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能源結構指能源總生產量或總消費量中各類一次能源、二次能源的構成及其比例關係。能源結構是能源系統工程研究的重要內容,它直接影響國民經濟各部門的最終用能方式,並反映人民的生活水平。能源結構分為生產結構和消費結構。

1簡介

各類能源產量在能源總生產量中的比例,稱為能源生產結構;各類能源消費量在能源總消費量中的比例,稱為能源消費結構;各用戶部門的能源消費結構,稱為部門能源消費結構。研究能源的生產結構和消費結構,可以掌握能源的生產和消費狀況,為能源供需平衡奠定基礎。查明能源生產資源、品種和數量,以及消費品種數量和流向,為合理安排開採投資和計劃,以及分配和利用能源提供科學依據。同時,根據消費結構分析耗能情況和結構變化情況可以控掘節能潛力和預測未來的消費結構。不同國家能源的生產結構和消費結構各不相同。能源生產的資源條件、人們對環境的要求、能源貿易以及社會的技術經濟發展水平等因素的影響,都會使能源結構發生相應的變化。
能源結構

  能源結構

表1是國際能源組織 (IEA)按地區統計的能源消費結構變化情況表。
能源結構

  能源結構

中國是屬於能源供需平衡並略有出口的國家,其能源結構變化的歷史狀況見表2。
能源結構

  能源結構

表3是1980年一些主要國家按部門統計的能源消費結構。

2中國能源結構探討

能源結構調整是中國能源發展面臨的重要任務之一,也是保證中國能源安全的重要組成部分。調整中國能源結構就是要減少對石化能源資源的需求與消費,降低對國際石油的依賴,降低煤電的比重,大力發展新能源和可再生能源,把水電開發放到重要地位。
降低煤電比重,保護生態環境
中國電力產業發展中,降低煤電的比重是節能減排和保護生態環境的需要。2007年,中國發電裝機容量突破7億千瓦,達7.1 3 2 9億千瓦,居世界第二,僅次於美國。發電量達到32559億千瓦時,連續7年平均增長超過13.2%。然而,中國電力產業結構仍待調整。
中國電力產業結構的不合理主要表現在兩個方面:一是電源結構不合理。從電源結構來看,主要是水電開發速度不快,核電和新能源發展緩慢,小火電所佔的比例仍然較大。200 7年,在中國的電力裝機中,火電裝機5.5 4億千瓦,佔7 7.70%,水電裝機1.48億千瓦,佔20.40%,核電裝機906.8萬千瓦,佔1.3%,風電及其他新能源600多萬千瓦,僅佔O.8%。火電裝機比重過大造成對煤炭的需求越來越大,同時電力用煤需求不斷增加直接導致電力行業對煤炭供應和鐵路運輸的依賴度越來越高,對節能減排造成巨大壓力。二是電源布局不合理。主要是中國東、中、西部地區能源資源分佈不均,東部沿海地區煤電裝機過多、過密,造成環保壓力加大。因此,推進節能減排,發展中國電力產業,必須調整電源生產結構,優化電源布局結構,構建以優化發展煤電為重點,大力發展水電,積極發展核電,加快發展新能源,合理布局東、中、西部電源結構的電力產業發展模式。
把水電開發放到重要地位
把水電開發放到中國能源結構調整的重要地位,這是由中國能源發展的國情決定的。
中國是世界第二大能源生產國,也是世界第二大能源消費國,還是以煤炭為主要能源的國家。《中國的能源狀況與政策》白皮書表明,2006年,中國一次能源消費總量為24.6億噸標準煤。煤炭在一次能源消費中的比重為69.4%,其他能源比重為30.6%。其中可再生能源和核電比重為7.2%,石油和天然氣有所增長。
以煤炭為主的能源結構,決定了中國燃煤機組在總體電源構成以及火電中的主體地位。燃煤發電在中國煤炭終端消費中佔56%,是煤炭能源轉換的主要環節。燃煤發電廠的二氧化硫排放佔到全國總排放量的50%以上,是造成酸雨污染的主要原因之一。據有關部門統計,中國二氧化硫的年總排放量已超過2500萬噸,造成1/3的國土遭受酸雨污染,每年經濟損失達成1000億元以上,直接威脅13億人口和16億畝耕地的安全。
以煤炭為主的能源結構,使得電煤資源與運輸之間的矛盾越來越突出,環境問題日趨嚴重。目前中國煤炭運輸已佔鐵路貨運能力的l/3以上。一方面,中國鐵路交通水平與國際存在較大差距;另一方面,中國西煤東運、北煤南運的大跨度、超負荷的運輸格局,更加劇了運力緊張。煤炭的污染不僅存在於煤炭的終端消費,而且在煤的前期開發過程中。據有關專家估計,每開採1噸煤就會破壞2.5噸地下水,對中國這樣一個水資源嚴重短缺的國家來說,形勢十分嚴峻。煤炭開採后還會造成地表塌陷,廢水、廢氣和廢渣以及矽肺病等。因此,中國能源發展如何千方百計減少燃煤數量,以緩解資源短缺和減少相應的環境污染,已成為當務之急,而積極開發水電是解決這一問題的有效途徑之一。
水電是一種經濟、清潔的可再生能源。之所以說它經濟,是因為水電與風能、太陽能等可再生能源相比是很好的調節電源,開發水電的同時還可以實現開發火電、核電等能源所沒有的防洪、灌溉、供水、航運、養殖業和旅遊業等綜合效益;之所以說它清潔,是因為在水力發電過程中與太陽能、風能一樣,不排放有害氣體,不污染水資源,也不消耗水資源,沒有核輻射危險。發展水電與燃燒礦物資源獲得的電力能源相比較,無論在資源方面還是在環境方面,都有利於可持續發展。與煤電相比較,每1千瓦時的水電電量大約可以減少原煤用量500克和二氧化碳排放量1100克。以三峽開發工程為例,從生態角度說,三峽工程本身就是一項環保工程。作為清潔能源,水電是最清潔的,如果將三峽水電站替代燃煤電廠,相當於7座260萬千瓦的火電站,每年可減少燃煤5000萬噸,少排放二氧化碳約1億噸、二氧化硫200萬噸、一氧化碳約1萬噸、氮氧化合物約37萬噸以及大量的工業廢物,這對減輕中國和周邊國家及地區的環境污染和酸雨等危害有巨大的作用。由於水電的能源屬性使開發水電成為常規能源優質化、高效化利用的重要途徑之一,開發水電對於建立可持續發展的能源系統也就具有重要的意義。因此,水電開發應該放在中國未來能源發展的優先地位。
開發水電可以有效改善中國能源結構。從中國能源供應結構來看,目前中國能源供應以煤為主,石油、天然氣資源短缺,人均資源量約為世界平均水平的1 0%,能源發展受到資源短缺和環境污染的雙重約束,調整能源結構,減少煤炭在一次能源消費中的比重,是一項十分重要的任務。中國水能資源理論蘊藏量近7億千瓦,佔中國常規能源資源量的40%,是僅次於煤炭資源的第二大能源資源,是世界上水能資源總量最多的國家。根據目前的勘測設計水平,中國水電有2.47萬億千瓦時的技術可開發量。如果開發充分,至少每年可以提供10億到13億噸原煤的能源。由此可見,開發水電可以有效改善中國能源結構,利用好豐富的水能資源是中國能源政策的必然選擇。
摘自《中國國情國力》2009/4

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