中国经济时报 戴彦德 朱跃中 刘志平 [国家发改委能源所]
■国家发改委能源所
“中国能源需求情景分析”课题组
研究背景
党的十六大明确提出了“全面建设小康社会，在优化结构和提高效益的基础上，国内生产总值到２０２０年力争比２０００年翻两番”，并且提出“到２０２０年基本上实现工业化”的奋斗目标。
全面建设小康社会，意味着越来越多的农村人口将进入城市，城市化进程将大为加速，也将大大推动服务业，交通运输业加速发展；随着城镇居民收入水平的不断提高，小汽车越来越多地进入家庭；农村居民也将更多地使用商品能源。
到２０２０年中国基本实现工业化，意味着工业生产的规模仍要持续扩大。代表工业生产的第二产业今后仍将继续成为经济增长的主角，工业部门是能源消费强度最高的经济部门，在未来２０年里，中国工业部门仍需要更多的能源供应。
按照国外的研究成果和目前国内东南沿海地区的能源消费现状，如果届时中国基本实现工业化，人民生活水平全面达到小康水平，其能源需求有可能远远超过４０亿吨标煤。而国内资源供应，特别是优质能源供应面临挑战，此外，如何提高能源利用效率、增强国民经济总体竞争力，如何解决国内能源环境以及与能源直接相关的全球气候变化问题也都关系到中国社会经济可持续发展目标乃至全面建设小康社会目标能否顺利实现。
从国际经验看，迄今为止还没有任何国家已经开拓出了经济持续高速增长，又能大幅度限制能源增长与温室气体排放的发展道路。发达国家人均能源消费和排放是发展中国家平均水平的几倍到十几倍，又有经济和技术优势，仍尚未能显著地削减其人均能源消费和人均温室气体排放。实现低排放高发达水平的可持续发展，没有现成的模式可以照搬。但另一方面，中国的能源发展也面临很多机遇。采用合适的研究方法，探讨中国未来可能的能源消费模式，把握中国未来能源需求的发展前景，对中国政府制定相应的能源战略、政策、法规、条例具有非常重要的意义。
因此采用合适的研究方法，探讨中国未来可能的能源消费模式，把握中国未来能源需求的发展前景，对中国政府制定相应的能源战略、政策、法规、条例具有非常重要的意义。
情景设定
早在１９９９年，国家计委能源研究所在美国能源基金会和壳牌基金会的支持下，开始对我国的可持续能源发展进行深入和系统的情景分析研究，２００３年初，能源所完成了《中国可持续发展能源暨碳排放情景分析》项目（以下简称《能源与碳排放项目》研究）。该研究选择、开发了中国可持续发展能源需求的３个情景，它们都考虑了可持续能源发展的目标，但不同情景可持续发展的政策执行力度、能源技术选择不尽相同，能源需求和供应也有所差别，具体而言：
情景１：设想经济发展促进能源效率的提高，但市场竞争压力又在某种程度上限制了企业在提高能源效率方面的投入。清洁燃料技术受成本、资源等因素的限制，推广和应用不够广泛。
情景２：以国家和各部门的“十五”计划和后十年展望为依据，假定政府所规定的主要社会经济目标能够顺利实现。可以认为情景２是各部门专家根据政府的“十五”计划和后十年规划目标对可持续经济发展和可持续能源发展前景的诠释。
情景３：是一个比较理想的情景。该情景要求在提高能效、经济和能源结构调整、环保保护和推动技术进步方面有重大举措，假定宏观调控和推动可持续发展的政策效果十分显著。同时外部环境也比较理想，中国可以充分利用国际能源市场获得优质能源资源，使能源结构的调整取得实质性的进展。中国能够顺利地从国外引进先进的技术、设备与人才等等，到２０２０年中国的能源效率水平在世界上处于比较领先的地位。
十六大明确提出“全面建设小康社会”的发展目标，要求“到２０２０年，ＧＤＰ要力争比２０００年翻两番”“到２０２０年基本实现工业化”，“可持续发展能力不断增强”，上述发展战略与目标丰富和发展了小平同志提出的“三步走”发展战略，对实现第三步战略目标的前期阶段（２０００－２０２０年）作出了全面规划。考虑到《能源与碳排放项目》中情景设计工作在２００１年之前开展，其中，宏观情景设定主要基于小平同志“分三步走实现现代化”的经济发展战略，２０００－２０２０年期间相对具体的社会经济发展目标主要引自政府的“十五规划”、其他“中长期发展战略与规划”以及国内相关机构的研究成果。虽然《能源与碳排放项目》对２０年后的中国社会经济发展趋势的判断与十六大报告提出的目标基本一致，如今后２０年中国ＧＤＰ保持年均７％的增长率等，但有些具体的发展指标不可能提前反映到“中长期能源情景”设计之中。另一方面，《能源与碳排放项目》设置的３个情景主要侧重中国可持续发展状况下的能源需求趋势，没有分析经济增长模式不变，可持续发展执行不力下的中国能源需求情景。
因此，课题组认为有必要在《能源与碳排放项目》研究的基础上，侧重对“ＧＤＰ翻两番”、“全面建设小康社会”下的能源发展道路进行比较分析。为了着重比较不同的政策执行力度对实现未来能源需求的影响，课题组也设计了“ＧＤＰ翻两番”下的３个２０２０年中国能源需求情景：
Ｂ情景：ＧＤＰ翻两番，社会、经济、能源情景假设与《可持续发展能源暨碳排放情景分析》项目中情景２类似；
Ｃ情景（又称强化政策情景）：ＧＤＰ翻两番，突出产业、能源、环境政策的影响力，主要社会／经济／能源情景假设与《能源与碳排放项目》中的情景３接近；
Ａ情景（不采取特别的政策措施）：ＧＤＰ翻两番，社会、经济、能源情景的设定参照了《能源与碳排放项目》中的情景１与本项目的Ｂ情景。
情景计算结果分析
本文所提及的能源不包括传统的生物质能。
在进行结果分析前，课题组有必要将本课题中涉及的能源基本概念、计算思路以及模型计算所需参数再次做比较明确的说明：
终端部门的划分：终端部门包括农业、工业、建筑业、交通、商用以及民用部门，工业部门又包括能源行业（煤炭生产、炼油、电力行业等）、钢铁、建材、化工、造纸、机械制造等等。本研究中，课题组将煤炭采掘、油气开采、电力生产、炼油、炼焦、制气等能源加工转换企业生产用能源（自用能）都算作终端部门的能源消费。国内也有专家在计算终端用能时，将煤炭、油气田、炼油、发电、电厂自用能源算作加工、转换和储运环节，这样加工转换部门的能源消费量较高。
终端能源消费（需求）：指农业、工业、建筑业、交通、商用以及民用部门消费的能源。品种包括二次能源，如汽油、航空煤油、柴油、燃料油、ＬＰＧ、煤炭、焦碳等等；也包括工艺过程（或生活）所消费的一次能源，如原煤、原油等化石燃料，太阳能、地热、水电等可再生能源。
终端能源消费量折标换算：在折算终端能源消费量时，电力、热力均按当量热值计算，即每千瓦时的电力按８６０大卡或０．１２２９千克标煤，每百万焦耳的热量按１．４２８６千克标煤计算；汽油、煤油、柴油、ＬＰＧ等油品均按１００００千卡／千克计算；煤炭及其制品按５０００千卡／千克计算；天然气按１．３３千克标煤／立方米计算。
一次能源消费量折标换算：水电、核电等一次电力均按当量热值计算，即每千瓦时８６０大卡或０．１２２９千克标煤；原煤按５０００大卡／千克计算，原油按１００００大卡／千克计算，天然气按９３１０千卡／立方米计算。
基年数据：十六大报告提出，到２０２０年要全面实现小康，其中ＧＤＰ要在２０００年的基础上翻两番。为了便于分析，课题组将基年选定为２０００年。与其他年份（１９９８年、１９９９年）的数据相比，２０００年能源消费数据，国家统计局已进行了调整。但正如方法论中所言，国家统计局与部门行业的能源数据仍然有所不一致，特别是煤炭消费量实际上，１９９７年以来我国能源消费数据的波动主要表现在煤炭产量和消费量上，国内有关机构曾对国内的煤炭生产进行过调查研究和全面分析，认为２００２年以前的煤炭产量、煤炭消费量统计远离真实，是在特定时期造成的扭曲信息，２００２年１４亿吨的煤炭产量只是消除历史偏差后的正常回归。在实际处理时，课题组对出现明显数据差异的行业（如建材、石油炼制、造纸），在考虑行业数据来源可信的基础上，采用了和行业数据较为接近的数值。这样，与国家统计局公布的２０００年终端能源消费量（９．２５亿吨标煤，按当量热值计算），调整后的２０００年全国终端能源消费量为９．８５亿吨标煤（比国家统计局的数据高６．５％）；国家统计局公布的２０００年能源消费总量为１２．４６亿吨标煤（水电、核电等一次电力按当量热值，即８６０大卡／千瓦时计算），调整后同口径的能源消费总量为１２．９７亿吨标煤。
（一）终端能源需求及其构成
２０２０年三个情景的终端能源总需求分别为２４．８亿吨标准煤、２２．５亿吨标准煤和１９．１亿吨标准煤，与其它两个情景相比，Ｃ情景中由于设定了终端用能部门将实施更有效的节能措施，包括结构调整的宏观节能措施以及技术进步带来的直接节能效益，得到了比较低的终端能源消费。
３个情景反映了一个共同趋势，未来在终端能源消费部门，对优质能源需求的增长将高于能源总需求的增长速度。
从分品种的能源需求增长看，天然气、电力和石油将成为终端部门增长比较快的能源品种，而煤炭消费要低于终端能源消费的平均增长速度。国外的发展趋势也表明，煤炭将越来越多地用于加工转换部门，如发电，而在终端部门的消费构成比例越来越低。
工业部门仍将是我国主要的能源消费大户。但采取不同的发展道路，工业部门的能源需求会有比较大的变化。比较３个情景的终端能源消费部门构成可发现，虽然工业部门仍将是我国的能源消费大户，但在终端能源消费中的构成逐年下降。
（二）一次能源需求及其构成
在Ｃ情景中，课题组假设，更多的电力将由非化石燃料发电提供，到２０２０年，我国能源需求总量将达到２４．７亿吨标煤；而Ａ情景中假设电力仍然更多地依靠火电，到２０２０年该情景的能源需求总量将达到３２．８亿吨标煤，比Ｃ情景高了３３．０％。
电气化水平是衡量一个国家生活水平高低的显著标志，国际经验与国内较发达地区的发展现状表明，当人均ＧＤＰ达到全面小康社会水平时，居民、商用部门电力、热力需求增长将明显增多。国际经验表明，为了更好地解决环境问题，煤炭将更多地用于加工转换部门。我国的资源现状以及日益加强的环境保护压力也决定，在未来２０年里，即便大力发展非化石燃料发电，煤炭仍将是主导的发电能源品种，煤炭在中国的一次能源结构中的比重也不会下降太快，在政策情景（Ｃ情景）中，设想居民和商用部门更多地消费电力、热力、石油、天然气等高效能源品种，除了工业锅炉仍然以煤炭为主，煤炭消费更多地用于发电和供热。这么设想也主要基于煤炭集中消费，较之其它部门更可以以相对低的成本进行污染物排放控制。同时，在加工转换部门，也考虑了水电、核电、风能等非化石燃料发电，以减轻加工转换部门的减排压力，即便如此，到２０２０年我国的煤炭需求仍然接近２１亿吨。如果按照Ａ情景中的设想，我国２０２０年煤炭需求将高达２９亿吨，要比目前的产能水平高出１倍左右。
石油需求受国内供应能力的限制，在强化政策情景（Ｃ情景）中，交通部门通过发展省能型的运输方式，同时制定比较严格燃料效率标准，２０２０年我国交通部门的能源需求总量（折算成一次能源）可从Ａ情景的３．７３亿吨油当量下降到２．８７亿吨油当量，下降幅度可达３０％。但无论如何，在未来２０年，我国石油需求总量将在４．５亿吨油当量以上。
相比石油，我国天然气的开发利用程度相对较低，３个情景中均设想民用／商用部门对清洁能源的需求不可阻挡，而且化工部门更多转向天然气化工以提高能源效率；在电力部门，除了设想天然气用于必要的发电调峰外，主要用于热电联产和热电冷三联供，在上述假设前提下，我国天然气需求达到１６００亿立方米以上，是目前消费水平的５倍以上。
与终端能源消费构成相对应，随着居民、商用和交通用能的快速增长，产业部门在能源需求总量的比重也日趋下降。在Ｃ情景中，产业部门在能源需求总量构成中的比重已从２０００年的７２．７％下降到２０２０年的５６．７％。其它两个情景的产业用能比重也都下降到６０％以下。这种趋势也反映出，基本实现工业化后，生产性能源需求增长趋于缓慢，而“住”、“行”等方面的服务需求将导致能源需求的快速增长。
（三）电力需求及其供电构成
由于３个情景假设终端消费部门采用的技术选择和节能政策措施执行力度有所差别，表现在电力和热力的符合需求上，也产生了显著差别，强化政策情景（Ｃ情景）的终端电力需求量比Ａ情景高出４３００多亿度，占了Ｃ情景电力总需求的１２％。但无论如何，人均电力消费量是衡量其消费水平和生活水平高低的标志，也是中国实现小康社会的重要支撑条件。关键是以什么样的方式，既满足社会经济发展和人民水平提高的需求，又不对环境造成破坏，保证社会／经济／环境的可持续发展。
情景设计时，课题组对未来我国的电源结构、发电效率和输配电损失做了不同的设想，按照Ｃ情景的设想，如果优化电源结构，大力开发水电、核电等一次电力；同时淘汰效率低的凝汽式机组等等提高供电效率的措施，要满足２０２０年终端３．５万亿千瓦时的电力需求，我国发电装机容量需从目前的２．８亿千瓦增长到８．６５亿千瓦时，相当于今后２０年每年新增２９００万千瓦的装机。如果按照Ａ情景的设想，要满足２０２０年的终端电力需求，则每年需新增装机３３００多万千瓦。
３个情景对水力资源的开发力度要求均比较高，到２０２０年，Ａ情景要求水电开发量达到１．９亿千瓦，强化政策情景（Ｃ情景）也要求开发２．４亿千瓦（包括４０００万千瓦小水电），上述趋势要求今后２０年每年需开发６３０－９００万千瓦的水电装机。由于Ｃ情景对核电的发展做了比较乐观的估计，按照情景计算的结果，要求核电从２０００年的２１０万千瓦增长到２０２０年的４０００万千瓦，２０年年均增速将高达１５．９％。
化石燃料发电仍将是未来中国主要的供电方式，但采取不同的激励政策，我国供电结构也可以出现多元化的局面，如在Ｃ情景中，水电、核电、风电等非化石燃料发电到２０２０年，比重可达届时总发电量的三成左右。在化石燃料发电中，又以煤电为主。在Ａ情景中，我国发电、供热用煤量高达１４．８亿吨，在强化政策的Ｃ情景中发电供热用煤仍然达到１０．７亿吨。均占两个情景煤炭需求总量的一半以上，由此可见，加工转换部门的煤炭需求将成为我国未来煤炭需求的主要增长源。
（四）二氧化碳排放比较
到２０２０年，Ａ、Ｂ、Ｃ三个情景的二氧化碳排放量将分别达到１４．３７亿吨－碳、１７．１６亿吨－碳和１９．４亿吨－碳，其中Ｃ情景与Ａ情景的碳排放量相差５亿吨－碳。
造成３个情景碳排放差别的原因除了与能源需求总量有关外，能源需求结构的影响也很大。例如，Ａ、Ｂ、Ｃ三个情景的化石燃料需求总量分别为３１．７亿吨标煤、２７．８亿吨标煤、２３．２亿吨标煤，其中排放因子高的煤炭需求量分为２０．７亿吨标煤、１７．９亿吨标煤和１４．７亿吨标煤，分别占化石燃料需求量的６５．３％、６４．３％和６３．１％。
从二氧化碳的人均排放量看，到２０２０年我国人均碳排放量如果不采取特别的措施，２０２０年将达到１．３３吨－碳，比２０００年高出１倍多，也将超过目前的世界平均水平，但仍低于ＯＥＣＤ国家２０００年人均３．０２吨－碳的排放水平；如果采取优化能源结构、提高能源利用效率等措施，我国人均碳排放可保持较低的增长速度，２０２０年不到１吨－碳，比２０００年水平高５７％，届时的人均碳排放量仅为目前ＯＥＣＤ国家的３３％，世界平均水平的９３％左右。
从分部门的碳排放看，产业部门依然是我国主要的二氧化碳排放源，到２０２０年，３个情景中产业部门的二氧化碳排放量在８．２亿吨－碳１１．７亿吨－碳，占二氧化碳排放总量的５７－５９％。
随着交通、建筑物用能的快速增长，这两个部门的二氧化碳排放量在二氧化碳排放总量中的比重也不断提高，Ａ情景中，居民／商用部门的二氧化碳排放量从２０００年的１．３亿吨－碳增长到２０２０年的４．９亿吨－碳，年均增长率达到６．９％，在全国二氧化碳排放量中的比重也从２０００年的１６．１％提高到２０２０年的２４．９％。而在Ｃ情景中，由于采取种种提高能源效率的措施，其二氧化碳排放总量和排放速度均有所下降，２０２０年居民／商用部门的碳排放量为３．７６亿吨－碳，２０年年均增长速度为５．５％，但在全国二氧化碳排放总量中的比重依然达到２６．２％。
（五）产业结构调整对能源需求的影响分析
从长期来看，影响未来能源需求及其碳排放情景的关键因素是经济增长模式。在过去的二十年中国经济实现了持续高速的增长，其结果是，使中国经济告别了短缺时代。这一时期经济增长的明显特征是物质生产能力和生活能力粗放型的扩张和外延，其发展模式是高增长、高消耗、高污染。今后中国经济的增长随着全球经济、资源的一体化进程加快，随着技术进步在经济发展地位的逐渐加强，以及加入世界贸易组织等内外部条件的变化，已具备了相对于前二十年高增长、低消耗的条件。
利用模型进行的３个情景计算结果表明，当政策组合（包括产业发展政策、各种结构的调整、进出口贸易以及高耗能产品进出口政策的调整等）处在最佳状态时，未来２０年，我国新增经济增量对能源的依赖程度可比过去二十年的依赖程度下降５０％以上。
考虑到３个情景的能源需求差别是很多政策因素综合影响的结果，为了着重分析产业结构变化对我国能源需求的影响，在Ｂ情景中，课题组假设其产业结构的演变按照Ｃ情景中的设定，即在未来中国工业化进程中，新型服务业、信息产业等第三产业发展比较快；在第二产业中科技进步作用比较大；而其它人口、城市化率、能源效率、行业结构、产品结构等等方面的设定仍然延续Ｂ情景的假设，得到了产业结构优化方案的结果。从中可以看出，在产业结构优化方案中，到２０２０年，其一、二、三产业的能源需求将为２３．２７亿吨标煤，比Ｂ情景的能源需求总量要下降２．３个百分点。
为了分析新型工业化进程对未来中国能源需求的影响，课题组假设我国工业ＧＤＰ增加值按照２０００年的产值构成比重不变，而工业部门内部，如高耗能行业、轻工业以及制造业的能源效率改进水平一如Ｂ情景假设的那样，到２０２０年，我国工业部门的终端能源需求总量将达到１２．６亿吨标煤，比Ｂ情景的结果高出７．７％（相当于０．９亿吨标煤）。
由此可见，即便不考虑其它政策措施，仅仅改变经济增长方式一项，就可以对未来中国的能源需求产生积极影响。
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