電能替代技術現狀及發展趨勢研究

扈文遠

摘要：電能替代技術是我國社會經濟快速發展的重要表現之一，也是人類文明歷史中最具代表性的一項技術。通常情況下，要衡量一個國家經濟發展水平，一般會根據其電能使用的實際情況來進行定義。本文主要對進一步推廣電能替代技術的相關措施進行分析。

關鍵詞：電能;替代技術;發展趨勢

引言

在治理霧霾的過程中，應用電能替代技術可以有效地改善霧霾的狀況，使人們的健康生活得到有效的保障。

1 電能替代技術的研究現狀

對于電能替代技術，世界各國分別對其展開了深入地研究。瑞士的交通工具主要是低耗能、無污染的電動車或者馬車;日本提出了混凝土再利用，該技術可以將建筑材料循環使用，并對太陽能發電進行補貼;英國根據能源中含碳量征收氣候稅，如果使用清潔能源則可以減免;美國對能源的使用制定了嚴格的規則，對違反的企業進行處罰，賓對節能產品給予優惠補貼。

我國也大力發展電能替代技術，開展了一系列工程。廬山的“無煙山”項目，是以電代煤的重點工程，減輕了燃煤帶來的污染;國家電網公司為了使北京城區實現“無煤化”，實施“煤改電”工程;河南某村進行了農網升級工程，大部分電器進入了每一家，提高了電能在終端能源中的占比，減少了煤炭的燃燒量;另外，湖北電網和甘肅電網也分別對農網進行了升級改造，大力實施電能替代工程。我國是能源消耗大國，電能替代技術可以有效地緩解現有的情況。在我國，電能替代技術已經全面展開，電能在能源消耗中的占比越來越多。我國不僅要發展中國特色的電能替代技術，而且要向其他國家學習，學習先進的技術和制度體系，大力發展我國的電力事業。

2 電能替代存在的問題

2.1 行業內部

（1）電能替代的重點是在電鍋爐、電窯爐、熱泵、家庭電氣化、電動汽車和港口岸電等領域實施電能替代，往往采用的都是一些新技術，所以需要市場開拓人員在向各類客戶推廣電能替代技術時，不僅要了解客戶實際需求、替代設備的負荷特征及實際運行中的經濟效益，還要及時了解各行業中的新技術、新設備及其工作原理等。但是，由于供電公司相關專業人才的相對缺乏，且多數為其他崗位人員兼職電能替代推廣工作，使得推廣工作難以高效進行。

（2）電能替代技術的大范圍推廣帶來的是電網負荷的轉移，部分較大的電能替代項目將受到現行電網結構的限制，需要進行不斷地調整電網結構，由此而引起的電網技改項目需要經過內部審批，客戶往往會因為周期較長、審批環節多而消極包裝。

（3）電能替代作為近年來倡導的新理念在各行業客戶中的認知度仍普遍較低，加之中頻爐、熱泵等替代技術的一次性改造投資較大，也成為影響電能替代技術普及的一個價格門檻。“西氣東輸”工程的不斷推進，煤炭行情的不穩定及電價激勵機制的不明顯，也使得電能在項目運行的經濟性上與其他能源相比缺乏明顯的競爭力。

2.2 社會層面

（1）部分地方政府按照統一部署相繼出臺了電能替代項目的支持性政策，但是在政策的落地操作及財政補貼、稅收減免、扶持投入等方面尚未形成配套機制，對電能替代客戶選用節能環保設備缺乏完善的激勵措施，造成客戶報裝的積極性不高。（2）由于新型替代技術市場的不完全成熟，工商業客戶對于先進替代技術的信息比較閉塞，經過長期的發展，對固有的生產模式依賴性比較強，加之對新技術、新設備經濟效益的不了解，不會主動去引進新技術，對同行業采用的新技術、新設備普遍持觀望態度。

3 電能替代技術發展趨勢研究

3.1 以電代煤技術

就是把工業鍋爐、居民取暖廚炊等用煤改為用電，減少直燃煤和污染排放總量。據不完全統計2018年以來中東部頻繁發生的大范圍霧霾至今令人心悸。霧霾產生的原因是多方面的，其中煤炭直接燃燒產生的污染比重很大。發電用煤雖然比直接燃煤能效高、污染少，但由于耗煤總量大，在東中部地區火電廠分布較為集中，也是大氣污染的重要來源。實施以電代煤，推廣熱泵、相變電熱地板等，減少直燃煤和中東部直接用煤，可顯著改善環境空氣質量【1】。

（1）相變電熱地板

相變電熱地板，又叫相變儲能電熱地板，是一種新型的采暖方式，目前仍處于研究試驗階段。該項技術是利用相變材料把夜間的廉價電轉變為熱能儲存起來，白天放出可向房間供暖。它的運行費用要比無蓄熱功能的電熱供暖方式低，且可以緩解電網的峰谷差。

（2）熱泵

熱泵是利用低溫熱源，回收其中的熱量，再經過壓縮機升溫、升壓后向建筑物進行供熱。熱泵一般可以“一機兩用”，即夏季制冷，冬季供暖。按照低溫熱源的種類不同，可以分為污水源熱泵、水源熱泵、空氣源熱泵和土壤源熱泵。空氣源熱泵是由電動機驅動的，利用蒸汽壓縮制冷循環工作原理，以環境空氣為冷（熱）源制取冷（熱）風或者冷（熱）水的設備，經過傳統空調器中的冷凝器或蒸發器進行熱交換，然后通過循環系統，提取或釋放熱能，利用機組循環系統將能量轉移到建筑物內，滿足用戶對生活熱水、地暖或空調等需求。水源熱泵利用地表水體比熱容高于空氣這一物理特性，根據需要將水體作為熱源或冷源，通過空調系統實現能量轉換，該技術的優點是靈活簡捷、布置緊湊、方便調節、單獨計價等，缺點是受到水源限制。土壤源熱泵同樣是利用比熱容原理，通過空調系統實現把土壤中儲存能源來實現冬季供熱、夏季制冷。

3.2 以電代氣技術

以電代氣，是指以電能取代天然氣、煤氣、液化氣等作為終端用戶的動力或熱源。中國目前天然氣資源短缺，無法跟上當前的經濟發展，對外依存度較高。而且，天然氣作為不可再生能源的一種，它終有枯竭的時候，因此，天然氣資源的可持續利用，對于國家戰略和區域發展都是十分重要的。

（1）電磁爐

電磁爐又名電磁灶，它與傳統的有火廚具不同，是利用電磁感應加熱原理，即通過灶底的線圈產生方向不斷變化的交變磁場，使得處在交變磁場中的導體內部出現渦旋電流，而渦旋電流的焦耳熱效應使得導體迅速升溫，從而實現加熱效果。它是現代廚房革命的產物，由于它無需明火或傳導式加熱而讓熱直接在鍋底產生，因此熱效率得到了極大的提高，是一種高效節能廚具。

（2）電火鍋

電火鍋就是利用電能加熱的火鍋。傳統的火鍋其烹飪方式通常是以煤氣燃燒為主，而電火鍋則有效地消除了傳統火鍋加熱時所產生的黑煙和異味，是現代科技與傳統民俗相結合的一種烹飪工具。由于煤氣、液化氣在燃燒過程中會產生大量的 CO2，且熱值比電能要低，因此效能低、污染高，電火鍋的出現和普及是“以電代氣”在餐飲業中的進展，加大了餐飲業中電能的普及程度。

（3）電采暖

電采暖是一種將電能轉換為熱能的采暖方式，它將電能轉化成熱能后直接放熱或通過其他熱媒介質在采暖管道中循環來滿足供暖需求。由于電采暖具有清潔、無廢氣、舒適環保等優點，而燃氣存在著易燃、易爆等安全隱患。因此，用電采暖技術將逐漸取代傳統的燃氣供暖技術。

總結

關于電能替代技術，對國內外的研究現狀進行了分析，指出了其發展趨勢，總之，電能替代技術可以起到保護環境的作用，大力推動各級電網安全發展、清潔發展、協調發展、智能發展，為綠色生態建設、加快經濟社會發展作出新的更大貢獻。

參考文獻：

[1]李生權，楊健.電能替代技術現狀及發展趨勢研究[J].智慧電力，2017，45（08）：70-74.