環(huán)境污染是現(xiàn)階段河南省面臨的首要問題，以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)加劇了河南省大氣污染，霧霾問題尤其嚴(yán)重。造成霧霾頻發(fā)的因素有多種，主要包括能源消費(fèi)總量持續(xù)攀升、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不夠合理、電煤消費(fèi)比重偏低和機(jī)動(dòng)車保有量快速增長等。因此，在河南省實(shí)施“兩個(gè)替代”戰(zhàn)略，倡導(dǎo)綠色、節(jié)能、低碳的生活方式，對(duì)于推動(dòng)能源革命、保障能源安全、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提高能源效率、促進(jìn)節(jié)能減排、建設(shè)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(xiàn)狀及成因分析

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以霧霾為主要特征的區(qū)域型環(huán)境污染問題愈演愈烈。2016年12月16日以來全國出現(xiàn)嚴(yán)重的霧霾天氣，影響范圍多達(dá)17個(gè)省區(qū)市，污染面積142萬平方公里，超過1/7的國土被霧霾籠罩，其中重度霾影響面積達(dá)到58萬平方公里，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(yù)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(xiàn)重度或嚴(yán)重污染，其中安陽、新鄉(xiāng)、焦作、鄭州、平頂山和漯河共6個(gè)省轄市污染等級(jí)“爆表”，霧霾治理形勢(shì)十分嚴(yán)峻。

（一）河南省大氣污染現(xiàn)狀分析

按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）評(píng)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(shù)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(dá)標(biāo)率為50.2%，低于全國平均水平26.6個(gè)百分點(diǎn)，排名倒數(shù)第一。根據(jù)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(shù)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(jí)市的PM10及PM2.5的排名中均在倒數(shù)100名之內(nèi)；其中鄭州市在全國重點(diǎn)區(qū)域空氣質(zhì)量排名中位列倒數(shù)第4。

（二）霧霾形成機(jī)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)過一系列物理化學(xué)過程，形成細(xì)顆粒物，并在水汽的作用下快速吸濕增長，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的大氣消光現(xiàn)象。污染物包括二氧化硫、氮氧化物、氨、揮發(fā)性有機(jī)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度嚴(yán)重下降。PM2.5是空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于或者等于2.5微米的大氣顆粒物的總稱，是形成灰霾天氣的主要物質(zhì)，對(duì)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，其來源非常復(fù)雜，來源之一是由污染源直接排出，稱為一次顆粒物，其成分主要為元素碳、有機(jī)碳、土壤塵等；來源之二是由氣態(tài)污染物經(jīng)過冷凝或由多相化學(xué)反應(yīng)而形成的復(fù)合體，稱為二次顆粒物，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的來源中，燃煤、機(jī)動(dòng)車、工業(yè)過程和揚(yáng)塵是四大主要污染來源。其中，燃煤排放占PM2.5來源的比例高達(dá)31%，是河南省大氣PM2.5的第一大來源；機(jī)動(dòng)車尾氣占比23%；工業(yè)排放占比21%；揚(yáng)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、集中供暖、居民散燒在內(nèi)的燃煤排放；“機(jī)動(dòng)車”是指交通流動(dòng)源和非道路機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等的燃油排放；“工業(yè)過程”是指所有工業(yè)生產(chǎn)過程的排放，核心仍是工業(yè)用途的燃煤排放；“揚(yáng)塵”則包括交通道路揚(yáng)塵、建筑塵、土壤風(fēng)沙塵等；“其他”是指農(nóng)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(jī)動(dòng)車和工業(yè)過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(zhàn)略對(duì)河南省霧霾治理具有重要作用。在能源供給側(cè)實(shí)施“清潔替代”戰(zhàn)略，大力開發(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(duì)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(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型具有重要的作用；在能源消費(fèi)側(cè)實(shí)施“電能替代”戰(zhàn)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(tái)了最為嚴(yán)厲的“1+6+7”體系，包括1個(gè)意見（《關(guān)于進(jìn)一步強(qiáng)化大氣污染防治工作的意見》），6項(xiàng)制度性保障文件（《黨委、政府及有關(guān)部門環(huán)境保護(hù)工作職責(zé)》、《河南省黨政領(lǐng)導(dǎo)干部生態(tài)環(huán)境損害責(zé)任追究實(shí)施細(xì)則》、《河南省環(huán)境監(jiān)管網(wǎng)格化實(shí)施指導(dǎo)意見》、《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(bǔ)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?qū)ｍ?xiàng)攻堅(jiān)方案（通過“調(diào)、禁、改、關(guān)、?！?，統(tǒng)籌推進(jìn)揚(yáng)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(jī)物污染治理、黃標(biāo)車淘汰和老舊車及機(jī)動(dòng)車污染治理、秸稈禁燒、重污染天氣應(yīng)急應(yīng)對(duì)攻堅(jiān)實(shí)施方案），全面實(shí)施藍(lán)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5.39萬噸和15.96萬噸，同比削減4.50%和11.23%。河南省通過推進(jìn)“兩個(gè)替代”戰(zhàn)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(jī)組1147萬千瓦，合計(jì)減少二氧化硫和氮氧化物排放量為4.06萬噸和10.9萬噸，貢獻(xiàn)率達(dá)到75%和68%，其中實(shí)施超低排放貢獻(xiàn)達(dá)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8.86萬噸和17.7萬噸。

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(fèi)，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(yuǎn)方來、來的是清潔電”電能替代戰(zhàn)略，對(duì)于大幅減少直燃煤、減少石油依賴、減少大氣污染、促進(jìn)霧霾治理、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、推動(dòng)能源消費(fèi)革命、落實(shí)國家能源戰(zhàn)略和能源清潔化發(fā)展意義重大。為實(shí)現(xiàn)電能替代目標(biāo)，本文在分析用戶用能影響因素和借鑒發(fā)達(dá)國家先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)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

影響用戶用能的主要因素之一是能源價(jià)格，用戶對(duì)能源價(jià)格的接受程度決定了該能源品種的市場(chǎng)競(jìng)爭力。目前，用戶終端用能種類主要分為電力、煤炭、天然氣和液化石油氣四大類，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（見表1），電能對(duì)于油品的替代具有較強(qiáng)的競(jìng)爭力。但是，現(xiàn)行的價(jià)格體系沒能反映能源的環(huán)境成本，使清潔能源的綜合效益未能全部體現(xiàn)出來；此外，用戶在考慮能源使用價(jià)格時(shí)，還需對(duì)設(shè)備的初始投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)、設(shè)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)用戶中能源主要用于動(dòng)力、控制、照明等方面。工業(yè)用戶在能源選擇中，主要考慮三方面的因素。一是能源價(jià)格的高低，工業(yè)用戶種類繁多，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(duì)能源價(jià)格的承受能力相對(duì)較強(qiáng)。二是工藝對(duì)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(duì)于這類行業(yè)電能替代的范圍有限。三是由于工業(yè)用戶設(shè)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(xì)的經(jīng)濟(jì)效益分析。因此，工業(yè)用戶領(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(duì)于工業(yè)用戶來說，商業(yè)用戶用能成本較低，對(duì)能源價(jià)格的承受能力較強(qiáng)，并且對(duì)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(yīng)當(dāng)重點(diǎn)在此領(lǐng)域加大推廣應(yīng)用。

居民用戶用能領(lǐng)域主要包括照明、廚衛(wèi)、采暖/制冷等方面。電力在城鎮(zhèn)終端能源消費(fèi)市場(chǎng)中具有較強(qiáng)的競(jìng)爭力，特別是對(duì)于城市高收入群體，電價(jià)承受能力強(qiáng)，對(duì)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(duì)于廣大農(nóng)村地區(qū)，特別是經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后、偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)，電能并無較強(qiáng)的競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)；隨著全國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村電氣化水平的不斷提高，電力在農(nóng)村終端能源消費(fèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭力將不斷增強(qiáng)。

3.環(huán)保因素

電力是清潔的二次能源。對(duì)終端使用者而言，電能是清潔、零污染的能源，在終端使用電能沒有任何環(huán)境影響，但燒煤或燒油帶來的環(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%的電力來自火力發(fā)電，因此從全過程看，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，火電廠脫硫效率可達(dá)到90%以上，脫硝效率可達(dá)80%以上，經(jīng)脫硫、脫硝處理后，電能的硫化物排放量遠(yuǎn)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。而且隨著清潔能源的發(fā)展，電力的排放系數(shù)還會(huì)逐步下降，電能的環(huán)保優(yōu)勢(shì)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(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃?xì)鉄崴?，燃?xì)鉄崴餍枰獙ｉT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，供氣需要專門的管道或者用罐裝氣，如果是老舊小區(qū)，加裝管道可能會(huì)破壞房屋結(jié)構(gòu)，存在安全隱患。電力網(wǎng)覆蓋范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(shí)，清潔能源的大規(guī)模開發(fā)利用需要轉(zhuǎn)換為電能使用。因此，需要加強(qiáng)對(duì)電能的推廣，大力推動(dòng)電能在終端能源消費(fèi)中的替代，構(gòu)建穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、清潔、高效、安全的能源供應(yīng)體系，滿足不斷日益增長的能源需求。

（二）國外推進(jìn)電能替代的經(jīng)驗(yàn)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(nóng)村電氣化進(jìn)程，設(shè)立農(nóng)村電氣化局，為農(nóng)村電氣化實(shí)行提供技術(shù)指導(dǎo)；鼓勵(lì)電動(dòng)汽車產(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)汽車技術(shù)的研究開發(fā)，另一方面劃撥專項(xiàng)購車款用來購買電動(dòng)汽車及其他代用燃料汽車。

歐盟為施行電能替代采取了下列舉措：建立健全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，包括能效標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn)和新電氣標(biāo)準(zhǔn)；提升環(huán)境保護(hù)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(zé)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(dǎo)意見》，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(yùn)輸和電力供應(yīng)與消費(fèi)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(cè)和需求側(cè)兩端發(fā)力，強(qiáng)化環(huán)保強(qiáng)制性約束和政策引導(dǎo)性扶持，嚴(yán)格控制增量和優(yōu)化調(diào)整存量并重，積極推進(jìn)重點(diǎn)區(qū)域和重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)嵤耙噪姶骸?、“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(fèi)方式?！笆濉逼陂g，河南省在能源終端消費(fèi)環(huán)節(jié)形成年電能替代散燒煤、燃油消費(fèi)總量650萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤能力，帶動(dòng)電煤占煤炭消費(fèi)比重提高約2.6個(gè)百分點(diǎn)、電能占終端能源消費(fèi)比重提高2個(gè)百分點(diǎn)以上，減排二氧化碳1607萬噸。

1.以電代煤

河南省當(dāng)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(shè)備。

電采暖具有可控性強(qiáng)，舒適性好和成本較低的優(yōu)勢(shì)。從技術(shù)特點(diǎn)看，電采暖系統(tǒng)是以電能為能源，發(fā)熱電纜、電熱膜和碳晶電熱板等設(shè)備為發(fā)熱體，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，通過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(qiáng)，操作方便，舒適性好的優(yōu)點(diǎn)。從經(jīng)濟(jì)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(duì)燃?xì)猓崃Γ┕芫W(wǎng)覆蓋范圍以外的城區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村等還大量使用散燒煤進(jìn)行采暖，使用電采暖設(shè)施替代分散燃煤設(shè)施，建設(shè)成本比普通水暖系統(tǒng)低，節(jié)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(xiāng)居民用電戶數(shù)逾3000萬戶，受燃?xì)猓崃Γ┕芫W(wǎng)敷設(shè)限制和傳統(tǒng)習(xí)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100萬戶采用以電代煤采暖，一年戶均燃燒1噸煤計(jì)算，每年可減少燃煤100萬噸。

電炊具具有效率高、污染小、安全便捷的優(yōu)勢(shì)。從技術(shù)特點(diǎn)看，電炊具是以電為能源的各類炊具，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(dá)90%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)燃?xì)庠?5%左右的熱效率水平，主要市場(chǎng)在農(nóng)村居民生活領(lǐng)域，體現(xiàn)在家用廚房電氣化水平的提高。從替代總量看，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程和農(nóng)村配網(wǎng)升級(jí)改造的加快，農(nóng)村居民生活方式將發(fā)生根本性轉(zhuǎn)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(dāng)于減少直燃煤86萬噸。

熱泵具有效率高、適用廣的優(yōu)勢(shì)。從技術(shù)特點(diǎn)看，熱泵是經(jīng)電力做功，將低位熱能轉(zhuǎn)換為高位熱能的設(shè)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(jì)可行性：從能效水平看，熱泵系統(tǒng)COP在3.5～5.5，比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40%。熱泵系統(tǒng)推廣領(lǐng)域主要包括賓館、商廈、寫字樓、醫(yī)院、學(xué)校、別墅和居民小區(qū)等。從替代總量看，河南省境內(nèi)具有較為豐富的淺層地?zé)崮?，河南全?/4的土地有地?zé)豳Y源，按照每年新增熱泵應(yīng)用建筑面積3000萬平方米，采暖指標(biāo)每平方米120瓦和利用小時(shí)數(shù)2200小時(shí)計(jì)算，每年可替代電量約7.5億千瓦時(shí)，相當(dāng)于減少直燃煤36萬噸。

蓄熱式電鍋爐具有削峰填谷、環(huán)保高效的優(yōu)勢(shì)。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(zhuǎn)換成熱能，通過蓄熱介質(zhì)儲(chǔ)存并在電網(wǎng)高峰時(shí)段釋放熱能，以滿足建筑物采暖和生活熱水需要的新型供暖設(shè)備，具有熱效率高、環(huán)保、削峰填谷、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)。從能效水平看，蓄熱式電鍋爐熱效率可達(dá)98%，高于燃?xì)忮仩t80%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(duì)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(tái)，主要分布在南陽、焦作、信陽等地區(qū)，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(shù)2000小時(shí)計(jì)算，可替代電量潛力約5億千瓦時(shí)，相當(dāng)于減少直燃煤24萬噸。

電窯爐具有控制精度高、運(yùn)行穩(wěn)定性好的優(yōu)勢(shì)。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(dǎo)熱原理進(jìn)行氧化氣氛燒制，具有精度高、效率高、穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。從經(jīng)濟(jì)可行性看，在陶瓷、玻璃、制藥等行業(yè)市場(chǎng)潛力較大，針對(duì)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50萬千伏安，綜合利用小時(shí)數(shù)3000小時(shí)計(jì)算，每年可替代電量約12億千瓦時(shí)，相當(dāng)于減少直燃煤57.6萬噸。

蓄冷空調(diào)具有峰谷效應(yīng)、適用性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。從技術(shù)特點(diǎn)看，蓄冷空調(diào)谷荷時(shí)電制冷凍源，峰荷時(shí)冷凍源釋放。從經(jīng)濟(jì)可行性看，隨著電蓄熱、電蓄冷峰谷分時(shí)電價(jià)的出臺(tái)，“雙蓄”項(xiàng)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(yīng)用建筑面積100萬平方米，制冷指標(biāo)每平方米210瓦和利用小時(shí)數(shù)1200小時(shí)計(jì)算，每年可替代電量約2.5億千瓦時(shí)，相當(dāng)于減少直燃煤12萬噸。

燃煤自備機(jī)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(jī)容量5萬千瓦及以下高污染低效燃煤自備電廠裝機(jī)38萬千瓦，若全部關(guān)停改用電網(wǎng)直接供電，每年可實(shí)現(xiàn)替代電量3億千瓦時(shí)，減少直燃煤14.4萬噸。

關(guān)停小火電機(jī)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20萬千瓦，每年可實(shí)現(xiàn)替代電量1.6億千瓦時(shí)，減少直燃煤7.68萬噸。

綜上所述，實(shí)施以電代煤戰(zhàn)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338萬噸；累計(jì)實(shí)現(xiàn)替代電量352億千瓦時(shí)，減少直燃煤1690萬噸。

2.以電代油

在交通領(lǐng)域，積極推動(dòng)電動(dòng)車、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(duì)PM2.5污染的影響程度；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，積極推廣“農(nóng)田機(jī)井通電”，降低柴油消耗，減少農(nóng)村地區(qū)PM2.5污染物排放。

電動(dòng)車具有成本低、污染少、推廣性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。從技術(shù)特點(diǎn)看，電動(dòng)車是以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛的車輛。電動(dòng)車起步快，零排放，噪聲小，等候交通信號(hào)和交通擁堵時(shí)不耗能，適用于城市用車。從經(jīng)濟(jì)可行性看，綜合目前油價(jià)變化趨勢(shì)和中央與地方的購車補(bǔ)貼，電動(dòng)汽車替代燃油汽車的經(jīng)濟(jì)性較好，并且未來隨著電池儲(chǔ)電量及使用壽命增加，純電動(dòng)車的替代空間將進(jìn)一步擴(kuò)大。從河南省電動(dòng)汽車推廣應(yīng)用的現(xiàn)狀分析，目前河南省純電動(dòng)汽車保有量較低，但近幾年，河南省以平原為主的特點(diǎn)促進(jìn)電動(dòng)摩托車和電動(dòng)自行車迅速普及。從替代總量看，按照每年新增100萬輛電動(dòng)自行車、行駛里程1500公里，新增3萬輛純電動(dòng)汽車、行駛里程6000公里，每百公里耗電15千瓦時(shí)計(jì)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(shì)，從技術(shù)特點(diǎn)看，軌道交通從外部電源和牽引供電系統(tǒng)獲得電能，通過電力機(jī)車牽引列車運(yùn)行的鐵路。軌道交通具有運(yùn)輸能力大、能源效率高、運(yùn)營成本低、成本效益好等優(yōu)點(diǎn)。從經(jīng)濟(jì)可行性看，電力機(jī)車比內(nèi)燃機(jī)車有更好的經(jīng)濟(jì)性，電力機(jī)車能耗僅為內(nèi)燃機(jī)車能耗的60%，且電氣化線路的運(yùn)營效率比非電氣化線路高20%～30%。從替代總量看，河南地處中原，具有得天獨(dú)厚的地理區(qū)位優(yōu)勢(shì)，隨著“十三五”期間“米字形”高鐵和鄭州軌道交通建設(shè)的積極推進(jìn)，每年可替代電量3億千瓦時(shí)。

機(jī)井通電具有高效率、低成本、替代規(guī)模大的優(yōu)勢(shì)。從技術(shù)特點(diǎn)看，電水泵是以電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵體輸送液體或使液體增壓的機(jī)械。與柴油泵相比，電水泵有著很明顯的高效率、低能耗、低排放等優(yōu)點(diǎn)。從經(jīng)濟(jì)可行性看，以河南實(shí)施“農(nóng)田機(jī)井通電”工程為例分析經(jīng)濟(jì)性。河南柴油價(jià)格約為7元/升，使用一臺(tái)12匹柴油機(jī)灌溉一畝地，每次需用柴油4.2升，需花費(fèi)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(xiàn)行0.68元/千瓦時(shí)排灌電價(jià)，每畝每次花費(fèi)7.4元，比柴油機(jī)灌溉節(jié)省22元。按照每年平均灌溉3.7次計(jì)算，電力比柴油機(jī)灌溉每畝每年可減少支出81.4元。從運(yùn)行成本看，電水泵比油泵運(yùn)行成本低，替代規(guī)模較大。從替代總量看，“農(nóng)田機(jī)井通電”工程可作為河南省一項(xiàng)富民惠農(nóng)工程。目前，全省高標(biāo)準(zhǔn)糧田建設(shè)規(guī)劃區(qū)內(nèi)尚有50.4萬眼機(jī)井需通電，共需建設(shè)配電臺(tái)區(qū)5萬個(gè)。按照每年增加排灌臺(tái)區(qū)1萬個(gè)，臺(tái)區(qū)年用電量4萬千瓦時(shí)計(jì)算，每年可替代電量4億千瓦時(shí)。

機(jī)場(chǎng)橋載設(shè)備替代飛機(jī)APU具有污染少、成本低的優(yōu)勢(shì)。從技術(shù)特點(diǎn)看，利用機(jī)場(chǎng)橋載設(shè)備為飛機(jī)提供電力，不使用飛機(jī)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(jì)可行性看，電能價(jià)格遠(yuǎn)低于燃油價(jià)格。從替代總量看，河南省鄭州、洛陽、南陽3座民用機(jī)場(chǎng)全部采用橋載設(shè)備供電，按每年起降20萬架次，每次停留1小時(shí)，每小時(shí)消耗192千瓦時(shí)計(jì)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(zhàn)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21萬噸；累計(jì)實(shí)現(xiàn)替代電量49.5億千瓦時(shí)，減少原油消耗105萬噸。

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(zhàn)略，以清潔能源替代化石能源，促使河南能源結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)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(zhuǎn)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)《河南省能源中長期發(fā)展規(guī)劃（2012～2030年）》，要求到2020年，清潔能源占能源消費(fèi)總量的比重為8%，到2030年達(dá)到15%。本文基于對(duì)清潔替代的技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jì)性分析

1.風(fēng)力發(fā)電

截至2015年底，中國累計(jì)裝機(jī)達(dá)到1.45億千瓦，占比達(dá)到33.6%，主要分布在內(nèi)蒙古、甘肅、新疆、河北和東部沿海地區(qū)，其中甘肅、內(nèi)蒙古風(fēng)電裝機(jī)滲透率占比分別達(dá)到27%和23%；河南省2016年風(fēng)電裝機(jī)為104.1萬千瓦，主要分布在三門峽、南陽等地。

目前，陸上風(fēng)電機(jī)組主要機(jī)型為鼠籠式異步風(fēng)電機(jī)組和雙饋感應(yīng)型風(fēng)電機(jī)組，部分采用直驅(qū)永磁同步發(fā)電機(jī)組，單機(jī)額定功率為1.5兆瓦至2.5兆瓦。海上風(fēng)電機(jī)組主要采用額定功率為1.5兆瓦至3.6兆瓦的風(fēng)電機(jī)組，3兆瓦至6兆瓦的風(fēng)電機(jī)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(jī)組。

隨著風(fēng)電市場(chǎng)需求的快速增長和風(fēng)電裝備制造產(chǎn)能的大幅擴(kuò)張，特別是2008年國際金融危機(jī)之后，風(fēng)機(jī)市場(chǎng)價(jià)格大幅下降。2008～2010年中國風(fēng)機(jī)價(jià)格累計(jì)下降37%，近年來，風(fēng)機(jī)價(jià)格下降趨勢(shì)放緩。預(yù)計(jì)到2020年，陸上風(fēng)機(jī)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(jù)國家《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014～2020年）》，到2020年，風(fēng)電與煤電上網(wǎng)電價(jià)相當(dāng)，具備較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭力。

2.光伏發(fā)電

截至2015年底，中國累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到4300萬千瓦，是全球光伏發(fā)電裝機(jī)容量最大的國家，主要分布在甘肅、青海、內(nèi)蒙古和江蘇地區(qū)，其中甘肅、青海光伏發(fā)電裝機(jī)占全國總裝機(jī)的14%、13%；河南省2016年累計(jì)裝機(jī)容量為284.3萬千瓦，主要分布在三門峽、安陽等地。

目前，已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)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(dá)到90%，電池轉(zhuǎn)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，并且其可靠性通過多年驗(yàn)證，發(fā)電成本也降至較低水平，未來仍將是市場(chǎng)主流。薄膜電池如CIGS、CdTe，雖然發(fā)展?jié)摿^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，未來的重點(diǎn)將集中在一些細(xì)分市場(chǎng)。聚光電池受制于氣候環(huán)境，導(dǎo)致雙軸跟蹤的運(yùn)營成本較高，特別是在晶體硅電池轉(zhuǎn)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(jìng)爭。

依據(jù)光伏組件、逆變器、電氣輔助設(shè)備和建筑安裝所設(shè)定價(jià)格變化規(guī)律，筆者預(yù)測(cè)中國光伏電站發(fā)電成本呈顯著下降趨勢(shì)。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(jù)國家《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014～2020年）》，到2020年，光伏發(fā)電與電網(wǎng)銷售電價(jià)相當(dāng)，在用戶側(cè)具備較強(qiáng)競(jìng)爭力。

（二）河南省推進(jìn)清潔替代的路徑分析

1.加快開發(fā)風(fēng)能資源

河南局部地區(qū)風(fēng)能資源豐富，可開發(fā)區(qū)域主要集中分布在豫南、豫西北及黃河兩岸平原區(qū)周圍等5個(gè)地區(qū)，綜合考慮風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)條件，河南省具備風(fēng)電開發(fā)容量約1000萬千瓦。截至2016年，河南省風(fēng)電裝機(jī)容量僅104.1萬千瓦，后續(xù)風(fēng)電開發(fā)規(guī)模仍有較大提升空間，特別是隨著低速風(fēng)機(jī)技術(shù)的逐步突破，未來分布式風(fēng)電和平原低速風(fēng)電將迎來大發(fā)展期。2020年，河南省風(fēng)電裝機(jī)容量預(yù)計(jì)可達(dá)到600萬千瓦，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(jī)遇，按照集中開發(fā)與分布式利用相結(jié)合的原則，積極推進(jìn)太陽能的多元化利用。實(shí)施屋頂太陽能計(jì)劃，優(yōu)先在產(chǎn)業(yè)集聚地和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的地方，建設(shè)屋頂光伏電站和光伏發(fā)電示范小區(qū)；在城市道路、公園、車站等公共設(shè)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(shè)集中式并網(wǎng)光伏電站；在主要蔬菜、果品基地，推廣農(nóng)業(yè)大棚光伏電站技術(shù)，開展農(nóng)業(yè)光伏綜合利用，節(jié)約土地資源，穩(wěn)步推進(jìn)農(nóng)光互補(bǔ)、漁光互補(bǔ)、林光互補(bǔ)等綜合利用項(xiàng)目建設(shè)。至2016年底，全省已建成太陽能光伏發(fā)電284.3萬千瓦，年發(fā)電量11.5億千瓦時(shí)；2020年，全省太陽能發(fā)電裝機(jī)容量預(yù)計(jì)可達(dá)到350萬千瓦，年發(fā)電量35億千瓦時(shí)。

3.積極引入?yún)^(qū)外電力

貫徹“內(nèi)節(jié)外引”能源戰(zhàn)略，推動(dòng)特高壓清潔能源通道建設(shè)，到2020年形成包含特高壓交流南陽站、天中直流的“一交一直”互聯(lián)格局，區(qū)外電力消納能力達(dá)到1300萬千瓦，占全省電力供應(yīng)比重約為17%，能源保障能力顯著增強(qiáng)。通過發(fā)展特高壓跨區(qū)電網(wǎng)可以提高清潔能源發(fā)電的消納規(guī)模，有效減少省內(nèi)燃煤消耗，減少引起霧霾的污染物排放。根據(jù)國際綠色和平組織的報(bào)告，特高壓每輸送1億千瓦時(shí)電力，可使負(fù)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(jié)論及建議

預(yù)計(jì)到“十三五”末，河南省通過推進(jìn)實(shí)施“兩個(gè)替代”戰(zhàn)略，可實(shí)現(xiàn)電能替代電量、新能源發(fā)電量和外電入豫電量分別達(dá)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(jī)組4384萬千瓦，電力行業(yè)將可減少二氧化硫和氮氧化物排放量6.06萬噸和26.3萬噸，占河南省2020年減排二氧化硫22萬噸和21.2萬噸目標(biāo)的27.6%和124%，實(shí)現(xiàn)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(guī)劃

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

（二）政府出臺(tái)“兩個(gè)替代”支持政策

根據(jù)河南省大氣污染現(xiàn)狀和國家嚴(yán)格的環(huán)保政策，建立“兩個(gè)替代”價(jià)格引導(dǎo)機(jī)制，加強(qiáng)需求側(cè)管理，推行電能替代和清潔替代價(jià)格補(bǔ)償政策，落實(shí)各項(xiàng)財(cái)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(jī)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(shè)經(jīng)營移交、融資租賃、能源托管、設(shè)備租賃等商業(yè)模式，培育發(fā)展“兩個(gè)替代”項(xiàng)目，落實(shí)開發(fā)重點(diǎn)示范，采用“大云物移”等新技術(shù)，開展創(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(shè)“兩個(gè)替代”電網(wǎng)工程

推動(dòng)特高壓入豫通道建設(shè)，做好承接特高壓落地方案，積極消納區(qū)外清潔能源；加快智能電網(wǎng)建設(shè)，優(yōu)化儲(chǔ)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(shè)，為電能替代實(shí)施提供堅(jiān)強(qiáng)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，通過集中宣傳、交流座談、技術(shù)展覽等形式，倡導(dǎo)“綠色、節(jié)能、低碳”的能源消費(fèi)理念，全面深入普及環(huán)保意識(shí)，增強(qiáng)全社會(huì)對(duì)“兩個(gè)替代”的認(rèn)同感，有效引導(dǎo)客戶改變消費(fèi)習(xí)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(zé)任重大。河南省應(yīng)緊緊抓住國家能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、防治大氣污染的有利時(shí)機(jī)，積極推動(dòng)“兩個(gè)替代”戰(zhàn)略，提高電能占終端能源消費(fèi)的比重，為減少霧霾、建設(shè)美麗河南做出更大貢獻(xiàn)。