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华中地区2050年电力需求预测及供应对策研究
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http://www.chinairn.com 发稿日期:2005-4-18
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- 中研网讯：
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党的十六大提出了到本世纪中叶基本实现现代化的奋斗目标。2000年中等发达国家人均GDP为3000—4000美元，是中国人均水平的4—5倍。根据国务院发展研究中心专家的预测(王梦奎、陆百甫、卢中原，《中国经济分三阶段实现现代化》)，中国未来50年经济发展速度见表1—1。2001年7月柴泽民同志(前驻美大使)和杨守正同志(前驻苏大使)共同提出了在2000年我国国内生产总值l万亿美元、人均800美元的基础上，在今后50年内力争国内生产总值大体翻四番的初步设想(见表1—2)。在此基础上，经济学家李成瑞提出了21世纪前50年我国GDP增长的另一设想(见表1—3)(李成瑞，2002，《我国社会主义现代化指标体系和评价标准的若干问题》)。
以上各种预测方案中，设想1和设想3较为接近，我们认为实现的可能性也较大。根据表1—3中预测的经济增长速度，如发达国家经济增长速度按2.5%计算，则2005年中国GDP,总量可以赶上法国，2006年可以赶上英国，2012年可以赶上德国，到2050年，中国GDP总量相当于日本的97.3%。美国经济增长速度较快，预计50年内年均增长3%，由此计算2050年我国GDP相当于美国的36.1%，与2000年相当于美国10.9%相比，相对差距缩小。经济总量居于世界前三位。
根据华中地区经济发展规律以及在全国经济中的地位，2050年华中地区将和全国同步实现现代化，届时，人均GDP将达到11000美元。根据《中国21世纪人口与发展白皮书》，我国人口在21世纪中叶将达到16亿的峰值，然后逐渐下降。按华中地区人口占全国总数的30%计算(2002年华中地区人口占全国总人口的29.9%)，2050年华中地区总人口数为4.8亿，2000—2050年年均增长千分之4.9。由此计算2050年华中GDP总量将达到52800亿美元(2000年可比价)，2000—2050年年均增长6.2%，2020-2050年年均增长4.6%。
2 2050年华中地区电力需求预测
2.1 预测方法
(1)弹性系数法 2020-2050年，华中地区进入工业化后期阶段。以人均GDP超过3000美元为进入工业化后期的时间，美国为上世纪60年代初，日本、法国及原联邦德国上世纪60年代末或70年初。一般观点认为，在重工业化时期，电力弹性系数一般大于1；高加工化的时期将减小，但由于居民生活用电水平的迅速提高，也会使得该系数大于1；进入工業化后期，电力消费弹性系数一般小于1。从发达国家的发展经历来看，不同国家不同时期弹性系数变化也较大，70年代以后英国弹性系数在0.4—0.8之间，而法国弹性系数除1986—1990年较低外，其余时期均在1以上，甚至超过2。德国和日本在工业化后期都有过弹性系数下降的现象。但总体来说，发达国家在工业化后期电力消费弹性系数仍维持在较高水平。华中地区是我国重要的矿业和原材料基地、天然气和水电能源基地，电力消费弹性系数不可能太低，2020～2050预计为0.8—1左右，全社会用电增长速度为3.7—4.6%左右，2050年全社会用电量达到29400—38200亿kwh。
(2)人均用电量类比法
2050年华中地区人均用电量将达到11000美元，表2—2为经济发达国家人均GDP达到11000美元左右时的人均用电量。总体来看，经济发达国家人均GDP达到11000美元时人均用电量为5000～6500kwh之间。华中地区人均能源资源拥有量较少，必须重视节能降耗，走新型工业化发展道路，2050年人均用电量预计为5000—5500kwh左右，届时华中地区全社会用电量将达到24000—26400亿kwh。
根据《华中电网“十一五”电力家展规划及2020年远景目标规划》，2000—2020年单位GDP电耗年均下降1.75%。以华中地区2020年后进入后工业化时期的判断，2020-2050年产值单耗下降速度将会比前20年有所提高，按年均下降2%计算，2050年华中地区单位产值单耗为3920kwh／万美元，2050年全社会用电量将达到20700亿kwh。
表2-4为发达国家GDP达到人均11000美元时的单位产值电耗。不同国家单位产值电耗在4200—5500kwh／万美元左右。分别取低值4200和中间值4800kwh／万美元和计算，2050年华中地区全社会用电量将分别达到22200和25300亿kwh。
2.2预测结果
(1)全社会用电需求预测 根据预测计算，得出了高、中、低三个负荷水平。经分析认为中负荷水平实现的可能性较大，因此作为推荐负荷水平。
推荐负荷水平：2050年华中地区全社会用电量为28000亿kwh，2000-2050年年均增长4.9%，2020～2050年年均增长3.5%(相对于2020年推荐方案)。届时人均用电量为5830kW。
高负荷水平：2050年华中地区全社会用电量为38000亿kwh，2000—2050年年均增长5.5%，2020—2050年年均增长3.9%(相对于2020年高方案)。届时人均用电量为7920kW。
低负荷水平：2050年华中地区全社会用电量为22000亿kwh，2000-2050年年均增长4.4%，2020～2050年年均增长3.3%(相对于2020年低方案)。届时人均用电量为4580kW。
表2-5 世界部分国家2001年人均用电量
推荐方案人均用电量仅为当前发达国家的较低水平，高方案也仅达到了当前发达国家的中等水平。
(2)全口径年最大负荷预测 2050年，由于电力管理和调度体制将可能发生较大的变化，因此，只作全口径年最大负荷预测。根据发达国家用电结构的变化趋势，2050年，华中地区三产和居民生活用电比重将会得到较大的提高。1999年，OECD各国三产和居民生活用电比重分别为26.7%和29.6%，分别比华中地区2000年高17.2和16.4个百分点。用电结构的这种变化趋势将使得年最大负荷利用小时数朝着减小的方向变化。另一方面，2050年华中地区电力需求侧管理将取得较大的成效，将对年最大负荷利用小时数减小起着抑制作用。由此预计2050年华中地区最大负荷利用小时将维持2020年水平。2050年华中地区全口径年最大负荷为：
推荐负荷水平：2050年华中地区全口径最大负荷为54000万kW，2000—2050年年均增长5.1%，2020—2050年年均增长3.5%(相对于2020年推荐方案)。
高负荷水平：2050年华中地区全口径最大负荷为73000万kW，2000—2050年年均增长5.7%，2020—2050年年均增长3.9%(相对于2020年高方案)。
低负荷水平：2050年华中地区全口径最大负荷为42000万kW，2000-2050年年均增长4.5%，2020-2050年年均增长3.3%相对于2020年低方案)。
表2—6 华中地区2050年全口径用电需求预测
3 发电能源平衡分析
3.1 发电能源平衡分析
根据推荐方案，2050年华中地区用电需求将达到28000亿kwh(约65000万kW装机)，届时，区内可提供的发电主要一次能源有水电、煤炭、天然气、核能。
华中地区水电资源经济可开发容量为15400万kW，可开发电量为7440亿kwh，开发程度按95%计算，2050年华中地区水电装机容量将达到14600万kW，发电量7000亿kwh。扣除三峡、溪落渡、向家坝、锦屏电站外送的电力电量后，2050年区内可提供的水电装机容量为12000万kW，发电量为5800亿kwh。
天然气能源在国外发展迅速，有替代石油的趋势。根据有关专家判断，目前对我国天然气资源总储量(38万亿m3)的估计偏小，且探明率仅为9.05%，大大低于美国(76%)、前苏联(69%)、伊朗(61%)、沙特(42%)、加拿大(37%)等国。说明我国天然气开发潜力和发展空间很大，资源后劲很足。近10年来，我国天然气探明储量以平均每年1630亿m3的速度增长。
华中地区天然气资源主要分布在四川和重庆，总资源量为7.18万亿m3，目前探明率仅为6.7%。根据《中国2050年能源需求预测研究》(周小谦，朱成章，能源部综合计划司)，中国2050年天然气产量将达到1600-2000亿m3，按华中地区产量占全国比重37%计算，2050年将达到750亿m3。按40%的天然气产量用于发电计算，可用于发电的天然气数量为300亿m3，可提供的燃气装机容量为2800万kW。另外，包括目前正在兴建的“西气东输”工程(塔里木盆地)，陕甘宁和柴达木盆地天然气也具有较大的东输能力，预计2050年区外可供华中地区的燃气装机为200万kW左右。届时，华中地区燃气装机容量将达到3000万kW，发电量1000亿kwh。
我国能源以煤炭为主，煤炭作为发电能源主角地位在2050年前不会改变。据专家预测，2050年中国原煤产量可达33.5亿t。华中地区煤炭资源储量仅占全国总量的6%，且开采条件不具有优势，据分析，主要产煤省河南煤产量在2020年之后将逐步减小，预计2050年将比2020年减少3000万t，其他省份煤产量按2020年数值计算，华中地区2050年煤产量将为2亿t，占全国产量的比重6%。按80%产量用于发电和发电煤耗310g／kWh计算，则可发电3700亿kwh，装机9000万kW。
华中地区发电能源紧缺，解决能源供需矛盾的一条主要途径是发展核屯。华中地区具有一定的铀资源，预计到2050年将新建5000万kW左右的核电，年发电量3500亿kwh，占电力消费总量的12.5%。
为配合核电机组运行，华中地区将建设一定容量的抽水蓄能机组。预计到2050年抽水蓄能机组容量为2000万kW，年净耗电量100亿kwh左右。
根据发电能源平衡分析，2050年，华中地区常规一次能源的开发不能满足华中地区电力发展的需要，尚有1.4亿kWh的电力需求(3.4亿kW装机)需要从区外输入发电能源。
3.2 从区外输入电能的可行性分析
华中地区西北紧邻的山西、陕西两省，煤炭资源丰富，是我国重要的能源基地。华中地区接受北方电力不仅符合能源流向，同时也可以减轻铁路运输等方面的压力。
“开拓省外电力市场，变输煤为输电”是山西省电力规划的指导思想之一。另外，按照陕西电力“十五”规划，到2020年，西电东送电量为750亿kwh。随着煤炭资源的进一步开发以及东部省份能源供应的进一步紧张，山西、陕西东送电力规模将逐步扩大。
考虑到山西、陕西属于水资源缺乏地区，发电装机容量受到水资源的制约；另外，山西的赢余电力主要考虑在华北电网内消化，预计山西、陕西向华中电网的送电规模是有限的，2050年初步按2000万kW考虑，可提供的发电量为1000亿kwh。
3.3 电煤输入的可行性分析
考虑外区送电后，2050年，华中地区还有1.3亿kwh(3.2亿kW装机)的电力供应缺额。如果全部的电力缺额全部从外区调入发电用煤，需要调入的电媒量为5.7亿t，占全区电煤消费量(7.3亿t)的78%，能源供应存在很大的压力。
根据煤炭部门预测，2050年，晋陕蒙地区煤炭产量将达到16.4亿t，可供外调的煤炭总量为10亿t，预计华中占30%左右；新甘宁青生产规模可达3.1亿,可向四川供应部分煤炭，预计为1亿t左右。另外，与南部省份湖南紧邻的贵州省，煤炭资源较为丰富，可以考虑从贵州调入一部分电煤作为补充，预计2050年为0.5亿t左右。通过平衡分析计算，2050年，华中地；区还有1亿t左右的发电用煤供应缺口。即使煤炭供应能够满足，华中地区7.3亿t的电煤需求量，将对交i8和环保带来巨大的压力。
(1)对交通的影响 2050年，华中地区的电煤运输仍然以铁路为主。根据铁路部门规划，2010-20211年，由“三西”地区进入华中的铁路货运能力将增长1.7亿t。2050年电煤运输量较2020年增长4.7亿t，按电煤运输量占铁路货运量的50%计算，2020-2050年，由“三西”地区进入华中地区的铁路货运能力增加9.4亿t才能满足华中地区的电煤运输要求。也就是说，2020—2050年，由“三西”地区进入华中地区的铁路建设速度要较前十年翻倍。
(2).对环境的影响 从环境影响的角度看，按我国原煤燃烧后平均每吨排放12
kz烟尘和18kg二氧化硫粗略计算，2050年，华中地区7.3亿t发电用煤燃烧后产生的烟尘和二氧化硫量分别为8807t和1300万t，是全国现有排放量的80%和68%。2050年燃煤发电带来的环境问题不容忽视。综合以上分析，2050年华中地区需从区外输入大量的一次发电能源，铁路货运量大幅增加以及环境容量紧张，华中地区能源供应压力很大，前景不容乐观。
3.4 发电用能源供应保障对策研究
从长远来看，华中地区属一次能源缺乏地区，需要从区外调入大量的发电用煤，2050年需要调入的电煤量为5.7亿t。从供应来看，还有1亿t的电煤供应缺口。同时，巨大的电煤需求给运输、环保等方面带来了巨大压力。因此华中地区除了积极接受外区电力输入和从外区输入煤炭等一次能源外，还应考虑其他有：效途径以解决2050年华中地区的发电用能源供应问题。
(1)发展核电 发展核电是解决华中发电能源供应缺口的一条可选择的途径。积极稳妥地开发核电是华中地区长远能源战略的需要，既可以缓解发电能源供应的压力，也可以保护地区的生态环境。
据统计，1998年，全世界的核发电量占总发电量的17.1%，占全世界一次能源供应量的6.7%。而主要的工业发达国家核电的比重更大，法国的核电量占总发电量的77%、韩国38%、日本32%、英国28%、美国19%、加拿大13%。华中地IX2050年核电装机按5000万kW(电量3500亿kwh)计算，核电发电量也仅占电量消费总量的12.5%。如果2050年核电发电量占电量消费总量的比重提高到20%左右(核电装机容、量8000万kW，发电量5600亿kWh)，则华中地区g050年电煤需求总量下降到6.4亿t，从外区调入的电某量为4。8亿t，电煤供应缺口将减小为0.3亿，。
(2)提高能效和实施洁净煤战略 2050年，华中地区常规火电发电量占57.5%(若考虑提高核电比重到20%，则为52.5%)，华中地区一次能源以煤为主的格局相当时期内难以改变，未来能源环境问题突出。为了实现电力可持续发展，无论是燃煤发电还是其他能源发电，都要采取措施提高能源利用效率。同时实施洁净煤战略，以减轻电力发展对环境的巨大压√了。
(3)合理安排水电外送容量 华中地区水电资源丰富，由于受市场容量限制，在一定时期内向外区输送一定的水电是必要的，有利于减少水电弃水，提高水能资源的利用率。但是，从长远来看，华中属缺能地区，需要从外区调入大量的一次能源。另外，华中地区属内陆地区，与华东等沿海地区相比，也不具备利用海外能源的优势。因此从长期趋势来看，华中地区水电资源的开发和利用要以尽可能满足本地区用电需求为目标，水电的外送规模要。根据华中地区的能源资源和市场情况进行合理安羽)。
3.5 节能对电力需求的影响分析
未来50年，华中地区面临着保障能源供应和保护生态环境的双重压力。强化节能意识、提高节能效率、建设节能型社会，是减少能源消耗、保证能源安全、提高经济效益、改善生态环境最有效的途径之一。
2000年，华中地区单位GDP电耗为10438kwh／万美元，是世界平均水平的2.38倍，是日本的5倍和英国的4倍。按照推荐方案，2050年华中地区单位GDP电耗为5303kwh／万美元，高于2000年世界平均水平，年均下降速度为1.36%。如果单位GDP电耗年均下降速度提高0.5个百分点，则2050年单位GDP电耗为4082kwh／万美元，2050年电量需求总量下降为21500亿kwh，相当于文章中提到的低方案水平。
从未来能源供需形势看，无论国内资源还是世界资源，其可获量都是有限的，如果仅仅增加供应量，能源供需难以平衡。华中地区的能源政策应当以节约为本，大力推行节能、需求侧管理等技术的发展和应用，转变用能方式，减缓能源需求增长速度，才可能在有限的资源保证下，保持经济高速增长和达到中等发达国家人均水平，实现社会主义现代化的建设任务。
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