电能替代应用及效益评价

电能替代应用及效益评价

张文强 、

国网太原供电公司 山西太原030003 摘要：当前，随着我国社会经济的进一步发展以及人们物质需求的进一步提升，电能资源的供需问题成为电力企业必须面对的重要课题，也已经成为具有广泛及普遍意义上的社会问题。文本从简述电能替代基本含义出发，分析了电能替代应用中具有极高的环境效益。

关键词：电能替代；经济效益；环境效益

能源是经济发展中必不可少的生产资料，更是人们日常必需的生活资料，它在国民经济和社会发展、建设和谐、资源节约型和环境友好型社会中具有举足轻重的作用。能源替代是能源领域科技进步和能源合理利用要求的反映。在人类历史上已经出现用煤炭替代薪柴，用石油、天然气替代煤炭，用可再生能源替代矿物质能源的过程。可再生能源要大量方便地利用和输送，最好的办法是将其转变为电能。因此可以说现在已经进入了用电能替代矿物质能的时期。从19世纪末发明电力至今，电力工业的发展越来越快，电价越来越趋于合理，电器制造技术也在不断提高，这使得电力使用的领域在不断扩大，为电能替代提供了很好的支撑。21世纪是电力工业的大发展时期，可再生能源利用技术的水平不断提高，已经有条件大量开发和利用可再生能源，电能替代薪柴、煤炭、石油和天然气的进程也将会加快。电能替代必须与经济水平和能源、电气制造的科学技术发展水平相一致，要讲求经济性和合理性，随着经济的发展，人民生活水平的提高，逐步实施，在可能的条件下提高全社会终端能源消费中的电力比重。随着电力工业的发展，电能的生产过程也将越来越经济，越来越清洁，电网的安全性、自动化水平将越来越高，这些都为电能替代提供了良好的支撑，保障了电力的供应。电能替代可以在很多方面得到应用，工业上越来越多的钢铁企业、陶瓷企业用电加热代替煤或油加热；生活上电饭煲、电磁炉、微波炉等电器得到了应用；交通上电气化铁路在快速发展，电动汽车在大力推广。

一、电能替代概述

电能替代是指利用便捷、安全、清洁、高效的电能来代替传统的一些高能耗、高污染能源，通过大规模、高技术来提高燃料使用效率，减少污染物的排放，进而达到改良终端能源结构，保护生态环境。推进电能替代各项工作，有利于提高电气化水平对于保障能源安全、促进节能减排、保护生态环境、提高人民生活质量、拓展电力市场有重要意义。

二、分析当前电能替代相关工作推行的各项困难

2.1与电力的供需形成矛盾，造成影响

开展电能替代各项工作必然会导致电能所占的终端能源比重的提升，这也更加容易造成形势下电力资源供需压力的加大，也是当前政府部门需要着重关注的雾霾治理及节能减排工作。

2.2在同企业的沟通过程中效率不高

近些年出现的电能替代属于新理念的一种，很多工作人员刚开始熟悉这个名词，电能替代很多工作都只是由电力企业市场拓展部工作人员来完成的，市场拓展工作人员根据规定来部署工作，没有考虑实际情况，同企业之间沟通就很难顺畅，工作沟通效率也就相对低。

三、电能替代其他能源要素分析

3.1电网企业节能减排能力分析

3.1.1发电侧的节能减排

发电侧节能减排的关键是开发利用新能源，电网企业要根据新能源发电的特点，考虑到新能源复杂的并网环节，采取相应的节能减排手段。电网企业可以通过完善能源存储设备，提高调峰调频强度，实现新能源的并网，最终实现新能源在发电侧的大规模利用，完善优化发电侧的发电结构。

3.1.2用电侧的节能减排

用电侧是供电企业的重要环节，缓解严重的电力浪费现象是当务之急。在用能侧实施节能减排，电网企业首先要考虑用户的利益，在不触及用户利益的基础上，从技术和政策两方面采取双重措施实现用户侧节能减排。大规模推广使用清洁能源，提高能源利用率，积极推动低碳经济。

3.2电能市场占据能力分析

1）消费终端用电量。某一地区的电力需求大小可以通过消费终端用电量来衡量。用电量越大需求越大，用电量越小需求越小。

2）消费终端用电量增长率。同一地区不同时段的电力需求变化趋势可以通过消费终端用电量增长率来反映。

3）电能占消费终端能源的比重。

四、生活热水供应系统电能替代效益研究

4.1只考虑经济效益的计算模型

仅仅从经济效益出发，高校生活热水供应系统的费用包括初期一次性投资、燃料费、运行和维护费、工人工资、年检费等，其年费用A可估算为A=AF+AOM+AS+AA（1）式中，AF为每年的燃料费，万元；AOM为年运行和维护费，万元；AS为工人工资，万元；AA为年检费，万元。推而广之，由m种锅炉形式组成的混合系统年费用可估算为A=mΣi=1αi(AFi+AOMi+ASi+AAi)（2）式中，αi是第i种锅炉供应的热水量占总热水供应量的比例系数。

4.2考虑环境效益的计算模型

由于电能替代后，电锅炉和热泵系统不产生污染气体，具有明显的环境效益，而式（2）并没有考虑到环境因素，因此，有必要在电能替代的评价时考虑环境因素。考虑环境因素后，锅炉的年费用则为A=mΣi=1αi(AFi+AOMi+ASi+AAi+Aei)（3）电网与清洁能源智能电网SmartGrid31式中，Aei为第i种锅炉排放污染物所需支付的费用。

五、生活热水供应系统电能替代评价研究

5.1节能评价方法

按照节能工作的简易程度，节能工作分为4个层次：不使用能源；降低能源的使用质量；通过技术手段提高能源使用效率；通过调整社会和经济结构提高能源利用效率。电能替代是一种根据实地情况，合理并扩大使用电能，从而达到提高能源利用效率的一种节能方法，广义上讲，电能替代是最高层次的节能工作之一。对于如此多的节能技术，我们必须对节能技术进行全面的、综合的评价，方能在众多的节能方案中挑选技术上可行、经济上合理、环境污染最小化、社会效益最大化的节能方案。常用的能源评价方法有能源利用效率评价、经济效益评价、生命周期评价。能源利用效率评价侧重在能源的高效转化及充分利用上；经济效益评价需要考虑节能技术所付出的代价其节能所带来的效益。随着环境污染的加剧，人们开始研究从节能方案的全生命周期进行评价，力争使节能方案对环境的各种影响降至最低。经济评价就是在节能措施实施之前全面考察其在技术上的可行性与经济效益的优劣，进行方案比较，确定投资方向，避免由于盲目性而造成人力、物力、财力上的浪费。经济评价一般按以下步骤进行：首先建立不同的技术方案，分析各种方案在技术性能和经济性方面的优劣及影响其经济性的各种因素，找出经济指标与各有关因素之间的关系，经数学计算，求解指标的最优方案，最后综合分析做决策。由于投资多少、影响范围和时间不同，经济效益计算的繁简程度也不相同。当处于可行性研究的初期阶段或项目较小、补偿期很短时，可采用计算投资回收时间的补偿期法。此法未考虑投资的利息，或对不同项目投资时相互间的横向比较以及对其他方面的影响。

5.2电能替代效益评价研究

高校浴室锅炉的使用寿命一般为15年，要想更合理地评价电能替代的效益，应选用可以综合考虑初期投资、运行维护、折旧费、能源节约费、环境保护等诸多因素的评价方法。由上述节能评价方法可见，生命周期评价是可以给出全面的评价，但由于其方法还不够成熟，所以退而选择采用相对成熟的经济评价。在经济评价的基础上加入环境因素，将燃料的废气排放折算成惩罚值，从而对电能替代做全面的评价。

六、结束语

本文建立了考虑环境效益的电能替代效益评价计算模型，结合净收益-投资比值法对生活热水供应系统进行全面的经济评价。以高校热水供应系统为例定量分析电能替代带来的经济、环境效益，计算结果表明，该计算模型能反映出电能替代的环境效益，评价结果更合理，从而使得电能替代的环境效益得到充分体现。

参考文献：

[1]朱成章．能源替代与电力促销[J]．电力需求侧管理，2017，2(5)：7-10．

[2]苗俊杰，黄惠，邹昌钦．中国能源战略走向[J]．望，2018，24(15)：29-31．

[3]黄惠.中国能源战略四大全新命题[J]．望，2017，25(45)：18-20．

[4]徐寿波．中国能源发展战略变革综述[J]．电网与清洁能源，2018，24(5)：1-5．