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谢国兴:推进电能替代需因地制宜
2016/7/29 13:34:53    新闻来源:能源研究俱乐部

国家能源局浙江监管办公室原监管专员  谢国兴

政策背景

今年5月,国家发展改革委、国家能源局等八部门联合印发了《关于推进电能替代的指导意见》(发改〔2016〕1054号)(以下简称《意见》)。《意见》旨在推动我国能源消费革命,落实国家能源战略、促进能源清洁化发展,提高清洁能源消费比重,为减少大气污染物排放做出贡献。

电能替代将有利于提升我国电气化水平,提高人民生活质量,让民众享受更加舒适、便捷、智能的电力服务;有利于部分工业产品提升附加值,促进产业升级;有利于扩大电力消费,缓解我国部分地区当前面临的电力消纳与系统调峰困难,特别是个别地区的严重"窝电"问题。

《意见》明确了电能替代的重点领域:一是北方居民采暖领域,特别是针对热力管网覆盖范围以外的的城区、郊区和农村等还大量烧散煤进行采暖的地区;二是生产制造领域;三是交通领域,主要针对各类车辆、港口码头和机场桥载设备;四是电力供应与消费领域,提高电力系统调峰调频能力。

《意见》提出,2016~2020年电能替代总体目标是实现能源终端消费环节电能替代散烧煤炭、燃油消费总量约1.3亿吨标准煤,带动电能占终端能源消费比重提高约1.5%,促进电能占终端消费比重达到27%。预计可新增电量消费约4500亿千瓦时,减排烟尘、二氧化硫、氮氧化物约30、210、70万吨。

电能替代现状

就浙江省来说,至2015年底,全省能源消费总量1.93亿吨标准煤。其中,煤炭1.38亿吨,石油制品2823万吨,天然气78亿立方米,用电量3554亿千瓦时,分别占比52.2%、21.6%、5.0%、21.2%。浙江省电力消费结构为:第一产业用电占比0.7%,第二产业用电占比74%,第三产业用电占比12.8%,居民用电占比12.5%。从上述数据可以看出,浙江省能源消费结构仍以煤炭为主,石油和电力基本相等。煤炭除了用于发电外,基本上用于工商企业生产用热需要,发电和工商企业的煤炭用量约各占50%。而石油主要用于交通运输行业,特别是日益增长的家庭轿车用油。电力尽管使用面广,几乎涉及每个行业单位、每个家庭个人,在不计入发电所消耗的一次能源条件下,电能在总的能源消费结构中所占比例并不大。

电能是二次能源,由煤炭、水力、原子能等一次能源转换而来,是一种使用安全、便捷的清洁能源。电能替代其他能源有其明显的优越性:一是有利于推进减少煤炭、石油等化石能源的粗放使用,特别是大量散煤(油)的使用,从而减少能源消费过程中向大气环境排放二氧化硫、氮氧化物和粉尘等污染物,减少二氧化碳气体排放。二是有利于可再生能源的发展。至2015年底,全国水电装机3.2亿千瓦,风电1.2亿千瓦,光伏4300万千瓦。由于消纳困难,西北和东北地区风电和光伏发电弃风弃光严重,达到了10~30%之间,严重影响投资经济效益。今年3月,国家能源局发布的《国家能源局关于建立可再生能源开发利用目标引导制度的指导意见》指出,到2020年,除专门的非化石能源生产企业外,各发电企业非水电可再生能源发电量应达到全部发电量的9%以上。4月,国家能源局下发通知,将对火电机组强制实行非水可再生能源的配额考核机制。2020年,国内所有火电企业所承担的非水可再生能源发电量配额,需占火电发电量的15%以上。如果未能达标,发电业务许可证将被取消。从政策层面来看,有望为光伏等可再生能源产业发展带来新的动力,而电能替代是保障可再生能源发电全额收购和消费的有效举措。三是可以促进能源装备产业发展与技术进步。电能替代尚有很多装备需要研发,技术标准需要制订,技术人员需要培养,这有助于促进电能替代装备产业的发展,从而培养新的经济增长点。四是有利于充分利用现有电力产能,提高电力设备利用率和能源使用效率。就浙江省来看,目前富余电力产能约1500万千瓦,通过电能替代,能有效提高电力设备负荷率,从而提高设备利用率,降低供电煤耗和电网线损,提高能源利用效率,提升节能减排效果。

对浙江来说,电能替代的主要途径:一是把量大面广的小锅炉替代成电锅炉,特别是对纺织服装、印染、皮革等轻纺工业领域经济又实用。二是扩大电能在交通领域中的替代。首先是加大杭州、宁波等城市轨道交通建设。轨道交通用电驱动,载客量大,安全又便捷,是解决城市交通拥堵的最有效措施。其次应发展电车,因观念问题,电车基本被排斥在城市交通发展之外,电车有很好的节能和大容量载客的优点,应当大力发展。再是发展电动汽车,对在市区范围内运营的出租车、送货车、邮政车、校车等可用电动汽车替代。三是空调领域中的应用。热泵和冰蓄冷都可以用电能替代。四是在空运和水运领域中的替代。空港和海港码头装卸货物过程中要消耗大量电力,通常是用柴油发电机提供电力,如果使用岸电将减少柴油发电产生的污染并大大降低装卸成本。五是在冶炼和陶瓷生产中用电能替代。

2015年,国家电网公司加大电能替代,共完成电能替代项目1.72万个,完成替代电量760亿千瓦时,占公司售电量比重达2.2%。至2015年底,浙江电力系统推进实施电能替代项目1670个,替代电量40亿千瓦时,相当于减少直接燃煤排放二氧化碳近400万吨。2015年,浙江省经信委等七部门联合出台《关于加快实施电能替代的意见》,加快推广电能替代。根据该意见,到2017年底,浙江将力争完成电能替代电量90亿千瓦时,其中,全省煤(油)锅炉电能替代改造1200蒸吨,热泵应用1200万平方米,电窑炉72万千伏安,冰蓄冷60万平方米,港口码头低压岸电覆盖率达到50%,机场廊桥岸电设备覆盖率100%。

电能替代面临的主要问题

一是按等热值价格计算,电能价格高于其他能源


各种能源的热值与价格比较(近期浙江价格)


注:0号柴油密度为0.855千克/升,90号汽油密度为0.737千克/


电磁炉灶及燃气灶的热效率,在产生1×109焦尔等量热的情况下,液化气、电能、天然气(管道)成本分别为256元、151元和101元。从上表可以看出,煤炭是各类能源中最便宜的,而电的价格是最高的。现行能源价格仅考虑生产成本加企业利润,没有考虑排放的污染物对民众健康造成损害所需支出的社会医疗成本。由此决定的能源价格,电能与其他能源比较优势不足,按等热值价格计算,电能替代价格明显偏高,这是推进电能替代工作的主要障碍。

二是电能消费总量在能源消费结构中所占比例偏低。按《意见》要求,到2020年电能消费在能源消费结构中要提升到27%。而根据国家统计局发布的2014年我国能源消费结构中一次电力及其他能源为11.2%。电能消费在5年内到27%的目标任重道远。

三是电能替代技术发展缓慢,不适应推广电能替代。特别是大容量、高参数电锅炉产品较少,电加热技术水平使制造高参数、大容量电锅炉存在技术瓶颈。近些年,电动汽车发展很快,但汽车动力电池等性能还不足以满足替代燃油汽车,特别是替代重载卡车和家用轿车。另外,还存在技术标准不够完善,产品性能有待提高,专业人员缺少等问题。

四是居民用电阶梯价格政策制约了家庭电能替代工作。现行居民阶梯电价政策将明显增加电能替代后的费用支出,特别是对收入相对偏低的居民影响较大。

五是现行政府相关政策措施有待进一步完善

推进电能替代的建议

(一)完善政策,精准替代各省市政府部门应在《关于加快实施电能替代的意见》基础上,根据电能替代潜力空间、节能环保效益、财政支持能力、电力体制和市场等因素,制订完善电能替代配套支持政策措施。应在总结前些年工作的基础上,制订精准的电能替代政策措施,特别是在更新改造设备上要给予财政专项经费支持,在替代时间上要有明确目标,在替代工作落实上要严格考核。

(二)效率优先,梯级利用提出电能替代的前提条件是电力过剩、可再生能源消纳困难和防治大气污染。无论是能源效率,还是能源经济性看,均应当坚持效率优先,梯级利用的原则。电能本身是清洁的二次能源,但它是一次能源转换而来。就浙江来说,大约75%的电来自火电厂,由此可见,使用电能并非无污染。浙江统调煤电平均供电煤耗已低于300克标准煤/千瓦时。按等热值计算,每千瓦时电能转换成热量为860大卡,在常温下,可以烧开约10千克水。如果用于生产,则可供电炉炼钢1.25~1.5千克,织布8.7~10米,供电车行驶0.86公里,电冰箱工作20~24小时,电灯(40瓦)24小时。860大卡热不可能用于前述的生产,一旦电能转换成热能,再也不可能等值转换成电能,这是热力学第二定律告诉我们的真理。事实表明,电是清洁能源,也是最贵的能源,无论是矿物质燃料发电,还是可再生能源发电都不例外。电能是最好的能源,它应当用于最需要的地方,用电替代其它能源应当有选择性,用电供热是不得已而为之。它应当是热电联产的补充,可以用于供热管道到不了的地区,但不能以电取代热电联产(包括自备电厂)。

(三)因地制宜,突出重点各省市应选用适合当地实际情况的技术和经济政策。根据浙江省的情况、现有大量散煤锅炉的特点和淘汰计划要求,可以从以下方面入手:着力推广蓄热式和直热式工业电锅炉、冶金冲天炉改为中频炉、港口与机场岸电改造等应用;替代纺织服装、金属铸造、制茶、水产养殖与加工、木竹加工、学校医院等供热散煤锅炉;大力替代交通领域运输和燃油动力设备,重点是加快轨道交通建设,电车、电动汽车和充电桩建设,港口、机场的用电设备改造等。

(四)推进电力改革,创造价格空间加大电力直接交易,加大电力成本监管,研究取消城市公用事业附加费,调整峰谷电价比例,优化电能价格结构,进一步挖掘电能价格下降空间,提高电能替代与其他能源的竞争力。

(五)主动服务企业,扎实推进替代电网企业应根据各级政府部门燃煤锅炉治理清单和各类用能企业的用能情况,逐步排查电能替代潜在用户,适时调整电网规划,主动做好现场勘查、方案设计,电网配套和业扩服务等工作,大力推进电能替代工作。在替代电能电价上严格执行国家批准的输配电价,将电能替代所需配电网建设改造投资纳入输配电准许成本,但不宜单独设立替代电价。

(六)各级政府应依法采取更加严格的环保措施对分散燃煤、燃油的设备或设施,出台更严格的禁止性标准和措施,为电能替代创造市场环境。

(七)政府通过主流媒体大力宣传电能替代的环境保护理念要求电力等企业通过产品推介和技术交流,编制各类电能替代技术应用手册等方式,推广普及电能替代知识与技术。(原载2016年7月8日《电力决策与舆情参考》)

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