终端能源消费清洁替代助力“双碳”目标推进

终端能源消费多元清洁化趋势明显

“十二五”期间我国加强控制煤炭消费总量后，我国电能和天然气占终端能源消费比重逐步提升，煤炭占比稳步降低，油品占比总体保持平稳。我国终端能源结构从十年前明显以煤为主，转变为现在更加多元、更加清洁的结构。

（来源：微信公众号”电联新媒“ 作者：霍沫霖 等）

煤炭占终端能源比重在过去十年累计降低了10.4个百分点。主要原因是在能源消费总量控制政策、清洁取暖政策以及供给侧结构性改革影响下针对煤炭、钢铁等行业的去产能工作持续深化，终端部门采取了加快淘汰工业燃煤落后产能、电能及天然气等清洁替代、工艺路线优化、节能改造、产能布局调整等措施。

电力占终端能源比重在过去十年累计提高了3.8个百分点。主要是因为近年来随着北方清洁取暖、大气污染防治等政策显效，新能源汽车等领域支撑政策落地实施，以及热泵、港口岸电、电动汽车、电锅炉、电窑炉等技术逐渐成熟，电能替代的广度和深度不断扩大，有效带动了终端用能电气化率提升。

天然气占终端能源比重显著提升，过去十年累计提高了4.3个百分点。“十二五”期间受天然气管网建设相对缓慢等因素影响，天然气占终端能源比重的提升相对比较缓慢，2015年天然气占终端能源消费较2010年仅提高1.4个百分点。“十三五”期间，随着我国天然气开发利用政策落实推进以及管网建设等取得进展，天然气占终端能源比重从2015年到2019年提升了2.9个百分点，呈现加速上升态势。

终端用能清洁替代技术快速发展

终端用能清洁替代技术的大力推广，尤其是2013年以来电能及天然气等清洁替代加快是促进终端能源消费结构更加多元清洁化的主要原因。

在工业领域，燃气锅炉、电锅炉、电窑炉逐渐替代燃煤锅炉。在服装、纺织、木材加工、水产加工等行业中燃气锅炉、蓄热式电锅炉替代燃煤锅；在钢铁、陶瓷、玻璃等行业中，尤其是制造高附加值产品的行业中燃气锅炉、电锅炉、电窑炉技术逐渐普及；在勘探领域油田钻机油改电，在管道输送领域油气管线电力加压、辅助电动力等被扩大使用。2013年到2020年底，我国工业电窑炉、工业电锅炉技术累计替代电量分别达2650亿千瓦时、802亿千瓦时。

在建筑领域，天然气、电力、地热能、生物质能、太阳能、工业余热等逐渐替代燃煤进行供暖。我国按照“宜电则电、宜气则气”原则开展北方地区居民采暖领域清洁取暖专项行动，“散烧煤”治理取得突出成效。2013年到2020年底，我国热泵、电蓄冷空调和蓄热式电锅炉累计替代电量分别达483亿千瓦时、183亿千瓦时、141亿千瓦时。热泵、燃气三联供、电锅炉也在商业综合体、企事业机关、医院、商场、校园园区等大型公共建筑得到较快推广。

在交通领域，电动汽车、燃料电池汽车、电气化轨道交通以及港口岸电快速发展。我国近年来大力支持电动汽车及燃料电池关键技术研发，持续推动电动汽车及燃料电池汽车产业发展。2013年到2020年底，我国在电动汽车和港口岸电领域累计替代电量分别为66亿千瓦时和59亿千瓦时。截至2020年，我国新能源汽车保有量为492万辆，其中纯电动汽车保有量为400万辆，达到了国际先进水平。

在农业领域，农业电排灌、电烘干、电动农业机械、电气化农业辅助生产等技术得到推广应用。2013年到2020年底，我国农业领域累计完成替代电量达337亿千瓦时。

规划与政策保障持续推进终端用能清洁替代

在规划方面，相继出台了能源规划、能源工作指导意见、天然气和电力发展规划、大气污染防治和清洁取暖行动方案、新能源汽车产业发展规划等，明确了终端能源消费清洁替代的工作原则、发展目标、重点措施。这些顶层设计文件，对于其他落地政策的出台具有指导作用。

在政策保障方面，一是出台补贴政策，提供了煤改电、煤改气的燃料购买及设备购置补贴、设备改造及拆除补贴，以及新能源汽车推广应用补贴等相关政策。二是出台环保政策，相继制定了严格的限制分散燃煤、燃油设施利用的标准，出台了各类企业和耗能设备的环保排放标准、污染物排放监测以及相关奖惩措施。三是出台天然气和电力价格政策，持续完善分时电价政策，扩大峰谷电价差并合理优化低谷时段，通过价格信号，以市场化手段引导电力合理消费、促进移峰填谷；此外，我国还制定储气调峰气价政策，对建设储气设施给予适当资金补助和政策支持。四是出台基础设施建设政策，大力推动农村地区及“煤改电”地区配电网、城镇供热网，以及跨境跨区和区域互联天然干线气管道建设，并结合城市老旧小区改造，实现管网及配套设施改造升级，全面提升热力、天然气、电力的安全稳定供应能力。

终端用能清洁替代工作仍然有待改进

一是终端清洁替代补贴的可预期性不高。我国在“十三五”期间为降低终端电气化技术使用成本，针对“煤改电”、电动汽车、工业电能替代技术应用等多个领域出台了直补到户、电价优惠、设备补贴等多项补贴措施。然而，由于相关补贴基本来自政府拨款，造成地方政府财政压力较大。部分地区在清洁取暖等领域补贴退坡速度较快，造成部分存量用户使用成本增加，返煤、返油可能性提升。同时，受我国经济下行压力加大等因素影响，后续补贴政策出台难度或加大，使得在建筑、交通等领域部分清洁替代技术经济性或出现下滑，不利于实现增量用户的清洁替代。

二是清洁替代技术研发有待加强。部分领域清洁替代关键技术仍存在“卡脖子”现象。当前我国在全电飞机、电动重卡等领域仍未实现技术突破，在新能源汽车芯片及集成系统等领域较国际先进水平仍有较大差距，技术自给能力相对不足。此外，部分清洁替代技术成本有待降低。目前水泥电窑炉、微晶玻璃电窑炉、高温蒸汽热泵、蓄热电锅炉、纯电动船、生物质直接利用、废弃物直接利用等技术的投资成本或者使用成本仍较高，导致与终端燃煤技术相比经济性不占优势，市场接受度不强。与此同时，部分电气化技术性能仍有待提升。例如目前受电池能量密度及材料性能影响，电动车充一次电行驶的距离较短且充电时间较长，以及热泵技术在极寒天气下仍存在能效下降等问题。

三是相关基础设施建设需要进一步完善。天然气管网建设方面，我国当前已初步形成全国范围内天然气输送主干网络，但一方面距离实现不同区域输能互联互通仍有差距，另一方面部分地方天然气管网多集中在城市中心，城郊、乡镇和农村地区，管网建设力度仍显不足。“最后一公里”建设的滞后制约下游用户消费需求。电动汽车充换电网络建设方面，从宏观层面看，目前我国电动汽车充换电网络建设过程中覆盖面仍有较大提升空间，尤其在二、三线城市建设力度略显不足；从微观层面看，仍面临私人充电桩安装空间不足，公共充电桩技术革新和运维难度大，以及车网协同能力有待提升等关键问题。

我国终端清洁替代仍有发展空间

我国电气化整体水平已超过全球平均水平和部分发达国家，但商业、工业、居民电气化水平分别与国际最高水平相比，仍有一定距离。根据国际能源署统计数据，2019年我国电能占终端能源消费的比重低于日本1.8个百分点，比德国、英国、美国分别高7.4、6.8、6.1个百分点。其中，我国的工业电气化水平已经接近33%，超过全球平均水平，但在典型国家中仍处于中等水平，低于韩国、南非、日本、法国、德国、英国，较工业电气化水平最高的韩国低16.8个百分点；我国居民电气化水平达到26%，低于日本、美国、巴西、法国、韩国、英国，较居民电气化水平最高的日本低24.7个百分点；我国的商业电气化水平为44.9%，低于世界平均水平7.5个百分点，较商业电气化水平最高的巴西低47.4个百分点；交通电气化水平为4.4%，落后于俄罗斯，预计随着电动汽车、燃料电池汽车、电动船舶技术发展，未来交通领域替代潜力巨大。

我国可再生能源直接利用近年发展迅速，2010年到2019年比重增加了1.7个百分点，占比已超出部分发达国家，但从总量来看仍远小于其他终端能源品类。根据国际能源署统计数据，2019年我国可再生能源直接利用比重低于德国1.5个百分点，较日本、英国、美国分别高3.7、1.9、1.5个百分点。其中，通过太阳能热收集技术用于居民日常供暖的太阳能直接利用，以及通过热交换泵或地热蒸汽泵等实现建筑高效供暖供冷的地热能直接利用在我国发展态势良好。然而我国在工业、商业及服务业中通过生物质碳化、热解及化学转化等手段实现生物质能直接利用非常少，对来自工业、医院和居民的可燃性废弃物的高效利用也非常少，相较于美国、德国、英国、日本等国家处于仍初始探索阶段。

当前，推进“双碳”目标时不我待，电气化发展成为助力碳达峰碳中和的重要途径。我国在《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》《“十四五”现代能源体系规划》《“十四五”节能减排综合行动方案》等文件中多次提出提升终端用能低碳化电气化水平，在工业、建筑、交通等重点领域全面深入拓展电能替代和清洁替代，并在近期出台的《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》中着重强调建立电能替代推广机制，完善电能替代技术指导，鼓励终端各行业加强清洁电力的利用水平，持续完善绿色电力证书交易、阶梯电价等市场化机制，将提升我国电能占终端用能比重作为实现“双碳”目标的重要手段。近日出台的《进一步推进电能替代的指导意见》指出，未来要拓宽电能替代领域，到2025年电能占终端能源消费比重提高至30%左右；未来终端用能绿色低碳转型将与消纳可再生能源、提升能源利用效率结合起来，优先使用高效节能、灵活互动的替代技术；未来各地的电能替代发展目标制定需要因地制宜考虑本地基础设施、供电能力、资源禀赋的条件，以保障能源安全可靠供应为前提；并从规划统筹衔接、电力服务保障、投融资支持、电价和电力市场机制等方面提出了工作方向。

作者：

国网能源研究院有限公司 霍沫霖 马捷 郑海峰