作为能源调整工作的重要组成部分，电能最突出的优势就是无污染，在“人与自然和谐发展”的大趋势下，电能的开发与利用具有很大的潜力。在可以预见的未来，电能替代技术成效将为新能源推广提供巨大的帮助。
1电能替代概述
1.1电能替代发展的持续推动力
目前，中国已成为世界能源消费第一大国，环境保护问题加剧，建设低碳社会的压力也逐渐增大。调整能源结构和提升电能在总能源消费中的比重，是实现节能减排的重要方法。国网公司提出的电能替代战略，对于优化能源布局、保障能源安全、促进节能减排、保护生态环境具有重要意义。发展电能替代对于提高人民生活质量，具有相当大的推动作用。近来我国在电能转化科技方面有了不错的进展，具体体现在农村蓄热式电采暖、港口岸电等多个领域。新型电动自行车、新型蓄电汽车以及电窑锅炉等，大大丰富了群众的消费选择，甚至降低了不少消费成本。为有效解决环境问题和构建绿色消费模式，国家出台了一系列政策以促进电能替代快速发展。随之国家电网公司提出了多领域实施电能替代，将“以电代媒、以电代油、电从远方来”体现在能源生产、输送、消费等各个环节。
1.2电能替代领域分析
电能替代技术不断创新升级，电能替代电量以工农业生产制造领域引领主导，电力供应与消费领域、交通运输领域、居民采暖领域及家庭电气化领域协同发展。电能替代技术体系是一个多层次、多类型技术的融合体，核心技术包括分散式电采暖、电锅炉采暖、热泵、电蓄冷空调、工业电窑炉、港口岸电、电动汽车、家庭电气化等。目前替代技术由5大类、18种技术拓展到21大类、50余个应用领域。其中工业制造领域占比最高。2015—2018年累计实现电能替代电量中，工农业生产制造领域完成最多，占比60%以上；其次为电力供应与消费领域，替代电量占比19%，交通运输、居民采暖、家庭电气化等领域替代电量分别占总替代电量的10%、9%、2%。由此可见，我国目前工农业生产制造领域电能替代工作开展最快，电力供应与消费、交通运输、居民采暖领域电能替代工作也稳步推进。家庭电气化替代电量占比最小，主要由于替代用户过于分散，大规模开展工作受限。
2电能替代发展要求
（1）供电安全：在某些地区，电力安全不是本地问题。随着电网规模的不断扩大，各个地区的电网相互关联。随着非化石能源比例的增加，电力系统的间歇性和随机性特征更加明显，特别是在电力规划过程中，防止电力供应短缺非常重要。（2）能源分布不均衡：中国幅员辽阔，能源分布不均，这就造成不同地区的能源、资源发展都有不同的特性。在工业社会的初期，对电力的需求很小，地方电力供应的平衡是最重要的。随着经济和社会的发展以及非化石能源的使用，发电与负荷中心之间的反向分配越来越明显，不同地区、不同能源需要相互补充，形成一种新的电力供应模式。（3）非化石能源发展的多样化形式：集中发展规模大、效率高的非化石能源基地，是保障供电的重要基础，而分布式能源由于具有分散灵活、靠近负荷中心的特点，是电力供应的重要补充。因此，不仅要关注全国大规模的非化石能源基地建设，还要关注分布式能源的开发、利用。
3电力公司电能替代技术及成效
3.1电熔炉技术成效
燃煤冲天炉不仅会消耗大量化石资源，而且会对环境造成严重影响。电熔炉技术可以代替燃煤冲天炉进行黑色金属冶炼工作。电熔炉的工作原理为电磁感应原理，当铸件被熔化之后，通过全自动生产设备进行浇筑，具有熔速快、温控精度高等优势。与之相比，冲天炉在工作的时候，其内部化学成分波动较大，可能会烧损合金元素，导致质量降低。而且利用冲天炉进行熔炼，会排放大量有毒有害气体，对环境造成一定的影响。此外，使用冲天炉还需要工人运输铁水以及成品，导致成本上升。二者相比，电熔炉具有耗能少、污染少、人工成本低等特点，是非常理想的一种替代技术。
3.2电蓄冷、电蓄热技术
电蓄冷以及电蓄热技术有很大的发展潜力。由于电力的使用存在用电高峰与用电低谷，因此可以使用电蓄冷技术制冷，利用电蓄热技术发热，同时借助保温装置对制冷或制热效果进行存贮，在用电高峰时段释放冷或热效果，以满足生产对温度的需求。在目前的技术条件下，无法对电能进行存储，因此在用电高峰期会出现电量短缺问题，在电低谷期还要对发电量进行管控，不利于电能的节约。使用电蓄冷、电蓄热技术可以更好地调配能源，让发电量得到合理使用。
3.3推动技术创新
实施电能替代，不仅可以推动电网建设关键技术的突破，又能推动电能替代项目关键技术装备的创新与研发。电采暖、空调、电磁炉、电火锅、电动汽车与充电桩等多个技术装备领域创造巨大的市场机遇，为更多更高效、更实用、更具性价比的设备投入市场创造条件，从而促进了相关设备的开发与研制，从而推动技术的创新与应用。
3.4节能减排
实施电能替代，能有效提高能源利用效率、减少能源浪费。预计2018-2020年期间实现在能源终端消费环节减少散烧煤、直燃油1354万吨标煤，减排二氧化硫、氮氧化物和粉尘26．11万吨，显著降低大气污染和温室气体排放，居民生活更加清洁和安全。
4电能替代技术建议及展望
尽管新能源资源、装机容量不断增长，但其消纳状况具有一定程度的不确定性，主要体现在以下3个方面：（1）电力系统调节水平的提高可能受到限制。目前，火电企业的效率普遍较差，加之火电机组实施柔性改造投入较大，柔性改造动力不足。（2）新装机容量具有不确定性。受国家补贴政策调整影响，2020、2021年新能源补贴并网会有“关闭”时间，预计将有相当数量的新能源集中并网。此外，受新冠疫情影响，2020年新能源发电设备的供应和项目建设在一定程度上滞后，接入电网的实际规模不确定。（3）跨省和跨区域贸易组织的难度可能增加。由于新能源参与市场化交易补贴计算方法的改变和消费责任权重指标的考核，新能源参与跨省市场化交易意愿有所下降，可能影响新能源对外送电规模。结合我国电力市场建设进程以及不同交易机制对促进新能源消纳的成效的评估，建议下一步重点健全我国调峰辅助服务的市场机制与新能源跨省区交易机制，进一步发挥市场机制对于提升新能源消纳能力的作用。
结语
电能替代是目前进行能源供给侧调整的重要一环，利用电能取代传统的高污染能源，一方面可以降低能源消耗，另一方面还能减少发电所带来的污染。电能替代要实现清洁化，需要将新能源消纳与电能替代技术进行融合，在普及电能替代技术成效的基础上提升新能源供给力度，为经济与环境的协调发展提供技术支持。
参考文献
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