电力节能减排研究的背景和意义

进入21世纪以来，节能减排问题逐渐受到全世界范围内人们的普遍重视。实际上许多科学家在此之前已经发现，资源过度消耗和环境破坏所带来的严重后果正逐渐威胁着人类的生存环境。但是当时的人们对此并不重视，世界上大部分国家的经济发展都是以消耗巨量化石能源和排放大量空气污染物作为支撑的。直到最近，全球范围内由于极端自然天气的频繁发生而给人们带来的损失已不能用经济数据来衡量。这似乎再一次提醒了人们，如果人类仍然片面地追求经济发展，肆无忌惮地消耗自然界赋予给人类的宝贵资源，并向大气中排放环境所不能承受的各种污染物，人类的生存安全将受到严重威胁。节能减排已经成为全世界必须要做的一项工作。

中国是世界经济体中不可或缺的一个组成部分，在过去的几十年中，我国的经济快速膨胀，但也付出了巨大的资源和环境代价。2010年我国的GDP超过日本，成为世界第二大经济体，而早在2002年，我国就成为世界第二大能耗国家，以目前的能源需求增长速度来看，我国即将超过美国成为世界第一大能源消耗国家。大量化石能源消耗带来的第一个问题就是能源安全问题。由于能源供应日趋紧张，各类化石能源的价格在近些年来大都出现了快速增长的态势，化石能源价格的飞涨又引发了其他商品价格的增长，给人民的生活增添了更多不利因素。与此同时，由于能源使用效率较低，加之没有有效地控制污染物的排放，随之而来的又是非常严重的环境污染问题。调查显示，流经我国的大部分河流都已经遭受到不同程度的污染，全国约有1/3的国土面积受到酸雨的威胁，约1/5的城市的空气污染都十分严重，世界污染最严重的20个城市中，中国就占了70%以上。以上资料都显示，我国目前经济发展和资源环境的矛盾已经非常突出，大力推进节能减排工作，改善人民的生存环境，走可持续发展之路是我国实现更好发展的不二选择。

中国的电力工业是中国的能耗大户，也是排污大户。中国的发电结构中，火力发电所占的比例超过70%，而且相当一部分火力发电机组（以下简称为火电机组）还是装机容量比较低、能源利用效率也较低的小火电机组。这种不合理的电源结构所导致的直接后果就是全国每年约有50%以上的煤炭资源是由火力发电机组消耗。由于煤炭与其他化石能源相比具有二氧化硫排放水平高、二氧化碳排放水平高、烟尘和粉尘排放水平也较高的特点，加上部分机组脱硝、脱硫和脱碳技术水平较低，火电机组成为我国二氧化硫、二氧化碳和其他空气污染物的排放大户。数据显示，我国火电机组燃煤排放的二氧化硫和二氧化碳约占全国总排放量的45%和50%。如此高额的煤炭消耗和污染物排放使电力工业给我国的能源安全和环境保护带来了巨大的压力。因此，电力工业成为我国推进节能减排工作需要调控的重点行业之一。(www.xing528.com)

在过去的十几年当中，国家出台了大量的相关政策以推进电力工业的节能减排工作。包括通过关停小火电机组和大力发展可再生能源发电来优化发电电源结构；实施发电节能调度来促进火电机组的节能减排；鼓励或者要求火电机组安装脱硫设施来降低机组的二氧化硫排放水平；充分发挥需求侧价格响应机制在促进发电节能减排方面的作用。这些措施确实取得了比较好的效果，截止到2010年年底，我国共关停小火电机组超过7000万kW，全国30万kW及以上的火电机组占火电总装机容量的比重从“十一五”初期的43.37%提高到70%左右，火电电源结构得到进一步优化。此外新能源发展迅速，2004年我国水电装机容量跃居世界第一，风电装机容量经过“十一五”期间的飞速发展，到2010年年底也超过美国，跃居世界第一。电力工业各项技术经济指标诸如发电煤耗、线损率和厂用电率水平也有较大降幅。在环境污染物减排方面，经过多年的建设，到2010年年底，全国80%以上的火电机组均安装了脱硫设备，火电厂燃煤排放的二氧化硫总量占全国排放总量的比例逐年下降，二氧化硫排放绩效也得到有效的控制和降低。成绩证明以往电力工业节能减排工作推行较为成功，但在这背后也有一些更深的问题值得我们深思。仔细研究不难发现，在过去的一段时间里，国家电力工业所取得的节能减排成绩大都归功于政府的行政命令，且这其中大部分是由国家直属大型企业完成的，由于缺乏有效的市场机制和价格机制的引导，地方政府或其他企业投资办成的电厂在这方面的贡献率相对较低。同时，由于缺乏有效的监督机制，这些行政命令所产生的节能减排效应的持久性不容乐观。以上这些问题的出现表明，过度依赖政府的行政命令来推进电力工业节能减排虽然能在短期内产生比较好的效果，但要达到持久的效果就必须同时配套构建相关的市场机制，发挥价格机制的作用。未来，我国将面临着更加沉重的节能减排压力，作为推进我国节能减排工作的主力军，电力工业如何建立更高效的节能减排机制将直接关系到我国能否实现对世界的承诺。在这种背景下，研究电力节能减排机制构建的数量模型与方法具有非常重要的意义。