顧宇桂，郭利杰

（國網(wǎng)能源研究院，北京 100052）

電氣化是指為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)和人民生活中廣泛使用電力。電氣化的基本概念是指能源需求向電力轉(zhuǎn)化，衡量電氣化程度一般用2個(gè)指標(biāo)：一是發(fā)電用能占一次能源的比重，用以度量用來發(fā)電的能源需求水平；二是電能占終端能源消費(fèi)比重，用以度量社會(huì)電力需求水平。發(fā)電能源占一次能源消費(fèi)的比重、電能占終端能源消費(fèi)的比重這2個(gè)指標(biāo)反映了電能在整個(gè)能源消費(fèi)系統(tǒng)中的地位，是國際上常用的電氣化指標(biāo)。因此本文選取這2個(gè)指標(biāo)進(jìn)行國內(nèi)外電氣化水平的對(duì)比分析[1]。

1 各國電氣化指標(biāo)對(duì)比

1.1 發(fā)電用能占一次能源消費(fèi)比重

（1）發(fā)達(dá)國家發(fā)電用能占一次能源消費(fèi)比重

美國發(fā)電用能占一次能源消費(fèi)比重在1990年以前提高較快，之后增幅放緩。2008年美國發(fā)電用能占一次能源消費(fèi)比重為38.78%，與1960年相比，發(fā)電用能占比提高了21.29%。美國發(fā)電能源以煤炭、天然氣和核電為主，煤電比重自1960年以來總體上保持在50%左右；天然氣發(fā)電比重1970年之前不斷上升，之后在20%左右波動(dòng)；核電從1970年開始大幅發(fā)展，發(fā)電所占比重不斷提高，2008年接近20%；油機(jī)發(fā)電量所占比重不大，并且呈逐步下降趨勢。

日本是世界上電氣化水平最高的國家之一。2008年日本發(fā)電用能占比為44.25%，自1960年以來提高了16.96%。20世紀(jì)70、80年代是日本電氣化水平提高最快的時(shí)期，其后隨著經(jīng)濟(jì)陷入滯漲以及電器的飽和，日本的電氣化水平提高幅度放緩。日本的發(fā)電量以火電（包括油、煤、天然氣等）為主。自1965年以來，核電發(fā)電量增長較快；火電發(fā)電比重變化不大；水電發(fā)電量較為穩(wěn)定，但比重逐年下降。2008年日本火電發(fā)電量占總發(fā)電量的69.7%，核電發(fā)電量占22.5%，水電發(fā)電量占7.3%。

韓國電氣化水平隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展而提高，2008年發(fā)電用能占一次能源的40.25%，比1971年提高26.31%。電氣化水平提高較快的階段主要是在1995—2005年，此后有所放緩。1971年以來韓國發(fā)電結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化，2008年韓國的火電發(fā)電量占56.46%，比1971年下降38.74%；核電發(fā)電量增長很快，2008年已經(jīng)占43.07%；水電和可再生能源發(fā)電量比重均低于1%。

（2）中國發(fā)電用能占一次能源消費(fèi)比重

中國發(fā)電用能占一次能源消費(fèi)比重指標(biāo)，用國際能源機(jī)構(gòu)（International Energy Agency,IEA）和用中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒口徑計(jì)算結(jié)果存在一定的差異[1—5]，這主要是一次能源的折算方法不同造成的。中國的一次能源折算用的是發(fā)電煤耗法，即用當(dāng)年的發(fā)電煤耗與發(fā)電量的乘積獲得發(fā)電消耗的能源；而IEA的水電折算1 TWh=0.086 Mtoe，核電折算1 TWh=0.086/0.33 Mtoe，地?zé)嵴鬯?1 TWh=0.086/0.1 Mtoe，并且IEA的一次能源中考慮了非商品能源，而中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒中沒有考慮非商品能源，總體來說，IEA口徑的一次能源數(shù)據(jù)大于中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒口徑的數(shù)據(jù)。

如果采用IEA口徑，中國2008年的發(fā)電用能占一次能源消費(fèi)比重為36.66%，低于美國、日本、韓國水平，比1971年提高27.5%。與美國、日本、韓國的發(fā)電結(jié)構(gòu)相比，2010年中國的核電發(fā)電量比重偏低，僅占1.8%，而煤電比重相對(duì)較高，約占80.8%。

圖1是各國發(fā)電用能占一次能源消費(fèi)比重。

圖1 各國發(fā)電用能占一次能源比重

圖2為中國發(fā)電用能比重2種統(tǒng)計(jì)口徑的比較。

圖2 中國發(fā)電用能比重2種統(tǒng)計(jì)口徑的比較

1.2 電能在終端能源消費(fèi)中的比重

（1）發(fā)達(dá)國家電能占終端能源消費(fèi)比重

在美國，電能占終端能源消費(fèi)的比重2008年達(dá)到21.27%，比1960年提高了13.96%，在各能源品種中位居第二；終端能源消費(fèi)中比重最大的是油品，占50%以上。分行業(yè)來看，電氣化水平最高的是商業(yè)和服務(wù)業(yè)，電能占終端能源消費(fèi)比重達(dá)到55.33%；其次是居民生活，電能占終端能源消費(fèi)比重達(dá)到44.28%；工業(yè)的電氣化水平也達(dá)到18.11%；最低的是交通行業(yè)，能源消費(fèi)以油為主，電氣化水平僅為0.11%。從各年電氣化水平的變化幅度看，提高最快的是商業(yè)，其次是居民生活和工業(yè)。

日本的終端用能結(jié)構(gòu)自1960年以來明顯優(yōu)化，優(yōu)質(zhì)能源比重大大提高，而煤炭在終端的利用大大減少。2008年，日本電能占終端能源消費(fèi)比重達(dá)到了26.01%，累計(jì)上升11.58%；油品占53.65%，在各能源品種中比重最高。分行業(yè)來看，電氣化水平最高的是商業(yè)，2008年達(dá)到了45.94%，比1960年提高了近40%。由于家用電器的大量普及，居民生活的電氣化水平達(dá)到52.01%，比1960年提高了30%以上。由于控制設(shè)備的大量使用，工業(yè)電氣化水平也達(dá)到21.28%，比1960年提高3.49%。各行業(yè)中商業(yè)及居民生活電氣化水平提高較快。

韓國終端能源消費(fèi)中，石油所占比重最高，一直維持在50%以上。電力消費(fèi)量占終端能源消費(fèi)的比重增長迅速，由1971年的5.89%增至2008年的23.73%，提高了17.84%。各行業(yè)中，電氣化水平最高的是商業(yè)，2008年電能占終端能源消費(fèi)比重達(dá)到61.6%；其次是居民生活，達(dá)到25.73%；工業(yè)電氣化水平達(dá)到22.93%，略低于全社會(huì)平均水平；交通業(yè)電氣化水平偏低，比重不足1%。其中商業(yè)、居民生活用能占終端能源消費(fèi)比重提升幅度相對(duì)較大，其次是工業(yè)行業(yè)。

（2）中國電能占終端能源消費(fèi)比重

中國的電能占終端能源消費(fèi)比重也有IEA和中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒2個(gè)口徑，為便于比較，采用IEA口徑。

中國終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭占有相當(dāng)高的比重，2008年為36.07%，比1980年下降38.8%；油品占23.35%，比1980年提高4.3%；電力占終端能源消費(fèi)的比重在各品種中排行第三，占17.83%，比1980年提高了11.01%。中國終端能源消費(fèi)量比重與美國、日本、韓國行業(yè)相比，主要表現(xiàn)為油品、天然氣和電力等優(yōu)質(zhì)能源比重偏低，而煤炭比重偏高。

從行業(yè)來看，電氣化水平最高的是商業(yè)，達(dá)到24.78%；其次是工業(yè)，達(dá)到21.82%；居民生活的電氣化比重偏低，僅占11.08%，主要是非商品能源，約有2.9億tce，約占居民生活用能的58.8%；交通行業(yè)以用油為主，電氣化水平較低，僅為1.66%。

表1[6，7]列出了2008年各國主要行業(yè)的電氣化水平數(shù)據(jù)。從表1來看，我國商業(yè)和居民生活的電氣化水平與發(fā)達(dá)國家差距較大。發(fā)達(dá)國家工業(yè)的電氣化水平在20%左右，第三產(chǎn)業(yè)電氣化水平可以達(dá)到50%以上的高水平，而中國僅為25%左右，與美國、日本、韓國差距較大。這是由于國外第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟，而第三產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境、方便性的要求較高，因而用電水平提高。

表1 2008年各國主要行業(yè)電氣化水平 %

2008年各國分品種終端能源消費(fèi)比重如圖3所示。

圖3 2008年各國分品種終端能源消費(fèi)比重

居民生活的電氣化水平在一定程度上與各國的資源稟賦狀況有關(guān)，韓國居民生活用能中天然氣占比較高，因而電氣化水平相對(duì)偏低；美國、日本居民生活用能中電力占40%以上。中國居民生活的電氣化水平仍然遠(yuǎn)低于美國、日本、韓國，主要是因?yàn)橹袊用竦纳钏较鄬?duì)較低，并使用大量非商品能源。

各國電能占終端能源的消費(fèi)比重如圖4所示。

圖4 各國電能占終端能源消費(fèi)比重

中國電能占終端能源消費(fèi)比重如圖5所示。

圖5 中國電能占終端能源消費(fèi)比重2種統(tǒng)計(jì)口徑的比較

2 電氣化水平提升因素分解

2.1 美國電氣化水平提升因素分解

電氣化水平與各行業(yè)電氣化水平（行業(yè)用電/行業(yè)終端用能）以及終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)（行業(yè)終端用能/全部終端用能）密切相關(guān)。測度影響電氣化水平的主要因素，可通過結(jié)構(gòu)分解模型來實(shí)現(xiàn)，采用拉式指數(shù)及其分解模型分析電氣化水平與能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。電氣化水平變化

進(jìn)一步可分為2個(gè)部分

式中：RE為電氣化水平；S為各行業(yè)能源消費(fèi)比重；△REs為能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)份額，表示終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致電氣化水平增加的變化量；△REe為行業(yè)電氣化份額，表示各產(chǎn)業(yè)行業(yè)自身電氣化水平提高而導(dǎo)致總的電氣化水平增加的變化量。

表2的因素分解結(jié)果表明，美國各行業(yè)自身電氣化水平的提高對(duì)美國電氣化水平提高的貢獻(xiàn)率較大，終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化對(duì)電氣化水平的提高影響較小。1960—2008年，美國電氣化水平共提高14%，主要是源于各行業(yè)自身電氣化提升的結(jié)果，其貢獻(xiàn)率達(dá)到107.4%。

表2 1960—2008年美國電氣化水平因素分解 %

從行業(yè)看，商業(yè)和居民生活電氣化水平提升對(duì)美國電氣化水平提高的貢獻(xiàn)率最大，分別為43.5%、39.8%，分別拉動(dòng)美國電氣化水平提高6.1%和5.5%；工業(yè)對(duì)美國電氣化提高的貢獻(xiàn)率相對(duì)較小，為11.9%，拉動(dòng)電氣化水平提高1.7%。

2.2 日本電氣化水平提升因素分解

1960—2008年，日本電氣化水平共提高11.6%，其中行業(yè)自身電氣化水平的提升是日本電氣化水平上升的主要原因，拉動(dòng)日本電氣化水平提高9.9%。從行業(yè)來看，商業(yè)、居民生活對(duì)日本全社會(huì)電氣化水平提升的貢獻(xiàn)率最大，分別為81.4%和45.7%，分別拉動(dòng)日本電氣化水平提高9.4%和5.3%；工業(yè)行業(yè)由于用能比重下降較多，對(duì)全社會(huì)電氣化水平提升的效果為負(fù)。1960—2008年日本電氣化水平因素分解如表3所示。

表3 1960—2008年日本電氣化水平因素分解 %

2.3 韓國電氣化水平提升因素分解

1971—2008年，韓國電氣化水平共提高17.8%，主要是源于行業(yè)自身電氣化水平提升的結(jié)果，其貢獻(xiàn)率達(dá)到86.5%；能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變動(dòng)對(duì)韓國電氣化水平的貢獻(xiàn)率相對(duì)較小，為13.4%。

從行業(yè)來看，工業(yè)對(duì)全社會(huì)電氣化水平的提升貢獻(xiàn)率最大，為45.3%，拉動(dòng)韓國電氣化水平提高8.1%；其次是商業(yè)和居民生活，貢獻(xiàn)率分別為36.4%、14.9%，分別拉動(dòng)韓國電氣化水平提高6.5%和2.7%，以上3個(gè)行業(yè)合計(jì)拉動(dòng)韓國電氣化水平提高17.3%。表4顯示了1971—2008年韓國電氣化水平的因素分解。

表4 1971—2008年韓國電氣化水平因素分解 %

2.4 中國電氣化水平提升因素分解

1990—2008年，我國電氣化水平提高了9.2%，其中行業(yè)自身電氣化水平提高貢獻(xiàn)了10.5%，而終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)反而使電氣化水平下降了1.2%。從行業(yè)來看，工業(yè)、商業(yè)和居民生活電氣化水平的提高對(duì)我國電氣化水平提高分別貢獻(xiàn)了5.9%、0.6%和1.9%，是我國電氣化水平提高的主要原因。1990—2008年中國電氣化水平的因素分解如表5所示。

表5 1990—2008年中國電氣化水平因素分解 %

從電氣化指標(biāo)結(jié)構(gòu)分解結(jié)果來看，行業(yè)電氣自身電氣化水平的提高是電氣化水平提高的主要原因。日本、韓國行業(yè)自身電氣化水平的提高對(duì)電氣化總體水平提高的貢獻(xiàn)率都在80%以上，美國、中國甚至超過100%。此外，相對(duì)于已經(jīng)市場化的煤價(jià)和油價(jià)，電價(jià)水平偏低也促進(jìn)了我國電能的消費(fèi)。

近些年來，隨著我國工業(yè)化和城市化不斷向前推進(jìn)，工業(yè)特別是高耗能行業(yè)高效用電設(shè)備較快普及、用電量持續(xù)快速增長，工業(yè)電氣化水平明顯提高，對(duì)電氣化總體水平提高的貢獻(xiàn)率在各行業(yè)中最高；發(fā)達(dá)國家由于工業(yè)化進(jìn)程已然完成，拉動(dòng)電氣化提升的主要是居民及商業(yè)自身電氣化水平的提升，工業(yè)貢獻(xiàn)率相對(duì)較低。

3 2020年我國電氣化水平展望

2020年我國電氣化水平預(yù)測如表6[3]所示。預(yù)計(jì)2008—2020年，我國經(jīng)濟(jì)年均增長率達(dá)到7.9%左右。到2020年我國一次能源需求將達(dá)到45億tce左右，用能年均增長3.33%左右?？紤]到技術(shù)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，以及新能源大規(guī)模發(fā)展主要轉(zhuǎn)化為電力使用，電力年均增速將達(dá)到能源的1.77倍，2020年我國電能占終端能源消費(fèi)比重將達(dá)到25.23%左右。屆時(shí)，我國電氣化水平將超過美國，但仍與日本有較大的差距，如表7[3]所示。

表6 2020年我國電氣化水平預(yù)測

表7 2020年各國電氣化水平預(yù)測 %

分行業(yè)看，我國未來電氣化潛力較大的是第三產(chǎn)業(yè)和居民生活，預(yù)計(jì)到2020年電氣化水平分別達(dá)到35.29%和18.35%，相比2008年分別提高10.51%和7.27%；工業(yè)的電氣化水平將達(dá)到28.8%，比2008年提高6.98%；交通行業(yè)以用油為主，隨著電氣化鐵路和軌道交通的發(fā)展，交通行業(yè)電氣化水平略有提高，預(yù)計(jì)2020年達(dá)到3%左右。

4 主要結(jié)論與建議

（1）各國電氣化水平都呈現(xiàn)不斷上升的趨勢。在工業(yè)化中后期，發(fā)電用能占一次能源消費(fèi)比重會(huì)快速上升；隨著第三產(chǎn)業(yè)比重的提高，電能占終端能源消費(fèi)比重會(huì)出現(xiàn)一個(gè)明顯上升的過程，然后再繼續(xù)緩慢上升。

（2）從綜合發(fā)電用能占一次能源消費(fèi)比重和電能占終端能源消費(fèi)比重2個(gè)指標(biāo)看，日本電氣化水平較高，韓國電氣化水平迅速提高，現(xiàn)已超過美國。究其原因，主要是美國的資源比較豐富，而日本、韓國能源資源比較匱乏，需要將更多的能源轉(zhuǎn)化為電力使用，以提高能源利用效率。

（3）根據(jù)IEA的計(jì)算方法測算，我國電氣化水平相比美國、日本、韓國都還有明顯的差距，說明我國電氣化水平還有較大的上升空間，尤其是在商業(yè)和居民生活方面。從我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)看，優(yōu)質(zhì)的石油制品、天然氣消費(fèi)比重明顯偏低，而煤炭消費(fèi)比重則過高。在目前的能源勘探水平下，以較低廉的代價(jià)獲取國際石油、天然氣，進(jìn)而優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)已經(jīng)變得并不現(xiàn)實(shí)。從環(huán)保的角度，提高煤炭轉(zhuǎn)換為電力的比重，并加大新能源發(fā)電利用，我國未來電能占終端能源消費(fèi)比重可能高于美國這樣資源稟賦較好的國家。

（4）電氣化水平的高低與經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)水平及本國的資源稟賦等密切相關(guān)。需要根據(jù)我國的資源狀況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等多方面情況優(yōu)化我國能源利用，制定電氣化規(guī)劃。一方面，我國在工業(yè)化中期向后期發(fā)展過程中，電力消費(fèi)水平將保持較高的增速，需要加快電源、電網(wǎng)建設(shè)；另一方面，雖然電力在終端設(shè)備的利用效率較高，但考慮到化石能源在轉(zhuǎn)化為電力的過程中損失較大，建議要加快推進(jìn)電價(jià)機(jī)制改革，構(gòu)建合理的能源價(jià)格體系，使得電氣化水平能夠上升到一個(gè)合理的水平，以利于提高整個(gè)國家的綜合能源利用效率。

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