電氣化發(fā)展的國際經(jīng)驗分析

楊露露

國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院 北京 100052

1 電氣化的內(nèi)涵

電能是由各類一次能源轉(zhuǎn)換而成的優(yōu)質(zhì)二次能源，它能方便地轉(zhuǎn)換成動力、光、熱等其他能源形式。另外，電力的使用十分方便，具有廣泛的可控性。電能的這些特性決定了它在國民經(jīng)濟(jì)中的廣泛應(yīng)用和在能源體系中的重要地位。

電氣化是一次能源需求向電能轉(zhuǎn)換的過程，其間伴隨著替代其他形式能源的電力需求不斷增長的過程。通常，電氣化水平可以用兩個指標(biāo)表示：一是發(fā)電能源消費占一次能源消費的比重，它反映電力在能源系統(tǒng)中的地位；二是電能消費占終端能源消費的比重，用來度量各類用戶的電力消費水平，說明電力對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用。衡量電氣化水平的兩個指標(biāo)計算公式如下：

根據(jù)以上定義，電氣化是反映能源消費與電力消費關(guān)系的一個重要指標(biāo)。電氣化水平的變化雖然在公式上是由發(fā)電能源消費、一次能源消費或電力消費、終端能源消費所決定的，但實質(zhì)上是經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費結(jié)構(gòu)、電力消費結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步等因素的集中反映。

2 國際上電氣化水平的變化趨勢

發(fā)達(dá)國家在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，始終把電力工業(yè)發(fā)展放在十分重要的位置。一般規(guī)律是，一個國家的電氣化程度與其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度越高，其電氣化水平越高。

2.1 發(fā)電能源占一次能源消費的比重

總體上看，世界各國為了提高能源利用效率，節(jié)約能源，不斷增加發(fā)電用能源占一次能源消費的比重。1980～2000年，發(fā)達(dá)國家發(fā)電能源占一次能源消費總量的比重，從32%上升到40%以上；發(fā)展中國家從20%上升到30%以上。主要國家發(fā)電能源占一次能源消費的比重變化情況見表1：

表1 部分國家發(fā)電能源占一次能源消費的比重 單位：%

在一次能源消費中，發(fā)電能源比重越大，表明轉(zhuǎn)換為優(yōu)質(zhì)二次能源（電能）的一次能源越多，說明電力在能源系統(tǒng)中發(fā)揮著越重要的作用。由于不同國家的能源資源儲量和品種不同，導(dǎo)致了發(fā)電用能源結(jié)構(gòu)有所不同。如北歐國家水力資源豐富，以水力發(fā)電為主，發(fā)電能源占一次能源消費比重超過50%；美國煤、油、氣資源較為豐富，煤電、油電及氣電都較為發(fā)達(dá)，其中90%的煤炭消費用于發(fā)電，發(fā)電能源占一次能源消費比重在40%左右；日本是能源資源貧乏國家，火電和核電占較大比重。

2.2 電能消費占終端能源消費的比重

電能占終端能源消費的比重，是衡量電氣化程度的另一個重要指標(biāo)。在工業(yè)化發(fā)展的過程中，一方面，由于生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，很多原先使用其它能源的設(shè)備改用電力，此階段電力增長速度高于一次能源增長速度。另一方面，隨著人民生活水平的提高，家用電器廣泛普及，也促使電力需求加快增長。從1970年以來世界及主要國家電能消費占終端能源消費比重的變化趨勢來看，總體呈上升趨勢。以2004年為例，世界電力消費占終端能源消費中的平均比重為18.4%；日本、巴西等國的比重較高，大于23%；其次是美國、英國、法國、印度等國，比重介于18%～20%之間。

電能占終端能源消費的比重越大，表明電力替代煤、油、氣等其他能源比重就越大，說明電力對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用也越大。以鐵路機(jī)車的發(fā)展歷史為例，鐵路機(jī)車經(jīng)歷了從蒸汽機(jī)車到內(nèi)燃機(jī)車再到電力機(jī)車和電氣化鐵路的發(fā)展過程，每一次變化都凝聚著技術(shù)的進(jìn)步和能源品種的替代，同時也伴隨著經(jīng)濟(jì)效率的提高。蒸汽機(jī)車的能源利用效率僅為6%左右，而內(nèi)燃機(jī)車為30%左右，電力機(jī)車的效率超過60%。電力牽引相對于內(nèi)燃牽引單位運量能耗低、功率特性優(yōu)、環(huán)保效果佳，因此世界各國都積極發(fā)展電力機(jī)車。實踐證明，電氣化鐵路不僅提高了鐵路運行水平和行駛速度，也增加了經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，提高了社會整體能效。

表2 部分國家電能消費占終端能源消費比重 單位：%

3 主要發(fā)達(dá)國家電氣化與能源強(qiáng)度的關(guān)系

一般來說，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，電氣化水平越來越高，能源強(qiáng)度越來越低。發(fā)達(dá)國家不管從發(fā)電能源占一次能源消費的比重還是從電力在終端能源消費中的比重都的變化情況，都存在這個規(guī)律。

3.1 發(fā)電能源占一次能源消費的比重與能源強(qiáng)度

從國外有關(guān)國家發(fā)電能源占一次能源消費比重以及能源強(qiáng)度的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，隨著發(fā)電能源消費占一次能源消費比重的提高，能源強(qiáng)度逐年降低。1970～2000年，英國發(fā)電能源占一次能源消費比重從31.6%上升到34.8%，共提高3.2個百分點，英國能源強(qiáng)度下降43.8%；美國發(fā)電能源占一次能源消費比重從26.2%上升到44%，共提高17.8個百分點，能源強(qiáng)度下降43.6%；日本發(fā)電能源占一次能源消費比重從27.6%上升到43.2%，共提高15.6個百分點，能源強(qiáng)度下降21.9%；德國發(fā)電能源占一次能源消費比重從28%上升到39.1%，共提高11.1個百分點，能源強(qiáng)度下降43.5%；法國由于加大了核能的利用，發(fā)電能源占一次能源比重上升幅度較大，從23.6%上升到47.7%，共提高24.1個百分點，同時能源強(qiáng)度下降21.7%。

根據(jù)1970～2000年英、美、日、德、法五國歷史數(shù)據(jù)計算（簡單平均），發(fā)電能源占一次能源消費比重每提高1個百分點，能源強(qiáng)度下降1.7%。

圖1 主要發(fā)達(dá)國家能源強(qiáng)度與發(fā)電能源占一次能源消費比重關(guān)系

3.2 電能消費占終端能源消費的比重與能源強(qiáng)度

隨著電能消費占終端能源消費比重的上升，各個國家能源強(qiáng)度出現(xiàn)下降趨勢。1970～2004年，英國電能消費占終端能源消費比重從11.8%上升到17.9%，共提高6.1個百分點；美國從10.4%上升到20.1%，共提高9.7個百分點；日本從12.7%上升到23.5%，共提高10.8個百分點；德國從9.6%上升到17.5%，共提高7.9個百分點；法國從8.7%上升到20.8%，共提高12.1個百分點。日本和法國電能占終端能源消費的比重上升幅度較大，均超過了10個百分點。

根據(jù)1970～2004年英、美、日、德、法五國歷史數(shù)據(jù)計算，電能占終端能源消費比重每提高1個百分點，能源強(qiáng)度下降2.4%。

圖2 主要發(fā)達(dá)國家能源強(qiáng)度與電能占終端能源消費比重關(guān)系

4 主要結(jié)論

電氣化水平與一個國家的能源資源稟賦、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段、技術(shù)進(jìn)步等密切相關(guān)。大部分國家，特別是電氣化水平較高的國家在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展過程中一般存在兩個共同的規(guī)律，即電氣化的作用日益擴(kuò)大以及電能在能源結(jié)構(gòu)中的影響不斷提高。隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，電氣化水平不斷提高，能源強(qiáng)度不斷下降。

我國目前正處于工業(yè)化的中期階段，能源需求仍然巨大。國家應(yīng)該積極采取有關(guān)政策和措施來提高我國的電氣化水平，從而促進(jìn)能源強(qiáng)度的下降，減少能源消費。

［1］亞歷山大·S·尼古拉索夫，世界能源會議技術(shù)委員會.電力在能源系統(tǒng)中日益增長的作用主旨報告［D］.第13屆世界能源會議論文集，1986.

［2］日本能源經(jīng)濟(jì)研究所.日本能源與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計手冊［S］，2007.

［3］IEA.Key World Energy Statistics 2007.

［4］國網(wǎng)發(fā)展策劃部和國電信息中心.國際能源與電力統(tǒng)計手冊［S］，2006.