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摘 要：国家电网公司全面实施电能替代战略，大力推进电能替代项目，对项目进行技术、经济可行性分析后，在不同电能替代领域遴选出大量的项目进行实施，项目建成运营后的社会效益、经济效益、运行持续性等需要进一步确认，目前缺少全面、有效的评价方法，需要建立适用于电能替代项目的评价指标和评价体系，进而实现电能替代项目的多维度评价。鉴于此，该文驾驭文献资料法、逻辑分析法，遵循“是什么内涵、有什么价值、用什么指标、怎么操作”的脉络主线，解读了电能替代的内涵，分析了进行电能替代项目的价值，进而建构了电能替代项目评价指标体系——替代电量指标、经济性指标、环保性指标，并且选取了一个电能替代项目进行了全流程演示，以期有利于规范电能替代项目的评价，有助于支撑电能替代项目的效果评价，有益于推动电能替代项目规范化发展。
关键词：电能替代 电能 评价指标体系 体系研究
中图分类号：TM715 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）03（c）-0060-03
Research on Evaluation Index System of Electric Energy Substitution Project Based on Multi Dimension
SHI Zhiheng1 CHEN Yangbo1 HU Baohua2
（1.State Grid Shanxi Electric Power Company， Taiyuan， Shanxi Province， 030021 China; 2.Wuhan Branch， China Electric Power Research Institute， Wuhan， Hubei Province， 430000 China）
Abstract： The State Grid Corporation of China （SGCC） has fully implemented the electric energy substitution strategy and vigorously promoted the electric energy substitution projects. After analyzing the technical and economic feasibility of the projects， a large number of projects have been selected in different electric energy substitution fields for implementation. The social benefits， economic benefits and operation sustainability of the projects after completion and operation need to be further confirmed. At present， there is a lack of comprehensive and effective evaluation methods. Then， it is suitable for the establishment of multi-dimensional evaluation index system of alternative project. In view of this， by using the methods of literature review and logical analysis， following the main thread of "what is the connotation， what is the value， what index to use， and how to operate"， this paper interprets the connotation of electric energy substitution， analyzes the value of electric energy substitution project， and then constructs the evaluation index system of electric energy substitution project substitution electricity index， economic index， and environmental protection index， in order to standardize the evaluation of electric energy substitution project， to support the effect evaluation of electric energy substitution project， and to promote the standardized development of electric energy substitution project.
Key Words： Electric energy substitution; Electric energy; Evaluation index system; System research
當前，我国大气污染形势严峻，严重雾霾频繁发生，全国多个省市出现严重污染。世界上煤炭消费量最大的国家是中国，而大气颗粒物重要来源之一就是煤炭燃烧过程中烟尘的排放[1]。这正是我国能源发展方式不合理、结构性矛盾长期积累的体现。传统化石能源发展方式，造成我国经济能耗高、污染重、附加值低、产业链短。研究表明，直燃煤（油）是造成环境污染的重要因素，PM2.5中的30%～40%源于燃煤，20%～30%源于燃油。大量散烧煤、燃油消费是造成严重雾霾的主要因素之一，汽车、飞机辅助动力和船舶靠港使用燃油也是大气污染排放的重要源头。 依据数据分析，在2016年电力行业的氮氧化物、碳、二氧化硫的排放量分别占据全国中排放量的37.68%、50%、34.6%[2]。电能具有清洁、安全、便捷等优势，实施电能替代对于推动能源消费革命、促进能源清洁化发展、落实“碳达峰、碳中和”国家能源战略意义重大。国家电网开展电能替代，可增加售电量，但电能替代的经济性较差，需要考虑环保或其他社会效益来共同推进。
1 电能替代的内涵解读
近年来，国家电网公司认真贯彻落实，提出了电能替代战略。电能替代，简言之就是“以电代煤、以电代油、电从远方来、来的是清洁电”。具体讲，“以电代煤”就是把工业窑炉、工业锅炉、居民取暖厨炊等用煤改为用电，大幅减少直燃煤。“以电代油”就是大力发展电动汽车、电气化轨道交通和港口岸电等，减少石油依赖。“电从远方来，来的是清洁电”就是通过特高压电网，把我国西部、北部清洁电力大规模输送到东中部地区，把周边国家的电力大规模输入我国，提高电力供应保障能力，减少大气污染。
2 实施电能替代的重要意义
随着清洁能源开发利用成本的降低，终端能源大部分都可以用电能替代。化石能源就地转化为电能并进行集中排污治理，能显著减少城市污染物排放，环保效果明显。同时，实施电能替代对于落实供给侧改革、推动能源消费革命、落实国家能源战略、促进能源清洁化发展意义重大。
2.1 践履五位一体战略的实施，落实了新发展观念
从政府层面来讲，党和政府高度重视大气污染防治工作，党的十八大把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业总体布局，国务院常务会议部署了大气污染防治十条措施。2016年5月，国家八部委联合印发《关于推进电能替代的指导意见》，为电能替代提供了有利环境和重大机遇。各省市也纷纷制定相关政策，陆续出台了行动计划和实施方案。为此，公司要切实履行国有骨干能源企业的社会责任、充分利用推广电能替代的有利契机，积极争取各方支持，加快推进清洁能源生产和消费革命。
2.2 助推能源互联网的建，加快清洁能源发展步伐
从行业层面来讲，2016年3月，备受瞩目的由中国国家电网公司、联合国关注气候变化行动、国际能源署、爱迪生电气协会联合主办全球能源互联网大会顺利召开。国家电网公司原董事长做了“构建全球能源互联网，走向人类可持续发展新时代”的主题演讲。演讲指出“当今全球面临能源发展资源紧张、环境污染和气候变化三大球挑战，根本出路是建立安全、清洁、永续供应的能源保障体系，即构建全球能源互联网—— 智能电网+特高压电网+清洁能源”。电力公司作为全球能源互联网的主力军，必须加快电能替代的发展步伐，早日实现清洁能源。
2.3 适应经济新常态，保障国家电网可持续发展
从国网公司层面来讲，受宏观经济和产业结构调整等因素影响，我国经济增速持续放缓，国家电网公司售电市场增长乏力。在经济发展新常态和售电侧竞争加剧的形势下，售电量增速放缓的压力将长期存在，增供扩销对于公司发展的重要性与日俱增，电能替代是经济新常态下公司增供扩销的重要渠道。大力实施电能替代是增加公司售电量、维护公司收益、保障电网投入，实现公司可持续发展的必要手段。
2.4 提升人民对电力产品的消费效用，促进产业结构调整
从社会层面来讲，积极开展电能替代工作，进一步扩大电力消费，有利于提升我国电气化水平，提高人民生活质量，让人们享受更加舒适、便捷、智能的电能服务，有利于部分行业提升产品附加值，促进产业升级，有利于促进全国产业结构调整和大气污染防治。
3 电能替代项目的评价指标体系建构
“煤改电”工程作为电力替代一个比较重要的构成部分，具有可持续发展性，故而，对其开展合理、适宜的评价是比较有必要的[3]。当然，“气改电、油改电”等同样不容小觑。
电能替代项目的评价规则涵盖替代电量、经济性、环保性3个维度，其中替代电量评价规则包括直接计量类、参数计算类、统计测算类;经济性评价规则包括费用年值法、净现值法和增量内部收益率法，环保性评价规则包括各类污染物的排放计算。
遵循SMART原则，即聪明法则——明确性（specific）、可量化性（measurable）、可達到性（attainable）、相关性（relevant）、时限性（time-based），评价指标体系的选择、设计与构建必须整合电能替代的核心特征与基本要素，并且体现科学性、客观性、实用性与系统性原则[4]。
3.1 替代电量评价
电能替代总电量由直计量类电量、参数计算类电量和统计测算类电量3个部分组成，对于一个具体项目，只能使用其中一种统计方法，优先顺序为直接计量、参数计算和统计测算。电能替代总电量计算方法使用以下公式：
（1）
式（1）中：E为电能替代总电量，单位：kWh;m为直接计量类项目数量;E1i为直接计量类电量，单位：kWh;n为参数计算类项目数量;E2i为参数计算类电量，单位：kWh;l为统计测算类项目数量;E3i为统计测算类电量，单位：kWh。
3.2 经济性评价指标
电能替代项目经济性评价方法应综合考虑项目初投资和运行费用，并根据项目自身特点，选择适当的经济性评价方法，目前一般采用费用年值法、临界电价、净现值法和增量内部收益率法3种方法[5]。
3.3 环保性评价指标
电能替代环保评级规则：首先根据当地的煤耗情况，折算出减少直燃煤使用量，再根据当地的排放因子，得出减排二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、烟尘的量。
4 典型案例全流程演示电能替代评价指标的操作
以某市委市政府机关食堂电气化厨房改造为例：设备改造明细为—— 双头单尾电磁炒灶（400炮台）3台、双头双尾电磁炒灶（500炮台）2台、电磁大锅灶7台、双头电磁矮汤炉1台、单头电磁矮汤炉3台、六头电磁煲仔炉1台、双门蒸饭柜3台、六盘万能蒸烤箱1台、3.3 kW台式凹炉1台。 4.1 电能替代项目替代电量评价指标分析
某市委完整年的厨房煤气消耗量共计95 655 m，折合标准煤约为34 158 kg。通过将燃气灶更换为电磁灶，每年的耗电量约为79 410°，折合标准煤约9 759.5 kg，燃气灶消耗为电磁灶消耗的近3.5倍。即通过更换电磁灶，保守估计可实现年节省24 398.5 kg标准煤。
4.2 电能替代项目经济性评价指标分析
某市委完整年的煤气费用共计229 572元。通过将燃气灶更换为电磁灶，每年的耗电量约为79 410°，若将厨房作业视为均在峰时段用电，用峰时电价来计算，所产生的费用为98 468.4元，则可实现年节约131 103.6元。
由于厨房作业时间并非均处于峰值时段，以峰值电价来计算改造后的运行费用会偏高。另外，由于排烟风道改造以及煤气灶原本需要的鼓风机等设施的去除，仍可实现实际运行电耗及费用的减少，故上述数值属于保守计算。
4.3 电能替代项目环保性指标分析
通过厨房灶具的节能改造，直接减少了消耗的能源，约折合标煤24 398.5 kg，直接减少碳排放约67.6 kg，对于所在市的城市环境改善做巨大贡献。充分相应了国家节能减排号召，在公共机关单位中，优先加入“气改电”的大军中，体现了模范带头作用。
经调研了解，90%以上的餐饮企业为燃气和电灶具共用的状态，但燃气用量偏多。餐饮行业推进电能替代从环保和安全层面分析，具有较大的可行性。应从用量较大的市区中心地带开始，以安全、节能为推广点，配合政府的消防安全要求，逐步推进厨房炊事的以电代气改造。
5 反思性探讨
推動电能替代对于能源储量下降、环境污染问题的治理有一定的价值[6]。进行电能替代项目，不但可以保护环境、结语资源，而且会深刻影响中国经济社会的发展[7]。该文在“五位一体”战略布局、“创新、协调、开放、改革、共享”新发展理念下，对电能替代项目的内涵与价值进行了挖掘，建构了电能替代量指标、经济性指标、环保性指标的多维度评价指标体系，并且全程演示了一个实际案例的操作流程，以期推动评价指标的规范化。笔者将继续探索电能替代项目评价指标体系的使用条件、指标间的权重等。
参考文献
[1] 王润苦.超低排放与电能#代对大气颗杜物的影响所光[D].中国科学技术大学，2020.
[2] 宋宗耘.气污染防治背景下的电力需求侧管理优化研究[D].华北电力大学，2018.
[3] 邱晓娟.电力公司电能替代技术成效分析[J].机电信息，2020（36）：124.
[4] 周炳华，姚海燕，吴金荣，等.基于模糊评价法的电能替代项目综合效益评价[J].智能城市，2020（23）：9.
[5] 杨杰，何永秀，叶钰童，等.电能替代项目中用户的经济性评价与分析[J].山东电力技术，2018（8）：4.
[6] 浦迪.基于组合模型的电能替代效益评价[J].上海节能，2019（3）：170.
[7] 倪金颖.电能替代项页目效益评价指标与方法研究[D].天津工业大学，2019.
关键词：电能替代 电能 评价指标体系 体系研究
中图分类号：TM715 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）03（c）-0060-03
Research on Evaluation Index System of Electric Energy Substitution Project Based on Multi Dimension
SHI Zhiheng1 CHEN Yangbo1 HU Baohua2
（1.State Grid Shanxi Electric Power Company， Taiyuan， Shanxi Province， 030021 China; 2.Wuhan Branch， China Electric Power Research Institute， Wuhan， Hubei Province， 430000 China）
Abstract： The State Grid Corporation of China （SGCC） has fully implemented the electric energy substitution strategy and vigorously promoted the electric energy substitution projects. After analyzing the technical and economic feasibility of the projects， a large number of projects have been selected in different electric energy substitution fields for implementation. The social benefits， economic benefits and operation sustainability of the projects after completion and operation need to be further confirmed. At present， there is a lack of comprehensive and effective evaluation methods. Then， it is suitable for the establishment of multi-dimensional evaluation index system of alternative project. In view of this， by using the methods of literature review and logical analysis， following the main thread of "what is the connotation， what is the value， what index to use， and how to operate"， this paper interprets the connotation of electric energy substitution， analyzes the value of electric energy substitution project， and then constructs the evaluation index system of electric energy substitution project substitution electricity index， economic index， and environmental protection index， in order to standardize the evaluation of electric energy substitution project， to support the effect evaluation of electric energy substitution project， and to promote the standardized development of electric energy substitution project.
Key Words： Electric energy substitution; Electric energy; Evaluation index system; System research
當前，我国大气污染形势严峻，严重雾霾频繁发生，全国多个省市出现严重污染。世界上煤炭消费量最大的国家是中国，而大气颗粒物重要来源之一就是煤炭燃烧过程中烟尘的排放[1]。这正是我国能源发展方式不合理、结构性矛盾长期积累的体现。传统化石能源发展方式，造成我国经济能耗高、污染重、附加值低、产业链短。研究表明，直燃煤（油）是造成环境污染的重要因素，PM2.5中的30%～40%源于燃煤，20%～30%源于燃油。大量散烧煤、燃油消费是造成严重雾霾的主要因素之一，汽车、飞机辅助动力和船舶靠港使用燃油也是大气污染排放的重要源头。 依据数据分析，在2016年电力行业的氮氧化物、碳、二氧化硫的排放量分别占据全国中排放量的37.68%、50%、34.6%[2]。电能具有清洁、安全、便捷等优势，实施电能替代对于推动能源消费革命、促进能源清洁化发展、落实“碳达峰、碳中和”国家能源战略意义重大。国家电网开展电能替代，可增加售电量，但电能替代的经济性较差，需要考虑环保或其他社会效益来共同推进。
1 电能替代的内涵解读
近年来，国家电网公司认真贯彻落实，提出了电能替代战略。电能替代，简言之就是“以电代煤、以电代油、电从远方来、来的是清洁电”。具体讲，“以电代煤”就是把工业窑炉、工业锅炉、居民取暖厨炊等用煤改为用电，大幅减少直燃煤。“以电代油”就是大力发展电动汽车、电气化轨道交通和港口岸电等，减少石油依赖。“电从远方来，来的是清洁电”就是通过特高压电网，把我国西部、北部清洁电力大规模输送到东中部地区，把周边国家的电力大规模输入我国，提高电力供应保障能力，减少大气污染。
2 实施电能替代的重要意义
随着清洁能源开发利用成本的降低，终端能源大部分都可以用电能替代。化石能源就地转化为电能并进行集中排污治理，能显著减少城市污染物排放，环保效果明显。同时，实施电能替代对于落实供给侧改革、推动能源消费革命、落实国家能源战略、促进能源清洁化发展意义重大。
2.1 践履五位一体战略的实施，落实了新发展观念
从政府层面来讲，党和政府高度重视大气污染防治工作，党的十八大把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业总体布局，国务院常务会议部署了大气污染防治十条措施。2016年5月，国家八部委联合印发《关于推进电能替代的指导意见》，为电能替代提供了有利环境和重大机遇。各省市也纷纷制定相关政策，陆续出台了行动计划和实施方案。为此，公司要切实履行国有骨干能源企业的社会责任、充分利用推广电能替代的有利契机，积极争取各方支持，加快推进清洁能源生产和消费革命。
2.2 助推能源互联网的建，加快清洁能源发展步伐
从行业层面来讲，2016年3月，备受瞩目的由中国国家电网公司、联合国关注气候变化行动、国际能源署、爱迪生电气协会联合主办全球能源互联网大会顺利召开。国家电网公司原董事长做了“构建全球能源互联网，走向人类可持续发展新时代”的主题演讲。演讲指出“当今全球面临能源发展资源紧张、环境污染和气候变化三大球挑战，根本出路是建立安全、清洁、永续供应的能源保障体系，即构建全球能源互联网—— 智能电网+特高压电网+清洁能源”。电力公司作为全球能源互联网的主力军，必须加快电能替代的发展步伐，早日实现清洁能源。
2.3 适应经济新常态，保障国家电网可持续发展
从国网公司层面来讲，受宏观经济和产业结构调整等因素影响，我国经济增速持续放缓，国家电网公司售电市场增长乏力。在经济发展新常态和售电侧竞争加剧的形势下，售电量增速放缓的压力将长期存在，增供扩销对于公司发展的重要性与日俱增，电能替代是经济新常态下公司增供扩销的重要渠道。大力实施电能替代是增加公司售电量、维护公司收益、保障电网投入，实现公司可持续发展的必要手段。
2.4 提升人民对电力产品的消费效用，促进产业结构调整
从社会层面来讲，积极开展电能替代工作，进一步扩大电力消费，有利于提升我国电气化水平，提高人民生活质量，让人们享受更加舒适、便捷、智能的电能服务，有利于部分行业提升产品附加值，促进产业升级，有利于促进全国产业结构调整和大气污染防治。
3 电能替代项目的评价指标体系建构
“煤改电”工程作为电力替代一个比较重要的构成部分，具有可持续发展性，故而，对其开展合理、适宜的评价是比较有必要的[3]。当然，“气改电、油改电”等同样不容小觑。
电能替代项目的评价规则涵盖替代电量、经济性、环保性3个维度，其中替代电量评价规则包括直接计量类、参数计算类、统计测算类;经济性评价规则包括费用年值法、净现值法和增量内部收益率法，环保性评价规则包括各类污染物的排放计算。
遵循SMART原则，即聪明法则——明确性（specific）、可量化性（measurable）、可達到性（attainable）、相关性（relevant）、时限性（time-based），评价指标体系的选择、设计与构建必须整合电能替代的核心特征与基本要素，并且体现科学性、客观性、实用性与系统性原则[4]。
3.1 替代电量评价
电能替代总电量由直计量类电量、参数计算类电量和统计测算类电量3个部分组成，对于一个具体项目，只能使用其中一种统计方法，优先顺序为直接计量、参数计算和统计测算。电能替代总电量计算方法使用以下公式：
（1）
式（1）中：E为电能替代总电量，单位：kWh;m为直接计量类项目数量;E1i为直接计量类电量，单位：kWh;n为参数计算类项目数量;E2i为参数计算类电量，单位：kWh;l为统计测算类项目数量;E3i为统计测算类电量，单位：kWh。
3.2 经济性评价指标
电能替代项目经济性评价方法应综合考虑项目初投资和运行费用，并根据项目自身特点，选择适当的经济性评价方法，目前一般采用费用年值法、临界电价、净现值法和增量内部收益率法3种方法[5]。
3.3 环保性评价指标
电能替代环保评级规则：首先根据当地的煤耗情况，折算出减少直燃煤使用量，再根据当地的排放因子，得出减排二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、烟尘的量。
4 典型案例全流程演示电能替代评价指标的操作
以某市委市政府机关食堂电气化厨房改造为例：设备改造明细为—— 双头单尾电磁炒灶（400炮台）3台、双头双尾电磁炒灶（500炮台）2台、电磁大锅灶7台、双头电磁矮汤炉1台、单头电磁矮汤炉3台、六头电磁煲仔炉1台、双门蒸饭柜3台、六盘万能蒸烤箱1台、3.3 kW台式凹炉1台。 4.1 电能替代项目替代电量评价指标分析
某市委完整年的厨房煤气消耗量共计95 655 m，折合标准煤约为34 158 kg。通过将燃气灶更换为电磁灶，每年的耗电量约为79 410°，折合标准煤约9 759.5 kg，燃气灶消耗为电磁灶消耗的近3.5倍。即通过更换电磁灶，保守估计可实现年节省24 398.5 kg标准煤。
4.2 电能替代项目经济性评价指标分析
某市委完整年的煤气费用共计229 572元。通过将燃气灶更换为电磁灶，每年的耗电量约为79 410°，若将厨房作业视为均在峰时段用电，用峰时电价来计算，所产生的费用为98 468.4元，则可实现年节约131 103.6元。
由于厨房作业时间并非均处于峰值时段，以峰值电价来计算改造后的运行费用会偏高。另外，由于排烟风道改造以及煤气灶原本需要的鼓风机等设施的去除，仍可实现实际运行电耗及费用的减少，故上述数值属于保守计算。
4.3 电能替代项目环保性指标分析
通过厨房灶具的节能改造，直接减少了消耗的能源，约折合标煤24 398.5 kg，直接减少碳排放约67.6 kg，对于所在市的城市环境改善做巨大贡献。充分相应了国家节能减排号召，在公共机关单位中，优先加入“气改电”的大军中，体现了模范带头作用。
经调研了解，90%以上的餐饮企业为燃气和电灶具共用的状态，但燃气用量偏多。餐饮行业推进电能替代从环保和安全层面分析，具有较大的可行性。应从用量较大的市区中心地带开始，以安全、节能为推广点，配合政府的消防安全要求，逐步推进厨房炊事的以电代气改造。
5 反思性探讨
推動电能替代对于能源储量下降、环境污染问题的治理有一定的价值[6]。进行电能替代项目，不但可以保护环境、结语资源，而且会深刻影响中国经济社会的发展[7]。该文在“五位一体”战略布局、“创新、协调、开放、改革、共享”新发展理念下，对电能替代项目的内涵与价值进行了挖掘，建构了电能替代量指标、经济性指标、环保性指标的多维度评价指标体系，并且全程演示了一个实际案例的操作流程，以期推动评价指标的规范化。笔者将继续探索电能替代项目评价指标体系的使用条件、指标间的权重等。
参考文献
[1] 王润苦.超低排放与电能#代对大气颗杜物的影响所光[D].中国科学技术大学，2020.
[2] 宋宗耘.气污染防治背景下的电力需求侧管理优化研究[D].华北电力大学，2018.
[3] 邱晓娟.电力公司电能替代技术成效分析[J].机电信息，2020（36）：124.
[4] 周炳华，姚海燕，吴金荣，等.基于模糊评价法的电能替代项目综合效益评价[J].智能城市，2020（23）：9.
[5] 杨杰，何永秀，叶钰童，等.电能替代项目中用户的经济性评价与分析[J].山东电力技术，2018（8）：4.
[6] 浦迪.基于组合模型的电能替代效益评价[J].上海节能，2019（3）：170.
[7] 倪金颖.电能替代项页目效益评价指标与方法研究[D].天津工业大学，2019.