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今夏电力短缺 拿什么拯救能源?

2004-08-17 ZDNet China
 

  “天不打雷,天不下雨,天上有太阳”,歌词的下半句该是“风扇在吹,空调也开,电从哪里来”。今年持续的高温、干旱,成为造成电力短缺的一个直接原因。在停电后的烛光和闷热中,老人常念道的“随手关灯,电器关闭后拔下插头,关掉长流水……”的节约意识,又重新回到人们的生活中。即便是这样,还是很多城市为了保证居民生活正常用电,调整了工业企业的用电时间。而且经济越发达,能源越缺乏,在中国的东南部地区,严重的电荒、煤荒等能源缺乏,已经拖累了经济发展。

  根据电监会预测,今年中国三季度电力缺口为2500万千瓦至3000万千瓦,约占去年底总装机容量3 亿8500万千瓦的7%,预计今年共缺电约 600 亿千瓦时(度)。而且不但东部和南部重工化的高耗电省份严重缺电,甚至西部担任西电东送任务的四川、云南、山西等省份也频频拉闸限电。

  以浙江省为例,其电网供电能力在1200万千瓦左右,而预计今夏高峰最大电力缺口为430 万至630 万千瓦时。目前浙江的用电负荷率已达 97.4%,白天晚上基本持平,已无峰值和谷值。据相关报道显示,仅浙江省义乌市,这个以小商品闻名的城市,就有5 万多家企业被停止了电力供应。

  今年上半年我国拉限电范围进一步扩大,仅国家电网公司系统就累计拉限电75.70 万条次,损失电量194.53亿千瓦时;全国有24个省级电网出现拉限电现象,比去年全年还多。

  析因:需求预估不到位

  “对能源市场的需求估计不到位是造成此次能源缺乏的重要原因。”社科院工业经济研究所刘戒骄博士在接受采访时表示,相对滞后的电力体制改革,使得在整个经济体制改革过程中,产业发展不平衡。目前我国正在进入工业化和城市化的快速发展阶段,与高速增长的国民经济相比,电力建设投资连续几年滞后于全国基建投资,这直接导致电力建设缓慢,电力供应不足,并因此造成了煤炭、石油等能源的缺乏。

  刘戒骄博士同时强调,我国工业化正处于重化工业阶段,钢铁、建材、有色、化工等高耗电行业,在今后相当长时期内,我国仍需保持一定甚至较高的经济增长速度,而这要有充足的电力支持,因此,我国对电力的需求会逐步增加。

  而且居民生活电力消费将随着人口增长、工业化和城市化而稳定增长,人均电力消耗也会增长。近几年气温对用电负荷的影响越来越大,特别是空调数量的不断增加。目前,华中、华东、川渝地区、京津唐地区的夏季制冷负荷已经占电力负荷的1/3 ,电网最大负荷超过发电量的增长。因此,刘博士认为,虽然目前我国电力消费水平还不高,但对电力的远期需求应当估计充分。

  另一方面,电力建设具有周期长、技术资金密集等特点,因为电力建设规划需要与其他各个部门互相衔接。电力项目在前期工作、开工、在建和已投产等各个阶段都应保持一个合理的比例,才能保证供电和提高装机的效率和效益。

  担忧:影响投资信心

  “电力是先行官”,大范围缺电令投资环境打了折扣,因此有人认为短期内一些外商投资可能会向电力情况稍好的中西部地区倾斜。刘博士也担心“能源缺乏最可能影响的是未来的投资信心。”但是他也强调,投资受政策、法律、人才等多种因素的影响,因此东南部经济发达地区暂时的电荒,应该不会使投资方向更多地转向中西部地区。

  能源短缺曾使湖南省在去年7 、8 月期间一共拉闸限电1.1 万次,限电量共计5 亿千瓦时,造成包括机械制造、食品加工、纺织、机电等工业项目共计41亿元的损失。但也有报道称,电荒在制约长三角经济快车的同时,也在逼迫长三角加快经济结构、产业结构调整的步伐。而如何提高经济运行的质量,尽量减少对高能源消耗企业的投入,增加低能耗增长,已成为摆在长三角地区面前的一个现实的问题。

  电荒让人们又拾回了勤俭的传统。刘博士认为应该鼓励人们用电,而不是直接使用煤等能源,以增加能源的利用率。据他介绍,美国消耗的煤炭中有80%~90%用于发电,欧洲的煤炭则100 %用于发电,而我国只有50%~60%的煤炭用于发电,更多地被直接消费,造成能源浪费。而按照购买力评价来看,偏高的电价也是造成目前状况的原因之一,据了解在美国每度电价只是用于发电煤炭的2 倍,而我国是近 10倍。因此电力行业的市场化改革,将有助于能源更加充分的利用。

  补缺:电力超前是必须的

  由于建设电厂的周期比较长,因此从短期来看,只能充分利用现有资源,限制部分需求。但是从长远来看,要做好规划,实现电力先行。虽然有人担心,一旦电力供求形势逆转,可能会使电力出现较严重的过剩,新建电厂较集中的发达地区可能成为重灾区,这会造成另一种浪费。但刘博士认为,适当的电力超前是必须的,在美国电力超前约为18%。

  对于电力工业本身,刘博士提出,我国电力工业在朝“大机组、大电网、超高压”方向发展的同时,还要注重发展分布式能源。这将在实现资源综合利用的同时,避免远距离输电造成的线损。他认为,增加电力供应能力包括增加电网和电源供应能力两个部分,只有电源与电网的协调发展,才能形成电力工业要先行、适度超前发展的态势。

  而要调整整个产业结构,在重化工业阶段增加高科技含量,也是增加能源使用率的措施之一。

  结束语:借助可替代能源

  世界能源问题已成为制约人类社会可持续发展的关键问题,能源生产与消费过程中导致的环境与生态的破坏,造成了无法估量的社会和人文灾难。因此,21世纪新能源的开发与利用,已不再是一个将来的话题。

  通过利用自然界的太阳能、风能、水能、地热等可替代能源,也许将是人类的出路之一。

  从事太阳能和其他替代能源开发的公司正迅速吸引风险投资和研究资助,同样重要的是,他们引起了许多高科技行业的资深评论家和有影响力的人物的兴趣。

  Stanford大学工程学院院长JimPlummer表示:“本世纪将面临巨大的能源问题,依靠政策不能解决问题,惟一的解决途径是技术,否则就只能让我们的经济停止运行。”

  因为上世纪70年代的阿拉伯石油禁运,美国比以前任何时候都更关心能源。因为油价不断上涨,中东冲突,恐怖主义对国内设施的威胁,或者是象美国加州那样因电力紧张不得不实行灯火轮流管制,未来燃料和电力供应的稳定性越来越不容乐观。但是,历史表明危机并不总是能引发长期持续的变革。1978年,在阿拉伯石油禁运之后,美国能源部在光电技术或太阳能技术的研究方面投入2.5 亿美元。然而,根据电力科学研究院顾问TerryPeterson 的统计,1983年,这笔基金降低到3500万美元。

  今天,能够让人们对替代能源感兴趣的原因是技术进步和成本下降——这是吸引硅谷的风险投资者和其他寻求新机遇的投资者的根本原因。

  例如,Konarka 技术公司已经成功筹集了3200万美元,它的投资者包括ChevronTexaco 公司、法兰西电力公司和风险资本公司Draper Fisher Jurvetson.Konarka 的奠基人之一是诺贝尔奖得主Alan Heeger.该公司称今年年底之前,将会把用塑料薄层制作的太阳能电池交付批量生产。

  在硅谷,Palo Alto 下属的Nanosys 正与Matsushita公司合作开发用于屋顶的可喷涂太阳能薄膜。同时,SRI 名誉退休CEO William Miller 创建的Nanostellar 公司准备生产清洁器和更便宜的废气净化器。其他替代能源概念公司包括海洋电力公司(波浪发电)、Clarke能源公司(利用废渣填埋地的天然气)和Bowman电力公司(微型涡轮)等。

  另外,燃料电池和电池公司也正在为他们的产品开拓市场,如MTI 微型燃料电池公司,PolyFuel公司和Solicore公司。英国的风险资本公司3i的一位执行官Sean Brownlee 认为:“自去年以来人们对这个领域的兴趣不断增长”。他估计,在全世界,1999年有6 家公司得到6400 万美元的风险资本;2001年有22家公司得到1.14亿美元;到了2003年,有26家公司得到了2.77亿美元的风险资本。

  矿物燃料替代品,或者说是“清洁”技术是Stanford大学工程学院的三个主要的研究领域之一。ExxonMobil、Toyota、Schlumberger和通用电气将为该大学的全球气候和能源项目总共投入2.25亿美元。

  正如Plummer 所指出的那样,世界能源结构面临巨大的问题。根据国家地理杂志的统计数据,易开采的石油产量将达到顶峰,随后,在2016 年和2040年之间石油产量将急剧下降。届时严峻的形势将迫使石油公司提高价格,并且从非常规的来源寻找油,例如从焦油沙中。同时,矿物燃料引起的环境和健康问题也正招致批评,因为这增加了环境保护和人身保险的成本。

  现代太空竞赛

  芯片制造业巨人Intel 首席执行官Craig Barrett 在最近一次的采访中表示:“苏联人造卫星面临的巨大挑战是登上月球。而我们面临的挑战有所不同,这个挑战来自我们的现有的能源环境”。

  替代能源最吸引人的领域之一是薄膜太阳能电池技术。在过去几十年一直使用的太阳能电池是刚硬的硅芯片,它的制造设备昂贵,并且安装在有点笨重的屋顶架中。而利用薄膜技术,制造商使用墨水喷嘴在塑料薄片上或屋顶瓦片上用光电材料喷出精确的图形。这样做不仅能降低成本,也使得光电材料不是很碍眼。

  2002年成立的专注于能源领域的风险投资公司——Firelake投资公司常务董事Martin Lagod说:“你甚至可以拥有一幅光电材料绘制的油画”,他认为:“在接下来的5 至7 年或者更长时间内,最大的市场机遇在能源和材料领域”。

  政府也正提供补助以鼓励能源技术的发展。因为政府补助抵消了大约一半的太阳能系统安装费用,日本、德国和美国加州成为世界三大太阳能市场。甚至使用太阳能技术的家庭也可以高于市场的价格把多余的电力卖给公用设施机构。

  据United Solar Ovonic 公司的董事长,密歇根州的薄膜太阳能专家Subhendu Guha 透露,在美国伊利诺伊州、新泽西州和纽约市以及意大利、卢森堡和西班牙也实施了类似的政府补贴计划。

  如果没有补贴,使用太阳能装置产生的电就要花费每千瓦小时30美分或更多,远高于传统发电方式(如大坝水电)的每千瓦小时6 到15美分。如果有补贴,太阳能发电的总费用能降低到每千瓦小时25美分或更少。

  因为太阳能发电成本随着技术进步而下降,同时传统的发电方式费用上升,太阳能越来越有吸引力。Guha说:“利用一个安装好的发电系统,你能在5 到8 年内收回成本。”

  替代能源产业正在增长,根据United Solar Ovonic 公司6 月30日公布的最近一个财年的报告,它的年收入为3500万美元,比上年度增长了90%.预计今年收入会上升110 个百分点。

  比较著名的的太阳能系统工程有可口可乐公司在洛杉矶大楼安装的一个系统和北京新首都博物馆安装的太阳能系统,后者每年产生360000 度电。象大多数太阳能系统工程一样,这些建筑物仍然与传统电网连接,它们只是在太阳能不足或无法得到太阳能的时候才使用电网。

  说服那些不相信的人

  替代能源专家承认,现在很盛行对替代能源的怀疑论点。“即使在高科技群体中,人们对于太阳能的认识也仅限于太阳能是个好的想法。但是它产生于70年代,也死于70年代。”Konarka 公司的McGahn说。

  尽管如此,Firelake公司的Lagod 说,在过去的几十年中还是发生了很多变化。台式计算机和建模软件几十年前根本就不存在,现在人们正用它们改善汽车排放,并用于创造能源公司提出的新型材料,半导体,分子和其他的元件。

  支持者的想法与一般人相反,他们认为,能源价格和对能源的关注将使消费者涌向新的品牌和技术。

  Lagod 说:“70年代的油价震荡使美国人引入了日本的省油汽车,以前没人知道丰田,但是现在,他们占有支配性的市场份额。”

  对替代能源来说,现在的市场环境比较成熟。1990年,美国46% 的石油依靠进口,到了2000年,这个数字是57%.政府资金紧张,开始还要资助传统的电力制造和水的净化。

  很难准确指出向新技术的过渡什么时候会发生。因为现在太阳能薄膜技术的工业化刚刚成为可能,它远比常规电力要贵。预计到2006或2008 年,已经改进的技术和大规模的生产将使替代能源的普及成为可能,但是这种估计很难证明。

  其他形式的替代能源也面临着前景难以评估的问题。Brownlee说,风力发电已经开始应用了,但是它只限于欧洲。

  海洋发电有希望,因为不像风或者阳光,波浪从不停息。它有问题吗?有的,海洋发电需要把设备沉入汹涌的海洋中。与此类似,氢看起来是很好的能源,但是实验室的结果并不乐观,并且,其他基础设施——氢的存储系统、密封垫片之类——都还不完善。

  尽管面临挑战,人们的灵感之光仍在闪烁。McGehee 认为,“纳米现在很热门,人们正在寻找纳米技术的用武之处,我从未想过会在硅谷里看到这些。但是人们认识到,能源市场已经让计算机市场相形见绌。”使洋流像风车发电那样产生电力。

  据报道有关专家指出,目前世界各国能源结构的特点,一般要取决于该国资源、经济和科技发展等因素。

  ★煤炭资源丰富的国家中,在能源消费中往往以煤为主,煤炭消费比重较大。其中南非为77.1% ,中国72.9% ,波兰68.1% ,印度56.8%,澳大利亚44.5% ,美国24.9%.

  ★发达国家中石油在消费结构中所占比重均在35% 以上,其中美国39.7% ,日本51.1% ,德国40.6% ,法国37.9% ,英国35.4 %,加拿大 37.9% ,意大利58.4% ,澳大利亚36.3%.

  ★天然气资源丰富的国家中,天然气在消费结构中所占比例均在35% 以上,其中俄罗斯55.5% ,伊朗43.8% ,沙特41.2% ,英国 35.1%.

  ★煤油气能源缺乏的国家,根据自身特点大力发展核电及水电,其中日本核能在能源消费结构中所占比例为16.8% ,法国核能占40.1% ,韩国核能占13.8% ,乌克兰核能占13.8% ,加拿大水电占13.0% ,巴西水电占19.8%.

  ★在世界前20个能源消费大国中,煤炭占第一位的有5 个,占第二位的有6 个,占第三位的有9 个。

  当前就全世界而言,石油在能源消费结构中占第一位,但所占比例正在缓慢下降;煤炭占第二位,所占比例也在下降;目前天然气占第三位,所占比例持续上升,前景良好。

  2004年,除电力外,中国还面临着煤炭、石油、水等多种资源的短缺,这种资源的相对匮乏将比电力紧缺持续得更为久远。尽管采访中相关专家并没有表示IT在能源替代过程中能起到直接作用,但信息化在能源运筹中的能效不容忽视。

  入夏以来由电荒引起的媒体声讨,不仅放大了电荒、煤荒、油荒带给人们的心理压力;同时也引发了对石油、煤炭、石油等非再生性资源失衡开采的警醒。在记者采访中,能源行业的相关信息化专家建议:在中国的能源危机之下,不能忽视IT和行业信息化的潜能;并呼吁 “使用节能型IT产品和解决方案”、“借助ERP 等管理手段合理调度资源”、“建立大能源的信息共享平台进行资源集约配置”。

  急需建立IT节能标准

  “在未来20年,中国应实行‘节能优先、结构多元、环境友好’的可持续能源发展战略。”这是《国家能源战略的基本构想》的执笔人、国务院发展研究中心产业经济部副部长冯飞针对能源荒提出的长期缓解之道。在今年6 月的节能周上,国家发改委专门出台《公众节能行为指南》。其中,第一部分就是写给“政府公务员、企事业单位职员”的。它倡导“绿色办公”,甚至给出了很多细节。比如,夏季办公楼空调温度设置于27℃至28℃,减少电脑、饮水机、复印机等办公设备的待机能耗,采购节能产品和设备等。而所谓“待机能耗”是指,家用电器或IT办公设备使用遥控器开关或不拔下插头,电表照样走字。

  中国节能潜力到底有多大?在一个典型的企业机房中,电费支出会占到企业TCO (总拥有成本)的25% ;而网吧等特殊行业,电费会占到运营成本的80% 以上。冯飞表示,中国主要用能产品的单位产品能耗比发达国家高25~90%,加权平均高40%左右。节能专家则指出,我国城市家庭的平均待机能耗相当于每个家庭都在使用一盏15至30瓦的长明灯;而企业中的IT设备的待机能耗和非在用能耗就更为可观。改变一些使用习惯被专家们认为是可挖掘的节能潜力。事实上,节能可能是在弯腰拔下插座的一瞬间就能完成。

  “从国外经验看,在节能上,政府一定要作出表率。”政府节能不仅可以减少公共财政支出,而且可以通过政府采购等手段有效推动节能新技术、新设备、新材料的推广运用。美国能源基金会北京代表处的杨富强博士的建议肯定会给我国IT产品政府采购带来新的启发。而尽快建立IT产品节能标准则是相关IT厂商热切关注的问题。

  考验集约管理能力

  电是一种很特殊的产品。一方面,发电厂不能按市场用电需求量供电会产生电力紧缺;另一方面,发电厂发出的电超过了某一时段的用电需求,也就是等于浪费。有人说,电荒是以往电力行业“重发电、轻供电、不管用电”现象的集中爆发。在国电信息中心企划咨询处辜体仁眼中,电荒反映的是电网公司在用电峰值下如何对发电集团的供电进行均衡调度的问题。“信息化在解决电荒过程中的作用恰恰在于它优化了电力调度!”

  用电需求、供电、电力调度三者之间关联着信息共享与统筹管理的悬机。EMC 中国区副总裁政府事业部总经理周西柱认为,电网间不能有效的信息互联也是引起“电荒”的原因之一。电力信息化一个很大的作用就是,电网调度中心根据掌控的电力资源进行合理电力调度来解决问题。另外,为缓解电网压力,许多城市相继出台了“峰谷电价”政策,也就是根据用电量将一天分为两个计费时段,低峰时段电价明显低于高峰时段电价。这也是考验电网公司管理水平之处。

  电力行业通过近几年的发展和投入,已经建成能够完成不同功能的各类管理控制系统,既包括用于电网调度的各类电力自动化系统,也包括(发电或供电企业)用于生产运行的管理系统和财务系统,以及用于信息发布的MIS 和门户系统等。今后电力行业内信息资源的整合,实现共享信息及辅助决策需求将会日益迫切,预计整合信息一体化的解决方案和产品必然成为行业内新的增长点。

  在利用信息技术实现粗放式模式向集约式模式转变上,来自石油化工行业的观点也是一致的。中国石油化工股份有限公司近三年的努力方向就包括,建成中国石化一体化的ERP 系统,使集团主要的经营管理都在统一的平台上进行;资源配置优化和供应链优化在试点的基础上大范围推广,并在原油采购配置、运输、炼制、油化一体化及成品油一次、二次配送中取得整体化效益;建成安全、可靠、稳定、快速、实用的石化信息网络平台,建立较完善的一体化信息化组织管理体系。而中国海洋石油总公司从2003年~2008年的五年规划目标也是,建成包括集团ERP 、决策支持、客户关系管理、供应链管理和产业链协同功能等在内的集成管理信息系统,支持集团总公司的四个中心战略职能和二级公司的经营管理决策。

  要建大能源供应链

  尽管表面上看,今年“电荒”的直接原因是水电不足背景下的“煤缺”。但北京大学中国经济研究中心胡大源教授却认为,“这是一个能源供应链的问题”。电力、煤炭、石油、水利、核能甚至太阳能环环相扣,它们构成中国能源的一体性,牵一发而动全身。

  我国的电力结构极不合理,这也是引发能源供应危机讨论的主要原因。目前我国电力行业中,火电比重特别大,占到70%。由于近两年水电的随机性缺电,导致了南方地区对火电的增加,对煤的需求猛增,这些都对“煤荒”的形成起了助推的作用。与此同时,中国的煤炭产量一直都在突破性增长,但由于开采工具陈旧,煤矿安全因素极大困扰了煤炭业的持续发展。为支持发电、供电,而大干快上电厂与煤厂利大还弊大呢?现在,越来越多的环保界人士提出,针对用电峰值需求来进行电厂新建、扩建的规划有很多不科学的地方,它不光加大了煤炭、石油这些不可再生性资源的过度开采,同时也使一些能源大省的地理环境严重恶化。国务院发展研究中心副主任陈清泰甚至断言,“中国传统的高投入、高消耗、重污染、低产出的发展模式,已经走到了尽头”。

  由此,在电力需求高峰期,统筹水力发电、风力发电、核能发电等环保能源的供应成了能源供应链管理的潜在需求。而如何打破行业壁垒,建立起大能源的信息管理平台已经成为给专家们提出的全新课题。 相关阅读:家用太阳能·风能协同发电系统  太阳能·地能协同供应系统

 
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