电气化发展的国际经验分析

杨露露

国网北京经济技术研究院 北京 100052

1 电气化的内涵

电能是由各类一次能源转换而成的优质二次能源，它能方便地转换成动力、光、热等其他能源形式。另外，电力的使用十分方便，具有广泛的可控性。电能的这些特性决定了它在国民经济中的广泛应用和在能源体系中的重要地位。

电气化是一次能源需求向电能转换的过程，其间伴随着替代其他形式能源的电力需求不断增长的过程。通常，电气化水平可以用两个指标表示：一是发电能源消费占一次能源消费的比重，它反映电力在能源系统中的地位；二是电能消费占终端能源消费的比重，用来度量各类用户的电力消费水平，说明电力对社会经济发展的作用。衡量电气化水平的两个指标计算公式如下：

根据以上定义，电气化是反映能源消费与电力消费关系的一个重要指标。电气化水平的变化虽然在公式上是由发电能源消费、一次能源消费或电力消费、终端能源消费所决定的，但实质上是经济发展、产业结构、能源消费结构、电力消费结构、技术进步等因素的集中反映。

2 国际上电气化水平的变化趋势

发达国家在经济发展过程中，始终把电力工业发展放在十分重要的位置。一般规律是，一个国家的电气化程度与其经济发展水平密切相关，经济发达程度越高，其电气化水平越高。

2.1 发电能源占一次能源消费的比重

总体上看，世界各国为了提高能源利用效率，节约能源，不断增加发电用能源占一次能源消费的比重。1980～2000年，发达国家发电能源占一次能源消费总量的比重，从32%上升到40%以上；发展中国家从20%上升到30%以上。主要国家发电能源占一次能源消费的比重变化情况见表1：

表1 部分国家发电能源占一次能源消费的比重 单位：%

在一次能源消费中，发电能源比重越大，表明转换为优质二次能源（电能）的一次能源越多，说明电力在能源系统中发挥着越重要的作用。由于不同国家的能源资源储量和品种不同，导致了发电用能源结构有所不同。如北欧国家水力资源丰富，以水力发电为主，发电能源占一次能源消费比重超过50%；美国煤、油、气资源较为丰富，煤电、油电及气电都较为发达，其中90%的煤炭消费用于发电，发电能源占一次能源消费比重在40%左右；日本是能源资源贫乏国家，火电和核电占较大比重。

2.2 电能消费占终端能源消费的比重

电能占终端能源消费的比重，是衡量电气化程度的另一个重要指标。在工业化发展的过程中，一方面，由于生产技术的不断进步，很多原先使用其它能源的设备改用电力，此阶段电力增长速度高于一次能源增长速度。另一方面，随着人民生活水平的提高，家用电器广泛普及，也促使电力需求加快增长。从1970年以来世界及主要国家电能消费占终端能源消费比重的变化趋势来看，总体呈上升趋势。以2004年为例，世界电力消费占终端能源消费中的平均比重为18.4%；日本、巴西等国的比重较高，大于23%；其次是美国、英国、法国、印度等国，比重介于18%～20%之间。

电能占终端能源消费的比重越大，表明电力替代煤、油、气等其他能源比重就越大，说明电力对社会经济发展的作用也越大。以铁路机车的发展历史为例，铁路机车经历了从蒸汽机车到内燃机车再到电力机车和电气化铁路的发展过程，每一次变化都凝聚着技术的进步和能源品种的替代，同时也伴随着经济效率的提高。蒸汽机车的能源利用效率仅为6%左右，而内燃机车为30%左右，电力机车的效率超过60%。电力牵引相对于内燃牵引单位运量能耗低、功率特性优、环保效果佳，因此世界各国都积极发展电力机车。实践证明，电气化铁路不仅提高了铁路运行水平和行驶速度，也增加了经济产出，提高了社会整体能效。

表2 部分国家电能消费占终端能源消费比重 单位：%

3 主要发达国家电气化与能源强度的关系

一般来说，随着经济的发展和技术进步，电气化水平越来越高，能源强度越来越低。发达国家不管从发电能源占一次能源消费的比重还是从电力在终端能源消费中的比重都的变化情况，都存在这个规律。

3.1 发电能源占一次能源消费的比重与能源强度

从国外有关国家发电能源占一次能源消费比重以及能源强度的统计数据来看，随着发电能源消费占一次能源消费比重的提高，能源强度逐年降低。1970～2000年，英国发电能源占一次能源消费比重从31.6%上升到34.8%，共提高3.2个百分点，英国能源强度下降43.8%；美国发电能源占一次能源消费比重从26.2%上升到44%，共提高17.8个百分点，能源强度下降43.6%；日本发电能源占一次能源消费比重从27.6%上升到43.2%，共提高15.6个百分点，能源强度下降21.9%；德国发电能源占一次能源消费比重从28%上升到39.1%，共提高11.1个百分点，能源强度下降43.5%；法国由于加大了核能的利用，发电能源占一次能源比重上升幅度较大，从23.6%上升到47.7%，共提高24.1个百分点，同时能源强度下降21.7%。

根据1970～2000年英、美、日、德、法五国历史数据计算（简单平均），发电能源占一次能源消费比重每提高1个百分点，能源强度下降1.7%。

图1 主要发达国家能源强度与发电能源占一次能源消费比重关系

3.2 电能消费占终端能源消费的比重与能源强度

随着电能消费占终端能源消费比重的上升，各个国家能源强度出现下降趋势。1970～2004年，英国电能消费占终端能源消费比重从11.8%上升到17.9%，共提高6.1个百分点；美国从10.4%上升到20.1%，共提高9.7个百分点；日本从12.7%上升到23.5%，共提高10.8个百分点；德国从9.6%上升到17.5%，共提高7.9个百分点；法国从8.7%上升到20.8%，共提高12.1个百分点。日本和法国电能占终端能源消费的比重上升幅度较大，均超过了10个百分点。

根据1970～2004年英、美、日、德、法五国历史数据计算，电能占终端能源消费比重每提高1个百分点，能源强度下降2.4%。

图2 主要发达国家能源强度与电能占终端能源消费比重关系

4 主要结论

电气化水平与一个国家的能源资源禀赋、经济结构以及经济发展阶段、技术进步等密切相关。大部分国家，特别是电气化水平较高的国家在经济社会发展过程中一般存在两个共同的规律，即电气化的作用日益扩大以及电能在能源结构中的影响不断提高。随着经济不断发展，电气化水平不断提高，能源强度不断下降。

我国目前正处于工业化的中期阶段，能源需求仍然巨大。国家应该积极采取有关政策和措施来提高我国的电气化水平，从而促进能源强度的下降，减少能源消费。

［1］亚历山大·S·尼古拉索夫，世界能源会议技术委员会.电力在能源系统中日益增长的作用主旨报告［D］.第13届世界能源会议论文集，1986.

［2］日本能源经济研究所.日本能源与经济统计手册［S］，2007.

［3］IEA.Key World Energy Statistics 2007.

［4］国网发展策划部和国电信息中心.国际能源与电力统计手册［S］，2006.