以“兩個(gè)替代”促進(jìn)河南省霧霾治理路徑研究

環(huán)境污染是現階段河南省面臨的首要問(wèn)題，以煤為主的能源消費結構加劇了河南省大氣污染，霧霾問(wèn)題尤其嚴重。造成霧霾頻發(fā)的因素有多種，主要包括能源消費總量持續攀升、能源消費結構不夠合理、電煤消費比重偏低和機動(dòng)車(chē)保有量快速增長(cháng)等。因此，在河南省實(shí)施“兩個(gè)替代”戰略，倡導綠色、節能、低碳的生活方式，對于推動(dòng)能源革命、保障能源安全、優(yōu)化能源結構、提高能源效率、促進(jìn)節能減排、建設美麗河南意義重大，是破解河南省霧霾難題的有效措施。

一 河南省霧霾現狀及成因分析

隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，以霧霾為主要特征的區域型環(huán)境污染問(wèn)題愈演愈烈。2016年12月16日以來(lái)全國出現嚴重的霧霾天氣，影響范圍多達17個(gè)省區市，污染面積142萬(wàn)平方公里，超過(guò)1/7的國土被霧霾籠罩，其中重度霾影響面積達到58萬(wàn)平方公里，北京、天津、河北、山西、山東、河南等省共23個(gè)城市發(fā)布重污染天氣紅色預警。這期間河南省也經(jīng)歷了大面積灰霾污染，全省18個(gè)省轄市全部出現重度或嚴重污染，其中安陽(yáng)、新鄉、焦作、鄭州、平頂山和漯河共6個(gè)省轄市污染等級“爆表”，霧霾治理形勢十分嚴峻。

（一）河南省大氣污染現狀分析

按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）評價(jià)，2015年河南省18個(gè)省轄市城市環(huán)境空氣優(yōu)良天數平均僅為183天，與北京市相比少3天，與河北省相比少7天，達標率為50.2%，低于全國平均水平26.6個(gè)百分點(diǎn)，排名倒數第一。根據河南省環(huán)保廳發(fā)布的河南省空氣質(zhì)量狀況，2016年前三季度，河南省18個(gè)省轄市環(huán)境空氣平均優(yōu)良天數153天，比上年同期多13天，PM10平均濃度為121微克/立方米，比上年同期下降6.2%；PM2.5平均濃度為66微克/立方米，比去年同期下降13.2%。2016年9月，河南省18個(gè)省轄市在全國338個(gè)地級市的PM10及PM2.5的排名中均在倒數100名之內；其中鄭州市在全國重點(diǎn)區域空氣質(zhì)量排名中位列倒數第4。

（二）霧霾形成機理分析

霾是指各種污染源排放的污染物在特定的大氣流場(chǎng)條件下，經(jīng)過(guò)一系列物理化學(xué)過(guò)程，形成細顆粒物，并在水汽的作用下快速吸濕增長(cháng)，最終導致嚴重的大氣消光現象。污染物包括二氧化硫、氮氧化物、氨、揮發(fā)性有機物、顆粒物等。霾的本質(zhì)是大氣中高濃度的PM2.5引起消光造成大氣能見(jiàn)度嚴重下降。PM2.5是空氣動(dòng)力學(xué)當量直徑小于或者等于2.5微米的大氣顆粒物的總稱(chēng)，是形成灰霾天氣的主要物質(zhì)，對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響很大。PM2.5并不是一種單一成分的空氣污染物，其來(lái)源非常復雜，來(lái)源之一是由污染源直接排出，稱(chēng)為一次顆粒物，其成分主要為元素碳、有機碳、土壤塵等；來(lái)源之二是由氣態(tài)污染物經(jīng)過(guò)冷凝或由多相化學(xué)反應而形成的復合體，稱(chēng)為二次顆粒物，其成分主要有硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽等。

（三）河南省霧霾源解析

河南省PM2.5的來(lái)源中，燃煤、機動(dòng)車(chē)、工業(yè)過(guò)程和揚塵是四大主要污染來(lái)源。其中，燃煤排放占PM2.5來(lái)源的比例高達31%，是河南省大氣PM2.5的第一大來(lái)源；機動(dòng)車(chē)尾氣占比23%；工業(yè)排放占比21%；揚塵占比17%；其他污染因素占比8%。其中“燃煤”是指包括燃煤電廠(chǎng)、集中供暖、居民散燒在內的燃煤排放；“機動(dòng)車(chē)”是指交通流動(dòng)源和非道路機械、農業(yè)機械等的燃油排放；“工業(yè)過(guò)程”是指所有工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的排放，核心仍是工業(yè)用途的燃煤排放；“揚塵”則包括交通道路揚塵、建筑塵、土壤風(fēng)沙塵等；“其他”是指農牧業(yè)氨排放、廚房油煙、裝修噴涂等其他污染源。

（四）“兩個(gè)替代”是霧霾治理治本之策

燃煤、機動(dòng)車(chē)和工業(yè)過(guò)程中的燃煤占河南省污染源的75%，因此，實(shí)施“兩個(gè)替代”戰略對河南省霧霾治理具有重要作用。在能源供給側實(shí)施“清潔替代”戰略，大力開(kāi)發(fā)風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等清潔能源，減少河南省化石能源消耗，尤其是煤炭消耗，對于河南省降低二氧化硫、氮氧化物、粉塵等大氣污染物排放，調整能源消費結構、促進(jìn)能源轉型具有重要的作用；在能源消費側實(shí)施“電能替代”戰略，以電能代替燃煤和燃油消耗，尤其是散燃煤。大力利用清潔綠色高效電能，提高電能在終端能源中的比重，在提高人民電氣化生活水平的同時(shí)，還能進(jìn)一步降低霧霾污染物的排放。

2015年，河南出臺了最為嚴厲的“1+6+7”體系，包括1個(gè)意見(jiàn)（《關(guān)于進(jìn)一步強化大氣污染防治工作的意見(jiàn)》），6項制度性保障文件（《黨委、政府及有關(guān)部門(mén)環(huán)境保護工作職責》、《河南省黨政領(lǐng)導干部生態(tài)環(huán)境損害責任追究實(shí)施細則》、《河南省環(huán)境監管網(wǎng)格化實(shí)施指導意見(jiàn)》、《河南省排污許可管理暫行辦法（試行）》、《河南省城市環(huán)境空氣質(zhì)量生態(tài)補償暫行辦法》和《河南省大氣污染防治考核辦法（試行）》）；7大領(lǐng)域專(zhuān)項攻堅方案（通過(guò)“調、禁、改、關(guān)、?！?，統籌推進(jìn)揚塵污染治理、工業(yè)大氣污染治理、燃煤污染治理、重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機物污染治理、黃標車(chē)淘汰和老舊車(chē)及機動(dòng)車(chē)污染治理、秸稈禁燒、重污染天氣應急應對攻堅實(shí)施方案），全面實(shí)施藍天、碧水、清潔等重大環(huán)保工程。2015年河南省二氧化硫和氮氧化物排放量減少5.39萬(wàn)噸和15.96萬(wàn)噸，同比削減4.50%和11.23%。河南省通過(guò)推進(jìn)“兩個(gè)替代”戰略，2015年電能替代電量、新能源發(fā)電量和外電入豫電量分別為53.8億千瓦時(shí)、15.3億千瓦時(shí)和314億千瓦時(shí)，推動(dòng)改造超低排放機組1147萬(wàn)千瓦，合計減少二氧化硫和氮氧化物排放量為4.06萬(wàn)噸和10.9萬(wàn)噸，貢獻率達到75%和68%，其中實(shí)施超低排放貢獻達38%和43%。2016年電能替代電量、新能源發(fā)電量和外電入豫電量分別為80.85億千瓦時(shí)、55.6億千瓦時(shí)和394.04億千瓦時(shí)，減排二氧化硫和氮氧化物排放量為8.86萬(wàn)噸和17.7萬(wàn)噸。

二 以電能替代促進(jìn)河南省霧霾治理的路徑研究

電能替代是以電能替代煤炭、石油等化石能源的直接消費，提高電能在終端能源中的比重。加快推進(jìn)“以電代煤、以電代油、電從遠方來(lái)、來(lái)的是清潔電”電能替代戰略，對于大幅減少直燃煤、減少石油依賴(lài)、減少大氣污染、促進(jìn)霧霾治理、優(yōu)化能源結構、推動(dòng)能源消費革命、落實(shí)國家能源戰略和能源清潔化發(fā)展意義重大。為實(shí)現電能替代目標，本文在分析用戶(hù)用能影響因素和借鑒發(fā)達國家先進(jìn)經(jīng)驗的基礎上，提出河南省推進(jìn)電能替代的可行路徑。

（一）影響電能替代進(jìn)程的因素分析

1.能源價(jià)格

影響用戶(hù)用能的主要因素之一是能源價(jià)格，用戶(hù)對能源價(jià)格的接受程度決定了該能源品種的市場(chǎng)競爭力。目前，用戶(hù)終端用能種類(lèi)主要分為電力、煤炭、天然氣和液化石油氣四大類(lèi)，全部折算成電價(jià)后，等效電價(jià)分別是每千瓦時(shí)0.568元、0.266元、0.304元和0.748元（見(jiàn)表1），電能對于油品的替代具有較強的競爭力。但是，現行的價(jià)格體系沒(méi)能反映能源的環(huán)境成本，使清潔能源的綜合效益未能全部體現出來(lái)；此外，用戶(hù)在考慮能源使用價(jià)格時(shí)，還需對設備的初始投資、運行維護費、設備壽命等進(jìn)行綜合比較。

表1 各能源品種有效可比熱分析

2.能源需求

工業(yè)用戶(hù)中能源主要用于動(dòng)力、控制、照明等方面。工業(yè)用戶(hù)在能源選擇中，主要考慮三方面的因素。一是能源價(jià)格的高低，工業(yè)用戶(hù)種類(lèi)繁多，其能源使用成本占生產(chǎn)成本的比重差異很大，通常高端產(chǎn)品對能源價(jià)格的承受能力相對較強。二是工藝對能源的要求，比如化工產(chǎn)品中，需要天然氣作為化工原料；鋼鐵行業(yè)中，焦炭是重要的原料，對于這類(lèi)行業(yè)電能替代的范圍有限。三是由于工業(yè)用戶(hù)設備投資成本較大，考慮更換原有的用能方式，需要進(jìn)行詳細的經(jīng)濟效益分析。因此，工業(yè)用戶(hù)領(lǐng)域的電能替代需要綜合考慮工藝、能源價(jià)格以及技術(shù)改造成本等多方面的影響。

相對于工業(yè)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，商業(yè)用戶(hù)用能成本較低，對能源價(jià)格的承受能力較強，并且對能源清潔性要求較高，考慮到全國商業(yè)用能還有很大的發(fā)展前景，電能替代應當重點(diǎn)在此領(lǐng)域加大推廣應用。

居民用戶(hù)用能領(lǐng)域主要包括照明、廚衛、采暖/制冷等方面。電力在城鎮終端能源消費市場(chǎng)中具有較強的競爭力，特別是對于城市高收入群體，電價(jià)承受能力強，對電價(jià)波動(dòng)敏感，制定如峰谷電價(jià)、分時(shí)電價(jià)等合理的電價(jià)政策可以提高居民用電積極性。對于廣大農村地區，特別是經(jīng)濟相對落后、偏遠的農村地區，電能并無(wú)較強的競爭優(yōu)勢；隨著(zhù)全國農村經(jīng)濟的發(fā)展，農村電氣化水平的不斷提高，電力在農村終端能源消費市場(chǎng)的競爭力將不斷增強。

3.環(huán)保因素

電力是清潔的二次能源。對終端使用者而言，電能是清潔、零污染的能源，在終端使用電能沒(méi)有任何環(huán)境影響，但燒煤或燒油帶來(lái)的環(huán)境影響卻大不相同，與每度電產(chǎn)生相同的熱量相比：選擇原煤會(huì )向大氣排放5.2766克的二氧化硫和0.6123克的氮氧化物；選擇焦炭會(huì )向大氣釋放3.8915克的二氧化硫和0.3664克的氮氧化物；選擇柴油，會(huì )向大氣排放0.7514克的二氧化硫和0.3015克的氮氧化物。

由于全國79%～80%的電力來(lái)自火力發(fā)電，因此從全過(guò)程看，使用電力也會(huì )向大氣排放二氧化硫和氮氧化物。但電力行業(yè)采取脫硫、脫硝等辦法集中處理污染物，火電廠(chǎng)脫硫效率可達到90%以上，脫硝效率可達80%以上，經(jīng)脫硫、脫硝處理后，電能的硫化物排放量遠低于原煤、焦炭和柴油，氮化物排放量低于原煤、焦炭、汽油、柴油和天然氣。而且隨著(zhù)清潔能源的發(fā)展，電力的排放系數還會(huì )逐步下降，電能的環(huán)保優(yōu)勢將愈發(fā)明顯。

4.其他因素

從安全性看，電能的使用安全是比較有保障的，比如電熱水器的安全性就遠遠高于燃氣熱水器，燃氣熱水器需要專(zhuān)門(mén)的通風(fēng)管道，燒煤需要通風(fēng)換氣，否則一氧化碳聚集會(huì )引起中毒。

從方便性看，供氣需要專(zhuān)門(mén)的管道或者用罐裝氣，如果是老舊小區，加裝管道可能會(huì )破壞房屋結構，存在安全隱患。電力網(wǎng)覆蓋范圍遠遠大于天然氣、液化氣管網(wǎng)，并且電器通常都有定時(shí)功能，給使用帶來(lái)了很大的方便。

從輿情看，降低污染氣體排放，減少霧霾已形成社會(huì )共識，清潔能源的大規模開(kāi)發(fā)利用需要轉換為電能使用。因此，需要加強對電能的推廣，大力推動(dòng)電能在終端能源消費中的替代，構建穩定、經(jīng)濟、清潔、高效、安全的能源供應體系，滿(mǎn)足不斷日益增長(cháng)的能源需求。

（二）國外推進(jìn)電能替代的經(jīng)驗借鑒

美國為提高電氣化水平實(shí)行電能替代，采取了多種措施，包括：頒布政策加速農村電氣化進(jìn)程，設立農村電氣化局，為農村電氣化實(shí)行提供技術(shù)指導；鼓勵電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，一方面出資支持企業(yè)和有關(guān)方面進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，另一方面劃撥專(zhuān)項購車(chē)款用來(lái)購買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)及其他代用燃料汽車(chē)。

歐盟為施行電能替代采取了下列舉措：建立健全相關(guān)標準，包括能效標準、排放標準和新電氣標準；提升環(huán)境保護的社會(huì )影響力，歐盟國家普遍把環(huán)境和社會(huì )誠信、社會(huì )責任掛鉤，推動(dòng)企業(yè)主動(dòng)采取措施降低污染物排放，推進(jìn)電能替代工作的普及。

（三）河南省推進(jìn)電能替代的路徑分析

2016年5月25日，國家發(fā)改委和國家能源局等八部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)電能替代的指導意見(jiàn)》，提出“十三五”期間，全國將全面推進(jìn)在居民采暖、生產(chǎn)制造、交通運輸和電力供應與消費等4個(gè)領(lǐng)域的電能替代。2016年8月15日，河南省發(fā)改委等11個(gè)部門(mén)聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于河南省電能替代工作實(shí)施方案（2016～2020年）》，提出從能源供給側和需求側兩端發(fā)力，強化環(huán)保強制性約束和政策引導性扶持，嚴格控制增量和優(yōu)化調整存量并重，積極推進(jìn)重點(diǎn)區域和重點(diǎn)領(lǐng)域實(shí)施“以電代煤”、“以電代油”，最大限度地減少散燒煤和燃油使用量，加快提升河南省電氣化水平，形成清潔、安全、智能的新型能源消費方式?！笆濉逼陂g，河南省在能源終端消費環(huán)節形成年電能替代散燒煤、燃油消費總量650萬(wàn)噸標準煤能力，帶動(dòng)電煤占煤炭消費比重提高約2.6個(gè)百分點(diǎn)、電能占終端能源消費比重提高2個(gè)百分點(diǎn)以上，減排二氧化碳1607萬(wàn)噸。

1.以電代煤

河南省當前以電代煤主要集中在采暖、烹飪以及提供熱水或蒸汽等用途，主要替代措施包括推廣電采暖、電炊具、熱泵、蓄熱電鍋爐等用電設備。

電采暖具有可控性強，舒適性好和成本較低的優(yōu)勢。從技術(shù)特點(diǎn)看，電采暖系統是以電能為能源，發(fā)熱電纜、電熱膜和碳晶電熱板等設備為發(fā)熱體，將電能轉化為熱能，通過(guò)采暖房間的地面以低溫輻射的方式，把熱量送入房間，具有可控性強，操作方便，舒適性好的優(yōu)點(diǎn)。從經(jīng)濟可行性看，電采暖利用低谷電加熱，減少白天高峰時(shí)段耗電量，針對燃氣（熱力）管網(wǎng)覆蓋范圍以外的城區、郊區、農村等還大量使用散燒煤進(jìn)行采暖，使用電采暖設施替代分散燃煤設施，建設成本比普通水暖系統低，節省建筑空間資源，可利用熱惰性的特點(diǎn)。從替代總量看，河南省城鄉居民用電戶(hù)數逾3000萬(wàn)戶(hù)，受燃氣（熱力）管網(wǎng)敷設限制和傳統習慣影響，目前河南省家庭仍有將近一半為燃煤或爐灶方式，集中供暖家庭覆蓋率低。以每年100萬(wàn)戶(hù)采用以電代煤采暖，一年戶(hù)均燃燒1噸煤計算，每年可減少燃煤100萬(wàn)噸。

電炊具具有效率高、污染小、安全便捷的優(yōu)勢。從技術(shù)特點(diǎn)看，電炊具是以電為能源的各類(lèi)炊具，主要包括電磁爐、微波爐、電飯煲和電水壺等，具有熱效率高、污染小、清潔干凈、便捷、安全等優(yōu)點(diǎn)。從能效水平看，電炊具的終端利用效率可達90%以上，遠遠高于傳統燃氣灶55%左右的熱效率水平，主要市場(chǎng)在農村居民生活領(lǐng)域，體現在家用廚房電氣化水平的提高。從替代總量看，隨著(zhù)城鎮化進(jìn)程和農村配網(wǎng)升級改造的加快，農村居民生活方式將發(fā)生根本性轉變，居民生活用電量有較大的替代空間。按照每年人均居民用電量增加20千瓦時(shí)推算，每年可替代電量18億千瓦時(shí)，相當于減少直燃煤86萬(wàn)噸。

熱泵具有效率高、適用廣的優(yōu)勢。從技術(shù)特點(diǎn)看，熱泵是經(jīng)電力做功，將低位熱能轉換為高位熱能的設備，分為土壤源熱泵、水源熱泵、空氣源熱泵和工業(yè)企業(yè)余熱源熱泵。經(jīng)濟可行性：從能效水平看，熱泵系統COP在3.5～5.5，比傳統空調系統運行效率要高40%。熱泵系統推廣領(lǐng)域主要包括賓館、商廈、寫(xiě)字樓、醫院、學(xué)校、別墅和居民小區等。從替代總量看，河南省境內具有較為豐富的淺層地熱能，河南全省1/4的土地有地熱資源，按照每年新增熱泵應用建筑面積3000萬(wàn)平方米，采暖指標每平方米120瓦和利用小時(shí)數2200小時(shí)計算，每年可替代電量約7.5億千瓦時(shí)，相當于減少直燃煤36萬(wàn)噸。

蓄熱式電鍋爐具有削峰填谷、環(huán)保高效的優(yōu)勢。從技術(shù)特點(diǎn)看，蓄熱電鍋爐是以電力為能源，在電網(wǎng)低谷時(shí)段將電能轉換成熱能，通過(guò)蓄熱介質(zhì)儲存并在電網(wǎng)高峰時(shí)段釋放熱能，以滿(mǎn)足建筑物采暖和生活熱水需要的新型供暖設備，具有熱效率高、環(huán)保、削峰填谷、運行費用低等優(yōu)勢。從能效水平看，蓄熱式電鍋爐熱效率可達98%，高于燃氣鍋爐80%的熱效率水平。蓄熱式電鍋爐使用領(lǐng)域廣泛，主要適用于配電容量富裕、升溫速度要求高、對水溫有一定要求的場(chǎng)所，用于提供生活熱水、采暖和蒸汽。受蒸發(fā)量的限制，目前蓄熱電鍋爐在功能上難以替代大噸位蒸汽鍋爐，考慮以替代10蒸噸以下鍋爐為主。從替代總量看，目前河南省燃煤鍋爐3200余臺，主要分布在南陽(yáng)、焦作、信陽(yáng)等地區，有9800余蒸噸，按照每年替代15%的10蒸噸以下燃煤鍋爐，綜合利用小時(shí)數2000小時(shí)計算，可替代電量潛力約5億千瓦時(shí)，相當于減少直燃煤24萬(wàn)噸。

電窯爐具有控制精度高、運行穩定性好的優(yōu)勢。從技術(shù)特點(diǎn)看，以電為能源，多半以電爐絲、硅碳幫或二硅化鉬作為發(fā)熱組件，依靠電能輻射和導熱原理進(jìn)行氧化氣氛燒制，具有精度高、效率高、穩定性高的特點(diǎn)。從經(jīng)濟可行性看，在陶瓷、玻璃、制藥等行業(yè)市場(chǎng)潛力較大，針對中低溫（1300℃以下）、中等加熱體積的加熱窯。從替代總量，按照每年替代窯爐容量50萬(wàn)千伏安，綜合利用小時(shí)數3000小時(shí)計算，每年可替代電量約12億千瓦時(shí)，相當于減少直燃煤57.6萬(wàn)噸。

蓄冷空調具有峰谷效應、適用性強的優(yōu)勢。從技術(shù)特點(diǎn)看，蓄冷空調谷荷時(shí)電制冷凍源，峰荷時(shí)冷凍源釋放。從經(jīng)濟可行性看，隨著(zhù)電蓄熱、電蓄冷峰谷分時(shí)電價(jià)的出臺，“雙蓄”項目將會(huì )有較大的實(shí)施潛力。從替代總量看，按照每年新增蓄冷應用建筑面積100萬(wàn)平方米，制冷指標每平方米210瓦和利用小時(shí)數1200小時(shí)計算，每年可替代電量約2.5億千瓦時(shí)，相當于減少直燃煤12萬(wàn)噸。

燃煤自備機組關(guān)停改用網(wǎng)電將會(huì )提高發(fā)電效率、減少污染。目前，河南省單機容量5萬(wàn)千瓦及以下高污染低效燃煤自備電廠(chǎng)裝機38萬(wàn)千瓦，若全部關(guān)停改用電網(wǎng)直接供電，每年可實(shí)現替代電量3億千瓦時(shí)，減少直燃煤14.4萬(wàn)噸。

關(guān)停小火電機組可以減少燃煤、降低排放?！笆濉逼陂g凝氣小火電將逐步關(guān)停約20萬(wàn)千瓦，每年可實(shí)現替代電量1.6億千瓦時(shí)，減少直燃煤7.68萬(wàn)噸。

綜上所述，實(shí)施以電代煤戰略，“十三五”期間河南省每年替代電量約70.4億千瓦時(shí)，減少直燃煤約338萬(wàn)噸；累計實(shí)現替代電量352億千瓦時(shí)，減少直燃煤1690萬(wàn)噸。

2.以電代油

在交通領(lǐng)域，積極推動(dòng)電動(dòng)車(chē)、電氣化鐵路和軌道交通發(fā)展，減少燃油消耗，降低城市交通對PM2.5污染的影響程度；在農業(yè)領(lǐng)域，積極推廣“農田機井通電”，降低柴油消耗，減少農村地區PM2.5污染物排放。

電動(dòng)車(chē)具有成本低、污染少、推廣性強的優(yōu)勢。從技術(shù)特點(diǎn)看，電動(dòng)車(chē)是以車(chē)載電源為動(dòng)力，用電機驅動(dòng)車(chē)輪行駛的車(chē)輛。電動(dòng)車(chē)起步快，零排放，噪聲小，等候交通信號和交通擁堵時(shí)不耗能，適用于城市用車(chē)。從經(jīng)濟可行性看，綜合目前油價(jià)變化趨勢和中央與地方的購車(chē)補貼，電動(dòng)汽車(chē)替代燃油汽車(chē)的經(jīng)濟性較好，并且未來(lái)隨著(zhù)電池儲電量及使用壽命增加，純電動(dòng)車(chē)的替代空間將進(jìn)一步擴大。從河南省電動(dòng)汽車(chē)推廣應用的現狀分析，目前河南省純電動(dòng)汽車(chē)保有量較低，但近幾年，河南省以平原為主的特點(diǎn)促進(jìn)電動(dòng)摩托車(chē)和電動(dòng)自行車(chē)迅速普及。從替代總量看，按照每年新增100萬(wàn)輛電動(dòng)自行車(chē)、行駛里程1500公里，新增3萬(wàn)輛純電動(dòng)汽車(chē)、行駛里程6000公里，每百公里耗電15千瓦時(shí)計算，每年可替代電量2.52億千瓦時(shí)。

軌道交通具有能效少、效益高的優(yōu)勢，從技術(shù)特點(diǎn)看，軌道交通從外部電源和牽引供電系統獲得電能，通過(guò)電力機車(chē)牽引列車(chē)運行的鐵路。軌道交通具有運輸能力大、能源效率高、運營(yíng)成本低、成本效益好等優(yōu)點(diǎn)。從經(jīng)濟可行性看，電力機車(chē)比內燃機車(chē)有更好的經(jīng)濟性，電力機車(chē)能耗僅為內燃機車(chē)能耗的60%，且電氣化線(xiàn)路的運營(yíng)效率比非電氣化線(xiàn)路高20%～30%。從替代總量看，河南地處中原，具有得天獨厚的地理區位優(yōu)勢，隨著(zhù)“十三五”期間“米字形”高鐵和鄭州軌道交通建設的積極推進(jìn)，每年可替代電量3億千瓦時(shí)。

機井通電具有高效率、低成本、替代規模大的優(yōu)勢。從技術(shù)特點(diǎn)看，電水泵是以電動(dòng)機帶動(dòng)泵體輸送液體或使液體增壓的機械。與柴油泵相比，電水泵有著(zhù)很明顯的高效率、低能耗、低排放等優(yōu)點(diǎn)。從經(jīng)濟可行性看，以河南實(shí)施“農田機井通電”工程為例分析經(jīng)濟性。河南柴油價(jià)格約為7元/升，使用一臺12匹柴油機灌溉一畝地，每次需用柴油4.2升，需花費29.4元；以電力為動(dòng)力，每畝地灌溉一次用電10.9千瓦時(shí)，按照現行0.68元/千瓦時(shí)排灌電價(jià)，每畝每次花費7.4元，比柴油機灌溉節省22元。按照每年平均灌溉3.7次計算，電力比柴油機灌溉每畝每年可減少支出81.4元。從運行成本看，電水泵比油泵運行成本低，替代規模較大。從替代總量看，“農田機井通電”工程可作為河南省一項富民惠農工程。目前，全省高標準糧田建設規劃區內尚有50.4萬(wàn)眼機井需通電，共需建設配電臺區5萬(wàn)個(gè)。按照每年增加排灌臺區1萬(wàn)個(gè)，臺區年用電量4萬(wàn)千瓦時(shí)計算，每年可替代電量4億千瓦時(shí)。

機場(chǎng)橋載設備替代飛機APU具有污染少、成本低的優(yōu)勢。從技術(shù)特點(diǎn)看，利用機場(chǎng)橋載設備為飛機提供電力，不使用飛機上燃油輔助動(dòng)力裝置（APU）發(fā)電，減少航空燃油消耗。從經(jīng)濟可行性看，電能價(jià)格遠低于燃油價(jià)格。從替代總量看，河南省鄭州、洛陽(yáng)、南陽(yáng)3座民用機場(chǎng)全部采用橋載設備供電，按每年起降20萬(wàn)架次，每次停留1小時(shí)，每小時(shí)消耗192千瓦時(shí)計算，每年可替代電量0.38億千瓦時(shí)。

綜上所述，實(shí)施以電代油戰略，“十三五”期間河南每年替代電量9.9億千瓦時(shí)，減少原油消耗21萬(wàn)噸；累計實(shí)現替代電量49.5億千瓦時(shí)，減少原油消耗105萬(wàn)噸。

三 以清潔替代促進(jìn)河南省霧霾治理的路徑研究

大力實(shí)施清潔替代戰略，以清潔能源替代化石能源，促使河南能源結構實(shí)現從化石能源為主、清潔能源為輔向清潔能源為主、化石能源為輔的轉變，走上低碳綠色的發(fā)展道路。2013年，河南省人民政府印發(fā)《河南省能源中長(cháng)期發(fā)展規劃（2012～2030年）》，要求到2020年，清潔能源占能源消費總量的比重為8%，到2030年達到15%。本文基于對清潔替代的技術(shù)經(jīng)濟性分析，提出河南省推進(jìn)清潔替代的路徑。

（一）清潔替代的技術(shù)經(jīng)濟性分析

1.風(fēng)力發(fā)電

截至2015年底，中國累計裝機達到1.45億千瓦，占比達到33.6%，主要分布在內蒙古、甘肅、新疆、河北和東部沿海地區，其中甘肅、內蒙古風(fēng)電裝機滲透率占比分別達到27%和23%；河南省2016年風(fēng)電裝機為104.1萬(wàn)千瓦，主要分布在三門(mén)峽、南陽(yáng)等地。

目前，陸上風(fēng)電機組主要機型為鼠籠式異步風(fēng)電機組和雙饋感應型風(fēng)電機組，部分采用直驅永磁同步發(fā)電機組，單機額定功率為1.5兆瓦至2.5兆瓦。海上風(fēng)電機組主要采用額定功率為1.5兆瓦至3.6兆瓦的風(fēng)電機組，3兆瓦至6兆瓦的風(fēng)電機組正處于示范階段，正在研制額定功率為7兆瓦至10兆瓦的海上風(fēng)電機組。

隨著(zhù)風(fēng)電市場(chǎng)需求的快速增長(cháng)和風(fēng)電裝備制造產(chǎn)能的大幅擴張，特別是2008年國際金融危機之后，風(fēng)機市場(chǎng)價(jià)格大幅下降。2008～2010年中國風(fēng)機價(jià)格累計下降37%，近年來(lái)，風(fēng)機價(jià)格下降趨勢放緩。預計到2020年，陸上風(fēng)機的總體造價(jià)還可以下降20%～25%，海上風(fēng)電的造價(jià)可以降低40%以上，發(fā)電成本也會(huì )同步下降。根據國家《能源發(fā)展戰略行動(dòng)計劃（2014～2020年）》，到2020年，風(fēng)電與煤電上網(wǎng)電價(jià)相當，具備較強的市場(chǎng)競爭力。

2.光伏發(fā)電

截至2015年底，中國累計裝機容量達到4300萬(wàn)千瓦，是全球光伏發(fā)電裝機容量最大的國家，主要分布在甘肅、青海、內蒙古和江蘇地區，其中甘肅、青海光伏發(fā)電裝機占全國總裝機的14%、13%；河南省2016年累計裝機容量為284.3萬(wàn)千瓦，主要分布在三門(mén)峽、安陽(yáng)等地。

目前，已經(jīng)成功實(shí)現商業(yè)化的光伏發(fā)電技術(shù)包括晶體硅電池、薄膜電池和聚光電池，生產(chǎn)成本近十年降幅達到90%，電池轉換率以每年0.5%的速度提升。晶體硅電池技術(shù)最為成熟，產(chǎn)業(yè)化配套最為完善，市場(chǎng)參與者也最多，并且其可靠性通過(guò)多年驗證，發(fā)電成本也降至較低水平，未來(lái)仍將是市場(chǎng)主流。薄膜電池如CIGS、CdTe，雖然發(fā)展潛力較大，但受制于其原材料特性（如毒性或稀缺性等）和市場(chǎng)參與者逐年減少，未來(lái)的重點(diǎn)將集中在一些細分市場(chǎng)。聚光電池受制于氣候環(huán)境，導致雙軸跟蹤的運營(yíng)成本較高，特別是在晶體硅電池轉換效率逐年提升、成本逐年下降的情況下，其在主流市場(chǎng)就更難與晶體硅競爭。

依據光伏組件、逆變器、電氣輔助設備和建筑安裝所設定價(jià)格變化規律，筆者預測中國光伏電站發(fā)電成本呈顯著(zhù)下降趨勢。目前大型光伏電站投資為9000元左右/千瓦，分布式光伏發(fā)電為9000～10000元/千瓦；到2020年，大型光伏電站投資有望降低到7400元/千瓦，分布式光伏發(fā)電下降到7400～8800元/千瓦。根據國家《能源發(fā)展戰略行動(dòng)計劃（2014～2020年）》，到2020年，光伏發(fā)電與電網(wǎng)銷(xiāo)售電價(jià)相當，在用戶(hù)側具備較強競爭力。

（二）河南省推進(jìn)清潔替代的路徑分析

1.加快開(kāi)發(fā)風(fēng)能資源

河南局部地區風(fēng)能資源豐富，可開(kāi)發(fā)區域主要集中分布在豫南、豫西北及黃河兩岸平原區周?chē)?個(gè)地區，綜合考慮風(fēng)電場(chǎng)建設條件，河南省具備風(fēng)電開(kāi)發(fā)容量約1000萬(wàn)千瓦。截至2016年，河南省風(fēng)電裝機容量?jì)H104.1萬(wàn)千瓦，后續風(fēng)電開(kāi)發(fā)規模仍有較大提升空間，特別是隨著(zhù)低速風(fēng)機技術(shù)的逐步突破，未來(lái)分布式風(fēng)電和平原低速風(fēng)電將迎來(lái)大發(fā)展期。2020年，河南省風(fēng)電裝機容量預計可達到600萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量約108億千瓦時(shí)。

2.積極發(fā)展光伏發(fā)電

緊抓國家大力扶持光伏產(chǎn)業(yè)、加快光伏發(fā)電發(fā)展的機遇，按照集中開(kāi)發(fā)與分布式利用相結合的原則，積極推進(jìn)太陽(yáng)能的多元化利用。實(shí)施屋頂太陽(yáng)能計劃，優(yōu)先在產(chǎn)業(yè)集聚地和經(jīng)濟發(fā)展水平較高的地方，建設屋頂光伏電站和光伏發(fā)電示范小區；在城市道路、公園、車(chē)站等公共設施及公益性建筑物照明推廣使用光伏電源；在光照條件較好的荒山、荒坡、灘涂等未利用土地建設集中式并網(wǎng)光伏電站；在主要蔬菜、果品基地，推廣農業(yè)大棚光伏電站技術(shù)，開(kāi)展農業(yè)光伏綜合利用，節約土地資源，穩步推進(jìn)農光互補、漁光互補、林光互補等綜合利用項目建設。至2016年底，全省已建成太陽(yáng)能光伏發(fā)電284.3萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量11.5億千瓦時(shí)；2020年，全省太陽(yáng)能發(fā)電裝機容量預計可達到350萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量35億千瓦時(shí)。

3.積極引入區外電力

貫徹“內節外引”能源戰略，推動(dòng)特高壓清潔能源通道建設，到2020年形成包含特高壓交流南陽(yáng)站、天中直流的“一交一直”互聯(lián)格局，區外電力消納能力達到1300萬(wàn)千瓦，占全省電力供應比重約為17%，能源保障能力顯著(zhù)增強。通過(guò)發(fā)展特高壓跨區電網(wǎng)可以提高清潔能源發(fā)電的消納規模，有效減少省內燃煤消耗，減少引起霧霾的污染物排放。根據國際綠色和平組織的報告，特高壓每輸送1億千瓦時(shí)電力，可使負荷中心減排PM2.5約7噸、PM10約17噸，減排二氧化硫、氮氧化物約450噸。

四 結論及建議

預計到“十三五”末，河南省通過(guò)推進(jìn)實(shí)施“兩個(gè)替代”戰略，可實(shí)現電能替代電量、新能源發(fā)電量和外電入豫電量分別達到400億千瓦時(shí)、143億千瓦時(shí)和600億千瓦時(shí)，完成改造超低排放機組4384萬(wàn)千瓦，電力行業(yè)將可減少二氧化硫和氮氧化物排放量6.06萬(wàn)噸和26.3萬(wàn)噸，占河南省2020年減排二氧化硫22萬(wàn)噸和21.2萬(wàn)噸目標的27.6%和124%，實(shí)現從源頭和終端推進(jìn)河南的霧霾治理。主要建議如下。

（一）科學(xué)制定“兩個(gè)替代”發(fā)展規劃

科學(xué)編制河南省“十三五”“兩個(gè)替代”發(fā)展規劃，積極推動(dòng)將其納入能源發(fā)展規劃、電力及相關(guān)行業(yè)發(fā)展規劃、城鎮化建設規劃等政府有關(guān)規劃，將“兩個(gè)替代”工作納入河南省大氣污染防治攻堅戰中，制定相關(guān)工作實(shí)施方案。

（二）政府出臺“兩個(gè)替代”支持政策

根據河南省大氣污染現狀和國家嚴格的環(huán)保政策，建立“兩個(gè)替代”價(jià)格引導機制，加強需求側管理，推行電能替代和清潔替代價(jià)格補償政策，落實(shí)各項財政支持和稅收優(yōu)惠政策，完善“兩個(gè)替代”市場(chǎng)化交易機制。

（三）積極培育“兩個(gè)替代”產(chǎn)業(yè)鏈條

采用合同能源管理、工程總包、建設經(jīng)營(yíng)移交、融資租賃、能源托管、設備租賃等商業(yè)模式，培育發(fā)展“兩個(gè)替代”項目，落實(shí)開(kāi)發(fā)重點(diǎn)示范，采用“大云物移”等新技術(shù)，開(kāi)展創(chuàng )新實(shí)踐，建立產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)聯(lián)盟。

（四）加快建設“兩個(gè)替代”電網(wǎng)工程

推動(dòng)特高壓入豫通道建設，做好承接特高壓落地方案，積極消納區外清潔能源；加快智能電網(wǎng)建設，優(yōu)化儲能電站布局，科學(xué)有序就近消納新能源，保障清潔能源“并得上、送得出、落得下、用得好”；加快配套電網(wǎng)工程建設，為電能替代實(shí)施提供堅強電網(wǎng)支撐。

（五）全面深入“兩個(gè)替代”宣傳示范

發(fā)揮能效服務(wù)網(wǎng)絡(luò )作用，通過(guò)集中宣傳、交流座談、技術(shù)展覽等形式，倡導“綠色、節能、低碳”的能源消費理念，全面深入普及環(huán)保意識，增強全社會(huì )對“兩個(gè)替代”的認同感，有效引導客戶(hù)改變消費習慣，主動(dòng)選擇高品質(zhì)電能。

“兩個(gè)替代”工作任務(wù)艱巨、責任重大。河南省應緊緊抓住國家能源生產(chǎn)和消費革命、防治大氣污染的有利時(shí)機，積極推動(dòng)“兩個(gè)替代”戰略，提高電能占終端能源消費的比重，為減少霧霾、建設美麗河南做出更大貢獻。