DQZHAN訊：電氣化發(fā)展的國際比較及對我國的啟示

黨的十九大報告中指出：“推進能源生產(chǎn)和消費

，構(gòu)建清潔低碳、高效的能源體系。”電能作為清潔能源*主要的利用方式，將成為推進能源的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文重點分析世界主要國家的電氣化發(fā)展歷程，總結(jié)相關(guān)歷史規(guī)律，以期“他山之石”對我國能源電力發(fā)展有所啟示。

一、主要國家電氣化發(fā)展指標(biāo)對比

電氣化可定義為能源需求向電力轉(zhuǎn)化的過程，也就是用電力替代其他形式能源并帶動電力需求不斷增長的過程。電氣化程度，即社會經(jīng)濟發(fā)展對電力的依賴程度，通常用2個指標(biāo)來衡量：一是發(fā)電能源占一次能源消費總量的百分比(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水平，反映電力對社會經(jīng)濟發(fā)展的作用。

1. 全球發(fā)電用能占比經(jīng)過前期快速提升，近期進入平穩(wěn)發(fā)展階段，發(fā)達國家普遍高于發(fā)展中國家。發(fā)達國家發(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、經(jīng)濟危機、棄核政策等影響，部分發(fā)達國家發(fā)電用能占比出現(xiàn)小幅波動。發(fā)展中國家的發(fā)電用能占比一直處于提升階段，特別是包括我國在內(nèi)的金磚國家，經(jīng)濟社會持續(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國家水平。

2. 全球終端電能占比長期保持“穩(wěn)步提升”態(tài)勢，發(fā)達國家增長放緩，新興市場國家快速提升。發(fā)達國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、替代能源競爭力增強等因素的影響，處于工業(yè)化后期的發(fā)達國家終端電能占比普遍在20%～25%區(qū)間波動。發(fā)展中國家受工業(yè)化進程推動，終端電能占比迅速提升，成為全球終端消費側(cè)電氣化水平穩(wěn)步提升的主要動力。在金磚國家中，我國終端電能占比僅低于南非。

二、電氣化發(fā)展主要影響因素分析

1.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)等因素的限制。

(1)煤炭面臨碳減排巨大壓力。對于煤炭資源豐富的國家，比如我國和印度，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力，但其高碳特性短時難以改變，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)，各國已經(jīng)制定了相關(guān)控煤政策。

(2)非常規(guī)油氣開采環(huán)節(jié)存在環(huán)境和生態(tài)影響。隨著頁巖的不斷推進，近十年，頁巖油、頁巖氣、可燃冰等非常規(guī)油氣產(chǎn)量大幅提升。以美國為代表，2006～2016年頁巖氣產(chǎn)量增加十倍，促進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。

(3)水電受資源潛力、生態(tài)保護制約。水電作為一種清潔能源，對于水電站址資源豐富的國家，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)實現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計，由于移民、環(huán)保成本的快速上升以及遠離用電負(fù)荷區(qū)等因素，新建的水電站電價早已超過普通火電站。

(4)核電具有“雙刃劍”屬性。對于化石能源資源貧乏的國家，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。但同時，核電具有潛在的風(fēng)險，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。

(5)新能源發(fā)展面臨機遇與挑戰(zhàn)。新能源作為一種可再生的非化石能源，可以較好地應(yīng)對氣候變化和環(huán)境污染、解決資源短缺。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)電裝機近800吉瓦。展望未來，預(yù)計新能源發(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、出力的隨機波動性也將給電力系統(tǒng)運行帶來巨大挑戰(zhàn)。

2. 影響終端電能占比的主要因素包括經(jīng)濟發(fā)展、可選能源、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等。進入工業(yè)化后期，第三產(chǎn)業(yè)比重較高的發(fā)達國家電氣化水平普遍較高;另外，可選能源資源稟賦和經(jīng)濟性直接影響終端電能的競爭力。

(1)經(jīng)濟發(fā)展與電氣化水平相互影響。電氣化水平與經(jīng)濟社會發(fā)展互為促進、相互影響。一方面，經(jīng)濟發(fā)展要求勞動效率不斷提高，促進了電能在終端用能的比例提升;另一方面，以電為動力的工業(yè)實現(xiàn)了由單純機械生產(chǎn)向批量大規(guī)模生產(chǎn)的跨越，大大提高了勞動效率，創(chuàng)造了巨大生產(chǎn)力，推動了全球經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展。

(2)可選能源影響終端電能競爭力。資源稟賦決定終端消費可選能源品種，這些可選能源的經(jīng)濟性影響電能競爭力。比如，英國和俄羅斯擁有豐富的天然氣資源，冬季采暖以氣為主，兩國的居民電氣化水平長期維持在20%～30%和10%以下的較低水平，遠低于其他發(fā)達國家40%～50%的普遍水平。

(3)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對電氣化水平影響巨大。不同經(jīng)濟部門用電需求有明顯差別，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對電氣化水平影響巨大。從典型國家看，全球化背景下美國制造業(yè)轉(zhuǎn)移對電氣化水平的影響被信息時代服務(wù)業(yè)的蓬勃發(fā)展對沖，近年來美國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*高(41.8%，2014年);東京、巴黎、倫敦等國際化都市電氣化水平在30%～35%區(qū)間;其它城市工業(yè)或航運仍有較大份額，電氣化水平在20%左右。

三、對我國的啟示

1.我國經(jīng)濟發(fā)展階段、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、能源消費水平及資源稟賦等與其他國家差異較大，考慮到未來我國經(jīng)濟社會仍有很大發(fā)展進步空間，電氣化將繼續(xù)作為保駕護航的強勁動力，開啟新一輪的增長。

(1)世界主要國家的社會進步指數(shù)與終端電能占比具有一定的正相關(guān)性，考慮到社會進步指數(shù)選擇的指標(biāo)廣泛，可以認(rèn)為社會進步程度比較高的國家電氣化程度也相對較高。西方發(fā)達國家的電氣化水平和社會進步指數(shù)均已發(fā)展到較高水平，我國社會進步水平仍處于中等偏下水平，電氣化水平還有很大上升空間。

(2)我國經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)呈現(xiàn)增速換擋、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、動力轉(zhuǎn)換、綠色低碳等趨勢，要求實現(xiàn)能源生產(chǎn)和消費的變革，電氣化將發(fā)揮重要推動作用。預(yù)計我國GDP在2021～2030年年均增長5.1%，到2030年，第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重升至65%，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)升至24%，供應(yīng)側(cè)**對增長的拉動超過55%，需求側(cè)消費貢獻超60%，生態(tài)文明發(fā)展道路形成，2021～2030年綠色發(fā)展拉動GDP增長0.33%。

2. 未來我國電力需求仍有很大增長空間，有別于部分國家油氣資源豐富以及發(fā)達國家經(jīng)濟結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，我國電氣化進程需要在能源生產(chǎn)側(cè)和消費側(cè)同時“發(fā)力”。

(1)在能源生產(chǎn)側(cè)，考慮到我國能源資源“貧油少氣”的特點，需要不斷提高非化石能源消費占比，推動能源生產(chǎn)的清潔、低碳發(fā)展。另外，我國煤炭資源豐富的國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。

(2)在終端消費側(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)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的進程中的核心驅(qū)動，服務(wù)業(yè)也亟待得到提升和完善;*后，可及性和經(jīng)濟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電能的利用。

3. 綜合考慮我國能源資源情況、環(huán)境及生態(tài)約束、用能結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代化進程等因素，我國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，我國等新興發(fā)展中國家將成為推動電氣化發(fā)展的主力。

(1)在能源生產(chǎn)側(cè)，我國傳統(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)保護等限制，核電在沒有出現(xiàn)技術(shù)突破的條件下，仍然受風(fēng)險的制約。未來，考慮我國新能源發(fā)電蘊含著巨大的潛力(“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開發(fā)潛力約19億千瓦)，我國能源生產(chǎn)側(cè)電氣化的發(fā)展重點在于大力發(fā)展以風(fēng)光為主的新能源。

(2)在終端消費側(cè)，我國電氣化水平增長潛力巨大，提升空間集中在居民生活、交通運輸、商業(yè)服務(wù)等領(lǐng)域。從我國重點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)動環(huán)節(jié)存在總量大、容量小、煤為主的特點，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，電動汽車、電氣化鐵路、軌道交通發(fā)展空間巨大;居民消費中化石能源直接消費占比過高，合計接近60%，且我國城鎮(zhèn)化率有20%上升空間。