甘肅省用能特點(diǎn)及電能替代潛力用戶分析

劉　俊，徐　輝，劉亞平，宋　棟，龐越俠

（1.國網(wǎng)甘肅省電力公司，蘭州　730050；2.華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，北京　102206）

?

甘肅省用能特點(diǎn)及電能替代潛力用戶分析

劉俊1，徐輝1，劉亞平1，宋棟2，龐越俠2

（1.國網(wǎng)甘肅省電力公司，蘭州730050；2.華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，北京102206）

摘要：在電能替代的背景下，甘肅省存在著嚴(yán)重的棄風(fēng)棄光現(xiàn)象，造成資源浪費(fèi)，為促進(jìn)甘肅省新能源的消納，實(shí)施“以電代煤、以電代油、以電代氣”的電能替代戰(zhàn)略，可以解決棄風(fēng)棄光的難題。通過分析甘肅省用戶用能的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)以及用戶用能的趨勢，明確了電能替代的潛力用戶，為甘肅省實(shí)施電能替代戰(zhàn)略提供參考。

關(guān)鍵詞：甘肅；用能特點(diǎn)；用能趨勢；電能替代；潛力用戶

在能源革命的背景下，電能替代是轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式、實(shí)現(xiàn)能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型、實(shí)施能源革命的重大舉措。甘肅省是風(fēng)能富裕、光能充足的大省，近年來，在電能替代背景下，甘肅省風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)迅速。截至2014年底，甘肅省累計(jì)實(shí)施電能替代項(xiàng)目4 431個(gè)，折算后電能替代電量15. 27億kWh，相當(dāng)于減少二氧化碳排放約130多萬t，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約50萬t。然而，由于發(fā)電裝機(jī)容量急劇擴(kuò)張，甘肅省內(nèi)消納能力不足，跨區(qū)跨省輸送能力有限，棄風(fēng)棄光現(xiàn)象嚴(yán)重，2015年上半年，甘肅風(fēng)電平均利用小時(shí)數(shù)僅為657 h，造成風(fēng)能資源嚴(yán)重浪費(fèi)。為促進(jìn)新能源省內(nèi)、省外的充分利用與消納，在省內(nèi)消納方案的制定中應(yīng)首先做好電能的替代工作。電能具有高效、節(jié)能、清潔的特點(diǎn)，實(shí)施“以電代煤、以電代油、以電代氣”的電能替代戰(zhàn)略，可以減少城市大氣污染，促進(jìn)霧霾治理，解決棄風(fēng)、棄光新能源資源浪費(fèi)的難題。

1　甘肅省能源需求結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)分析

隨著經(jīng)濟(jì)的增長和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，甘肅省能源消費(fèi)總量及其增長速度呈現(xiàn)出階段化特征。1995年以前，甘肅經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為落后，能源消費(fèi)保持緩慢、平穩(wěn)的增長態(tài)勢?！笆濉逼陂g，甘肅省加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，導(dǎo)致能源消費(fèi)量動(dòng)蕩起伏。從2003年開始，由于“十一五”規(guī)劃的逐漸實(shí)施，甘肅省開始推行“工業(yè)強(qiáng)省”的戰(zhàn)略目標(biāo)，大力投資石油、化工和資源型行業(yè)的發(fā)展，能源消費(fèi)速度加快。

根據(jù)甘肅省能源需求結(jié)構(gòu)作出了甘肅省1995—2012年各類能源所占比例的變化情況，如圖1和圖2所示。

圖1　1995年甘肅省各類能源所占比例圖

圖2　2012年甘肅省各類能源所占比例圖

由圖1、圖2可知，甘肅省已經(jīng)基本形成了“以煤為基礎(chǔ)，多元發(fā)展”的能源需求結(jié)構(gòu)。甘肅省能源需求以煤為主，但同時(shí)又發(fā)展油、氣、電等能源，甘肅省的水電、風(fēng)電資源豐富而且環(huán)保，未來比重將會(huì)不斷增加，而傳統(tǒng)能源將會(huì)逐漸減少。

結(jié)合甘肅省能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)其具有如下的能源消費(fèi)特點(diǎn)：

（1）從能源消費(fèi)總量來看，甘肅省能源消費(fèi)總量在不斷地增加。2002年以前，甘肅省經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，能源消費(fèi)保持緩慢、平穩(wěn)的增長態(tài)勢，隨著甘肅省經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、科技的不斷發(fā)展以及“十一五”規(guī)劃的逐漸實(shí)施，甘肅省開始大力發(fā)展工業(yè)，從而導(dǎo)致能源消費(fèi)總量快速增加。

（2）能源消耗以煤炭為主，能源消費(fèi)種類結(jié)構(gòu)不平衡。甘肅省能源消耗以煤炭為主，2012年的煤炭消費(fèi)占能源消費(fèi)總量的65. 19%，占能源消費(fèi)總量的一半以上，能源消費(fèi)種類結(jié)構(gòu)不平衡。

（3）天然氣發(fā)展迅速，優(yōu)化了消費(fèi)結(jié)構(gòu)。圖3顯示天然氣在甘肅省能源消費(fèi)比重中越來越大，作為一種優(yōu)質(zhì)高效能源，隨著甘肅省“藍(lán)天工程”的實(shí)施，天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。

圖3　1995—2012年甘肅省天然氣占能源總消費(fèi)比重圖

（4）甘肅省水電、風(fēng)電發(fā)展較好。甘肅省水電、風(fēng)電資源豐富，在能源需求比例中穩(wěn)中有進(jìn)。近年，甘肅省水電、風(fēng)電在能源需求比例中接近20%，其消費(fèi)明顯比全國平均水平高。

2　甘肅省用戶用煤結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)分析

隨著甘肅省經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤的消費(fèi)量越來越大，甘肅省煤炭消費(fèi)比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過發(fā)達(dá)國家煤的消費(fèi)比重。甘肅省的煤炭消費(fèi)以工業(yè)為主，工業(yè)用戶在煤炭消費(fèi)量中占比最大，在能源消費(fèi)比重中占到了89.25%，其次依次為居民、農(nóng)林牧漁業(yè)、交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和郵政業(yè)。其中，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)消費(fèi)煤炭最多，占到了59.15%，說明甘肅省主要是火力發(fā)電。

根據(jù)甘肅省煤炭的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)其具有以下的消費(fèi)特點(diǎn)：

（1）從用煤總量來看，甘肅省用煤需求量不斷增加。2011年，煤炭的消費(fèi)總量超過了2005年的1.5倍，到2012年，煤炭的消費(fèi)總量接近了2005年的1.8倍，甘肅省用煤需求量在不斷地增加。

（2）煤的消耗以工業(yè)用戶為主，用戶集中程度比較高，占比接近煤炭消費(fèi)總量的90%，其次是居民生活用戶，煤炭消費(fèi)量占總用煤量的7. 86%，工業(yè)用戶和居民生活用戶使用煤炭總量接近煤炭總用量的98%，說明煤的用戶集中程度較高。

3　甘肅省用戶用油結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)分析

作為傳統(tǒng)的化石能源，甘肅省用油在能源需求結(jié)構(gòu)中占第二。2000年以后，甘肅省用油在甘肅省能源消費(fèi)總量的比重逐年減少，到2012年，甘肅省用油比重降低到了13. 65%，但仍然是僅次于煤炭的第二大消費(fèi)能源。

甘肅省的用油消費(fèi)結(jié)構(gòu)及消費(fèi)特點(diǎn)如下：

（1）甘肅省的石油用戶的集中度很高，以工業(yè)與交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)與郵政業(yè)為主，其消費(fèi)的石油總量將近90%。

（2）從能源消費(fèi)總量來看，甘肅省石油消費(fèi)比重逐年下降。如圖4所示。

圖4　2008—2012年甘肅省石油消費(fèi)占能源消費(fèi)總量的比重

從圖4中可以看出，從2009年開始，甘肅省石油的消費(fèi)比重逐年下降，這與甘肅省大力發(fā)展風(fēng)電與太陽能電等清潔能源有關(guān)。

4　甘肅省用戶用氣結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)分析

近年來，甘肅省天然氣用氣需求量總量迅速增長。尤其是2012年，天然氣的消費(fèi)量超過了2008年的1.5倍。其次，工業(yè)用戶一直是甘肅省天然氣的消費(fèi)大戶并逐年上升。與工業(yè)用戶相比，盡管居民用戶的消費(fèi)量不大，但其增長速度超過工業(yè)用戶，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。而在交通運(yùn)輸儲(chǔ)運(yùn)與郵政業(yè)方面，天然氣的消費(fèi)量逐步上升，但從2012年開始，天然氣的消費(fèi)量開始出現(xiàn)下降的趨勢，主要是由于電動(dòng)汽車的發(fā)展，大量擠占了天然氣汽車的市場。圖5顯示了2008—2012年甘肅省天然氣消費(fèi)情況。

圖5　2008—2012年甘肅省天然氣消費(fèi)量

同時(shí)，甘肅省年人均生活用氣消費(fèi)量逐步上升。甘肅省2005—2012年的年人均生活天然氣消費(fèi)量如圖6所示。

圖6　2005—2012年天然氣年人均消費(fèi)情況

從圖6以看出，從2010年開始，甘肅省年人均天然氣消費(fèi)量出現(xiàn)了階梯式的上升，與2005年相比，年人均天然氣的消費(fèi)量增加了將近2.5倍，到2012年，人均天然氣的增長量已經(jīng)翻了三番。

甘肅省天然氣的消費(fèi)量逐步上升，從天然氣用戶的角度進(jìn)行劃分，主要分為工業(yè)，交通運(yùn)輸儲(chǔ)運(yùn)業(yè)和郵政業(yè)，批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)，居民以及其他行業(yè)。2012年的用氣統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖7、圖8所示。

從圖7可以看出，不同用戶間的天然氣消費(fèi)量的差別很大，其中工業(yè)用戶消費(fèi)最大，占比達(dá)到75%以上，其次依次為居民，交通運(yùn)輸儲(chǔ)運(yùn)業(yè)和郵政業(yè)，批發(fā)、零售業(yè)和住宿業(yè)。在圖8的工業(yè)用戶中，天然氣消費(fèi)大戶都屬于高耗能用戶，表明高耗能用戶是主要的消耗者。

圖7　甘肅省用戶用氣消費(fèi)情況

圖8　甘肅省工業(yè)用戶用氣消費(fèi)情況

5　甘肅省用戶用能趨勢及電能替代用戶潛力分析

5.1甘肅省用戶用煤趨勢及電能替代用戶潛力分析

從煤炭消費(fèi)用戶的角度，甘肅省的煤炭用戶主要包括工業(yè)用戶和居民生活用戶，而用煤的工業(yè)用戶又主要包括電力熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)，結(jié)合甘肅省的發(fā)展?fàn)顩r和未來很有可能出現(xiàn)的政策機(jī)制以及我國未來的發(fā)展道路等，分析甘肅省大用戶用煤的主要流向和趨勢如圖9所示。

由圖9可以分析得出，在未來用煤量的發(fā)展趨勢中，居民生活用戶、電力熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)用煤量均有不同程度的下降趨勢，其主要原因是隨著技術(shù)的進(jìn)步和清潔能源的廣泛使用，未來以電代煤的實(shí)施將是甘肅省的發(fā)展趨勢，例如：電爐煉鋼、電磁爐、電采暖等，從而大大減少用戶對(duì)煤的使用，因此從長期發(fā)展的角度來看甘肅省的用煤量有下降的趨勢，電能替代空間很大。

5.2甘肅省用戶用油趨勢及電能替代用戶潛力分析

針對(duì)甘肅省不同的主要石油消費(fèi)用戶，分析其用油的發(fā)展趨勢如圖10所示。

圖9　甘肅省大用戶用煤流向和趨勢圖

圖10　甘肅省用油流向及趨勢圖

農(nóng)業(yè)方面，隨著電力體制改革的推進(jìn)，農(nóng)業(yè)灌溉對(duì)電能的持續(xù)可靠性要求不高，且甘肅省新能源供應(yīng)充足，農(nóng)排電費(fèi)較低為新能源發(fā)電替代石油提供了可能。交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和郵政業(yè)方面，隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展，充電樁的建設(shè)為該行業(yè)的電能替代石油提供了可能。在工業(yè)用戶中，隨著甘肅省逐漸提高高耗能行業(yè)的進(jìn)入門檻，電力技術(shù)的不斷升級(jí)改造，使得電力作為主要的能源成為可能，為電能替代石油提供了保障。因此，在居民、交通運(yùn)輸業(yè)、農(nóng)業(yè)和工業(yè)用戶方面，電能替代油的潛力還是巨大的。

5.3甘肅省用戶用氣趨勢及電能替代用戶潛力分析

從天然氣用戶的角度，甘肅省的天然氣用戶主要包括居民、交通運(yùn)輸儲(chǔ)運(yùn)業(yè)與郵政業(yè)，批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)，石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè)，化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，有色金屬冶煉和壓延工業(yè)，結(jié)合甘肅省的發(fā)展?fàn)顩r和未來很有可能出現(xiàn)的政策機(jī)制以及我國未來的發(fā)展道路等，分析甘肅省大用戶用氣的主要流向和趨勢如圖11所示。

圖11　甘肅省用氣流向及趨勢圖

其中，在居民、交通運(yùn)輸業(yè)和批發(fā)零售、住宿餐飲業(yè)方面，新能源電力對(duì)天然氣的替代性很強(qiáng)，而且天然氣的價(jià)格是電力價(jià)格的百倍以上，甘肅省的新能源發(fā)電量充足，因此新能源發(fā)電對(duì)天然氣具有很強(qiáng)的替代性。在工業(yè)方面，由于工業(yè)天然氣用戶的集中度較高，其中前4名的消費(fèi)量接近總量的90%，因此，在該行業(yè)中重點(diǎn)對(duì)前4名用戶進(jìn)行分析，即石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè)，化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，有色金屬冶煉和壓延工業(yè)，這些行業(yè)都屬于高耗能行業(yè)，甘肅省是新能源大省，對(duì)高耗能行業(yè)實(shí)施優(yōu)惠電價(jià)政策，該政策的出臺(tái)促進(jìn)了電能替代天然氣的發(fā)展。此外，各個(gè)行業(yè)都在進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新，為電能替代天然氣提供了基礎(chǔ)。

6　結(jié)束語

本文從甘肅省能源需求結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)入手，分別分析了甘肅省用戶用煤、用油、用氣的需求結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，明確了各類能源的主要需求用戶，并基于結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)分析了甘肅省用戶用煤、用油、用氣的趨勢，概括地分析了各個(gè)行業(yè)電能替代的潛力，為挖掘甘肅省電能替代潛力用戶提供參考。

參考文獻(xiàn)：

［1］張樹偉.降低石油依賴——電力替代潛力分析［J］.電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2008（4）：44-47.

［2］張晶，張建中.電能替代的市場推廣策略及實(shí)施［J］.電力需求側(cè)管理，2015（1）：41-44.

［3］金瑋.加快農(nóng)村地區(qū)電能替代的步伐［J］.中國電力企業(yè)管理，2014（22）：46.

［4］A1exi Thompson. An a1most idea1 supp1y system estimate of US energy substitution［J］. Energy Economics，2013，40（11）：813-818.

［5］徐鋆，吳智慧，王珂.電力替代的市場占有率分析［J］.供用電，2013（4）：88-93.

［6］國家電網(wǎng)公司.國際電能替代經(jīng)驗(yàn)［J］.國家電網(wǎng)，2013 （10）：54-55.

［7］Fereidoon P Sioshansi. Distributed Generation and Its Imp1ications for the Uti1ity Industry［M］. Academic Press，2014：165-187.

The ana1ysis of energy consumption characteristics and e1ectric power a1ternation potentia1 in Gansu province

LIU Jun1，XU Hui1，LIU Ya-ping1，SONG Dong2，PANG Yue-xia2
（1. Gansu E1ectric Power Company，Lanzhou 730050，China；2. Schoo1 of Economics and Management，North China E1ectric Power University，Beijing 102206，China）

Abstract：Under the background of e1ectrica1 energy a1ternative，there are phenomenon of wind and 1ight abandoned serious1y in Gansu Province. That causes the waste of resources. In order to promote the new energy，the imp1ementation of "coa1 to e1ectricity generation，oi1 to e1ectricity generation and gas to e1ectricity generation" can so1ve the prob1em. This paper ana1yzes the structure，characteristics，the trend of using energy and c1eares the potentia1 users of e1ectrica1 energy a1ternative，which provides the basis for the imp1ementation of e1ectrica1 energy a1ternative.

Key Words：Gansu；characteristics of using energy；trend of using energy；e1ectric power a1ternation；the potentia1 users

收稿日期：2015-10-14

中圖分類號(hào)：F407.61；TK018

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C