1.1 北京市能源生产与供应
北京地区的能源资源极为有限, 能源供应以外地调入为主,自产煤炭主要是无烟煤,分布在京西门头沟和房山区,有少量的水力发电资源(到目前为止已开发利用近一半),石油和天然气尚未发现可供开采的工业储量。电力供应60%从华北电网调入;天然气来自陕甘宁长庆天然气气田和华北油田,1998年调入量为3.8亿立方米,2000年调入量为11亿立方米,2002年调入18亿立方米。原油也是全部由外地调入;原煤主要由山西调入,2000年共调入1902万吨标准煤,大大超过本地产量492万吨标准煤。
虽然北京的一次能源大部分依靠外地调入,但北京拥有相当大规模的能源加工转换工业,能源加工转换主要是燃煤发电、供热、焦化厂和首钢的炼焦以及燕化的炼油, 每年都有不少二次能源(如成品油)调出北京。
1.2 北京市能源消费状况
2000年北京市能源总消费量为4110万吨标准煤,仅次于上海,居全国第二位,与1995年相比增加了500多万吨标准煤,从1995年至2000年,平均年增长率为2.6%。2000年人均能耗3.70吨标煤,2000年北京GDP产值2478.76亿元,单位GDP产值能耗为1.65吨标准煤/万元(如表1-1),高于全国平均水平的1.56吨标准煤/万元。
表1-1 北京市2000年能源总消费量及能耗水平
能源总量(万吨标煤) 人均能耗(TCE) GDP产值能耗(TCE/万元) 4110 3.70 1.65
注: GDP数据来源于北京市统计年鉴
北京市2000年终端能源消费品种繁多,包括煤炭、焦炭、天然气、液化石油气、燃料气、煤气、电力、热力、油品及地热能、太阳能等可再生能源。构成情况如表1-2所示,一次能源消费情况如表1-3所示。
表1-2 北京市2000年终端能源消费品种构成
|
消费量(万吨标煤) |
比重 | |
|
一、固体能源 |
1331 |
35.90 |
|
煤 |
898 |
24.22 |
|
焦炭 |
433 |
11.68 |
|
二、液体能源 |
735 |
19.82 |
|
燃料油 |
161 |
4.34 |
|
汽煤柴油 |
273 |
7.36 |
|
其它油品 |
275 |
7.42 |
|
焦化产品 |
26 |
0.7 |
|
三、气体能源 |
256 |
6.90 |
|
天然气 |
95 |
2.56 |
|
液化石油气 |
48 |
1.29 |
|
煤气 |
87 |
2.35 |
|
燃料气 |
26 |
0.7 |
|
四、热力 |
185 |
4.99 |
|
五、电力 |
1201 |
32.39 |
|
总计 |
3708 |
100 |
注: 数据来源于北京市发展计划委员会奥运行动规划-能源建设和结构调整规划报告
表1-3 北京市2000年一次能源消费构成
|
单位 |
煤 |
油 |
天然气 |
电力 |
合计 |
|
万吨标准煤 |
2111 |
1004 |
146 |
849 |
4110 |
|
比重% |
51.4 |
24.4 |
3.6 |
20.6 |
100 |
注1: 天然气和电力数据来源于北京市发展计划委员会奥运行动规划-能源建设和结构调整规划报告
注2: 煤炭和油的数据来源于北京市统计年鉴
北京市能源消费结构中煤占了较大比例。在终端能源消费结构中,煤炭和焦炭所占的比重高,占据主导地位,不仅如此,还有大量的发电、供热和炼焦用煤,终端能源消费中煤炭的比重为36%,一次能源消费中煤的比重为51.4%,且煤的利用技术水平低。
以煤炭为主的能源结构与首都形象和社会经济发展不相适应。长期以来,受国家资源和能源政策的影响,北京市的能源结构中,煤炭一直占据主导地位。以煤为主的能源结构,是造成大气严重污染的根源之一。目前北京是世界上大气污染最严重的十个大城市之一,这很不符合北京的城市功能和性质,更影响了我国在国际上的形象。表1-4给出了1990-2000年煤和焦炭的终端消费量。
表1-4 北京市1990-2000年煤炭和焦炭的终端消费量 万吨标煤
|
1990 |
1995 |
2000 | ||||
|
消费量 |
比重(%) |
消费量 |
比重(%) |
消费量 |
比重(%) | |
|
煤 |
985 |
38.9 |
995 |
31.1 |
898 |
24.22 |
|
焦炭 |
216 |
8.5 |
476 |
14.9 |
433 |
11.68 |
|
终端消费总量 |
2534 |
100 |
3196 |
100 |
3708 |
100 |
注: 数据来源于北京市发展计划委员会奥运行动规划-能源建设和结构调整规划报告
可以看出,煤和焦炭在终端能源的比例长期居高不下,以煤炭为主的能源结构,与人民生活水平提高不相适应。目前,北京人民生活水平已初步实现了小康,本世纪将逐步向富裕迈进,在人们物质生活需要得到满足的情况下,对居住与生活环境提出了较高的要求。如果不从根本上改善能源结构,将难以满足居民对提高生活质量的要求。
近几年来,北京市加快了能源结构调整的步伐, 随着能源结构调整的进行,电力、天然气占的比例将逐年提高。表1-5给出了1990-2000年天然气和电力在终端能源消费量中的比例,长远目标应实现终端能源的绿色化。
表1-5 北京市1990-2000年天然气和电力的终端消费量 万吨标煤
|
1990 |
1995 |
2000 | ||||
|
消费量 |
比重(%) |
消费量 |
比重(%) |
消费量 |
比重(%) | |
|
天然气 |
11 |
0.4 |
13 |
0.4 |
95 |
2.56 |
|
电力 |
552 |
21.8 |
779 |
24.4 |
1201 |
32.39 |
|
终端消费总量 |
2534 |
100 |
3196 |
100 |
3708 |
100 |
注: 数据来源于北京市发展计划委员会奥运行动规划-能源建设和结构调整规划报告
表1-6 北京市2000年各产业能源消耗与国内生产总值贡献比较 万吨标煤
|
第一产业 |
第二产业 |
第三产业 |
总计 | |
|
国内生产总值(亿元) |
89.97 |
943.51 |
1445.28 |
2478.76 |
|
各产业国内生产总值比例 |
3.63% |
38.06% |
58.31% |
100% |
|
能源消耗 |
104.9 |
2264.7 |
804.9 |
3174.5 |
|
各产业能源消耗比例 |
3.3% |
71.35% |
25.35% |
100% |
注: 能源数据来源于北京市发展计划委员会奥运行动规划-能源建设和结构调整规划报告
北京市第二产业GDP贡献率与能源消耗比例极不相称,第二产业GDP贡献率为38%,但其能耗却占到了各产业能源消耗总量的71.35%,与发达国家的30%-40%相比,明显偏高。第三产业GDP贡献率高达58.31%,但其能耗仅占各产业能源消耗总量的25.35%,因此北京市进行产业结构调整,发展第三产业,也是降低单位GDP产值能耗所必须的。
产业和产品结构的调整,将对优质能源的需求越来越大,而以煤为主的能源结构,在一定程度上将妨碍产业、产品结构的调整。
和国内平均水平相比,北京的能源消费量高,经济发达,人均生活水平较高,人均能耗高于全国平均水平, 表1-7给出了北京市1999年人均GDP及能耗与国内外平均水平的比较。
表1-7 北京市1999年人均GDP及能耗比较
|
国家或城市 |
全国平均 |
OECD国家 |
北京 |
|
人均GDP(US$) |
882 |
23688 |
2420 |
|
人均能耗 (TCE) |
1.14 |
6.97 |
3.23 |
但北京的能源消费状况与城市功能、性质、发展目标及可持续发展战略还很不适应。与发达国家相比也存在较大差距,仅相当于OECD国家七十年代的水平。从产值能耗来看,目前万元国内生产总值和万元工业增加值的能耗都高于上海等城市及全国平均值,与国际先进水平相比差距更大,因此北京市能源利用水平尚有待提高,节能还有很大潜力。
1.3 能源利用存在的问题
北京市能源利用现状不容乐观,能源消费环节浪费比较严重,煤的比例较大且利用技术水平较低,新能源及可再生能源利用少。
1.3.1 能源利用效率低
目前北京市能源消费环节浪费比较严重,主要表现在燃煤锅炉热效率较低、建筑采暖热能浪费严重、电机综合效率低、照明用电浪费比较普遍等。发达国家的能源综合利用效率达到40%以上,而北京仅略高于30%;与发达国家相比,北京市工业窑炉平均效率低10%以上,工业锅炉低15-20%,火电厂平均煤耗高20%,城镇居民生活燃煤热效率平均仅为22%左右。北京目前建筑综合热指标平均在55大卡/平方米.时,而按照北京市有关建筑节能的规定,新建居住建筑热指标可降低到40大卡/平方米.时左右;电动机采用变频调速(发达国家一般均采用调速设备,北京在用的变频调速设备不多)以后,电耗一般可节约20-30%左右;首钢综合吨钢能耗在0.97吨标煤,而目前国际先进水平在0.65—0.7吨标煤。另外在市区由于替煤而改造或新建的燃气锅炉(效率一般为55%)能源利用效率还有很大的提高潜力,如果改造为热电冷联供对能量实现阶梯利用,则产热效率可以达到85%,污染物排放也可以进一步降低。
1.3.2 煤的利用主要是直接消费
北京市煤的利用中直接消费是最大一部分,主要是通过23000多台工业锅炉、工业窑炉锅炉和民用生活取暖炉来使用。燃用未经洗选的散煤,大多烟筒低、无脱硫、脱氮措施,除尘效率不高。
1.3.3 洁净煤技术利用少
目前CCT技术的应用还非常有限,洗选煤的市场很小,型煤仅仅在民用方面得到应用,尚未应用于工业锅炉,水煤浆技术目前仅在燕山石化的220吨/小时的锅炉上得到成功应用,其他如大型的循环流化床和IGCC技术目前均未得到应用。对于北京来说,未来若干年内还将使用相当数量的煤,因此应该重视开发与利用清洁燃烧技术、燃煤污染控制技术及洁净煤技术。清洁燃烧技术有循环流化床燃烧技术、整体式煤气化联合循环(IGCC)技术等,主要用于发电厂。研究使用这些技术的可行性,在条件成熟、技术成熟、时机成熟之后,研究在远郊区县建设利用清洁燃烧技术的发电厂的可行性。成熟的燃煤污染控制技术主要应用于发电厂,包括脱硫、脱氮工艺或低氮燃烧。对于目前北京在用的燃煤发电厂,需要在2005年以前全部改造并使用脱硫、脱氮工艺,努力降低二氧化硫和氮氧化物的排放总量。
1.3.4 天然气价格偏高
天然气替煤作为北京市能源结构调整的一个重点方向,目前发展势头良好,但也存在很多障碍。2000年北京市利用天然气11亿立方米,2002年估计将利用天然气18亿立方米,预计2005年将消耗天然气40亿立方米。但目前存在的问题是价格过高,因此局限了它的使用,目前北京市天然气利用主要集中在居民使用和市区采暖,其他利用方式较少,造成了峰谷差值相当大,燃气集团在未来几年天然气的消耗去向压力很大。此外,目前天然气的利用主要采用直接燃烧的方式,利用效率偏低,北京市正在积极进行天然气热电冷联供的示范工程建设。
1.3.5 新能源及可再生能源利用比例较少
近年来,北京市在新能源和可再生能源方面发展较快,但总起来说新能源和可再生能源的使用严重不足,与北京市的发展不相称。目前在北京市发展较快的新能源和可再生能源主要有地热利用和太阳能利用等。作为高效的能源利用技术,热泵技术得到了快速的发展。家用空调器的空气源热泵主要用于过渡季节采暖,地源和水源热泵技术主要用于建筑采暖和热水供应。2000年底,共开发地热井200多口用于供热、洗浴,年开采热水900万吨,地热供热面积58.83万平方米;太阳能的主要利用形式为太阳能热水器,另外还有少量的太阳能光伏发电系统;此外,北京市目前水电总装机容量约90万千瓦。只有很少的风电,没有购买外地的风电;生物质能资源目前主要是利用养殖业产生的粪便、生活垃圾等产生的沼气。总体来说,新能源和可再生能源在能源结构中的比例很小,还有很大的发展空间。
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