電能替代技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究

扈文遠(yuǎn)

摘要：電能替代技術(shù)是我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要表現(xiàn)之一，也是人類文明歷史中最具代表性的一項(xiàng)技術(shù)。通常情況下，要衡量一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，一般會根據(jù)其電能使用的實(shí)際情況來進(jìn)行定義。本文主要對進(jìn)一步推廣電能替代技術(shù)的相關(guān)措施進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：電能;替代技術(shù);發(fā)展趨勢

引言

在治理霧霾的過程中，應(yīng)用電能替代技術(shù)可以有效地改善霧霾的狀況，使人們的健康生活得到有效的保障。

1 電能替代技術(shù)的研究現(xiàn)狀

對于電能替代技術(shù)，世界各國分別對其展開了深入地研究。瑞士的交通工具主要是低耗能、無污染的電動車或者馬車;日本提出了混凝土再利用，該技術(shù)可以將建筑材料循環(huán)使用，并對太陽能發(fā)電進(jìn)行補(bǔ)貼;英國根據(jù)能源中含碳量征收氣候稅，如果使用清潔能源則可以減免;美國對能源的使用制定了嚴(yán)格的規(guī)則，對違反的企業(yè)進(jìn)行處罰，賓對節(jié)能產(chǎn)品給予優(yōu)惠補(bǔ)貼。

我國也大力發(fā)展電能替代技術(shù)，開展了一系列工程。廬山的“無煙山”項(xiàng)目，是以電代煤的重點(diǎn)工程，減輕了燃煤帶來的污染;國家電網(wǎng)公司為了使北京城區(qū)實(shí)現(xiàn)“無煤化”，實(shí)施“煤改電”工程;河南某村進(jìn)行了農(nóng)網(wǎng)升級工程，大部分電器進(jìn)入了每一家，提高了電能在終端能源中的占比，減少了煤炭的燃燒量;另外，湖北電網(wǎng)和甘肅電網(wǎng)也分別對農(nóng)網(wǎng)進(jìn)行了升級改造，大力實(shí)施電能替代工程。我國是能源消耗大國，電能替代技術(shù)可以有效地緩解現(xiàn)有的情況。在我國，電能替代技術(shù)已經(jīng)全面展開，電能在能源消耗中的占比越來越多。我國不僅要發(fā)展中國特色的電能替代技術(shù)，而且要向其他國家學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)和制度體系，大力發(fā)展我國的電力事業(yè)。

2 電能替代存在的問題

2.1 行業(yè)內(nèi)部

（1）電能替代的重點(diǎn)是在電鍋爐、電窯爐、熱泵、家庭電氣化、電動汽車和港口岸電等領(lǐng)域?qū)嵤╇娔芴娲?，往往采用的都是一些新技術(shù)，所以需要市場開拓人員在向各類客戶推廣電能替代技術(shù)時，不僅要了解客戶實(shí)際需求、替代設(shè)備的負(fù)荷特征及實(shí)際運(yùn)行中的經(jīng)濟(jì)效益，還要及時了解各行業(yè)中的新技術(shù)、新設(shè)備及其工作原理等。但是，由于供電公司相關(guān)專業(yè)人才的相對缺乏，且多數(shù)為其他崗位人員兼職電能替代推廣工作，使得推廣工作難以高效進(jìn)行。

（2）電能替代技術(shù)的大范圍推廣帶來的是電網(wǎng)負(fù)荷的轉(zhuǎn)移，部分較大的電能替代項(xiàng)目將受到現(xiàn)行電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的限制，需要進(jìn)行不斷地調(diào)整電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，由此而引起的電網(wǎng)技改項(xiàng)目需要經(jīng)過內(nèi)部審批，客戶往往會因?yàn)橹芷谳^長、審批環(huán)節(jié)多而消極包裝。

（3）電能替代作為近年來倡導(dǎo)的新理念在各行業(yè)客戶中的認(rèn)知度仍普遍較低，加之中頻爐、熱泵等替代技術(shù)的一次性改造投資較大，也成為影響電能替代技術(shù)普及的一個價格門檻。“西氣東輸”工程的不斷推進(jìn)，煤炭行情的不穩(wěn)定及電價激勵機(jī)制的不明顯，也使得電能在項(xiàng)目運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性上與其他能源相比缺乏明顯的競爭力。

2.2 社會層面

（1）部分地方政府按照統(tǒng)一部署相繼出臺了電能替代項(xiàng)目的支持性政策，但是在政策的落地操作及財(cái)政補(bǔ)貼、稅收減免、扶持投入等方面尚未形成配套機(jī)制，對電能替代客戶選用節(jié)能環(huán)保設(shè)備缺乏完善的激勵措施，造成客戶報裝的積極性不高。（2）由于新型替代技術(shù)市場的不完全成熟，工商業(yè)客戶對于先進(jìn)替代技術(shù)的信息比較閉塞，經(jīng)過長期的發(fā)展，對固有的生產(chǎn)模式依賴性比較強(qiáng)，加之對新技術(shù)、新設(shè)備經(jīng)濟(jì)效益的不了解，不會主動去引進(jìn)新技術(shù)，對同行業(yè)采用的新技術(shù)、新設(shè)備普遍持觀望態(tài)度。

3 電能替代技術(shù)發(fā)展趨勢研究

3.1 以電代煤技術(shù)

就是把工業(yè)鍋爐、居民取暖廚炊等用煤改為用電，減少直燃煤和污染排放總量。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)2018年以來中東部頻繁發(fā)生的大范圍霧霾至今令人心悸。霧霾產(chǎn)生的原因是多方面的，其中煤炭直接燃燒產(chǎn)生的污染比重很大。發(fā)電用煤雖然比直接燃煤能效高、污染少，但由于耗煤總量大，在東中部地區(qū)火電廠分布較為集中，也是大氣污染的重要來源。實(shí)施以電代煤，推廣熱泵、相變電熱地板等，減少直燃煤和中東部直接用煤，可顯著改善環(huán)境空氣質(zhì)量【1】。

（1）相變電熱地板

相變電熱地板，又叫相變儲能電熱地板，是一種新型的采暖方式，目前仍處于研究試驗(yàn)階段。該項(xiàng)技術(shù)是利用相變材料把夜間的廉價電轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軆Υ嫫饋?，白天放出可向房間供暖。它的運(yùn)行費(fèi)用要比無蓄熱功能的電熱供暖方式低，且可以緩解電網(wǎng)的峰谷差。

（2）熱泵

熱泵是利用低溫?zé)嵩?，回收其中的熱量，再?jīng)過壓縮機(jī)升溫、升壓后向建筑物進(jìn)行供熱。熱泵一般可以“一機(jī)兩用”，即夏季制冷，冬季供暖。按照低溫?zé)嵩吹姆N類不同，可以分為污水源熱泵、水源熱泵、空氣源熱泵和土壤源熱泵?？諝庠礋岜檬怯呻妱訖C(jī)驅(qū)動的，利用蒸汽壓縮制冷循環(huán)工作原理，以環(huán)境空氣為冷（熱）源制取冷（熱）風(fēng)或者冷（熱）水的設(shè)備，經(jīng)過傳統(tǒng)空調(diào)器中的冷凝器或蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換，然后通過循環(huán)系統(tǒng)，提取或釋放熱能，利用機(jī)組循環(huán)系統(tǒng)將能量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)，滿足用戶對生活熱水、地暖或空調(diào)等需求。水源熱泵利用地表水體比熱容高于空氣這一物理特性，根據(jù)需要將水體作為熱源或冷源，通過空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是靈活簡捷、布置緊湊、方便調(diào)節(jié)、單獨(dú)計(jì)價等，缺點(diǎn)是受到水源限制。土壤源熱泵同樣是利用比熱容原理，通過空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)把土壤中儲存能源來實(shí)現(xiàn)冬季供熱、夏季制冷。

3.2 以電代氣技術(shù)

以電代氣，是指以電能取代天然氣、煤氣、液化氣等作為終端用戶的動力或熱源。中國目前天然氣資源短缺，無法跟上當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對外依存度較高。而且，天然氣作為不可再生能源的一種，它終有枯竭的時候，因此，天然氣資源的可持續(xù)利用，對于國家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展都是十分重要的。

（1）電磁爐

電磁爐又名電磁灶，它與傳統(tǒng)的有火廚具不同，是利用電磁感應(yīng)加熱原理，即通過灶底的線圈產(chǎn)生方向不斷變化的交變磁場，使得處在交變磁場中的導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)渦旋電流，而渦旋電流的焦耳熱效應(yīng)使得導(dǎo)體迅速升溫，從而實(shí)現(xiàn)加熱效果。它是現(xiàn)代廚房革命的產(chǎn)物，由于它無需明火或傳導(dǎo)式加熱而讓熱直接在鍋底產(chǎn)生，因此熱效率得到了極大的提高，是一種高效節(jié)能廚具。

（2）電火鍋

電火鍋就是利用電能加熱的火鍋。傳統(tǒng)的火鍋其烹飪方式通常是以煤氣燃燒為主，而電火鍋則有效地消除了傳統(tǒng)火鍋加熱時所產(chǎn)生的黑煙和異味，是現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)民俗相結(jié)合的一種烹飪工具。由于煤氣、液化氣在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的 CO2，且熱值比電能要低，因此效能低、污染高，電火鍋的出現(xiàn)和普及是“以電代氣”在餐飲業(yè)中的進(jìn)展，加大了餐飲業(yè)中電能的普及程度。

（3）電采暖

電采暖是一種將電能轉(zhuǎn)換為熱能的采暖方式，它將電能轉(zhuǎn)化成熱能后直接放熱或通過其他熱媒介質(zhì)在采暖管道中循環(huán)來滿足供暖需求。由于電采暖具有清潔、無廢氣、舒適環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，而燃?xì)獯嬖谥兹肌⒁妆劝踩[患。因此，用電采暖技術(shù)將逐漸取代傳統(tǒng)的燃?xì)夤┡夹g(shù)。

總結(jié)

關(guān)于電能替代技術(shù)，對國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，指出了其發(fā)展趨勢，總之，電能替代技術(shù)可以起到保護(hù)環(huán)境的作用，大力推動各級電網(wǎng)安全發(fā)展、清潔發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展、智能發(fā)展，為綠色生態(tài)建設(shè)、加快經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展作出新的更大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李生權(quán)，楊健.電能替代技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究[J].智慧電力，2017，45（08）：70-74.