當(dāng)前，綠色低碳、節(jié)能環(huán)保已成為全球能源發(fā)展趨勢。電能具有清潔、高效、安全、便捷等優(yōu)勢，實施電能替代對于推動能源消費革命、促進(jìn)能源清潔化發(fā)展具有重要意義。

近年來，電能替代在工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域穩(wěn)步推進(jìn)，電能在終端用能結(jié)構(gòu)中占比持續(xù)提升。經(jīng)過幾年的發(fā)展，易替代的領(lǐng)域已經(jīng)基本實現(xiàn)電能替代，電能替代進(jìn)入深水區(qū)。在我國加速實現(xiàn)“碳中和”的背景下，亟須升級現(xiàn)有電能替代技術(shù)、研發(fā)新技術(shù)，為拓展電能替代的廣度和深度提供驅(qū)動力。

電能替代從試點示范到多領(lǐng)域開花

2014年，習(xí)近平總書記在中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會議上提出“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略。2016年，國家發(fā)展改革委、國家能源局等八部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)電能替代的指導(dǎo)意見》，明確提出提高電能占終端能源消費比重，促進(jìn)電能占終端能源消費比重達(dá)到約27%。

近年來，兩大電網(wǎng)企業(yè)貫徹落實“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略，大力推進(jìn)電能替代。國家電網(wǎng)公司引領(lǐng)終端能源消費新模式，推動工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、居民生活等各個領(lǐng)域?qū)嵤╇娔芴娲?，累計實施替代項?9萬個，完成替代電量8476千瓦時，推動電能占終端能源消費比重提高2.8個百分點。南方電網(wǎng)公司編制印發(fā)《南方電網(wǎng)公司“十三五”電能替代發(fā)展規(guī)劃》，因地制宜推廣各類電能替代技術(shù)。

經(jīng)過多年發(fā)展，電能替代從無到有、規(guī)模從小到大，推進(jìn)方式則從最初的試點示范發(fā)展到現(xiàn)在的多領(lǐng)域替代，社會認(rèn)知從政企倡導(dǎo)到社會廣泛認(rèn)同，實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，為助力大氣污染防治和節(jié)能減排作出積極貢獻(xiàn)。

碳中和目標(biāo)帶動電能替代向精細(xì)化發(fā)展

從全球范圍來看，電能占終端能源消費的比重呈逐年上升的趨勢。美國、日本、法國、德國等發(fā)達(dá)國家的電能占終端能源消費比重平均比20世紀(jì)70年代初提高了10個百分點，印度、巴西等發(fā)展中國家的電氣化水平也顯著提升，全球電氣化水平呈單調(diào)遞增趨勢。目前，全球約五分之一的終端用能是電能，電能是僅次于石油的第二大能源消費品種。

在我國，近年來，以電為中心的現(xiàn)代能源體系特征愈發(fā)明顯。

從能源生產(chǎn)側(cè)來看，《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告2020》數(shù)據(jù)顯示，2019年全國新增發(fā)電裝機(jī)容量10500萬千瓦，其中新增并網(wǎng)風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機(jī)容量分別為2572萬千瓦和2652萬千瓦，合計新增占全國新增發(fā)電裝機(jī)容量的49.75%，電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。

從能源消費側(cè)來看，隨著終端用能電氣化技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是冶金、陶瓷、供暖等行業(yè)技術(shù)不斷向綠色、智能、數(shù)字化方向發(fā)展，電能對終端化石能源的替代不斷深化。2018年，我國電能占終端能源消費比重達(dá)到25.5%，比世界平均水平（19.2%）高6.3個百分點，高于德、英、美、俄等發(fā)達(dá)國家，但低于日、法、韓。雖然整體水平已與發(fā)達(dá)國家處于同一區(qū)間，但我國各行業(yè)、各地區(qū)之間電氣化發(fā)展水平極不均衡。商業(yè)、工業(yè)、居民生活等領(lǐng)域和東北、西北等地區(qū)電氣化還有較大發(fā)展空間。

今年9月22日，國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上發(fā)表重要講話，承諾“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”。這對我國能源清潔高效利用提出了更高要求。

研究表明：減少供應(yīng)側(cè)化石能源占比、在能源消費側(cè)提高電能占終端能源消費的比重是有效減少碳排放、實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要措施。與此同時，“大云物移智”技術(shù)與能源服務(wù)的廣泛結(jié)合也將帶動電能替代向精細(xì)化方向發(fā)展，引起電能替代手段及方式變革。

研發(fā)應(yīng)用新技術(shù)，為推廣電能替代提供支撐

當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)總量、能源消費總量已居世界前列，但能源強(qiáng)度是經(jīng)合組織國家的2.7倍、世界平均水平的1.5倍。研究表明，電氣化水平提升1個百分點，能源對外依存度有望降低0.5～1個百分點；電能占終端能源消費的比重每提高1個百分點，能源強(qiáng)度可下降3.7%。在我國的能源消費結(jié)構(gòu)中，工業(yè)、建筑和交通領(lǐng)域能耗總和約占能耗總量的95%。“十四五”期間，我國終端電能消費拓展將主要集中于工業(yè)、建筑和交通領(lǐng)域。

工業(yè)領(lǐng)域是當(dāng)前替代電量的主要來源。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，工業(yè)電氣化技術(shù)將向綠色、智能方向發(fā)展。未來應(yīng)重點關(guān)注高效電轉(zhuǎn)蒸汽、大規(guī)模電制氫、電供蒸汽等技術(shù)，研發(fā)核心技術(shù)裝備并推廣應(yīng)用，持續(xù)深挖工業(yè)領(lǐng)域替代潛力。

在建筑領(lǐng)域，供冷供暖領(lǐng)域電能替代潛力可期。未來應(yīng)重點發(fā)展高效電制冷/熱、高密度低成本蓄冷/熱、儲能等技術(shù)，提升現(xiàn)有技術(shù)裝備能效水平，降低建設(shè)運營成本，進(jìn)一步提升建筑領(lǐng)域電氣化水平。

交通領(lǐng)域的電能替代整體處于快速發(fā)展階段。未來應(yīng)聚焦汽車、船舶電氣化方向，重點開展新能源汽車充電樁、新能源船舶等關(guān)鍵技術(shù)研究，提出典型設(shè)計方案。長遠(yuǎn)來看，需加強(qiáng)長壽命、低成本、智能化、高可靠性的海、陸、空電氣化交通工具研究，全面推動我國交通領(lǐng)域電氣化，為電能替代提供“新引擎”。

同時，應(yīng)加強(qiáng)電能替代技術(shù)與人工智能、邊緣計算、5G等技術(shù)的融合應(yīng)用，不斷提升終端電能消費設(shè)備數(shù)字化、智能化水平，助力電能在終端用能結(jié)構(gòu)中的占比持續(xù)提升。

（作者單位：中國電力科學(xué)研究院有限公司）