能源研究与信息  2014, Vol. Issue (1): 7-11   PDF    
引用本文
刘磊, 金晶, 赵庆庆, 张盈文, 刘娓. 中国及世界一次能源消费结构现状分析[J]. 能源研究与信息, 2014, (1): 7-11.
LIU Lei, JIN Jing, ZHAO Qing-qing, ZHANG Ying-wen, LIU Wei. Study on the structure of China and world primary energy consumption[J]. Energy Research and Information, 2014, (1): 7-11.
中国及世界一次能源消费结构现状分析
刘磊, 金晶, 赵庆庆, 张盈文, 刘娓     
上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海 200093
收稿日期: 2013-4-11;
第一作者：刘磊（1987- ），男（汉），硕士研究生.研究方向：清洁燃烧技术.E-mail：walkerliu001@hotmail.com
通讯作者：金晶(1963-),女(汉),教授. 研究方向:清洁燃烧技术.E-mail:alicejin001@163.com
摘要：根据《2012年BP世界能源统计年鉴》的数据，按照能源种类，分析研究了世界和中国的石油、天然气、煤炭等传统一次能源消费情况，同时对核能、水电、可再生能源的消费量进行了统计分析.通过分析比较，对中国能源消费趋势作出了预测.预计到2030年，中国能源消费占世界能源总消费量的比重将上升至27%.为了缓解中国目前巨大的能源和环境压力，提出了几点建议，包括：研究煤炭的清洁利用技术，开发非常规油气资源和发展可再生能源.
关键词： 一次能源消费     化石燃料     核能     水电     可再生能源     碳排放    
Study on the structure of China and world primary energy consumption
LIU Lei, JIN Jing, ZHAO Qing-qing, ZHANG Ying-wen, LIU Wei    
School of Energy and Power Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
Abstract: According to the BP Statistical Review and types of energy,an analysis of traditional primary energy consumption,such as petroleum,natural gas and coal,in China and the world was carried out. Meanwhile,consumptions of nuclear energy,hydroelectricity and renewable energy were discussed.Predictions on the tendency of energy consumption in China were made according to the discussion and analysis.By 2030,energy consumption in China would increase to 27% of the total energy consumption of the world.In order to relieve such huge energy and environment pressure,suggestions were made,such as developing clean combustion technologies of coal,exploiting unconventional oil and gas,and utilizing renewable energy.
Key words: primary energy consumption     fossil energy     nuclear energy     hydroelectricity     renewable energy     carbon dioxide emission    

能源作为人类活动的最基本要素之一,是国家经济与社会发展的物质基础.现代社会中,随着生产力水平不断提高,能源消费也在不断增长,整个社会对于能源的依赖程度也越来越大.因此,各国政府都高度重视能源问题.另一方面,由于大量使用化石燃料产生的环境问题已经变得非常严重.近年来,国际社会普遍关注的碳排放问题就是由化石燃料燃烧产生的CO2引起的.通过分析《2012年BP世界能源统计年鉴》[1]可得到客观准确的数据,从而了解中国及世界能源消费结构的现状.

1 世界及中国能源消费 1.1 一次能源总消费量

2011年,世界一次能源总消费量达到1.227×1010 toe(1 toe=41.868 GJ),较2010年增长2.5%.其中,中国继续保持一次能源消费世界第一的地位,消费量达到2.613×109 toe,占世界总消费量的21.3%.同时中国能源消费依然保持高速增长,2011年年增长率为8.8%,增速超过世界平均水平三倍.

按能源结构划分,石油依然是世界一次能源消费量最大的能源种类,消费量为4.059×109 toe,占能源总消费量的33.1%.煤炭消费是三种主要化石燃料中增长最快的,消费量达到3.724×109 toe,占一次能源总消费量的30.3%.可再生能源(包括风能、太阳能、地热能、生物质能和垃圾发电等)较2010年增长17.7%,消费量达到1.948×108 toe,占一次能源总消费量的1.5%.

中国能源消费结构有自身的特点.煤炭长期以来作为中国的主导能源,2011年消费量达到1.839×109 toe,占一次能源总消费量的70.4%;中国作为世界第二大石油消费国,共消费4.618×108 t石油,占一次能源总消费量的17.7%;天然气目前的使用量依然比较低,仅有1.176×108 toe,占一次能源总消费量的4.5%;可再生能源消费达到1.770×107 toe,较2010年增长48.4%,但是所占的比重依然很低,仅占一次能源总消费量的0.7%.表 1为2011年世界及中国一次能源消费情况.

表 1 2011年世界及中国一次能源消费情况 Tab.1 Primary energy consumption in 2011
1.2 石 油

2011年世界石油消费只有小幅上涨,总消费量为4.059×109 t,较2010年增长0.7%.石油消费前五位的国家依次是美国、中国、日本、印度和俄罗斯.第一位的美国消费了8.336×108 t,占世界总消费量的20.5%.表 2给出了2011年世界石油消费量排名前五位的国家.本文中提及的石油消费均包括燃料乙醇和生物柴油的消费.

中国石油消费保持高速增长,2010和2011年年增长率分别为12.8%和5.5%.2011年,中国石油总消费量已经达到4.618×108 t,占世界总量的11.4%.

表 2 2011年世界石油消费量排名前五位的国家Tab.2 World oil consumption in 2011
1.3 天然气

2011年世界天然气总消费量达到2.906×109 toe,较2010年仅增长2.2%.其中,欧洲及亚欧大陆(欧洲和前苏联国家)和北美消费量最大,分别为9.910×108 toe和7.824×108 toe,占世界总消费量的34.1%和26.9%.按国家排名,消费量位居前五位的依次是美国、俄罗斯、伊朗、中国和日本,如表 3所示.

表 3 2011年世界天然气消费量排名前五位的国家Tab.3 World natural gas consumption in 2011

我国天然气消费量增长迅猛,2010和2011年年增长率分别为20.2%和21.5%,其中2011年消费量已达到1.176×108 toe,位居世界第四.

1.4 煤 炭

2011年世界煤炭消费量也保持快速增长,达到3.724 3×109 toe,年增长率为5.4%.这使得煤炭在世界一次能源消费中所占的比重上升到了30.3%,达到了1969年以来的最高水平.与产量相对应,亚太地区的煤炭消费量也是世界第一,为2.553 2×109 toe,占世界总消费量的68.6%.消费量位居前五位的国家依次是中国、美国、印度、日本和南非.表 4给出了2011年世界煤炭消费量排名前五位的国家.

表 4 2011年世界煤炭消费量排名前五位的国家 Tab.4 World coal consumption in 2011

中国煤炭消费量连续5年增长,其中2011年年增长率为9.7%,总消费量达到 1.839 4×109 toe ,占世界总消费量的49.4%.

1.5 核 能

受到日本福岛核电站泄露事故的影响,2011年世界核能消费量出现了近年来的首次大幅下降,只有5.993×108 toe,较2010年下降4.31%.日本和德国的核能消费量分别下降了44.3%和23.2%.从地区看,欧洲依然是使用核能最多的地区,共消费了2.715×108 toe,占世界总消费量的45.3%.表 5给出了世界核能消费量排名前五位的国家.

表 5 2011年世界核能消费量排名前五位的国家Tab.5 World nuclear energy consumption in 2011

中国在2011年共消费了1.95×107 toe的核能,较2010年增长了16.9%.中国作为世界第九大核能消费国,与核能利用第一大国美国相比差距依然很大.表 6给出了2007—2011年中国核能、水电和可再生能源消费量.

表 6 2007—2011年中国核能、水电和可再生能源消费量Tab.6 Nuclear energy,hydroelectricity and renewable energy consumption in China from 2007 to 2011
1.6 水 电

2011年世界水电消费量较2010年仅有1.6% 的小幅上涨,总量为7.915×108 toe.水电消费最多是亚太地区,消费量为2.481×108 toe,占世界总消费量的31.3%.世界水电消费排名前五位的国家如表 7所示.

作为世界水电消费第一大国的中国在2011年部分地区受到干旱的影响,水电发电量较2010年下降了3.9%.但是发电总量依然达到了1.570×108 toe,占世界水电总消费量的19.8%.

表 7 2011年世界水电消费量排名前五位的国家 Tab.7 World hydroelectricity consumption in 2011
1.7 可再生能源 1.7.1 太阳能

2011年世界太阳能消费增长远远高于其它能 源,年增长率为86.3%,总消费量达到5.57×1010 W.欧洲依然是世界太阳能消费的最主要地区,共使用了4.46×1010 W,占世界总消费量的80.1%.同时该地区的消费增长率也是世界最高的,2011年年增长率为92.2%.表 8给出了2011年世界太阳能和风能消费量排名前五位的国家.

2011年中国太阳能消费飞速增长,较2010年增长218%.2011年总使用量已经达到2.5×109 W,位居世界第五位和亚太地区第二位.

1.7.2风 能

世界风能消费在2011年继续保持快速增长,总消费量达到4.374×1011 W,年增长率为25.8%.世界使用风能最多的是欧洲及欧亚大陆地区,总消费量为1.820×1011 W,占世界总消费量的41.6%.2011年亚太地区的风能消费增长速度是最快的,年增长率为37.2%,已达到1.151×1011 W.

表 8 2011年世界太阳能和风能消费量排名前五位的国家 Tab.8 World solar energy and wind energy consumption in 2011

中国作为亚太地区最大的风能利用国,同时也是世界第二大风能利用国.2007—2011年,风能使用量增长率一直远远高于世界平均水平,其中2011年增长率为48.2%.2011年总消费量达到7.32×1010 W,占世界总量的16.7%.

1.7.3 生物燃料

2011年,生物燃料产量的增长几乎停滞,年增长率仅为0.7%,总产量为5.886 8×107 toe.这主要是由于南美洲和欧洲的产量大幅减少.相反,北美地区生物燃料生产保持快速增长,2011年生产总量为2.922 4×107 toe,年增长率为11.4%.目前北美是世界最大的生物燃料产区,占世界总产量的49.6%.表 9给出了2011年世界生物燃料产量排名前五位的国家.

表 92011年世界生物燃料产量排名前五位的国家Tab.9 World biofuels production in 2011

中国在生物燃料方面一直增长缓慢,2011年总产量为1.149×106 toe,年增长率只有2.2%.不过中国依然是世界第六大生物燃料生产国和亚太地区第一大生产国.

2 中国能源消费的预测

目前中国能源消费占世界能源总消费量的21%,预计到2030年这一比重将上升到27%[2,3].国际能源署在《世界能源展望2011》中也预计中国在2035年将继续保持世界第一大能源消费国的地位,并将比第二位的美国能源消费多出70%.届时中国能源消费将会占世界能源总消费量的23%[4].

2030年,煤炭将依然是中国主导能源,不过所占比重将从71%下降到55%.同时天然气消费所占的比重会翻一番.而石油消费所占的比重基本保持不变.可再生能源需求将会增长1 100%,到2030年将会达到5%.另外,中国将会超越美国成为世界第一大核能消费国,总消费量将占世界总消费量的30%[2].

能源消费的快速增长使得中国在控制碳排放方面将会面临更加严峻的挑战.2011年,世界碳排放总量为3.403 3×1010 t,较2010年增长3.0%.作为能源消费第一大国的中国,碳排放量也是世界第一,达到8.979 1×109 t,占世界总量的26.4%.增长速度也超过世界平均水平的三倍,达到9.4%.相比之下,第二位的美国2011年的碳排放总量为6.016 6×109 t,较2010年下降了1.8%[1].到2030年,中国的碳排放量将会占到世界的31%,人均碳排放量也将达到经济合作与发展组织成员国的平均水平[3].

3 中国能源消费结构的特点和应对能源紧缺的建议

由上述分析不难看出,中国能源消费具有以下几个特点:

(1) 能源总消费量巨大,同时能源需求还在不断地增加.

(2) 能源消费结构不合理,煤炭消费占总能源消费的70.4%.与发达国家相比,石油和天然气消费量依然偏低.

(3) 核能与可再生能源发展迅速,但总量依然很小.

针对以上问题,建议采取以下措施:

(1) 提高能源利用效率,调整产业结构.促进第三产业发展,降低国民经济对于高能源强度的工业的依赖性[6].

(2) 研究煤炭的清洁利用技术,比如超(超)临界发电技术、整体煤气化技术、燃气-蒸汽联合循环、CO2捕集技术和富氧燃烧等.

(3) 中国页岩气、页岩油储量丰富[7,8],可以借鉴美国页岩气开发的成功经验,开发非常规油气资源,减少石油对外依存度.

(4) 发展可再生能源,主要是风力发电、太阳能发电和生物质能.针对中国实际国情,借鉴发达国家的成功经验,掌握关键技术.

4 结 语

伴随着经济的飞速增长,中国的能源消费也急剧增长.尤其是近年来,中国已经成为世界第一大一次能源消费国和第一大碳排放国.能源紧缺和环境污染所带来的社会问题日渐突出.另一方面,中国能源消费还存在结构不合理的问题,如煤炭消费比重过大.了解到能源消费结构的现状后,应该积极采取措施,例如开发清洁燃烧技术和发展可再生能源等.

参考文献
[1] BP Statistical Review of Word Energy.2012年BP世界能源统计年鉴 [EB/OL].[2012-06-26].http://www.bp.com/productlanding.do?categoryId=9041910&contentId=7075397.
[2] BP Statistical Review of Word Energy.BP energy outlook 2030 China insights [EB/OL].[2011-01-19].http://www.bp.com/liveassets/ bp_internet/globalbp/ globalbp_uk_english/eports _and_publications/ statistical_energy_review_2011/ STAGING/local_assets/pdf/China_Fact_Sheet.pdf.
[3] BP Statistical Review of Word Energy.BP energy outlook 2030 fact sheet[EB/OL].[2011-01-19].http://www.bp.com/liveassets/bp_internet/ globalbp_uk_english/ reports_and_publications/ statistical_energy_review_2011/STAGING/ local_assets/pdf/ Energy_Outlook_2030_Fact_Sheet.pdf
[4] International Energy Agency. World Energy Outlook 2011[M].Paris:OECD Publishing,2011.
[5] 金晶. 世界及中国能源结构[J].能源研究与信息,2003,19(1):20-26.
[6] 石敏俊, 周晟吕.低碳技术发展对中国实现减排目标的作用[J].管理评论,2010,22(6):48-53.
[7] 董大忠, 邹才能,杨烨,等.中国页岩气勘探开发进展与发展前景[J].石油学报,2012,33(S1):107-114.
[8] 邹才能, 杨智,崔景伟,等.页岩油形成机制、地质特征及发展对策[J].石油勘探与开发,2013,40(1):14-26.