电能替代向多领域推进需持续攻关新技术提高效率效益

孟祥军 香静

摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，电能替代能有效地减少化石燃料的消耗，改善大气污染的现状。目前，我国正大力实施电能替代，新能源发电快速发展，不仅可以在能源供给侧实施清洁替代，也应在能源消费侧实施电能替代。现介绍电能替代的发展战略及要求，阐述电力公司电能替代的工作流程，并以“煤改电”工程综合效益为例分析了电能替代技术的成效。

关键词：电能替代;新技术;新能源消纳

引言

电能是二次能源，与煤炭、汽油等不可再生资源相比具有清洁、高效、便捷的特点。电能可替代其它能源進行使用，可扩大清洁能源的使用范围。由于我国人口较大，对能源需求较高，随着煤炭、汽油等资源使用的增加，导致二氧化碳、二氧化硫等气体排放量不断增加，大大影响了我国环境的质量，在终端能源消费环节用电能来替代传统化石能源具有重要的发展意义。为了掌握电能替代成效情况，需要具体性的方法对电能替代成效进行评估，本文从能源使用成本及污染物排放量两个方面对电能替代成效进行评估。

1电能替代发展的持续推动力

目前，中国已成为世界能源消费第一大国，环境保护问题加剧，建设低碳社会的压力也逐渐增大。调整能源结构和提升电能在总能源消费中的比重，是实现节能减排的重要方法。国网公司提出的电能替代战略，对于优化能源布局、保障能源安全、促进节能减排、保护生态环境具有重要意义。发展电能替代对于提高人民生活质量，具有相当大的推动作用。近来我国在电能转化科技方面有了不错的进展，具体体现在农村蓄热式电采暖、港口岸电等多个领域。新型电动自行车、新型蓄电汽车以及电窑锅炉等，大大丰富了群众的消费选择，甚至降低了不少消费成本。为有效解决环境问题和构建绿色消费模式，国家出台了一系列政策以促进电能替代快速发展。随之国家电网公司提出了多领域实施电能替代，将“以电代媒、以电代油、电从远方来”体现在能源生产、输送、消费等各个环节。

2电能替代向多领域推进需持续攻关新技术提高效率效益

2.1构建电能替代评价指标体系

在构建指标体系时应当选取能够反映规划区域内电能替代综合效益的关键性因素。从电能替代项目收益市场前景和宏观政策两个方面评估电能替代项目收益对区域电网发展的促进效应。将外部环境、电网公司盈利能力和对社会贡献等指标作为一级指标;子准则层为二级子系统，是一级子系统的扩展;三级子系统为基础层，是影响评价结果准确性的关键所在。本文采用层次分析法（AHP）对较为复杂的电能替代综合效益发展目标进行分层、分级别，量化评价指标体系，构建电能替代项目经济与环境联合的综合效益评价指标体系。

2.2电能替代潜力测算

电能替代理论潜力是在不考虑技术可行性和经济可行性的情况下，计及燃煤/燃油效率，将所有以用能为目的的化石能源消费按热当量法折算出的替代电量。利用电热当量计算法（电热当量计算法是指首先将其他能源按平均低位发热量折算成标准煤，然后将电力按自身的热功当量换算成标准煤，采用的折标系数为1万kWh=1.229tce，通过标准煤作为中间量建立各种能源与电力的换算关系）基于化石能源消费计算电能替代市场理论潜力。基于热当量法和经济社会发展用能需求预测方法，综合考虑替代技术发展、经济性和政策条件等因素，可以测算出电能替代理论、技术、经济、环保等4个潜力。综合能源消费总量、电气化水平以及环保等因素，初步测算“十四五”期间全国电能替代潜力可达约11000亿kWh。工业领域的替代潜力依然占比最大，其次是交通运输及建筑行业。

2.3规模化发展对电网供给保障能力的要求

随着各行业电能替代项目实施，每年将带来超过千亿kWh的电量增长，如此大的电量增长对电网的供给保障能力提出了很高的要求。尤其是在国家大力推进北方地区冬季清洁供暖的现状下，如何确保电网规划、建设及改造计划与其他政府主导的基础设施建设的同步、协调发展，已成为当前应引起各方高度关切的现实问题。实施电能替代将全方位调整能源消费格局，是解决“弃风、弃光、弃水”等突出问题的重要手段。我国新能源发电持续快速增长，按照非化石能源消费比重达到15%的要求，到2020年，非化石能源发电装机将达到7.7亿kWh左右，占比约39%，发电量占比提高到31%。我国清洁能源资源70%以上集中在三北、西南地区，而用电负荷又多集中在东部、南部地区，供需不协调等矛盾突出，弃能问题严重。构建分层分区、科学合理的坚强网架结构，促进跨省跨区电力交易，提升荷-网-源协调互动能力，是提高清洁能源消纳水平，实现“电从远方来、来的是清洁电”电能替代目标的有力保障。

2.4电能替代加速推进

电能替代首先保证是清洁的电参与替代，因此随着新能源技术水平快速提高，光伏、风电成本和价格快速下降，新能源发电已经进入大范围增量替代和区域性存量替代的发展阶段。在生产侧方面，风电、太阳能等技术应用和产业快速发展，电能替代加速这些清洁能源的消纳，有利于调整能源结构，有效解决能源需求快速增长与环境压力的矛盾。

3电能替代技术建议及展望

尽管新能源资源、装机容量不断增长，但其消纳状况具有一定程度的不确定性，主要体现在以下3个方面：（1）电力系统调节水平的提高可能受到限制。目前，火电企业的效率普遍较差，加之火电机组实施柔性改造投入较大，柔性改造动力不足。（2）新装机容量具有不确定性。受国家补贴政策调整影响，2020、2021年新能源补贴并网会有“关闭”时间，预计将有相当数量的新能源集中并网。此外，受新冠疫情影响，2020年新能源发电设备的供应和项目建设在一定程度上滞后，接入电网的实际规模不确定。（3）跨省和跨区域贸易组织的难度可能增加。由于新能源参与市场化交易补贴计算方法的改变和消费责任权重指标的考核，新能源参与跨省市场化交易意愿有所下降，可能影响新能源对外送电规模。结合我国电力市场建设进程以及不同交易机制对促进新能源消纳的成效的评估，建议下一步重点健全我国调峰辅助服务的市场机制与新能源跨省区交易机制，进一步发挥市场机制对于提升新能源消纳能力的作用。

结语

电能替代是国家能源发展转型的重要手段，也是社会能源发展的重要趋势。对电能替代行业的发展的政策与现状进行深入分析，得出以下结论：①国家多个部门发布多项政策以促进电能替代的发展，体现出电能替代在未来中国的经济转型与发展中意义重大;②就电能替代在各领域的应用情况看，农工业应用最为广泛，尤其大型工业更新换代相对集中，数量巨大，管理集中，电能替代优势明显，发展迅猛。而在农业领域与农村电采暖方面，设备数量增加缓慢，仍有较大的发展潜力;③就地域而言，沿海地区的电力发展条件完备，推广迅速。而西部地区经济条件落后，专业人员缺乏，电力发展仍需政府的大力支持;④就节能环保来看，电能替代的发展，大大减少了污染物的排放，对未来我国能源战略的发展具有积极意义;⑤就电能替代未来的发展来看，电能替代后续推广仍需要电网供给更完善的保障，相关部门加大政策支持，各地区引入专业人才以及开发与地域发展相适应的电力新技术。

参考文献：

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