电能替代的技术经济分析及研究

刘正华

摘要：近年来，能源短缺和环境污染严重，这些人类面临着的问题正在成为制约人类社会可持续发展的关键性因素。在牧区地区积极推广地源热泵、空气源热泵、电蓄热锅炉等电能替代在空调领域的应用，减少SO2，NOx以及颗粒物等污染物的排放量、改善环境污染，对于我国保护生态环境、社会发展有着极其重要的作用。本文对目前电能替代泵替代燃煤锅炉改造项目进行技术经济分析，明确电能替代在具体应用中存在的问题以及优势所在，对于电能替代的进一步的推广、普及有非常积极的参考意义。

关键词：电能替代；新能源；经济

0.引言

国家电网公司为了解决城市雾霾问题，在2013年8月15日印发了电能替代实施方案，方案提出要大力倡导“以电代煤、以电代油、电从远方来”能源消费新理念，在公司经营区域全面启动电能替代工作，要求公司所属各单位充分发挥电能便捷、安全、清洁、高效等优势，面向终端能源消费市场，不断提高电能占终端能源消费比重，推进社会节能减排，破解城市雾霾难题。本文通过对海南州牧区主要电能替代模式进行技术经济分析，研究电能替代技术在具体应用中存在的问题以及优势所在，对电网公司在牧区的电能替代开展有一定的借鉴意义，同时为以后电能替代方案选择制定提供一些经验。

1.电能替代的必要性

从煤炭替代薪柴，到石油、天然气替代煤炭，到目前正逐步进入用新能源和可再生能源替代传统化石能源的新阶段。无论从发展趋势、现实要求，还是从技术条件分析，电能替代都是终端能源替代的重要趋势，以电气化提高和电能替代为主要方向推进终端能源替代符合我国基本国情。

1.1电能替代战略促进节能减排

资源相对不足、环境容量有限，成为制约我国绿色低碳发展的主要障碍。因此必须转变经济发展力一式和能源利用结构，实行电能替代战略。我国目前己成为世界能源消费第一大国，煤炭在一次能源消费中的比重高达68.5%，煤炭燃烧特别是直接燃烧会产生大量二氧化硫等有害气体，而电能具有清洁、可再生等优点，电力消费占终端能源消费比重己成为当前衡量一个国家是否优质、绿色发展的重要参数。

1.2电能替代战略保障能源安全

我国资源禀赋是“多煤、少油、贫气”，使得我国能源消费长期以煤炭为主，能源结构不尽合理，煤炭直接燃烧造成了严重的大气污染问题，是雾霆产生的最主要原因。近些年环境污染事件和严重雾霆天气频发，己严重侵害了人民群众的基本生存权和健康权。因此在提升居民生活电气化水平的同时必须保障人们的清洁生活权益，这也有赖于大力实施电能替代战略。电能是优质、高效、清洁的二次能源，且输电要比输煤、输油、输气更加经济、高效、便捷，通过智能电网优势，立足国内资源建立可储蓄能源供应体系，把丰富的煤炭资源、可再生资源转化为清洁电力，能够显著增强我国能源安全保障能力。

2.电能替代的经济效益分析

根据我国能源消耗的有关资料显示，在我国的终端能源消费中，电能的消费占据了总数的10%左右，比值相对比较低；根据经济合作与发展组织提供的资料，其成员国的电能消费占据了18%左右。因此，在加强电能的替代方面，我国的电能发展仍然具有巨大的发展空间。

2.1空气源热泵项目经济效果分析

空气源热泵热水器(机组)是运用逆卡诺循环原理，通过热泵做功使热媒(冷媒)产生物理相变(液态—气态—液态)利用往复循环相变过程不间断吸热与放热的特性，由吸热装置(蒸发器)吸取低温热源空气的热量，通过专用热水交换器(冷凝器)向冷水不断放热，使水逐渐升温，达到制热水的目的。同时COP至少为3以上，比电热水器节省2/3甚至3/4电费，比燃气热水器及太阳能热水器年辅助加热节省1/2甚至2/3费用。而每减少消耗一度电量，可以减少发电时的1.5磅的二氧化碳产生，也就可以减少对大气层破坏。同时空气源热泵抽取空气的热量制热后，排出的是冷风，有利于改善环境温度，降低温室效应。

空气源热泵项目的差额净现值的大小受初投资增加值、经营成本节约的影响。其中经营成本节约指的是指替代前以燃煤费用为主的运行成本与实施电能替代后以电费消耗为主的运行成本之间的差额，因而主要受到煤价和电价的影响。空气源热泵替代项目的差额净现值具体的会受到煤价、电价、初投资的影响。

2.2电热膜项目经济效果分析

电热膜是一种通电后能发热的半透明聚酷薄膜，由可导电的特制油墨、金属载流条经加工、热压在绝缘聚酷薄膜制成。工作时以电热膜为发热体，将热量以辐射的形式送入空问，使人体和物体首先得到温暖，其综合效果优于传统的对流供暖方式。

该项目的投资经济效益较差，只有在寿命周期结束时才开始盈利，需要政府补贴以增强项目的替代经济性。配合“煤改电”相关补贴政策出台，进行适当的电价补贴或者实施优惠电价，科学合理的确定、控制建设投资对于电热膜替代燃煤锅炉项目的经济性而言很关键，它直接影响着替代项目的经济效益。推进电热膜替代燃煤锅炉时应重点关注电力价格。

2.3电蓄热锅炉项目经济效果分析

电蓄热锅炉的工作原理就是将电能转化为热能，使水加热以产生有压力的热水或蒸汽的一种设备，由装在锅壳内的大功率电热元件通电后完成能量转换。从严格意义上讲，电热锅炉应该称为大型或中型的电热水器或电蒸汽发生器。

随着初投资、电价的增加，差额净现值逐渐减小，替代经济性减弱；而随着煤价和供冷价格的提升，差额净现值逐步增大，替代经济性逐步转好。其中煤价的变化对差额净现值影响很明显，而初投资、电价的变化对电蓄热锅炉的替代经济性影响相对小些。

因此，推进电蓄热锅炉替代燃煤锅炉时应重点关注煤价价格，当煤价上涨时，电蓄热锅炉项目的替代经济性显著。电蓄热锅炉使用的低谷电价，故而电价变化对替代项目的经济性影响并不大，这是其对电蓄热锅炉替代燃煤锅炉影响性较小的原因。

3.结论

电能相对于煤炭、石油、天然气等能源具有更加清洁、便捷和安全的优势。区域政府应加强电能替代政策扶持力度，通过一系列措施拓展电能替代市场，积极开展电能替代技术推广工作，进一步推动我国电能替代工作的快速发展。

参考文献

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