日本电力状况及一次能源利用策略

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日本电力状况及一次能源利用策略

Electric Power and Utilization Strategy of Primary

Energy in Japan

中国电力企业联合会 金关福　(北京100761)

【摘要】　日本是一个能源紧缺的国家,而发电能源结构经过了一个变化过程。文中介绍了日本电力现状及发电能源结构,分析了日本一次能源利用的特点,对目前我国一次能源利用提出了看法。

【关键词】　电力　能源　电源结构　利用策略Abstract　Japan is a country short of energy,while the

energy mix for power generation experienced a changing process.In this paper the status quo of electric power and energy mix for power generation in Japan are introduced, the utilization features of primary energy in Japan are ana2 lyzed,and the views on the current primary energy utiliza2 tion in China are raised.

K ey w ords　electric power　energy　power sources mix utilization strategy

1998年10月末至11月初,我随中国火电厂厂长第13期研修团赴日本东京电力株式会社(下称东京电力公司)考察研修,了解了东京电力公司及全日本的电力状况和运营管理的一角。考察后,对日本电力系统在环境保护、人员效率、安全供电、设备性能、人才培训、企业与当地民众之间的关系方面都留下了深刻的印象。现介绍日本的电力发展状况和一次能源的使用,探讨其能源利用策略,以促进我国对能源利用研究的关注。

1　日本电力状况

1997年度(1997年4月1日至1998年3月31日)末,日本电力系统输出功率达到216600MW,发电量达到9050亿kW・h(包括自发自用在内,则装机容量为240840MW,发电量为10380亿kW・h)。日本10家电力公司的输出功率达到185760 MW,占日本电力系统总容量的8518%。发电量达到7690亿kW・h,占日本电力系统总发电量的8510%。

50年后半期和整个60年代,是日本电力事业的高速发展期。据统计,1955～1970年,日本9家电力公司(不含冲绳)售电量平均年增长13%。此阶段,以发展大型火电机组为中心进行电源开发。70年代,日本电力受到两次世界性石油危机的冲击,发展速度受到很大影响。日本各电力公司利用日本经济发展的低潮,采取一系列措施,迅速调整电力能源结构:停用部分高能耗、低效率的燃油机组;把原设计燃煤机组恢复烧煤;少量燃油机组改烧水煤浆;适度发展煤电机组;着力发展燃用液化天然气(LN G)或液化石油气(L P G)的常规大型火电机组和燃气Ο蒸汽联合循环机组;80年代加强原子能机组的开发,使原子能电站得以迅速增加;把原设计烧油的大型机组主要用于调峰,而不是大量采取改为烧煤的做法。这样,日本就较顺利地实现了以天然气和石油气顶替石油的过渡,使电力事业继续得到发展。

长期以来,日本电力事业取得了较好的发展,主要表现在如下方面:

111　售电量大幅度增加

日本9家电力公司,1997年度售电量达到7853亿kW・h,比9家电力公司成立之初(1951年)增加25倍,最大电力需求也增加了25倍。

112　电源开发不断发展

为适应国民经济和人民生活需求,日本电源开发不断得到发展。在1985～1995年的10a中,日本发电装机容量每年平均约增加5000MW以上; 1996～2005年度,计划平均年开发电源约7000 MW,即10a开发火电48640MW,其中煤电22100 MW(占火电计划开始容量的45%),液化天然气和石油气电源26540MW(为煤电的112倍);水电和核电分别为14600MW和14400MW,计划发展速度依然是快的。

113　供电安全可靠,用户平均停电时间低于欧美主要国家

日本9家电力公司1997年平均每户的停电时间为6min,大大低于欧美主要国家。如美国1995

　第32卷中　国　电　力1999年第6期

年5家电力公司平均为98min,英国为80min,法国为69min,而日本同年为6min,东京电力公司仅5min。

114　发电对环境的污染程度最低

日本火力发电厂单位发电量(kW・h)排放的CO2、SO x、NO x低于欧美6国(美、加、英、法、德、意)的平均值。如日本1996年度的SO x排放为0127g/ (kW・h),而欧美6国平均为4168g/(kW・h)(美、英取1995年数值,法、德、加取1994年数值,意取1992年数值);NO x排放,日本为0134g/(kW・h),欧美6国均值为2118g/(kW・h)。日本燃煤电站排放烟气的SO x、NO x及粉尘浓度也已达到较好水平。由于设置性能优良的脱硫装置及选用低硫煤,SO x 浓度1990年就降到50ml/m3;通过采用二段燃烧,低NO x燃烧器及设置脱硝装置并提高其性能后, NO x浓度目前已降到45ml/m3;烟气的粉尘浓度近几年已达到0101g/m3,这是由于设置静电除尘器并提高其性能的结果。

115　东京电力公司成就瞩目

东京电力公司供电区域面积为全国的11%,但销售电量占日本10个电力公司总和的1/3还多。1997年度末,东京电力公司的装机容量已达到5620MW,17308MW 占该公司总容量的3018%。

东京电力公司一向很重视发展大容量、高效率机组,至1997年度底止,600MW及以上火电大机组(不含燃气Ο蒸汽联合循环机组)占火电总容量(含联合循环机机组)的55%。在发展燃气2蒸汽联合循环方面,追求高效率,因此在机组的容量、燃气温度方面都有进步。目前已投运的机组,单机容量达到1440MW,燃气温度1300℃,热效率达49% (按高位发热量计)。预计2002年将投运单机容量2000MW、燃气温度为1450℃,热效率达53%的燃气Ο蒸汽联合循环机组。在发电燃料的选用上,挑选含硫低的燃料,特别是积极以天然气(液化天然气LN G和液化石油气L P G)及原子能代替石油。1996年东京电力公司以天然气为燃料的火电机组容量已占其火电总容量的70%,在1996年以后的10a发展计划中,燃用天然气的机组容量将增加9700 MW,占10a计划增加火电总容量的84%,煤电容量仅从1996年的2%提高到2006年的5%。

除采取上述技术外,东京电力公司在发、输、配电上加强安全管理和运营管理,为增加技术含量投入必要的资金,注意减人增效。在1996年全东京电力公司职工人数仅比1951年增加015倍的情况下,装机容量和售电量分别增加2817倍和3413倍;东京电力公司的电价,1995年比1980年下降了19%;用户年平均停电时间仅5min,低于日本平均值(6 min);在火电厂废气排放方面,东京电力公司也远较欧美6国平均值低:以单位发电量(kW・h)废气排放量计,CO2为欧美6国均值的66%,SO x为3%, NO x为10%,1997年,东京电力公司SO x排放量达到0117g/(kW・h),NO x排放量为0125g/(kW・h)。

2　日本能源利用策略

211　日本及世界主要国家的能源消费情况

1997年,世界能源消耗量达到85109亿t(换算成石油),能源消耗第1位是石油,其次分别是煤炭、天然气、原子能和水力。日本能源消耗的位次分别是石油、煤炭、原子能、天然气、水力。中国煤炭消耗量占总能源消耗量的7513%,是世界上消耗煤炭最多的国家,石油消耗比例比印度还低。独联体国家石油消耗的比例低,但天然气消耗比例最高(达4917%),美国是世界上能源消耗最多的国家,占世界能源总消耗量的四分之一(详见表1)。

表1 世界上主要国家一次能源消耗情况

国家

能源消耗

总量/亿t

(换算成石油)

各种能源消耗占能源总消耗的比例/%

石油天然气原子能煤炭水力

日本51065216111616151717116

德国31404011201912192515015

法国2144371612184118514214

意大利115859183017-711215

英国21253611341311131810012

加拿大21273611291791411171312

美国21144391526168162416114

印度216031198151105612214

中国910520151190147513118

合计85109391923127132710217

日本、意大利、德国、法国、美国都要进口能源。能源进口比例超过50%的国家是日本(7819%)、意大利(8118%)、德国(5918%);石油进口比例最高的国家是日本(9917%)、德国(9715%)、法国(9712%)、意大利(9319%)。加拿大和英国为能源输出国,其中加拿大输出能源占一半以上(5113%),英国石油出口比率达5816%。

212　日本及世界主要国家各种一次能源的发电量及其比例

以1996年度为例,日本及世界主要国家消耗的

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