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(zhì)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(fēng)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(diào)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(zhì)量和應(yīng)對氣候變化的最關(guān)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(zhuǎn)型，許多國家已經(jīng)在能源政策中加大考慮空氣質(zhì)量影響，擴大污染控制范圍，不斷加強空氣質(zhì)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(zhì)量和人民健康水平。
根據(jù)IEA研究結(jié)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(jié)構(gòu)有所優(yōu)化，需求增量中超過1/3來源于零排放的風(fēng)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(zhì)；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(guān)空氣質(zhì)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(zhì)量政策以及現(xiàn)有技術(shù)，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(zhì)、燃油等化石能源替代，在一次能源供應(yīng)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(zhì)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(lǐng)域的煤炭使用，氮氧化物主要來源于交通領(lǐng)域的石油使用，而顆粒物則主要來源于生物 質(zhì)、煤油和建筑領(lǐng)域的煤炭利用。因此，提高電能對終端煤炭、石油、生物質(zhì)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(zhì)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(nóng)村炊事和采暖，約占煤炭消費總量的20%左右。散燒煤未經(jīng)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(zhuǎn)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(lǐng)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(zhuǎn)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(shù)應(yīng)用情況，預(yù)計電窯爐技術(shù)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(yīng)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(lǐng)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(shù)實現(xiàn)電能對燃油的替代，已經(jīng)成為世界各國共識。
生物質(zhì)、煤油和建筑領(lǐng)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(nóng)業(yè)廢棄物和動物糞便）為主進行炊事。這些固體生物質(zhì)燃料燃燒不充分產(chǎn)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(zhì)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(zhuǎn)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(qū)動力仍不足，必須加大宏觀政策引導(dǎo)，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(diào)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(shè)定低谷時段等方式，充分發(fā)揮價格信號引導(dǎo)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(fēng)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(wù)機制，合理補償收益，鼓勵通過電能替代項目提供系統(tǒng)調(diào)峰服務(wù)；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(diào)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(fēng)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(xué)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(jīng)濟承受力相對較高的地區(qū)，優(yōu)先推進相關(guān)行業(yè)工業(yè)鍋爐和電窯爐應(yīng)用、電采暖以及交通電能替代。 （作者單位：國網(wǎng)能源研究院）
