“双碳”背景下，我国能源转型要求优化能源结构、提升能源效率、加快形成绿色生产生活方式。以化石能源为主的能源结构有待转型，亟须大规模开发利用清洁能源，加快推进低碳用能技术应用，有效降低我国碳排放水平，“电能替代”已形成一个公认的“选项”。中国电力企业联合会(以下简称“中电联”)发布的《中国电气化年度发展报告2022》(以下简称《报告》)显示，2021年全国电能占终端能源消费比重约26.9%，较上年提高1.4个百分点，全国电气化进程指数约为76.4，比上年增长0.8。
离不开政策的引导
《2030年前碳达峰行动方案》要求，“提升工业电气化水平”“提高建筑终端电气化水平”“提升农村用能电气化水平”“提升铁路系统电气化水平”。《2022年能源工作指导意见》明确了电能替代的发展目标，提出“新增电能替代电量1800亿千瓦时左右”“出台推进电能替代的指导意见，扩大电能替代的深度和广度”。
记者了解到，全国各地各行业认真落实国家政策要求，因地制宜出台环保、补贴、税收、价格等电能替代支持政策，在全社会形成了实施电能替代、促进清洁能源利用的良好氛围。随着多年的推广实施与宣传引导，对电能替代的社会认知已从电网单方面倡导逐渐转变为国家主导推进、社会广泛认同，实施电能替代的能源消费理念逐渐深入人心。
《报告》显示，2021年，国家电网有限公司推动实施电能替代项目8.98万个，完成替代电量1532亿千瓦时，创新推广全电工厂、纯电动船、电制氨、共享替代等新技术新模式;南方电网公司发布《南方电网“十四五”电能替代发展规划》，提出“十四五”期间实现电能替代1800亿千瓦时，重点实施包括电锅炉、电动汽车、电窑炉、轨道交通、热泵、电蓄冷空调在内的9类电能替代技术，大力打造电动汽车、电酿酒、电烤烟、电制茶等行业示范项目。
全国各地项目持续推进，能源消费逐步呈现出电气化趋势，电能替代不断为能源清洁化发展提供强大支撑。具体来看，2021年，工业领域完成替代电量1284.5亿千瓦时，比上年增长约2%;建筑供暖供冷与生活消费领域完成替代电量241.1亿千瓦时，比上年增长约10%;交通运输领域完成替代电量57.2亿千瓦时;农业生产与加工领域完成替代电量13.5亿千瓦时。
根据当前发展情况，有专家建议，应在工业、交通、建筑、农业农村4个领域重点实施电能替代。工业、建筑是用能巨头，替代规模相对较大。交通电气化水平相对较低，在4%左右，还有进一步发展空间。
中电联预计，“十四五”期间，电能替代新增用电量力争超过8000亿千瓦时，到2025年电能占终端能源消费的比重预计超过30%。
电能替代步入“深水区”
值得关注的是，《报告》显示，2021年全国累计完成替代电量1891亿千瓦时，比上年下降16.0%，替代电量占用电增量的比重为23.3%。
对于替代电量下降的原因，中电联表示，经过多年推广，常规易实施、经济效益明显的电能替代项目已基本完成。未来满足用能行业日益增长的低碳转型和绿电消费需求，需要加快推进新兴电能替代技术设备研发试点和推广应用，带动电能替代深入重点行业工艺环节、融入关键领域用能转型，促进高温蒸汽热泵、高密度蓄热材料、“光储直柔”、高效电池及快速充电等先进前沿电能替代技术创新取得新突破，拓宽终端用能电气化市场，支持用能行业低碳转型。
据了解，多年来，电能替代已由最初的5项技术拓展到现在的5大类、15小类、39项细分技术。“十三五”期间，全国累计实施电能替代项目29万个，在能源消费终端环节相当于减少散烧煤、直燃油2.6亿吨标准煤，减少二氧化碳排放6.4亿吨，减少二氧化硫、氮氧化物等污染物排放2.9亿吨，为防治大气污染、促进社会节能减排、优化终端能源消费结构作出积极贡献。
业内专家认为，目前全国终端用能电气化水平约为27%，若想在2025年达到30%的目标，还需要开展一些工作。针对持续推进电能替代工作，上述专家建议，一是电能替代需要以保障电力安全供应为基本前提，电能替代推进应与当地电源出力水平、电网建设情况、储能发展进程及需求侧资源管理能力相互统筹协调。在电力供需分析与电力规划建设工作中，充分考虑电能替代用电需求。二是加强配套电网建设，提升配电网运行灵活性、可靠性和智能化水平。推进电网升级改造，优化电力调度，提升电网安全运行管理水平，确保电能替代项目电力安全稳定供应。引导电能替代用户配置储能装置，增强自身电力保障能力。
优化供需交互响应
随着我国不断推进新能源占比逐渐提高的新型电力系统，促进电力向源网荷储一体化发展，实现高比例新能源消纳仍需要大幅提升系统调节能力和电力供需交互响应水平。
电能替代项目大规模接入，对电网配套设施提出了新的要求，需要坚强配网支撑。同时也需要增加电能替代资源及设备的灵活性，基于负荷特性、互补潜力，利用“电能替代+需求响应”技术实现与电网友好互动，促进源网荷储协同。
《报告》建议，在电力供需形势相对宽松的地区，结合工业、建筑、交通领域电能替代潜力和产业低碳电气化转型政策支持力度，积极推动实施技术成熟度高、经济性好、减污降碳效果明显的电能替代项目，更好满足终端用户日益增长的清洁电力需求;在电力供需形势时段性偏紧地区，稳步推广非高峰季节电能替代项目，或建设布局具有错峰功能的替代项目，如“热泵+蓄能”、建筑电蓄冷、农业电烘干等;在电网网架薄弱的边远、边疆、海岛地区，考虑电能替代项目建设运营成本，稳妥布局分布式能源微电网项目。
记者从多方了解到，当前，我国电力需求侧响应能力仍有待提升，引导各类终端用户参与电力削峰填谷的市场和价格机制仍不健全，新型储能在促进新能源供给与终端用户消纳衔接的应用场景、商业模式、成本回收等方面受到约束。构建适应新型电力系统要求的新型负荷体系、促进用能行业与电力行业协调发展已经成为现阶段电气化发展需要解决的关键问题。同时，受发电侧成本增加影响，工商业用户市场交易电价相应提高，这可能会推高电力供需紧张时期相关用户的用电成本，会影响用户对实施电能替代项目的接受度。目前电力市场建设尚不完善，亟待加快推进。电力市场应支持电能替代项目参与中长期交易、现货交易以及碳市场交易，推动电能替代项目作为需求侧响应资源参与电力辅助服务市场。
