关于我国能源可持续利用的评价指标体系研究
关键词：能源，可持续发展，指标体系
0、引言
随着世界经济的持续发展和人口的不断增长，能源消费总量也会不断增长。据预测，2020年世界人口将达75亿，能源消费总量将达到137.49亿toe。但由于矿产能源存量非常有限+如果人们对矿产能源不能合理利用，出现能源消费的浪费和流失，加上可再生能源的开发技术还不成熟，就会导致能源的供需矛盾更加尖锐。能源储存量和供给量的有限性与人们对能源消耗量和需求量的无限性表现为当今世界范围内能源短缺与危机。
据国家统计局统计，我国2004年和2005年净进口石油量分别为1.5亿多t和1.4亿多t，见表1。可以计算出2004年和2005年的石油进口依存度都高达40%以上。预测到2010年，我国石油进口依存度将超过50%，而原煤的供需缺口也将达到2.6亿t。可见，能源供给已经成为制约我国经济增长中最为关键的要素。表1是根据我国历年统计年鉴得到的我国近10年石油进、出口量，其中进口量包括我国飞机、轮船在国外加油量，出口量包括外国飞机、轮船在我国加油量。2005年2月28日，第十届全国人大常委会第14次会议通过了《中华人民共和国可再生能源法》，目的是促进可再生能源的开发利用、增加能源供应、改善能源结构、保障能源安全、保护环境、实现我国经济社会的可持续发展。为了应对日益严峻的能源形势，保障能源发展和经济安全，实现构建资源节约型和环境友好型社会的战略目标，2005年5月，国务院专门成立了作为国家能源工作高层次议事协调机构的国家能源领导小组。可见，国家已把节约能源资源提升到事关化建设进程和国家安全、事关人民群众福利和根本利益、事关中华民族生存和长远发展的高度。
然而，如何监测我国能源的可持续利用是一个问题。需要从系统学的角度建立一套能源使用的评估指标体系，根据每个指标的分析、计算，获得整个能源系统的评估结果，以此制定能源发展战略。同时，根据国内外的指标对比，可以发现一些指标的不足，寻找解决的对策。可见，建立能源利用的评估指标体系是非常必要的。
1、能源可持续利用的系统结构模型
能源的可持续利用是一个系统工程，这需要利用系统理论进行研究。首先，构造能源的可持续利用系统结构模型，如图1所示。其中，包括对能源进行分类，然后在分类的基础上，构建能源可持续利用的评价指标体系，最后，运用综合评价方法对能源的可持续利用情况进行综合评价，并利用评价结果提出能源可持续利用的建议。本文只研究能源的分类、构建能源可持续利用的评价指标体系，对于能源可持续利用评价和建议在以后进行研究。
2、能源分类
能源可以按不同的标准进行分类，总体来说，主要有如下6种分类形式。
(1)按能源的产生周期分类
(2)按能源是否经过转换分类
(3)按能源是否经常使用分类
(4)按能源是否在市场流通分类
(5)按能源可利用规模情况分类
6)按能源利用技术成熟情况分类
3、能源可持续利用的评价指标体系
为了正确选择和使用能源，必须建立一套指标体系对各种能源进行正确评价。能源评价指标可以有以下几种类型。
3.1 能源储量分布
储量是指有经济价值的可开采的资源量或技术上可利用的资源量。作为能源的一个必要条件是储量要足够丰富，只有储量丰富且探明程度高的能源
才有可能被广泛的应用。
(1)能量密度
能量密度是指在一定的质量、空间或面积内，从某种能源中所能得到的能量。如果能量密度很小，就很难用作主要能源。如太阳能的能量密度很小；水能的密度和落差有关。我国水能资源比较丰富，在水电开发上具有很大的优势。许多河流的总落差都在1000m以上，主要大河流的总落差，有的达2000m～3000m，甚至有的达4000m～5000m，如长江、黄河、雅鲁藏布江、澜沧江；怒江等，天然落差高达5000m左右，形成了一系列世界上落差很大的河流，这是其他国家所没有的。核燃料的能量密度最大，达到煤炭的几百万倍。
(2)能源分布
能源的地理分布与能源的利用关系密切，如果能源的地理分布不合理，则开发、运输、基本建设等费用都会大幅度增加。
①煤炭资源分布
从煤炭资源的分布区域看，山西、陕北—内蒙古西部地区、新疆北部以及川、黔、滇交界地区等4个地区的煤炭资源分别占全国煤炭资源总量的9.6%、38%、31.4%和5.3%，共计约占84.3%；而沿海工农业发达的13个省(自治区)总共仅占总资源的3.4%；其余省(自治区)市约占11.6%。华北地区占全国保有储量的49.25%，西北地区占全国的30.39%，西南地区占8.64%，华东地区占5.7%，中南地区占3.06%，东北地区占2.97%。华东地区的煤炭资源储量的87%集中在安徽、山东；中南地区煤炭资源储量的72%集中在河南；西南煤炭资源储量的67%集中在贵州；东北地区52%的煤炭资源储量集中在黑龙江。
②风能资源分布
我国陆地风能资源储量达32.26亿kW，实际可供开发的有2.53亿kW；近海可开发的风能资源储量为7.5亿kW。西北、华北和东北的草原或戈壁地区可以找到许多风功率密度大、面积广阔的风电场址；东部和东南沿海及岛屿风能资源也比较丰富，东部沿海的风能资源丰富而且稳定；离海岸较远的深海海域风能资源更加丰富，随着将来深海风电技术的发展也有可能在远期开发。
至2005年底，我国的并网风电装机容量已经达到126万kW，当年实现装机约50万kW，并网风电场达59个，风电机组1854台；2006年风电装机超过100万kW。目前我国风电装机已位居世界第8位，亚洲第2位。
根据国家发改委规划，我国风电发展在2010年实现装机500万kW，2020年实现装机3000万kW。按照这一目标，我国未来15年风电市场规模将扩大近24倍，年平均增长率达25%。
③水能资源分布
我国可开发的水能资源分布很不均匀，大部分集中在西南地区，其次在中南地区，经济发达的东部沿海地区的水能资源较少。
④燃气资源分布
我国是世界上第二大拥有煤层气资源的国家，目前已探明储量31万亿m3，约占世界总量240万亿m3的1/8，与天然气资源量大体相当；天然气探明储量集中在10个大型盆地，依次为：渤海湾、四川、松辽、准噶尔、莺歌海—琼东南、柴达木、吐鲁番—哈密、塔里木、渤海、鄂尔多斯。
(3)能源的可采时间
从我国目前能源使用情况来看，煤炭的剩余可采储量约为1100亿t，石油的剩余可采储量约为24亿t，天然气的剩余可采储量约为2万亿m3；从人均拥有量来看，煤炭、石油和天然气分别为世界人均水平的70%、10%和5%；按目前剩余可采储量和能源消费量来看，煤炭还可以开采60a，石油还可以开采13a，天然气还可以开采40a。
3.2 能源供应成本
在对能源进行评价时，开采费用、利用能源的设备费用、运输费用需要进行综合的评估。
(1)能源开采成本
太阳能、风能不需要任何开采成本即可得到，但各种化石燃料需要勘探、开采等各种复杂的过程，需大量开采成本。
(2)能源使用成本
利用能源的设备费用正好与能源的开采费用相反：利用太阳能、风能、海洋能的设备费用远高于利用化石燃料的设备费用。
(3)能源运输成本
运输费用与损耗是能源利用中需要考虑的一个问题：太阳能、风能和地热能很难输送出去；煤、油等化石燃料容易从产地输送至用户；核电站燃料的运输费用极少；燃煤电站的输煤费用很高。
3.3 能源开发技术
(1)储能技术
多数情况下，用户对能源的使用是不均衡的，如白天用电多，深夜用电少，冬天需要取暖，夏天需要制冷。因此能量利用中储能是很重要的因素，能源不用时储存起来，需要时又能立即供应。在储能方面，化石燃料容易做到；太阳能、风能、海洋能则较难做到；采用蓄冷设备、蓄热设备电能可以少量储存。
(2)能源转换技术
能源转换后只有保证供能的连续性才可以有效地使用，这需要转换设备和技术来完成。目前，煤炭、水能、风能、核能都有成熟的设备及技术进行电能转换。
(3)新能源开发技术
①甲烷水合物
是由水分子和甲烷气体分子组成的一种冰状晶体，在低温高压条件下点火便可燃烧，也称“可燃冰”。甲烷水合物主要蕴藏在水深300m以下的深海海底地层。全世界甲烷水合物的储量可能超过已探明的石油、天然气和煤炭蕴藏量的总和。这方面的技术开发并不十分困难。
②氢燃料
氢燃料作为一种优质、清洁的能源可用水来制取，燃烧后的产物也是水，其将和电能一起并列成为二次能源的两大支柱。目前，利用太阳能和风能等制造氢燃料技术已获得较大进展，氢燃料的利用技术正在走向实用阶段。我国需要制定氢能开发计划，把氢燃料电池和氢燃料汽车作为开发重点。
3.4 能源可利用性
(1)能源可再生性
石油、天然气和煤炭等化石燃料一直作为能源消费主体，随着这些不可再生能源的逐渐减少，以可再生能源为主体的太阳能、生物质能、风能、水能等将会获得快速的。到2050年，太阳能和生物质能等可再生新能源将占世界能源构成的30%左右，到2100年，可再生新能源将占世界一次能源构成的50%左右。我国需要密切关注这方面的开发技术。
(2)能源品位
能源品位有高低之分，如水的势能可以直接转变为机械能和电能，其品位比先由化学能转变为热能、再由热能转换为机械能的煤炭要高，同时，水电机组的启动速度远远高于燃煤机组的启动速度；燃气的品位要比煤炭的品位高，燃气机组的启动速度高于燃煤机组的启动速度。在使用能源时，我国需要防止高品位能源被降级使用所产生的浪费现象。
3.5 能源环境约束
使用能源应尽可能采取各种措施来防止对环境污染。以前我国在这方面的工作开展得不十分理想，目前引起了政府和社会的高度重视。如“十一五”期间，我国在使用能源对环境影响的控制目标上，提出了很高的要求：S02排放总量在“十五”末的基础上减少10%左右，即年排放量控制在1200万—1300万t，平均排放绩效指标比“十五”末下降20%以上，即相当于5.0g/(kW.h)左右；烟尘排放量做到基本持平，年排放量控制在300万t左右，平均排放绩效指标比“十五”末下降25%以上，即相当于1.2g/(kW.h)左右；到2010年火电平均供电耗煤下降到360g/(kW.h)时，线损率下降到7%，单位kW水耗指标下降10%，粉煤灰综合利用率达到70%。当然，这方面还有许多工作需要深入开展。
3.6 能源节约机制
我国在节能方面需要制定一系列标准，包括建筑、、化工等。电力作为煤炭的第一消费大户，电力节能更为重要。如我国“十一五”期间需要淘汰高耗能机组，包括：大电网覆盖范围内，服役期满的单机容量在10万kW以下的常规燃煤凝汽火电机组；单机容量5万kW及以下的常规小火电机组；以发电为主的燃油锅炉及发电机组(5万kW及以下)。预计“十一五”期间，关停凝汽式火电小机组1500万kW，发电标准煤耗计划从2005年的350g/(kW·h)下降到2010年的340g/(kW.h)；发电厂用电率从5.95%下降到5.5%，到2010年平均单机容量达到6万kW，火电平均单机容量提高到8万kW，单机容量30万kW及以上火电机组所占比重达到50%，到2010年力争节省发电装机约6000万kW、节约1亿tce。其他行业在这方面也需要制定节能标准。
3.7 能源生产结构
目前我国的能源生产结构很不合理，主要以化石能源为主，核能、可再生能源所占比重很小，如2005年的能源生产结构为：原油12.59%、天然气3.13%、煤炭77.13%、水电6.32%、核电0.82%。从2005年的电能生产来看，结构也是很不合理的，燃煤火力发电所占比重过高，水电、生物质能的比例过低：火电占总装机容量比例75.6%；水电占总装机容量比例22.7%；核电占总装机容量1.32%。事实上，我国水电资源蕴藏量居世界第一，理论蕴藏量的总规模6.89亿kW，技术可开发量4.93亿kW，经济可开发量是3.95亿kW，按照2005年底我国水电装机容量，只占技术可开发量的24%。可见，我国需要加快发展新能源与可再生能源。
3.8 能源消费结构
我国的能源资源储量结构、能源生产结构状况决定了能源消费结构在一定时期只能是以煤为主体。2005年我国能源消费结构：原油21.06%、天然气2.72%，煤炭69.62%、水电5.84%，核电0.76%；但2005年全世界能源消费结构：原油36.4%、天然气23.5%、煤炭27.8%、水电6.3%、核能6%。可见，我国能源消费对于煤炭的依赖性过高，需要改进。
表3是根据《BP世界能源统计200磅》计算得出我国近10年能源的生产结构和消费结构。由于小数进位，构成比重之和可能不等于100。表3假设核电和水电的生产量等于消费量；由于我国电能进出口较少，新能源比重太小，表中没有列举。
3.9 能源经济政策
为了保证能源生产结构和能源消费结构的合理性，政府需要出台有关经济政策进行正确地引导，这方面的工作已经开始。如2006年1月发改委出台的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》规定：风电等可再生能源发电优先上网，电网应当为可再生能源上网提供方便，并与发电企业签订并网协议和全额收购上网电量，风力发电项目上网电价按照招标形成的价格确定；水力发电项目上网电价按现行办法执行；生物质发电项目上网电价实行政府定价，由国务院价格主管部门分地区制定标杆电价，电价标准由各省(自治区、直辖市)2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加补贴电价组成，标准为0.25元/(kW.h)；太阳能、海洋能、地热能发电项目上网电价按照合理成本加合理利润的原则分项目制定。我国出台这样的经济政策，有利于调动社会可再生能源的投资开发积极性。
3.10 能源法规
(1)环保法律法规
为了保护环境，国家需要制定法律法规依法保护环境。如国务院划定了“两控区”：酸雨控制区和污染控制区。要求在“两控区”内，到2010年，S02排放总量控制在2000年S02排放水平以内。在以下地区新建燃煤电厂要求同步安装脱硫装置，并需对老厂安装脱硫装置，以抵消新建火电脱硫后SO2排放增量：华北地区的北京、天津、山西、河北；华中的四川、重庆；华东的浙江、江苏省南部、安徽省南部；南方的广东、云南、广西、贵州等在控区以内地区。在以下地区新建燃煤电厂原则上要求同步安装脱硫装置：东北的辽宁、吉林两控区内，山东，西北的陕西、甘肃、宁夏两控区内，华中的河南、湖北、湖南、江西，华东的江苏北部、安徽中北部、福建等地区；在以下地区新建坑口燃煤电厂存在着目前不同步安装脱硫装置、预留脱硫场地、分阶段建设脱硫设施的条件：东北的吉林、黑龙江两控区外，华北的内蒙古“两控区”，西北的陕西北部、甘肃、宁夏、青海“两控区”外，南方的云南、广西、贵州“两控区”外等。
(2)节能法律法规
能源问题已经成为制约我国经济和社会发展的重要因素，国家需要从能源战略的高度重视能源节约问题，从而推进节能降耗，提高能源利用效率。2006年8月31日发布的《国务院关于加强节能工作的决定》指出：到“十一五”期末，万元国内生产总值(按2005年价格计算)能耗下降到0.98tce，比“十五”期末降低20%左右，平均年节能率为4.4%；重点行业主要产品单位能耗总体达到或接近本世纪初国际先进水平；建立固定资产投资项目节能评估和审查制度，对未进行节能审查或未能通过节能审查的项目一律不予审批、核准，从源头杜绝能源的浪费。
4、结语
能源既为社会经济发展提供动力，又受到资源、环境、社会、经济的制约，能源工业的整体发展水平关系到国民经济和社会生活的可持续发展，因此能源工业的可持续发展具有重要的经济意义和社会意义。建立能源可持续利用的评价指标体系能够描述能源的可持续发展状态，有效监控我国能源的发展状况，发现影响能源可持续发展的关键指标因素，以便于有针对性进行改进。
