中电联王志轩：解决能源问题的关键是系统优化-第4页-北极星火力发电网

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回顾2010年末，“少数地区为突击完成节能减排目标，采取限制企业正常生产特别是居民生活用电合理需求、强制性停止火电机组发电等错误做法”⑶，造成柴油发电大增、大气环境污染反而加重的情况仍历历在目。前事不忘，后事之师，天然气供需矛盾的尖锐及“煤改气”问题的突现，实际上反映出我国能源系统长期以来的优化问题尤其是煤炭的优化问题。如果不解决优化问题只是简单“禁煤”，类似天然气利用严重失衡的情况将会不断发生，不仅付出巨大经济代价，而且也难以真正改善环境质量，还会引起社会不稳定。

我国的大气污染尤其是导致雾霾产生的污染，仍然是以结构型污染为主，主要体现在全局性煤炭利用的结构型污染、城市机动车排放的结构型污染、农村能源利用包括秸秆焚烧的结构型污染以及建设扬尘和生活型污染等。本文主要对煤炭利用的结构型污染进行分析。

从煤炭利用的结构型污染来看，主要体现在燃煤污染物排放控制呈分化状态，先进的污染控制水平带来的环境效益远远抵消不了落后的大量煤炭散烧和低效率高污染燃烧排放对环境造成的影响。一方面，1978～2012年发电和热电联产的煤炭用量由1.09亿吨增加到近20亿吨，增加了17倍，但是能源利用效率大幅度提高，供电标准煤耗由1978年的471克/千瓦时下降到2012年的325克/千瓦时，换算为电力转换效率则提高了约11.7个百分点;考虑热电厂供热的效果，电厂能源转换总效率从1992年的34.8%到2012年的45%，提高了约10个百分点。同时，火电厂污染控制水平不断提高，烟尘由1980年的年排放量约400万吨，降低到2012年约150万吨;二氧化硫由2005年的年排放1300万吨下降到2012年的883万吨，氮氧化物排放量由740万吨上升到2010年的1050万吨之后开始下降，2012年为980万吨。另一方面，冶炼、工业锅炉、窑炉以及居民等大量直燃煤量却不断增长，除一些大型企业在烟气颗粒物控制方面不断加强外，大部分燃煤用户没有良好的污染控制设备，甚至是完全自由排放。如华北地区一个普通农户用于取暖的土暖气小锅炉一个冬季大约需要燃烧2吨原煤，这些小锅炉不仅没有污染控制设施，而且出于经济原因一般燃用价格低的劣质煤、洗煤后的泥煤。即便是北京这样的城市，近年来其中心城区仍有数以十万计的居民户直接燃煤取暖，这些直燃煤的污染物在环境空气中的浓度比例不断增大，对环境质量的影响要大大高于燃煤电厂的排放。

以价值目标为导向开展能源系统优化

笔者认为，能源系统优化就是以帕累托最优理论为指导，以能源生产与消费为对象，建立能源系统的科学价值目标体系，根据能源资源的禀赋和能源市场发展，充分发挥市场配置资源的决定性作用，制定并实施更佳的能源量(总量)，不同能源比例(结构)，体现时间进程和空间布局的规划、计划、方案或方法。

建立科学的价值目标体系是核心。科学价值目标，就是以科学发展观为指导来体现或者衡量能源可持续发展的某种特性和要求，其体系是由多个具有独立性但又互相联系的目标构成的整体。对目标的设计应当具有概念明确性、相对独立性、可量化性和相互关联性。笔者认为，科学价值目标体系应当由“安全、高效、绿色、经济、便捷、和谐”六大能源目标构成。

“安全”主要是指经济社会发展所需能源的持续可获得性和稳定性，包括能源资源充足性、可持续生产性及进口、运输过程的可靠性等;“高效”是指在能源活动包括生产、输送、使用、回用(回收)等全过程和其全生命周期中，要不断提高能源转换利用效率，并高度重视挖掘节能潜力、减少浪费;“绿色”是指能源活动中要污染物排放少，对环境质量和生态的影响小，碳排放低;“经济”是指达到同等质量和效果的能源目标下，付出的社会成本最低; “便捷”是指生产、运输、使用能源的方便性和友好性;“和谐”是指能源活动有利于投资方及各相关方的协调发展以及扩大就业、促进改善民生等。可以六大目标为顶层，进一步运用层次分析法，根据能源优化实际问题，构建出具有准则层、措施层等多层次的、科学的、可操作的体系结构。

帕累托最优理论和经验都告诉我们，这六大目标互相交织，能源优化就是要使六大目标在总体上达到最优，而不是也不可能使每一个目标都达到最优。由于发展阶段不同、区域发展水平不同、面临的主要问题不同，六大目标在时间、空间上的要求必然有所侧重，这也正是制订能源规划、政策、标准、方法的关键所在。政策运用的时机和地域的选择是政策制定的灵魂，同一个政策在不同的时间和不同的空间，会产生完全不同的效果。如2010年9月德国政府颁布2050年《能源方案》，提出了能源转型将围绕“经济合理、供应安全、环境友好”三大核心原则进行。不论从发达国家的经验看，还是从我国能源利用的现状和现有能源政策看，相对于能源总量控制或者污染物排放总量控制方式，能源系统的优化在经济、环境、社会等方面都潜藏着巨大的空间。不论是方法学上还是结果上，二者都有着明显的差别。如控制燃煤总量更多关注的是总量的增加或减少，减少的是散烧煤还是电煤、减煤后环境质量是否改善、经济效益是否最好、对社会稳定是否有影响等则无从考虑，而能源系统的优化目标要丰富得多，对综合最优的要求也高得多。

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