空氣污染是當今世界面臨的嚴重生態(tài)環(huán)境問題之一，是中國、印度等發(fā)展中國家的“心肺之患”。不久前，國際能源署（IEA）發(fā)布的《IEA世界能源展望2016：能源與空氣質量特別報告》（以下簡稱《報告》）稱，空氣污染每年造成大約650萬人早亡，成為繼高血壓、飲食風險和吸煙之后的全球第四大健康危害因素。
《報告》提出了以人為本、體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念的 “清潔空氣方案”。筆者認為最根本、最有效的舉措是加快清潔替代和電能替代，特別是在能源需求增長放緩的大背景下，以更大決心和力度推進電能對煤炭、石油等化石能源的替代。
現(xiàn)有能源環(huán)境政策需調整
能源燃燒是引起空氣污染和氣候變化的最主要原因，能源政策也因此成為改善空氣質量和應對氣候變化的最關鍵政策。隨著人們越來越重視空氣污染，并在《巴黎協(xié)定》確定的年度目標下加快能源轉型，許多國家已經在能源政策中加大考慮空氣質量影響，擴大污染控制范圍，不斷加強空氣質量監(jiān)管。盡管如此，現(xiàn)有的空氣污染治理和能源政策仍不能明顯改善未來的空氣質量和人民健康水平。
根據(jù)IEA研究結果，在延續(xù)目前政策措 施的情景下，到2040年：全球一次能源需求將達到180億噸標準油，比2013年提高1/3；能源結構有所優(yōu)化，需求增量中超過1/3來源于零排放的風能、太陽能、水力發(fā)電和核能，30%來自天然氣，其余來自煤炭、石油和生物質；二氧化硫、氮氧化物和PM2.5排放分別比2015年降低20%、10%和7%。工業(yè)化國家的排放會持續(xù)下降，中國排放也將下降，印度、東南亞地區(qū)和非洲排放將上升，因為能源需求增長會抵消有關空氣質量的政策努力，眾多國家的空氣污染仍將持續(xù)惡化。
針對這種情況，IEA基于已被驗證有效的能源和空氣質量政策以及現(xiàn)有技術，提出了更為積極的“清潔空氣方案”：可以使2040年污染物排放水平下降一半而能源投資總額僅增加7%。概括起來，核心就是在總需求合理增長的前提下，在家庭、交通、工業(yè)等終端用能環(huán)節(jié)提高電能、天然氣對煤炭、生物質、燃油等化石能源替代，在一次能源供應環(huán)節(jié)提高清潔可再生能源對化石能源替代。
提升電能在終端用能比例是根本
從影響全球空氣質量的三大類污染源來看，二氧化硫主要來源于電力和工業(yè)領域的煤炭使用，氮氧化物主要來源于交通領域的石油使用，而顆粒物則主要來源于生物 質、煤油和建筑領域的煤炭利用。因此，提高電能對終端煤炭、石油、生物質及煤油使用的替代，可以有效控制空氣污染。
煤炭是傳統(tǒng)化石能源利用中污染物排放的最大來源，其中，又以煤質差、燃燒效率低的散燒煤排放為主。中國是世界上最大的煤炭消費國，每年散煤消費約為8億噸，主要用于采暖小鍋爐、工業(yè)小鍋爐（窯爐）、農村炊事和采暖，約占煤炭消費總量的20%左右。散燒煤未經清潔處理就直接燃燒，且無污染物處理裝置，致使大量污染物直接排放到空氣中。據(jù)了解，如果將中國每年8億噸散煤全部轉為電煤利用，終端用能環(huán)節(jié)以電代煤，燃煤污染排放至少將下降54%。
從工業(yè)領域來看，提高電氣化水平也有助于減少煤炭使用和排放。采用加熱器將電能轉化為熱能的電鍋爐，適用于化工、造紙、印染、制藥等各行業(yè)工業(yè)用熱，熱效率可以達到98%左右，遠高于燃煤鍋爐60%左右的熱效率。根據(jù)中國工業(yè)窯爐和電窯爐技術應用情況，預計電窯爐技術替代潛力約為2750億千瓦時，完全替代條件下可以減少直接燃煤8300萬~9500萬噸，相應減少二氧化硫排放44萬~50萬噸，氮氧化物5.1萬~5.8萬噸。
交通領域以燃油消費為主，消耗了全球近1/3的能源，并成為氮氧化物、碳氫化合物、一氧化碳、含鉛化合物等污染物的主要 排放源。為減少石油依賴和尾氣排放，通過電動汽車、電氣化鐵路、港口岸電替代等技術實現(xiàn)電能對燃油的替代，已經成為世界各國共識。
生物質、煤油和建筑領域的煤炭利用主要用于居民采暖和炊事。今天，全球仍有12億無電人口，廣泛采用石油/煤油燈進行照明；撒哈拉以南非洲、印度和低收入亞洲國家的27億人口，仍以傳統(tǒng)的固體生物燃料（木、木炭、農業(yè)廢棄物和動物糞便）為主進行炊事。這些固體生物質燃料燃燒不充分產生的排放物占所有家庭PM2.5排放物的90%，解決這一問題現(xiàn)實可行的選擇，是以電力代替煤油照明和固體燃料利用。
從當前條件來看，加強末端治理、加大天然氣使用比例、發(fā)展生物質能源都能有利于減少空氣污染物和二氧化碳排放。但從長遠來看，由于清潔能源大多需要轉化為電能的形式才能夠被高效利用，需要在與化石能源的競爭中得到發(fā)展，電能替代也為加快清潔能源開發(fā)利用提供了更大的市場需求，因此，推動電能替代、使用零排放的水電、核電、非水可再生能源替代其他能源，是徹底解決空氣污染和碳排放的根本選擇。
全面推進電能替代需完善政策機制
目前由于化石能源使用造成的環(huán)境成 本尚未充分考慮、加上電力價格相對于煤油氣價格缺乏比價優(yōu)勢等因素影響，實施電能替代的市場驅動力仍不足，必須加大宏觀政策引導，加快機制創(chuàng)新和完善。
重點需要改革完善價格機制、利益協(xié)調機制，包括完善峰谷分時電價政策，通過適當擴大峰谷電價價差、合理設定低谷時段等方式，充分發(fā)揮價格信號引導作用；建立清潔能源定向消納機制，試點電能替代企業(yè)與風電等各類發(fā)電企業(yè)開展雙邊協(xié)商或集中競價的直接交易；創(chuàng)新輔助服務機制，合理補償收益，鼓勵通過電能替代項目提供系統(tǒng)調峰服務；完善化石能源價稅政策，將煤炭、石油、天然氣開發(fā)利用造成的環(huán)境成本納入使用成本，減少化石能源補貼。
從中國現(xiàn)階段的電能替代工作進展來看，需要立足實際、因地制宜調動各方積極性，發(fā)揮電能替代的競爭優(yōu)勢。如，在西北、東北等風電資源豐富、采暖期較長的地區(qū)，開展居民蓄熱式電鍋爐和直供式電鍋爐集中供熱試點；在城市地區(qū)的學校、醫(yī)院、商場、辦公等場所，優(yōu)先推廣非連續(xù)分散式電采暖；在長江流域以南地區(qū)優(yōu)先推廣空氣源熱泵；在京津冀等環(huán)境治理要求高、經濟承受力相對較高的地區(qū)，優(yōu)先推進相關行業(yè)工業(yè)鍋爐和電窯爐應用、電采暖以及交通電能替代。 （作者單位：國網能源研究院）
