电能替代战略：机遇、挑战与政策选择

王 伟，黄 珂

（华北电力大学 人文与社会科学学院，北京 102206）

2013年以来，我国部分省市恶劣雾霾天气频现，严重影响了人民的身体健康和生活环境，引起社会各界对大气和环境污染问题的严重关切。据业内人士指出，我国80%的PM2.5污染问题与能源相关，70%以上的温室气体与化石燃料燃烧有关，而雾霾问题根本原因与国家的工业化阶段有关，我国正处于工业化的中后期阶段和城镇化加速阶段，多年的高投入、高消耗、高排放的工业发展模式加重了空气污染。严重雾霾等污染问题是我国能源发展方式不合理、结构性矛盾长期积累并集中暴露的结果，解决环境问题必须改变以煤为主的能源结构，尽量减少煤炭、石油等化石能源使用，控制能源总量和调整能源消费结构［1］。在此形势下，国家电网公司提出了电能替代战略，发挥电能便捷、安全、清洁、高效等优势，面向终端能源消费市场，积极倡导“以电代煤、以电代油、电从远方来”的能源消费新模式，不断提高电能占终端能源消费的比重，大力优化能源结构，促进节能减排，减轻大气污染，提升环境质量和经济可持续发展能力。

一、电能替代战略内容及其必要性

电能替代战略，主要是指利用电力能源代替煤、油、气等常规终端能源，通过大规模集中转化提高燃料使用效率、减少污染物排放，取得改善终端能源结构，促进环保的效果。［2］依据电能生产、运输和消费全流程，电能替代战略具体包括如下内容：其一是电能生产侧，强调电源的绿色化和清洁化，从根本上减少煤炭等化石能源的消耗，对环境保护产生快速推进作用。其二是电能运输侧，强调优先从远方运输清洁电能。主要是以输电替代输煤，把西部、北部的水电、风电、太阳能发电远距离、大规模输送到东中部地区，尽量避免高负荷地区新增并逐步减少污染程度高的传统电源。其三是电能消费侧，强调优先消费电能。首先是以电代煤，如将工业锅炉、工业煤窑炉、居民取暖和厨炊等传统用煤方式改为用电，减少直燃煤的使用，具体措施包括在城市集中供暖、工商业等重点领域实施大型热泵、电采暖、电锅炉等以电代煤、代气项目。

电能作为二次能源，相对传统的化石能源具有明显的清洁、安全、可再生优势，研究表明，电能的经济效率是石油的3.2倍、煤炭的17.27倍，即1吨标准煤当量电力创造的经济价值与3.2吨标准煤当量的石油、17.27吨标准煤当量的煤炭创造的经济价值相同［3］，而且所有一次能源都可以转化为电能。从国际社会看，在治理环境污染和转变能源结构的过程中都经历了一个电能替代的过程，美国、日本、欧盟都出台了具体的政策措施实施电能替代战略。

（一）电能替代战略是促进节能减排，建设美丽中国的直接抓手

党的十八大提出建设“美丽中国”的任务。习近平总书记指出：“走向生态文明新时代，建设美丽中国，是实现中华民族伟大复兴的中国梦的重要内容。”这必然要求我国的能源发展方式进一步贯彻落实科学发展观，走绿色低碳的发展路线。而资源相对不足、环境容量有限，成为制约我国绿色低碳发展的主要障碍。因此必须转变经济发展方式和能源利用结构，实行电能替代战略。我国目前已成为世界能源消费第一大国，煤炭在一次能源消费中的比重高达68.5%［4］，煤炭燃烧特别是直接燃烧会产生大量二氧化硫等有害气体，而电能具有清洁、可再生等优点，电力消费占终端能源消费比重已成为当前衡量一个国家是否优质、绿色发展的重要参数。

（二）电能替代战略是治理雾霾，保障人民基本权利的迫切需求

生存权和发展权是首要人权，没有生存权、发展权，其他一切人权均无从谈起，这是我国在人权问题上的基本观点。然近些年环境污染事件和严重雾霾天气频发，已严重侵害了人民群众的基本生存权和健康权。据研究，灰霾天气不仅影响呼吸系统，对心脏、神经系统、内分泌系统甚至婴幼儿发育也有不良影响，而最大的影响可能是导致发生肿瘤尤其是肺癌［5］。基于此，2013年5月14日，国新办发表《2012年中国人权事业的进展》白皮书，首次将“生态文明建设中的人权保障”单独成章，并将细颗粒物（PM2.5）纳入空气质量常规监测指标，这体现出公民的清洁生活权益正逐步得到保障。因此在提升居民生活电气化水平的同时必须保障人们的清洁生活权益，这也有赖于大力实施电能替代战略。

（三）电能替代战略是优化能源结构，保障能源安全的创新路径

我国资源禀赋是“多煤、少油、贫气”，使得我国能源消费长期以煤炭为主，能源结构不尽合理，并且我国发电用煤仅占煤炭消费总量的50%，远低于美国占比90%的水平。煤炭燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物、烟尘排放分别占全国总量的86%、56%、74%，产生的PM2.5占总量的50%～60%，煤炭直接燃烧造成了严重的大气污染问题，是雾霾产生的最主要原因［6］。随着我国经济规模进一步增大，能源需求持续增长，国内能源供应能力不足，能源对外依存度持续上升，据《2013年国内外油气行业发展报告》指出：2013年我国石油和天然气的对外依存度分别达到58.1%和31.6%，能源安全形式日益严峻。电能是优质、高效、清洁的二次能源，且输电要比输煤、输油、输气更加经济、高效、便捷，通过智能电网优势，立足国内资源建立可储蓄能源供应体系，把丰富的煤炭资源、可再生资源转化为清洁电力，能够显著增强我国能源安全保障能力。

二、电能替代战略实施面临的挑战

全面实施电能替代战略，对于提高经济发展质量和效益、保障能源安全、促进节能减排、保护生态环境、提高人民生活质量具有重要意义。但由于受到我国化石能源禀赋的客观因素和计划经济思维惯性以及人们传统观念等主观因素的影响，电能替代战略实施还会面临系列挑战。

（一）能源价格机制阻碍电能替代快速实施

价格机制是实施能源替代的市场推动力。对于能源消费终端客户而言，各种终端能源的经济性是进行能源选择时的首要考虑因素。不同终端能源的价格必然影响市场选择，据测算，煤炭、天然气、焦炭的“折算电价”比电价低，石油和液化气的“折算电价”高于电价［7］。电能相对煤炭、天然气等能源在现行价格体制下没有相对优势，消费者出于成本的考虑会倾向于选择煤炭等能源，这主要是因为我国当前的能源价格形成机制不完善，现行的能源低价政策使得传统能源的价格严重偏离其真实价值，主要原因是没有包含环境成本，造成价格扭曲，难以发挥市场优化配置资源的作用［8］。随着能源价格政策的改革，能源价格比对关系逐步趋于合理，不可再生的石油和天然气价格将不断上涨，电能在终端能源消费市场的经济性将进一步凸显。

（二）传统能源利用方式的路径依赖短期难以克服

以煤炭、石油等传统化石能源为主的能源消费结构是基于资源禀赋和工业化需求逐渐形成的，无论在微观层面还是宏观层面，现阶段我国传统化石能源的路径依赖还相当突出。一方面，技术锁定使得电能替代技术水平在短期内难以获得突破性发展，加之人们对常规化石能源投入了高昂的技术成本，比如我国大部分住宅小区都接入了燃气，部分小区都是燃煤锅炉集中供热供暖，没有政策激励和配套经费，改变其用能方式还存在现实困难。另一方面，为实现电能替代目标，需要制度层面的保障，如科学的规划和监管、协调的价格和财税政策以及完善的产业制度等［9］。从当前能源发展规划来看，虽然可再生能源发电产业地位正在逐步提高，但是要实现清洁能源对常规化石能源的完全替代还需要完善配套的制度建设，从新能源发展过程中依然存在的弃风、弃光现象来看，新能源发展的相关制度的完善绝非短期内能够完成。此外，从终端消费市场来看，人们对煤炭、石油等化石能源过分依赖的传统观念也难以迅速转变，需要激励性政策引导。

（三）电能替代战略需要智能电网协调发展

电能替代关键是绿色电力对传统电力的替代，重点是清洁和可再生新能源。我国新能源能源资源丰富，具备大规模开发潜力，当前新能源的开发主要是指对风能、水能、太阳能、核能、潮汐能及地热能等新型清洁能源的开发和利用。但我国新能源资源与生产力需求呈逆向分布，电源点远离负荷中心，风能、太阳能主要分布在西部和北部地区，而水能则集中分布在西南部，这些地区主要是经济欠发达地区，电力就地消纳能力有限；而我国的电力负荷中心主要集中在中东部地区，因此需要大规模远距离输电，但分布式清洁能源发电并网会给电网的规划和运行带来一些技术难题和影响，主要涉及负荷预测、电源结构、电网扩展、电能质量、保护整定、频率控制、电压调节、供电可靠性等内容，随着我国新能源开发力度不断加大，新能源并网对传统电网日益提出挑战。以风电为例，我国已成为世界上风电装机容量最大国家，但弃风、限电成为了风电发展的阻碍因素。数据显示，2012年全国弃风电量从2011年的120多亿千瓦时增至约200亿千瓦时，占全年风力发电量的1/5［10］。主要原因是现有电网建设不足，难以把不能就地消纳的电能大规模输送出。目前作为电能替代支撑体系的特高压和配电网还显滞后，主要是特高压建设亟须提速，特高压工程在国家层面的核准、审批速度较慢，且配电网建设亟需加强，由于历史欠账严重，局部地区供电能力不足问题时有发生，成为电能替代发展的潜在阻碍。

三、加快实施电能替代战略的政策选择

现代能源保障体系的目标是安全、高效、清洁，而电力在能源发展中居中心地位。国家电网制定印发了《国家电网公司电能替代实施方案》，力争到2015年累计实现替代电量1000亿千瓦时，到2020年，国家电网累计替代电量将达10000亿千瓦时，显著减少直燃煤，降低二氧化硫、重金属、灰渣排放，综合防治大气、土壤和水污染，最终实现城市雾霾明显改善，能源开发和利用效率显著提升，到2015年、2017年、2020年，东中部地区PM2.5污染比2010年可分别降低12%、20%、28%左右［11］。但电能替代战略实施不是电网一家公司的事情，而是整个能源产业面临的共同任务，需要政府、企业和公民共同面对问题，群策群力加强战略执行力。政府要及时出台扶持政策，做好近期、中期、远期规划，引导电网企业等单位制定相应的配套措施，政府、社区、企业和客户同步推进，才能切实加速电能替代战略实施。

（一）完善电源绿色化政策，确保电能生产侧清洁化

能源替代必然需要大力开发绿色清洁替代能源，来实现能源总量的充裕和结构的优化，从而为经济社会的可持续发展提供能源保障。首先要大力鼓励发展清洁可再生能源。当前，我国电源结构仍然不合理，主要表现在小火电所占比例过大，水电开发速度不快，核电和新兴绿色电能发展缓慢［12］。以水电、核电、太阳能、风能和生物质能等新能源为代表的可再生能源，相比传统化石能源，具有清洁无污染等优势，且其利用的主要途径就是转化为电能。因此政府要出台政策，健全电力市场利益传导机制和利益分配机制，尤其要在新一轮电力体制改革中加强电价形成机制改革，改变年度发电计划指标管理体制、相对放开上网价格弹性，引入电力市场竞争机制，加强政府对绿色电力的补贴，使得市场中的利益主任包括火电企业、风电企业、天然气发电企业、电网企业、能源服务公司等相关方都有发展可再生能源的动力。

要进一步推行绿色电力强制配额政策，促进绿色能源消纳能力。在大力发展新能源的同时，要严格控制新建火电项目，关停小火电。在我国的电源结构中，火电仍占据75%比例，发电煤耗占全国煤炭消费量的50%以上，二氧化硫排放量占全国45%左右，二氧化碳排放量占全国的30%以上［13］。小火电机组效率低而排放高，平均1度电的标准煤耗在450左右，比600MW的超临界火电机组超过了150克［14］。

（二）完善智能电网发展政策，确保绿色电能全额运输

实施电能替代需要智能电网的支撑。电网是电能传输的基本载体，智能电网是高效环保的能源运输体系的重要组成部分，可以大大提高能源生产、转换、输送和使用效率，增强能源供给的安全性、经济性、可靠性和环境友好性。智能电网是信息产业与能源产业的创新结合，其本质就是能源替代和兼容利用。我国官方对智能电网定义是：集成新能源、新材料、新设备和先进的信息技术、控制技术、储能技术，以实现电力在发、输、配、用、储过程中的数字化管理、智能化决策、互动化交易，优化资源配置，满足用户多样化的电力需求，确保电力供应的安全、可靠和经济，满足环保约束，适应电力市场化发展需要［15］。美国也强调智能电网关键是多样化能源接入的电网可靠性，而全球发展的清洁电能大部分是分布式新能源发电，必然要求接入大电网才能真正优化电源配置。但分布式电源并不是大电网的拖累，北美大停电昭示了大电网安全保障问题，而停电区域内的多个分布式能源系统不仅得以保持运行，而且能够发挥黑启动功能，协助大电网恢复运行，吸取这一教训，纽约市和墨西哥城随后分别在本市范围内兴建了5个和6个分布式电源。由此可见，分布式能源是智能电网天然的合作伙伴。

我国智能电网发展首要的着力点就是要适应新能源和分布式能源的接入要求。以提供单一电力服务的第二代电网主要是依托大规模使用化石能源，在现有环境条件下已不可持续。而发展新能源，实现清洁电能的大范围优化配置消纳与双向计量，必然需要电网具备强大的能源转换、高效配置和互动服务功能。中国科学院周孝信院士认为，未来输电网的功能将由单纯输送电能转变为输送电能与实现各种电源相互补偿调节相结合，形成国家主干输电网与地方输配电网、微网相结合的模式。主干输电网能适应大规模能源的大容量远距离电力输送、大范围优化配置和间歇性功率相互补偿等需要；配电网能适应中小型分布式电源的开放接入和电力需求侧互动管理的需求，其终端将多采用微网结构，形成多网合一的能源信息综合服务体系，逐步形成适宜接纳大规模分布式能源、能够向用户提供差异化服务的主动智能配电网。［10］因此，应大力发展特高压电网，促进大媒电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发，形成交直流协调发展、结构布局合理的特高压骨干网架，构建资源配置能力强、抵御风险能力强、技术装备水平先进的现代电网体系［16］。

（三）加强价格政策引导，激发电能替代市场活力

短期看，可再生能源电价还高于传统能源电价，适应可再生能源特点的电力运行管理模式还没有完全建立，因此是否有完善的激励政策引导社会主动选择电能，形成淘汰高污染、低效率的用能方式，是电能替代战略成功实施的关键。近年来，我国在电能替代领域已经出台部分政策，如《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》等针对电动汽车及热泵的替代政策。在《节能减排综合性工作方案》《节能减排“十二五”规划》等规划方案中，也多次强调了能源替代的重要性。国务院《大气污染防治行动计划》中提出多项要求，包括全面整治燃煤小锅炉，加快推进集中供热、“煤改气”、“煤改电”工程建设以及新能源智能电网等方面的技术研发等，这将为推进电能替代工作提供有力支持。同时地方政府也结合当地实际出台了一系列促进电能替代技术推广应用的政策措施。

但总体看，电能替代政策扶持力度还明显不足，一是电价支持力度不够，虽然部分地区出台特殊电价政策，但综合比较优势不明显。二是配套财政补贴和税收减免政策缺乏，目前政府对于大多数电能替代技术没有出台具有可操作性的支持性政策，在电能替代项目的财政补贴、税收减免、扶持投入等多方面尚未形成配套政策，对客户选用节能环保设备缺少必要的激励措施［8］。相关电能替代技术标准和法律法规仍不完善，电能替代市场标准不统一、操作不规范，不利于市场发展，相关的宣传、培训力度不够，缺乏电能替代工程技术的专业人才等等，需要出台政策加强对电能替代的技术支持和市场推广应用。

［1］韩莹、朱诸.雾霾天气折射能源困局 污染倒逼能源结构调整［EB/OL］.http：//www.gd.xinhuanet.com/newscenter/2013－01/18/.

［2］贾科华.实施电能替代 推动雾霾治理［N］.中国能源报，2013－12－23（19）.

［3］苏胜新.电能替代托起绿色中国梦［J］.国家电网，2013（10）.

［4］毕淑娟.电能替代开启绿色能源消费新模式［N］.中国联合商报，2013－09－16（D03）.

［5］Xuexi Tie，Dui Wu，Guy Brasseur.Lung Cancer Mortality and Exposure to Atmospheric Aerosol Particles in Guangzhou，China［J］.AtmosphericEnvironment2009（43）.

［6］姚雷.全面实施电能替代 切实转变能源发展方式［EB/OL］.http：//finance.ifeng.com/roll/2013/05/21.

［7］牛东晓.实施电能替代 推动雾霾治理［N］.国家电网报，2013－12－23（1）.

［8］张云.电能替代：走清洁、环保、可持续发展之路［J］.国家电网，2013（10）.

［9］陈艳，朱雅丽.可再生能源产业发展路径：基于制度变迁的视角［J］.资源科学，2012（1）.

［10］李予阳.第三代电网呼之欲出［N］.经济日报，2013－05－07（14）.

［11］王旭辉.国网明确电能替代实现路径［N］.中国能源报，2013－11－11（20）.

［12］曹新.中国能源发展中的突出问题［J］.理论视野，2009（2）.

［13］何卫东.“上大压小”：电源调整的治本之策［J］.中国电力企业管理，2010（16）.

［14］赵勐，钟史明.“上大压小”电源建设政策分析［J］.沈阳工程学院学报，2013（9）.

［15］肖蔷.智能电网发展路径初步明确［N］.中国能源报，2012－07－02（1）.

［16］梁云凤.我国能源输送存在的问题及对策建议［J］.全球化，2013（9）.