国家电网原董事长刘振亚近日发表署名文章，系统分析了实现碳中和目标的方案，其中实现电能替代被放在显着位置。刘振亚在文章中强调：“到2060年，清洁能源占一次能源比重将达90%，电能占终端能源比重将达66%。电力、能源、全社会分别于2025、2028、2028年实现碳达峰，峰值为45亿、102亿、109亿吨。”
国家电网在今年3月初也在《“碳达峰、碳中和”行动方案》中明确提出：“拓展电能替代广度深度。‘十四五’期间，公司经营区替代电量达到6000亿千瓦时。”
南方电网在3月18日也发布了《服务“碳达峰、碳中和”工作方案》，从5个方面提出21项措施，大力推动供给侧能源清洁替代，以“新电气化”为抓手推动能源消费方式变革，加快构建清洁低碳安全高效的能源体系。南方电网公司董事会部主任、新闻发言人刘巍说：“经过十余年发展，南方五省区新能源装机发展到目前5000万千瓦的规模，2030年将达到2.5亿千瓦，意味着要增加近4倍。”
如何实现电能替代？首先在哪个领域开展电能替代？成为摆在两大电网公司面前的一道难题。
电能替代从何处开始
国际能源网记者了解到，据清华大学建筑节能中心测算，2018年，我国北方城镇供暖能耗为2.12亿吨标煤、碳排放量约为5.5亿吨，供暖领域实现电能替代对于实现碳中和目标来说已经迫在眉睫、刻不容缓。
“北方城镇采暖热源，主要来自热电联产和各类燃煤、燃气锅炉生产的热力。换句话说，烧煤比重高达70%-80%，采暖消耗的一次能源依然以煤为主。”清华大学教授付林表示，这些方式虽然实现了燃煤的清洁高效利用，但不可避免会产生大量二氧化碳，居民采暖急需低碳转型、在供暖领域实现电能替代，有利于我们国家双碳目标的实现。
有专家预计，在供暖领域实现电能替代，每年将减少二氧化碳排放超过10亿吨。国际能源网记者近日采访了中国建筑材料流通协会电供暖委员会执行主席王重，他告诉记者：“能源电力化、电力清洁化是我国能源发展的方向。在供暖领域实现电能替代，不仅可以减少人们对化石能源的消耗，更是解决弃风电、弃光电、弃水电、弃核电，避免能源浪费，消纳新能源的一剂良方。”
电供暖技术不存在难题
用电供暖早已有之，人们第一印象就是电暖气和空调。很早以前，我国建筑不节能，终端能耗大，用电费用高；属于分散式供暖模式，不同位置的住户，能耗不同，一楼边角户用电高，中间户用电省，还有蹭热用户，吸收邻居热量。这是建筑节能和后期运营管理问题。
王重介绍说：“我们研究的电采暖是利用电能地热的模式对房屋进行供暖，由于建筑节能化，终端消耗少许电能就可以保证室内温度，无需采用传统以水为介质的城市集中供热模式。这种模式比原有的热电模式更经济实惠，我们在辽宁鞍山有一个小区采用了电热地暖的技术，当地取暖费是26元/平米，采用电供暖后，取暖费降到了18元/平米，而且可以保证供暖的房间恒温度22度，比传统的供暖标准高4度。”
在北方通过电代煤可以减少煤电连供项目的装机量，也可以减少管网设备老化带来的高额维护成本，对于普通百姓来说，这种取暖方式也更加经济实惠且舒适。
由此可见，电供暖在技术上已经不存在难题，以电代煤、以电代气可以为我国北方地区冬季采暖节约大量的化石能源消耗。尤其是我国的天然气资源本身不足，每年冬季采暖都需要从国外进口大量的天然气，支付高额的成本，国家为了平抑价格还需要给天然气取暖的用户提供大量的补贴。从国家能源安全的角度看，这种模式对于我国能源综合利用极为不利，早应该做出改变。
电取暖不局限于北方
我国的冬季采暖主要集中在长江以北地区，但对于长江以南的大部分区域，冬天依然寒冷，人们同样有采暖需求。但目前大部分南方省份并没有统一的集中供暖，人们在严寒面前只有靠空调暖风度日。有研究显示，到2030年，我国南方地区分户、区域供暖用户数量分别有望达到6500万户、3200万户左右，碳排放潜力分别在2500万吨、4500万吨以上。
从上述数据不难看出，南方在供暖领域实现电能替代对于减少碳排放的潜力仍然非常巨大。
王重认为在南方开展分散式电供暖+集中式管理的模式是提高人们生活幸福指数、提高电能替代的一种好方法。
王重分析电供暖的管理模式时说：“我国集中供热是统一按面积收费，报停用户应交蹭热费，北方集中供热管理条例是很好的借鉴，所以应该采取分散式电供暖+集中式管理模式，由电供热公司统一按面积收取采暖费，再与国网公司进行统一结算，这种收费模式利于百姓接受。从电价发展趋势上看，冬季谷期电价越来越低，可以充分保证供热运营的可持续性。南方供暖发展发方向应是：能源电力化，电力清洁化，建筑节能化，供暖无水化，费用低廉化。”
电能供给不存在缺口
去年南方多地在冬季出现电力供应局部短缺的情况，多地不得不拉闸限电，维持居民用电需求。有人因此对冬季的供暖领域能否实现电能替代产生质疑，因为冬季采暖会增加电量消耗，尤其是南方地区的电力供应能否跟上供暖产生的用电需求？
对此疑问王重指出：“我国电力生产一直是比较富余的，从全国电力运行曲线上看到，夏季用电紧张，冬季富裕，白天用电多，晚上用电少，存在巨大的季节差和峰谷差，冬季谷期闲置大量电能，此时正是供暖需求高峰，电与供暖非常合拍！之所以人们感到局部地区用电紧张是因为大家选择在同一时间大量用电，有点儿像早晚高峰交通领域的堵车问题，可以采取集中式管理，错峰用电，避免用电尖峰叠加，做好用电需求侧管理，这种问题就可以解决。电供暖负荷属于可中断调峰负荷，由于楼体存在热惰性，高峰断电室内温度影响不大。”
2018-2020年全国弃光率月度变化图
（数据来源：全国新能源监测消纳预警中心）
目前电供暖仅占5%，即使我国北方和南方50%都利用电供暖，也不会让电力供应出现短缺，无论是煤电机组还是风电、水电、光伏的发电，目前的装机量并没有实现满发满用，煤电机组的平均利用小时数甚至不足4000小时，而国家能源局每年都会统计弃风、弃光、弃水电量，虽然三项数据持续减少，但依然存在消纳问题。
2018-2020年全国弃风率月度变化图
（数据来源：全国新能源监测消纳预警中心）
由于采用了电力监控技术，无需电力外网增容投资，分散式电供暖+集中式管理系统整体投资低于传统供热系统。如果真正实现在供暖领域的电能替代，对于解决电力消纳难题，减少热电联供项目，减少煤炭消耗量都大为有利。
在供暖领域实现电能替代是我们国家实现碳中和目标的开路先锋，它的推广同样有利于建筑节能的发展，当风电、光伏等清洁能源成为我国主力能源之时，一大批煤电将退出历史舞台，一些热电连供电站将被进一步压缩，而人们的取暖需求却未能随之减少，电采暖替代热电一体项目将成为历史的必然之选！
