李振宇，黃格省，黃晟（中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院，北京 006；燕山大學，河北秦皇島 066004）

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推動我國能源消費革命的途徑分析

李振宇1，黃格省1，黃晟2
（1中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院，北京 102206；2燕山大學，河北秦皇島 066004）

摘要：能源消費革命是我國能源領域“四個革命”的重要組成部分，對保障我國能源合理消費利用具有重大現(xiàn)實意義。本文對比分析了我國能源消費結構現(xiàn)狀與存在問題，提出能源消費革命應圍繞工業(yè)燃料體系、交通燃料體系、生活燃料體系的消費需求及環(huán)保要求，實現(xiàn)煤炭在工業(yè)燃料體系的清潔高效利用，積極推進交通燃油替代、新能源汽車發(fā)展，有序推進生活燃料體系煤改氣、煤改電，同時加快能源市場化改革，加快發(fā)展新能源，嚴控消費總量增長，實現(xiàn)能源消費的清潔化、高效化和低成本化，保障我國社會經濟可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：能源革命；能源消費；工業(yè)燃料；交通燃料；生活燃料；能源市場化；新能源

第一作者：李振宇（1974—），男，高級工程師，工學博士，現(xiàn)主要從事煉油、石油化工、煤化工及新能源領域發(fā)展戰(zhàn)略研究工作。E-mail lizhenyu@petrochina.com.cn。聯(lián)系人：黃格省，高級工程師。E-mail huanggesheng@petrochina.com.cn。

能源消費革命是我國能源領域“四個革命”的重要組成部分，加快推動能源消費革命，對于促進我國能源的合理利用、建成節(jié)能型社會、加強環(huán)境保護、實現(xiàn)社會經濟可持續(xù)發(fā)展具有重大現(xiàn)實意義。當前，我國能源結構以煤為主，第二產業(yè)特別是高耗能產業(yè)能源消耗比重過高，單位國內生產總值（GDP）能耗遠高于發(fā)達國家，能源消費結構不盡合理，尤其是煤炭消費比例偏高，非煤能源消費比例偏低，同時能源消費強度高、消費總量高，總體能效水平較低，CO2排放量大，這對我國社會經濟的發(fā)展形成了“瓶頸”制約，迫切需要通過能源消費革命，提高能源利用效率，抑制不合理消費，實現(xiàn)能源消費的科學發(fā)展。

表1　2014年中國與世界主要國家及地區(qū)一次能源消費結構對比

1　我國能源消費結構及問題分析

2014年我國一次能源消費結構與世界主要國家及地區(qū)的對比詳見表1[1]。從表1看出，2014年我國一次能源消費總量為2972.1Mt油當量，約占世界一次能源消費總量（12928.3 Mt油當量）的23%，居世界第一位[1]。我國政府承諾，到2020年，單位GDP的CO2排放比2005年下降40%～45%，非化石能源占一次能源消費的比重到15%左右，一次能源消費總量控制在48億噸標準煤左右[2]。

從油、氣、煤等主要能源消費結構分析，我國的能源消費結構與歐美國家及世界平均水平相比具有很大的差距。歐美國家能源消費以石油和天然氣為主，石油、天然氣占比均在30%～36%，煤炭占比不到20%，核能占到9%左右，主要能源消費量分布比較均衡。我國能源消費以煤炭為主，煤炭消費占比高達66%，石油消費占比約17.5%，天然氣消費占比僅5.6%，核能占比不到1%，可見我國能源消費結構中煤炭占比過高，而天然氣、核能消費占比太低，主要一次能源消費結構不夠合理。2014年，我國能源消費總量42.6億噸標準煤，比2013年（41.7億噸標準煤）增長2.1%。其中：煤炭消費量占能源消費總量的66.0%，比2013年下降2.9%；原油消費量增長5.9%，天然氣消費量增長8.6%，水電、風電、核電、天然氣等清潔能源消費量占能源消費總量的16.9%；全國用電量5.52萬億千瓦時，同比增長3.8%，相比2013年7.6%的增長水平回落幅度較大[3]。

從能源消費量和能源利用效率分析，我國能源消費量居世界第一，但能源利用效率相對較低。我國能源消費量在2007年超過歐盟，2010年超過美國，2012年超過整個北美，2013年消費量占全球消費總量的22.4%、2014年達到23%。我國經濟發(fā)展對能源依賴度高，這與我國的產業(yè)結構有很大關系。與世界發(fā)達國家相比，我國能源密集型產業(yè)技術相對較為落后，第二產業(yè)特別是高耗能工業(yè)能源消耗比重過高，鋼鐵、有色、化工、建材四大高耗能行業(yè)用能占到全社會用能的40%左右[4]，這種產業(yè)結構決定了我國的能源使用效率相對較低。2013年，我國單位GDP能耗為0.74噸標準煤/萬元[5]，2014年為0.70噸標準煤/萬元[6]，是世界先進國家水平的2倍[7]，這不僅遠高于美國、日本、德國、法國、英國等發(fā)達國家，也遠高于世界平均水平（0.4噸標準煤/萬元左右）[8-9]。

綜上分析，目前我國的能源消費尚存在3個方面的問題：①一次能源消費中，我國化石能源消費比例（89.16%）雖與美國（86.28%）、歐洲國家（79.30%）及世界平均（86.31%）消費占比相差不大，但煤炭消費占比（66.04%）遠高于美國（19.81%）、歐洲（16.84%）及世界平均水平（30.03%），而清潔能源天然氣的消費占比（5.62%）遠低于美國（30.38%）、歐洲（32.11%）及世界平均水平（23.71%），相對清潔的石油消費占比（17.51%）也明顯低于美國（36.09%）、歐洲（30.35%）及世界平均水平（32.57%）；②經濟發(fā)展過程中對能源依賴度高，能源密集型產業(yè)技術落后，第二產業(yè)特別是高耗能工業(yè)能源消耗比重過高，導致能源利用效率低；③我國單位GDP能耗遠高于世界平均水平。

2　加快推動我國能源消費革命的途徑

當前，我國能源消費正在發(fā)生3個轉變：①對化石能源的使用逐漸進入煤炭與油氣并重階段；②由于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化以及生態(tài)文明建設的深入推進，我國能源消費從以煤炭為特征的一次能源為主轉向以電力為特征的二次能源為主，電力在能源消費中的比重增加得很快；③綠色能源產業(yè)成為我國未來能源發(fā)展中的重要組成部分。尤其是我國相對富煤、缺油、少氣的能源資源稟賦特點，決定了我國能源消費革命具有其特殊性，即煤炭仍將在未來能源消費中占據首要位置。從我國能源消費總量和各行業(yè)能源消費情況分析，2012年全國能源消費總量為361732.01萬噸標準煤，其中工業(yè)領域能源（含煤炭、焦炭、原油、汽油、柴油、煤油、天然氣、電力）消費為252462.78萬噸標準煤，交通運輸領域能源消費為31524.71萬噸標準煤（含倉儲和郵政領域能源消費），生活領域能源消費為39666.09萬噸標準煤，工業(yè)、交通、生活領域能源消費占全國能源消費總量的比例分別為70%、8.7%、11%，合計占比88.7%[10]。因此，我國能源消費革命的基本思路應為：重點圍繞工業(yè)燃料體系、交通燃料體系、生活燃料體系的消費需求及環(huán)保要求，實現(xiàn)煤炭在工業(yè)燃料體系的清潔高效利用，積極推進交通燃油替代、新能源汽車發(fā)展，有序推進生活燃料體系煤改氣、煤改電，同時加快能源市場化改革、提高能源利用效率，嚴控消費總量增長，抑制不合理消費增長，實現(xiàn)能源消費的清潔化、高效化和低成本化，保障我國社會經濟健康、可持續(xù)發(fā)展。

2.1工業(yè)燃料體系的能源消費

工業(yè)燃料體系的能源消費主要是在煤炭發(fā)電等領域，重點是加速推進煤炭清潔高效發(fā)電。2014年，我國煤電裝機容量達到82524萬千瓦，比2013年增長4.96%，占全國發(fā)電裝機的60.67%，但占比降低了2.36個百分點。

預計在國家十三五計劃期間，隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化以及生態(tài)文明建設的推進，電能替代力度的加大以及電氣化水平的提高，決定了電力需求增長的剛性特點，電力增長空間仍較大，而我國相對富煤資源特點，決定了當前和今后相當長的一段時間內，煤電仍將是我國的主體電力來源，具有無可替代的首要地位。煤電仍具有較好的供應安全性和經濟性，關鍵是需要把持續(xù)推動煤電的清潔高效利用與發(fā)展清潔能源發(fā)電放在同等重要的位置，即：采用先進的潔凈煤發(fā)電技術（如超臨界、超超臨界發(fā)電技術）新建煤電項目和改造已運營煤電，達到提高效率、降低排放的目的，同時，積極發(fā)展核電，加快發(fā)展以水電為主、太陽能和風電等為補充的可再生能源發(fā)電。借鑒國際經驗和分析我國能源電力結構調整以及大氣污染防治的實際情況，我國提高發(fā)電用煤占煤炭消費總量的比例，還有較大的空間?？紤]天然氣資源對外依存度較高及其價格情況，只能適度發(fā)展天然氣發(fā)電，包括在大氣污染重點防控區(qū)有序發(fā)展天然氣調峰電站，結合熱負荷需求適度發(fā)展燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產[3]。

燃煤發(fā)電與供熱消費的煤炭占我國煤炭消費總量的50%以上，采用清潔、先進的燃煤發(fā)電技術是降低單機燃煤消耗、減少排放的重要途徑。超臨界、超超臨界火電機組具有顯著的節(jié)能和改善環(huán)境的效果，超超臨界機組與超臨界機組相比，熱效率可提高12%。目前，超臨界和超超臨界燃煤發(fā)電在美國、俄羅斯、日本等國家得到快速發(fā)展，是未來火電建設的主要發(fā)展方向，我國正處于推廣應用階段，截止2015年9月共計投產82臺1000MW超超臨界機組。值得關注的是，上海外高橋第三發(fā)電有限責任公司在2008年建成投產2臺1000MW超超臨界機組，2013年2臺機組在負荷率78%情況下，含脫硫和脫硝的實際運行供電煤耗達到276.82g/kWh，效率水平與目前尚在研發(fā)中的下一代蒸汽溫度700℃等級高效超臨界機組的期望效率相當，同時，該廠通過脫硫脫硝技術的創(chuàng)新，煙囪出口平均煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度遠低于國家標準規(guī)定值，為煤電行業(yè)樹立了標桿[11]。

我國煤炭資源分布呈現(xiàn)北多南少、西多東少的空間布局，特別是煤炭資源豐富的新疆地區(qū)外運通道能力有限，無法實現(xiàn)資源的高效利用，通過加大煤炭清潔發(fā)電，確保煤炭作為主要的工業(yè)燃料得到科學合理的使用，同時因地制宜發(fā)展水電、核電、天然氣發(fā)電等，努力實現(xiàn)煤炭為主的一次能源消費向電力為主二次能源消費的轉變，把不清潔的煤炭通過高效清潔利用轉化為清潔的電能，把長距離運煤轉變?yōu)檩旊?，可以大大提高能源使用效率，同時對減少霧霾、保護環(huán)境具有顯著效果。

采用超高壓或特高壓輸電可以實現(xiàn)大規(guī)模煤電的高效輸送。我國能源資源（尤其是煤炭）和負荷中心呈逆向分布，動力資源遠離負荷中心，采用超高壓或特高壓輸電技術可大大提高輸電容量并降低能耗，特別適合新疆等邊遠富煤地區(qū)生產的煤電實現(xiàn)長距離外送。特高壓輸電是目前世界電力高效輸送的最先進技術。2014年3月27日，世界首個商業(yè)運行的特高壓輸電工程——我國1000kV晉東南-南陽-荊門交流特高壓輸變電工程在建成投運5年之后，通過國家標準化管理委員會組織的驗收，標志著我國特高壓輸電技術達到世界領先水平[12]。

2.2交通燃料體系的能源消費

未來我國交通燃料仍以汽柴油為主，在不斷提高油品質量、減少排放的基礎上，降低單車油耗、推廣節(jié)能型汽柴油車是傳統(tǒng)汽柴油車的發(fā)展方向。同時，隨著電池儲能技術的不斷進步，電動汽車單次充電行駛里程已達到傳統(tǒng)汽油車的30%～50%，加上國家新能源汽車鼓勵政策的到位，近年來電動汽車發(fā)展很快，構建以電能為基礎的交通能源體系已逐步成為可能，電能在交通燃料中的比例已在加速上升，同時隨著液化天然氣汽車和船舶的推廣，也將擴大替代傳統(tǒng)汽柴油燃料的比例。

2.2.1提高單車燃油效率

對于傳統(tǒng)汽柴油車輛來說，提高單車燃油效率對于我國汽車行業(yè)技術進步，促進汽車產品結構調整和節(jié)能減排具有重要意義。提高單車燃油效率主要針對乘用車和商用車。工業(yè)和信息化部等5部委2013年頒布實施的《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量核算辦法》規(guī)定，將逐步降低我國乘用車平均燃料消耗量，到2015年和2020年乘用車平均燃料消耗量分別降至6.9L/100km和5.0L/100km，2020年乘用車平均能耗同比2010年要下降37.5%[13]。據工業(yè)和信息化部統(tǒng)計，我國汽車油耗占石油年消耗總量的50%左右，而汽車油耗的49.2%是被只占汽車總量13.9%的重型商用車（＞3.5t）所消耗，因此降低重型商用車輛燃油消耗是汽車節(jié)能工作的又一重點。為加強重型商用車節(jié)能管理，交通運輸部、工業(yè)和信息化部先后發(fā)布了《營運貨車燃油消耗量限值及測量方法》、《營運客車燃油消耗量限值及測量方法》、《重型商用車輛燃油消耗量測試方法》以及《重型商用車輛燃油消耗量限值》[14]，對提高重型商用車燃油效率、推動車輛節(jié)能減排發(fā)揮了重要作用。

2.2.2發(fā)展新能源汽車

從新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀看，目前主要是發(fā)展純電動汽車與混合動力汽車。2014年我國電動轎車銷量5.5萬輛，居全球第二位（美國12萬輛，居第一），2015年產業(yè)化規(guī)模有望上升為世界第一。我國純電動汽車銷售主要集中在華東，其次是華南如廣東；此外，北京、山東和云南的純電動汽車上牌量也較高，西部地區(qū)基本空缺。電動汽車屬于新能源領域國家支持的發(fā)展重點，較高的購車補貼、低廉的能源消耗成本、相對寬松的上牌條件，成為購車者選擇電動汽車的首要因素。目前一線城市推廣較快，但在二、三、四線城市的推廣比較慢。

2015年2月16日，科學技術部發(fā)布了《國家重點研發(fā)計劃新能源汽車重點專項實施方案（征求意見稿）》[15]，計劃在現(xiàn)有技術基礎之上，到2020年建立起完善的電動汽車動力系統(tǒng)科技體系和產業(yè)鏈，為2020年實現(xiàn)新能源汽車保有量達到500萬輛提供技術支撐。該實施方案提出，今后需要不斷提高電池蓄電能力，轎車動力電池的單體比能量2015年底達到200Wh/kg（折合0.72MJ/kg），2020年計劃達到300Wh/kg（折合1.08MJ/kg，相比而言汽油能量密度43.11MJ/kg，折合11975Wh/kg），提高驅動電機技術水平，提高續(xù)時里程和電池使用壽命；解決廢舊電池回收問題。同時，加快充電站建設，形成完善的產業(yè)鏈，實現(xiàn)商業(yè)模式創(chuàng)新。電動汽車在使用過程中具有零排放、清潔化優(yōu)勢，在國家政策的扶持下，發(fā)展電動汽車得到業(yè)界普遍認同，有望加快發(fā)展。

2.2.3發(fā)展液化天然氣汽車及動力船舶

液化天然氣（LNG）汽車的優(yōu)勢在于能量存儲密度大（50MJ/kg，折合13889Wh/kg），安全性高，充氣站建設便捷，不受天然氣管網限制，可網絡化布點，便于規(guī)?；茝V。在環(huán)保方面，LNG汽車與柴油車相比可減排96%以上PM2.5，減排90%以上CO，減排25%左右CO2，碳氫化合物可減少72%，NOx可減少39%左右，且比柴油車節(jié)省燃料20%～25%[16]。缺點是續(xù)航里程不及燃油車、發(fā)動機需要改造、購車成本較高。如果LNG燃料經濟性合理（取決于天然氣價格）、運營線路固定且易于建設配套加氣站，公交客運車和有固定路線的重型卡車比較適合使用LNG作為動力燃料。

近年來，發(fā)達國家日益嚴格的減排規(guī)定及有關國際組織相關公約要求，推動了全球范圍船舶燃料“油改氣”步伐的加快。為減少航運領域的有害氣體排放，國際海事組織（IMO）制定了船舶污染防治、減少排放的標準和時限。IMO“船舶污染防治國際公約”規(guī)定：2010年7月以后在排放控制區(qū)域（ECA）航行的船舶所用燃料的硫含量不能超過1%，2015年1月1日以后不能超過0.1%。ECA的范圍包括：波羅的海、北海到英吉利海峽南端的連續(xù)海域，未來北美部分地區(qū)也將被納入其中。按照IMO的限值要求，各國船東如果在2015年之后繼續(xù)在ECA范圍運營船舶，必須在3種方案中作出抉擇：一是使用低硫燃油，二是安裝廢氣凈化器；三是使用LNG作為動力燃料[17]。LNG動力船是以LNG作為燃料的船舶，有全動力和混合動力之分。據挪威船級社統(tǒng)計，截至2013年6月，全球共有40艘LNG全動力船以及近40艘LNG與柴油混合動力船處在營運中，另有35艘LNG全動力船的新建訂單。該機構預計，2014年全球運營的LNG全動力船舶數(shù)量升至60多艘，2020年將達到1000 艘[18]。LNG替代船用燃油在歐洲（主要是挪威等國家）的發(fā)展證明，LNG不僅有利于減少船只運營的經濟成本，更能滿足長遠的環(huán)保需求。

與歐美同類船舶柴油機相比，我國船舶柴油機的有害物排放標準較低，另外，柴油動力的船舶使用成本高，易泄漏污染水面，因此我國近海與內河環(huán)保壓力日趨嚴重。在此背景下，近幾年我國航運業(yè)為了減少船舶排放和降低燃料成本，也逐漸重視LNG船舶的發(fā)展，北京油陸、湖北西藍、昆侖能源、桂林新奧、新疆廣匯、福建中閩等公司圍繞LNG動力船舶正在積極開展嘗試[19]，但總體而言仍處于前期示范階段，市場普及率不高，船舶數(shù)量少，適用范圍小。從長遠看，出于減排和降低燃料成本等方面的考慮，LNG動力船舶已逐漸在國內外越來越多的地區(qū)取得成功，而且有望加快推廣的步伐。

2.3生活燃料體系的能源消費

生活燃料體系的能源消費，應立足于能源利用方式和組織模式的優(yōu)化，主要包括：有序推進城市“煤改氣”、探索發(fā)展“煤改電”，農村普及推廣沼氣等能源利用，大城市和部分農村因地制宜發(fā)展分布式能源等。

一是有序推進城市“煤改氣”。目前“煤改氣”已在北京、天津、蘭州、烏魯木齊等地實施，其他一些城市也在探索，但目前“煤改氣”的推進存在天然氣資源緊缺（尤其是冬季）和用氣成本高等問題。目前工業(yè)燃氣的市場價3～3.5元/m3左右，折合每千瓦時熱值的天然氣價格為0.3～0.35元；而熱值為5000大卡燃煤的市場價為500元/噸左右，折合每千瓦時熱值的煤炭價格為0.1元左右，可見每千瓦時熱值的天然氣價格大約是同樣熱值煤炭價格的3～4倍，這種原因導致“煤改氣”發(fā)展緩慢[20]。實施“煤改氣”對減少污染物排放、改善空氣質量具有重要作用，是優(yōu)化能源消費結構、解決城市霧霾問題的重要舉措[21]，但發(fā)展“煤改氣”等天然氣利用項目時須先落實氣源和價格，并根據資源落實情況均衡有序推進[22]。在“煤改氣”實施過程中，對于有條件敷設天然氣管道的居民區(qū)，盡量采用管道氣；對于不具備敷設管道條件的居民區(qū)，采用LNG供應站向用戶供氣。同時，政府在燃氣價格制定方面應給予適當政策傾斜，鼓勵居民使用天然氣，積極推進“煤改氣”實施。

二是探索發(fā)展城鎮(zhèn)“煤改電”。為減少燃煤污染物排放，對天然氣管道難以延伸到的居民區(qū)推行“煤改電”，通過電網增容和電表改造，使居民冬季采暖告別蜂窩煤爐子而改用電暖氣，這是近年來我國許多城市積極實施的一項重要舉措，具有提高居民生活品質和保護大氣環(huán)境的雙重作用。如北京市加快實施“能源清潔化”戰(zhàn)略，2013年完成全市1600蒸噸燃煤鍋爐清潔能源改造，東西城區(qū)4.4萬戶平房采暖實現(xiàn)“煤改電”[23-25]。 “煤改電”涉及增加相關設備和維護，包括變壓器、電表、取暖器、電線等基礎設施的重新安裝，還包括新增加的房屋保溫層和其他保證房屋更加嚴實的修繕。與燃煤相比，“煤改電”使用成本也較高，需要政府部門補貼政策支持，使居民享受優(yōu)惠電價。在實施“煤改電”過程中，還存在居民擔心的用電安全等問題，推進過程存在一定難度，但如果政策落實到位、基礎設施保障到位、電價補貼落實到位，用戶一般都能夠接受。

隨著我國城鎮(zhèn)化的快速推進，人們日常生活用電量越來越大，“煤改電”在城鎮(zhèn)化建設過程中具有很大潛力[26]。目前我國東部地區(qū)常住人口城鎮(zhèn)化率達到62.2%，而中部、西部地區(qū)分別只有48.5%、44.8%，按照國務院公布的《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃》，2020年要實現(xiàn)常住人口城鎮(zhèn)化率達到60%左右，戶籍人口城鎮(zhèn)化率達到45%左右[27]。隨著今后我國城鎮(zhèn)化的推進，“煤改電”將發(fā)揮重要作用。

三是農村推廣使用沼氣、液化石油氣、電能、太陽能等。目前我國農村生活用能主要依靠電力、燃煤和秸稈燃燒，但用電成本高而燃煤和秸稈燃燒會造成環(huán)境污染，這是農村能源消費中的普遍問題。要想從根本上降低農村用能成本，改變農村分散燒煤、秸稈、柴草等的污染問題，應該從源頭抓起，從普及推廣各種環(huán)保熱源替代工程等方面考慮，例如通過秸稈氣化工程發(fā)展沼氣，使秸稈充分利用，并且減少環(huán)境污染。近年來，我國許多農村加大發(fā)展沼氣這一傳統(tǒng)清潔能源。例如，湖北恩施在農村大力開展以沼氣為重點的生態(tài)能源建設，目前沼氣池建設已突破50萬口，占70萬戶適宜建池戶的75.6%，每年節(jié)約標準煤40萬噸，減少耗電9000萬千瓦時，減少森林砍伐80萬畝，為農民節(jié)約支出5億元以上，并且成功開發(fā)、示范推廣了戶用沼氣碳基金項目，3.3萬戶農戶獲得減排交易收入[28]。除了發(fā)展沼氣外，在太陽能和風能資源充沛的部分農村地區(qū)，可因地制宜發(fā)展光伏和風電等[29]。

四是發(fā)展分布式能源。傳統(tǒng)的集中式供能系統(tǒng)采用大容量設備、集中生產，再通過專門的輸送設施（大電網、大熱網等）將各種能量輸送給較大范圍內的眾多用戶。分布式能源則是直接面向用戶，按用戶的需求就地生產并供應能量，具有多種功能，可滿足多重目標的中、小型能量轉換利用系統(tǒng)。分布式能源有多種形式，主要包括垃圾發(fā)電分布式、LNG/天然氣熱電冷聯(lián)產分布式、太陽能分布式、地熱能分布式、生物質能分布式等多種形式。分布式能源的運行方式主要有兩種：一種是指將冷/熱電系統(tǒng)以小規(guī)模、小容量、模塊化、分散式的方式直接安裝在用戶端，可獨立地輸出冷、熱、電能的系統(tǒng)，能源包括太陽能利用、風能利用、燃料電池和燃氣冷、熱、電三聯(lián)供等多種形式；另二種是指安裝在用戶端的能源系統(tǒng)，一次能源以天然氣等氣體燃料為主，二次能源以分布在用戶端的冷、熱、電聯(lián)產為主，并通過公用能源供應系統(tǒng)提供支持和補充，實現(xiàn)資源利用最大化。分布式能源具有能效利用合理、損耗小、污染少、運行靈活，系統(tǒng)經濟性好等特點，可為國家節(jié)約大量的發(fā)電和輸配電投資，同時可使用戶更有效地計劃能源消費和避免電網停電給自己帶來的經濟損失，尤其適用于電網無力覆蓋的邊遠地區(qū)和其他公用事業(yè)領域，是對骨干電網的一種有益補充。

分布式能源的發(fā)展在我國尚處于初級階段。由于我國各地能源資源特點差異較大，發(fā)展分布式能源應根據地區(qū)資源特點，在國家相關政策的扶持下，因地制宜擇優(yōu)發(fā)展太陽能、風能、天然氣、地熱能分布式能源?？梢灶A見，隨著我國經濟社會快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化的迅速推進和作為城鎮(zhèn)主體形態(tài)的城市群空間格局的形成，分布式能源系統(tǒng)將會在大城市和有天然氣資源的城市群中得到較快發(fā)展。在廣大農村地區(qū)，根據資源特點因地制宜，發(fā)展太陽能發(fā)電、生物質發(fā)電等分布式能源也具有較好的前景。尤其是我國發(fā)展天然氣分布式能源已有十多年，國家及部分省市相繼頒布了相關政策法規(guī)扶持發(fā)展，在全國范圍內也建設了部分具有代表性的示范項目，但成本問題、富余電力并網上網難、天然氣供應保障等問題成為天然氣分布式能源發(fā)展的障礙，需要在政府主導、財政部門和企業(yè)等有關各方配合共同促進分布式能源產業(yè)的規(guī)范和科學發(fā)展[30]。

3　加快能源市場化改革和新能源發(fā)展，嚴控消費總量增長

3.1加快能源市場化改革

黨的十八屆三中全會提出，加快能源市場化改革要充分發(fā)揮市場在資源配置和利用方面的決定性作用，推動資源配置依據市場規(guī)則、市場價格、市場競爭實現(xiàn)效益最大化和效率最優(yōu)化[31-32]。目前，我國能源價格的定價模式仍然偏重于由政府部門決定，弱化了能源的商品屬性。能源作為一種商品，應該還原其商品屬性，由市場決定其價格，構建有效競爭的市場結構和市場體系，形成主要由市場決定能源價格的機制。

加快能源市場化改革，需要做好3個方面的工作。①更好地調節(jié)能源分配、實現(xiàn)優(yōu)質優(yōu)價。我國化石能源消費占能源總消費的比例在90%以上，化石資源是稀缺性資源，但目前我國能源消費價格還沒有按照市場需求規(guī)則合理定價，沒有使能源價格真實反映能源資源的稀缺性，需要利用市場的手段理順能源價格機制，體現(xiàn)能源資源配置和消費的公平合理。例如：煤價放開而電價管住，這種不完全市場機制是煤電矛盾的重要成因，在當前煤價持續(xù)走低、煤炭企業(yè)經營壓力劇增而電企盈利能力良好的情況下，實行煤電價格聯(lián)動的時機已經成熟。天然氣價格改革步伐較大，但仍未完全與市場接軌以反映真實價格，為抑制過度消費，以市場需求為導向、實行階梯氣價勢在必行[33]。風電、光伏發(fā)電補貼模式缺乏市場競爭，風電和太陽能發(fā)電燃料成本幾乎為零，但其發(fā)電成本（主要是設備折舊和財務費用）卻高于燃煤發(fā)電，現(xiàn)行補貼模式不利于鼓勵技術進步，需要探索新能源的價格和補貼模式[34]。②大力強化監(jiān)管，嚴格環(huán)保執(zhí)法，加速淘汰高污染高能耗產業(yè)和利用方式。改革開放以來我國經濟快速增長，但在能源消耗和環(huán)境方面付出了巨大代價。特別是能源、汽車、鋼鐵、交通、化工、建材等高耗能產業(yè)高速發(fā)展，同時大量落后產能的存在導致資源消費持續(xù)增長，也造成了嚴重的環(huán)境污染。在經濟新常態(tài)下，以往依靠高能耗和以犧牲環(huán)境為代價換取GDP增長的方式已難以為繼。市場經濟是法治經濟，在當前及今后的經濟發(fā)展過程中，必須強化監(jiān)管力度，嚴格環(huán)保執(zhí)法，加速淘汰鋼鐵、水泥、平板玻璃等領域落后產能，在建設新興產業(yè)、以先進清潔生產工藝替代老舊高污染生產工藝兩方面同時推進。③強化頂層設計，用政策法規(guī)和市場引導消費。通過健全的頂層設計、政策法規(guī)和市場引導，從根本上改變以往那種忽視環(huán)保、忽視能耗、忽視成本的粗放式能源消費方式，堅決抑制不合理消費，實現(xiàn)能源利用最優(yōu)化以及石油、煤、天然氣、電力等各種能源的最大效能利用及其效率提升。

總之，加快能源市場化改革，需要通過頂層設計來制訂全產業(yè)鏈改革目標，將能源領域不完全市場產業(yè)鏈改革為完全市場產業(yè)鏈，這需要與能源國企改革、行業(yè)改革相結合，并且加快政府在能源領域的審批制度與監(jiān)管制度的改革[35]。

3.2加快新能源發(fā)展

能源消費革命必須立足能源生產革命，著眼長遠、未雨綢繆，把加快新能源發(fā)展作為能源行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最重要手段。

一是有選擇、有重點、有層次地發(fā)展新能源。新能源種類很多、各有特點，必須有選擇、有重點、有層次地加以發(fā)展，為此需要注意解決好3個方面的問題[36]。①我國新能源發(fā)展在今后較長一段時間內，都離不開國家的財政補貼和基金補貼，但任何一個產業(yè)長期靠補貼是難以生存的，因此必須掌握核心技術，提高技術含量，降低成本，最終實現(xiàn)在同等條件下參與市場競爭，當然這個過程的實現(xiàn)需要國家給予適當?shù)恼邇A斜。②處理好新能源集中開發(fā)和分散開發(fā)的關系，重點考慮能量利用效率、形式和與終端用戶結合的程度。例如，風電應以集中式開發(fā)為主；光伏則應以分布式開發(fā)為主，在條件好的地區(qū)可發(fā)展大規(guī)模光伏電站；潮汐能利用應以集中式為主；地熱能利用應以分散式為主；生物質能適宜以集中和分散開發(fā)相結合的方式，通過產業(yè)模式創(chuàng)新，努力構建現(xiàn)代能源農業(yè)循環(huán)經濟產業(yè)鏈[37]。③超前引導新能源的發(fā)展規(guī)模與布局，尤其是要通過分布式能源的新型組織模式，科學布局新能源發(fā)展，并使新能源與傳統(tǒng)能源得到有效銜接，避免顧此失彼、無序發(fā)展。

二是重視低品位熱能的利用。低品位熱能一般是指熱值較低、利用難度較大、不易被人們重視的熱能，如企業(yè)生產過程中產生的低品位余熱（廢熱）、甚至空氣中的熱量、海水中的熱量、汽車尾氣排放的熱量等。工業(yè)余熱是一種重要的低品位熱能，普遍存在于高耗能行業(yè)及諸多其他行業(yè)的生產過程中，例如，石油開采過程中產生的大量采出水（約40～65℃）；鋼鐵企業(yè)焦炭及燒結、轉爐及加熱爐的煙氣余熱；水泥生產中水泥窯尾排放的煙氣余熱等。目前我國回收利用的熱能（余熱）主要來自高溫煙氣的顯熱和生產過程中排放的可燃氣，但對中低位熱能（即低品位熱能）基本上還沒有回收利用。相對于煤、石油、天然氣等高品位能源而言，低品位熱能在相同單位內包含的能量很低，利用難度很大[38]，借助熱泵等新技術可使低品位熱能得到利用。熱泵技術的“效率”不受能量轉換效率（不高于100%）的制約，可達到400%[39]。例如，采用朗肯循環(huán)的螺桿膨脹發(fā)電機組，可實現(xiàn)將“低品位”中低溫余熱廢熱的回收利用。2014年7月，浙江衢州市應用螺桿膨脹發(fā)電機組設備利用“低品位”熱源所建立的分布式發(fā)電站裝機容量達到5520kW[40]；2014年5月，開山集團研發(fā)制造的ORC螺桿膨脹發(fā)電站在中國石化海南煉化公司芳烴熱水發(fā)電項目成功應用，實現(xiàn)并網發(fā)電[41]，該項目總裝機容量為1300kW，消耗冷卻熱水量200t/h，進水溫度118℃，在環(huán)境溫度24.9℃的情況下每噸熱水設計凈發(fā)電量為4.63 kWh。隨著熱泵技術、螺桿膨脹發(fā)電等新技術的推廣應用，低品位熱能將會得到越來越充分的利用，這對推動我國的節(jié)能減排工作意義重大，值得業(yè)界高度重視。

三是加快發(fā)展核電和聚變能。核燃料的能量密度高出化石燃料幾百萬倍，燃料體積小、運輸方便，且發(fā)電過程不會像化石燃料發(fā)電那樣產生CO2，是實現(xiàn)低碳發(fā)電的一種重要方式。目前全球共建有400多座核電站，擁有核電機組最多的國家依次為美國、法國、日本和俄羅斯。我國發(fā)展核能有巨大的潛力，截至2014年3月，我國共有11座核電站建成并投入運行，另有12座核電站正在建設中[42]。與核裂變相比，核聚變釋放的能量更大，并且無核廢料，不會對環(huán)境構成污染；核聚變燃料（海水中的重氫）供應充足，每1L海水中含有的氘經聚變產生的能量相當于300L汽油，可謂取之不盡、用之不竭。發(fā)展核聚變能被行業(yè)普遍認為是解決人類能源問題的最終途徑。目前，核聚變能的利用正處于研究階段，歐盟、中國、俄羅斯和美國等共同合作，正在法國建造新一代磁約束聚變裝置——國際熱核聚變實驗堆（ITER）[43]。據估計，2050年可能實現(xiàn)核聚變堆商業(yè)示范運行，將基本“永遠”解決能源供需的矛盾。

總體而言，由于我國化石資源與環(huán)境問題的約束日益嚴重，使用新的清潔、安全、高效能源已成為共識。除了煤炭、石油、天然氣、水力資源外，風能、太陽能、潮汐能、地熱能、核能等新能源也逐漸引起人們的重視，但由于技術問題和開發(fā)成本等因素，這些新能源只能作為傳統(tǒng)能源的補充形式，其消費占比難以有較大增長。因此，我國的能源消費必須多措并舉，以化石能源消費為主，各種新能源消費為輔，有重點、有選擇地發(fā)展新能源，促進傳統(tǒng)能源與各種新能源的協(xié)調發(fā)展。

3.3嚴控能源消費總量過快增長

長期以來，我國依靠大量化石能源投入的發(fā)展模式日益受到資源稟賦和生態(tài)環(huán)境的約束，作為發(fā)展中大國，在控制能源消費總量增長的同時，又必須滿足經濟社會發(fā)展對能源的需求，這就需要通過提高能效和集約高效利用能源來控制消費總量，重點是要將削減煤炭等化石能源消費總量與改善生態(tài)環(huán)境質量有效結合起來，抑制不合理能源消費，實現(xiàn)能源消費增長與效益增長的協(xié)調統(tǒng)一。我國政府已經采取了一些重要舉措，例如，國家能源局從2014年開始落實“一掛三控”措施，“一掛”就是將能源消費與經濟增長有效掛鉤，“三控”就是對鋼鐵、水泥和電解鋁等高耗能和過剩行業(yè)的能源消費總量進行嚴格控制，對其他產業(yè)按平均先進能效水平實行能耗控制，新增產能必須達到先進能效標準[6]。值得指出的是，我國能源消費總量過快增長不僅緣于經濟快速增長，還與我國單位能耗高、能源不合理消費現(xiàn)象嚴重等因素密切相關，因此必須持續(xù)加強節(jié)能降耗工作力度，尤其是強化工業(yè)、建筑、交通、公共機構等重點領域節(jié)能工作，通過產業(yè)結構節(jié)能、技術革新節(jié)能、管理節(jié)能提高能源效率，進而控制能源消費總量的過快增長。

4　結　語

能源消費革命決定了我國能源可持續(xù)發(fā)展的根本方向，其重點在于工業(yè)、交通、居民生活等主要耗能行業(yè)的能源消費革命；同時，加快能源市場化改革、發(fā)展新能源以及控制能源消費總量過快增長也是推動能源消費革命的重要方面。通過以上能源消費革命措施的實施，逐步使我國的能源消費走上更合理、更科學的發(fā)展道路。需要指出的是，能源消費革命必須與能源生產革命、技術革命、體制革命有效結合，按照國家能源局《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014—2020年）》（簡稱《戰(zhàn)略行動計劃》確定的“節(jié)約、清潔、安全”三大能源戰(zhàn)略方針和“節(jié)能優(yōu)先、綠色低碳、立足國內、創(chuàng)新驅動”四大能源發(fā)展戰(zhàn)略[44]，各行業(yè)、相關部門和企業(yè)單位密切合作，認真貫徹落實黨中央、國務院決策部署，加快落實《戰(zhàn)略行動計劃》提出的各項具體重點任務，深刻把握新常態(tài)下能源發(fā)展的特征與規(guī)律，積極應對機遇和挑戰(zhàn)，破解制約能源科學發(fā)展的各種難題，加快轉變能源發(fā)展方式，努力實現(xiàn)開放條件下的能源安全，保障我國經濟社會可持續(xù)發(fā)展。

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Analysis on ways to promote energy consumption revolution in China

LI Zhenyu1，HUANG Gesheng1，HUANG Sheng2
（1Petrochemical Research Institute of PetroChina Company Limited，Beijing 102206，China；2Yanshan University，Qinhuangdao 066004，Hebei，China）

Abstract：Energy consumption revolution is an important part of “Four Revolutions” in China’s energy sector. It is of great realistic significance for the realization of China’s rational consumption and use of energy. The current situation of China’s energy consumption structure and existing problems are discussed. Energy consumption should focus on consumer demand and environmental requirements of industrial fuel system，transportation fuel system and life fuel system，realizing clean and efficient use of coal in industrial fuel system，actively promoting transportation fuel substitution and new energy vehicle development，orderly advancing coal-to-gas switch and coal-to-electricity switch in life fuel system. Meanwhile，China should speed up energy market reform，accelerate development of new energy，and strictly control total amount of energy consumption growth，achieving the energy consumption goal of cleaniness，efficiency and low cost to boost China's sustainable social and economic development.

Key words：energy revolution；energy consumption；industrial fuel；transportation fuel；life fuel；energy marketization；new energy

收稿日期：2015-09-13；修改稿日期：2015-10-19。

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.01.001

中圖分類號：TE 09

文獻標志碼：A

文章編號：1000–6613（2016）01–0001–09