能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型背景下的電能替代發(fā)展路徑探索

屈博，劉暢，卜凡鵬，李德智

（中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司，北京 100192）

0 引言

自工業(yè)革命以來(lái)，全球溫度持續(xù)上升，近年來(lái)溫升記錄不斷被刷新，引發(fā)了一系列極端氣候事件，氣候變化的影響日漸深重。在此背景下，我國(guó)基于推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的責(zé)任擔(dān)當(dāng)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求，在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布，中國(guó)將采取更加有力的政策和措施，力爭(zhēng)2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。隨著可再生能源不納入能源總量、碳雙控要求以及市場(chǎng)化電價(jià)等多種政策出臺(tái)，能源消費(fèi)的綠色低碳轉(zhuǎn)型迫在眉睫，需要加大終端能源脫碳，實(shí)施清潔替代和電能替代，契合國(guó)家能源考核轉(zhuǎn)型方向。我國(guó)2020年能源活動(dòng)碳排放占總排放的88%，是碳排放的主要來(lái)源。在雙碳目標(biāo)下，能源活動(dòng)碳減排主要通過(guò)源側(cè)清潔替代（清潔能源發(fā)電替代傳統(tǒng)火力發(fā)電）、終端用能領(lǐng)域電能替代來(lái)完成，即能源清潔化、用能電氣化。因此，電能替代是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和雙碳目標(biāo)的必由之路。

本文首先梳理了在雙碳目標(biāo)引領(lǐng)下我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型特征，其次通過(guò)深入分析推進(jìn)電能替代所面臨的問(wèn)題，提出了電能替代的整體發(fā)展路徑，總結(jié)并提煉了電能替代中的關(guān)鍵技術(shù)，最后對(duì)電能替代未來(lái)發(fā)展路徑提出了具體的建議與展望。

1 能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型特征

在雙碳目標(biāo)下，電能將成為最主要的終端能源消費(fèi)品種，電能占終端能源消費(fèi)的比重將從當(dāng)前的27%提高到2060年的70%左右。中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒、國(guó)際能源署在《中國(guó)能源體系碳中和路線圖》《中國(guó)能源電力發(fā)展展望》中發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)2060年，我國(guó)用電量將從7.5萬(wàn)億kWh提升到約16萬(wàn)億kWh［1］。其中，電能的增長(zhǎng)主要來(lái)自于電能替代，深度脫碳空間等量的電能替代空間為11.3萬(wàn)億kWh，未來(lái)各領(lǐng)域內(nèi)電能替代任務(wù)艱巨、需求巨大。如圖1所示，未來(lái)電能消費(fèi)的拓展空間主要集中在工業(yè)、生活消費(fèi)、交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和郵政業(yè)。

隨著碳達(dá)峰、碳中和進(jìn)程加快，能源的生產(chǎn)、消費(fèi)和利用形成新的變革，表現(xiàn)出能源生產(chǎn)加速清潔化、能源消費(fèi)高度電氣化和能源利用日益高效化的顯著特征，這是電能替代發(fā)展路徑的基本遵循。能源生產(chǎn)加速清潔化是指實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)最重要的路徑是使用可再生能源，減少碳排放，到2060年非化石能源消費(fèi)占比要達(dá)到80%以上［2］，也即改變我國(guó)現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)，如圖2所示；能源消費(fèi)高度電氣化是指能源深度脫碳帶來(lái)社會(huì)生產(chǎn)生活用能方式轉(zhuǎn)變，終端用能方式向電氣化、高效化、互動(dòng)化發(fā)展，電能成為能源主體平臺(tái)，責(zé)任加重；能源利用日益高效化是指網(wǎng)絡(luò)資源及模式匹配的改變，以電為樞紐的能源資源配置方式的改變帶來(lái)能源能效的提升。

圖2 我國(guó)能源結(jié)構(gòu)Fig.2 China’s energy structure

我國(guó)下發(fā)了多個(gè)相關(guān)政策推動(dòng)電能替代的有序、清潔、高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展：①中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出了新增可再生能源和原料用能不納入能源消費(fèi)總量控制，并明確了能耗“雙控”向碳排放總量和強(qiáng)度“雙控”轉(zhuǎn)變的新雙控目標(biāo)。碳排放“雙控”更具鮮明的降碳導(dǎo)向，且不會(huì)約束經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)用能的需求，有利于擴(kuò)大可再生能源利用規(guī)模。電能是可再生能源的最優(yōu)表現(xiàn)形式，因此新雙控導(dǎo)向?qū)⒅朴媚軅?cè)的再電氣化和電能替代進(jìn)程。②國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)《關(guān)于進(jìn)一步深化燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)市場(chǎng)化改革的通知》要求對(duì)月、周中長(zhǎng)期成交價(jià)格上下浮動(dòng)范圍由10%調(diào)整為20%，放開(kāi)一般工商業(yè)用戶目錄電價(jià)，調(diào)動(dòng)發(fā)電積極性，推動(dòng)電力資源優(yōu)化配置。③國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、國(guó)家能源局批復(fù)《綠色電力交易試點(diǎn)工作方案》，試點(diǎn)開(kāi)展綠電交易，推動(dòng)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，并為促進(jìn)電-碳市場(chǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展發(fā)揮重要作用，助力實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)［1］。

隨著我國(guó)能源形態(tài)革命不斷深入推進(jìn)，電能替代作為其中的重要組成部分，其發(fā)展路徑也亟待研究。

2 電能替代發(fā)展路徑

2.1 推進(jìn)電能替代的必要性及所面臨的問(wèn)題

2.1.1 電能供應(yīng)及清潔化需求

電能替代將帶動(dòng)用電需求不斷增加，需要從根本上解決“電從哪里來(lái)”的問(wèn)題。碳排放約束下，清潔化是電能替代的根本目標(biāo)，電能增量應(yīng)以清潔可再生能源為主，電能替代與清潔能源必須協(xié)同發(fā)展，兩者是相輔相成、相互促進(jìn)的關(guān)系。未來(lái)電能替代須統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、有序推進(jìn)，優(yōu)先發(fā)展降碳效果顯著的技術(shù)，如電動(dòng)汽車、熱泵等［3］，才能保障替代過(guò)程的減碳成效。同時(shí)，在保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行、能源電力可靠供應(yīng)的前提下，堅(jiān)定不移地大力發(fā)展清潔能源發(fā)電。

2.1.2 經(jīng)濟(jì)性提升需求

電能替代初投資建設(shè)經(jīng)濟(jì)性較低，項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性普遍較差，用戶接受意愿低，因此現(xiàn)有電能替代政策以初投資階段補(bǔ)貼為主。與此同時(shí)，項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)成本也相對(duì)偏高，熱泵、電動(dòng)汽車、冷鏈物流等電能替代項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性良好，電采暖等其他項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)成本偏高，導(dǎo)致用戶改而未用、基本不用問(wèn)題突出。此外，推行電能替代會(huì)導(dǎo)致配套電網(wǎng)投資增加，電能替代項(xiàng)目配套電網(wǎng)投資和運(yùn)維成本難以通過(guò)增售電量回收，電網(wǎng)投資代價(jià)大。因此，我國(guó)亟需加快建設(shè)電-碳協(xié)同市場(chǎng)，將碳排放納入企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本。隨著“能源雙控”向“碳雙控”政策過(guò)渡，電能替代將在減排和降低成本方面發(fā)揮綜合優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)電能替代全面實(shí)施。

2.1.3 電力系統(tǒng)平衡挑戰(zhàn)

電能替代下負(fù)荷創(chuàng)新高將成常態(tài)。雙碳目標(biāo)推動(dòng)清潔能源成為主力電源，水、火等常規(guī)能源發(fā)揮系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用，但是由于新能源出力的隨機(jī)波動(dòng)性，以及水資源的季節(jié)性，將導(dǎo)致電力系統(tǒng)平衡失調(diào)，電能替代負(fù)荷增高將進(jìn)一步加劇供需平衡難度。因此，需要大力提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，增強(qiáng)電能替代資源/設(shè)備的靈活性，提高源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)協(xié)同互動(dòng)水平，加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。

2.1.4 社會(huì)用能效率偏低

2020年，我國(guó)單位GDP能耗是全球平均水平的1.7倍，是經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（organization for economic cooperation and development，OECD）國(guó)家平均水平的2.9倍，主要是由高耗能行業(yè)能源消費(fèi)占比高、用能方式粗放、節(jié)能意識(shí)薄弱造成的?！笆奈濉逼陂g，單位GDP能耗降幅每擴(kuò)大1個(gè)百分點(diǎn)，每年可減少能源消耗0.5億tce以上，相應(yīng)減少CO2碳排放1億t以上。在推進(jìn)雙碳目標(biāo)的大趨勢(shì)下，需要進(jìn)一步強(qiáng)化節(jié)能，把節(jié)約用能、提高能效貫穿到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的全過(guò)程。

2.2 電能替代整體發(fā)展路徑

電能替代發(fā)展須破解技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、機(jī)制和理念等方面的制約，以技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)變革，科學(xué)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)，改革優(yōu)化政策機(jī)制，塑造全民節(jié)能意識(shí)，實(shí)現(xiàn)終端用能清潔化、低碳化，持續(xù)推進(jìn)電能高質(zhì)量替代［4］。電能替代整體發(fā)展路徑如圖3所示。

圖3 電能替代整體發(fā)展路徑Fig.3 Overall development path of electricenergy substitution

在電能替代發(fā)展路徑中，需重點(diǎn)考慮工業(yè)、建筑、交通、農(nóng)業(yè)和居民5個(gè)主要領(lǐng)域。

工業(yè)是碳排放的重要領(lǐng)域，約占能源活動(dòng)碳排放的70%。在世界范圍內(nèi)，工業(yè)熱能占工業(yè)能源需求的2/3和總能源消耗的近1/5。工業(yè)領(lǐng)域電氣化改造以制熱技術(shù)為主，鼓勵(lì)以高溫蒸汽熱泵、電弧爐、氫冶金等低碳能源技術(shù)替代工藝流程各環(huán)節(jié)用能；在能源替代方面用電能替代柴油、煤炭、天然氣等，來(lái)提供動(dòng)力來(lái)源、熱力來(lái)源；在工藝改造方面，如生產(chǎn)過(guò)程中用氫（電制氫）替代焦炭充當(dāng)還原劑等。

在建筑領(lǐng)域，當(dāng)前電氣化率為48%，但人均用電量距發(fā)達(dá)國(guó)家有明顯差距，隨著生活水平提高，生活熱水、供暖以及炊事系統(tǒng)的電能替代技術(shù)不斷滲透，電氣化水平將逐步提高。在建筑“施工階段”，引入電氣化建筑設(shè)施，在建筑工地推廣電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)、電動(dòng)空壓機(jī)、電動(dòng)挖掘機(jī)、電液錘、電動(dòng)破碎機(jī)、電叉車等，推進(jìn)電動(dòng)設(shè)施在建筑工地的普及應(yīng)用。在建筑“運(yùn)營(yíng)階段”，重點(diǎn)開(kāi)展電制冷/熱、電氣化炊事等方面工作，一方面引入電制冷/熱技術(shù)，加快優(yōu)化建筑用能結(jié)構(gòu)，推廣光伏發(fā)電與建筑一體化應(yīng)用，推進(jìn)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供暖，建設(shè)集光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、直流配電、柔性用電于一體的“光儲(chǔ)直柔”建筑；另一方面，引入電氣化炊事，推動(dòng)全電氣化廚房建設(shè)，加快微波爐、高壓鍋、電磁爐、電飯煲等現(xiàn)代電氣化炊具的普及利用。

交通運(yùn)輸行業(yè)是全球第三大溫室氣體排放源，運(yùn)輸電動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)各國(guó)氣候目標(biāo)和確保地球世代宜居的關(guān)鍵途徑，交通部門是電氣化增長(zhǎng)速度最快的部門。在道路交通方面，大力推廣新能源汽車，逐步降低傳統(tǒng)燃油汽車在新車產(chǎn)銷和汽車保有量中的占比，同時(shí)，加快氫燃料電池的推廣應(yīng)用；在軌道交通方面，持續(xù)推進(jìn)鐵路電氣化，推廣廠區(qū)內(nèi)軌道電動(dòng)機(jī)車實(shí)現(xiàn)“油改電”；在水路交通方面，加快老舊船舶更新改造，發(fā)展電動(dòng)、液化天然氣動(dòng)力船舶，深入推進(jìn)船舶靠港使用岸電，加快燃料電池在船舶推進(jìn)系統(tǒng)中的應(yīng)用；在航空方面，發(fā)展新能源航空器，包括電動(dòng)航空器、燃料電池航空器等。在此基礎(chǔ)上，也應(yīng)有序推進(jìn)電氣化交通基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)，例如：充電樁、配套電網(wǎng)、加氣站、加氫站等設(shè)施建設(shè)。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域要發(fā)展電能替代，就需要尋求技術(shù)瓶頸的突破，加快生物質(zhì)能、太陽(yáng)能等可再生能源在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村生活中的應(yīng)用，大幅提升一次能源消費(fèi)中電氣化率。農(nóng)業(yè)農(nóng)村電氣化水平的提升將加速農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的釋放，提升農(nóng)業(yè)的數(shù)字化和智能化水平，對(duì)于促進(jìn)共同富裕、破解不平衡不充分的發(fā)展矛盾具有顯著的驅(qū)動(dòng)作用。在農(nóng)業(yè)種植方面，可以推廣電動(dòng)農(nóng)用車輛等，引入電排灌、電保溫、電動(dòng)噴淋、電動(dòng)種植施肥機(jī)械、電動(dòng)收割機(jī)等技術(shù)；在農(nóng)產(chǎn)品加工方面，可以推廣節(jié)能環(huán)保的加工工具，突破電補(bǔ)光、冷鏈物流等；在牲畜飼養(yǎng)方面，可以突破電動(dòng)喂食、電制氧、電孵化、電加熱育苗等技術(shù)；在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，可以推廣漁光互補(bǔ)、電動(dòng)漁船等，提升養(yǎng)殖效率。

在居民用電領(lǐng)域，雖然居民用電占全社會(huì)總用電量的比例不到20%，但用電人數(shù)占比卻超過(guò)80%，僅考慮衣食住及服務(wù)（不含交通），居民家庭年碳排放量約為18.1億t。隨著智能設(shè)備的發(fā)展，未來(lái)家庭的電氣化水平將快速增長(zhǎng)。通過(guò)居民用電量的小幅增長(zhǎng)，驅(qū)動(dòng)碳排放的大量降低，這對(duì)于促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

3 電能替代關(guān)鍵技術(shù)

目前，電能替代關(guān)鍵技術(shù)類型主要有3種：材料技術(shù)、能源轉(zhuǎn)換技術(shù)、能源供給及存儲(chǔ)技術(shù)，如表1所示。

表1 電能替代關(guān)鍵技術(shù)Table 1 Key technologies for electricity substitution

3.1 材料技術(shù)

隨著科技進(jìn)步，大量新型材料不斷涌現(xiàn)，如納米稀土電熱材料、石墨烯蓄冷蓄熱材料、熔融鹽相變儲(chǔ)熱材料、鈣鈦礦電池材料等，這將進(jìn)一步催生電能替代新產(chǎn)品、新設(shè)備的出現(xiàn)。

納米稀土電熱材料電熱元件體積小、厚度薄，材料功率密度均勻，可將熱量精準(zhǔn)地布置于系統(tǒng)內(nèi)；基底材質(zhì)可選，便于適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景，熱質(zhì)比極低；加熱/變冷反應(yīng)速度快，便于精準(zhǔn)控溫。核心加熱部件電熱轉(zhuǎn)化率高達(dá)99.06%。

石墨烯蓄冷蓄熱材料以聚合物高分子材料為基體，運(yùn)用熔融插層技術(shù)，使石墨及石墨烯在聚合物中形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，具有傳熱性能更優(yōu)、效率更高、可靠性更強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，可廣泛應(yīng)用于蓄冷蓄熱設(shè)備研制等領(lǐng)域。

熔融鹽相變儲(chǔ)熱材料具有潛熱大、儲(chǔ)熱范圍廣（290—590℃）、儲(chǔ)能密度高、過(guò)冷度小、熱穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能熱利用的儲(chǔ)熱介質(zhì)，在建筑供暖、谷電制熱、風(fēng)電消納等方面都具有一定的應(yīng)用前景。

鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池，是利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽(yáng)能電池，屬于第三代太陽(yáng)能電池，也稱作新概念太陽(yáng)能電池。不僅轉(zhuǎn)換效率有明顯優(yōu)勢(shì)，且制作工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單。

3.2 能源轉(zhuǎn)換技術(shù)

能源轉(zhuǎn)換技術(shù)主要是指電能與冷、熱間轉(zhuǎn)換技術(shù)。

（1）高溫蒸汽熱泵技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到2019年底，全國(guó)35蒸t及以下燃煤鍋爐共有6 300臺(tái)，總?cè)萘亢嫌?jì)44 250蒸t，折合功率31 GW。目前常規(guī)熱泵已在建筑供暖領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，工業(yè)領(lǐng)域高溫?zé)嵩茨壳岸嘤扇济哄仩t制取，亟需研發(fā)面向高溫工質(zhì)和高倍壓蒸汽的熱泵系統(tǒng)。

（2）電磁加熱技術(shù)。電磁加熱熱轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)95%。目前電磁加熱技術(shù)在民用領(lǐng)域應(yīng)用成熟，在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較少。工業(yè)電磁技術(shù)適用于塑機(jī)械加熱、木材、建筑、食品、醫(yī)療、化工等，用于表面熱處理及焊接等工藝。

（3）太陽(yáng)能光伏/熱（PV/T）技術(shù)。該技術(shù)是將光伏和光熱結(jié)合在一起，可實(shí)現(xiàn)較高的太陽(yáng)能利用率?，F(xiàn)有PV/T集熱器存在系統(tǒng)復(fù)雜、工質(zhì)滲漏、維護(hù)難度大、初始投資大、回收期長(zhǎng)等問(wèn)題，需要優(yōu)化結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、投資較小的PV/T集熱器［5］。

（4）太陽(yáng)能熱泵技術(shù)。該技術(shù)是在晴朗天氣時(shí)從太陽(yáng)能和空氣能中吸取熱量，陰雨天氣或夜晚利用空氣能使熱泵系統(tǒng)正常運(yùn)行，將低品位熱能高效地提升至高品位熱能，提高太陽(yáng)能對(duì)建筑供能的穩(wěn)定性。太陽(yáng)能熱泵技術(shù)可應(yīng)用于北方農(nóng)村電采暖、南方電采暖等分散式供暖場(chǎng)景，提高清潔能源利用率。

（5）核能供暖技術(shù)。核電以及核能供熱/供暖裝置設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)達(dá)60年，不僅可滿足人們對(duì)于能源及供熱的需求，而且還比其他能源減少了二氧化碳、氮氧化物、硫化物以及煙塵的排放，核設(shè)施運(yùn)行期間將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

（6）電補(bǔ)熱技術(shù)。電補(bǔ)熱技術(shù)是指開(kāi)展“熱-電”互動(dòng)，利用冬季電負(fù)荷與熱負(fù)荷的互補(bǔ)特性，釋放電網(wǎng)存量資源供電能力，減少電能替代項(xiàng)目的配網(wǎng)投資。在連接市政一次管網(wǎng)和二次管網(wǎng)的換熱站內(nèi)增加電供暖設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與熱網(wǎng)的融合，同時(shí)減少供電企業(yè)供電備用容量占用。

3.3 能源供給及存儲(chǔ)技術(shù)

（1）新型清潔能源發(fā)電技術(shù)。主要包括氫能、海洋能、地?zé)崮堋⑸锬艿惹鍧嵞茉窗l(fā)電技術(shù)［6］，以及光伏、風(fēng)電、核電等發(fā)電效率提升、運(yùn)營(yíng)成本降低技術(shù)。其中，可控核聚變技術(shù)具有資源豐富、安全環(huán)保的特點(diǎn)，商業(yè)推廣后，將成為未來(lái)清潔發(fā)電的重要開(kāi)發(fā)技術(shù)之一。

（2）綠電制氫及電氫耦合技術(shù)。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)計(jì)，到2025年，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到1萬(wàn)億元；到2050年，氫氣需求量將接近6 000萬(wàn)t。綠電制氫是直接電氣化的補(bǔ)充，彌補(bǔ)能源轉(zhuǎn)型深度脫碳的缺失環(huán)節(jié)。隨著分布式電源逐漸增多以及氫能需求的增大，開(kāi)展分布式綠電制氫及綜合利用研究，推動(dòng)電氫耦合，可實(shí)現(xiàn)需求側(cè)電氫靈活轉(zhuǎn)換，促進(jìn)清潔能源消納和電能間接利用［7］。

（3）高效儲(chǔ)能技術(shù)。國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)在《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》中提到，截至2025年，新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到30 GW。儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)能量獲取和利用的動(dòng)態(tài)時(shí)空轉(zhuǎn)移，是能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，包含儲(chǔ)冷、儲(chǔ)熱、儲(chǔ)電、儲(chǔ)氫等多種形式。通過(guò)建立集中式與分布式儲(chǔ)能并舉，利用調(diào)頻調(diào)峰與削峰填谷高滲透的儲(chǔ)能系統(tǒng)，提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。在供需不平衡的情形下，通過(guò)儲(chǔ)能削弱風(fēng)光等清潔能源波動(dòng)性的影響，提供電能時(shí)空轉(zhuǎn)移手段，實(shí)現(xiàn)新能源消納。

4 發(fā)展與展望

在需求側(cè)能源結(jié)構(gòu)變革的推動(dòng)下，電能替代是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的核心路徑之一。電能替代發(fā)展應(yīng)遵循友好、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的原則，穩(wěn)妥有序、循序漸進(jìn)，實(shí)現(xiàn)電能高質(zhì)量替代。

友好原則也即針對(duì)當(dāng)前荷側(cè)無(wú)序、高碳、高耗能的發(fā)展?fàn)顟B(tài)與雙碳指標(biāo)、雙控指標(biāo)之間的矛盾，需要通過(guò)建立區(qū)域級(jí)的整體管控解決，實(shí)現(xiàn)“頂層設(shè)計(jì)、集中控制、實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)、及時(shí)預(yù)警、提前規(guī)劃、系統(tǒng)優(yōu)化”；科學(xué)原則也即隨著更高比例的新能源訪問(wèn)電力系統(tǒng)，未來(lái)出現(xiàn)范圍更大、程度更深的缺電現(xiàn)象或成為常態(tài)，一方面需要提高可再生能源的利用效率，另一方面需要構(gòu)建多樣性的能源供給；經(jīng)濟(jì)原則也即在疫情防控常態(tài)化的形勢(shì)下，全球經(jīng)濟(jì)正迎來(lái)恢復(fù)性增長(zhǎng)趨勢(shì)，用電需求將大幅提升，需要加快轉(zhuǎn)變電力結(jié)構(gòu)以及電力發(fā)展方式，順應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀要求。

在此背景下大力推動(dòng)電能替代利國(guó)利民、意義重大。建議加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)，推動(dòng)清潔電力資源大范圍優(yōu)化配置，穩(wěn)妥有序?qū)嵤╇娔芴娲苿?dòng)電能替代設(shè)備效率提升，推進(jìn)減排效果以及關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新研究，積極發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)作用，促進(jìn)商業(yè)模式多樣化發(fā)展，健全法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，完善相關(guān)政策機(jī)制，打造清潔低碳良好生態(tài)環(huán)境。

（1）加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)。大力提升電力系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)能力，加快靈活調(diào)節(jié)電源建設(shè)，引導(dǎo)自備電廠、傳統(tǒng)高載能工業(yè)負(fù)荷、工商業(yè)可中斷負(fù)荷、電動(dòng)汽車充電網(wǎng)絡(luò)、虛擬電廠等參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，提升電網(wǎng)安全保障水平。

（2）穩(wěn)妥有序?qū)嵤╇娔芴娲?。有序推進(jìn)電能替代，聚焦工業(yè)、建筑、交通、農(nóng)業(yè)、居民生活等重點(diǎn)領(lǐng)域，優(yōu)先推廣高效電能替代技術(shù)，加快電能替代設(shè)備效率提升及減排效果優(yōu)化研究，尋求電氣化發(fā)展最優(yōu)路徑。

（3）加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新。開(kāi)展復(fù)雜大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和控制、大容量風(fēng)電、高效光伏、大容量?jī)?chǔ)能、低成本可再生能源制氫、低成本碳捕獲利用與封存（carbon capture，utilization and storage，CCUS）等技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)可控核聚變等前沿顛覆性技術(shù)研究。

（4）健全法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。構(gòu)建有利于綠色低碳發(fā)展的法律體系，加快節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)更新，提高節(jié)能降碳要求。健全電能替代標(biāo)準(zhǔn)體系，加快各領(lǐng)域電能替代標(biāo)準(zhǔn)制定修訂。

（5）完善相關(guān)政策機(jī)制。完善投資政策，充分發(fā)揮政府投資引導(dǎo)作用，加大對(duì)節(jié)能環(huán)保、新能源、低碳交通運(yùn)輸裝備等項(xiàng)目的支持力度；積極發(fā)展綠色金融，鼓勵(lì)金融機(jī)構(gòu)為電氣化發(fā)展提供長(zhǎng)期穩(wěn)定融資支持；推進(jìn)電力市場(chǎng)交易機(jī)制建設(shè)，發(fā)展市場(chǎng)化電能替代方式。

5 結(jié)束語(yǔ)

碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下，構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效的現(xiàn)代能源體系勢(shì)在必行，電能替代作為能源清潔化利用重要形式，是終端脫碳的路徑和舉措之一，成為了能源消費(fèi)低碳化、高效化的重要抓手。未來(lái)還需要破解技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、體制等方面的問(wèn)題，穩(wěn)妥有序推進(jìn)電能替代高質(zhì)量、高效率發(fā)展，實(shí)現(xiàn)終端用能清潔化、低碳化，促進(jìn)清潔能源消納，提高我國(guó)電氣化水平。D