节能和提高能效对控制煤炭消费总量的贡献分析

符冠云，田智宇

 

    内容摘要：我国能源消费呈现以煤为主特点，由于消费总量大、利用方式粗放，对生态环境、气候变化带来一系列负面影响，控制煤炭消费总量是推进我国能源生产和消费革命、解决雾霾等突出环境问题的首要任务。研究表明，经过政策努力，2020年我国煤炭消费总量可以控制在35亿吨左右，比基准情景下降6亿吨；高耗能行业是控煤的重点，其中节能和提高能效的贡献接近2/3，是控煤的“第一动力”。“十三五”时期应通过深入开展体制机制创新，持续推进全社会节能提效工作，为控制煤炭消费总量注入持久动力。
    关键词：煤炭，控制，途径
    Abstract: Coal has been dominating China’s energy consumption.
    Keywords: coal, cap, approach
    一、研究背景   

    受“以煤为主”资源禀赋等因素影响，煤炭长期在我国能源生产和消费中居于主体地位。2015年，煤炭占我国一次能源消费的比重接近2/3，远高于发达国家甚至许多发展中国家水平。1990-2015年，我国煤炭消费增长接近20亿吨标准煤[1]，占同期全球煤炭消费增量的85%以上[2]。由于消费总量巨大、开采和利用方式的粗放等原因，煤炭在支撑我国经济社会发展的同时，带来严重的环境污染、生态破坏、土地塌陷、气候变化等问题，对煤炭富集地区以及煤炭消费集中地区经济社会可持续发展带来严重负面影响，对加快转变发展方式、推动绿色低碳转型形成直接约束。
    近几年随着经济进入“新常态”，我国煤炭消费总量自2013年以来已连续3年出现下降，这一方面源于我国各行业节能工作不断推进，能源利用效率明显提高，另一方面也得益于经济增速和高耗煤行业发展的放缓。在我国加快推进生态文明建设背景下，严格控制煤炭消费总量，确保煤炭消费持续减量，是推进能源生产和消费革命、解决雾霾等突出环境问题的首要任务。特别是，深入分析节能和提高能效对控制煤炭消费总量的贡献，有利于制定更为科学合理的控煤目标，明确控煤的重点行业和优先领域，以最经济有效的方式实现煤炭消费控制、能源结构优化和环境质量改善目标。
    二、研究方法   

    全国和主要行业部门2020年煤炭消费总量控制目标的确定，主要采取“自上而下”和“自下而上”相结合方式。其中，“自上而下”方法主要考虑实现全国雾霾治理等环境改善目标对煤炭消费总量的约束，以及煤炭消费控制可能对经济增长、就业带来的影响等；“自下而上”方法主要考虑不同部门和部门之间在控制产量、改进技术、优化结构、能源替代等方面的潜力，分析通过政策努力可能挖掘的煤控潜力。
    为进一步分析节能和提高能效的潜力，对于有代表性产品的部门行业，如电力、钢铁、水泥等，主要基于国际比较、技术潜力分析方法等，分析降低行业产量的潜力、提升能效、优化能源结构的潜力，研究如何实现行业增加值增长与产量增长、煤耗增长的“脱钩”；对于没有代表性产品的部门行业，主要采取国际比较方法等，研究未来行业增加值、增加值能耗、能源结构变化情况；对于跨部门、跨领域问题，主要从调整工业化发展模式、转变城市化发展道路、优化能源系统体系等角度，研究发展方式转变、能源结构优化等对各个部门都可能产生的“外溢”效应。
    综合考虑全国环境目标约束下的煤炭消费总量控制目标以及各个部门控制煤炭消费的潜力空间，结合不同部门行业特征、发展特点、技术水平等，提出确保全国煤控目标实现的各个部门煤炭消费总量目标，以及节能和提高能效在其中的贡献。
    三、结果分析   

    1、2020年煤炭消费总量控制目标及分部门贡献
模型分析结果表明（如图所示），基准情景下2020年我国煤炭消费总量为41亿吨，煤控情景下2020年煤炭消费总量有望控制在35亿吨，比基准情景降低6亿吨。节煤潜力将主要集中于水泥、钢铁、焦炭、建筑、电力、现代煤化工等高耗煤行业部门，分别将贡献0.74、0.84、0.67、0.33、1.30和1.25亿吨，合计5.13亿吨，占全部节煤潜力的85%。

    控制煤炭消费总量的潜力主要来自于减少不合理消费、提高能源利用效率、优化工艺路线和清洁能源替代四个方面。减少不合理消费和提高能源利用效率属于节能提效的范畴，从结果来看，节能提效对于我国控制煤炭消费总量的影响举足轻重，在水泥、钢铁、焦炭行业和建筑部门，节能提效将贡献70%甚至更高比例的节煤潜力；电力行业40%的节煤潜力也来自于节能提效。

    2、主要行业部门实现煤炭控制目标途径分析
    电力行业将通过四个途径实现节煤潜力：第一，大幅提高火力发电能效水平。大力发展清洁煤发电技术，加大现役火电机组改造力度，2020年现役燃煤发电机组平均供电煤耗应低于310克标准煤/千瓦时。第二，实施节能优先调度和低碳调度，提高高效火电机组负荷率。第三，优化火力发电结构与布局。继续推进“上大压小”工程、加快淘汰落后机组，积极发展热电联产，优化区域煤电布局。第四，加快发展非化石电力。优先发展水电、安全高效发展核电、高比例发展风电和太阳能发电，到2020年非化石能源发电量比重达到32%以上。
    钢铁行业将通过五个途径实现节煤潜力：第一，强化淘汰落后产能等措施实施力度，2020年将钢铁产量控制在7亿吨左右。第二，增加废钢使用规模、提高“短流程”电炉炼钢产量比重，2020年废钢使用比例达到18%左右。第三，大力推广煤调湿、烧结余热发电、高温高压TRT等节煤技术，并以“一罐到底”等界面技术为突破口，挖掘系统节能潜力。第四，提高资源综合利用和余热余压利用水平，推广余热供暖、高炉分解废旧轮胎等新模式，推广发挥钢铁企业的外部效益。第五，开展直接还原铁等革新工艺应用示范，为长期控制煤炭消费总量打下基础。
    水泥行业将通过四个途径实现节煤潜力：第一，提高产品标准和建筑施工质量标准，严格控制低端产能扩张、大力推进淘汰落后产能工作，倒逼水泥行业结构调整。2020年全国水泥产量控制在21亿吨左右。第二，积极推广水泥窑协同处置可燃性废弃物，2020年替代燃料比例提升至10%以上。第三，全面普及先进成熟节煤技术，包括推广高效节能煅烧技术和设备、富氧燃烧技术、以第四代篦冷机为代表的余热梯级利用技术及装备等。2020年吨熟料煤耗和吨水泥电耗分别比2015年下降10-15%。第四，鼓励水泥企业利用工业废渣替代水泥原料。
    建筑部门将通过四个途径实现节煤潜力：第一，通过发展紧凑型城市、降低房屋空置率、遏制“大拆大建”现象等方式，合理控制建筑面积增长。第二，提高新建建筑能效。不断提高建筑节能标准，规模化推进绿色建筑，到2020年50%城镇新建建筑为绿色建筑。第三，深入开展既有居住建筑节能改造。继续开展北方采暖地区既有居住建筑供热计量及节能改造，加快实施夏热冬冷地区居住建筑节能改造。第四，全面推广低品位工业余热供暖，扩大可再生能源建筑领域规模化应用。到2020年，新增可再生能源建筑应用面积50亿平方米，可再生能源利用占城镇总能耗的15%以上。
    其他耗煤部门的节煤重点途径如下：焦炭行业积极推进企业兼并重组和“上大压小”，提高单位设备生产能力，同时在使用焦炭的终端部门推进原料替代。煤化工行业要严格把产业发展规模控制在合理范围，综合考虑煤化工项目的能耗、水耗和排放等情况，适度、有序发展煤化工产业。此外，在通用设备领域，工业燃煤锅炉（窑炉）是消耗煤炭的主要载体，且因为设备规模、生产条件等原因，能效水平较低，未来应在提效和替代两方面重点突破，加快淘汰落后锅炉、普及高效燃煤锅炉，同时大力推进“煤改气”、“煤改电”工程。
    四、结论和建议   

    控制煤炭消费总量是推进能源生产和消费革命、解决雾霾等突出环境问题的首要任务。研究表明，经过政策努力，到2020年我国煤炭消费总量可以控制在35亿吨左右，相比基准情景下降6亿吨左右。电力、钢铁、水泥、煤化工、建筑等行业是控制煤炭消费总量的重点，占我国节煤潜力的85%以上。我国煤炭消费在达到峰值水平后，有望实现持续下降。
    节能和提高能效是我国控制煤炭消费总量、优化能源结构的“第一动力”。模型测算结果表明，减少不合理消费和提高能源利用效率对于实现2020年煤控目标的贡献度接近2/3，事关控制煤炭消费总量工作的全局。今后应严格贯彻“节能是满足能源需求的第一能源”理念，把节能和提高能效作为推动高耗能行业转型升级发展的重要抓手，持续推进高耗能行业能效水平不断提高，推动行业发展方式由规模扩张向效率升级转变。
    强化节能提效绿色标尺作用。把抑制高耗能行业粗放扩张作为节能工作重点，将“去产能”范围延伸到水泥、焦炭等高耗煤行业，严格控制煤电、煤化工产业发展，推动主要高耗能行业实现减量发展。综合运用节能、环保、质量、安全等强制性标准，提高对工业产能、建筑项目、基础设施等项目的节能环保准入要求，建立落后产能法制化、市场化退出机制。要以达到国内先进能效水平为标杆，推动既有工业行业、建筑物等实施深度节能改造，实现终端用能部门效率赶超升级。
    建立健全节能提效的市场机制。完善能源价格税收体系，使能源价格反映能源使用的真实成本，建立健全碳排放、用能权交易制度，完善能效电价、差别电价、惩罚性电价等价格机制，提高企业节能内生动力。组织利用社会力量，为高耗煤企业提供“个性化”能源审计、节能诊断、能效测评等服务。通过能效发展基金、风险担保等方式，拓宽企业节能融资的市场渠道。
    完善节能法律标准体系、从严执法。尽快启动《节能法》的修订工作，明确规定重点用能单位的责任与义务，强化重点用能单位节能目标责任约束，健全目标评价方法、能源管理制度、管理人员专业资质和职责等内容。制定节能技术信息服务的操作规程和标准规范，加强对于节能市场服务机构的监管。加强能效标准的宣贯工作，定期开展能效标准的执法工作。
 
    参考文献：
    国家发展和改革委员会能源研究所, 《重塑能源（中国）：面向2050能源消费和生产路线图》, 内部报告, 2016;
    美国资源与环境保护协会, 煤炭消费总量控制研究, 内部报告, 2016;

    [1] 数据来源：中国能源统计年鉴2016
    [2] 数据来源：BP能源统计