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推广电能替代 让用户用得上、用得起、用得好

郭炳庆:从用户需求角度,电能替代技术和设备目前主要分为三大类:一是电制热类,比如电锅炉等;二是电制动力类,比如电动汽车等;三是其他类,即用低碳电能替代高碳电能的类型。

郭炳庆:关键在于方案设计。电取暖使用场景多元,产品种类繁多,什么样的场景匹配什么样的技术很关键。这些年我们看到了很多成功案例,也看到了一些失败案例,失败案例归结起来主要表现为对场景和技术匹配的认知上出现了偏差。

2、加强技术攻关,鼓励科技创新。尤其是注重核心装备能源利用效率,降低成本,从用户侧、电网侧、电源侧多层面综合创新。明确能源科技创新战略方向和重点,组建跨领域和跨学科的研究团队,加强电能替代产品的研究和经济对比,采用自主创新和引进吸收等措施,集中攻关分散式电采暖、电锅炉、电窑炉、家庭电气化、热泵、电蓄冷空调、港口岸电、机场桥载设备替代APU等关键技术。

替代“燃料”而非“原料”

记者:电取暖是否会增加支出?有什么解决方法?

1、电能替代统一规划,提高电能替代经济性、促进可再生能源消纳。南方电网广西电网公司市场营销部主任邹晖建议,加大电能替代的统筹规划,避免各类能源品种之间的低效竞争,实现能源的最优化配置。完善能源价格形成机制,使电力与其他能源之间形成合理的比价关系,确保价格信号有效传递,引导用户从费用节约向资源节约的观念转变。

近几年的实践表明,只要方案配置合适,电取暖可以做到和燃煤、燃气具有相近的经济性。

我认为未来电供暖技术发展趋势应该具备如下两个特征,一是电供暖设备能主动响应电价激励,二是对电网增容需求小。这两者不是割裂的,统一体现为用户取暖资源具有参与削峰填谷及消纳清洁能源的能力。

以港口岸电为例,岸电使用中缺乏统一岸电操作标准,船舶接入岸电时,船员需要办理接电手续、拖拽电缆、倒送电源等事务,用完拆除又需要时间。如果船舶在港口停留过久,影响后续行程,也会造成经济损失。岸电设施设备来自不同厂家,电压波动技术处理技术多样,特别是大功率用电设备投入和切断时间的不确定性,合闸产生的冲击电压造成电压波动,会带来安全责任风险。另外目前许多港口采用的低压岸电连接系统,也缺乏相关接口标准。

中国能源报:在实际操作方面最关注的问题是什么?

郭炳庆:国家将电能替代作为能源发展的战略举措,大力推动电能替代规模化应用。整体来看,电能替代领域广泛,技术种类繁多,但某些领域既有标准规范非常分散,系统性不强,权威性不够,这与电能替代产业发展现状是不匹配的。此外,电能替代燃煤与燃油,需要加强新技术导入和用电设备研发,满足设备替代需求。

2014-2018年国家电网电能代替电量规模统计情况

只要有热或动力需求的场合,理论上都存在用清洁电能替代化石能源的可能性,但能否实施替代,还要综合考虑诸如经济性等多种因素。

郭炳庆:下一个供暖季之前将会出现大面积、大体量的电供暖需求。我们应从贯通荷—网—源的完整能源产业链角度来系统思考面临的新问题,在确保用户用得上、用得起、用得好的前提下,兼顾能源产业链各环节资产效益提升,形成利益相关方共赢的局面。

以电采暖为例,“电代煤”的成本约为散烧煤的4倍。青海农牧区烧散煤、牛粪取暖为主,成本低,加之农牧民环保意识薄弱,明确表示电热炕只是晚上用电费还可以接受,但如果白天做饭取暖也用电的话,费用则较高,大多牧民家庭无法承担。

根据2017年电能替代的统计结果,电制热类约占替代电量的60%,电制动力类约占替代电量的30%,其他类约占替代电量的10%。值得注意的是,这是只针对“替代”部分数据的统计结果。

记者:在构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系中,电能替代的作用是什么?

由于我国在全球领域电能替代具有很强的“实践操作”能力,全球也没有相应的统一标准,导致我国电能替代领域的技术标准及法律法规严重滞后。

中国能源报:相较于传统供暖,电取暖的经济性如何?

电取暖技术分为直热式和蓄热式两大类型,可根据应用场景混合搭配,具有灵活的优化配置能力。直热式电取暖技术产品众多,技术成熟,制热高效,感受舒适。蓄热式电取暖技术包括水蓄热、固体蓄热、相变蓄热等方式。其中相变蓄热利用材料相变大量吸收潜热,蓄热密度可达水蓄热密度的4~5倍或更高,对场地或空间紧张的区域尤为适宜。

在当前能源价格水平、政策条件下,电能替代各项技术或设备中,仅有电动汽车、电窑炉等技术经济性较强,其他如电锅炉、电采暖等技术经济性较弱。初期一次投入较大、后期运营面临价格补贴退坡等均影响用户替代意愿。

中国能源报:如何推动区域性电供暖方案有效落地?

电能替代清洁供暖的目标是要让用户用得上、用得起、用得好。总体看,我国电价走势是下降的,经过若干年的演进,电能一定会成为能源供给的主体。

由于农村、农牧区等基础设施建设欠账比较多,且青海等部分省份电力基础设施规划混乱,在推广“以电代煤”“以电代牛粪”项目时,存在电力增容困难等问题。在“煤改电”的报批过程中,受交通,土地,城管等各部门制约。

目前,制约电能替代装备行业发展的瓶颈在哪儿?如何推动电能替代政策有效落地?带着这些问题,本报记者专访了中电联电能替代产业发展促进联盟秘书长郭炳庆。

记者:清洁能源蓄热供暖什么时候可以应用?

数据来源:前瞻产业研究院整理

郭炳庆:电取暖是一个事关民生的刚需,特别是2017年,北方地区清洁取暖广泛受到关注。我一直认为电取暖只有同时解决好用户“用得上、用得起、用的好”这三方面需求,才算寻到了真解。

郭炳庆:清洁能源蓄热供暖在“三北”地区已有成功的案例,现在需要研究的是如何放量。局部地区的成功证明了技术上的可行性,增加体量之后要统筹的问题会更多、更复杂。比如电网的接纳能力,尤其是跨区输送时的电网接纳和输送能力。此外还有用户消纳能力,用户侧的蓄热资源需要具有主动响应和柔性调控的能力,两个能力的提升缺一不可。

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郭炳庆:关于电能替代,目前业界普遍接受的观点是在终端能源消费领域,使用清洁电能替代燃煤、燃油等化石能源的新型能源消费方式。其涵盖领域非常广泛,涉及我们生产、生活的方方面面。

目前“三北”地区的试验证明这条路径是走得通的。鼓励这类项目打捆参与交易,符合电力体制改革和市场化的大势。政府对清洁供暖项目建设给予财政补贴,解决了用户用得上的问题。如何解决用户用得起和用得好,应成为当前要考虑清楚的头等大事,否则就会出现“返祖”现象。用户导向的市场化路径才是电供暖领域可持续推进的关键。用得上、用得起、用得好三个方面要同时落地,缺一不可。

我国多地电能替代战略稳步推进,能源转型发展步伐加快,散煤治理成效明显,但受经济性、技术标准等制约,问题日益凸显。业内人士建议,顺应“以电为中心”的能源变革趋势,把握电力市场化改革契机,加快技术创新和市场机制建设,促进电能替代战略可持续发展。

区域性电供暖方案落地存难点

电能加入清洁供暖领域,提供了丰富的供暖模式,可满足个性化的消费需求。总的来看,电取暖应该朝着化整为零的供暖模式发展,这与传统供暖模式大相径庭。

南方电网领域专家认为:“虽然电能替代技术的厂家有很多,但其产品质量差异较大,产品规格、型号、性能参数各异。如电动汽车领域,电动车辆传导充电系统在2015年已有国家标准,然而,不同厂商的产品在充电时间和电能转化效率上还是存在一定的差异。”

中国能源报:电能替代主要技术和设备包括哪些?

郭炳庆:“十三五”能源发展规划明确提出实施电能替代工程,积极推进居民生活、工业与农业生产、交通运输等领域电能替代。在国家开展的煤炭消费减量行动中,电能替代将发挥重要作用,是我国在能源消费领域推进能源供给侧改革的重要举措。

随着电能替代技术进步和电能替代经济性逐步凸显,我国电能替代取得了积极的进展。据前瞻产业研究院发布的《中国电能替代发展模式与投资战略规划分析报告》统计数据显示,2017年国家电网公司紧紧抓住国家推进北方冬季清洁取暖、能源供给侧结构性改革和绿色交通运输体系建设的重大发展机遇,大力推进电能替代,累计推广实施电能替代项目近10万个,完成替代电量1150亿千瓦时,超额完成年初确定的计划目标,相当于在能源消费终端减少散烧煤6440万吨,减排二氧化碳1.1亿吨、二氧化硫和氮氧化物520万吨。

日前,国家能源局印发的《2018年能源工作指导意见》提出,将提升终端能源消费清洁化水平,积极开展电能替代;在电供暖方面,要充分考虑电网承载能力和新增电网项目安排,积极推广电供暖,在燃煤锅炉、窑炉、港口岸电等重点替代领域,实施一批电能替代工程,全年计划完成替代电量1000亿千瓦时。

在清洁供暖领域,我国推广多类电取暖技术,以京津冀及周边地区为重点,加快推进北方地区冬季清洁供暖,蓄热设备大量消纳清洁电能,必将为我国有效控制散烧煤、提升清洁能源消纳水平发挥积极作用。

山西晋中市电网的测算是,清洁取暖煤改电需要三部分投入。一是要对农村电网增容改造,户均配电负荷要从目前的2千瓦提升至8-10千瓦,户均改造费用约30000元;二是户均取暖设备投资15000元以上,而且使用周期在2-3年;三是户均取暖电费在5000元以上。

郭炳庆:电能具有清洁、安全、便捷等优势,实施电能替代对于推动能源生产和消费革命、落实国家能源战略、促进能源清洁化发展意义重大。只要我们在技术和市场机制上处置得当,实施电能替代可以显著提升我国可再生能源的消纳水平,实现以高比例可再生能源支撑电能替代增量电量的需求。

记者:电能替代大规模推广还有什么问题需要解决?

我国电能替代面临多重障碍

中国能源报:电能替代的电量主要来自哪里?

郭炳庆:传统的热力供给,无论是燃煤还是燃气,都是基于热力管网的形式,行业形态已非常成熟。实施清洁供暖,电能的介入使得供暖的业态发生了根本变化。如果使用传统的基于热力管网的供热模式,比如教室、图书馆、写字楼等公共建筑,在夜间、周末、法定节假日等无人状态下,仍需要通过热力供应以防管网冻裂。而采用直热式电采暖设备,通电即可供热,则可以做到人空暖停,节能效果非常明显。

中国煤控研究项目散煤治理课题组完成的《中国散煤综合治理调研报告2018执行报告》认为,随着生活水平的提高,农村居民对居住环境、取暖方式以及相关消费的心理预期逐步提高,但对取暖成本的承受能力仍有限。对于60平方米至120平方米的住宅,86%的农村居民期望的取暖成本在2500元以下,超70%的农村居民期望的散煤替代成本在2000元以下。由于多数政府采取“先用后补”的补贴方式,用户担心补贴不到位、运行费用高,不敢敞开用,这种现象在2017-2018年取暖季普遍存在。

但应注意,我们所界定的电能替代是用电能替代在终端能源消费领域作为燃料使用的化石能源部分。社会上一些机构将作为生产原料的化石资源纳入电能替代潜力分析的范围,其结论易产生误导。

记者:电能替代供暖会给传统供暖模式带来什么样的改变?

形成一些可复制推广的新模式。国网河南省电力公司实施电能替代的燃煤锅炉、燃煤窑炉、拥有燃煤自备机组企业等客户,统一组织,委托第三方代理,通过“分表计量、集中打包”,作为一个整体参与直接交易。

中国能源报:如何理解电能替代?

记者:电供暖未来的技术趋势是什么?

电能替代效果显著“十三五”目标有望完成

电工电气网】讯

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4、加快建立统一市场标准。国网浙江宁波市鄞州区供电有限公司执行董事、党委书记邵伟明建议,针对既有标准和规范,制定电能替代相关设备制造、建设、检测、运营等方面的国家标准,建立健全电能替代基础设施标准体系,完善技术标准和准入制度,促进我国电能替代规范有序发展。标准规范宜细致、完善、可操作性强。

推进清洁取暖要具备持续性

对于早出晚归的白领家庭,直热式电采暖有明显的性价优势。通过互联网 远程控制,在下班到家前适当提前通电,回家就可以享受到舒适的温度。但如果家里需要24小时供热,用直热式取暖成本就显著提高了,应优先考虑用谷电蓄热的方式取暖。

顺应“以电为中心”的能源变革趋势统筹推进电能替代

郭炳庆:对于电供暖来说,有几点需要我们关注,一是蓄热问题,如何利用谷时段低价电蓄热,特别是如何有效利用三北地区的弃风资源。二是高效电制热技术,诸如热泵等产品。目前现行的电网规划设计导则和工民建设计导则里,电网的容量配置没有考虑电供暖这一部分电力需求,对于小体量电能替代工程没有大的问题,但对于区域性的大体量工程,资源配置必须统筹考虑。值得注意的是,高效的电制热技术可充分有效利用既有电网资源。只有高效电制热技术和蓄热技术的结合才能充分挖掘电网的存量资源,在不增加或少增加电网配套的前提下,满足用户的电供暖需求。三是要完善市场机制建设,通过诸如辅助服务市场、现货市场的建设,推动形成各利益相关主体的共赢局面。

这些问题的存在容易引发认知偏差,给设备选型和方案优化带来风险,影响了电能替代产业的健康发展,亟待权威的行业组织整合各利益相关方开展沟通协调,凝聚产业共识。为此,去年11月,中电联发起成立了电能替代产业发展促进联盟。我们希望借助联盟这一平台,广泛听取各方意见,尽快把行业规范起草工作启动起来,促进电能替代产业形成规范、有序、良性发展的态势。同时,通过加强会员单位之间的联合攻关,快速突破新产品研发瓶颈,保障替代项目的顺利推进。

有效缓解弃风、弃光、弃水,促进清洁能源消纳。在“三北”风、光电清洁能源富裕地区实现了蓄能供暖、风电供暖,促进了当地富余风、光清洁能源就地消纳。南方电网广西电网公司在西南水电清洁能源富裕地区,积极发挥广西电力交易中心平台作用,依托水火发电权交易长效机制,采取同等条件清洁能源优先成交的方式大力开展清洁替代交易,化解当地电力产能过剩、削减燃煤等难题。

郭炳庆:推动电能替代需要在提高环保标准和环保执法力度的同时,加快技术创新和市场机制建设。只要各利益相关方在共同遵守市场规则的前提下形成共赢的局面,就能促成电能替代的可持续性发展。目前,我们还应该在综合施策方面多下功夫,凝聚社会各界的广泛共识。

对于电供暖,应鼓励将其与消纳清洁能源联动起来,推动这类项目打捆参与市场交易,缓解我国“三北”地区严重的弃风弃光现象,释放合理的价格弹性,从而进一步降低电取暖费用。

我国多地电能替代战略稳步推进 但问题日益凸显 加快技术创新和市场机制建设

3、完善电力市场机制,形成新能源跨省区消纳机制。广西电网公司调度中心主任覃松涛建议,优化电力调度运行,提高风光消纳的技术手段和管理措施,充分发挥跨省区联络线调剂作用,建立省际调峰资源和备用的共享机制,促进送端地区与受端地区调峰资源互剂。利用先进技术,建立电网侧集中预测预报体系,加强电网调度机构与发电企业在可再生能源发电功率预测方面的衔接协同。

另一方面,建立合理的利益调整机制,提高火电、水电等常规机组提供大量调峰、调压、备用等辅助服务积极性,促进可再生能源消纳。

2、技术标准及法律法规严重滞后

截止至2018年底,累计完成电能替代项目3.8万个,替代电量1353亿千瓦时,完成年度计划的104%,同比增长17.65%,相当于减少燃煤7577万吨,减少二氧化碳排放1.35亿吨,减少二氧化硫、氮氧化物以及粉尘排放4300万吨。

目前产生的综合效果较好,散煤治理效果显著。中电联数据显示,截至2018年底,全国累计实施电能替代项目11万个,累计完成替代电量1500亿千瓦时,相当于在能源消费终端环节减少散烧煤6000万吨。南方电网公司完成5582个项目,完成替代电量136亿千瓦时。

2018年,全社会用电量增量达到3905亿千瓦时,其中电能替代电量超过1200亿千瓦时,电能替代对用电量增量贡献超30%。应采取综合举措,统筹推动电能替代效果实现。

3、电力增容面临困难

5、创新商业模式。鼓励企业灵活采用合同能源管理、设备租赁、建设经营移交(BT、BOT、PPP)、工程总包等模式开展商业运营。建议拓宽融资渠道,吸引民营资本和社会资本的进入,打通电能替代研发与生产的融资渠道。激励金融机构拓展适合电能替代技术设备推广的融资方式和配套金融服务,解决电能替代推广的资金问题,提升其发展空间。

1、经济效益导致用户缺乏替代积极意愿

我国将全面推进北方居民采暖、生产制造、交通运输等领域的电能替代,实现能源终端消费环节替代散烧煤、燃油消费约1.3亿吨标煤,带动电煤占煤炭消费比重提高约1.9%,带动电能占终端能源消费比重提高约1.5%,促进电能消费比重达到约27%。

长期来看,电力化、清洁化已成能源发展的大趋势,电力化将成为新一轮能源革命的根本路径,但随着电能替代进入“深水区”,面临的问题日益显现。

国家统计局、中国电力企业联合会数据显示,我国“十三五”电能替代目标有望提前完成,2016年、2017年全国能源消费同比分别增长1.4%、2.9%,而同期全社会用电量分别增长5.0%、6.6%,有望带动能源消费领域电气化水平不断提升。国家电网有限公司董事长舒印彪预计,2020年、2035年、2050年,电能占终端能源消费比重将由目前的23.5%提升至25%、30%、40%。

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