目前，全球電能替代已經(jīng)取得積極進(jìn)展，全球電氣化水平穩(wěn)步提升。隨著全球能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，電能替代將迎來(lái)新的發(fā)展契機(jī)，各國(guó)政府將進(jìn)一步采取積極舉措，從促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步、提高電能經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力、提供政策刺激及保障等層面開(kāi)展工作，力促電能替代工作進(jìn)一步開(kāi)展，實(shí)現(xiàn)全球2攝氏度的溫度控制情景計(jì)劃。
全球電能替代發(fā)展現(xiàn)狀
全球電氣化水平呈單調(diào)遞增趨勢(shì)。目前，全球約1/5的終端用能來(lái)自電力，是僅次于石油的第二大能源消費(fèi)品種。1980～2014年，電力占全球終端能源消費(fèi)的比重從10.9%增至18.4%，上升7.5個(gè)百分點(diǎn)，煤炭和石油的占比明顯下降。
主要國(guó)家電氣化水平均呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。美國(guó)從1980年的13.3%上升到2014年的21.9%，上升8.6個(gè)百分點(diǎn)；歐盟從1990年的16.5%上升到2014年的21%，上升4.5個(gè)百分點(diǎn)；日本從1980年的19%上升到2014年的28%，上升9個(gè)百分點(diǎn)；中國(guó)、印度分別從1980年的4.3%和4.5%上升到2014年的21.3%和14.3%，分別上升17和9.8個(gè)百分點(diǎn)。整體來(lái)看，主要國(guó)家電能占比均呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，日本電能占比最高，中國(guó)增幅最大。
工業(yè)、居民、商業(yè)及其他三大部門(mén)的電氣化水平從1980年以來(lái)都有了顯著提高，交通部門(mén)的電氣化水平始終保持1%左右。1980～2014年，工業(yè)部門(mén)的電氣化水平提高了10個(gè)百分點(diǎn)，煤炭占終端能源消費(fèi)的比重依然處于較高水平，石油占比下降15個(gè)百分點(diǎn)；居民生活領(lǐng)域的電氣化水平提高9個(gè)百分點(diǎn)，煤炭和石油占終端能源消費(fèi)的比重分別下降6和7個(gè)百分點(diǎn)；商業(yè)及其他部門(mén)的電氣化水平提升迅速，提高29個(gè)百分點(diǎn)，煤炭和石油占終端能源消費(fèi)的比重分別下降11和18個(gè)百分點(diǎn)；交通部門(mén)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)整體保持穩(wěn)定，電氣化水平始終維持在1%左右，能源消費(fèi)依然以石油為主（見(jiàn)圖1、圖2）。
影響電能替代發(fā)展的主要因素
技術(shù)因素
電能替代技術(shù)不斷進(jìn)步，推廣應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。2030年以前，電能替代技術(shù)已經(jīng)具備較好的應(yīng)用基礎(chǔ)。“電代煤”主要替代技術(shù)包括電采暖、熱泵、蓄熱電鍋爐、電炊具等；“電代油”主要替代技術(shù)包括電動(dòng)汽車(chē)、電氣化鐵路、電窯爐、電泵等；“電代氣”主要替代技術(shù)包括電炊具、電熱水器、電采暖等，該類成熟技術(shù)的推廣應(yīng)用將成為2030年前電能替代的主要技術(shù)支撐；2030～2050年，電能替代技術(shù)不斷進(jìn)步、用能工藝出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，電能替代能力將進(jìn)一步提升（見(jiàn)表）。
經(jīng)濟(jì)因素
電能替代的經(jīng)濟(jì)性將逐漸顯現(xiàn)。電能替代經(jīng)濟(jì)性主要取決于電能相比其他能源的成本。2030年以前，交通領(lǐng)域電動(dòng)汽車(chē)、電氣化鐵路等相對(duì)于傳統(tǒng)交通工具已具備經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，可大力推廣；工業(yè)、居民、商業(yè)在“電代煤/油/氣”方面經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)尚不顯著，但環(huán)保壓力將促進(jìn)該領(lǐng)域的部分替代；2030～2050年，在全球節(jié)能減排大環(huán)境下，隨著外部環(huán)境成本內(nèi)部化、征收碳稅、可再生能源發(fā)電成本降低、低谷電價(jià)優(yōu)惠等措施的實(shí)施，電能替代將逐步建立相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，替代能力也將大幅提升。
政策因素
電能替代政策需不斷完善，促進(jìn)電能替代工作的高效開(kāi)展。2030年以前，全球主要國(guó)家和地區(qū)需要不斷加強(qiáng)金融補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、技術(shù)推廣、能效和用能設(shè)備質(zhì)量管理等標(biāo)準(zhǔn)建立、基礎(chǔ)設(shè)施投資等方面的政策法規(guī)，為電能替代工作的開(kāi)展提供有力支撐。2030～2050年，需要進(jìn)一步制定限制性環(huán)保政策、財(cái)政補(bǔ)貼政策、特殊電價(jià)政策、智能電網(wǎng)等配套設(shè)施建設(shè)等相應(yīng)扶持政策，更好地推進(jìn)電能替代工作的開(kāi)展。
2攝氏度情景全球能源供需分析模型原理
國(guó)網(wǎng)能源研究院2攝氏度情景全球能源供需分析模型遵循“自下而上”與“自上而下”相結(jié)合的建模思路，基本邏輯為從經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展到終端能源需求、從終端能源需求到一次能源供應(yīng)、從一次能源供應(yīng)到能源環(huán)境排放。模型采用模擬技術(shù)構(gòu)建，具體技術(shù)包括時(shí)間序列、趨勢(shì)外推、計(jì)量經(jīng)濟(jì)、單位產(chǎn)品能耗分析、單位產(chǎn)值能耗分析、周轉(zhuǎn)能耗分析、能源系統(tǒng)（平衡）分析等，模型分析的方法為情景分析法。
模型綜合考慮影響全球能源供需的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人口增長(zhǎng)、技術(shù)進(jìn)步、能源政策等重大因素,據(jù)此設(shè)計(jì)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展情景參數(shù)（包括GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口、高耗能行業(yè)主要產(chǎn)品產(chǎn)量、各種交通運(yùn)輸方式的周轉(zhuǎn)量等能源服務(wù)需求），并應(yīng)用各種模擬技術(shù)計(jì)算分部門(mén)、分品種終端能源需求，匯總得到終端用能總量。接下來(lái)，考慮發(fā)電、供熱、煉油、煉焦等加工轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，以全球溫升控制2攝氏度目標(biāo)下的二氧化碳減排為主要目標(biāo)，以能源供需平衡、能源資源、環(huán)境容量、生產(chǎn)能力、加工轉(zhuǎn)換能力、清潔能源發(fā)展目標(biāo)、投資成本等為約束,通過(guò)能源系統(tǒng)（平衡）分析計(jì)算分品種一次能源需求總量和供應(yīng)結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)分品種一次能源供應(yīng)及排放因子核算二氧化碳排放，并將結(jié)果反饋至終端能源和一次能源的計(jì)算求解，直至滿足模型設(shè)定的排放目標(biāo)。模型框架如圖3所示。
全球電能替代中長(zhǎng)期發(fā)展展望
全球電能替代具有巨大潛力，電能占終端用能的比重將持續(xù)上升，最終將成為最主要的終端能源消費(fèi)品種。根據(jù)未來(lái)清潔能源發(fā)展以及各領(lǐng)域用能方式、用能效率提升的趨勢(shì)判斷，2攝氏度情景下，2030年以前，全球電能占終端用能比重平穩(wěn)上升，2030年達(dá)到24%，比2010年提高6個(gè)百分點(diǎn)；2030年以后，技術(shù)發(fā)展推動(dòng)電能替代加速，2040年達(dá)到36%；2050年電能占比翻倍，達(dá)到54%。
工業(yè)部門(mén)電能占終端用能比重增長(zhǎng)迅速，工業(yè)自動(dòng)化和智能化、廣泛使用清潔電力和熱力將是下一步工業(yè)電能替代重點(diǎn)。預(yù)計(jì)工業(yè)部門(mén)電能占終端用能比重在2030年達(dá)到34%，2040年達(dá)到47%，2050年達(dá)到65%。
交通運(yùn)輸部門(mén)電能替代將呈跳躍式發(fā)展。交通電氣化已經(jīng)成為各國(guó)政府和產(chǎn)業(yè)界共識(shí)，電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)將成為未來(lái)“以電代油”的主要途徑。預(yù)計(jì)未來(lái)全球交通領(lǐng)域的電能替代潛力巨大。預(yù)計(jì)交通運(yùn)輸部門(mén)電能占終端用能比重在2030年達(dá)到3%，2030年后電動(dòng)汽車(chē)保有量將迅猛增長(zhǎng)，推動(dòng)交通領(lǐng)域電能占比在2050年達(dá)34%左右。
居民生活、商業(yè)及其他電能替代將呈現(xiàn)遞進(jìn)式勻速發(fā)展。欠發(fā)達(dá)地區(qū)電力供應(yīng)能力的提升及現(xiàn)代化、智能化生活的推廣，發(fā)達(dá)地區(qū)零能耗建筑、智能家居、智慧城市等概念的實(shí)踐和發(fā)展，將成為居民生活及商業(yè)領(lǐng)域電能替代的主要推動(dòng)力。預(yù)計(jì)2030年居民生活、商業(yè)及其他電能占終端用能比重將分別達(dá)到30%和52%，2050年將分別達(dá)到59%和81%。
結(jié)論與建議
全球電能替代潛力巨大，電能最終將成為最主要的終端能源消費(fèi)品種。隨著電能替代技術(shù)的不斷進(jìn)步、電能替代經(jīng)濟(jì)性的逐步凸顯、電能替代政策的不斷完善，全球電能替代將迎來(lái)快速發(fā)展。展望期內(nèi)，2030年前電能占終端用能比重平穩(wěn)上升，2030年后，技術(shù)發(fā)展推動(dòng)電能替代加速，電能占比將由當(dāng)前的19%上升到2050年的54%。工業(yè)、交通、居民、商業(yè)及其他行業(yè)為電能替代的主要領(lǐng)域。其中，工業(yè)、居民、商業(yè)及其他行業(yè)當(dāng)前電氣化水平較高，未來(lái)將穩(wěn)步上升；交通運(yùn)輸領(lǐng)域電氣化水平起點(diǎn)較低，未來(lái)將呈現(xiàn)跳躍式快速發(fā)展。
我國(guó)政府需積極順應(yīng)全球電能替代發(fā)展趨勢(shì)，緊密結(jié)合全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向，在推進(jìn)《關(guān)于推進(jìn)電能替代的指導(dǎo)意見(jiàn)》等已出臺(tái)政策措施落地實(shí)施的同時(shí)，進(jìn)一步出臺(tái)限制性環(huán)保政策、特殊電價(jià)政策、財(cái)政補(bǔ)貼及稅收優(yōu)惠等配套法規(guī)政策，加大電能替代技術(shù)研發(fā)及推廣，加快相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定，加快智能電網(wǎng)等配套設(shè)施建設(shè)，為電能替代工作的開(kāi)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)、政策、資金保障，推進(jìn)我國(guó)電能替代工作的高效開(kāi)展，為實(shí)現(xiàn)全球2攝氏度溫度控制目標(biāo)及我國(guó)承諾2030年碳排放強(qiáng)度在2005年基礎(chǔ)上降低60%～65%的碳減排目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。 來(lái)源:《中國(guó)電力企業(yè)管理》
