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电能替代:引领全社会终端能源消费革新

电能替代可大幅提高我国能源效率
  目前我国的能效水平总体偏低,单位GDP能耗是世界平均水平的2.2倍、发达国家的3~4倍,提升能源利用效率的空间还很大。
  目前,我国大量煤炭被用于终端消费。2010年,我国煤炭终端消费10亿吨标准煤,占终端能源消费总量的44%,而世界平均水平不到10%。电能占终端能源消费比重与日本、法国等国家相比,低3~6个百分点。
  再看石油。目前,中国每千人汽车70辆,美国每千人汽车800辆,日本每千人汽车550辆。到2050年,中国汽车将超过7亿辆。若按目前雾霾污染指数推断,当我国汽车达到7亿辆时,污染形势将异常严峻。
  如今,严重的雾霾以及我国的能源资源禀赋实际,都决定了传统化石能源占终端能源消费的比重不能大幅提升。研究表明,直燃煤(油)是造成环境污染的重要因素(PM2.5中50%~60%源于燃煤,20%~30%来自燃油)。以电气化提

高和电能替代为主要方向推进终端能源替代,显然更有利于缓解当前的环境保护压力。
  发达国家的经验表明,电能占终端能源消费比重每提高1个百分点,单位GDP能耗就下降4个百分点。在工业化、城镇化过程中,从国家层面统筹推进电气化,对提高我国能源效率具有积极意义。
  电能作为二次能源,在终端应用环节不产生污染排放,虽然火力发电在生产过程中仍需燃烧煤炭,排放污染物,但通过采取各种技术措施集中规模化处理,污染物排放强度和治理成本都大大低于传统分散燃烧方式。
  国家“十二五”规划纲要提出,对主要污染物实施排放总量控制,促进经济社会发展与人口资源环境相协调。尽管我国经济发展以煤炭为主的能源消费结构短期内不能改变,但农业部规划设计研究院能源环保研究所所长赵立欣表示

,这个时候,不能再走先发展后治理的路子,“要痛下决心解决问题,这是个重大考验。”
  中科院院士、中科院地球环境研究所副所长周卫健指出,要调整能源消耗模式,发展清洁能源,从终端消费领域入手,构建绿色能源消费模式,提高能源效率。
  从全球范围看,电能替代是终端能源替代的重要趋势。在人类历史上已经先后经历过用煤炭替代薪柴,用石油、天然气替代煤炭的过程,目前正在逐步进入用新能源和可再生能源替代传统化石能源的阶段,从终端来看则主要体现为电能对化石能源的替代。2012年有关数据显示:10年间,全球风电和太阳能发电装机分别增长10倍和20倍。越来越多的新能源通过转化为清洁的电能被开发利用,电能在终端能源消费中所占比重已从1971年的8.8%提高到2010年的17.5%

。这一趋势还在加快。
  电能替代改变未来生活
  去年秋天,浙江杭州纯电动出租车单车运营里程突破20万千米,创造换电模式下纯电动汽车商业化运营里程的全国新纪录;同年11月,首都核心区历时13载的“煤改电”工程总体完工,26.4万户居民从此告别烧煤取暖的日子……在终端能源消费领域,电能替代已悄然走入生活。
  无论国际还是国内,电力都是近20年消费增长最快的能源品种。由于电能相对于煤炭、石油、天然气等能源具有更加便捷、安全和清洁的优势,而且可以较方便地转换为机械能、热能等其他形式能源并实现精密控制,这些特性使电能在现代经济社会中得到广泛应用。
  在我国,工商业的能源消耗和污染物排放总量突出,电能替代潜力较大。“全面整治燃煤小锅炉,加快推进集中供热、‘煤改电’工程建设”,国务院《大气污染防治行动计划》对提高工商业电气化水平提出了以上要求。相关重点领域以电代煤(气)项目已经起步。2008年至2012年,国家电网公司累计推广热泵项目3681个、电采暖项目1.99万个,使成千上万在工厂、写字楼里上班的人们享受到电采暖带来的温暖。
  交通领域电气化则涉及发展电气化铁路、城市轨道交通、电动汽车等。随着石油对外依存度不断提升,以电代油势在必行。作为电动汽车产业的主要推动力量之一,国家电网公司现已建成电动汽车充换电站400座、充电桩1.9万台,在环渤海、长三角地区形成了城际充换电服务网络。如今,人们已能自如地驾驶电动汽车从上海驶往杭州。
  随着人们对生活品质要求越来越高,家居电气化已成重要趋势。“十一五”期间,国家电网公司累计建成9万余个电气化村,村民们拥有各类家电数量大幅增长,厨房电气化、洁卫电气化已从城市普及到农村。 
  “衡量一个国家经济发达水平的标志之一,就是电在其终端能源消费中所占的百分比。”中国工程院院士薛禹胜做出了这样的判断。目前我国电能占终端能源消费中的比重虽高于世界平均水平,但与日本等工业发达国家相比仍低了近5个百分点。未来,随着能源消费增长及环境容量压力加大,电能在终端能源消费市场的竞争力将进一步增强。
  电能替代将在更大范围、更多领域推广  记者从国家电网公司营销部了解到,继“电能替代”方案实施后,下一步将充分发挥电能清洁、环保、高效的优越性,引导并推动终端用能领域运用电能替代燃煤、燃油、燃气等能源,不断提高电能占终端能源消费的比重,推进社会节能减排,缓解城市雾霾困扰,促进经济社会安全、高效、清洁发展。
  在当前能源价格水平和政策条件下,国家电网公司将推广一批技术上可行、经济性好、替代潜力较大的用电项目。其中,大力宣传、倡导电能替代能源消费理念,在城市集中供暖、工商业等重点领域大力实施大型以电代煤(气)项目,在城市交通领域推广以电代油项目,推动电动汽车和轨道交通发展,在居民生活领域推广家庭电气化,成为重中之重。
  以农村推进电能替代为例,我国农村用电结构不合理,电能消费仅占农村能源消费的5.47%,农村如燃烧秸秆、薪柴、煤炭产生的污染物排放不仅可造成雾霾,也影响生活水平的提高。在居民生活领域推广家庭电气化,技术上可行,潜力巨大。赵立欣建议:“在北方农村地区调整能源消费结构,推广清洁高能炊具,尤其是大力使用清洁电能替代传统农用能源,很有必要。”
  以电代油,主要是大力发展电动汽车、电气化轨道交通、农业电力灌溉等,减少对石油的依赖。汽车尾气排放是我国大气污染的重要来源。我国汽车尾气排放的氮氧化物占全国排放总量的26%左右,北京的PM2.5中,汽车尾气排放占25%。2012年,我国石油消费4.7亿吨,对外依存度超过58%,其中交通用油2亿吨、占40%左右。未来我国汽车还将快速增长,石油供应压力、环保压力还将加大。到2020年,我国汽车可能突破2亿辆,届时全国仅交通用油就将达到4亿吨左右,石油消费总量将达到美国目前的水平(8.2亿吨)。如果2017年、2020年东中部地区电动汽车比例分别提高到5%、10%左右,PM2.5排放可分别降低0.7%、1.4%左右。
  以电代煤,主要是把工业锅炉、工业煤窑炉、居民取暖厨炊等用煤改为用电,大幅减少直燃煤。当前我国煤炭消费总量中,只有52%左右用于发电(世界平均水平是80%,美国超过90%),其余部分用于化工原料和其他终端能源消费。2012年,全国煤炭消费达35亿吨左右,其中电煤、原料煤、直燃煤分别为18亿吨、9亿吨、8亿吨。大气污染主要来源于燃煤。煤炭燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物、细颗粒物排放分别占全国总量的80%、60%、70%左右。每千克煤炭直接燃烧的二氧化硫、烟尘排放为其用于发电的4倍、8倍。8亿吨直燃煤的二氧化硫排放总量与18亿吨电煤大致相当,细颗粒物排放总量接近电煤的3倍。从应对大气污染考虑,当前关键就是加大对终端分散燃煤的治理,努力降低终端消费中煤炭直接燃烧比例。如果在东中部地区采用电锅炉、电采暖等方式,2015年、2017年、2020年分别替代30%、50%、70%的直燃煤,PM2.5排放可比2010年分别降低2.4%、3.7%、4.4%左右。
  “与煤炭、石油等能源相比,电能作为二次能源,具有安全、清洁、便捷、高效等优势,而且所有一次能源都可以转换为电能。国家电网公司开展电能替代工作,提高电能在终端消费中的比重,可以更好地提高能源利用效率,缓解能源安全压力,改善和优化能源消费结构,有利于推动经济社会可持续发展。”中国能源研究会副理事长周大地表示。
  为确保取得预期效果,国家电网公司计划分三个阶段推进电能替代工作。2013年7~8月为前期准备阶段,主要任务是开展市场调查,研究分析本地区重点用能领域电能替代形势和环境政策,因地制宜编制各省公司电能替代具体实施方案。2013年9月~2014年年底为示范引导阶段,主要任务是建立协同工作机制和技术标准规范,研究并促请政府出台鼓励政策,实施替代潜力大、实施效果好的示范项目,2014年年底争取累计完成400亿千瓦时电能替代工作目标。2015~2020年为全面实施阶段,总结示范经验,着力解决问题,

 
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