通过各方共同努力,APEC会议期间京津冀地区的空气质量得到显著改善。“APEC蓝”后又出现几次严重雾霾,巨大的反差再度成为社会各方关注的热点。研究表明,大力发展电能替代具备技术可行性和经济合理性,能够有效缓解我国大气污染。现状直燃煤是指未经清洁化处理的直接燃烧并且直接排放环境污染物的煤炭,通常用于小锅炉或居民散烧。直燃油主要用于机动车和起重机等机械设备。研究表明,我国PM2.5构成中,约70%来自燃煤和石油消费。大量直燃煤未经洗选或者洁净处理就直接用于燃烧,加之直燃煤、直燃油燃烧效率低下,导致我国严重的大气污染。出于经济性原因,

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电能替代:技术可行 经济合理

2014-12-30 09:47 来源:国家电网报 

通过各方共同努力,APEC会议期间京津冀地区的空气质量得到显著改善。“APEC蓝”后又出现几次严重雾霾,巨大的反差再度成为社会各方关注的热点。研究表明,大力发展电能替代具备技术可行性和经济合理性,能够有效缓解我国大气污染。

现状

直燃煤是指未经清洁化处理的直接燃烧并且直接排放环境污染物的煤炭,通常用于小锅炉或居民散烧。直燃油主要用于机动车和起重机等机械设备。

研究表明,我国PM2.5构成中,约70%来自燃煤和石油消费。大量直燃煤未经洗选或者洁净处理就直接用于燃烧,加之直燃煤、直燃油燃烧效率低下,导致我国严重的大气污染。出于经济性原因,很多农户燃烧劣质煤和洗煤后的泥煤,对环境质量影响更为严重。

城市中直燃煤排放与汽车尾气、工业生产排放等在较小区域相互叠加,城市空气污染由烟煤型向烟煤-机动车尾气复合型转变,成为人民群众的“心肺之患”。PM2.5污染导致的健康危害成为城市病的主要死因之一,此外还有大量人群因空气污染而患慢性支气管炎等疾病。我国北方农村冬季普遍使用直燃煤采暖,有关资料显示,每年因煤气中毒而导致上千人死亡,成为继交通事故、安全生产之后的第三大非正常死亡原因。

我国直燃煤、直燃油大量运用于中小型工业锅炉,锅炉燃烧设备的设计和制造技术落后,系统能源利用效率低下,能源浪费严重。锅炉实际运行效率大多在60%~65%,有的甚至在30%~40%,比先进国家平均水平低10~20个百分点。工业窑炉效率在40%左右,居民散烧普遍低于20%。

另外,我国直燃煤主要通过公路运输,造成部分交通要道经常堵塞。运输中的超载现象屡禁不止,严重超载车辆对路面、桥梁和涵洞造成的频繁伤害,导致道路条件下降、寿命缩短、维修成本增加。煤炭公路运输过程中颠簸抛洒和扬尘,还造成煤炭矿区和煤炭运输公路干线沿途污染。

需求

国家能源发展战略的需求。我国能源战略坚持清洁发展、科学替代。长期以来,煤炭、石油消费约占一次能源消费总量的90%左右。未来需求持续增长,国内煤炭、石油资源将面临枯竭,新能源和可再生能源将得到大规模利用。发展以电能替代是新能源和可再生能源发展利用的必然选择。

生态文明建设的需求。当前和今后一段时间,企业和公众面临的主要问题之一是日益恶化的自然环境。近几年我国严重雾霾频繁发生,党和政府高度重视生态文明建设。2013年9月国务院办公厅发布《大气污染防治行动计划》,各省市区配套出台了相关治理措施,2014年5月国务院办公厅印发《2014~2015年节能减排低碳发展行动方案》,积极推进生态文明建设、扭转大气污染发展态势。国家电网公司2014年对北京韩村河村1600余户居民燃煤供暖进行电采暖改造,消灭了5大烟囱,每年可替代约2万吨燃煤,减少二氧化硫排放约200吨,减少烟尘排放20吨,大幅改善了村内环境。

百姓安全便捷用能的需求。使用电能可以实现室温、洗浴、烹调等精确、便捷控制,通过推广分散式电采暖、炊事、洗浴,可以完全避免煤气中毒事件的发生,提高百姓安全生活和幸福水平。

电力行业发展的需求。自2011年第四季度以来,受全球性金融危机、欧债危机等因素的影响,中国整体经济增速趋于回落,表现出经济新常态特征。加上政府实施了一系列宏观调控政策,用电增速放缓,电力从高速增长逐渐转变为中速增长。我国目前电力市场逐渐向“买方市场”转变,电力企业同时面临电力需求不旺及电能替代品(替代能源)的双重威胁,电力增供扩销形势严峻。我国电能替代市场潜力巨大,成为电力行业发展的一个重点方向。

技术

从技术可行性来看,电能替代的重点是燃煤锅炉、电窑炉、热泵、家庭电气化、电动汽车和港口岸电等领域实施电能替代项目。

电锅炉替代燃煤工业锅炉。电锅炉主要用于集中提供热水或供热。以蓄热式为主,适用于享受较大峰谷电价差,夜间时段有较大富裕配电容量,具有一定放置蓄热装置的空间等情况下。目前,我国工业锅炉数量约62万台,燃煤锅炉约37万台。综合考虑国家政策、电价水平和技术条件,预计2020年以前,电锅炉主要用于替代4蒸吨及以下的燃煤锅炉;随着技术进步和环保政策加快落实,2030年10~20蒸吨燃煤锅炉也将被电锅炉替代;更大容量的燃煤锅炉广泛应用于热电联产中,一般不宜采用电锅炉替代。在现行政策和电价条件下,国网冀北电力有限公司等6家省公司推广蓄热式电锅炉具有经济性。公司试点示范、社会共同参与,三年内可以推广电锅炉8500台、2.56万蒸吨,增加用电容量1846万千伏安、电量345亿千瓦时。

电窑炉替代工业窑炉。电窑炉适用于高品质陶艺、钢化玻璃、铸件等高端精品市场和特殊生产场合,或天然气管网未达地区的窑炉改造。目前,我国工业窑炉约有11万台,其中燃煤工业窑炉约有6万多台。根据目前技术条件,主要以电加热窑炉替代中低温(1300摄氏度以下)、中等加热体积、用于陶瓷玻璃铸造等窑炉。考虑电窑炉技术进步,以及部分高端陶瓷制造、金属制品加工等行业工艺要求的提高,预计2030年,大部分中高温燃煤窑炉也将被电窑炉替代。从天津、福建等地已建成的示范项目情况看,电窑炉具有精度高、效率高、稳定性高的特点,在陶瓷、玻璃、金属热处理等行业具有较大市场潜力,需要加大宣传推介力度。据调查统计,未来3年,可在天津、山东、江苏、江西、福建等地推广电窑炉383万千伏安,增加售电量124亿千瓦时。

热泵替代采暖锅炉。热泵主要用于公共建筑和住宅建筑集中提供热水或供热。空气源热泵适用于长江以南地区;地源热泵适用于城乡结合部和新建城镇、小区等具有较强初始投资实力和较大埋管区域的情况。目前,我国共有采暖锅炉(不含热电联产锅炉)约3万台,供热面积约20亿平方米,其中燃煤采暖锅炉约2万台,供热面积约15亿平方米。根据有关方面统计预测,含替代燃煤采暖锅炉在内,预计2020年热泵供热面积可达25亿平方米。

推广家庭电采暖和厨炊。家庭电气化包括电厨炊和电采暖制冷,适用场合基本不受限制。民用燃烧占煤炭消费总量比例较低,但由于是贴近地面排放,对当地环境和居民造成较大污染和危害。在政府强制淘汰燃煤、又无新增气源热源的条件下,发展分散式电采暖和电炊具是优先选择。目前条件下,与燃煤燃气相比,虽然经济性较差,但其方便、安全、洁净的特点,对推广应用具有决定性作用。特别在政府强制淘汰燃煤、又无新增气源热源的条件下,分散式电采暖和电炊具是唯一选择,有非常大的潜力,但需要广泛宣传、社会推动。预计3年内,可增加用电容量4124万千伏安、电量311亿千瓦时。

电动汽车替代普通燃油机动车。电动汽车具有零排放、能源利用效率高、结构简单、噪音小和平抑电网峰谷差等优点。随着蓄电池续航里程的增加,电动汽车应用前景非常广阔。参考国家新能源汽车产业发展规划和有关科研机构研究成果,预计2020年电动汽车将达到1000万辆。

大力推广港口岸电。通过为停泊在港口码头的船舶供电,替代船上的燃油发电机,以及应用电动装卸工具,实现电能替代燃油,对供需双方都有利,可以适应港口繁忙的营运要求、实现港口节能减排,具有很好的环保性和经济性。

另外,电能替代还包括冰蓄冷、主动服务轨道交通、农业电排灌、油田钻机电气化等,减少我国石油进口依赖和燃煤、燃油的环境污染物排放。

支撑

目前电能替代有关政策体系不全、连续性差、条件苛刻。必须完善政策框架,从制度上消除直燃煤、直燃油的生存空间,保障直燃煤替代的长效性。

完善电能替代相关电价政策。推行峰谷电价,覆盖到全部用电客户,根据不同地区合理测定峰谷比,引导社会用能消费。电能替代具有市场增量和低谷用电的双重属性,可以设计销售与上网联动的分时电价政策,充分利用弃风弃光等低价发电资源,促进发电与用电协调发展。及时调整居民阶梯电价基线水平,对应用分散电采暖客户不执行阶梯电价。

给予环保、补贴、税费及附加减免等支持政策,同时保持政策的连续性,确保起到持续激励作用。城市中心区强制执行关停燃煤锅炉等限制性政策、对集中电采暖项目给予运营补贴和税费减免、减免城市公用事业附加、减免电网配套工程费用等。对于热泵和电窑炉,应优先保障建设用地审批,并给予投融资便利条件。对于农村推广电炊具,也采用家电下乡相关补贴政策。

加大其他政策支持力度,引导客户积极选择电能替代。目前热泵等电能替代项目一次改造投入较大,成为影响社会普及的价格门槛,可通过财政补贴予以缓解,即建立“政府补一点、用户掏一点”的投资机制,政府根据项目的减排环保效益,给予相应的财政补贴,剩余部分由客户自筹,以此降低客户实施电能替代的资金投入,提高客户实施电能替代的积极性。

背景知识

电能替代的经济竞争力

依据现行电价政策和天然气价格,对客户“煤改电”“煤改气”年度运行成本做经济性比较,经测算,热泵具有经济性,平均有1~2分/千瓦时的价格优势。考虑产品质量提高和政策支持,在部分地区推广电锅炉、电窑炉也具有经济性。电动汽车以北京为例,按照现行电价、油价、车辆平均能耗计算,电动汽车百千米用能价格约为10元,远低于普通燃油乘用车百千米约70元的用能价格。即使考虑购车成本的差异,电动汽车的年综合费用也明显低于普通燃油乘用车。未来随着蓄电池续航里程的增加,电动汽车的优势将更加明显。

算算电能替代的经济账

燃煤VS电能,前者成本虽低,但从健康和生态角度出发,减少污染物排放、推进生态文明建设和绿色发展,这是电能替代带来的好处。这样一看,燃煤的成本远远高于电的成本,今后电能替代将越来越“显山露水”。

原标题:电能替代:技术可行 经济合理

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