世界看好中國的電力工業(yè)
朱成章 2008-06-14
國際能源機構(IEA)1998年出版的《世界能源展望》(World Energy Out1ook)中對2020年以前的能源生產(chǎn)和消費進(jìn)行了預測和研究。在這個(gè)研究報告中,關(guān)于全世界能源的研究,特別關(guān)汪中國電力工業(yè)的發(fā)展,并預測在2020年前中國的新增發(fā)電設備容量將超過(guò)經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)中歐洲的新增容量,相當于OECD中北美洲的新增容量;中國核電站容量及其發(fā)電量增長(cháng)得最快;同時(shí)中國水力發(fā)電的增長(cháng)也是最快的。 到2020年全世界發(fā)電能力將達到5915GW,這一時(shí)期新的發(fā)電能力要求增加3503GW(包括補充退役機組能力667GW)。中國將增加裝機550GW,相應地0ECD中的歐洲只增加530GW,北美洲只增加569GW,太平洋地區增加195GW,中國是世界上發(fā)電能力增長(cháng)最快的國家和地區,中國今后電力建設的任務(wù)十分繁重。IEA對世界發(fā)電能力的預測見(jiàn)表1。
表1IEA對世界發(fā)電能力預測GW 項目 發(fā)電設備容量 2010年 2020年 2010-2020年 新增發(fā)電能力 各地退役機組 OECD歐洲 853 1009 267 111 OECD北美洲 1159 1317 260 102 OECD太平洋地區 366 426 97 37 過(guò)渡經(jīng)濟國家 586 776 314 125 拉丁美洲 326 480 167 14 非 洲 152 208 61 5 中 東 126 206 87 8 中 國 501 757 264 8 南 亞 212 304 105 13 東 亞 275 432 171 13 合 計 4556 5915 1794 435
注:數據來(lái)源于IEA1998年的《World Energy Outlook》。 IEA估計,到2020年全世界需要電力投資32800億美元,其中2010~2020年需投資16070億美元,這些投資包括新建發(fā)電能力投資和輸變電工程投資。IEA估計,這期間中國電力投資將為6290億美元,平均每年為251.6億美元,按外匯牌價(jià)折算約需人民幣2000億元以上。據IEA測算,預測期內,電力基本建設投資約占國內生產(chǎn)總值的0.33%左右。根據前面的預測OECD中北美洲新增發(fā)電能力達569GW,電力投資僅4530億美元;而中國新增發(fā)電裝機容量為550GW,電力投資卻超過(guò)0ECD,達到6290億美元,可能是由于中國要大力開(kāi)發(fā)西部水電,實(shí)行“西電東送”,水電站單位kW投資比燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站大4倍多,再加上長(cháng)距離輸電,所以成本較高。因為據IEA預測, OECD的大多數國家新發(fā)電裝置將使用天然氣,部分使用煤炭和石油發(fā)電,基本不發(fā)展核電和水電。 IEA在電力工程基本建設的投資估算中,根據IEA的研究報告、美國能源信息管理局的研究報告、各國資源和商貿媒體及各類(lèi)出版物上的信息,對各種發(fā)電站的單位投資和效率進(jìn)行估 算,其中中國在各種發(fā)電站的單位投資估算中都是最低的,具體數字見(jiàn)表2。
表 2 2020年世界各地新建發(fā)電站單位投資與效率預測美元/kw 項目 OECD OECD OECD 中國 世界其余地區 歐洲 北美洲 太平洋地區 蒸汽燃煤電站投資(1) 1025 940 2130 750 1000 效率% 40 40 42 38 38 聯(lián)合循環(huán)天然氣電站投資 380 380 680 450 450 效率% 60 60 56 56 55 燃氣輪機氣或油電站投資1 310 260 510 275 275 效率% 45 45 42 39 39 核電投資 2000 3000 2000 2000 水電投資 2500 2500 3500(2) 2000 2000 風(fēng)電投資(3) 1000 1000 - 1000 1000 地熱投資 - - 2000 - -
310
注:1)各類(lèi)發(fā)電站投資為1990年價(jià); 2)系抽水蓄能電站投資; 3)風(fēng)電按可用率25%估算投資;
表3 2010-2020年全世界核電設備能力和發(fā)電量預測 地區 2020年 ---------- 容量/GW 發(fā)電量/TW.h OECD歐洲 127 863 107 729 OECD北美洲 96 697 59 437 OECD太平洋地區 59 418 73 515 過(guò)度經(jīng)濟國家 44 257 29 181 非 洲 2 12 2 12 中 國 11 72 20 127 東 亞 28 205 37 267 拉丁美洲 4 30 4 30 中 東 0 0 0 0 南 亞 3 15 4 19 合 計 374 2569 335 2317
注:數據來(lái)源于IEA1998年的《World Energy Outlook》。
IEA認為,由于沒(méi)有適當的水力發(fā)電站地址和出于環(huán)境保護的考慮,常規水電站和抽水蓄能 電站的開(kāi)發(fā)和建設受到了很大限制。OECD國家的水能資源已基本上開(kāi)發(fā)完畢,少數未開(kāi)發(fā)的水 力地址由于生態(tài)保護的原因被禁止開(kāi)發(fā),因此今后可開(kāi)發(fā)的水電不多。廣大發(fā)展中國家擁有豐富的,尚未開(kāi)發(fā)的水能資源,限于經(jīng)濟實(shí)力不可能大量開(kāi)發(fā)。只有中國既擁有豐富的水能資源,又有急劇增長(cháng)的用電需求,還有一定的經(jīng)濟實(shí)力和技術(shù)條件,所以中國將成為未來(lái)水電發(fā)展最快、最多的國家。2010年中國將有水電裝機容量125GW,占世界的12.2%,2020年中國將有水電裝機容量199GW,占世界的16.6%(見(jiàn)表4)。中國工程院預測,2010年水電裝機容量120GW,可占世界11.8%, 2020年水電裝機容量達到160GW,可占世界的13.8%。未來(lái)中國有可能成為世界水電開(kāi)發(fā)最多的國家。
表 4 2010-2020年全世界水利發(fā)電能力和發(fā)電量預測 地區 2010年 ------------ 容量/GW 發(fā)電量/TW.h 2020年 ------------ 容量/GW 發(fā)電量/TW.h OECD歐洲 188 585 201 629 抽水蓄能 32 - 34 - OECD北美洲 172 680 177 703 抽水蓄能 22 - 22 - OECD太平洋地區 69 145 73 152 抽水蓄能 30 - 33 - 過(guò)度經(jīng)濟國家 95 340 104 - 非 洲 26 72 30 84 中 國 125 457 199 726 東 亞 40 131 55 185 拉丁美洲 170 803 207 980 中 東 10 32 10 32 南 亞 46 200 53 229 合 計 1025 3445 1198 4095
注:1)水電容量中不包括抽水蓄能電站的裝機容量: 2)數據來(lái)源于IEA1998年的《World Energy Outlook》。 IEA對于中國可再生能源發(fā)電能力和發(fā)電量的預測,從總量看,2010年的預測與中國工程院 的預測相近,但2020年的預測遠比中國工程院預測要小。在分類(lèi)預測中,地熱發(fā)電的預測偏高,而太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等其他發(fā)電則均偏低。究竟是我們對于可再生能源發(fā)電的經(jīng)濟合理性估計過(guò)高,還是IEA低估了中國可再生能源發(fā)電的開(kāi)發(fā)能力,還需做進(jìn)一步分析。其中有1點(diǎn)應值得注意,即廢物發(fā)電利用。在OECD的歐洲、北美洲及太平洋地區,還有拉丁美洲和過(guò)渡經(jīng)濟國家廢物發(fā)電利用量居可再生能源發(fā)電的第1位或第2位,而中國工程院的預測中未計入??磥?lái)世界各國都非常重視垃圾發(fā)電,垃圾發(fā)電的經(jīng)濟性能比開(kāi)發(fā)其他各種可再生能源更有競爭力。中國工程院關(guān)于中國可再生能源發(fā)展預測和IEA預測見(jiàn)表5、6。
表 5 中國工程院關(guān)于2010-2020年中國可再生能源發(fā)電預測 地區 2010年 ------------ 容量/GW 發(fā)電量/TW.h 2020年 ------------ 容量/GW發(fā)電量/TW.h 太陽(yáng)能發(fā)電 太陽(yáng)能發(fā)電 0.1 0.2 2.0 4.0 光伏發(fā)電 0.5 1.1 5.0 11.0 風(fēng)力發(fā)電 1.1 3.0 6.0 17.4 地熱發(fā)電 - 0.5 - 1.0 生物質(zhì)能發(fā)電 0.3 1.2 3.0 12.0 海洋能發(fā)電 0.6 1.6 5.0 15.0 合計 2.6 7.6 21.0 60.4
注:數據來(lái)源于中國工程院《中國可持續發(fā)展能源戰略研究》
表 6 IEA 2010-2020年世界可再生能源發(fā)電能力和發(fā)電量預測 項目 2010年 ----------- 容量/GW 發(fā)電量/TW.h 2020年 ------------ 容量/GW 發(fā)電量/TW.h OECD歐洲 地熱 1.6 10.2 1.9 12.7 風(fēng)能 15.0 32.9 30.0 65.7 太陽(yáng)能/潮汐/其他 1.2 2.6 1.7 3.8 廢物 7.8 42.5 9.8 53.5 合計 25.6 88.2 43.4 135.7 OECD北美洲 地熱 3.0 19.6 3.0 19.9 風(fēng)能 3.5 7.7 5.5 13.0 太陽(yáng)能/潮汐/其他 0.7 1.85 1.1 3.0 廢物 14.8 79.6 16.4 88.2 合計 22.0 108.7 26.0 124.1 OECD太平洋地區 地熱 2.1 14.5 3.3 22.9 風(fēng)能 1.0 3.1 2.9 8.6 太陽(yáng)能/潮汐/其他 0.5 0.7 2.8 3.7 廢物 4.6 20.6 5.1 22.7 合計 8.2 38.9 14.1 57.9 過(guò)渡經(jīng)濟國家 地熱 0.0 0.0 0.0 0.0 風(fēng)能 0.0 0.0 0.0 0.0 太陽(yáng)能/潮汐/其他 0.0 0.0 0.0 0.0 廢物 0.6 2.8 0.0 2.8 合計 0.6 2.8 0.6 2.8 非洲 地熱 0.4 2.1 0.5 3.1 風(fēng)能 0.4 0.9 0.7 1.5 太陽(yáng)能/潮汐/其他 0.0 0.0 0.1 0.1 廢物 0.1 0.6 0.1 0.6 合計 0.9 3.6 1.4 5.3 中國 地熱 0.3 1.6 0.4 2.5 風(fēng)能 2.3 4.9 3.7 8.1 太陽(yáng)能/潮汐/其他 0.1 0.1 0.1 0.2 廢物 0.1 0.4 0.2 0.7 合計 2.8 7.1 4.4 11.5 東亞 地熱 6.1 33.8 8.8 48.7 風(fēng)能 0.0 0.0 0.0 0.1 太陽(yáng)能/潮汐/其他 0.0 0.0 0.0 0.0 廢物 0.2 0.6 0.5 1.5 合計 6.3 34.4 9.3 50.3 拉丁美洲 地熱 1.4 9.1 1.7 11.2 風(fēng)能 0.4 0.2 0.5 0.2 太陽(yáng)能/潮汐/其他 0.0 0.0 0.0 0.0 廢物 3.0 13.1 3.9 17.1 合計 4.8 22.4 6.1 28.5 中東 地熱 0.0 0.0 0.0 0.0 風(fēng)能 0.0 0.0 0.1 0.0 太陽(yáng)能/潮汐/其他 0.0 0.0 0.0 0.0 廢物 0.0 0.0 0.0 0.0 合計 0.0 0.0 0.1 0.0 南亞 地熱 0.0 0.0 0.0 0.0 風(fēng)能 3.3 7.3 4.0 8.8 太陽(yáng)能/潮汐/其他 0.3 0.5 0.5 1.1 廢物 1.0 4.6 1.7 7.3 合計 4.6 12.4 6.2 18.2
注:數據源于IEA1998年的《World Energy Outlook》。 IEA對全世界2010~2020年的電力發(fā)展進(jìn)行預測后,認為電力預測有其局限性,這是由于下 列因素的影響: (1)燃料價(jià)格的地區差異。全世界各地區的燃料價(jià)格是千差萬(wàn)別的,如德國煤炭?jì)r(jià)格貴,荷蘭和意大利的天然氣價(jià)格很便宜,因此電力需求和電力供應受燃料價(jià)格的影響,能源替代和電 力裝置的選擇就不同。 (2)發(fā)電裝置參數的不確定因素。各種發(fā)電裝置的投資、運行費用和效率是變化的,很難精確預測,在成本最小化的選擇中情況是變化的。 (3)發(fā)電公司面對的不確定因素。發(fā)電公司面對燃料價(jià)格和電力需求增長(cháng)率的變化,使得公用發(fā)電事業(yè)可能選擇多種類(lèi)型的發(fā)電裝置而不選擇單一的發(fā)電裝置,以便適應各種不確定性。 (4)地方約束條件。在發(fā)電裝置的選擇中,要考慮能源的可獲得性和電力輸送條件的限制;修建天然氣發(fā)電廠(chǎng)要考慮天然氣的供應能力,如亞洲地區依賴(lài)液化天然氣,要受液化氣供應和海運的制約,必須謹慎對待。 (5)環(huán)境約束。目前和未來(lái)各國對SOx、NOx和可吸入顆粒物的排放規定會(huì )影響發(fā)電廠(chǎng)類(lèi)型的選擇。 (6)燃料替代的限制。發(fā)電燃料價(jià)格的變化會(huì )引起發(fā)電廠(chǎng)優(yōu)先次序的排列和調度計劃的變化。世界各地區、各國問(wèn)的電力貿易會(huì )受到國家貿易的約束。 (7)電力工業(yè)體制改革。電力工業(yè)的體制改革可能會(huì )影響可再生能源發(fā)電,除非政府提供財政支持。還可能對熱電聯(lián)產(chǎn)(包括冷熱電聯(lián)產(chǎn))造成影響,由于引入競爭機制,放松管制,工業(yè)和服務(wù)部門(mén)可能建設小型熱電聯(lián)產(chǎn)裝置,將會(huì )減少公用電廠(chǎng)供電負荷和供熱負荷。競爭可能導入可停電電價(jià),使得負荷曲線(xiàn)形狀變得平坦,調峰電站特別是抽水蓄能電站將失去用武之地。 綜上所述, IEA認為,由于許多不確定因素的存在,電力預測只是為討論影響未來(lái)能源供需的主要因素和不確定因素提供一個(gè)定量框架而已。另一方面也說(shuō)明,電力工業(yè)是一個(gè)不斷發(fā)展的行業(yè),即使OECD國家的人均裝機容量已達到2~3kW,電力工業(yè)仍要發(fā)展,僅僅是發(fā)展速度減緩;中國目前人均裝機容量?jì)H為0.25kW,要實(shí)現現代化,必然要加快發(fā)展電力工業(yè)。