基于多維度的電能替代項目評價指標體系研究

石智珩 陳揚波 胡寶華

摘? 要：國家電網(wǎng)公司全面實施電能替代戰(zhàn)略，大力推進電能替代項目，對項目進行技術(shù)、經(jīng)濟可行性分析后，在不同電能替代領(lǐng)域遴選出大量的項目進行實施，項目建成運營后的社會效益、經(jīng)濟效益、運行持續(xù)性等需要進一步確認，目前缺少全面、有效的評價方法，需要建立適用于電能替代項目的評價指標和評價體系，進而實現(xiàn)電能替代項目的多維度評價。鑒于此，該文駕馭文獻資料法、邏輯分析法，遵循“是什么內(nèi)涵、有什么價值、用什么指標、怎么操作”的脈絡(luò)主線，解讀了電能替代的內(nèi)涵，分析了進行電能替代項目的價值，進而建構(gòu)了電能替代項目評價指標體系——替代電量指標、經(jīng)濟性指標、環(huán)保性指標，并且選取了一個電能替代項目進行了全流程演示，以期有利于規(guī)范電能替代項目的評價，有助于支撐電能替代項目的效果評價，有益于推動電能替代項目規(guī)范化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電能替代? 電能? 評價指標體系? ?體系研究

中圖分類號：TM715? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）03（c）-0060-03

Research on Evaluation Index System of Electric Energy Substitution Project Based on Multi Dimension

SHI Zhiheng1? CHEN Yangbo1? HU Baohua2

（1.State Grid Shanxi Electric Power Company， Taiyuan， Shanxi Province， 030021? China; 2.Wuhan Branch， China Electric Power Research Institute， Wuhan， Hubei Province， 430000? China）

Abstract： The State Grid Corporation of China （SGCC） has fully implemented the electric energy substitution strategy and vigorously promoted the electric energy substitution projects. After analyzing the technical and economic feasibility of the projects， a large number of projects have been selected in different electric energy substitution fields for implementation. The social benefits， economic benefits and operation sustainability of the projects after completion and operation need to be further confirmed. At present， there is a lack of comprehensive and effective evaluation methods. Then， it is suitable for the establishment of multi-dimensional evaluation index system of alternative project. In view of this， by using the methods of literature review and logical analysis， following the main thread of "what is the connotation， what is the value， what index to use， and how to operate"， this paper interprets the connotation of electric energy substitution， analyzes the value of electric energy substitution project， and then constructs the evaluation index system of electric energy substitution project substitution electricity index， economic index， and environmental protection index， in order to standardize the evaluation of electric energy substitution project， to support the effect evaluation of electric energy substitution project， and to promote the standardized development of electric energy substitution project.

Key Words： Electric energy substitution; Electric energy; Evaluation index system; System research

當前，我國大氣污染形勢嚴峻，嚴重霧霾頻繁發(fā)生，全國多個省市出現(xiàn)嚴重污染。世界上煤炭消費量最大的國家是中國，而大氣顆粒物重要來源之一就是煤炭燃燒過程中煙塵的排放[1]。這正是我國能源發(fā)展方式不合理、結(jié)構(gòu)性矛盾長期積累的體現(xiàn)。傳統(tǒng)化石能源發(fā)展方式，造成我國經(jīng)濟能耗高、污染重、附加值低、產(chǎn)業(yè)鏈短。研究表明，直燃煤（油）是造成環(huán)境污染的重要因素，PM2.5中的30%～40%源于燃煤，20%～30%源于燃油。大量散燒煤、燃油消費是造成嚴重霧霾的主要因素之一，汽車、飛機輔助動力和船舶靠港使用燃油也是大氣污染排放的重要源頭。

依據(jù)數(shù)據(jù)分析，在2016年電力行業(yè)的氮氧化物、碳、二氧化硫的排放量分別占據(jù)全國中排放量的37.68%、50%、34.6%[2]。電能具有清潔、安全、便捷等優(yōu)勢，實施電能替代對于推動能源消費革命、促進能源清潔化發(fā)展、落實“碳達峰、碳中和”國家能源戰(zhàn)略意義重大。國家電網(wǎng)開展電能替代，可增加售電量，但電能替代的經(jīng)濟性較差，需要考慮環(huán)?；蚱渌鐣б鎭砉餐七M。

1? 電能替代的內(nèi)涵解讀

近年來，國家電網(wǎng)公司認真貫徹落實，提出了電能替代戰(zhàn)略。電能替代，簡言之就是“以電代煤、以電代油、電從遠方來、來的是清潔電”。具體講，“以電代煤”就是把工業(yè)窯爐、工業(yè)鍋爐、居民取暖廚炊等用煤改為用電，大幅減少直燃煤?！耙噪姶汀本褪谴罅Πl(fā)展電動汽車、電氣化軌道交通和港口岸電等，減少石油依賴。“電從遠方來，來的是清潔電”就是通過特高壓電網(wǎng)，把我國西部、北部清潔電力大規(guī)模輸送到東中部地區(qū)，把周邊國家的電力大規(guī)模輸入我國，提高電力供應(yīng)保障能力，減少大氣污染。

2? 實施電能替代的重要意義

隨著清潔能源開發(fā)利用成本的降低，終端能源大部分都可以用電能替代?；茉淳偷剞D(zhuǎn)化為電能并進行集中排污治理，能顯著減少城市污染物排放，環(huán)保效果明顯。同時，實施電能替代對于落實供給側(cè)改革、推動能源消費革命、落實國家能源戰(zhàn)略、促進能源清潔化發(fā)展意義重大。

2.1 踐履五位一體戰(zhàn)略的實施，落實了新發(fā)展觀念

從政府層面來講，黨和政府高度重視大氣污染防治工作，黨的十八大把生態(tài)文明建設(shè)納入中國特色社會主義事業(yè)總體布局，國務(wù)院常務(wù)會議部署了大氣污染防治十條措施。2016年5月，國家八部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推進電能替代的指導意見》，為電能替代提供了有利環(huán)境和重大機遇。各省市也紛紛制定相關(guān)政策，陸續(xù)出臺了行動計劃和實施方案。為此，公司要切實履行國有骨干能源企業(yè)的社會責任、充分利用推廣電能替代的有利契機，積極爭取各方支持，加快推進清潔能源生產(chǎn)和消費革命。

2.2 助推能源互聯(lián)網(wǎng)的建，加快清潔能源發(fā)展步伐

從行業(yè)層面來講，2016年3月，備受矚目的由中國國家電網(wǎng)公司、聯(lián)合國關(guān)注氣候變化行動、國際能源署、愛迪生電氣協(xié)會聯(lián)合主辦全球能源互聯(lián)網(wǎng)大會順利召開。國家電網(wǎng)公司原董事長做了“構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，走向人類可持續(xù)發(fā)展新時代”的主題演講。演講指出“當今全球面臨能源發(fā)展資源緊張、環(huán)境污染和氣候變化三大球挑戰(zhàn)，根本出路是建立安全、清潔、永續(xù)供應(yīng)的能源保障體系，即構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)—— 智能電網(wǎng)+特高壓電網(wǎng)+清潔能源”。電力公司作為全球能源互聯(lián)網(wǎng)的主力軍，必須加快電能替代的發(fā)展步伐，早日實現(xiàn)清潔能源。

2.3 適應(yīng)經(jīng)濟新常態(tài)，保障國家電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展

從國網(wǎng)公司層面來講，受宏觀經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素影響，我國經(jīng)濟增速持續(xù)放緩，國家電網(wǎng)公司售電市場增長乏力。在經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)和售電側(cè)競爭加劇的形勢下，售電量增速放緩的壓力將長期存在，增供擴銷對于公司發(fā)展的重要性與日俱增，電能替代是經(jīng)濟新常態(tài)下公司增供擴銷的重要渠道。大力實施電能替代是增加公司售電量、維護公司收益、保障電網(wǎng)投入，實現(xiàn)公司可持續(xù)發(fā)展的必要手段。

2.4 提升人民對電力產(chǎn)品的消費效用，促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整

從社會層面來講，積極開展電能替代工作，進一步擴大電力消費，有利于提升我國電氣化水平，提高人民生活質(zhì)量，讓人們享受更加舒適、便捷、智能的電能服務(wù)，有利于部分行業(yè)提升產(chǎn)品附加值，促進產(chǎn)業(yè)升級，有利于促進全國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和大氣污染防治。

3? 電能替代項目的評價指標體系建構(gòu)

“煤改電”工程作為電力替代一個比較重要的構(gòu)成部分，具有可持續(xù)發(fā)展性，故而，對其開展合理、適宜的評價是比較有必要的[3]。當然，“氣改電、油改電”等同樣不容小覷。

電能替代項目的評價規(guī)則涵蓋替代電量、經(jīng)濟性、環(huán)保性3個維度，其中替代電量評價規(guī)則包括直接計量類、參數(shù)計算類、統(tǒng)計測算類;經(jīng)濟性評價規(guī)則包括費用年值法、凈現(xiàn)值法和增量內(nèi)部收益率法，環(huán)保性評價規(guī)則包括各類污染物的排放計算。

遵循SMART原則，即聰明法則——明確性（specific）、可量化性（measurable）、可達到性（attainable）、相關(guān)性（relevant）、時限性（time-based），評價指標體系的選擇、設(shè)計與構(gòu)建必須整合電能替代的核心特征與基本要素，并且體現(xiàn)科學性、客觀性、實用性與系統(tǒng)性原則[4]。

3.1 替代電量評價

電能替代總電量由直計量類電量、參數(shù)計算類電量和統(tǒng)計測算類電量3個部分組成，對于一個具體項目，只能使用其中一種統(tǒng)計方法，優(yōu)先順序為直接計量、參數(shù)計算和統(tǒng)計測算。電能替代總電量計算方法使用以下公式：

（1）

式（1）中：E為電能替代總電量，單位：kWh;m為直接計量類項目數(shù)量;E1i為直接計量類電量，單位：kWh;n為參數(shù)計算類項目數(shù)量;E2i為參數(shù)計算類電量，單位：kWh;l為統(tǒng)計測算類項目數(shù)量;E3i為統(tǒng)計測算類電量，單位：kWh。

3.2 經(jīng)濟性評價指標

電能替代項目經(jīng)濟性評價方法應(yīng)綜合考慮項目初投資和運行費用，并根據(jù)項目自身特點，選擇適當?shù)慕?jīng)濟性評價方法，目前一般采用費用年值法、臨界電價、凈現(xiàn)值法和增量內(nèi)部收益率法3種方法[5]。

3.3 環(huán)保性評價指標

電能替代環(huán)保評級規(guī)則：首先根據(jù)當?shù)氐拿汉那闆r，折算出減少直燃煤使用量，再根據(jù)當?shù)氐呐欧乓蜃?，得出減排二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、煙塵的量。

4? 典型案例全流程演示電能替代評價指標的操作

以某市委市政府機關(guān)食堂電氣化廚房改造為例：設(shè)備改造明細為—— 雙頭單尾電磁炒灶（400炮臺）3臺、雙頭雙尾電磁炒灶（500炮臺）2臺、電磁大鍋灶7臺、雙頭電磁矮湯爐1臺、單頭電磁矮湯爐3臺、六頭電磁煲仔爐1臺、雙門蒸飯柜3臺、六盤萬能蒸烤箱1臺、3.3 kW臺式凹爐1臺。

4.1 電能替代項目替代電量評價指標分析

某市委完整年的廚房煤氣消耗量共計95 655 m，折合標準煤約為34 158 kg。通過將燃氣灶更換為電磁灶，每年的耗電量約為79 410°，折合標準煤約9 759.5 kg，燃氣灶消耗為電磁灶消耗的近3.5倍。即通過更換電磁灶，保守估計可實現(xiàn)年節(jié)省24 398.5 kg標準煤。

4.2 電能替代項目經(jīng)濟性評價指標分析

某市委完整年的煤氣費用共計229 572元。通過將燃氣灶更換為電磁灶，每年的耗電量約為79 410°，若將廚房作業(yè)視為均在峰時段用電，用峰時電價來計算，所產(chǎn)生的費用為98 468.4元，則可實現(xiàn)年節(jié)約131 103.6元。

由于廚房作業(yè)時間并非均處于峰值時段，以峰值電價來計算改造后的運行費用會偏高。另外，由于排煙風道改造以及煤氣灶原本需要的鼓風機等設(shè)施的去除，仍可實現(xiàn)實際運行電耗及費用的減少，故上述數(shù)值屬于保守計算。

4.3 電能替代項目環(huán)保性指標分析

通過廚房灶具的節(jié)能改造，直接減少了消耗的能源，約折合標煤24 398.5 kg，直接減少碳排放約67.6 kg，對于所在市的城市環(huán)境改善做巨大貢獻。充分相應(yīng)了國家節(jié)能減排號召，在公共機關(guān)單位中，優(yōu)先加入“氣改電”的大軍中，體現(xiàn)了模范帶頭作用。

經(jīng)調(diào)研了解，90%以上的餐飲企業(yè)為燃氣和電灶具共用的狀態(tài)，但燃氣用量偏多。餐飲行業(yè)推進電能替代從環(huán)保和安全層面分析，具有較大的可行性。應(yīng)從用量較大的市區(qū)中心地帶開始，以安全、節(jié)能為推廣點，配合政府的消防安全要求，逐步推進廚房炊事的以電代氣改造。

5? 反思性探討

推動電能替代對于能源儲量下降、環(huán)境污染問題的治理有一定的價值[6]。進行電能替代項目，不但可以保護環(huán)境、結(jié)語資源，而且會深刻影響中國經(jīng)濟社會的發(fā)展[7]。該文在“五位一體”戰(zhàn)略布局、“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、開放、改革、共享”新發(fā)展理念下，對電能替代項目的內(nèi)涵與價值進行了挖掘，建構(gòu)了電能替代量指標、經(jīng)濟性指標、環(huán)保性指標的多維度評價指標體系，并且全程演示了一個實際案例的操作流程，以期推動評價指標的規(guī)范化。筆者將繼續(xù)探索電能替代項目評價指標體系的使用條件、指標間的權(quán)重等。

參考文獻

[1] 王潤苦.超低排放與電能#代對大氣顆杜物的影響所光[D].中國科學技術(shù)大學，2020.

[2] 宋宗耘.氣污染防治背景下的電力需求側(cè)管理優(yōu)化研究[D].華北電力大學，2018.

[3] 邱曉娟.電力公司電能替代技術(shù)成效分析[J].機電信息，2020（36）：124.

[4] 周炳華，姚海燕，吳金榮，等.基于模糊評價法的電能替代項目綜合效益評價[J].智能城市，2020（23）：9.

[5] 楊杰，何永秀，葉鈺童，等.電能替代項目中用戶的經(jīng)濟性評價與分析[J].山東電力技術(shù)，2018（8）：4.

[6] 浦迪.基于組合模型的電能替代效益評價[J].上海節(jié)能，2019（3）：170.

[7] 倪金穎.電能替代項頁目效益評價指標與方法研究[D].天津工業(yè)大學，2019.