电能替代的应用及经济效益

电能替代的应用及经济效益

白雪莹

国网冀北电力有限公司承德供电公司 河北省 067000

【摘要】：调查显示，煤、气能源的使用给环境造成了严重的污染。因此，加大电能替代应用工作的研究迫在眉睫，电能替代工作的开展对改善能源应用的现状有着积极作用。电能替代操作简单，能源消耗少，适用于人们的日常生活与社会生产，切实有效的效益评价即将引领未来社会的发展与进步，值得推广应用。

【关键词】：电能替代；应用；经济效益

引言

电能具有清洁性、安全性和便利性的特点，实现电能替代是促进能源消费革命、实施国家能源战略、促进能源净化发展的重要途径。稳步推进电能替代，有助于建设更高层次和更广范围的新电力消费市场。

1.电能替代的必要性

通过统计发现，我国每年消耗的能源总量在世界上都位居前列，在消耗的能源中九成以上的能源都是一次性能源，对于太阳能、生物质能以及风能等可持续利用的能源利用效率极低。一次性能源的大量使用造成了十分严重的环境污染与资源浪费，对此我国亟需加强电能替代的全面实施。电能替代就是指充分发挥电能的作用，从而取代煤炭、石油或天然气等一次性能源的消耗，《电力发展“十三五”规划》中电能替代的目标是4500亿kWh，2020年电能占终端能源消费比重27%，这种方式不仅有效提升能源的利用率，还能缓解环境污染问题，达到环保的目的。

2.电能替代技术的应用

2.1分散式电采暖技术

分散式电采暖指利用电热膜等设施设备，将电能转化为热能辐射放热，从而在日常采暖中发挥电能替代作用。该技术在实际应用时通常可使用三种设施设备，分别为电热膜、发热电缆与碳晶电热板。其中发热膜在通电后能够将电能转化为热能，利用薄膜实现热辐射，从而发挥采暖作用。电热膜供暖系统是典型的面式供暖系统，其应用于房屋建筑采暖时具有无污染、减碳作用明显、充分利用电能、分户供暖、分室调温、安全可靠、噪音小等优势，深受广大群众喜爱，是电能替代形式中极具应用价值的一种。而发热电缆则是以电力为能源，利用合金电阻丝或者碳纤维发热体远红外进行通电发热，是典型的线式发热设备。发热电缆应用于地面辐射供暖系统之中，在温控器的作用下，发热电缆通电后热线发热并运行，将热能通过热传导和辐射方式进行传导。碳晶电热板则是利用碳素晶体发热板在电场作用下碳分子团因为分子运动并产生热量，热量通过远红外辐射与对流星世界进行传递的原理进行发热采暖。碳晶电热板低温辐射采暖系统有着电能与热能转换率高、整个平面同步升温、连续供暖、热平衡效果好等优势，是采暖电能替代中具有巨大发展潜力的一种。

2.2港口岸电技术

港口岸电技术主要是实现针对传播化石燃料发动机的电能替代。当船舶停靠于港口时，由于岸上供电系统较为完善，可以直接实现对船舶的电能供应，同时可以不再使用化石燃料发电机，基于新能源消纳实现电能替代。一般来说，新能源消纳视角下的港口岸电技术应用大多是依靠海上的风能发电，解决船舶靠港时的电能问题之外，促进风能消纳，减少环境污染。在应用港口岸电技术时，最关键的一点在于确保岸电功率不低于船舶停泊后所有必需电力设施用电功率之和，否则可能对船舶正常运行造成影响，甚至存在供电不稳定等情况。港口岸电系统主要可分为两部分，分别是位于岸上和船舶上的供电系统和变电系统，当前通常采取高压变频变压技术进行分离设计，在港口码头处配置高压变频变压装置，同时在船舶上安装降压变压器，采取IT供电模式，能够占用更小船舶空间，进一步拓展港口岸电技术的实用性。

2.3热泵技术

热泵指以循环方式迫使热量从低温物体流向高温物体的机械装置，从本质上来说其就是一种热量提升装置，其在通电工作后往往只需要消耗很少一部分电能，便能从环境介质中提取数倍于电能的热能，从而实现提升温度并加以利用。简单来说，热泵就是从周围环境中吸取热量，并将这些热量传递给高温物体，能够充分利用低品位能源，节约大量高品位能源。时至今日，热泵已经发展成包含空气源热泵、水源热泵、地源热泵、水源和空气源相结合的双源热泵等多种新式，在供热方面有着不小的应用空间。

2.4电窑炉技术

电窑炉技术就是基于供电来替代传统窑炉并实现供热的技术，并且可以实现对玻璃等非金属矿物制品的煅烧加工，能够有效减少改善窑炉产生的环境污染问题。当前电窑炉主要是利用电阻加热，通过电子程序进行自动化、智能化调控，同时依靠电能辐射与导热实现氧化气氛烧制，具有操作简单、热效率高、安全性强、温度精确可控、降温快、清洁打扫方便、节能环保、成本低等诸多优势。

2.5电锅炉技术

电锅炉是基于电能替代传统燃煤锅炉的一种形式，其在工业、服务性采暖中有着不小应用价值。而电蓄热锅炉则包含有蓄热子系统，能够实现对热能的储存，从而根据实际采暖需要更加高效地利用热能，具有热能利用效率高的优势。

2.6电蓄冷空调技术

电蓄冷空调技术是指在新能源发热量较多或者电网低谷时间，将制冷的冷量用蓄冷设备加以储存，这样便可实现电网高峰时间直接释放储存冷量来满足空调负荷需要，既能提高新能源消纳水平，也能协调电网运行。当前蓄冷空调主要以冰和水作为蓄冷介质，包含冷却循环水系统、冷冻循环水系统、乙二醇循环系统三部分。

3.电能替代效益评价

在新时代的能源应用背景下提出电能替代的有效策略，可以合理性的扩大使用电能，提高能源的利用率，达到节能环保的目的。从节能评价的角度对电能替代进行分析，总结有四点：（1）电能替代可以提高能源的使用效率；（2）降低使用质量的要求；（3）从根本上杜绝能源浪费；（4）通过社会经济结构的调整达到提高能源使用效率的目的。电能替代是一种新型的高效节能方法，也是节能利用技术之一，从技术的可行性和经济发展的合理性等方面进行全面系统的分析，对节能措施的可行性进行评价，计算经济效益与环保效益。研究人员需要从各个角度对电能替代应用的效益评价进行分析，如初期投资阶段、运行维护管理、运行节约资费、环境保护等多方面因素，实现电能替代的全方面评价。常用的能源评价方法有经济效益评价、能源利用效率评价、生命周期评价。经济效益评价是对节能技术的制造成本与应用节能技术后产生的效益进行分析；能源利用效率评价的重心在能源的高效转化和充分利用上；生命周期评价是在节能方案的执行过程中进行全生命周期的评价，力求将节能方案对自然环境的污染降到最低。

经济评价是在节能方案实施之前对电能替代的可行性与经济效益进行评估，确定投资方向，避免造成人力、物力上的资源浪费。对电能替代进行经济评价的方法是建立不同的技术方案，比较各个方案在技术性能和经济效益上的优劣处，找出影响电能替代经济性的相关因素，使用数据分析与科学计算，确定最佳方案，在经济评价中考虑环境因素，将燃料的废气排放作为惩罚值，全面分析后做出最后决策。

结语

综上所述，随着社会的进步，我国存在着能源利用率低、消耗大、环境污染严重等问题。而电能替代技术的应用可以对不可再生资源进行保护，提高能源的利用率，改变人们的生活方式，对节能减排具有重要的作用。

参考文献

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