燃油与电的能量价值与成本价格对比分析

——让你了解身边的基本能源

 

序言

这些年节能减排是一个热门话题，日常生活中的能源价格不断上涨价，也加大了消费者的关注.可对使用最多燃油和电，我们了解多少呢?

燃油与电都是我们这个星球上现代社会不可缺少的重要能源，区别在于：燃油是一次能源，电归为二次能源；燃油经石油从炼油厂炼出，电主要由煤转化从发电厂发出（我国现阶段煤电占77%）。燃油主要通过发动机燃烧产生旋转扭矩驱动机械运动，常见的是路上跑的汽车；电的用途就更广泛了，它可以通过电动机产生旋转扭矩驱动机械运动，也可以通过电炉燃烧发热、通过灯具照明，还可以进入各种复杂的电路实现人们想要达到目的。它们的形态、计量各不相同，各有用途，似乎并没有可比性。要比较两者的使用价值和成本，就要看它们的共同用途——汽车驱动动力。比较的方式用它们都有共同的衡量尺度——热值（KCal）或能量值（kJ）。

 

一、油—电能量当量比较

1、以化学能热值（kcal）或能量值（kJ）比较：

1kg（汽）油含热值10989 kcal/kg，能量值46000 kJ/kg；1L（汽）油含热值8275 kcal/L，能量值34640 KJ/L。而1kW.h电含热值860kcal/kg；能量值3600kJ/kg。（见表1）。

因而，1kg油的化学能是1kW.h电的 12.78倍, 1L油的化学能是1kW.h电的 9.26倍, 即从能量的角度看1kg油等于12.78度电，1L油等于9.62度电。

 

2、以标准煤为基准比较：

以标准煤为基准，其折合标准煤的系数如下：1kg油的能量相

当于1．570倍1kg标准煤；1L油的能量相当于1．182倍1kg标准煤；而1kW.h电的能量相当于0．123 倍1kg标准煤。（见表1）

由此可见，由上述单位（公斤或升与度）计量的油与电的热量（能量）的差值是很大的。

 

二、油—电当量总量比较

1、油—电产出量的标煤当量

据国家统计数据：2010年全国一次能源总产量（折合标煤）为29.9亿吨标煤。其中原油总产量2.03亿吨，折合2.99亿吨标准煤，占10%；天然气总产量967.6亿立方米，折合0.77亿吨标煤，占2.4%。原煤总产量32.4亿吨，折合23.1亿吨标煤，占77.3%。（表2）。

2010年原煤的一半用于发电（按平均5000kCal/kg计），用煤发出的电量占总发电量42065.4亿kW.h的76.8%,总发电量折合5.17亿吨当量标煤，其中原煤发电量折合4.0亿吨当量标煤（表2）。

2010年加工生产成品油2.53亿吨(包括汽油、柴油、航空煤油),折合3.97亿吨标煤。

另进口原油量2.39亿吨，折合3.52亿吨标准煤，占国内生产量的117.7%；进口原煤量1.65亿吨，折合1.18亿吨标煤，占国内生产量的5.1%；进口成品油量0.37亿吨，折合0.58亿吨标准煤，占国内生产量的14.6%。（表3）

2、油—电消耗量的标煤当量

2010年我国全年能源消费总量为32.5亿吨标准煤，其中煤炭消耗量24.28亿吨标准煤，占74.7%；原油消耗量6.51亿吨标准煤，占20.0%；天然气消耗量0.77亿吨标煤，占不到2.4%；源于石油的成品油4.55亿吨标准煤,占14%；主要由煤等能源转化而来的电力相当5.17亿吨标煤，占15.9%，略多于成品油的消耗；仅煤电发电量4.0亿吨标煤，占能源消耗总量的12.4%，少于于成品油的消耗（表4）。我国能源消费结构主要是以煤炭为主,电力也主要是煤电。

2010年,全国煤电发电量为32489.8亿kW.h，按发电标煤耗335g/kW.h计算，消耗标煤10.9亿吨。煤电的当量标煤仅4.0亿吨标煤，燃煤发电转换效率最高只达36.7%。清洁的二次能源——电力，是以大量的煤炭（19.74亿吨原煤）的煤尘、煤烟为代价换来的！占能源总量74.7%的煤炭通过转换成电力后分额只有(74.7%/2+12.4%=)49.8%，而另一半其它用途的煤，其燃烧转换效率不会高过发电（表2）、（表4）。

 

三、油—电当量资产成本与售价比较

1、当量资产成本：

这里用一个自创的概念：单位当量能量占用的资产量即xxx元资产/吨当量能量。也就是说总产量下占用全社会的资产量。石油行业与电力行业资产总量见表10。

成品油的当量资产成本：

30638.7亿元/2.53亿吨 = 30638.7亿元/3.972亿吨当量（标煤）

=7713.67元/吨当量（标煤） = 7.71元/kg当量（标煤）。

即生产相当于1kg标煤量的成品油,占用社会资产7.71元。

电的当量资产成本：

52023.6亿元/42065.4亿kW.h =52023.6亿元/5.174亿吨当量（标煤）=10054.81元/吨当量（标煤）= 10.05元/kg当量（标煤）。

即发相当于1kg标煤量的煤电,占用社会资产10.05元。

2、当量售价

成品油当量售价：

0.64kg（汽）油 = 0.85升（汽）油 = 1kg当量（标煤）= 6.37元；

即购买相当1kg标煤量的成品(汽)油(约0.64kg或0.85升),现行市场价为6.37元。

电当量售价：

8.13度电=1kg当量（标煤）=5.11元。

即购买相当kg标煤量的电 (约8.13度),现行市场价为5.11元。

 

对比可知,油的当量资产成本低于电的当量资产成本，而当量售价高于电的当量售价！

 

四、油—电市场价格比较

1、终端产品油与电市场价格比较。

油以2011年4月7日后全国93号汽油价格为准：7.49元/L(北京地区最高7.85元/L)。其中采油、炼制、销售环节价格比例为56.5%: 14.1%: 29.4%。

电的价格以2010年全国平均电价0.5714元/kW.h，加政府基金及附加0.0369为0.6083元/kW.h；2011年5月全国分类电价部分上调，平均增加0.02元/kW.h左右。按0.63元/kW.h计，其中采煤、发电、输配、销售环节价格比例为38.9%: 20.7%: 25.6%: 14.8%。(表5) 。

按热当量（能量当量）比较， 9.62度电价格合6.06元，低于1升油价7.49元。油的市场价格高于电。

2、初始原料原煤与原油市场价格比较

原煤价：2010年重点合同电煤价格限制在520元/吨，市场煤价大约720元/吨左右，差价200元/吨左右。价格管控的重点合同电煤多是5500大卡的优质煤，整体兑现率也就40%左右。以此计算，发电用动力煤平均价合640元/吨，折合标煤最高不到900元/吨。

原油价：2010国际原油价格平均每桶79.47美元， 按7.39桶折合1吨，汇率均价1美元兑6.77元人民币计，合 3976元/吨 ，考虑运杂费12%，到岸价应为4453元/吨。国内原油价格以中石化2010年原油销售价3349元/吨，中石油2010年上半年原油销售价3,733元/吨计，两者平均为3541元/吨。2010年全国原油产量2.03亿吨，进口原油2.39亿吨，我国石油消费对外依存度已超过55%（进口成品油0.369亿吨）。2010年综合原油价格达4043元/吨。折合当量标煤价为2750元/吨，是原煤价的3倍多。

 

五、油—电能量当量能耗比较

以车辆驱动为例：

小型电动车耗电量一般为20kW.h/100km，同挡次燃油车耗油一般为8L/100km，即跑相同的路程其能量消耗比为2.5 : 1(2.5 kW.h电: 1L油)；其热量消耗比为2.5×860：1×8275=0.26：1。

大型电动车耗电量一般为85kW.h/100km，同挡次燃油车耗油一般为28L/100km，其能量消耗比为3 : 1(3kW.h电 : 1L油)；热量消耗比为3×860：1×8275=0.31：1。两项平均为0.285：1，可以理解为汽油机（能量转换）效率为28.5%，表12。

电的成本：2.75kW.h×0.63元/kW.h=1.73元。包括动力煤的价格+运输+发电+输配电环节。

油的成本：1L×7.49元/L =7.49元。包括原油的价格+运输+燃油提炼+销售环节。

不考虑其它成本因素（动力蓄电池的制造成本及维护显然要远远高于油箱），电的耗能低于油的耗能，只是油的26~31%。电的价值成本也低于油的价值成本，平均只是油的23%。

 

六、油—电能量转换效率的比较

1、从能量转换方式看

能量转换包括燃烧转换和非燃烧转换，前者转换效率低如燃煤发电和汽油机，后者转换效率高如燃油提炼和电动机。

燃烧转换：燃煤发电效率最高达到37% ，可按下式计算：2010年全国统调火电厂平均煤耗为每发1kW.h需要335g标准煤，其热转换效率为： 860/（0.335×7000）=36.67%。汽油机效率也仅28%，其计算上一节已讲到。非燃烧转换：电动机效率一般可达95%，电池充放电效率一般80%左右，充电器效率一般为80%。

2、从能量转换过程看

能量转换过程包括生产环节转换到消费环节转换，完成一个产出与消耗的过程。

生产环节转换：煤—电（发电）转换效率37%；原油—燃油（提炼）转换效率61%。消费环节转换：电动车驱动转换效率61%；燃油车驱动转换效率28%。

3、总体转换

综合上述各种转换可知，煤—电—车驱动转换效率22%；原油—燃油—车驱动转换效率17%。

 

结论

1、电的使用经济性高于燃油。

从以上对比分析看，电的各项指标都好于燃油，电相比燃油产量高，价格低，转换效率高；不受国际市场影响；如果不考虑安全性，未来增大成本更低的核电和水电占比，电的经济性会更好。

2、电价低的主要原因是煤价低于原油价。

目前，折合成当量标煤价，原油价是原煤价的3倍多。这几年来，煤和油的价格上涨较快。受国际原油价影响，快速推进国内油价；而为了控制电价上涨水平，政府控制着电煤价格，形成煤价事实上的“双轨制”，即存在着重点合同电煤和非重点合同煤。所谓的计划煤和市场煤差价可达近30%。由于重点合同电煤价格大大低于市场煤，履约率不高，煤质受影响，这是近两年来火电亏损的一个原因。现在三大发电形式中,火电成本一般为0.45元/kW.h，水电成本最低为0.25元/kW.h，核电为0.35元/kW.h。火电占总发电量的77%，煤价上涨将带动电价上涨，因为“双轨制”并不符合经济发展规律。

3、电动车的优势是有限的

不考虑制造成本，单纯地看电动车电的驱动效率高、环保性能好、节省燃料费。但延伸到煤的环节，其总效率也只达22%，和燃油汽车比，高5个百分点；发电煤的燃烧是公认的碳排放大户；仅考虑电价，比油价低很多，但考虑动力电池制造维护成本则费用优势大打折扣，毕竟蓄电池和油箱就根本不在一个档次上。

 

附录：

 

表1、标煤、汽油与电的热值及能量值

 

燃料名称	Kcal/kg(m3)	kJ/kg(m3)	折合标煤	备注
标煤	7000 kcal/kg	29300 kJ/kg	1
原油	10296 kcal/kg	43100kJ/kg	1．471	平均值
汽油	10989 kcal/kg	46000 kJ/kg	1．570	平均值
汽油	8275 kcal/L	34640 KJ/L	1．182	平均值
电	860 kcal/kWh	3600 kJ/ kWh	0．123

 

表2、中国主要能源产量（统计局.2010年）

 

项目	单位	2010年产量	同比增长	折合标煤当量
一次能源生产总量	亿吨标准煤	29.9	8.7%
原煤	亿吨	32.4	8.9%	23.1 亿吨
原油	亿吨	2.03	7.1%	2.99 亿吨
天然气	亿立方米	967.6	13.5%	0.77亿吨
发电量	亿千瓦小时	42065.4	13.2%	5.17亿吨
其中：火电	亿千瓦小时	33301.3	11.6%
其中煤电	亿千瓦小时	32489.8		4.0亿吨
水电	亿千瓦小时	7210.2	17.1%
核电	亿千瓦小时	738.8	5.3%
风电	亿千瓦小时	501*	84.4%
光伏电	亿千瓦小时

* 中电联数据

 

表3、2010年主要能源进口数量、金额及其增长速度

 

商品名称	单位	数量	比上年增长%	金额（亿美元）	比上年增长%
煤	万吨	16478	30.9	169	60.1
原油	万吨	23931	17.5	1352	51.4
成品油	万吨	3688	-0.1	223	31.3

 

表4、2010年主要能源消费数量及结构

 

项目	单位	2010消费量	占比	折合标煤当量
能源总量	亿吨标准煤	32.5	100%
原煤	亿吨	34.05	74.7%	24.28 亿吨
原油	亿吨	4.43	20.0%	6.51 亿吨
其中成品油	亿吨	2.9	14.0%	4.55 亿吨
天然气	亿立方米	967.6	2.40%	0.77 亿吨
发电量	亿千瓦小时	42065.4	15.9%	5.17亿吨
其中煤电	亿千瓦小时	32489.8	12.3%	4.00亿吨

 

 

表5、发电类别构成（中电联.2010年）

 

类别	单位	发电量	比例%
全口径发电量	亿千瓦时	42280.15	100
水  电	亿千瓦时	6863.07	16.2
火  电	亿千瓦时	34145.24	80.8
其中：燃煤(含煤矸石）	亿千瓦时	32489.75	76.8
其中：气电	亿千瓦时	737.14	1.7
其中：油电	亿千瓦时	918.35	2.3
核  电	亿千瓦时	768.17	1.8
风  电	亿千瓦时	500.97	1.2
其  他	亿千瓦时	2.77

 

表6、五大发电集团发电量（2010年）

 

发电集团	发电量 亿kW.h	上网电量 亿kW.h
华能	2569.6	4891.60
大唐	1785	4883.49
华电	3589	3444.33
国电	1284.2	3900.27
中电投	2940	2711.43
合计	12167.8	19831.12
全国(主要电网统调)	36200
全国全口径	42280.15
全社会用电	41923

发电量：发电集团公司公告；上网电量：电监会报告会

 

表7全国电网供电量与售电量（2010年）

 

电网	供电量 亿kW.h	售电量 亿kW.h
全国	37739	35289
其中 国家电网		27140.58
南方电网		6021.70

 

表8、三大石油巨头油产量（2010年）

 

石油集团	原油产量 万吨	成品油产量 万吨	销售成品油 万吨
中石油	11612	7944.8	12000
中石化	4653/(3513)	12400	14000
中海油
合计
全国	20300	25300	23000

 

表9、电力与石油化工行业主要企业资产（2010年）

 

企业	总资产 亿元	资产负责率 %	备注
国家电网	21192.19	62.48
南方电网	4924.96	67.40
合计	26117.15
华能	6537.67	84.46
大唐	5318.07	87.68
华电	4423.77	87.35
国电	5224.28	81.46
中电投	4402.62	84.91
合计	25906.41
中石油	15644.6  (26300)		半年报/ (责任报告)
中石化	9853.9 (9951.54) *	57,3	股东权益  4211.3
中海油	5140.2
合计	30638.7（41294.1）

*均为年报数，前一个数为按中国企业会计准则编制的财务数据

 

表10、电力与石油化工行业对比（2010年）

 

对比项目	电力	石油化工	备注
总资产	52023.6亿元	30638.7亿元	两大电网五大发电集团/三大石油巨头
总产值	19604.4亿元*	88800.0亿元	其中化工53000亿元
总产量	42065.4亿度	2.53亿吨	发电量/成品燃油

*售电量34333.4亿度×平均售电价0.570元/度

 

表11、2010电力与燃油价格成本

 

项目	单位	开采环节	加工环节	输配环节	销售环节	总计
电力价格	元/kW.h	0.244	0.130	0.161	0.093	0．628
各环节占比	%	38.9	20.7	25.6	14.8	100
电力资产*	亿元		25906.41	26117.15
各环节占比	%					100
燃油价格	元/L	4.23	1.06	2.20		7.49
各环节占比	%	56.5	14.1	29.4		100
石化资产**	亿元					30638.7
各环节占比	%					100

注：*统计五大发电公司和两大电网；**统计石油三巨头。

 

表12、纯电动车电耗与燃油车油耗表

 

车型	电耗 kW.h/ 100km	动力蓄电池		功率 最大/额定kW	续驶 里程 km	相同车 排量 L	相同车 油耗 L/100km
		容量 Ah	电压 V
比亚迪F3E	12	120	310	75/	300	1.5	7.6
比亚迪E6	21.5	180		51/	300	1.6	8.0
东风奥丁	25	60/120	318.8	64/--	160	2.4	10.2 ★
东风纳智捷	40		220	180/--		2.2
奇瑞QQ3	10	150		--/6	120	1.0/0.8	9.7/5.7★
奇瑞瑞麒M1EV	20	60	336	45/30	100	1.0	7.2
金杯海狮	28.8	50	345	90/--	120	2.0	10
长城哈弗M3	10.8		320	56/24	100	1.5
长城腾翼V80	12		320	77/30	60	2.0	10
北汽301		100	312	47/--	200	1.3
北汽迷迪	19.4	50			170	1.3	7.6
丰田	13.8		270	--/47	80	2.0	8.5
众泰5008EV	12			27/--	200	1.3	7.0
大众朗逸	17.7		324	85/--	150	1.6	7.2
大众高尔夫	17.7		324	85/--	150	1.6	6.6
中文沂星牌	78	180		120/--
云南东风	85				150		35
普通公交	~90			165/--			27 ~ 45

★工信部核定油耗

 

表13、计算用数据

石油密度0.851 kg/L；

汽油密度0.753 kg/L；0.753吨/立方米；1328升/吨

油气当量1255立方米折算1吨原油。

火电煤耗335g/kW.h (2010年)