能源消费何时做到以电力为主

世界石油市场从2003年开始又出现了新一轮的涨价风潮，2004年全球石油市场价格为每桶41美元，2005年上升到每桶57美元，2006年石油每桶为66美元，比1970年每桶平均1.9美元上升了30多倍。今年上半年石油价格已突破140美元/桶的历史大关，有人预计从2010年石油可能涨到200美元/桶，也有人说油价上涨到1000美元/桶也不是不可能的。这是否意味着高价能源时代已经全面来到？是什么样的供求关系和因素造成目前的高油价？中长期内这一形式是否将继续下去？中国作为经济增长的新兴市场经济体，面对自美国油价的现实，该如何走向未来的能源之路？在油气供应紧张，油气价格不断上涨的背景下，去年在江苏召开的“以电代油，以电代气”的研讨会，专家们提出“能源应是以电为主之路”。

如何认识能源消费以电为主之路呢？看来一次能源消费还是以化石能源为主的情况下，电力主要依靠化石能源转换而来时，消耗电力等于消耗化石能源时，能源消费是不可能走以电力为主之路的；当一次能源消费转向新能源和可再生能源的可持续发展能源时，有许多新能源和可再生能源必须转化成电力来使用时，能源终端消费也许会走以电力为主之路，但现在尚难预料。

一、化石能源仍是不可或缺的主要能源

进入21世纪以来，能源成为世界热点问题。中国在第“十一五”规划纲要中把节约资源作为基本国策，发展循环经济，保护生态环境，加快建设资源节约型、环境友好型，促进经济发展与人口、资源、环境相协调。但是中国并没有否定化石能源的发展，在能源发展战略上还是非常重视化石能源发展的。在第十一个五年计划中提出：坚持节约优先，立足国内、煤为基础，多元化发展、优化生产和消费结构，构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系。还是要有序发展煤炭、积极发展电力（包括发展火电、水电和核电），加快发展石油天然气、大力发展可再生能源。总之还是以发展化石能源和常规能源为主。

在相当长的时期内，全球能源供应仍然以化石能源为主，这是一个世界性的趋势，美国国家石油委员会在欧佩克首脑会议上发布了一篇名为《事实》的报告，公布了他们对全球能源状况的调研报告，报告认为：“为应对不断上升的能源需求，煤炭、石油和天然气仍然是不可或缺的主要能源。能源不会耗尽，但是不断挖掘石油和天然气产量的传统做法使人们面临的风险越来越大。这些风险对满足能源需求带来了挑战。为了降低这些风险，人们要扩大能源来源，包括煤炭、核能、可再生能源。每一种能源都面临着包括安全、环境保护、政治或者经济等方面的挑战。而发展这些能源本身也需要建设基础设施和运输设施。”

这就是说化石能源还没有枯竭，化石能源也不会耗尽，即使目前化石能源的价格上升，但是化石能源还是要比新能源和可再生能源便宜，由于使用化石能源而产生的污染和气候变化等影响是可以采取措施解决的。我们要努力发展新能源和可再生能源，但是我们在相当长的时间内还不可能完全替代化石能源。因为我们现在还不能做到联合国秘书长潘基文所说的：“人类可以通过既不昂贵又能促进繁荣途径达到应对气候变化的目的。”用新能源和可再生能源替代化石能源燃料将会限制经济和社会的发展，降低生活水准，承担相应的利益损失，将影响国家的发展空间和发展前景。

中国和全球能源资源的开发的潜力都较大。

中国能源资源的开发潜力较大。煤炭已发现的资源量仅占资源蕴藏量的13%，可采储量占已发现资源量的40%。水能资源开发利用程度仅为20%。石油资源探明程度为33%，开始进入勘探中期，仍有较大潜力。天然气探明程度为14%，处于勘探早期，资源前景广阔。非常规资源尚处于利用初期，开发潜力较大。可再生资源开发刚刚起步，发展空间很大。资源节约，综合利用和循环利用的方面，也存在着很好的前景。

中国能源资源即使按已探明的剩余可采储量的储采比，石油为12.1，天然气为41.8，煤炭为84。见下表。

全球能源资源的开发潜力更大。拿全球石油储量来说美国地质测量局2000年的预估数字说全球可采石油达3万亿桶。英国石油和其他石油组织的预估数字在1.2万亿和1.3万亿桶之间，目前全球每年耗油约300亿桶。以这个数字计算，已知的石油储藏至少可供人类使用三四十年以上。若加上天然气等，则相当于2.3万亿桶石油。五六十年后，人类极有可能已经发明出新技术或找到新的生活方式来应对石油短缺。这就是说，人类利用已经掌握的石油资源，至少可以供人类再使用五六十年。根据英国BP公司世界的化石能源剩余可采储量，也得出来几乎相同的结论。

国际应用系统分析研究所（IIASA）与世界能源理事会（WEC）1995年完成的“2050年以后时期全球能源展望”中说：我们预计未来能源基础还会不断扩大，但是没有人可以预测出市场条件、知识水平、勘探方法和生产技术会如何变化。我们不能用简单的方法和单纯的数字来表述能源资源这样复杂的概念。表3中储藏量是指能源资源中目前可开发的部分，即在现有市场条件和利用现有技术水平可以开发的资源量。资源基础包括那些随着技术发展，经济上有竞争力的、有潜在可开发的（2020年后）的资源。资源库是储藏量与资源量基础之和。从表3所列出的化石能源为1.3万亿吨油当量，而资源库量则达到5万亿吨油当量，这么多的化石能源至少可以使用100年。因此尽可能在21世纪的百年中可能会出现机构性能源不足，但是绝对资源总量不会短缺，所以担心是积累碳排放的增加。因此我们如果能够解决化石能源应用中的污染和碳排放问题，继续使用化石能源是不成问题的。具体数字如表3。

从上面的分析可以看到，至少在2050年以前化石能源仍是不可或缺的能源，一次电力（水电、核电和可再生能源发电）和可再生能源的利用会有所增长，但电力还不可能占主导地位。我们要努力发展能源技术，一方面解决化石能源的污染，一方面解决可再生能源的经济性。

二、近期能源消费难以走以电力为主之路

去年年底在南京召开的“以电代油、以电代气”研讨会上，有专家认为，在中国与天然气、燃油供应紧张相比，江苏省电力供应不仅充足而且还出现了罕见的供大于求的局面，这使江苏全面实施电力能源替代成为可能。他们认为：“目前中国所占能源消耗比重不及发达国家的一半，电能替代有较大的发展空间。”（另一说是：目前，我们的电力消费占终端能源消费比例仅为11%，实行“电力替代”潜力很大。）

中国过去电力占终端能源消费的比重较低，如1990年中国的比重为8.6%，发达国家（OECD）的比重为17.5%世界为15.3%，中国的电力消费比重确实只有OECD国家的一半。但是到2004年中国的比重为18.1%，发达国家的比重为19.7%，世界为18.4%，中国仅比发达国家低1.6个百分点，与世界平均水平已经很接近了。到2006年中国电力在终端能源消费中的比重已上升到20.31%，考虑发达国家和世界的比重变化不大，估计中国目前的比重已经超过了OECD和世界的比重。具体数据见表4.。这就是说，目前中国电能消耗比重不及发达国家一半，电力消费占终端能源消费比例仅为11%与实际情况不符，如果说差距大，电能替代有较发展空间，那么中国与发达国家没有什么差距，是否说明电能替代已经不存在发展空间了。我认为这几年中国电力需求旺盛，从2000年开始到2007年已经持续8年电力消费弹性指数大于1，这果然与中国所处的经济发展时期有关，但与电力价格比石油、天然气和煤炭的比价大大偏低也有很大关系，大家都弃柴、煤、油、气而用电。终端能源消费的比重必然会有较快的上升。

近年来由于石油、天然气价格暴涨，煤炭价格也明显上升，而电价基本上凝固不变，使得许多用电效率不高的用能部门纷纷用电代柴、代煤，如：——以电代煤，煤球贩子销声匿迹了。江苏省盱眙县第一个电气化村。马坝村人民路上，以前卖煤球的现在没有了。村民张延松夫妇过去用煤球炉烧开水，不但不卫生而且浪费。现在供电充足了，两夫妻算算账还是使用电便宜，而且安全省事，就购置了电水壶、电磁炉，干脆将煤球炉扔了。其他居民在她的带动下，也扔掉了煤球炉。（注：用电烧开水的能源利用效率极低，以煤为主的江苏，用电会比烧煤球便宜，实在是咄咄怪事。）

——用电代液化气，液化气站搬走了。还是马坝村，原来有个液化气站，价格合理，服务周到，村民只要打个电话液化气站就会及时送货上门，村民都感到方便满意。2007年9月份以来，液化气价格不断攀升，电气化村建成后，农村居民享受到城市居民用电待遇，大家干脆不用液化气了，于是这个已为这个村服务多年的液化气站失去了市场，在2007年底搬了家。村主任说：液化气站如果还不搬走，现在可能连西北风也喝不上喽。（注：这种能源替代使用低效用能替代高效用能，居民是不管能源利用效率的，就看这种能源替代够省钱省事。等到有一天电价持续不下去再想把液化气站请回来，可能就难了。）据统计，我国这几年液化石油气进口量持续下降，2007年降幅达28.6%。

——从气、电价格看气、电角逐。“据美的电气公司新疆分公司电磁炉销售的经理统计，在2006年以前，整个新疆地区的电磁炉一个品牌在新疆就增长了40%。液化气涨价之后，有了不少的增长。他计算过，当新疆地区液化气每罐稳定在60元左右时，电磁炉的能耗比就已经比液化气划算，再由于液化气涨价，新疆地区农村电价下调等因素，更使各品牌的电磁炉变得畅销。”（注：液化气涨价，电力降价，用电比用液化气便宜时，老百姓肯定会改用电，问题是靠交叉补贴的农村居民用电降价，在发电能源急剧上涨的情况下能否继续保持下去。市场化的液化气肯定竞争不过计划下的电力，正像市场煤和计划电的矛盾一样。

随着我国经济社会的快速发展，终端能源消费结构正在向优质化发展。1990年到2005年间终端能源消费结构中煤炭的比重在下降，电力和石油的比重在上升，电力上升了9.4个百分点，石油上升了8.7个百分点，天然气提高了0.8个百分点，而煤炭终端消费比重下降了20.3个百分点。1990年我国煤炭、石油、天然气和电力终端消费的比重为67.1：1 8. 0 ：2 . 5 ： 8 . 6 ，而20 05年这个比例是46 . 2 ：26.7：3.3：18.0.从表4可以看到虽然中国自1990年以后电力在终端能源消费的比重上升很快，超过了发达国家和若干发展中国家的上升速度，但是到目前为止也只达到世界及OECD的平均水平。虽然还有继续上升的趋势，但在近期不可能达到以电为主的道路。所谓终端能源消费走以电为主之路，那么电力在终端能源消费中的比重至少要达到50%以上，我们从表4中可以看到，到2004年世界主要国家和地区，最高水平是我国的香港，也只达到29.7%，美、德、英、意等国没有超过20%，日、法、加、澳等国没有超过25%。这些事实都说明：当一次能源消费还是不可能走以化石能源时，从合理利用能源的角度出发，能源消费是不可鞥走以电为主的道路的。中国的一次能源中缺少油、气等优质能源，需要多消耗一些电力，电力在终端能源消费的比例可能比某些国家高一些是有可能的，也是合理的，但不可能高得很多，因为在某些领域用电力代替其他能源会造成能效损失。

三、2050年后电力占终端比重也不高

许多知名的国际组织对长期能源预测研究的结果都认为：在2050年前后，1、全球大部分能源需求仍将由化石能源来提供。2、随着能源需求和贸易的发展石油供应方式将发生变化，由于国际石油贸易的扩大，在石油必经通道发生供应中断的风险也将会增大；今后的油价走势是一个重要的不确定性根源。3、天然气需求将超过煤炭需求，全世界的天然气消费到2030年将几乎会翻番，而且今后20年内超过煤炭的消费量；天然气储量充足，可以满足所预测的全球需求增长。4、在不断增长的电力需求中，仅有很小一部分将由无碳能源来提供，电力的大部分需求增长将出现在发展中国家；世界核电有小幅增长；从整体上看，可再生能源在电力生产中所占的比例将会增大。5、在贫穷国家，扩大现代能源服务仍将是影响发展的关键因素。能源是经济发展的一个先决条件；经济发展带来的社会繁荣，反过来又会对能源服务产生更多和更高的需求；全世界电气比率将会提高；可以预测发展中国家将在能源和人文发展方面陆续取得进步；要使全世界及其贫穷人口的比例下降一半，能源发展的速度需要加快，在世界上最贫穷的国家，政府必须采取果断行动，加速向现代化燃料转变，并打破能源贫困和人文欠发达的恶性循环。根据这样一个设想和预测，这里向大家介绍两个预测的结果。

（一）国际能源署2004年的预测

国际能源署对全球能源消费的2004年预测，预测周期至2030年，在一次能源供应总量中石油、天然气和煤炭等化石能源的年增长率虽不高，但由于其基数大，最后在各个水平年中都占据较大比重；水电和其他可再生能源年增长率很高，但是由于基数较小，最后在各水平年中只占据较小的比重；核电、生物质和废料年增长率还没有化石能源高，最后在各水平年中占据的比例也不大。

在终端能源消费重量中，其他可再生能源增长率最高，其中为电力、石油和天然气，由于煤炭主要用于电力和热力生产，所以终端能源中煤炭的增长率最低。在终端能源消费总量中，2030年电力的比重为20%，似乎增加得不多，但是这个比例与表4中的比例不同，这里的全球终端能源消费总量中增加了生物质和废料，使得终端能源消费总量增加了不少，如果在总量中扣除生物质能和废料，那么电力的比重就上升到22.9%。但是不管怎么计算，按国际能源署的预测2030年时电力在终端能源消费总量中的比重仍然是不大的，达不到以电为主的水平。具体数字见表5

从全球分地区的终端能源消费中2030年电力比重来看，经济合作与展望组织国家（OECD）即发达国家为22%，转型经济国家为15%,发展中国家为20%。按国别分：美国和加拿大为21%，俄罗斯14%，中国25%，印度尼西亚14%，印度18%，巴西19%。中国是最高的，中国2030年在能源终端消费中电力的比重为25%，如果扣除生物质能源和废料的影响，电力所占的比重为28.3%，与电力占终端能源消费为主的差距也是很大的。具体数据见表6。

（二）世界能源理事会等1995年预测

1995年世界能源理事会（WEC）和国际应用系统分析研究所（TTASA）共同完成“2020年及2050年以后时期的全球能源展望”。这项研究的时段长，一直预测到2050年，另一个特点是设定了三个方案，六个情景，A方案是经济高速发展方案，设定了A1、A2、A3三个情景；B方案是温和增长方案，只有一种情景；C方案是生态驱动方案，考虑分两个情景，C1假定核电受公众压力发展缓慢，主要依靠可再生能源；C2是依靠可再生能源和核电方案。应当说这个预测考虑得比较周到的，但是各个情景在2050年时全球终端能源消费构成中，电力的比重只有16%~18%，比重也不高。具体数字见表7.

从表7中可以看到2050年三个方案六个情景中一次能源结构有很大变化，A方案能源供应量大，C方案节能工作做得很好，B方案属于中间温和方案，在6个情境中，各种一次能源的比例有大有小，各不相同，可以说是包括了各种结构方案，可在省能源所占比例，在Ｃ方案中可以达到36%-39%的很高水平。这个情景方案1990-2050年的化石能源需求有大有小，但是按现在所需掌握的化石能源货源量来看，是都可以满足的，它说明在2050年以前能源结构变化的余地是很大的。究竟能够实现哪个情景将要受到三个重要因素的影响：

——要考虑技术的进展和技术的推广率，运行和成本；

——要考虑可以利用的能源，当然也同技术有关；

——要考虑地缘政治和政策因素，如贸易、技术转让、环境条例和能源法规等等。

从表7中还可以看到，在终端能源消费结构中，六个情景的终端能源消费构成大体一致，不像一次能源结构有那么大的差异。终端能源分为固体、液体、气体（燃气）、电力和地区供热。2050年六个情景的电力比重为16%-18%，电力所占的比重大致和目前的比重差不多，甚至还略低。按照这个预测随着时间推移，可再生能源的大量开发利用，电力在终端能源利用量的构成中并没有增加。从这个预测中也看不出能源消费以电力为主的趋向。

世界能源理事会等的能源预测中，还有过去的预测，我们把2020年和2050年的分区预测的电力占终端能源消费比重和可再生能源比重计算出来，例如表8。从表8中可以看到，发展中国家可再生能源的利用比例要比发达国家（OECD）和转型经济国家要高得多，但是，电力在终端能源利用中的比例却是发达国家最高，转型经济国家居中，发展中国家最低。这个资料说明一个问题，当能源利用进入后化石时代，减少化石能源的利用比例，增加可再生能源资源的开发利用比例，电力在终端能源消费中的比例不一定随之上升，在可再生能源中，如生物质能、太阳能等不一定要转化成电力来使用，电力在终端能源消费中的比例高低取决于经济发展水平。

从上面的国际知名机构对2030年及2050年的终端能源消费结构的预测结果来看，到2050年也不可能实现终端能源消费结构以电为主。

四、为什么在终端能源消费中的比重不能很高

国际社会对于能源的发展和供应需要应对三大挑战：一是要为经济发展供应足够的能源；二是要履行保护生态环境的责任；三是要促进全球经济的可持续发展。面对三大挑战，在石油、天然气、煤炭和电力等选择上，存在着矛盾和冲突：最大程度的增长可能与可持续性和环境发生冲突；能源安全可能与最小成本能源供应发生冲突；最小成本可能与环境保护发生冲突；社会政策可能与高效的以重置成本定价发生冲突，平衡相互冲突的目标最后可以得出最适合的能源结构，包括电力在终端能源消费中的比重。也就是说考虑了节能、经济、环境、生态等多方面的因素之后，终端能源中电力的比重根据各国的实际情况还不可能占主导地位。

能源系统把能源供应和需求当作一个整体来考虑，包括从一次能源供应、能源的加工转变到终端能源消费的每一个阶段。一次能源是从自然界取得的能源，如原油、天然气、原煤、水能、天然铀和各种可再生能源。能够直接用作终端能源的一次能源是很少的，天然气是少数集中可作为终端能源利用的一次能源之一。大部分一次能源要转换成二次能源才能使用。二次能源的应用范围比一次能源广得多，是用途极为广泛的能源形态，例如电力和汽油。

为了供应消费者所需要的能源，必须转换成容易运输、分配并在各种设备中使用的形态，这就是趋向于形成能源供应网的原因，特别是电力、燃气和区域供应网更是如此。液体燃料也趋向于建立分配网，以便于储存、携带和运输，最好的例子是汽油和柴油。一次能源转换成二次能源有不同的方法，例如通过电站生产电力，有时还进行区域供热、供冷。石油炼制成汽油、航空煤油、柴油、石脑油等。能源转换设备有时是系统的终点，如核裂变能，在核电站发电之前，要进行化学转换，同位素浓缩，核燃料制作等。有的则是简单的机器，如水电和风力机。但一次能源转换成为二次能源无论如何都会有转换损失。最后阶段是二次能源转换成终端使用的能源，即汽车、炉子、计算机、电话或灯泡所用的能源。随后是终端能源变成有效能，能量实际上储存在生产中，或用户服务。

电力是一种优质的二次能源，任何一次能源或二次能源可以转化为电力，但是电力的转换损失是很高的。例如用煤炭发电，能源利用效率仅30%-40%；用天然气转换成电力效率也只有40%-50%。

将原煤转换成商品煤，将原油转换成汽油，柴油、等效率都比转换成电力的能源利用率要高得多。另外，电力在终端利用中，一种情况是电子计算机、电话和彩电、冰箱、洗衣机和照明必须使用电力，一种情况是作为动力，可以用电也可以用油、气的发动机；第三种情况是用电阻原件转换成热水或热能则效率极低；因此电力在终端能源利用效率中的比重，决定与一次能源和二次能源的结构，为了提高能源利用效率及经济、环境等因素，世界各国都不采取过分提高电力的比重，使一次能源转换成终端能源的能源转换效率保持在70%左右。

这里需要特别说明的是，不能把终端能源利用效率与通常所说的能源利用效率混为一谈。对于电力利用要特别注意这个问题，因为电力的特点是加工、转换、储运等中间环节的损失很大，效率很低，而终端的利用效率很高，如果电阻加热取暖器效率为90%，比其他任何能源加热器都要高，如果用这个效率来评价电力，那么电力的效率很高，但是电力考虑中间环节效率之后，则真正的能源利用效率却是极低的。从科学用能、合理用能来讲，我们应当提倡热电联产（CHP），冷热电联产（CCHP）而不应当提倡电阻式电锅炉，电阻式电暖气、电淋浴器、电开水器等。下面用一张各种能源采暖的能源利用效率比较表来说明这个问题。

主张能源消费应走以电为主之路的专家的一个重要理由是：“从能源市场价格综合考虑，用电是最划算的能源消费方式，目前宽松的电价政策，有利于普通消费者大胆用电，而不必有以前承担提高电价的担心。”现在在能源市场上由于石油、天然气和煤炭价格已基本市场化运作，而电价还是政府计划控制着，化石能源价格虽国际商场猛涨，电价基本维持不变，电价与化石能源几个呈倒挂形势，比价不合理，发电企业已处于亏损边缘，以这种不正常的价格状况去动员用户大胆用电，还要大家不要担心会提高电价，虽然是很不应该的。现在看来，电价最后必然是要上涨的，等到电价合理化后，怎么给用户交代，用户弃煤、弃气用电造成的损失由谁来补偿。所以过分压低电价对于节能发电极为不利。

五、结论

中国自1998年开始进行城网、农网和县网的改造和大力发展电气化事业以来，电力的普及率和电气化水平已有了很大提高。中国的电气化率和电力占终端能源消费的比重已经达到了世界发达国家的平均水平，超过了世界的平均水平。中国电力转化所消耗的一次能源已经达到50%的水平，电力工业应当为国家提出的节能减排目标服务，在电力节能减排工作中，电力供应侧约占1/3，其中2/3要靠电力需求侧来节约，为此提出如下建议：

1、提倡科学用能。“科学用能”是从能的梯级利用、清洁生产、资源再循环等科学原理出发，强调依靠科学技术来节能和提高能源利用效率。我们要防止电力的不科学、不合理、不经济的利用，要防止盲目追求电力在终端能源消费中的比重，要防止电力的浪费。

2、能源价格合理化。对于消费者来说，他们只关心能源的方便性、灵活性、清洁度以及能源价格，而极少关心能源来源是什么。目前电力就是利用电力比石油、天然气、液化气和煤炭便宜来吸引消费者，而消费者也考虑电力便宜而趋向用电。能源价格合理化包括各种能源价格合理和各种能源比价合理，电价问题在所有能源价格中问题最多的一种，电力作为公用事业，涉及所有工商企业和千家万户，现在的问题是电价偏低，交叉补贴严重，电价严重扭曲，还有油、气、煤电的比价不合理，特别自2003年开始石油、天然气、液化石油气大涨价，而中国的电力主要靠煤炭和水能发电，造成油、气、煤、电比价不合理，大家都倾向用便宜的电力，造成能源和电力的浪费，所以中国要合理配置资源，合理利用电力，必须使用电价合理化，使各种能源比价合理化。

3、端正电力企业的经营机制。目前中国的电力企业的收入与发电量和售电量直接挂钩，不管电力的使用效率，只要多发电，多售电就可以获得多收益，因此在电力供应充足时就盲目促销，提倡以电代柴、以电代煤、以电代油、以电代气，鼓吹能源消费是以电为主的道路，这种做法往往用最高级的电力资源去做最低级的低温或中温供热，造成能源和电力的浪费，不符合科学用能的道理。因此，必须使电力企业的收入与发电量，售电量脱钩，并且对电力企业在节能上所做出的贡献给予奖励，把所有电力企业的经营机制转移到搞好电力需求侧管理、节约能源和电力的轨道上来。

（作者系中国能源研究会学术委员会主任）