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推进“煤改电”的经济约束条件不容忽视

2015年中国6000千瓦以上火电运行小时数仅为4329小时,产能过剩严重。加快“煤改电”可以在短期内增加电力需求,减少火电装机浪费。全球电煤的占比为68%,O ECD国家的比例为83.5%,美国的电煤比例更是高达92%,而中国目前发电用煤仅接近50%——— 哪怕这个比例只提高5%,粗略算可以为电力提供接近10%的空间,此外加上雾霾治理和生活现代化的好处,煤改电似乎有吸引力,而且正在进行中。

中国是全球最大的煤炭和电力消费国。2015年中国的煤炭消费超过了38亿吨,虽然中国的G D P仅占全球比重15.5%,煤炭消费和电力却占到了46%和37%。由于工业领域煤炭的使用较为分散,后端环保设施存在投资不足或监管困难,导致了大气污染物排放过高。造成煤炭消费中电力比例过低的原因主要有以下几点:

中国重工业的占比较大,这是工业用煤比例高的主要原因。根据国家统计局数据,目前煤炭使用中,除去电力外,主要集中在采掘业(9.2%)、造纸业(1.2%)、石油加工和炼焦(4.5%)、化学原料和制品(6.1%)、非金属矿物制品业(7 .5%)和金属冶炼和加工(10.3%)等几个行业。这些行业大多属于高耗能行业,且在生产过程中比较难进行电力替代。与此对应的是中国高耗能产品的产量占全球很大比重。中国的钢铁产量占世界的50%,铜占全球35%,焦炭消费占全球61%,水泥生产占57%,平板玻璃占50%。

发达国家电煤比例之所以较高,主要原因就在于其工业能源主要是由石油和天然气提供的。以美国为例,其工业终端用能中,石油和天然气占比为73%,电力占13%。而中国工业终端用能中,煤炭要占到60%以上,电力占比为16%。中国工业能耗中电力所占的比重其实已经超过了美国。

当然,中国工业产业布局不合理也是电煤比例过低的原因之一。其实采用热电联产,是一种高效利用能源的方式,同时也是减少工业用煤的重要途径。热电联产需要有相对集中的工业布局,但是由于中国在快速工业化的过程中,很多产业的布局缺乏合理的规划,工业企业相对分散。此外,当传统的火电和工业生产形成规模效应后,也很容易形成相应技术上的路径依赖。

所以,中国的煤炭消费结构是经济发展阶段和资源禀赋等客观因素所决定,因此要提高电力在煤炭消费中的比例,需要考虑到相应的约束条件。笔者认为,目前具有煤改电潜力的方向主要有:

第一,可以对供暖系统进行改造和升级。目前供热约占煤炭消费的5%,北方冬季供暖是导致雾霾的重要原因之一。虽然现在大多城市已经采用集中供暖,但是供暖热源端的热效率和污染物排放水平与大型电厂相比还是存在非常大的差距。而在农村地区大多还是采用暖炉取暖,热效率极低而且存在较大安全隐患。随着热泵技术的发展和成本的下降,用热泵式冷暖空调或供暖系统来代替传统的供暖模式,将能够有效地减少空气污染问题。

第二,应推动热电联产的发展。中国未来很长一段时间内工业能源消耗很难出现大幅下降。工业能耗中有很大一部分比重是来自于工业窑炉或锅炉,要改为热电联产的技术难度并不大。一般火电的能源转换效率在35%左右,工业锅炉在70%以上,而热电联产的综合能源效率可以达到85%以上,结合热泵技术还可以做到更高。

从对环境的综合影响来看,煤改电有助于减少污染物排放和缓解雾霾。客观地说,目前我国火电的排放标准是比较高的。与工业窑炉和锅炉的排放标准相比,火电是相当清洁的。但是,煤改电可能会导致能源消耗的增加,进而增加一些碳排放,这主要是由于发电的过程本身会有能量损失。目前火电效率在40%以下,考虑到电厂自身消耗和传输过程中的线损,电力的终端转换效率大致只有35%左右。而工业锅炉的热效率一般能达到70%-80%,这种效率上的差异将会增加一些碳排放。

所以,在推动煤改电的过程中,政府需要对煤改电有准确认识,还需要认识到煤改电只是解决电力过剩的一个方面,其他增加电力需求的方面需要同时考虑。

第一,在现有产业结构下,煤炭消费大规模压缩的空间相对有限。中国短时间内对于钢铁、水泥等高耗能产品的需求还不会出现大幅下降,而在这些产业中,煤炭作为原料或工艺环节的一部分难被替代,这也决定了未来工业煤炭需求是相对稳定的。

第二,考虑到中国的资源禀赋和能源供给安全,不可能像美国和欧盟一样在工业领域大力推行煤改油和煤改气。以天然气为例,美国单位热量天然气的价格仅为动力煤价格的1.5倍,与冶金用煤价格相当。考虑到天然气使用的热效率更高且环保投入小,工业上使用天然气是有成本优势的。而中国即使在2015年底下调了天然气价格之后,天然气的使用成本大致为煤炭的5倍,也决定了煤炭在工业中的比例难以大幅下降。

第三,在火电产能已经严重过剩的情况下,推动热电联产存在困难。在这种情况下推动热电联产,将使火电企业面临更严峻的财务形势。此外,热电联产要形成规模效应,必须有相对集中的工业布局,这也需要较长的时间来进行调整。

第四,电力价格的扭曲也不利于煤改电。中国工业用电价格要远远高于美国和欧盟:2015年中国大工业用电平均价格为0.64元/千瓦时,一般工业用电平均价格为0.77元/千瓦时,比美国(6.9美分)和欧盟(5.6欧分)要高出非常多。结合现在的煤价、电价以及工业锅炉的热效率,煤改电后企业的能源成本将大幅度提高,使得企业进行煤改电的动力不足。

来源:《南方都市报》

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