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能源規劃
小城鎮能源優化配置研究
文章來源:地大熱能 發布作者: 發表時間:2021-10-28 14:46:09瀏覽次數:1604
近年來,隨著全國范圍內的電力供應緊張, 國內能源供給、能源結構調整和能源優化配置等一系列能源問題成為政府、學術界、民間關注的焦點。一時間, 中國的能源問題迅速從國內空間層次跨入到國際空間層次,成為國家安全的一個日益敏感的話題[ 1] 。比較而言,覆蓋9 億農民的小城鎮能源問題卻沒能引起國內學者的足夠重視。相對應,在學術界, 小城鎮能源的專題研究比較少見。本文從我國能源現狀和小城鎮能源保障供給問題出發, 在分析小城鎮能源類型、結構特征和決定因素的基礎上, 提出了我國小城鎮能源優化配置戰略目標和戰略導向, 最后, 關于小城鎮能源優化配置給予了若干政策建議。
1 我國能源現狀及小城鎮能源保障問題
1 .1 中國能源現狀及未來
中國是資源大國和資源小國的辯證統一,這在學術界早已形成共識。從常規能源資源稟賦總量來看, 我國是能源大國。如已探明的煤炭、石油儲量分別占世界儲量的11 %和2 .4 %;水能資源在世界位于前列。但人均能源資源占有量不到世界平均值的一半, 人均煤炭資源為世界平均值的42.5 %, 人均石油資源為世界平均值的17.1 %, 人均天然氣資源為世界平均值的13.2 %[ 2] 。歸納起來, 我國能源產業和能源結構調整面臨如下幾大難題。
(1)能源結構問題。我國能源結構集中體現在煤炭多、油氣少。自改革開放以來, 盡管煤炭在我國能源生產和消費中所占比重不斷下降, 但近10 年來, 煤炭占總能源的比重一直保持在70 %以上, 是世界上唯一以煤為主的能源消費大國[ 3] 。目前, 我國正處于重化工業的發展階段,對油氣的消費量將急劇增加, 如僅靠自身, 我國能源資源的稟賦現狀無法保障我國未來的經濟發展。
(2)能源安全問題。根據《中國能源發展戰略與政策研究報告》, 到2020 年, 中國原油和天然氣的外貿依存度將分別達到54.8 %和30.0 %[ 2] 。即未來20 年內, 國內能源供給, 尤其是石油供給和需求缺口將逐漸增大, 故我國能源安全問題本質上是石油安全問題。能源是國家經濟的支撐要素, 為了推動我國的經濟發展, 大量進口油氣是必然趨勢。同時,能源屬于世界范圍內戰略資源, 在現有的國際政治經濟大背景下,能源(突出表現在油氣)國際貿易不再簡單地是一個經濟問題, 其正日益轉化為敏感的政治問題[ 1 , 4] , 即能源經濟的國際政治化趨向在日益加深, 依靠能源進口存在諸多不確定、不安定、不穩定的因素。
(3)能源可持續利用問題。我國能源資源的自然稟賦決定了在未來很長時期內以煤炭為主的能源消費結構不會有太大的改變[ 5] 。但在替代能源開發乏力的情況下, 我國常規化石能源資源普遍處于過度開采的狀況。以煤炭的儲采比為例,1998 年美國煤炭探明可采儲量246 643Mt ,儲采比為245 ;印度煤炭探明可采儲量74 733Mt , 儲采比為233 。而中國的煤炭探明可采儲量為114 500Mt , 儲采比僅為92[ 3] 。石油剩余可采儲量為23 億t , 僅可供開采14 年;天然氣剩余可采儲量為6 310 億m3 , 可供開采不過32年[ 5] , 能源的可持續利用問題令人擔憂。
(4)環境約束問題。在國內, 未來20 年是我國實現全面小康、實現現代化的關鍵時期,是經濟持續、較高速發展時期, 是人口逐漸逼近16 億最高峰時期, 同時也是我國能源消費急劇增加的時期。在這一特殊的時間段內, 我國將進入“最窄的生態環境通道” 。換言之, 未來20 年我國不僅存在嚴重的能源安全問題, 更面臨嚴峻的生態環境安全問題, 以煤炭為主的能源結構給我國實施可持續發展戰略帶來巨大挑戰。在這段時間內, 能否實現社會經濟持續發展、生態環境保護和能源供給安全之間的“多贏”將考驗中國發展的未來。目前, 中國SO2 和CO2 的排放量分別居世界第一和第二位[ 5] 。中國必須履行《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》承諾的義務, 未來溫室氣體的排放量將面臨越來越大的國際壓力和越來越多的國家與非政府組織的監督。
1 .2 小城鎮能源保障問題
在我國未來能源安全問題中, 小城鎮能源保障風險無疑是最大的。其理由是:其一, 小城鎮不是國家經濟活動中心, 因而, 小城鎮不可能成為國家能源保障重心。“ 發展”是我國改革開放以來的“第一要務” , 也是各級政府最關心的主題。一方面, 經濟全球化產生一種強大的“轉型力量” , 促使世界經濟、政治和社會生活等產生一系列嬗變, 其重要表現之一就是城市的地位和重要性進一步提升, 城市日益成為經濟全球化的中心和載體, 并主導世界和一個國家的發展, 遠離中心城市的小城鎮被逐漸邊緣化。另一方面,我國正面臨工業化和信息化的雙重壓力,在推動工業化和信息化的力量中, 大中城市無疑是“ 主角” ,小城鎮難當重任。因而, 從維護、促進發展的角度, 在國家能源短缺或出現能源供給危機的情況下,大中城市是我國實現工業化、信息化的希望所在, 是經濟全球化的主要推動力量, 無疑也是國家能源優先供應的對象。其二,小城鎮高度分散, 電力供給損耗大, 電網安全隱患大、效益不高。煤炭是我國火力發電的主要原料,從我國電力產業布局上,大致存在兩種基本形式:原料地布局(資源指向型布局)和市場地布局。無論采用哪種形式, 火電站布局都主要集中于大中城市。對火電站所在地城市進行供電, 距離短,損耗小,效益高,同時電網安全系數高。而我國小城鎮呈高度分散型布局, 由城市向鄉村長距離供電模式, 損耗大, 效益低, 電網安全系數低。其三, 小城鎮交通區位差, 傳統化石能源的運輸、流通環節保障差。煤炭、石油是大宗商品, 適宜中長距離的鐵路運輸、管道運輸和航運。
與城市比較, 小城鎮不具有交通區位優勢, 大多數小城鎮遠離鐵路、國家級干道、石油輸出管道和航運中心, 化石能源供給天然地沒有大中城市穩定、便捷。其四, 小城鎮能源需求不斷增加, 加劇國內能源供需矛盾。隨著鄉村社會進步,小城鎮對化石能源、電力的需求量增加將成為一種必然趨勢,這勢必加劇我國能源供需之間的矛盾。在國家能源不斷趨于短缺的情況下, 小城鎮自身能源將更無保障。但小城鎮能源供給關系到數億民眾的生活、生產, 由此, 小城鎮能源問題不能不說是一個大問題。
2 小城鎮能源類型、結構特征及其決定因素
2 .1 小城鎮能源類型和結構特征
只有與城市能源類型和結構比較,才能真正反映小城鎮能源類型和結構的特征。由于分屬不同的生態系統, 覆蓋廣大農村地區的小城鎮的能源類型和結構與城市有很大差別。從生態系統的角度看, 城市是典型的、完全的人工生態系統, 能源消費量巨大。化石能源及由化石能源轉換而成的電力幾乎是當前城市能源的全部來源,而來自于自然生態系統和農業生態系統中的生物質能所占城市能源比重幾乎為零。而小城鎮覆蓋廣大農村地區,具有三重生態系統結構,即以小城鎮鎮區為中心的人工生態系統、以農村居民點為主的農業生態系統和自然生態系統。其中, 小城鎮鎮區為典型的人工生態系統。一般來講, 小城鎮鎮區能源利用類型和結構大體與城市類似, 能源不具有自給自足性, 需要外界能源大量輸入。但在小城鎮鎮區以外的農村,其能源具有不同程度上的自給自足性質。傳統的生物質能, 如柴薪、農作物秸稈、自然生態系統中荒草和灌木等是廣大農村主要能源資源。據統計, 1998 年, 我國農村生產生活中60 %以上能源靠柴草[ 6 , 7] 。以柴草為主的農村能源類型和結構既是我國幾千年傳統的延續, 又是小城鎮能源利用的一大特點和優勢所在。
2 .2 小城鎮能源類型和結構的決定因素
2 .2 .1 能源資源自然稟賦是小城鎮能源類型和結構的“本底”
“靠山吃山, 靠水吃水” 。不同地區的小城鎮在能源資源利用中“就地取材”特征非常明顯。在農業社會中, 能源資源的自然稟賦基本決定了小城鎮能源類型和結構。步入工業化后, 能源資源的自然稟賦、能源消費習慣和傳統使小城鎮能源結構變遷具有很強的“ 路徑依附”特點。如按我國地形地貌將小城鎮劃分為平原型、丘陵型和山區型三大類小城鎮。處于平原型地區的小城鎮是我國糧食、油料等種植業發達地區。農作物秸稈成為該類小城鎮的主要能源類型之一。一般而言, 經濟越不發達、非農產業越不發育,農作物秸稈在小城鎮總能源中所占比重越高。如安徽省宿松縣華陽河農場鎮, 屬于典型的農業型城鎮, 非農產業能源需求量低于農業生產和農村居民生活能源需求量。非農產業生產、城鎮鎮區居民生活、農業生產和農村居民生活能源消費占總能源中比例分別為:18 %、14 %、12 %和56 %。在總能源中約65 %~ 70 %的能源來自于農作物秸稈。江蘇省常熟市海虞鎮, 工業發達, 非農產業能源需求量遠遠高于農業生產和農村居民生活能源需求量。
傳統以農作物秸稈為主的農村生活燃料結構在20 世紀90年代逐漸被以煤氣(或天然氣)為主、燃煤為副的燃料結構所代替,農作物秸稈所占小城鎮總能源比重不斷趨于下降。對于地處山區的小城鎮, 因交通閉塞, 大多為欠發達鄉鎮, 其能源利用類型和結構與平原型地區小城鎮相比存在較大差異。具體表現在:①小水電在能源結構中占一定比例;②柴薪成為農村生活燃料的主要能源, 對于地處丘陵地帶的小城鎮, 因農業生產類型、能源資源稟賦等差異,柴草在小城鎮能源中也占有不同程度的比重。
2 .2 .2 社會經濟發展水平、產業結構變遷主宰小城鎮能源類型和結構變遷
社會經濟發展水平決定小城鎮能源消費總量, 發展水平越高,能源消費總量越大。小城鎮產業類型和結構決定了其能源消費類型和結構。一般而言, 隨著社會進步、經濟發展,傳統生物質能(柴草)因同體積或同重量單位熱質低、不便于運輸、灰分大、不潔凈、不能商業化等因素, 而逐漸被擯棄。在我國農村生活消費能源中,秸稈和薪柴的比重分別從1979 年的46 %、39 .8 %下降到2000 年的35.4 %和22 %, 而商品能源中, 原煤的比例增加了將近20 %, 電力和煤油分別增加6.5 %和1.6 %[ 8] 。從小城鎮能源類型和結構變遷來看, 能源的高效化、便捷化、清潔化是小城鎮社會進步的必然趨勢[ 6] 。
3 小城鎮能源優化配置戰略
3 .1 小城鎮能源優化配置戰略目標
(1)能 源供給有充分保障。尊重小城鎮能源的地區差異性和利用多樣性, 積極拓展小城鎮能源新類型, 并注重節約能源, 構筑小城鎮能源保障供給體系, 做到小城鎮能源安全有充分保障。
(2)減少生態破壞和環境污染。未來20 年, 我國的環境壓力巨大,國家、區域層面上的可持續發展面臨嚴峻的挑戰。小城鎮能源優化配置屬于國家能源結構調整和能源戰略的一個重要組成部分, 其能源優化配置應樹立環境友好觀和可持續發展觀, 不應加重區域環境污染, 不應加劇我國環境壓力。
(3)體現社會進步。薪草占能源比重下降,其它能源需求上升是小城鎮社會進步不可扭轉的趨勢。但這種趨勢也相應地增加我國能源供需之間的矛盾、增加了社會發展和環境保護之間的摩擦。因而,在兼顧各種矛盾的同時,小城鎮能源優化配置應適當、逐步提高小城鎮能源結構的現代化要求。
但小城鎮和城市分屬于不同的生態系統,因而,單純模仿城市的能源結構是錯誤的也是極其有害的。
(4)建立能源優化配置的市場化機制。長期以來, 在能源資源優化配置過程中, 政府一直發揮著主導地位, 市場化改革嚴重滯后。今后,按照市場經濟要求和WTO 的相關規則, 應積極探討小城鎮能源投資、開發、供給、流通等各環節市場機制,逐步實現小城鎮能源優化配置的市場化。
3 .2 小城鎮能源優化配置戰略導向
小城鎮能源現狀、特點、未來發展趨向及其優化配置目標決定了小城鎮能源優化配置戰略導向為:因地制宜,分區指導;立足小城鎮區域能源資源, 開源節流;做好區域能源優化配置銜接和協調;積極開發可再生能源;走優質、高效、潔凈、低耗、多樣化的小城鎮能源可持續發展之路。
(1)因地制宜, 分區指導。我國幅員遼闊, 小城鎮類型萬千,小城鎮能源資源現狀、能源類型和結構也是千差萬別, 決定了小城鎮能源優化配置不存在統一的模式, 任何“一刀切”的做法都有害的。建議應按其所處地形、地貌進行一級分區,將其劃分為平原、丘陵和山區三大類型。在一級分區的基礎上, 按社會經濟發展水平進行二級分區,將其劃分為發達型、中等發達型和欠發達型;還應根據小城鎮自身能源類型、種類、數量、質量等進行三級分區。分類指導才具有更強的實用性和操作性。
(2)立足小城鎮區域能源資源, 開源節流。小城鎮能源優化配置應尊重小城鎮能源結構的地區差異性和類型多樣性。立足區域能源資源, 深入挖掘小城鎮能源資源潛力, 保障小城鎮能源供給, 緩解國家和城市層面上的能源安全危機。其次,小城鎮單位產出能耗大, “節流” 空間相應也較大,應提高能源效率, 避免能源浪費。
(3)做好區域能源優化配置銜接和協調。對我國眾多小城鎮而言, 僅僅依靠“立足小城鎮區域能源資源, 開源節流”不能完全解決小城鎮能源供給和能源需求的現代化要求, 如小城鎮需要的煤炭、天然氣、石油、電力等能源依賴區外供給,這要求建立良好的能源優化配置的區域協調機制, 通過區域互動、小城鎮與城市間協調來共同完成小城鎮能源優化配置。
與城市相比,這些可再生能源資源都是我國小城鎮能源資源的優勢所在,且這些可再生能源資源蘊藏極其豐富。
(5)走優質、高效、潔凈、低耗、多樣化的小城鎮能源可持續發展之路。中國能源發展戰略有三條道路可供選擇:
①模仿西方19 世紀發展煤炭能源。這條道路盡管建立在我國能源自然稟賦基礎之上, 但將受到能源可持續利用、環境等剛性約束;②模仿類似于美國或德國發展以石油為主能源, 最大的障礙是貿易依存度高, 能源安全問題突出;③跨越西方而直接發展高效、潔凈、低耗、多樣化的21世紀的能源系統, 該道路最艱辛也可能最成功。從目前小城鎮能源資源稟賦和我國能源發展來看,走第三條道路是中國小城鎮能源優化配置的最優選擇。
4 小城鎮能源優化配置的政策措施
(1)摸清家底, 做好小城鎮能源資源(包括可再生資源)普查和評價工作。加強小城鎮能源資源調查和研究,科學地確定能源資源總量、類型和結構。在此基礎上, 對小城鎮能源資源進行綜合評價。
(3)能源資源開發利用生態風險評價應納入小城鎮能源利用規劃中。資源開發的經驗教訓告訴我們, 任何不合理、不科學的自然資源開發都有可能引發大區域災難性的結果。因而,小城鎮能源開發之前應做開發項目的生態風險評價。
4 .2 加快小城鎮可再生能源的應用技術研究長期以來, 我國可再生能源利用滯后于化石能源的利用步伐,同時也滯后于發達國家可再生能源開發利用水平, 其根源之一是我國可再生能源應用研究領域起步較晚, 發展緩慢。小城鎮擁有大量的可再生能源, 但真正具有商業化運營價值的卻很少, 這反映了我國在此方面的應用技術領域研究滯后。鑒于小城鎮經濟、技術、人才等方面實力不足,政府在再生能源應用研究中起主導作用, 應通過建立可再生能源普查專項基金和應用技術研究的專項基金,加快可再生能源應用技術研究領域步伐。如加快傳統生物質能的氣化、液化、干餾化等應用技術開發, 推動傳統生物質能向現代生物質能轉變,走優質、高效、潔凈的小城鎮能源可持續發展之路。
4 .3 建立小城鎮能源資源分配、開發、流通的市場機制建立小城鎮能源資源市場機制是小城鎮能源優化配置的中心環節。首先, 建立可再生能源開發的風險資金,降低、分攤可再生能源開發、商業化運行過程中的經營風險;其次,降低可再生能源開發的市場準入門檻, 本著“先易后難” 、“先增加供給后結構調整”的原則, 逐步實現小城鎮能源結構優化的目標;第三, 通過稅收杠桿、財政杠桿,鼓勵海外資本和民間資本參與小城鎮能源, 尤其是可再生能源的開發;第四,推動能源資源產權多元化改革, 打破政府行政性壟斷, 引入競爭機制和市場供給機制, 實現小城鎮能源的優化配置;第五, 對小城鎮能源資源的開采權進行招標拍賣, 逐步建立公正、競爭的資源分配市場新機制,同時做好出讓資金的分割問題, 必須預留足夠的專項資金用于因開采造成的坍塌、復耕等生態恢復和經濟補償等問題;第六,本著“抓大放小”的原則,對小型國有能源企業進行市場化改革,改變國有企業依靠性強、競爭力弱等弊病;第七,形成小城鎮能源批發、零售等流通環節上的多渠道化、多元化, 加快能源流通領域內不同所有制競爭, 逐步實現能源生產和流通相分離;第八, 逐步放松能源價格的政府管制, 讓價格杠桿在小城鎮能源優化配置中起基礎作用;第九,轉變政府職能, 減少行政干預, 削弱并逐步消除能源流通中的行政區經濟壁壘。
4 .4 切實保護小城鎮能源資源
林木資源既是一種可再生資源, 又是一種多功能的、多用途的資源。對于用柴薪為主要能源的山區小城鎮, 應杜絕林木的亂砍亂伐。對于生態環境優越的山區小城鎮,其柴薪砍伐量應不大于其更新量(自然更新和人工種植)。
對于位于水土流失嚴重、自然保護區、森林覆蓋率偏低等特殊山區的小城鎮, 盡可能或禁止林木的亂砍亂伐, 應積極改變地方能源消費習慣,尋找其它替代能源。以煤炭為主要能源的小城鎮, 應樹立能源可持續利用觀, 杜絕浪費和亂挖亂采。①根據國家煤炭企業管理辦法, 防止煤炭資源的無限度的隨意取用;②采取提高征收資源稅,環保稅,依法壓縮小煤炭企業, 由粗放經營向集約經營轉變;③逐步禁止“采厚棄薄” 、“吃肥丟瘦”的做法, 提高資源回收率;④建議煤炭資源開采權適當上收, 禁止非法占有和開采;⑤對開采的或廢棄礦井實施復耕等補救措施, 將因開采造成的生態環境破壞降到最低程度。
4 .5 優化小城鎮的產業結構,大力推動循環經濟淘汰小城鎮污染大、效率低、能耗大的工藝、技術和設備, 推廣環境友好、效率高的適用技術和裝備。對于冶金、建材、化工、機械等行業, 廣泛采用較為先進的燃煤技術和煤轉化技術。運用循環經濟、清潔生產等理念, 組織小城鎮生產和生活、企業生產間互動, 提高能源的綜合利用率,降低能源浪費, 保障小城鎮能源安全供應, 使經濟和環境得到良性發展。
4 .6 推廣分布式能源供給模式,保障小城鎮能源安全在國際上, 第二代能源供給模式———分布式能源供給模式被多數國家倡導。分布式能源供給模式主張能源產業小規模(數千瓦至50MW小型模塊式)、采用分散方式布局于用戶終端, 進行供電、供熱, 實現能源的優化配置和綜合利用。由于接近用戶終端, 不僅降低了能耗, 而且保證了能源供應安全。從環境保護的角度看,分布式能源供給體系將部分污染物分散化、資源化, 實現適度排放的目標。
盡管以煤炭、石油等化石能源為主的電廠采取分散方式在國內尚存在較大爭議, 但針對我國小城鎮能源資源稟賦現狀, 國家可率先在小城鎮推行分布式能源供給模式。對廣大鄉村而言, 太陽能、風能、水能、現代生物質能等可再生能源是其能源的優勢所在。與化石能源相比,多數可再生能源接近遍在資源, 在市場經濟條件下, 遍在資源的產業布局屬于用戶終端布局模式。小城鎮農村居民點高度分散, 可再生能源采用分布式能源供給模式符合產業布局基本原理,運用可再生能源, 推廣分布式能源供給模式, 將大大提高小城鎮能源供給安全。
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