中国能源资源分布极不均衡,总体表现为“西多东少、北多南少”。煤炭总资源量北部占87%,西部占52%;可采储量北部占79%,西部占26%。石油陆上总资源量东北和华北占52%,西北占35%;可采储量东北和华北占50%,西北占32%。天然气陆上总资源量西北占43%,华北和东北占12%;可采储量西北占52%,华北和东北占23%。水能资源理论蕴藏量70%集中在西南,技术可开发水能资源西南占67.8%,中南占15.5%。
1.常规能源
(1)煤炭
中国煤炭资源分布面积达60万平方千米,2016年煤炭查明资源储量15 980亿吨,新增查明资源储量606.8亿吨[4]。根据中国煤炭资源聚集和赋存规律,可以天山—阴山造山带、昆仑山—秦岭—大别山纬向造山带和贺兰山—龙门山经向造山带为界,将中国划分为东北、华北、华南、西北和滇藏五大富煤区。在此基础上,根据大兴安岭—太行山—雪峰山断裂带将东部三个富煤区划分为六个亚富煤区,即二连—海拉尔富煤亚区和东三省亚区,黄淮海和晋陕蒙宁亚区,华南和西南亚区。
在大兴安岭—太行山—雪峰山一线以西的晋、陕、蒙、宁、甘、青、新、川、渝、黔、滇、藏12个省(市、自治区)的煤炭资源量占全国总量的89%;而该线以东的20个省、市、自治区仅占全国的11%。分布在昆仑山—秦岭—大别山一线以北的京、津、冀、辽、吉、黑、鲁、苏、皖、沪、豫、晋、陕、蒙、宁、甘、青、新18个省(市、自治区)的煤炭资源量占全国煤炭资源总量的93.6%;而该线以南的14个省(市、自治区)仅占全国的6.4%。客观地质条件形成的这种不均衡分布格局,决定了中国“北煤南运、西煤东调”的长期发展态势。由此可见,广泛又相对集中,西多东少、北多南少,是中国煤炭资源地理分布的重要特征。
煤炭作为常规一次性能源,应用途径广泛,涉及煤电行业、冶金行业、化工行业等,其中煤电行业应用量最大。随着我国宏观经济增长的结构调整、煤炭采掘和煤炭下游需求行业供给侧改革力度的加大以及环保压力的提升,可再生能源发电占比逐步增大,煤炭消费量将逐步放缓。
在煤电装机方面,截至2016年底,我国煤电总装机9.43亿kW,占电力总装机比例降至57%,累计完成煤电超低排放和节能改造均超过4亿kW,其中,京津冀地区具备条件的煤电机组已全部完成超低排放改造。累计淘汰小火电机组超过1亿kW,煤电平均供电煤耗降至315克标煤/kWh,处于世界先进水平。
为有力有序有效推进防范化解煤电产能过剩风险工作,2017年国家发改委、工信部、财政部等16部委联合印发了《关于推进供给侧结构性改革防范化解煤电产能过剩风险的意见》,提出了从严淘汰落后产能、清理整顿违规项目、严控新增产能规模、加快机组改造提升、规范自备电厂管理、保障电力安全供应等6项主要任务,为煤电行业防范化解产能过剩风险、转型升级发展提供了行动指南。《意见》明确“十三五”期间,全国停建和缓建煤电产能1.5亿kW,淘汰落后产能0.2亿kW以上,实施煤电超低排放改造4.2亿kW、节能改造3.4亿kW、灵活性改造2.2亿kW。具备条件的煤电机组完成超低排放改造,煤电平均供电煤耗降至310克/kWh。到2020年,全国煤电装机规模控制在11亿kW以内。
在煤化工方面,因存在水资源消耗大、能耗高和污染重等问题,受到较多争议。其中,水资源的合理利用与石油价格的波动,决定了煤化工产业有序发展的程度。现阶段,该产业的健康发展需加大环保投入,避免以GDP为指向的盲目规划。
我国为实现经济向可持续发展转型,将严控煤炭消费总量。《能源发展“十三五”规划》指出,2020年煤炭消费总量控制在41亿吨以内。《规划》指出,要开展煤炭消费减量行动。严控煤炭消费总量,京津冀鲁、长三角和珠三角等区域实施减煤量替代,其他重点区域实施等煤量替代。提升能效环保标准,积极推进钢铁、建材、化工等高耗煤行业节能减排改造。全面实施散煤综合治理,逐步推行天然气、电力、洁净型煤及可再生能源等清洁能源替代民用散煤,实施工业燃煤锅炉和窑炉改造提升工程,散煤治理取得明显进展。
(2)石油
2016年石油新增探明地质储量9.14亿吨。全国石油累计探明地质储量381.02亿吨,剩余技术可采储量35.01亿吨,剩余经济可采储量25.36亿吨,储采比为12.7。
中国石油集团经济技术研究院发布的《2017年国内外油气行业发展报告》显示,2017年中国石油全年产量1.92亿吨,同比下降3.1%。
①我国主要的陆上石油产地
大庆油田:位于黑龙江省西部。1976年原油产量突破5 000万吨成为我国第一大油田。目前,大庆油田采用新工艺、新技术使原油年产量仍然保持在4 000万吨左右。
胜利油田:地处山东北部渤海之滨的黄河三角洲地带,是我国第二大油田。
辽河油田:主要分布在辽河中上游平原以及内蒙古东部和辽东湾滩海地区。已开发建设26个油田,产量居全国第三位。
克拉玛依油田:地处新疆克拉玛依市。40年来在准噶尔盆地和塔里木盆地找到了19个油气田,以克拉玛依为主,开发了15个油气田,建成了792万吨原油配套生产能力,从1990年起,陆上原油产量居全国第四位。
长庆油田:勘探区域主要在陕甘宁地区,勘探总面积约37万平方千米。勘探到油气田22个,其中油田19个,累计探明油气地质储量54 188.8万吨(含天然气探明储量2 330.08亿立方米),目前已成为我国主要的天然气产区,并成为北京天然气的主要输送基地。
华北油田:位于河北省中部的任丘市。目前原油年产量约400万吨。
②我国主要的海洋石油产地
除陆地石油资源外,我国的海洋油气资源也十分丰富。中国海上油气勘探主要集中于渤海、黄海、东海及南海北部大陆架。
2018年初,据中国石油勘探开发研究院数据,在渤海湾盆地探明储量超亿吨的大油田有36个,数量占全国的49%。其中,海上探明石油储量达8.618 3亿吨,渤海油田是国内油气新增储量的主要阵地。
由于南黄海的特有地质条件,为我国尚未取得油气勘探突破的海域,海域面积30万平方千米,盆地面积18万平方千米。该盆地是一个大型含油气沉积盆地,存在海相中-古生界和陆相中-新生界两套含油气层系,具有油气资源开采潜力,国内三大石油公司在南黄海海域都有矿业权区块。
东海是当前世界上油气勘探最活跃的地区之一,其油气田的原油和天然气储量相当丰富。据估算,东海油气田蕴藏石油约250亿吨。
南海海域更是石油宝库。中国对南海勘探的海域面积仅有16万平方千米,发现的石油储量达52.2亿吨,是世界上尚待开发的大型油藏,其中有一半以上的储量分布在应划归中国管辖的海域。
③石油消费及对外依存度
当前国际政治经济形势错综复杂,中国经济发展进入新常态,油气需求增速放缓,市场竞争加剧。从我国原油的进口情况来看,我国原油进口量整体上行,2017年进口量达到41 957万吨,进口量首次突破4亿吨大关,达到历年来的最高值;对外依存度突破67.4%,给中国石油发展与安全带来重大挑战。
依据《能源发展“十三五”规划》,我国石油方面的未来发展将开展成品油质量升级专项行动。加快推进普通柴油、船用燃料油质量升级,推广使用生物质燃料等清洁油品,提高煤制燃料战略储备能力。加强车船尾气排放与净化设施改造监管,确保油机协同升级。
在炼油方面,《规划》指出加强炼油能力总量控制,淘汰能耗高、污染重的落后产能,适度推进先进产能建设。严格项目准入标准,防止以重油深加工等名义变相增加炼油能力。积极开展试点示范,推进城市炼油厂综合治理,加快产业改造升级,延长炼油加工产业链,增加供应适销对路、附加值高的下游产品,提高产业智能制造和清洁高效水平。
(3)天然气
天然气作为清洁能源,在我国得以大力推广应用,近年来其产量及消费比例快速增长。2017年,中国天然气产量增长超100亿立方米,达1 480.3亿立方米,同比增长8.2%,其中常规天然气产量1 338.7亿立方米,页岩气产量92亿立方米,煤层气地面抽采量49.6亿立方米、利用量44亿立方米,煤制气产量26.3亿立方米。
中国的四大产气区分别为鄂尔多斯、四川盆地、塔里木盆地和海域。其中,鄂尔多斯盆地450亿立方米(煤层气11亿立方米),占全国产量30.5%,连续九年为全国第一大产气区;四川盆地395亿立方米(其中页岩气90亿立方米),占全国天然气总产量26.8%;塔里木盆地370亿立方米,占全国天然气产量25.1%[5]。
2017年,我国天然气消费量保持快速增长,消费量为2 386亿立方米(不含港澳台地区),同比增长14.8%;天然气对外依存度快速攀升,进口气量从2010年的175亿立方米迅速增至2017年的946亿立方米天,其中LNG进口526亿立方米,进口资源目标国达22个。
表2-1 “十三五”期间天然气行业发展主要目标
(www.daowen.com)
(引自:《天然气发展“十三五”规划》)
国家发改委发布的《天然气发展“十三五”规划》中提出,“十三五”期间天然气占一次能源消费比例达到8.3%—10%,累计探明地质储量16万亿立方米;国内天然气综合保供能力达到3 600亿立方米以上。基础设施方面,新建天然气主干及配套管道4万千米,总里程达到10.4万千米,干线输气能力超过4 000亿立方米/年;地下储气库累计形成工作气量148亿立方米。
《能源发展“十三五”规划》明确指出,拓展天然气消费市场。积极推进天然气价格改革,推动天然气市场建设,探索建立合理气、电价格联动机制,降低天然气综合使用成本,扩大天然气消费规模。稳步推进天然气接收和储运设施公平开放,鼓励大用户直供。合理布局天然气销售网络和服务设施,以民用、发电、交通和工业等领域为着力点,实施天然气消费提升行动。以京津冀及周边地区、长三角、珠三角、东北地区为重点,推进重点城市“煤改气”工程。加快建设天然气分布式能源项目和天然气调峰电站。2020年气电装机规模达到1.1亿kW。
2.可再生能源
(1)核能
中国是一个铀矿资源不甚丰富的国家。铀矿资源分布不均衡,已有23个省(区)发现铀矿床,共探明大小铀矿床(田)200多个,主要集中分布在赣、粤、黔、湘、桂、新、辽、滇、冀、蒙、浙、甘等省(区),尤以赣、湘、粤、桂四省(区)资源为富,占探明工业储量的74%。
我国铀矿床分南、北两个大区,北方铀矿区以火山岩型为主,南方铀矿区则以花岗岩型为主。矿床以中小型为主,其中主要的铀矿床有:相山铀矿田、郴县铀矿床、下庄铀矿田、产子坪铀矿田、青龙铀矿田等。已经建成和新建的厂矿有:衡阳铀矿、郴州铀矿、大浦街铀矿、上饶铀矿、抚州铀矿等。
我国的核电站主要建在东南沿海附近。截至2017年底,我国投入商业运行的核电机组共37台,装机容量达到35 807 MW,累计发电量为2 474.69亿kWh,比2016年上升了17.6%;累计上网电量为2 316.42亿kWh,比2016年上升了17.8%;核电设备平均利用小时数为7 108.05小时,设备平均利用率为81.1%。
核电是一种非常优质清洁的能源,是中国能源清洁化发展的主要途径之一。目前,我国三代核电发展再获重大突破。“华龙一号”核电站是由中国两大核电企业中国核工业集团公司和中国广核集团在我国30余年核电科研、设计、制造、建设和运行经验的基础上,根据福岛核事故经验反馈以及我国和全球最新安全要求,研发的先进百万kW级压水堆核电技术。该核电站拥有我国最先进的三代核电技术,其在设计、燃料、设备、制造、运行、维护等多个领域具备自主知识产权,形成了完整的知识产权体系,是目前国内可以用于独立出口、具备三代核技术标准的机型,定位为中国核电“走出去”的旗舰产品。
国家发展改革委、国家能源局印发的《能源发展“十三五”规划》明确指出要安全高效发展核电,在采用我国和国际最新核安全标准、确保万无一失的前提下,在沿海地区开工建设一批先进三代压水堆核电项目。加快堆型整合步伐,稳妥解决堆型多、堆型杂的问题,逐步向先进三代主力堆型集中。积极开展内陆核电项目前期论证工作,加强厂址保护。深入实施核电重大科技专项,开工建设CAP1400示范工程,建成高温气冷堆示范工程。加快论证并推动大型商用乏燃料后处理厂建设。适时启动智能小型堆、商业快堆、60万kW级高温气冷堆等自主创新示范项目,推进核能综合利用。实施核电专业人才队伍建设行动,加强核安全监督、核电操作人员及设计、建造、工程管理等关键岗位人才培养,完善专业人才梯队建设,建立多元化人才培养渠道。2020年运行核电装机力争达到5 800万kW,在建核电装机达到3 000万kW以上。
(2)水能
中国水资源总量为2.8万亿立方米,其中地表水2.7万亿立方米,地下水0.83万亿立方米,与河川径流不重复的地下水资源量约为0.1万亿立方米。
从河流看,我国水电资源主要集中在长江、黄河的中上游,雅鲁藏布江的中下游,珠江、澜沧江、怒江和黑龙江上游,这七条江河可开发的大、中型水电资源都在1 000万kW以上,总量约占全国大、中型水电资源量的90%。全国大中型水电资源100万kW以上的河流共18条,水电资源约为4.26亿kW,约占全国大、中型水电资源量的97%。
按行政区划分,我国水电资源主要集中在经济发展相对滞后的西部地区。西南、西北11个省、市、自治区,包括云、川、藏、黔、桂、渝、陕、甘、宁、青、新,水电资源约为4.07亿kW,占全国水电资源量的78%,其中云、川、藏三省区共2.947 3亿kW,占57%。而经济相对发达、人口相对集中的东部沿海11省、市,包括辽、京、津、冀、鲁、苏、浙、沪、穗、闽、琼,仅占6%。为满足东部经济发展和加快西部开发的需要,加大西部水电开发力度和加快“西电东送”步伐已经进入了国家层面的部署。
《能源发展“十三五”规划》指出,坚持生态优先、统筹规划、梯级开发,有序推进流域大型水电基地建设,加快建设龙头水电站,控制中小水电开发。在深入开展环境影响评价、确保环境可行的前提下,科学安排金沙江、雅砻江、大渡河等大型水电基地建设时序,合理开发黄河上游等水电基地,深入论证西南水电接续基地建设。创新水电开发运营模式,探索建立水电开发收益共享长效机制,保障库区移民合法权益。2020年常规水电规模达到3.4亿kW,“十三五”新开工规模6 000万kW以上。发挥现有水电调节能力和水电外送通道、周边联网通道输电潜力,优化调度运行,促进季节性水电合理消纳。加强四川、云南等弃水问题突出地区水电外送通道建设,扩大水电消纳范围。
(3)太阳能
中国属太阳能资源丰富的国家之一,全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2 000小时,年辐射量在5 000 MJ/m2以上。据统计资料分析,中国陆地面积每年接收的太阳辐射总量为3.3×103—8.4×103MJ/m2,相当于2.4×104亿吨标准煤的储量。
根据国家气象局风能太阳能评估中心划分标准,我国太阳能资源地区分为以下四类:
一类地区(资源丰富带):全年辐射量在6 700—8 370 MJ/m2,相当于230 kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部、新疆南部、河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部等地。
二类地区(资源较富带):全年辐射量在5 400—6 700 MJ/m2,相当于180—230 kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏中北部和安徽北部等地。
三类地区(资源一般带):全年辐射量在4 200—5 400 MJ/m2。相当于140—180 kg标准煤燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、浙江和广东的一部分地区,春夏多阴雨,秋冬季太阳能资源还可以。
四类地区:全年辐射量在4 200 MJ/m2以下。主要包括四川、贵州两省。此区是我国太阳能资源最少的地区。
一、二类地区,年日照时数不小于2 200小时,是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区,面积较大,约占全国总面积的2/3以上,具有利用太阳能的良好资源条件。
截至2018年6月,全国光伏发电装机容量达到15 451万kW,新增装机2 430.6万kW,其中,光伏电站11 260万kW,新增装机1 206.2万kW,发电量823.9亿kWh;分布式光伏4 190.3万kW,新增装机1 224.4万kW。弃光率为3.6%,主要集中在新疆和甘肃。2018年上半年山东、浙江、河南、江苏四省新增装机均超过100万kW,四省分布式光伏新增装机占全国的52.6%。
《能源发展“十三五”规划》指出,坚持技术进步、降低成本、扩大市场、完善体系。优化太阳能开发布局,优先发展分布式光伏发电,扩大“光伏+”多元化利用,促进光伏规模化发展。稳步推进“三北”地区光伏电站建设,积极推动光热发电产业化发展。建立弃光率预警考核机制,有效降低光伏电站弃光率。2020年,太阳能发电规模达到1.1亿kW以上,其中分布式光伏6 000万kW、光伏电站4 500万kW、光热发电500万kW,光伏发电力争实现用户侧平价上网。
(4)风能
风能资源取决于风能密度和可利用的风能年累积小时数,受地形的影响较大。根据全国900多个气象站将陆地上离地10米高度资料进行估算,全国平均风功率密度为100 W/m2,风能资源总储量约32.26亿kW,可开发和利用的陆地上风能储量有2.53亿kW,近海可开发和利用的风能储量有7.5亿kW,共计约10亿kW。中国风能资源丰富,开发潜力巨大,必将成为未来能源结构中一个重要的组成部分。
中国风能资源主要分布在东南沿海及附近岛屿,新疆、内蒙古和甘肃河西走廊,东北、华北和青藏高原部分地区。
①北部(东北、华北、西北)地区风能较丰富带
东北三省、河北、内蒙古、甘肃、青海、西藏和新疆等省、自治区近200千米宽的地带风能密度、分布范围较广,是我国连成一片的最大风能资源区。风功率密度在200—300 W/m2以上,有的可达500 W/m2以上,可利用的小时数在5 000小时以上,有的可达7 000小时以上。可开发利用的风能储量约2亿kW,约占全国可利用储量的79%。
②沿海及其岛屿地区风能丰富带
沿海及其岛屿风能丰富带,是我国风能最佳丰富区。我国有海岸线约1.8万千米,岛屿6 000多个,这是风能大有开发利用前景的地区,年有效风功率密度在200 W/m2以上,风功率密度线平行于海岸线,沿海岛屿风功率密度在500 W/m2以上,如台山、平潭、东山、嵊泗、马祖、东沙等,可利用小时数约在7 000—8 000小时。这一地区特别是东南沿海,由海岸向内陆是丘陵连绵,风能丰富地区仅在距海岸50千米之内。
③内陆局部风能丰富区
在以上两个风能丰富带之外,风功率密度一般在100 W/m2以下,可利用小时数3 000小时以下。但是在一些地区由于湖泊和特殊地形的影响,风能也较丰富,如鄱阳湖附近较周围地区风能就大,河南的嵩山、山西的五台山、安徽的黄山等也较平地风能大。青藏高原海拔4 000米以上,风速比较大,但空气密度小,同样是8 m/s的风速,在海平面风功率密度为313.6 W/m2,而在海拔4 000米处只有209.9 W/m2。这里年平均风速3—5 m/s,风能仍属一般地区。
由于地形复杂、气候类型多样等条件的影响,我国的风能资源开发难度比欧美等国家要大。根据中国风能协会数据,2017年,全国(除港、澳、台地区外)风电新增装机容量1 966万kW,同比下降15.9%;累计风电装机容量达到1.88亿kW,同比增长11.7%,增速放缓。中国六大区域的风电新增装机容量所占比例分别为华北(25%)、中南(23%)、华东(23%)、西北(17%)、西南(9%)、东北(3%)。“三北”地区新增装机容量占比为45%,中东南部地区新增装机容量占比达到55%。
《能源发展“十三五”规划》指出,坚持统筹规划、集散并举、陆海齐进、有效利用。调整优化风电开发布局,逐步由“三北”地区为主转向中东部地区为主,大力发展分散式风电,稳步建设风电基地,积极开发海上风电。加大中东部地区和南方地区资源勘探开发,优先发展分散式风电,实现低压侧并网就近消纳。稳步推进“三北”地区风电基地建设,统筹本地市场消纳和跨区输送能力,控制开发节奏,将弃风率控制在合理水平。加快完善风电产业服务体系,切实提高产业发展质量和市场竞争力。2020年风电装机规模达到2.1亿kW以上,风电与煤电上网电价基本相当。《风电发展“十三五”规划》明确到2020年,中东部和南方地区陆上风电新增并网装机容量4 200万kW以上,累计并网装机容量达到7 000万kW以上。
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