国民经济电气化初探

战略与规划:第20卷第3期电力技术经济Vol.20 No.32008年6月Electric Power Technologic EconomicsJun.2008文章编号:1008-1682(2008)03-0012-06国民经济电气化初探王庆一.(煤炭信息研究院，北京10029)摘要:综述了电气化对促进经济增长、改善生活质量、节能、代油等重要意义，论述了工业化、城市化、信息化和新技术是推动电气化迅速发展的动力。我国应该研究制定以电力为基础的能源发展战略和电气化计划。关键词:电气化;节能;石油替代;能源战略中图分类号: TK018文献标识码:[Analysis of Electrification on National EconomyWANG Qing-yi(Coal Informnation Istite, Beijing 100202, China)Abstract: This paper summarizes significant benefits of electrification in advancing economical growth, improvingliving quality, energy conservation and substitution of petroleum, and concludes that industrialization, urbanization,information revolution and new technology are among the major driving force of electrification. It proposes that a newenergy strategy based on electricity be sophisticatedly studied and drawn up.Key words: electrification; energy conservation; substitution of petroleum; energy strategy1国民经济电气化的概念及度量能源署(IEA) 的统计方法，包括煤炭、石油、天然气、核能、水能和其他可再生能源，折算成油当量电气化可定义为能源需求向电力转化的过程，(或标准煤，即煤当量)相加，即发电消耗的能源也就是用电力替代其他形式能源并带动电力需求不量。发电能源和一次能源消费量中核电和水电的当断增长的过程。电气化程度，即社会经济发展对电量换算系数为10 893kJ/ (kW.h) 和3595kJ/ kW+h)。力的依赖程度，通常用2个指标来衡量:一是发电电力为终端用电量，等于发电量减去厂用电和能源占一次能源总消费量的百分比，它反映电力在线路损失量， 按电热当量折算成标准煤。终端能源能源系统中的地位;二是电力占终端能源总消费量消费量应按国际通行的能源平衡定义和计算方法计的百分比，用来度量各类用户的电力消费水平，说算: 一次能源消费量扣除加工、转换、贮运损失和明电力对社会经济发展的作用。此外，居民电气化能源工业消耗的能源，电力按电热当量折算成标准率、人均用电量、人均生活用电量等，也是衡量电煤。中国综合能源平衡表按发电煤耗法和电热当量气化程度的重要指标。法列出2组数据;发电煤耗法未扣除火力发电能源发电能源占- -次能源总消费量比例，按照国际损失和能源工业消耗的能源;电热当量法扣除了发收稿日期: 2008-02-20作者简介:王庆-(1935-), 男，江苏张家港人，研究员，长期从事能源政策研究工作,曾任中国能源研究会副理事长。E-mail: wangqingyi2008@sina com第3期王庆一:国民经济电气化初探战略与规划电损失，但未扣除能源工业消耗的能源，扣除这部出 2005年全国终端能源消费量为1 306.9 Mtce,约分能源，即为符合国际准则的终端消费量。计算得端用电量为266.7Mtce,占终端能源消费量的20.4%(未扣除输配损失)，2004 年为18.5%，与日本能源表1部分国家和地区 电力占终端能源消费比重%经济研究所计算得出的数据相同(详见表1)。 部分年份1990 1995 2000 2001 2002 2003 2004 2005国家和地区国民经济电气化主要指标如表2所示。中国8.6 11.2 16.3 172 18.4 18.2 18.5 19.2中国台湾省20.8 23.4 27.3 25.5 25.2 25.7 25.8 26.9中国香港28.8 25.9 26.2 27.6 28.5 29.5 29.7 2892电气化的驱动力特别行政区美国.17.318.8 19.2 19.3 19.2 19.6 19.5 20.0电力可以实现各种形式能源的相互转换，所有日本22.1 2.6 23.0 23.7 22.8 23.1 23.7 24.1德国15.8 16.1 17.4 17.6 17.8 17.9 17.5 17.1-次能源都能转换成电力。实际上，电力是可以大英国16.2 16.7 17.6 17.7 18.1 18.0 17.9 18.3规模利用低质煤、核能和水能生产，并且是替代石法国17.6 1719.19.5 20.0 20.4 20.8 20.6油、天然气等优质能源的唯- -的二次能源形式。电意大利.I5.7 16.6 17.9 17.8 18.2 18.0 174 17.5力可大规模生产，远距离输送，在分配系统中可无加拿大22.321.8 21.7 22.4 221.8 21.5 21.8限划分。电力使用十分方便，可精密控制。电力的澳大利亚19.1 19.4 20.6 21.3 23.0 22.6 23.1 23.2这些特性使它在各国经济社会发展中获得广泛应用。俄罗斯12.613.0 13.0 13.1 13.4墨西哥9.7410.7 14.7 15.1 15.1 14.3 13.8 14.1电气化的驱动力主要是工业化、城市化、信息韩国16.6 18.7 19.3 20.0 21.0化、农业和农村电气化以及新技术的应用。印度15.3 18.1 18.3 19.3 18.9 19.7 19.8 20.62.1工业化印尼6.5 8.5 9.:20世纪90年代初，我国开始新一轮重化工业泰国5.3 16.5 18.0 17.8 18.2 18.4 18.3 18.9OECD国家17.5 18.4 19.2 19.5 19.5 19.7 19.6 20.0化，重工业产值占工业总产值的比重由1990年的世界平均15.3 16.4 17.8 18.1 18.3 18.5 18.5 18.850.6%提高到2006年的69.5%。工业用电量急剧增资料来源:日本能源经济研究所，日本能源与经济统计手册2008。长，从1990年的326.88 TW.h增至2006年的1 759.24TW.h,增长了4.4 倍;工业用电占全国终表2 1部分国家和地区国民经济电气化主要指标(2005 年)国家及地区人口/百万GDP/10亿一次能源消 用电量/ 单位 CDP能耗/人均能耗/ 一次能源转换电占终端能源人均用电最/美元费量/Mtoe (TW.h) (oe.10-3 美元")(toe人*)为电的比例1% 消费比重/% (kWh.人")1 034.501 889.91 71722 322.70.913239.819.21 781中国台湾省2.89355.5105.8218.60.304.6448.826.999506.94207918.140.10.092.6028.95 768296.6810 995.82 340.34 046.4.21.8941020.013 640127.764 994.1530.51 051.90.11.1542.624.1823382.461 961.8344.8586.440.917.17 111英国.60.221 628.8233.9376.60.143.8835.318.36 25452.701 430.1438.20.1950.420.67 707意大利58.531 132.8185.233220.163.1630.117.55 676822.4272.0558.50.3334.321.817 307韩国.48.29638.0213.8375.70.344.440.821.07 779143.11349.9646.7828.141.913.45 786644.1537.3525.90.83.49480OECD国家1 172.028 394.05548.0 9 80000.2040.08 365世界6432.036 281.011 434.011 695.01.7839.318.82 596注: 1.人口为年中数; 2.美元为2000年汇率水平下币值: 3. Mtoe为百万吨油当量; 4.用电量为发电量+进口量出口量-输配损失。资料来源: lEA, Key World Energy Stistics 2007;日本能源经济研究所，日本能源与经济统计手册2008。电力技术经济第20卷战略与规划端用电量的比重由63.5%上升到71.8%。100.4 kW.h增至593.4 kW.h。2.2 城市化2.4铁路电气化20世纪90年代以来，我国城市化进程加速，城电气化铁路用电量从2000年的10.13 TW.h增市化率(城镇人口占全国总人口比重)从1990年的至2006年的21.58 TW.h。26.4%提高到2006年的43.9%。城市化促使住房、2.5 信息化家用电器等需求大幅增长，推动能源、原材料、交信息化包括信息产业和信息技术应用，信息产通运输等基础设施迅速发展，电力需求急剧增长。业包括电子、通信、计算机和软件等。过去10年，1990--2005年，全国城镇终端用电量从430.3我国信息化发展迅速。2000- -2006 年，全国居民电TW.h增至1 731.0TW.h,增长了3倍;城镇居民人话普及率从20.10部/百户增至63.39部/百户，城均用电量从1 425.1 kW.h增至2999.5 kW.h,增长镇居民家用计算机普及率从9.7台1百户增至47.2台了1.1 倍。2005年，城镇居民人均用电量为农村居/百户。2007年末，我国网民已达2.1亿人。民人均用电量的5倍。2000- 2006年， 通信设备、计算机及其他电子1990- 2006 年，城镇居民人均住房面积(建筑设备制造业用电量从12.10TW-h增至40.16 TW.h,面积)从13.7m2增至27.0m，电冰箱普及率从42.3增长了2.3倍;邮电通信业用电量从6.54 TW.h增至台/百户增至91.8台/百户，彩色电视机从59.0台117.69TW.h, 增长了1.7 倍。百户增到137.4台/百户，房间空调器从1995 年的2.6 新技术发展8.1台/百户增至2006年的87.8台1百户。城镇居民有许多新的用电技术和设备可以替代石油等燃生活用电量从1990年的90.1 kW.h增至2006年的料，节省能源，提高劳动生产率，并减少污染物排334.3kW.h,增长了2.7倍。2006年， 城镇居民人均放，这些新技术的发展增加了用电需求。如:工业生活用电量为农村居民人均生活用电量的1.9倍。部门的热泵干燥、红外加热、燃煤锅炉电站等离子2.3农业和农村电 气化点火、中高频感应加热、余热回收利用、电站烟气农业电气化主要是机电排灌面积的增加，机电脱硫装置等;农业部门的超声波种子处理、机电排排灌面积从1990年的2715万hm2增至2005年的灌、热泵干燥粮食等;民用和商业的热泵采暖空调、3672万hm?,排灌用电量从18.4 TW.h增至34.1蓄热式电热水器等。TW.h。农作物播种面积用电量(包括排灌在内的农中国国民经济电气化的驱动力见表4。业用电)从1990年的202 kW.h/hm2增至2005年的351 kW●h/hm2。3电气化的作用及效果农村居民电气化率从1990年的79.8%提高到2005年的98.5% (详见表3)， 农村人均用电量从3.1促进经济增长表3中国电气化进展及与世界电气化指标的对比项日1990年2000年2005年世界一次能源转换为电的比例/%39.439.639.1 (2004年)电占终端能源消费量的比例9%9.17.220.418.4 (2004 年)人均用电量/(kW.h)459151 6322 596 (2005 年)人均生活用电/(kW-h)42农村无电人口百万170.035.01151 623 (2002年)农村电气化率/%79.895.78.558.2 (2002 年)注: 1.用于发电的一次能源包括煤、石袖、气体燃料、水能和核能; 2.终端能源消费= -次能源消费量加工、转换、贮运损失-能源工业所用能源:终端用电量=发电量- (厂用电+线损);用电量按电热当量折算标准煤。资料来源:国家统计局;中国电力企业联合会; IEA, Key Word Energy Satistics 2007;日本能源经济研究所，日本能源与经济统计手册2007; IEA, World Energy Outlok 2004。第3期王庆- -:国民经济电气化初探战略与规划电力在越来越大的程度上决定经济增长。实践表4中国国民经济电气化的驱动力证明，电力愈充足，生产效率愈高，而生产增长愈年份19902000 20052006快，电力增长率也愈高。这种良性循环是- -种客观工业化规律。美国在1920-1960年期间，电力每10年翻工业产值占GDP比重/%36.7 40.3 42.043.1重工业占工业总产值比重1% 50.6 60.2 68.669.5-番，电力弹性系数平均达到2.0,而能源弹性系数终端用电量/(7W.b)326.88 791.35 1546.10 1759.24仅为0.72，单位产值能耗下降40%。占全国终端用电量比重/%63.568.3 71.371.820世纪70年代以来，电力对经济增长的作用越城市化.来越大。因为提高劳动生产率是经济持续增长的关人口/百万301.95 459.06 562.12 577.06键，而电力是代替劳动力的最有吸引力的能源。占总人口比重/%26.436.2 43.043.9日本1971-2000年电占一次能源消费的比重提人均用电量/(kW.h)1425.1 1996.0 2999.5 -人均住房面积/m213.720.326.27.0高了8.3个百分点，劳动生产率提高了92.6%。户用空调器/(台.百户)30.8 80.787.83.2 促进技术进步电冰箱/(台.百户+42.391.8世界新技术革命的浪潮中，以信息技术为先导彩色电视机(台.百户)59.0 116.3 134.8137.4的高技术产业蓬勃发展，计算机等电子设备和信息人均生活用电量/(kW.h)90.1217.1 305.6334.3服务迅速普及，自动化工厂不断涌现，小批量、多农业电气化单位播种面积用电量品种生产的柔性制造系统方兴未艾，商业、家庭和.((kW.h) hm2)202312 351388办公室也趋向自动化。这意味着电力的使用促进技农村电气化术进步以及产业结构和生产方式的变革，改变了商841.38 808.37 745.44 737.42品的生产、销售、分配和消费模式以及人和物的流电气化率/%79.895.7 98.5动，从而大大提高社会生产力和经济效益。目前电人均用电量/(kw.h)100.4 299.5 593.4-力技术成为能源领域的主流技术，国际上大规模能户用空调器/(台.百户1)1.3 6.47.电冰箱/(台.百户-)1.212.3 20.1源科技项目，如核能技术、新能源技术、洁净煤技彩色电视机(台.百户4).748.7 84.189.4术、大气污染控制技术等，都是围绕电力进行的。人均生活用电量/(kW-h)24.883.5 149.2177.83.3替代石油铁路电气化2次石油危机使许多依赖进口石油的国家和地区电气化铁路里程/10*km0.69 1.49 1.94制定实施以电代油的战略和措施。1973- -1985 年，用电最/(TW.h)10.13 19.8121.58信息化是0ECD国家电气化发展最快的时期，用电量急剧全国居民电话普及率增长，石油消费出现罕见的缩减，单位产值能耗大1(部百户)1.11 20.10 57.22 63.39幅下降。在此期间，终端用电量美国增长了35.7%,家用计算机普及率1(台.百户)日本增长了41.7%，0ECD国家增长了44.0%;石油城镇9.747.2消费量分别碱少10.6%、19.0%和12.6%;单位产值农村0.2能耗分别下降26.6%、23.3%和 19.9%。在此期间，通信设备、计算机及其他电子12.10 32.7140.16设备制造业用电址/(TW-h)OECD国家电占终端能源消费比重提高1个百分点，邮电通信业用电量<7W.b)6.54 15.2817.69石油消费减少2.9个百分点。其中:信息传输、计算机服务11.7414.12日本终端能源消费量中，1971 年电力消费占和软件业13.0%，2004 年上升到23.4%，上升了10.4 个百分注电话普及率包括移动电话。资料来源:国家统计局:中国电力企业联合会。点;石油消费则从68.4%下降到58.0%，降幅与电力升幅相等。制一次能源消费总量的增长，减少石油消费量，提随着石油供应紧张及价格飞涨，我国应该采取高电占终端能源消费比重。相应措施，在保持CDP高速增长的情况下，尽量控3.4 节约能源战略与规划电力技术经济第20卷工业部门，用电力替代燃料，可降低单位产品用余热作热源的热泵干燥粮食和饲料;用电营造牲能耗，节约一次能源，这在干燥、浓缩、热处理、畜 厩内舒适的小气候，可增加幼畜体重，减少饲料熔炼、焊接、切割等工艺中尤为明显。余热的回收消耗。机电排湘和移动作业的电气化，可更有效地利用是电力间接节能的典型例子，在很多情况下，利用能源。投入的电量仅为回收能量的15%。0ECD国家1973--1985年间，电占终端能源消世界能源会议的研究表明，供电效率大于25%，费比重提高1个百分点，单位CDP能耗下降4.6个就可节省一-次能源。百分点。工业部门用电，除转换为机械能和用于控制外，3.5 提高生活质量主要用于加热(包括电化学工艺)。德国工业用电生活质量是使人们生活舒适和满足的一系列物80%用于加热，电直接用于工艺过程的加热利用效质和精神因素的综合。家庭电气化是提高生活质量率很高，而直接用燃料加热，通常只有20%的热能的重要标志。目前，发达国家节省劳动和增加舒适用于工艺过程。的家用电器和家庭信息化已经普及，日本2004年平交通运输方面，铁路电气化，发展电动汽车，均每百户家庭拥有个人计算机95.6台。美国2005年可减少石油需求。高速铁路可替代部分民航和高速居民家庭生活人均用电量达4598 kW.h,家庭和商公路客运。2004- -2010年，中国电力机车牵引比重用个人计算机用电量达76.1 TW.h,电子办公设备将由42%提高到80%，以电代油量从7.2 Mt增至(不包括个人计算机)用电量达102.6 TW.h,合计12.0 Mt。178.7 TW.h (相当于我国2005年城镇居民生活用电在农业方面，使用电力可以提高农作物产量和量)，预计2020年将达357.4 TW.h (详见表5)。这质量,降低种子和饲料消耗。用超声波、紫外线或使人们可以过一-种更充裕、更富创造性的生活，并静电场处理某些农作物的种子，可增产20%以上。.为实行弹性上班时间和地点创造了条件,从而对经表5美国居民和商用电器用电量TW.h济活动和社会体制产生深刻的影响。居民商用美国学者的研究表明，人均CNP的增长与生活项目2005年2020 年预测2005 年2020 年预测质量的改善不- -定有直接的联系，当人均GNP超过采暖*117.2143.652.73 000美元以后，生活质量的改善趋于平缓，而人均空调制冷#216.8234.4161.2158.2用电量与生活质量之间则始终是正比关系。108.4120.1冰箱114.3102.667.476.2过去10年，我国城市居民家庭电气化发展迅冷藏箱35.2速。2006年，城市居民家庭房间空调器、电冰箱、洗衣机8.88.彩色电视机普及率分别达87.8、91.8、 137.4台1百干衣机73.385.0户，固定电话、移动电话、个人计算机普及率分别冼碟机**达93.3、152.9 和47.2台/百户(详见表6)。 我国家烹调32.238.111.7照明213.9275.4345.8389.7用电器用电量(不包括中央空调) 2005 年已达彩色电视机87.9-325.89 TWh,占全社会终端用电量的15.0%。我国个人电脑23.449.8111.3居民生活用能的变化如表7所示。其他办公设备196.33.6 促进农村发展通风55.764.5农村电气化对促进农业现代化和农村经济社会炉子风扇发展至关重要。1980年以来，我国农村电气化取得其他***295.9580.2总计1365.51 699.51 265.8 1 693.6很大进展，在加快农村电网建设的同时，大力发展注:◆商用包括区城服务用电; **不计电热水器: *** 民用包括小水电(<50 MW的水电站);在发展小水电的基础小电器、加温器和电动机;商用包括服务站设备、区城服上，实施农村初级电气化县计划，1994 年实施“电务、自动播音机、电信设备、医疗设备等。资料来源: DOE/EIA, Annual Energy Oulook 2007。力扶贫共富工程"。到2000年，全国已建成618个第3期王庆-:国民经济电气化初探战略与规划表6中国家用耗能器具普及率台百户1990年995年2000年2005年2006年家用耗能器城镇农村房间空调器8.0.230.8380.76.87.87.3电冰箱42.31:665.20.12.390.72091.822.5彩色电视机59.04.:89.816.9116.6 .48.734.884.1137.489.4黑白电视机52.439.728.063.853.021.817.5电风扇135.541.4167.489.01679122.6172.2146.4174.6电炊具1019107.2113.2抽油炯机34.50.2.86796.(7.0淋浴热水器30.149.175.1洗衣机78.49.16.890.528.695.540.296.843.0组合音响22.2.813.029.1143微波炉-17.647.650.6家用电脑3.8.7247.227普通电话26.494.458.493.364.1移动电话9.550.2152.92.1家用汽车).53.44.3资料来深:国家统计局。费7中国居民生活用能的变化年619952000200220032004 .20052006城镇居民人均可支配收入/元4 2836 2807 7038 4729 42210493 1 759农村居民家庭人均纯收人元6861 5782 2532 4762 62229363 2553 587城市人均居住面积(建筑面积) /1m?13.716.30.322.823.725.027.0农村人均居住面积(居住面积) 1m?17.821.024.826.527.227.929.730.7城市用燃气人口/百万601258023729529集中供热面积/亿m26.511.115.618.921.622.3居民家庭人均生活用电最/(kW.h)42.482.9132.1155.8173.2186.9217.0246.1生物质能古农村居民生活用能比重/%79.565.855.256.356.255.553.952.9资料来源:国家统计局:建设部;中国电力企业联合会;农业部科技教育司。初级电气化县。这些县绝大部分属贫困县、少数民全国教育、 文化、卫生、信息传输等终端用户用电族聚居区和革命老区。建成电气化县后，地区生产量达 51 791 GW.h,比2004年增长45.5%。总值、财政收人、农民收人都实现“5年翻-番”。1978- -2005 年，我国农村无电人口由4.5亿减4研究制定以电力为基础的能源战略少到1 150万人，农村居民电气化率由43.0%上升到98.5%。世界能源委员会(WEC) 的研究表明，“能 源据国家电网公司制定的新农村电气化建设实施系统的供需关系并不取决于- - 次能源供应、贸易和纲要，到2010年，解决120万无电户用电，户通电能源市场，而是取决于终端能源服务。”因此,研究率达到99.90%。电气化县实行新的标准，户通电率制定能源战略，应改变侧重一次能源供应的思路。由95%提高到100%，全县人均用电量由300 kW.h研究制定以电力为基础的能源发展战略，主要内容提高到2 300kW.h (西部地区1 400kW*h)。包括:推进国民经济各部门的电气化;电价合理化;3.7推进精神文明建设加强技术研究开发;改进用户服务;实施激励政策。电力供应是精神文明建设的重要保障。2006年，(下转第38页)能源开发与利用电力技术经济第20卷1 800p1000口2007年" 2006年正1200法1000800600400200省份图3 2006、2007年全国各地区风电平均单机容量展")，能否真正带动我国风电产业的可持续发展，力能源之一，因此，只有目前的政策推力与未来的以及现行政策措施及产业导向是否适合于产业的长市场化发展实现“无缝对接”，风电及其他可再生能期发展，是业内外以及国家主管部门必须潜心反思源的发展才能真正进入良性发展的轨道，才能不负的问题，其中包括产业发展秩序、产业运转模式、众望。对此，我们满怀期待。基础政策框架体系及其可延续性，以及项目开发建设模式等等。参考文献:总而言之，如果-一个产业的发展需要长期依赖[1]拖鹏飞2007年中国风电场装机容量统计[D]中国风能，2008(1).于政府的政策推动，则意味着这个产业尚未进入可[2]施鹏飞.中国风电装机容量迅猛增加及存在的问题[].可再生能源，持续发展状态，且存在着潜在的发展风险。风电及2007, 25(3): 4-5.其他可再生能源被称为21世纪的能源，世界各国都寄希望于它们成为支撑未来世界经济社会发展的主(责编/李秀平)(上接第17页)[10] YASUHITO Uekusa.信息密集社会与能源[D]日本能源，1988(17).[1]亚历山大.S尼古拉索夫 电力在能源系统中日益增长的作用主旨[11] DOE/EIA. 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