤炭发电比重。波兰公布2040能源政策草案,拟大幅增加核电和可再生能源在能源结构中的比例,以不断降低对煤炭的依赖。
可再生能源市场前景巨大。 国际能源署发布《可再生能源市场分析和2024年预期》报告称,从2019年到2024年,全球可再生能源装机将增加50%。美国能源信息署发布的《2019年度能源展望》报告指出,未来30年,可再生能源发电量(风力、太阳能、水力)将从2018年的5000亿千瓦时增加到2050年的1.5万亿千瓦时。欧洲风能协会发布《我们的能源,我们的未来》报告称,欧盟现在的海上风电装机容量是20吉瓦,到2050年欧盟海上风电装机容量要达到230至450吉瓦,比现有容量增长10倍以上。英国发布的《海上风电产业战略规划》提出,在2030年前将英国海上风电装机容量提高到3000万千瓦,将海上风力发电量提高到总发电量的30%。
先进核技术商业化应用加速。 根据麻省理工学院报告,先进、非常规的核反应堆将在2030年颠覆当前的核能行业。美国首座小型反应堆纽斯凯尔小堆将于2020年9月完成核管会的设计认证,并将于2026年下半年投入运行。俄罗斯首座浮动式核电厂“罗蒙诺索夫院士”号将于2020年4月开始全面投运。英国投资两亿英镑建造全球首个商用核聚变发电厂,并拟于2040年实现核聚变能源生产的商业化。加拿大启动核能研究倡议,加速推进小型模块堆的研发应用,并计划于2026年前在乔克河(Chalk River)建成首座小堆。
作者简介
张欢欢,国务院发展研究中心国际技术经济研究所 研究四室 研究助理
研究所简介
国际技术经济研究所(IITE)成立于1985年11月,是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构,主要职能是研究我国经济、 科技 社会 发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题,跟踪和分析世界 科技 、经济发展态势,为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号,致力于向公众传递前沿技术资讯和 科技 创新洞见。
地址:北京市海淀区小南庄20号楼A座
电话:010-82635522
微信:iite_er
中国成为利用新能源和可再生能源的第一大国。
为减少碳排放,实现2030年碳达峰目标,我国大力发展水电、风电、太阳能发电、核能发电等,2016年我国就成为利用新能源、可再生能源第一大国。
五大挑战亟待突破
一是传统能源产能过剩矛盾加剧。今年1至11月,钢铁、建材行业煤炭消费量同比分别下降3.2%和8.2%,用电量同比分别下降6.4%和8.4%。煤炭可能会面临产能长期过剩的局面,电力过剩的苗头也越来越明显。
原油一次加工能力超过7亿吨,产能利用率不足70%。如不注重把握市场趋势和规律,片面追求产能扩张,今后将造成越来越严重的产能过剩局面。
二是能源系统整体运行效率有待提高。能源系统调峰能力不足,电力系统主要靠火电机组调峰,消纳可再生能源上网能力较差,系统效率低,污染排放大;天然气储气调峰建设滞后。能源需求侧响应机制和能力建设亟待加强。
三是可再生能源发展面临瓶颈制约。“三北”地区弃风弃光、西南地区弃水问题进一步加剧,部分地区弃风率超过30%,西北地区弃光问题开始显现。“十三五”期间,水电、风电和光伏发电装机规模将进一步扩大,可再生能源消纳面临更大压力。
四是终端能源消费清洁替代任务艰巨。实施天然气、电力替代煤炭、石油等化石能源,是实现节能减排和结构优化的重要途径。天然气替代受价格、输气管网等体制机制因素制约,市场出现低水平供应能力富裕现象,开拓市场压力较大;电力替代也面临着成本、基础设施、关键技术等因素制约。
五是资源环境约束问题更加突出。水资源与化石能源呈逆向分布,煤炭和石油的主产区集中在缺水区域,14个大型煤炭基地有11个缺水,水资源已成为能源发展的重要约束。
大气污染和应对气候变化形势严峻,雾霾已经成为影响大众身心健康和社会高度关注的热点问题。加快调整能源结构、增加清洁能源供应迫在眉睫。
所以,我认为,系统的能源利用率,应该是供给系统负荷的功率/系统接入的功率。
但是,一般我们计算的是可再生能源利用率,能源利用率不太关注