电能替代目前已上升为国家战略，成为中国防治大气污染、改善环境质量、调整能源结构的重要抓手。《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》明确提出，对中小型燃煤设施、城中村和城乡结合区域等实施清洁能源替代工程。《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》提出，积极发展能源替代；加快淘汰分散燃煤小锅炉，到2017年，基本完成重点地区燃煤锅炉、工业窑炉等替代改造任务；大幅减少城市煤炭分散使用。
2016年5月国家发改委、能源局等8部委联合发布了《关于推进电能替代的指导意见》，明确要求逐步扩大电能替代范围，形成清洁、安全、智能的新型能源消费方式。
电能替代具有重大的现实意义
研究表明，我国PM2.5排放源中，超过一半来自煤炭和石油消费。大量煤炭未经洗选戒者洁净处理就直接用于燃烧，加之城市交通拥堵、油品质量不高，导致我国严重的煤烟和机动车尾气混合型大气污染。出于经济性原因，很多农户燃烧劣质煤和洗煤后的泥煤，对环境质量影响更为严重。
电能替代是解决能源环境问题的有效途径。从电力生产利用全过程来看，火力发电排放的污染物可以集中处理。目前火电厂脱硫率可达到90%以上，脱硝率可达80%以上，除尘率可达99%以上。随着清洁能源发展，电能替代的环保优势将进一步显现。
大力推广电能替代有助于减少环境污染物排放。电能替代提高有助于提高能源利用效率，节约能源。从能源的终端利用效率来看，电能的终端利用效率最高，可以达到90%以上；燃气的终端利用热效率约为50%－80%，而燃煤的终端利用效率通常不高于40%。散烧煤的效率甚至低于20%。因此，电能替代的重点是散烧煤、直燃油。资料显示，电能的经济效率是石油的3.2倍、煤炭的17.27倍，即1吨标准煤当量电力创造的经济价值与3.2吨标准煤当量的石油、17.3吨标准煤当量的煤炭创造的经济价值相同。
大力推广电能替代有助于提高能源效率和经济性。当前中国电力供应相对过剩，煤电占比过高，清洁能源消纳困难。2015年我国火电利用小时数仅4329小时，同比下降410小时；煤电装机占全国发电装机容量的58.7%，发电量占全国发电量的67.2%；全年弃风电量339亿千瓦时，同比增加213亿千瓦时，平均弃风率达到15%，同比增加7个百分点，甘肃、新疆、吉林弃风率均超过30%。
大力推广电能替代有助于调整能源结构，消纳清洁能源。通过推广风热联营等措施可以有效解决弃风弃光等问题。吉林白城风电供暖试点目前有两个示范项目建成投运，供热面积36.7万平方米；配置电锅炉容量5万千瓦，供热站年用电量1984万千瓦时；捆绑24.9万千瓦风电参与供热。规划未来白城市推广风电供暖区域120万平方米，由华能、大唐、华电等发电企业各承担20万平方米供暖规模。
大力推广电能替代有助于提高生活质量和健康水平。直接燃烧煤炭和油气影响健康生活。全国557个监测城市中，45%空气质量不达标，PM2.5污染导致的健康危害在城市病死因中占比达13%，相当于每年约40万城市居民因空气污染而过早死亡，此外还有30多万人患慢性支气管炎。我国北方农村冬季普遍使用燃煤采暖，有关资料显示，每年因煤气中毒而导致上千人死亡，成为继交通事敀、安全生产之后第三大非正常死亡原因。
加快推广电能替代，努力提升电气化水平是现代社会文明发展的标志之一。通过推广分散式电采暖、炊事、洗浴，可以完全避免煤气中毒事件发生，提高百姓安全生活和幸福水平。同时，电可以精准控制，提高生产自动化水平和产品质量、效率。
中国电能替代潜力巨大
目前中国每年直接燃烧煤炭约8亿吨（居民生活和小锅炉采暖用煤3亿吨、工业燃料用煤5亿吨），汽车保有量已经突破1.5亿辆，每年消耗石油2亿吨。
从替代潜力分析，如果不考虑能源替代的经济性，仅从当前技术可行性考虑，我国电能替代潜力空间约2.2万亿千瓦时，乐观预计2020年电能替代规模有可能超过6000亿千瓦时。
煤改电的技术潜力。煤改电技术潜力的挖掘受多种因素的影响，主要包括能效及经济因素、用户用能习惯、环保因素及其他因素等。
煤改电技术发展潜力巨大，预计全国煤改电技术潜力约为1.8万亿千瓦时。分散式电采暖、热泵和电锅炉采暖技术潜力分别为5000、5000和3000亿千瓦时，占煤改电技术潜力的28%、28%和17%，累计超过总量的70%；建筑材料窑炉、电炊具和中频炉的煤改电技术潜力分别为1900、1500和850千瓦时，占煤改电技术潜力的11%、8%和5%%；其它煤改电技术的发展潜力较小，仅为总量的3%。
分地区来看，煤改电技术的发展潜力主要分布在华北、华东、东北地区，三者的煤改电技术潜力分别为6556、3197、2218亿千瓦时，分别占煤改电技术潜力的37%、18%、12%，共计总量的三分之二左右；华中、南方和西北电网的煤改电技术潜力分别为1866、1350和1338亿千瓦时，分别占总量的10%、8%和7%；其它地区的煤改电技术潜力较小，蒙西电网和西南电网的煤改电技术潜力分别为1114和294亿千瓦时，共计不到总量的10%。
煤改电规模预测。到2020年，通过煤改电减少散烧煤2亿吨，比2015年减少30%。到2030年，通过煤改电减少散烧煤4.7亿吨，比2015年减少70%。预计2020年煤改电新增电量为5100亿千瓦时。2030年约为12000亿千瓦时。2020年煤改电新增电量主要集中于“三华”地区，约占总量的75%。其中，华北占42%、华东占21%、华中占12%；东北占14%、西北占9%、西南占2%。
分省电网公司经营区来看，2020年煤改电新增电量超过200亿千瓦时的有山东、江苏、河南、冀南、蒙西、山西、冀北和浙江八个地区，共计2669亿千瓦时，占总量的52.3%。
预计2020年煤改电技术领域主要分布于电锅炉（包括工业电锅炉和集中采暖电锅炉）、分散式电采暖和电窑炉（包括建筑材料窑炉和中频炉）三部分，新增电量分别为1900、1100、840亿千瓦时，合计占比达75.3%。
预计2030年煤改电技术领域主要分布于电锅炉（包括工业电锅炉和集中采暖电锅炉）、分散式电采暖和电窑炉（包括建筑材料窑炉和中频炉）三部分，新增电量分别为2500、3300、2200亿千瓦时，合计占总量的三分之二。
煤改电的成本-效益评估。“十三五期间”中国煤改电投资需求较大。参考煤改电典型项目造价，若实现到2020年5100亿千瓦时煤改电目标，“十三五期间”煤改电设备静态投资需求约为6600亿元。考虑配电网富裕容量利用，到2020年配套电网累计投资约需2400亿元。2014年，由清华大学、环保部环境规划院等多家单位共同完成的《2012年煤炭真实成本》发布称，中国2012年吨煤产生的环境和健康成本为260元，而目前煤炭定价机制中的环境税费仅为吨煤30—50元，排污费5元左右，远低于其真实成本。
未来煤改电财税补贴需求较大。在现行能源消费价格及财税水平条件下，若实现到2020年5100亿千瓦时煤改电目标，每年需要增加财税补贴总计约1000亿元，不同替代技术建设和运营的补贴需求约为0.1-0.3元/千瓦时。如果按2015年环保部针对燃煤电厂单位超排污染物的平均罚款水平对燃煤污染企业收取排污费，可弥补上述补贴资金需求。全社会分摊机制非常重要。
一是有效提高能源利用效率，减少能源浪费。中国分散低效燃煤浪费的能源超过1.14亿吨标煤，约占终端能源消费总量的4%。工业窑炉效率在40%左右，电窑炉的效率可达70-80%。居民散烧的能源利用效率普遍低于20%，而电炊具的效率可达50-80%。实施煤改电可有效减少分散低效燃煤浪费，提高整体能效水平。
二是显著降低大气污染和温室气体排放。按照中国未来分品种能源消费量及其单位能耗的污染物排放水平测算，通过大力推广煤改电，到2020年，可实现当年减排二氧化硫、氮氧化物和PM2.5分别为240万吨、80万吨、8.5万吨。如果煤改电新增电量均通过清洁能源供应，可减排二氧化碳4亿吨。
三是大幅推动清洁能源发展。如果到2020年煤改电新增用电量全部以风电或光伏等清洁能源供应，相当于增加风电装机2.55亿千瓦或光伏装机3.64亿千瓦的消纳能力，分别是中国2015年底风电装机的2倍和光伏装机的8.8倍，可有力促进清洁能源发展，实现能源生产和消费革命。
四是提高居民健康安全水平。全国557个监测城市中，45%空气质量不达标，PM2.5污染导致的健康危害在城市疾病死因中占比达13%。通过推广分散式电采暖，可以完全避免煤气中毒事件的发生，提高居民生活用能水平。
五是有效提高我国电气化水平。如果到2020年完成替代电量5100亿千瓦时，可拉动中国电气化水平比目前提升约2.2个百分点。
到2020年以电代油潜力约1000亿千瓦时，其中交通领域电能替代潜力约800亿千瓦时，公路、铁路、航空、水运分别占交通领域替代潜力的85%、3.6%、0.6%和10.8%。
到2030年以电代油潜力约3000亿千瓦时，其中交通领域电能替代潜力约2100亿千瓦时，公路、铁路、航空、水运分别占交通领域替代潜力89%、5.8%、0.4%和4.8%。中长期来看，电动力车将是未来交通领域“以电代油”的主要途径。
电能替代主要技术
电能替代是指在终端能源消费领域用电能替代煤炭、石油、天然气，提高电能占终端能源消费中比重，是提高电气化水平的重要途径。
结合中国电能替代主流技术发展水平，根据主要行业能源消费特点以及生产工艺要求，对中国电能替代的潜力进行了研究，电能替代技术包括煤、油、气3个能源种类、主要有10种技术、14种电能替代方式、约50项细分技术。主要分布在5大领域：居民采暖、生产制造、交通运输、电力供应与消费、家庭电气化。
（1）电锅炉替代燃煤工业锅炉。电锅炉主要用于集中提供热水或供热。以蓄热式为主，适用于享受较大峰谷电价差，夜间时段有较大富裕配电容量，具有一定放置蓄热装置癿空间等情冴。
以北京为例：北京韩村河集中供热面积约36万平方米，原有3个燃煤锅炉房，21个供热锅炉，2013年购煤费用达1532万元。韩村河“煤改电”供暖示范项目总投资约5041万元，亍2014年11月1日投运，每个供热站更换为2台6兆瓦电蓄热式电锅炉，每年减少燃煤近2万吨，减少二氧化碳排放64吨，减少氮氧化物排放10吨，节约土地36亩，节约劳动力78人，节约资金100多万元，有效促进节能减排。
（2）电窑炉替代燃煤、燃气工业窑炉。电窑炉适用于高品质陶艺、钢化玻璃、铸件等高端精品市场和特殊生产场合，或天然气管网未达地区窑炉改造。
以河南某公司为例：河南林州市姚村镇林州时代机械有限公司以前采用2台3吨“冲天炉”交替生产汽车配件，用焦炭作燃料，年均总用能费用196.6万元。每生产1吨铸件排放粉尘约50公斤，废渣200公斤、废气20立方米。2014年投资120万元改造为电窑炉后，用巟少、维护费用，废品率从原来的10%降到了5%，日增收2500元，2年即可收回投资，实现了环境、企业和社会的多赢。
（3）热泵替代采暖锅炉。热泵主要用亍公共建筑和住宅建筑集中提供热水戒供热。空气源热泵适用亍长江以南地区；地源热泵适用于城乡结合部和新建城镇、小区等具有较强初始投资实力和较大埋管区域癿情冴。
以河南一小区为例：河南鹤壁市鹤源住宅三区、四区建筑面积8.5万平米，冬季供暖负荷4250千瓦，夏季制况5100千瓦，采用水源热泵总投资900万元，不冬季市政供暖、夏季空调制况费用相比，每年节约费用约200万元，静态回收期4.5年。
（4）推广分散电采暖和家庭电气化。分散电采暖制况和家庭电气化（包括电厨炊、电热水器等），适用场合基本不受限制。在政府强制淘汰燃煤、又无新增气源热源条件下，发展分散式电采暖和电炊具是优先选择。
以河北一小区为例：河北衡水阜城帝豪丽水蓝湾小区建筑面积23.9万平米，市政供暖尚未覆盖小区，选用发热电缆采暖，以12号楼为例，一个采暖季平均采暖费20.22元/平米，不城市居民的市政采暖收费标准相当。
（5）电动汽车替代普通燃油机动车电动汽车具有零排放、能源利用效率高、结构简单、噪音小和平抑电网峰谷差等优点。随着蓄电池续航里程的增加，电动汽车应用前景非常广阔。
以南京为例：江苏南京在2014年青奥会前投运900辆纯电动城市公交车和400辆纯电动出租车。按现行购车政策，一辆金龙纯电动12米大客车购车成本比普通柴油公交车多约50万元。电动公交每年可节约油费15万元、保养维修费2.7万元，静态回收期仅为2.5年。
（6）港口岸电替代船用重油。通过为停泊在港口码头的船舶供电，替代船上的燃油发电机，以及应用电动装卸工具，实现电能替代燃油，对供需双方都有利，可以适应港口繁忙的营运要求、实现港口节能减排，具有很好环保性和经济性。
以连云港为例：江苏连云港已建成5套岸电系统，可供8个泊位使用，总设备容量约8000千瓦。以59号泊位为例，项目总投资800万元，轮船用电和用油差价为200万元/年，计及维护成本后，项目整体静态回收期为5年。
电能替代的政策需求
煤改电工作意义重大，社会效益和环保效益明显，煤改电工作应坚持以市场为导向，以优化资源综合利用效率为前提，充分发挥电能清洁、环保、高效的优越性，运用规划、环保、经济、市场、示范项目、配套建设、产学研、宣传等措施和政策，积极引导并推动终端用能领域的煤改电工作，不断提高电能占终端能源消费比重。
环保：更严格的限制分散燃煤、燃油设施的环保政策、标准和措施。
价格机制：结合输配电价改革，按照“准许成本+合理收益”的原则，争取将电能替代配套电网建设运营成本计入输配准许成本，科学核定分用户类别、分电压等级电能替代输配电价。完善售电侧峰谷分时电价，适当扩大峰谷电价差、合理设定低谷时段。争取出台发电侧峰谷分时电价。鼓励减免电能替代项目城市公用事业附加费。
财政支持和税收优惠：中央资金支持。各级政府有关节能环保、大气污染防治、电力需求侧管理等奖励、补贴及专项资金支持。争取国家环境保护、节能节水和安全生产等有关税收优惠政策。
市场化交易机制：将符合条件的电能替代用户纳入直接交易用户范围。充分利用“三北”、西南地区富余清洁能源以及高效环保机组发电能力。完善辅助服务市场建设。
