安徽省电能替代的节能减排效应分析

张波1郭文哲2马大卫3尤佳1金备1李方一2

1.国网安徽省电力有限公司2.合肥工业大学3.国网安徽省电力有限公司电科院

摘要：总结近年来安徽省电能替代改造项目的替代电量、领域与城市，并基于不同能源品种的热值和污染物排放系数，对电能替代的节能与减排效应进行了测算评估。结果显示，安徽省推广实施电能替代取得良好成效，2014~2018年总替代电量达到230.41亿kWh，90%集中在工（农）业生产制造领域，实现节约标准煤531万t，减少PM、SO2、NOx排放近15万t。“十四五”期间，安徽省将进一步挖掘替代潜力，促进节能减排。

关键词：电能替代；环境效益；节能效应；大气污染物减排资助项目：国家电网有限公司管理咨询项目（编号：81120018002）。DOI:10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2019.12.007

EnergyConservationandEmissionReductionEffectsofElectric

PowerSubstitutioninAnhuiProvince

ZhangBo1,GuoWenzhe2,MaDawei3,YouJia1,JinBei1,LiFangyi21.StateGridAnhuiProvinceElectricPowerCo.,Ltd.2.HefeiIndustrialUniversity

3.StateGridAnhuiProvinceElectricPowerCo.,Ltd.ElectricalPowerScienceResearchInstitute

Abstract:Inthispaper,thereplacementpower,distributionfieldandcityoftheelectricsubstitutionproj-ectinAnhuiprovinceinrecentyearsaresummarized.TheresultsshowthatthepromotionandimplementationofelectricpowersubstitutioninAnhuiprovincehasachievedpositiveresults.From2014to2018,thetotalelec-tricpowersubstitutionreached23.041billionkWh,90%ofwhichwerefromindustrialandagriculturalfields.Electricpowersubstitutioncontributedtosaving5.31milliontonsofstandardcoalofenergyandreducing150ktofemissionsofPM,SO2andNOx.Thepotentialofelectricsubstitutionshouldbefurtherexploredtopromoteenergyconservationandemissionreductioninthe14thFive-yearPlaninAnhuiProvince.Keywords:ElectricPowerSubstitution;EnvironmentalBenefits;EnergyConservationEffect;Re-ductioninAirPollutantEmission方来”的能源消费模式，通过加大跨区送电力度，加快推广电动汽车、电采暖、电蓄能、农业电力排灌等各个领域的电能替代，减少了燃煤燃油的使用和污染物排放，产生了良好的社会、经济和环境效益[1]。2016年，国家发展改革委等八部委发布了《关于推

1安徽省电能替代基本情况

实施电能替代是推动能源消费革命、实现节能减排的重要举措。自2013年启动电能替代战略以来，国家电网积极倡导“以电代煤、以电代油、电从远

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ENERGY CONSERVATION FORUM安徽省电能替代的节能减排效应分析

上海节能 ENERGY CONSERVATION FORUM进电能替代的指导意见》，为电能替代提供了强有力的政策支持。

在相关政策及国家电网公司的指导下，安徽省在电能替代领域也取得了突出的成绩，2017年，安徽省能源局发布《关于推进安徽省电能替代的实施意见》，为电能替代全面加速实施提供了战略指导和政策支持。本文在安徽省2014年～2018年电能替代项目相关数据基础上，通过化石采暖（制冷）领域、工（农）业生产制造领域、交通领域、电力供应与消费领域、居民生活领域，每种领域又包含不同的电能替代改造技术，共19类。

此外，本研究还结合实际调研，考察了安徽省电能替代技术改造前后的用能设备和方式。改造前化石能源燃烧设备多以表面加热为主，如民用散煤、工业燃煤、燃油、燃气使用的锅炉、窑炉等。其能源的利用效率较低，普遍利用效率在20%～能源消耗估算、大气污染物减排计算方法，从地级75%之间[2]。使用汽油、柴油为动力的驱动机设备市、行业、技术多层次展现电能替代的实施成效和的能源利用效率在30%～40%之间，少数大型增节能减排效应，为进一步引导和推动电能替代提压柴油驱动机及大型汽轮、飞机辅机发电机组处于供借鉴。

超临界状态下以及对余热的利用，能源效率达到2样本数据说明

40%以上[3]。电能替代技术改造后，对电能的利用效率一般能达到90%及以上。基于已有文献和实安徽省电能替代项目清单包含了电能替代项际调研，对电能替代改造前后设备的能源利用效目实施年份、类型、所在地级市、用电功率以及项目率、各种能源的污染物排放系数进行取值，如表1年替代电量等信息。主要涉及以下五个领域：居民

所示。电能的热值系数取3600kJ/kWh，根据安

表1电能替代改造前后污染物排放因子及其他相关参数

改造前能源热值污染物平均排放系数kg/t用能领域改造前用能设备能源效率用能类型系数[4]改造后用能设备改造后kJ/kgPMSO2NOX能源效率分散式炭炉取暖[5]

20%民用散煤230209.9020.721.62分散式电采暖95%居民采暖（制冷）领

燃煤锅炉集中采暖[6]

30-60%工业用煤209085.708.402.90电（蓄）热锅炉，热泵90%域

燃气供热机组[7]45-75%天然气38460kJ/m3

0.24g/m3

0.15g/m3

0.63g/m3

民用空调

90%

35-65%

工业用煤209085.708.402.90工业（燃煤、燃油）锅工业电锅炉，建材炉、窑炉、冲天炉[6]

40-70%工业燃油418160.261.903.67电窑炉，冶金电炉，90%

工（农）业45-75%

天然气

38460kJ/m3

0.24g/m3

0.15g/m3

0.63g/m3

电烤炉

生产制造电动（空压、破碎、领域

燃油（空压、破碎、鼓风、挖掘）驱动机，燃鼓风、挖掘）机，矿

油（制氧、喷淋、灌35%柴油426520.330.9911.9山采选皮带廊，电90%

溉）机，燃油汽运[8]动（制氧、喷淋、灌溉）机

民用燃油汽车

[9]

35%汽油430700.270.131.33电动汽车90%交通领域

市政燃油公交车[9]35%柴油426520.330.9911.9电动公交车90%飞机燃油辅机驱动[10]35%航空燃油430700.040.401.25机场桥载设备90%船舶靠岸辅机驱动[11]

35%柴油426520.330.9911.9港口岸电

90%[7]

45%

工业用煤

20908

5.70

8.40

2.90

自备（蓄）电厂、地电力消费燃煤自备电厂方电厂替代95%

与供应领

域

燃油（驱动、加压）机[9]35%柴油426520.330.9911.9油田钻机油改电、油气管线电力加压90%

居民生活领域

燃气厨炊[8]25%天然气38460kJ/m30.24g/m30.15g/m30.63g/m3电炊具

95%

SHANGHAI ENERGY CONSERVATION20182019年第0812 期期993

上海节能徽省燃煤火电的在线监测数据及全省电力结构，计算安徽省全网供电的PM、SO2、NOX排放系数分别为0.023g/kWh、0.104g/kWh和0.156g/kWh。通过计算电能替代前化石能源的消耗量与排放量，以及电能替代后电能的消耗量与供电排放量，对各项技术进行加总后比较，从而得到安徽省电能替代的节能与减排效应。

3安徽电能替代化石能源的成效

3.1替代电量及分布特征

2014年～2018年期间，安徽省推广电能替代而产生的替代电量达到了230亿kWh。如图1a所示，从总体看，替代电量呈现出逐年上升趋势，2018年替代电量超过60亿kWh，相比2014年增长了2倍。在每年的替代电量中，工（农）业生产制造领域占据绝对地位，其次是交通领域，两者占近五年总替代电量的95%以上，是安徽省优先实施电能替代技术改造的重点领域。

从地级市的对比看，芜湖、合肥、马鞍山和铜陵四个地级市近五年累积替代电量较高，分别为29亿kWh、28亿kWh、24亿kWh、22亿kWh，如图1b所示。由于电能替代项目主要集中在工业生产制造领域，因此，其替代电量与各地区的产业分布特征高度相关。芜湖、合肥、马鞍山和铜陵等市是安徽省工业较为发达的地区，也是电能替代技术改造的重点地区。而黄山、池州和亳州市，多以旅游业及农产品生产制造加工业为主，电能替代潜力还有待挖掘。

a.按年度划分

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ENERGY CONSERVATION FORUMNo.12No.0820192018b.按地级市划分

c.按替代技术类型划分

图12014年～2018年安徽省完成的电能替代量分布情况

将电能替代进一步细分为19种不同的电能替代技术类型，对其累积替代电量进行对比，如图1c所示。其中，冶金电炉、建材电窑炉占比最高，分别为32%、28%，其次是交通、矿山采选、辅助电动力以及工业电锅炉，其替代电量分别占该领域总替代电量的11%、9%、8%、6%，其他领域占6%。3.2替代化石能源量及节能效应

基于不同能源的热值与使用效率，根据2014年～2018年每年的替代电量及替代能源，估算出项目替代前化石能源消耗量，如表2所示。其中工业用煤和柴油是电能替代中主要替代的化石能源，近五年替代总量分别为792万t和141万t，其他如工业燃油、燃气以及航空燃油替代量较少。安徽省在以电代煤领域取得良好的成效后，替代的化石能源类

型由“以煤为主体”转向“煤、油、气多元化”方向发

安徽省电能替代的节能减排效应分析

上海节能 ENERGY CONSERVATION FORUM展，加快了终端能源结构的转变。电能替代能产生显著的节能效应，将各类能源折合成标准煤，2018年通过电能替代而实现节约标准煤147万t，2014年～2018年共实现节能标准煤531万t。3.3替代化石能源的减排效应

结合表1中各类大气污染物排放因子，测算2014年～2018年安徽省电能替代的大气污染物减且部分排放标准相对更加严格，因此，以电代煤的减排效应更加突出。3.4地级市污染物减排效应

安徽省2014年～2018年电能替代为各地级市实现的污染减排量如图3所示。其中，减排量较多的三个地级市为芜湖市、马鞍山市、合肥市，实现PM、SO2、NOx减排之和分别达到2.21万t、1.97万t、排量，五年间实现减排PM、SO2、NOx三种大气污染1.74万t，分别占全省减排量的15%、13%、12%；减物分别为4.54万t、6.63万t、3.70万t，减排效果显排量较低的地级市为黄山市、淮北市、亳州市和淮著。如图2a和2b所示，电能替代各个领域中，建材南市，减排量小于0.5万t。

电窑炉和冶金电炉的减排量最多，两者减排量之和根据安徽省政府2018年出台的《安徽省打赢占总减排量的76%，其次是矿山采选、辅助电动力蓝天保卫战三年行动计划实施方案》，到2020年，以及轨道交通三种替代技术，占总减排量的10%，SO2、NOx排放总量均比2015年下降16%。PM2.5未且减排污染物主要为NOx，主要是由替代能源的类达标区市浓度比2015年下降18%以上，各区市空型决定。建材电窑炉和冶金电炉主要替代燃煤，而气质量优良天数比例达到国家考核要求，重度及以其他电能替代技术替代的主要为汽油、柴油等燃油上污染天数比例较2015年下降25%以上。测算结类化石能源，燃油燃烧的排放系数低于燃煤排放，

果显示2016年～2018年安徽省实施电能替代项目

表2安徽省电能替代化石能源的数量及节能效应

工业用工业燃工业燃气汽油/柴油/航空燃天然气合计（标准替代电量年份民用散节能效应煤/（万t）煤（万t）油（万t）（万m）3（万t）（万t）油（万t）（万m）3煤）（万tce）折合标准煤（万tce）（万tce）20141.0801.210102.640158373254820150.51842.824050.41405991605610420160.11662.420890.528018061675810920170.41582.420890.5460.49431886612220180.32033.126711.1490.2125422679147合计2.379211.9102655.11410.66188814283531a.按年度划分

b.按替代技术类型划分

图2实施“电能替代”引起的大气污染物减排量

SHANGHAI ENERGY CONSERVATION20182019年第0812 期期995

上海节能No.12No.0820192018图3安徽省各地区污染物减排量

带来的PM、SO2和NOx的减排量分别为3.03万t、4.42万t、2.78万t，为全省完成2020年三种大气污染物减排目标做出了巨大贡献。

点区域即空气质量较差的城市，重点行业即仍然使用燃煤锅炉、窑炉、冶金炉的工业行业。通过严格查处不达标企业，发放设备补贴、用电补贴等政策激励企业实施改造，提高电能在终端能源消费中的比重。此外，还应继续推动新能源并网及清洁电力的输入，从源头提升电能的清洁度。

4结论及建议

1）近年来，在政府有关部门与市场主体的共同努力下，安徽省在电能替代化石能源方面取得了突出成效。2014年～2018年，累计替代电量达到230亿kWh，替代能源以工业用煤、工业燃油、民用散煤为主。芜湖市、马鞍山市、合肥市和铜陵市是安徽省电能替代量较高的地区。

2）电能替代的技术类型呈现多元化的趋势，其替代化石能源类型由“以煤为主体”转向“以煤、油、气多元化”方向。由于电能具有较高的转化效率，电能替代具有良好的节能效应，2014年～2018年共实现节能约531万t标准煤。

3）2014年～2018年，电能替代化石能源帮助安徽省减少了PM、SO2、NOx的排放，分别为4.54万t、6.63万t、3.70万t，为改善区域空气质量做出了巨大贡献，有助于安徽省完成2020年大气污染物浓度控制目标。

4）安徽省作为承接中东部的重要经济区和工业集聚地，在经济发展和节能减排方面存在较大压力。2018年，安徽省每年非电煤的使用量接近7000万t，电能替代及由此产生的节能减排潜力仍然有待挖掘，尤其是部分重点区域和重点行业。重

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