電能替代向多領域推進需持續(xù)攻關新技術提高效率效益

孟祥軍 香靜

摘要：目前，我國的經(jīng)濟在快速發(fā)展，社會在不斷進步，電能替代能有效地減少化石燃料的消耗，改善大氣污染的現(xiàn)狀。目前，我國正大力實施電能替代，新能源發(fā)電快速發(fā)展，不僅可以在能源供給側實施清潔替代，也應在能源消費側實施電能替代。現(xiàn)介紹電能替代的發(fā)展戰(zhàn)略及要求，闡述電力公司電能替代的工作流程，并以“煤改電”工程綜合效益為例分析了電能替代技術的成效。

關鍵詞：電能替代;新技術;新能源消納

引言

電能是二次能源，與煤炭、汽油等不可再生資源相比具有清潔、高效、便捷的特點。電能可替代其它能源進行使用，可擴大清潔能源的使用范圍。由于我國人口較大，對能源需求較高，隨著煤炭、汽油等資源使用的增加，導致二氧化碳、二氧化硫等氣體排放量不斷增加，大大影響了我國環(huán)境的質(zhì)量，在終端能源消費環(huán)節(jié)用電能來替代傳統(tǒng)化石能源具有重要的發(fā)展意義。為了掌握電能替代成效情況，需要具體性的方法對電能替代成效進行評估，本文從能源使用成本及污染物排放量兩個方面對電能替代成效進行評估。

1電能替代發(fā)展的持續(xù)推動力

目前，中國已成為世界能源消費第一大國，環(huán)境保護問題加劇，建設低碳社會的壓力也逐漸增大。調(diào)整能源結構和提升電能在總能源消費中的比重，是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要方法。國網(wǎng)公司提出的電能替代戰(zhàn)略，對于優(yōu)化能源布局、保障能源安全、促進節(jié)能減排、保護生態(tài)環(huán)境具有重要意義。發(fā)展電能替代對于提高人民生活質(zhì)量，具有相當大的推動作用。近來我國在電能轉化科技方面有了不錯的進展，具體體現(xiàn)在農(nóng)村蓄熱式電采暖、港口岸電等多個領域。新型電動自行車、新型蓄電汽車以及電窯鍋爐等，大大豐富了群眾的消費選擇，甚至降低了不少消費成本。為有效解決環(huán)境問題和構建綠色消費模式，國家出臺了一系列政策以促進電能替代快速發(fā)展。隨之國家電網(wǎng)公司提出了多領域實施電能替代，將“以電代媒、以電代油、電從遠方來”體現(xiàn)在能源生產(chǎn)、輸送、消費等各個環(huán)節(jié)。

2電能替代向多領域推進需持續(xù)攻關新技術提高效率效益

2.1構建電能替代評價指標體系

在構建指標體系時應當選取能夠反映規(guī)劃區(qū)域內(nèi)電能替代綜合效益的關鍵性因素。從電能替代項目收益市場前景和宏觀政策兩個方面評估電能替代項目收益對區(qū)域電網(wǎng)發(fā)展的促進效應。將外部環(huán)境、電網(wǎng)公司盈利能力和對社會貢獻等指標作為一級指標;子準則層為二級子系統(tǒng)，是一級子系統(tǒng)的擴展;三級子系統(tǒng)為基礎層，是影響評價結果準確性的關鍵所在。本文采用層次分析法（AHP）對較為復雜的電能替代綜合效益發(fā)展目標進行分層、分級別，量化評價指標體系，構建電能替代項目經(jīng)濟與環(huán)境聯(lián)合的綜合效益評價指標體系。

2.2電能替代潛力測算

電能替代理論潛力是在不考慮技術可行性和經(jīng)濟可行性的情況下，計及燃煤/燃油效率，將所有以用能為目的的化石能源消費按熱當量法折算出的替代電量。利用電熱當量計算法（電熱當量計算法是指首先將其他能源按平均低位發(fā)熱量折算成標準煤，然后將電力按自身的熱功當量換算成標準煤，采用的折標系數(shù)為1萬kWh=1.229tce，通過標準煤作為中間量建立各種能源與電力的換算關系）基于化石能源消費計算電能替代市場理論潛力。基于熱當量法和經(jīng)濟社會發(fā)展用能需求預測方法，綜合考慮替代技術發(fā)展、經(jīng)濟性和政策條件等因素，可以測算出電能替代理論、技術、經(jīng)濟、環(huán)保等4個潛力。綜合能源消費總量、電氣化水平以及環(huán)保等因素，初步測算“十四五”期間全國電能替代潛力可達約11000億kWh。工業(yè)領域的替代潛力依然占比最大，其次是交通運輸及建筑行業(yè)。

2.3規(guī)模化發(fā)展對電網(wǎng)供給保障能力的要求

隨著各行業(yè)電能替代項目實施，每年將帶來超過千億kWh的電量增長，如此大的電量增長對電網(wǎng)的供給保障能力提出了很高的要求。尤其是在國家大力推進北方地區(qū)冬季清潔供暖的現(xiàn)狀下，如何確保電網(wǎng)規(guī)劃、建設及改造計劃與其他政府主導的基礎設施建設的同步、協(xié)調(diào)發(fā)展，已成為當前應引起各方高度關切的現(xiàn)實問題。實施電能替代將全方位調(diào)整能源消費格局，是解決“棄風、棄光、棄水”等突出問題的重要手段。我國新能源發(fā)電持續(xù)快速增長，按照非化石能源消費比重達到15%的要求，到2020年，非化石能源發(fā)電裝機將達到7.7億kWh左右，占比約39%，發(fā)電量占比提高到31%。我國清潔能源資源70%以上集中在三北、西南地區(qū)，而用電負荷又多集中在東部、南部地區(qū)，供需不協(xié)調(diào)等矛盾突出，棄能問題嚴重。構建分層分區(qū)、科學合理的堅強網(wǎng)架結構，促進跨省跨區(qū)電力交易，提升荷-網(wǎng)-源協(xié)調(diào)互動能力，是提高清潔能源消納水平，實現(xiàn)“電從遠方來、來的是清潔電”電能替代目標的有力保障。

2.4電能替代加速推進

電能替代首先保證是清潔的電參與替代，因此隨著新能源技術水平快速提高，光伏、風電成本和價格快速下降，新能源發(fā)電已經(jīng)進入大范圍增量替代和區(qū)域性存量替代的發(fā)展階段。在生產(chǎn)側方面，風電、太陽能等技術應用和產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，電能替代加速這些清潔能源的消納，有利于調(diào)整能源結構，有效解決能源需求快速增長與環(huán)境壓力的矛盾。

3電能替代技術建議及展望

盡管新能源資源、裝機容量不斷增長，但其消納狀況具有一定程度的不確定性，主要體現(xiàn)在以下3個方面：（1）電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)水平的提高可能受到限制。目前，火電企業(yè)的效率普遍較差，加之火電機組實施柔性改造投入較大，柔性改造動力不足。（2）新裝機容量具有不確定性。受國家補貼政策調(diào)整影響，2020、2021年新能源補貼并網(wǎng)會有“關閉”時間，預計將有相當數(shù)量的新能源集中并網(wǎng)。此外，受新冠疫情影響，2020年新能源發(fā)電設備的供應和項目建設在一定程度上滯后，接入電網(wǎng)的實際規(guī)模不確定。（3）跨省和跨區(qū)域貿(mào)易組織的難度可能增加。由于新能源參與市場化交易補貼計算方法的改變和消費責任權重指標的考核，新能源參與跨省市場化交易意愿有所下降，可能影響新能源對外送電規(guī)模。結合我國電力市場建設進程以及不同交易機制對促進新能源消納的成效的評估，建議下一步重點健全我國調(diào)峰輔助服務的市場機制與新能源跨省區(qū)交易機制，進一步發(fā)揮市場機制對于提升新能源消納能力的作用。

結語

電能替代是國家能源發(fā)展轉型的重要手段，也是社會能源發(fā)展的重要趨勢。對電能替代行業(yè)的發(fā)展的政策與現(xiàn)狀進行深入分析，得出以下結論：①國家多個部門發(fā)布多項政策以促進電能替代的發(fā)展，體現(xiàn)出電能替代在未來中國的經(jīng)濟轉型與發(fā)展中意義重大;②就電能替代在各領域的應用情況看，農(nóng)工業(yè)應用最為廣泛，尤其大型工業(yè)更新?lián)Q代相對集中，數(shù)量巨大，管理集中，電能替代優(yōu)勢明顯，發(fā)展迅猛。而在農(nóng)業(yè)領域與農(nóng)村電采暖方面，設備數(shù)量增加緩慢，仍有較大的發(fā)展?jié)摿?③就地域而言，沿海地區(qū)的電力發(fā)展條件完備，推廣迅速。而西部地區(qū)經(jīng)濟條件落后，專業(yè)人員缺乏，電力發(fā)展仍需政府的大力支持;④就節(jié)能環(huán)保來看，電能替代的發(fā)展，大大減少了污染物的排放，對未來我國能源戰(zhàn)略的發(fā)展具有積極意義;⑤就電能替代未來的發(fā)展來看，電能替代后續(xù)推廣仍需要電網(wǎng)供給更完善的保障，相關部門加大政策支持，各地區(qū)引入專業(yè)人才以及開發(fā)與地域發(fā)展相適應的電力新技術。

參考文獻：

[1]李作鋒.江蘇電能替代的研究與實踐[J].電力需求側管理，2016，18（5）：1-3.

[2]葉小寧，王彩霞.中國新能源發(fā)電分析報告2020[R].北京：國網(wǎng)能源研究院有限公司，2020.

[3]劉青翠，伍家煒，蘇建強，等.中國及廣東省電能利用現(xiàn)狀和潛力研究[J].廣東化工，2020，47（15）：86-87.

國網(wǎng)新疆電力公司烏魯木齊供電公司 ?新疆烏魯木齊市 ?830000