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當前，綠色低碳、節能環保已成為全球能源發展趨勢。電能具有清潔、高效、安全、便捷等優勢，實施電能替代對于推動能源消費革命、促進能源清潔化發展具有重要意義。
近年來，電能替代在工業、建筑、交通等領域穩步推進，電能在終端用能結構中占比持續提升。經過幾年的發展，易替代的領域已經基本實現電能替代，電能替代進入深水區。在我國加速實現“碳中和”的背景下，亟須升級現有電能替代技術、研發新技術，為拓展電能替代的廣度和深度提供驅動力。
電能替代從試點示范到多領域開花
2014年，習近平總書記在中央財經領導小組第六次會議上提出“四個革命、一個合作”能源安全新戰略。2016年，國家發展改革委、國家能源局等八部委聯合印發《關于推進電能替代的指導意見》，明確提出提高電能占終端能源消費比重，促進電能占終端能源消費比重達到約27%。
近年來，兩大電網企業貫徹落實“四個革命、一個合作”能源安全新戰略，大力推進電能替代。國家電網公司引領終端能源消費新模式，推動工農業生產、交通運輸、居民生活等各個領域實施電能替代，累計實施替代項目29萬個，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。南方電網公司編制印發《南方電網公司“十三五”電能替代發展規劃》，因地制宜推廣各類電能替代技術。
經過多年發展，電能替代從無到有、規模從小到大，推進方式則從最初的試點示范發展到現在的多領域替代，社會認知從政企倡導到社會廣泛認同，實現了跨越式發展，為助力大氣污染防治和節能減排作出積極貢獻。
碳中和目標帶動電能替代向精細化發展
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、德國等發達國家的電能占終端能源消費比重平均比20世紀70年代初提高了10個百分點，印度、巴西等發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，以電為中心的現代能源體系特征愈發明顯。
從能源生產側來看，《中國電力行業年度發展報告2020》數據顯示，2019年全國新增發電裝機容量10500萬千瓦，其中新增并網風電和太陽能發電裝機容量分別為2572萬千瓦和2652萬千瓦，合計新增占全國新增發電裝機容量的49.75%，電力生產結構持續優化。
從能源消費側來看，隨著終端用能電氣化技術的迅速發展，特別是冶金、陶瓷、供暖等行業技術不斷向綠色、智能、數字化方向發展，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、俄等發達國家，但低于日、法、韓。雖然整體水平已與發達國家處于同一區間，但我國各行業、各地區之間電氣化發展水平極不均衡。商業、工業、居民生活等領域和東北、西北等地區電氣化還有較大發展空間。
今年9月22日，國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上發表重要講話，承諾“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”。這對我國能源清潔高效利用提出了更高要求。
研究表明：減少供應側化石能源占比、在能源消費側提高電能占終端能源消費的比重是有效減少碳排放、實現碳中和目標的重要措施。與此同時，“大云物移智”技術與能源服務的廣泛結合也將帶動電能替代向精細化方向發展，引起電能替代手段及方式變革。
研發應用新技術，為推廣電能替代提供支撐
當前，我國經濟總量、能源消費總量已居世界前列，但能源強度是經合組織國家的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，能源強度可下降3.7%。在我國的能源消費結構中，工業、建筑和交通領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、建筑和交通領域。
工業領域是當前替代電量的主要來源。隨著產業結構優化升級，工業電氣化技術將向綠色、智能方向發展。未來應重點關注高效電轉蒸汽、大規模電制氫、電供蒸汽等技術，研發核心技術裝備并推廣應用，持續深挖工業領域替代潛力。
在建筑領域，供冷供暖領域電能替代潛力可期。未來應重點發展高效電制冷/熱、高密度低成本蓄冷/熱、儲能等技術，提升現有技術裝備能效水平，降低建設運營成本，進一步提升建筑領域電氣化水平。
交通領域的電能替代整體處于快速發展階段。未來應聚焦汽車、船舶電氣化方向，重點開展新能源汽車充電樁、新能源船舶等關鍵技術研究，提出典型設計方案。長遠來看，需加強長壽命、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域電氣化，為電能替代提供“新引擎”。
同時，應加強電能替代技術與人工智能、邊緣計算、5G等技術的融合應用，不斷提升終端電能消費設備數字化、智能化水平，助力電能在終端用能結構中的占比持續提升。
（作者單位：中國電力科學研究院有限公司）
近年來，電能替代在工業、建筑、交通等領域穩步推進，電能在終端用能結構中占比持續提升。經過幾年的發展，易替代的領域已經基本實現電能替代，電能替代進入深水區。在我國加速實現“碳中和”的背景下，亟須升級現有電能替代技術、研發新技術，為拓展電能替代的廣度和深度提供驅動力。
2014年，習近平總書記在中央財經領導小組第六次會議上提出“四個革命、一個合作”能源安全新戰略。2016年，國家發展改革委、國家能源局等八部委聯合印發《關于推進電能替代的指導意見》，明確提出提高電能占終端能源消費比重，促進電能占終端能源消費比重達到約27%。
近年來，兩大電網企業貫徹落實“四個革命、一個合作”能源安全新戰略，大力推進電能替代。國家電網公司引領終端能源消費新模式，推動工農業生產、交通運輸、居民生活等各個領域實施電能替代，累計實施替代項目29萬個，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。南方電網公司編制印發《南方電網公司“十三五”電能替代發展規劃》，因地制宜推廣各類電能替代技術。
經過多年發展，電能替代從無到有、規模從小到大，推進方式則從最初的試點示范發展到現在的多領域替代，社會認知從政企倡導到社會廣泛認同，實現了跨越式發展，為助力大氣污染防治和節能減排作出積極貢獻。
碳中和目標帶動電能替代向精細化發展
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、德國等發達國家的電能占終端能源消費比重平均比20世紀70年代初提高了10個百分點，印度、巴西等發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，以電為中心的現代能源體系特征愈發明顯。
從能源生產側來看，《中國電力行業年度發展報告2020》數據顯示，2019年全國新增發電裝機容量10500萬千瓦，其中新增并網風電和太陽能發電裝機容量分別為2572萬千瓦和2652萬千瓦，合計新增占全國新增發電裝機容量的49.75%，電力生產結構持續優化。
從能源消費側來看，隨著終端用能電氣化技術的迅速發展，特別是冶金、陶瓷、供暖等行業技術不斷向綠色、智能、數字化方向發展，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、俄等發達國家，但低于日、法、韓。雖然整體水平已與發達國家處于同一區間，但我國各行業、各地區之間電氣化發展水平極不均衡。商業、工業、居民生活等領域和東北、西北等地區電氣化還有較大發展空間。
今年9月22日，國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上發表重要講話，承諾“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”。這對我國能源清潔高效利用提出了更高要求。
研究表明：減少供應側化石能源占比、在能源消費側提高電能占終端能源消費的比重是有效減少碳排放、實現碳中和目標的重要措施。與此同時，“大云物移智”技術與能源服務的廣泛結合也將帶動電能替代向精細化方向發展，引起電能替代手段及方式變革。
研發應用新技術，為推廣電能替代提供支撐
當前，我國經濟總量、能源消費總量已居世界前列，但能源強度是經合組織國家的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，能源強度可下降3.7%。在我國的能源消費結構中，工業、建筑和交通領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、建筑和交通領域。
工業領域是當前替代電量的主要來源。隨著產業結構優化升級，工業電氣化技術將向綠色、智能方向發展。未來應重點關注高效電轉蒸汽、大規模電制氫、電供蒸汽等技術，研發核心技術裝備并推廣應用，持續深挖工業領域替代潛力。
在建筑領域，供冷供暖領域電能替代潛力可期。未來應重點發展高效電制冷/熱、高密度低成本蓄冷/熱、儲能等技術，提升現有技術裝備能效水平，降低建設運營成本，進一步提升建筑領域電氣化水平。
交通領域的電能替代整體處于快速發展階段。未來應聚焦汽車、船舶電氣化方向，重點開展新能源汽車充電樁、新能源船舶等關鍵技術研究，提出典型設計方案。長遠來看，需加強長壽命、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域電氣化，為電能替代提供“新引擎”。
同時，應加強電能替代技術與人工智能、邊緣計算、5G等技術的融合應用，不斷提升終端電能消費設備數字化、智能化水平，助力電能在終端用能結構中的占比持續提升。
（作者單位：中國電力科學研究院有限公司）
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