電力公司電能替代技術(shù)成效分析

邱曉娟

（國網(wǎng)天津市電力公司薊州供電分公司，天津301900）

1 電能替代背景

發(fā)展新能源不僅要在能源供給側(cè)實(shí)施清潔替代，也要在能源消費(fèi)側(cè)實(shí)施電能替代。電能替代是指在能源消費(fèi)中以電能替代煤炭、石油、天然氣等化石能源，從而增大電能在終端能源的消費(fèi)比重。在當(dāng)前我國生態(tài)環(huán)境壓力下，電力替代具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。2019年，政府部門出臺了一系列新能源產(chǎn)業(yè)政策，內(nèi)容涉及年度規(guī)模管理、項(xiàng)目建設(shè)管理、運(yùn)行消納、價(jià)格補(bǔ)貼等環(huán)節(jié)，政策以完善項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)、加速新能源補(bǔ)貼退坡、推進(jìn)新能源平價(jià)上網(wǎng)、建立新能源消納保障機(jī)制為重點(diǎn)，推動(dòng)新能源由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變。

2 電能替代工作內(nèi)涵

2.1 電能替代發(fā)展戰(zhàn)略

中國正積極開展電能替代項(xiàng)目，電能替代強(qiáng)調(diào)通過技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)先考慮新能源的消納。為了減少化石能源消耗，鼓勵(lì)使用各種采用新能源的電氣產(chǎn)品和設(shè)施，減少對傳統(tǒng)的燃煤鍋爐、燃煤器、住宅取暖和烹飪方式的使用，以減少煤炭消耗。實(shí)施電能替代主要從以電代煤，以電代油，特（超）高壓、遠(yuǎn)距離、大容量輸送清潔電力三個(gè)方面著手。

2.2 電能替代發(fā)展要求

（1）供電安全：在某些地區(qū)，電力安全不是本地問題。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)相互關(guān)聯(lián)。隨著非化石能源比例的增加，電力系統(tǒng)的間歇性和隨機(jī)性特征更加明顯，特別是在電力規(guī)劃過程中，防止電力供應(yīng)短缺非常重要。

（2）能源分布不均衡：中國幅員遼闊，能源分布不均，這就造成不同地區(qū)的能源、資源發(fā)展都有不同的特性。在工業(yè)社會(huì)的初期，對電力的需求很小，地方電力供應(yīng)的平衡是最重要的。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展以及非化石能源的使用，發(fā)電與負(fù)荷中心之間的反向分配越來越明顯，不同地區(qū)、不同能源需要相互補(bǔ)充，形成一種新的電力供應(yīng)模式。

（3）非化石能源發(fā)展的多樣化形式：集中發(fā)展規(guī)模大、效率高的非化石能源基地，是保障供電的重要基礎(chǔ)，而分布式能源由于具有分散靈活、靠近負(fù)荷中心的特點(diǎn)，是電力供應(yīng)的重要補(bǔ)充。因此，不僅要關(guān)注全國大規(guī)模的非化石能源基地建設(shè)，還要關(guān)注分布式能源的開發(fā)、利用。

2.3 專業(yè)管理工作流程

（1）要確定電能替代工作的對象，在充分研究政府相關(guān)扶持政策的基礎(chǔ)上，進(jìn)行廣泛的宣傳推廣，認(rèn)真收集、總結(jié)潛在客戶信息，對意向客戶不同的用電特點(diǎn)進(jìn)行分類，有針對性地開展相關(guān)工作。

（2）要了解用戶需求，以客戶為中心開展工作。工作人員對用戶進(jìn)行入戶走訪，與用戶進(jìn)行直接溝通接觸，深入了解用戶需求及感受并詳細(xì)記錄，作為電能替代工作開展的第一手資料，最后再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

（3）制定可行的改造方案。電能替代工作方案要充分考慮用戶的需求，并兼顧經(jīng)濟(jì)性原則，盡可能減少用戶投資。

（4）電能替代方案在實(shí)施過程中要及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)及需要注意的問題，為方案的改進(jìn)及推廣打好基礎(chǔ)。

3 電能替代技術(shù)成效分析

3.1 “煤改電”工程綜合效益評價(jià)指標(biāo)體系

“煤改電”工程是電力替代的重要組成部分，符合可持續(xù)發(fā)展的要求，因此對“煤改電”工程進(jìn)行合理評價(jià)是十分必要的?！懊焊碾姟痹u價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)具有系統(tǒng)性、科學(xué)性、綜合性和可操作性的特點(diǎn)。隨著電加熱器數(shù)量的增加，低壓配電網(wǎng)需要加以改造以滿足供電容量需求，還應(yīng)考慮改造后配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)。因此，評價(jià)指標(biāo)體系除考慮經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益指標(biāo)以外，還加入了配電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)，以反映配電網(wǎng)的改造狀況和電能質(zhì)量。最終建立的“煤改電”工程綜合效益評價(jià)指標(biāo)體系分為經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)、社會(huì)效益指標(biāo)和配電網(wǎng)運(yùn)行狀況指標(biāo)三部分。

3.2 成效分析

本文以A供電公司“煤改電”前后負(fù)荷對比數(shù)據(jù)來進(jìn)行電能替代技術(shù)成效分析，具體分析如下：

A供電公司堅(jiān)決貫徹國家大氣環(huán)境治理工作要求，認(rèn)真落實(shí)公司決策部署，全面實(shí)施“煤改電”工程，投資31.2億元（“十二五”投資的3倍），抓牢一號工程，把控安全底線，精心組織實(shí)施，全力以赴推進(jìn)“煤改電”工程進(jìn)展。截至2017年9月底，完成352個(gè)村“煤改電”改造，建設(shè)低壓臺區(qū)共計(jì)2 077座、712.74 MVA，居民用戶12.05萬戶，戶均容量5.92 kVA。

2017年進(jìn)入采暖期后，由于“煤改電”負(fù)荷的增加，A公司電網(wǎng)負(fù)荷穩(wěn)步增長，電網(wǎng)最大負(fù)荷達(dá)到121.86萬kW，已超過2017年夏季最大負(fù)荷，同比2016冬季最大負(fù)荷增長39.92%。2017年12月，“煤改電”用戶用電量共計(jì)0.98億kWh；戶均用電量791 kWh。選取12月13日負(fù)荷數(shù)據(jù)對比圖，如圖1所示。

綜上可見，實(shí)施“煤改電”后，冬季居民用電量大幅提高，一方面減少了煤炭的燃燒，一定程度上緩解了空氣質(zhì)量問題，另一方面說明電力公司配電網(wǎng)供電能力明顯提升。

具體成效總結(jié)如下：一是節(jié)能減排效果明顯，減少了大量散煤燃燒，降低了二氧化碳排放；二是農(nóng)村供電能力顯著提升，可以充分滿足農(nóng)村實(shí)現(xiàn)全面電氣化要求；三是探索出一條“煤改清潔能源”的最優(yōu)道路?！懊焊碾姟惫こ虒?shí)施后，農(nóng)村用電結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變，有效減少了以往燃煤取暖可能出現(xiàn)的煤氣中毒、火災(zāi)等安全隱患。

圖1 “煤改電”前后負(fù)荷對比圖

4 電能替代技術(shù)建議及展望

盡管新能源資源、裝機(jī)容量不斷增長，但其消納狀況具有一定程度的不確定性，主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

（1）電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)水平的提高可能受到限制。目前，火電企業(yè)的效率普遍較差，加之火電機(jī)組實(shí)施柔性改造投入較大，柔性改造動(dòng)力不足。

（2）新裝機(jī)容量具有不確定性。受國家補(bǔ)貼政策調(diào)整影響，2020、2021年新能源補(bǔ)貼并網(wǎng)會(huì)有“關(guān)閉”時(shí)間，預(yù)計(jì)將有相當(dāng)數(shù)量的新能源集中并網(wǎng)。此外，受新冠疫情影響，2020年新能源發(fā)電設(shè)備的供應(yīng)和項(xiàng)目建設(shè)在一定程度上滯后，接入電網(wǎng)的實(shí)際規(guī)模不確定。

（3）跨省和跨區(qū)域貿(mào)易組織的難度可能增加。由于新能源參與市場化交易補(bǔ)貼計(jì)算方法的改變和消費(fèi)責(zé)任權(quán)重指標(biāo)的考核，新能源參與跨省市場化交易意愿有所下降，可能影響新能源對外送電規(guī)模。

結(jié)合我國電力市場建設(shè)進(jìn)程以及不同交易機(jī)制對促進(jìn)新能源消納的成效的評估，建議下一步重點(diǎn)健全我國調(diào)峰輔助服務(wù)的市場機(jī)制與新能源跨省區(qū)交易機(jī)制，進(jìn)一步發(fā)揮市場機(jī)制對于提升新能源消納能力的作用。

5 結(jié)語

總之，推廣電能替代是節(jié)能減排、治理大氣污染行之有效的措施，同時(shí)也是促進(jìn)新能源消納的強(qiáng)有力手段。電能替代提升了社會(huì)的電力需求，同時(shí)降低了化石能源的消耗，最重要的是創(chuàng)造了一個(gè)更綠色、經(jīng)濟(jì)和低碳的電力系統(tǒng)。加快推進(jìn)電能替代，推動(dòng)風(fēng)能、太陽能等新能源的消納，形成節(jié)能環(huán)保、便捷高效、技術(shù)可行、廣泛應(yīng)用的新型電力消費(fèi)市場，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)以及環(huán)境健康可持續(xù)發(fā)展的重要保障。