觀點(diǎn)丨電氣化發(fā)展國(guó)際比較及對(duì)我國(guó)的啟示

　　黨的十九大報(bào)告明確指出，推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。電能作為清潔能源最主要的利用方式，將成為推進(jìn)能源革命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過重點(diǎn)分析世界主要國(guó)家的電氣化發(fā)展歷程，總結(jié)相關(guān)歷史規(guī)律，希望以“他山之石”，對(duì)我國(guó)能源電力發(fā)展有所啟示。

　　世界主要國(guó)家電氣化發(fā)展指標(biāo)對(duì)比 

　　電氣化程度，即社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力的依賴程度，通常用2個(gè)指標(biāo)來衡量：一是發(fā)電能源占一次能源消費(fèi)總量的百分比（發(fā)電用能占比），它反映電力在能源系統(tǒng)中的地位；二是電力占終端能源消費(fèi)總量的百分比（終端電能占比），用來度量各類用戶的電力消費(fèi)水平，反映電力對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用。

　　全球發(fā)電用能占比經(jīng)過前期快速提升，近期進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展階段，發(fā)達(dá)國(guó)家普遍高于發(fā)展中國(guó)家。發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)電用能占比在經(jīng)歷了快速提升階段后，普遍在20世紀(jì)80、90年代步入平穩(wěn)階段；近幾年，受頁巖氣革命、經(jīng)濟(jì)危機(jī)、棄核政策等影響，部分發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)電用能占比出現(xiàn)小幅波動(dòng)。發(fā)展中國(guó)家的發(fā)電用能占比一直處于提升階段，特別是包括我國(guó)在內(nèi)的金磚國(guó)家，經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)快速發(fā)展，能源生產(chǎn)側(cè)電氣化水平已快速攀升至OECD國(guó)家水平。

　　全球終端電能占比長(zhǎng)期保持“穩(wěn)步提升”態(tài)勢(shì)，發(fā)達(dá)國(guó)家增長(zhǎng)放緩，新興市場(chǎng)國(guó)家快速提升。發(fā)達(dá)國(guó)家整體電氣化水平提升放緩多受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)調(diào)整、替代能源競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)等因素的影響，處于工業(yè)化后期的發(fā)達(dá)國(guó)家終端電能占比普遍在20%～25%區(qū)間波動(dòng)。發(fā)展中國(guó)家受工業(yè)化進(jìn)程推動(dòng)，終端電能占比迅速提升，成為全球終端消費(fèi)側(cè)電氣化水平穩(wěn)步提升的主要?jiǎng)恿?。在金磚國(guó)家中，我國(guó)終端電能占比僅低于南非。

　　電氣化發(fā)展主要影響因素分析 

　　從不同電源品種角度考慮影響發(fā)電用能占比的主要因素：煤炭、水能、核能的廣泛利用促進(jìn)電氣化水平快速提升，非常規(guī)油氣的興起放緩了其提升速度，但上述能源發(fā)展都一定程度受到資源、環(huán)境、生態(tài)、安全等因素的限制。

　　煤炭面臨碳減排巨大壓力。對(duì)于煤炭資源豐富的國(guó)家，比如我國(guó)和印度，21世紀(jì)前，煤炭的電氣化利用是發(fā)電用能占比提升的主要推動(dòng)力，但其高碳特性短時(shí)難以改變，無法僅靠煤炭清潔化利用支撐能源轉(zhuǎn)型。未來，受限于氣候變化、環(huán)境污染等重大能源發(fā)展挑戰(zhàn)，各國(guó)已經(jīng)制定了相關(guān)控煤政策。

　　非常規(guī)油氣開采環(huán)節(jié)存在環(huán)境和生態(tài)影響。隨著頁巖革命的不斷推進(jìn)，近10年，頁巖油、頁巖氣、可燃冰等非常規(guī)油氣產(chǎn)量大幅提升。以美國(guó)為代表，2006～2016年頁巖氣產(chǎn)量增加10倍，促進(jìn)了化石能源的非電利用，發(fā)電用能占比持續(xù)下降。然而，頁巖油氣開采過程中所帶來的水資源占用、水污染、地質(zhì)災(zāi)害等多種環(huán)境問題仍沒有很好的解決途徑；可燃冰開采過程中也面臨生態(tài)環(huán)境破壞和溫室氣體排放等問題。

　　水電受資源潛力、生態(tài)保護(hù)制約。水電作為一種清潔能源，對(duì)于水電站址資源豐富的國(guó)家，可以以此提高一定比例的電氣化水平，比如巴西。之后，水電的進(jìn)一步開發(fā)將受到資源約束、開發(fā)成本升高（特別是移民成本）、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等多種因素限制，未來不能完全支撐能源轉(zhuǎn)型的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于移民、環(huán)保成本的快速上升以及遠(yuǎn)離用電負(fù)荷區(qū)等因素，新建的水電站電價(jià)早已超過普通火電站。

　　核電具有“雙刃劍”屬性。對(duì)于化石能源資源貧乏的國(guó)家，核電的廣泛利用是一種提高能源自給能力與電氣化水平的重要途徑，比如化石能源資源貧乏的法國(guó)。但同時(shí)，核電具有潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，2011年日本福島核事故發(fā)生之后，“棄核”政策導(dǎo)致日本發(fā)電用能占比大幅下降。

　　新能源發(fā)展面臨機(jī)遇與挑戰(zhàn)。新能源作為一種可再生的非化石能源，可以較好地應(yīng)對(duì)氣候變化和環(huán)境污染、解決資源短缺問題。隨著技術(shù)逐步成熟、成本逐漸下降，近十年，全球新能源發(fā)展迅猛。2016年，全球風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機(jī)近800吉瓦。展望未來，預(yù)計(jì)新能源發(fā)電技術(shù)成本將持續(xù)大幅下降，支撐大規(guī)模的開發(fā)與利用。然而，新能源發(fā)電的電力電子特性、出力的隨機(jī)波動(dòng)性也給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來巨大挑戰(zhàn)。

　　影響終端電能占比的主要因素包括經(jīng)濟(jì)發(fā)展、可選能源、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等。進(jìn)入工業(yè)化后期，第三產(chǎn)業(yè)比重較高的發(fā)達(dá)國(guó)家電氣化水平普遍較高；另外，可選能源資源稟賦和經(jīng)濟(jì)性直接影響終端電能的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　經(jīng)濟(jì)發(fā)展與電氣化水平相互影響。電氣化水平與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展互為促進(jìn)、相互影響。一方面，經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求勞動(dòng)效率不斷提高，促進(jìn)了電能在終端用能的比例提升；另一方面，以電為動(dòng)力的工業(yè)革命實(shí)現(xiàn)了由單純機(jī)械生產(chǎn)向批量大規(guī)模生產(chǎn)的跨越，大大提高了勞動(dòng)效率，創(chuàng)造了巨大的生產(chǎn)力，推動(dòng)了全球經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展。

　　可選能源影響終端電能競(jìng)爭(zhēng)力。資源稟賦決定終端消費(fèi)可選能源品種，這些可選能源的經(jīng)濟(jì)性影響電能競(jìng)爭(zhēng)力。比如，英國(guó)和俄羅斯擁有豐富的天然氣資源，冬季采暖以氣為主，兩國(guó)的居民電氣化水平長(zhǎng)期維持在20%～30%和10%以下的較低水平，遠(yuǎn)低于其他發(fā)達(dá)國(guó)家40%～50%的普遍水平。

　　產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)電氣化水平影響巨大。不同經(jīng)濟(jì)部門用電需求有明顯差別，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)電氣化水平影響巨大。從典型國(guó)家看，全球化背景下美國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)移對(duì)電氣化水平的影響被信息時(shí)代服務(wù)業(yè)的蓬勃發(fā)展對(duì)沖，近年來美國(guó)整體電氣化水平維持平穩(wěn)。從典型城市來看，香港以金融貿(mào)易為主，電氣化水平最高（41.8%，2014年）；東京、巴黎、倫敦等國(guó)際化都市電氣化水平在30%～35%區(qū)間；其他城市工業(yè)或航運(yùn)仍有較大份額，電氣化水平在20%左右。

　　對(duì)我國(guó)的啟示 

　　我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)水平及資源稟賦等與其他國(guó)家差異較大，考慮到未來我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)仍有很大發(fā)展進(jìn)步空間，電氣化將繼續(xù)作為保駕護(hù)航的強(qiáng)勁動(dòng)力，開啟新一輪的增長(zhǎng)。

　　世界主要國(guó)家的社會(huì)進(jìn)步指數(shù)與終端電能占比具有一定的正相關(guān)性，考慮到社會(huì)進(jìn)步指數(shù)選擇的指標(biāo)廣泛，可以認(rèn)為社會(huì)進(jìn)步程度比較高的國(guó)家電氣化程度也相對(duì)較高。西方發(fā)達(dá)國(guó)家的電氣化水平和社會(huì)進(jìn)步指數(shù)均已發(fā)展到較高水平，我國(guó)電氣化水平還有很大上升空間。有別于部分國(guó)家油氣資源豐富以及發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，我國(guó)電氣化進(jìn)程需要在能源生產(chǎn)側(cè)和消費(fèi)側(cè)同時(shí)“發(fā)力”。

　　在能源生產(chǎn)側(cè)，考慮到我國(guó)能源資源“貧油少氣”的特點(diǎn)，需要不斷提高非化石能源消費(fèi)占比，推動(dòng)能源生產(chǎn)的清潔、低碳發(fā)展。另外，我國(guó)煤炭資源豐富的國(guó)情決定了煤炭需要清潔高效利用，考慮到煤炭發(fā)電利用效率較高，且易集中治理污染物排放，需要不斷提高電煤占比。

　　在終端消費(fèi)側(cè)，首先就是推廣交通的電能替代，電氣化交通可緩解油氣對(duì)外依存程度、減少燃油尾氣排放；其次，作為電氣化水平在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的進(jìn)程中的核心驅(qū)動(dòng)，服務(wù)業(yè)也亟待得到提升和完善；最后，可及性和經(jīng)濟(jì)性是居民電氣化水平提升的重要因素，需要積極提倡居民消費(fèi)電能的利用。

　　此外，綜合考慮我國(guó)能源資源情況、環(huán)境及生態(tài)約束、用能結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代化進(jìn)程等因素，我國(guó)電氣化水平提升空間巨大；在全球能源清潔、低碳轉(zhuǎn)型的背景下，我國(guó)等新興發(fā)展中國(guó)家將成為推動(dòng)電氣化發(fā)展的主力。

　　在能源生產(chǎn)側(cè)，我國(guó)傳統(tǒng)能源品種的資源都受到各自條件的約束，化石能源不滿足能源轉(zhuǎn)型低碳化和清潔化的要求，水力發(fā)電面臨資源約束、生態(tài)保護(hù)等限制，核電在沒有出現(xiàn)技術(shù)突破的條件下，仍然受安全風(fēng)險(xiǎn)的制約。未來，考慮我國(guó)新能源發(fā)電蘊(yùn)含著巨大的潛力（“三北”地區(qū)80米高陸地風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)量約32億千瓦，西部新疆、內(nèi)蒙古、西藏、甘肅、青海和寧夏的光伏電站裝機(jī)開發(fā)潛力約19億千瓦），我國(guó)能源生產(chǎn)側(cè)電氣化的發(fā)展重點(diǎn)在于大力發(fā)展以風(fēng)光為主的新能源。

　　在終端消費(fèi)側(cè)，我國(guó)電氣化水平增長(zhǎng)潛力巨大，提升空間集中在居民生活、交通運(yùn)輸、商業(yè)服務(wù)等領(lǐng)域。從我國(guó)重點(diǎn)用能部門的用能及電能替代情況來看，工業(yè)生產(chǎn)的加熱與驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)存在總量大、容量小、煤為主的特點(diǎn)，以電代煤可替代其中占比約50%的小鍋爐；交通用能以油為主，電動(dòng)汽車、電氣化鐵路、軌道交通發(fā)展空間巨大；居民消費(fèi)中化石能源直接消費(fèi)占比過高，合計(jì)接近60%，且我國(guó)城鎮(zhèn)化率有20%上升空間。（馮君淑 張晉芳 傅觀君   作者單位：國(guó)網(wǎng)能源研究院有限公司）