发展新能源汽车对能源结构与安全的影响

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Wen/Wang Dianming(中国石化经济技术研究院工作人员)

目前,中国的能源消费仍以煤炭为主。 2017年,总消费量达到44.9亿吨,其中煤炭占60.4%(自给率高),石油占18.8%,天然气占7.1%,其他占13.7%。 “十九大”报告提出,必须从根本上改善生态环境,把中国建设成为一个强大,民主,文明,和谐,美好的社会主义现代大国。能源生产和消费的转变是必然趋势。

中国能源产业的特点决定了中国特色的转型路径:一是能源需求巨大,中国经济规模大,增长速度快,人口基数高,需求大;第二,虽然煤炭资源相对丰富,但资源禀赋很差。然而,石油和天然气资源状况不佳,导致石油和天然气进口增加。第三,能源安全形势严峻,外部依赖的增加与地源的政治风险有关。四是绿色发展需求高,碳排放基数大,达到《巴黎协定》的目标。这更难。

从目前情况看,中国对外国石油的依赖程度稳步上升,接近70%,威胁着国家能源安全。新能源汽车的发展是改变交通运输业对石油依赖的重要举措,对于确保能源安全具有重要意义。

石油需求面临越来越大的外部依赖压力

中国石油工业的发展有力地支持了国民经济的发展,满足了人民生产生活的需要。自20世纪90年代以来,中国的石油消费进入了快速增长期。从1990年到2010年,石油消费量每年增长7.1%。 2010年以后,中国经济已经从高速增长发展到中高速增长,同时经济转型和结构调整。 2017年,石油表观消费量达到6.1亿吨,2010年至2017年的年均增长率降至4.2%。与此同时,国内原油产量增长相对缓慢,从1990年的1.38亿吨增加到2015年的2.15亿吨,年均增长1.8%。在过去两年中,由于国际油价下跌,中国2017年原油产量回落至1.92亿吨。为了满足不断增长的消费需求,中国于1993年成为石油产品的净进口国。1996年,它成为原油的净进口国。 2017年,中国进口了4.2亿吨原油,成为世界上最大的进口国。同年,中国对石油的依赖达到68.5。 %。

中国的基本国情是“煤炭丰富,石油缺乏,天然气减少”,未来石油消费对外依存度仍存在上行压力。 2017年,中国的原油进口量占世界贸易量的1/5。主要来源是俄罗斯,占14.3%;沙特阿拉伯占12.4%;和安哥拉,占12.0%。伊朗进口原油3115万吨,排名第五,占7.4%。原油进口继续增加,使中国的能源供应问题更加突出。

能源替代是改变交通运输对石油依赖的重要措施

通常,石油消费不是直接消耗原油,而是石油产品,它涉及国民经济和人民生活的许多方面。就产品而言,汽油,煤油,柴油,润滑油,液化石油气,燃料油,化学轻油,石油焦和沥青等9种产品占90%以上。在消费方面,运输石油占石油消费总量的55%;其次是化学原料,占14%;工业燃料和民用生物燃料分别占11%和5%;其他的是农业和建筑用油,虽然比例很小,但与民生密切相关。统计数据显示,全球运输业所需能源的95%来自石油。因此,未来新能源汽车将主要用电能替代运输车辆中使用的石油。

石油消费的过度增长已经唤醒了替代能源的发展。目前,中国已形成以电动汽车,生物能源,煤化工,甲醇等替代天然气取代的局面。 2017年,中国共实现了4100万吨替代石油,占石油消费量的7%。从2025年到2030年,随着动力电池技术的进步和电动汽车的加速应用,电动汽车将成为交通运输行业替代能源发展的主要方向。

汽车工业的“四个现代化”已成为未来发展的新动力

2001年中国加入WTO后,汽车消费逐渐进入家庭。从2002年到2007年,市场规模每年增长21%,每年超过100万辆。 2009年,汽车消费量超过1300万辆,成为全球最大的汽车生产和销售国,2017年突破2900万辆。

近年来,为应对燃料供需矛盾日益突出和环境污染,世界主要汽车生产国已将新能源汽车作为国家战略发展。在这种形势下,中国汽车工业的“十三五”不再强调量化发展,而是更加关注“绿色制造,智能制造”。目前,汽车“电气化,智能化,网络化,共享化”的快速发展,给汽车工业带来了新一轮的技术变革,也给汽车能源产业带来了巨大的转型挑战。

自2010年以来,全球新能源汽车取得了长足发展。 2017年,年销量突破115万台,同比增长54%,拥有量达到310万台,同比增长57%。由于政策鼓励,中国已成为全球最大的市场,新能源汽车的销售额约占全球总量的50%,而且持有量约占全球总量的40%。

就销量而言,2017年全球纯电动汽车占新能源汽车的64%,插电式混合动力汽车占36%。在中国,纯电力占83%,插电式混合动力占17%。虽然发展速度相对较快,但目前全球(包括中国)新能源汽车拥有量占车辆总拥有量的1%以上。预计新能源汽车未来发展前景广阔。

新能源汽车的发展大大降低了中国对汽油和柴油的需求

改善燃油经济性和机动化降低了汽油需求。汽车保有量的增加导致使用的石油量增加。以乘用车为例,如果车辆只改变车辆数量,2050年乘用车的燃油消耗量将是2017年的3.7倍,达到4.7亿吨。燃油经济性将增加,这将大大降低自行车的燃油消耗。随着燃油经济性的提高,2050年乘用车的燃油消耗将降至2017年的2.1倍。研究表明,在三种情景中,新能源汽车对汽油的替代效应非常显着。在基线情景中,燃料车辆的数量可以减少2.2亿辆,燃料消耗可以减少1亿吨。在激进的情况下,可以进一步减少9000万辆汽车,石油消耗量可减少5000万吨。在极端情况下,它可以减少。 3000万吨。

在此基础上,考虑到摩托车油以及天然气,乙醇,甲醇,煤制油等其他替代燃料,可以获得总汽油消耗量。在基线情景中,汽油消耗峰值将达到2亿吨,并将在2050年回落至1.5亿吨。在激进的情况下,汽油消耗峰值可降至1.8亿吨,并将回落至1亿吨2050年吨;在这种情况下,汽油消费峰值可降至7000万吨。在2050年的汽油消耗量中,与基线情景相比,极端情景减少了一半。

商用车电气化将加速汽油和柴油需求的下降。在基线情景中,到2050年,新能源将取代3400万吨柴油,并减少24%的柴油消耗量。在激进的情况下,2050年将有20,000吨柴油被2050年取代,柴油消耗量减少28%;在极端情况下,更换4700万柴油。吨,减少柴油消耗量的三分之一。

随着新能源汽车的发展,对汽油和柴油的需求大大减少。在不考虑电动汽车的情况下,预计到2050年中国的石油总消耗量约为7.8亿吨。考虑到电动汽车的影响,基准情景下2027年石油消费量将达到7.3亿吨,并将保持在7.3亿吨左右。 2025年的长期和6.5亿吨。在激进的情况下,2027年的石油消费量将达到7.1亿吨,并在达到峰值后迅速下降。它在2050年回落至5.9亿吨。在极端情况下,石油消费峰值仍然在7.1亿吨左右,但在达到峰值后已加速,预计将在2050年回落至5.5亿吨,相当于2015年的消费水平。

开发新能源汽车可能会使石油依赖度降低10%

根据2030年原油产量恢复到2亿吨,到2050年将回落到1.8亿吨。如果新能源汽车没有开发,对原油的依赖可能高达77%,它将长期保持在75%以上。在基线情景中,最高的外部依赖性可以降低到74%并长时间保持在这个水平;在激进的情况下,最高的外部依赖性可以降低到73%,而在2050年可以降低到70%;在极端情况下,最高的外部依赖性可降至72%,并可在2050年降至67%。

如果没有新能源汽车的发展,中国对原油的外部依赖将增加到2050年;新能源汽车的发展可以有效遏制原油对外部依赖的上行依赖。在理想情况下,原油的外部依赖性将比当前水平下降10个百分点。

但需要指出的是,电动汽车的发展对中国的能源安全具有重要意义,但仍不能完全扭转原油的外部依赖性。减少中国原油对外国依赖的道路还有很长的路要走。有必要更换,保存和开发国内资源,共同开发三驾马车,共同保护中国的能源安全。

中国的电力供应可以完全满足新的电力需求

新能源汽车的发展也增加了对电能的需求,同时减少了汽油和柴油的消耗。在基线情景下,电动汽车到2050年将增加0.45万亿千瓦时的电力消耗;在激进的情况下,它将增加到0.64万亿千瓦时;在极端情况下,它将增加到0.80万亿千瓦时。

2017年,中国的社会总发电量为6.3万亿千瓦时。根据《我国中长期可再生能源展望研究》,到2050年,中国的发电量将翻一番,达到12万亿千瓦时。在极端情况下,2050年电动汽车的用电量仅占全年总发电量的6.8%左右,而且这一比例较低。基准和积极的情景。考虑到当年的装机容量将达到38万亿千瓦时,中国的电力供应可以完全满足电动汽车发展带来的新的电力需求。

应该指出的是,虽然电动汽车的发展不会给电网带来能源冲击,但会对电力产生影响。当大量电动车辆连接到电网进行充电时,电力负荷增加。如果原始功率负载的峰值周期和电动车辆的电负载峰值叠加,将不可避免地导致电网负载的峰谷差异的增加,以及峰值共享的难度电网将增加,这将增加电网压力,大大降低电网的安全性。和可靠性。此外,连接到电网的大量电动车辆将产生电力质量问题,例如谐波污染,电压偏移和三相不平衡。同时,变压器会加速老化,缩短使用寿命。因此,在未来,要大力发展电动汽车,必须加大对电动汽车充放电策略,充电设施规划,电力系统智能控制等的投入,优化充放电策略,减少对安全的影响。电力系统稳定运行,建立分时充电价格合理,引导用户在山谷复合时充电,避免电网高峰,减少电动汽车充电对系统的影响。对于电动公交等公共交通工具,采用电力交换运行方式,在电网负荷期间集中充电,以改善负荷曲线,提高电力系统的经济运行。

主编:李昂