本文來自：能源雜誌 作者：霍沫霖

近年來我國電能和天然氣佔終端能源消費比重逐步提升，煤炭佔比穩步降低，油品比重總體保持平穩。終端能源消費中煤、油、天然氣、熱力、電力、其他能源的比例從2010年的44.0：25.5：4.8：4.4：21.3：0.0，變化至2019年的33.6：25.2：9.1：5.3：25.1：1.7。終端用能從十年前明顯以煤為主，轉變為現在相對更加多元、更加清潔的結構。

清潔替代面臨的機遇和挑戰

實現碳達峯、碳中和目標要求終端用能大幅進行清潔替代。化石能源產生的二氧化碳排放佔全社會碳排放總量的88%左右，因此需要對化石能源進行清潔替代，包括在供應側採取風電、太陽能等新能源發電措施，以及在消費側採取電能、氫能、太陽能直接利用、地熱能直接利用、生物質能直接利用等多種手段。終端用能清潔替代不僅減少了終端化石能源消費，同時還促進消納供應側新能源替代轉化而成的電能或者氫能。中共中央、國務院出台的《關於完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峯碳中和工作的意見》《2030年前碳達峯行動方案》等文件中，鼓勵電力、天然氣替代煤炭，要求不斷提高風能、太陽能、氫能等新能源消費佔比，加快構建清潔低碳安全高效的能源體系。

數字化轉型和碳排放權交易市場機制的進一步完善為清潔替代帶來有利的發展機遇。大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能、區塊鏈等技術迭代更新加快，以及低品位餘熱供暖、氫能冶金、全廢鋼電爐工藝等新工藝、新技術發展應用，使得清潔替代技術與智能製造、綠色建築、智慧交通等技術進一步融合。碳排放權交易促使高耗能企業減少化石能源消費，積極利用清潔能源，通過技術創新提升能源效率，減少二氧化碳排放。

為了保障能源電力安全可靠供應，需要避免對單一能源品種的依賴造成的風險。未來我國新能源滲透率將快速提升，2030年新能源裝機將達12億千瓦以上，電力系統“雙高”特徵逐漸凸顯，電源側出力不確定性增大。綜合經濟持續向好帶來負荷增長、極端天氣頻發、新能源滲透率提升以及電源去煤化帶來電源側出力不確定等多因素，相較於過去新能源佔比不高、終端電氣化水平較低、集中治理大氣污染的歷史情況，未來電能替代實施範圍及推進速度與我國電力供應保障能力建設有機協同，需要更加穩妥有序、因地制宜、兼顧多元的替代模式。

天然氣對外依存度高，供給能力有限，對天然氣消費佔比進一步提升形成較大挑戰。我國整體呈“富煤少氣”特徵，天然氣嚴重依賴進口，2020年對外依存度高達43%，自給能力嚴重不足。從國內天然氣資源儲備來看，我國剩餘常規天然氣80%以上屬於低滲、深層、深水以及高含硫氣等，整體開發難度較大，同時在現有經濟技術下，非常規天然氣中具有較高開發價值的比例相對較低。從天然氣進口來看，近年來受地緣政治、疫情等因素影響，全球範圍內天然氣開採、運輸等環節均存在較大不確定性，對我國天然氣供給產生較大壓力。受供需關係影響，我國天然氣價格水平可能波動較大。

清潔替代趨勢展望

在碳減排、能源電力保供、數字化轉型、電力市場改革等因素影響下，終端用能預計將持續多元化和清潔化發展趨勢。充分考慮在資源稟賦、環境影響、出力特性、技術成本、安全保障、存儲難易等方面特點的差異，不同能源品種之間可以相互補充，共同構成更加清潔低碳安全高效的終端用能體系。

一是終端用能清潔替代將與化石能源清潔利用協同進行。天然氣清潔利用可用於發展燃氣窯爐、燃氣鍋爐、區域熱電聯產和冷熱電三聯供。煤炭清潔利用可用於集中供熱領域推廣大型高效鍋爐及清潔熱電聯產。石油清潔利用可用於油-氣混動交通等。預計我國終端能源消費中煤、油、氣佔比將從2020年的33%、24.6%、9.9%變化至2030年的18%、24.5%、12.1%。

二是終端電氣化水平和氫能利用佔比將逐步提高。中國電力企業聯合會提出2030年電能佔終端能源消費比重將提高到35.7%。中國氫能聯盟提出在2060年碳中和情景下，氫能在我國終端能源消費中佔比將達20%左右，可再生能源制氫產量約為1億噸。

在工業領域，自動化程度高、控制靈活、啟停方便的電氣化設備將得到大力推廣，主要包括電動鼓風機、電動空壓機、電動挖掘機、電液錘、電動破碎機、電鑽井等輔助電動力裝置，蓄熱式電鍋爐、高温蒸汽熱泵等工業用熱水蒸汽裝置，工業電窯爐等熱處理裝置，以及有軌機車、電動重卡、電拖動、分揀機器人、皮帶廊、油氣管線電力加壓技術等工業運輸裝置。氫氣將在鋼鐵行業中作為還原劑，在化工行業中與氨和甲醇共同作為生產原料。

在建築領域，熱泵、電鍋爐、電蓄冷、工業餘熱供暖等技術將會得到大力推廣，應用於高校、商業綜合體、數據中心等大型公共建築，以高效滿足建築用熱（冷）需求。隨着北方地區“煤改電”清潔取暖繼續推進，在北方城市市政集中供暖區域將試點開展熱網末端電補熱技術。根據住建部發布的《“十四五”建築節能和綠色建築發展規劃（徵求意見稿）》，“十四五”末建築用能電氣化比例超過50%。

在交通領域，5G技術、衞星定位導航、物聯網技術、大數據和自動駕駛等高新技術在交通領域廣泛應用。電氣化鐵路、城市軌道交通成為公路交通的重要補充。城市公共交通工具和物流配送車將實現電氣化全覆蓋。長江經濟帶等重要港口將實現“全電港口”、“全電通航”。

在農業領域，農田機井電排灌、農業現代化大棚、電氣化育種育苗技術將推廣應用於農業種植領域。電温控、智能電養殖技術將推廣應用於水產畜牧領域。電烘乾、電加工技術將廣泛應用於農產品加工領域。電力倉儲保鮮、冷鏈物流技術將推廣於倉儲物流領域。國務院印發《“十五”推進農業農村現代化規劃》[國發〔2021〕25號]，要求加強鄉村清潔能源建設，提高電能在農村能源消費中的比重，預計“十四五”期間，太陽能、風電等清潔能源將在農村迎來大規模發展。

三是終端能源清潔替代中可再生能源直接利用將逐步發展。其中在地熱能直接利用方面，通過熱交換泵或地熱蒸汽泵等技術實現建築高效供暖/供冷；在生物質能直接利用方面，通過生物質碳化、熱解及化學轉化等手段，將其轉化為居民供暖及工業生產所需的燃料；在太陽能直接利用方面，通過太陽能熱收集技術用於居民日常供暖。預計我國終端能源消費中可再生能源直接利用的佔比將從2020年的0.9%提升至2030年的1.1%。

四是終端能源清潔替代將與數字化技術深度融合，實現新設備與電網友好互動，促進提升電力系統靈活性，有利於新能源消納。在清潔替代同時可加裝儲能、蓄冷、蓄熱、電制氫等設備，以及實施移峯填谷的工業流程再造工作。

五是商業模式不斷髮展創新。合同能源管理模式（EMC）、建設-移交模式（BT）、建設-經營-轉讓模式（BOT）、公私合營模式（PPP）等商業模式不斷推廣應用。同時“共享替代”等新的商業模式也在逐步發展成熟，進一步保障替代項目順利實施。利用互聯網思維，通過搭建“共享平台”，推動替代設備擁有方與使用方完成對接，提升電能替代設備使用率，解決設備初始投資高的問題。

政策建議

結合終端用能清潔替代的補貼可持續性問題、技術研發問題、基礎設施建設問題，以及終端清潔替代發展趨勢，有六方面政策有待加強。

一是在規劃方面，以實現“雙碳”為目標，統籌綠色發展、電力保障與成本可接受的關係，堅持終端用能“宜煤則煤、宜電則電、宜氣則氣、宜可再生能源則可再生能源”原則，因地制宜、科學合理制定終端多種能源高效協同發展規劃，將終端能源清潔替代及相關基礎設施建設納入能源發展規劃、節能減排方案等，並與地方經濟社會發展規劃、城市發展規劃有效銜接。

二是在因地制宜制定產業補貼方面，充分考慮各地經濟發展、資源稟賦及自然條件、能源電力供應保障情況等因素，制定設備購置補貼或者能源消費補貼，有序推進清潔替代。根據技術成熟度、經濟性的變化情況，形成差異化的補貼降低方案。建議在推廣應用環節對前期投資大、運行成本較高、節能減排效果顯著的清潔替代產品或項目實施補貼，加快重點領域節能降碳步伐，帶動全行業綠色低碳轉型。

三是在強化環保標準約束方面，細化環保類引導政策的指標體系及獎懲措施，嚴格生態環保監管執法，發揮環保考核倒逼作用。健全大氣排放標準體系，修訂完善各類工業窯（鍋）爐環保及能耗標準，優化提升清潔供暖標準和交通領域大氣污染物排放標準，出台具體的港口污染物排放監測、控制手段要求以及相關獎懲措施。

四是在技術研發與示範方面，對高效熱泵、純電動船、電動汽車、儲能、高温電鍋爐、蓄熱電窯爐等新技術的研發在貸款、税收等方面給予支持，促進清潔替代新技術、新裝備加快攻關。支持關鍵技術示範應用，包括新能源汽車超級充電技術，和大型純電動農業耕種設備等。

五是在市場機制方面，建立綠色電力交易與可再生能源消納責任權重掛鈎機制，推廣綠色電力證書交易。市場化用户通過購買綠色電力或綠證完成可再生能源消納責任權重。推動將需求側可調節資源納入電力電量平衡，充分發揮分時電價作用，釋放需求側資源促進電力供需平衡和促進新能源消納的價值。建立替代項目低碳化認證體系,支持開展替代項目碳排量備案和參與碳市場交易，基於環保效益變現促進提高替代項目經濟性。

六是在金融政策方面，建立完善政府主導、分級負責、多元籌資的投融資模式，充分發揮政策性金融機構的作用，鼓勵發展支持重點領域建設的投資基金，支持重點領域清潔替代項目開展股權和債權融資，採用PPP等模式，創新融資方式，拓寬融資渠道。鼓勵各銀行業金融機構針對清潔替代項目建立綠色信貸服務體系，探索創新信貸服務，為替代項目單位提供低息貸款等優惠。