基于能源綜合熱效率的云南省清潔電能替代潛力測算

劉寶林，吳先哲，劉通

（1.云南電網有限責任公司電網規劃建設研究中心，昆明 650051；2.中國能源建設集團云南省電力設計院有限公司，昆明 650051；3.昆明理工大學電力工程學院，昆明 650500）

0 前言

當前，云南省負荷增速放緩，在省內清潔能源大量富余的宏觀背景下，通過清潔電能替代潛力測算研究，盤清云南省電能替代實際潛力，可培育云南新興電能消費市場、優化終端能源結構、提高云南省清潔能源利用水平，以《云南省能源發展規劃（2016-2020 年）》為依據，綜合考慮“十三五”期間全省經濟增長，節能減排要求，權衡預測模型，結合我省今后經濟社會發展、科技進步、節能減排潛力等因素，以及我省“十三五”經濟年均增長將在8.5%左右的目標，按照國家能源局初步平衡的需求指標—云南省的能源消費總量預計為13 500 萬噸標準煤，我省“十三五”能源消費年均增速為5.4%。預計到2020 年，在GDP 增長率為8.5%的情況下，我省化石能源和可再生能源的消費比例將達到56.3:43.7。預計至2020 年，清潔電能消費和煤炭消費依舊分別為非化石能源和化石能源消費的最主要組成部分，分別為0.58 億噸標煤和0.52 億噸標煤；其他能源消費中，由于“十三五”期間中緬天然氣管道逐步投產，省內燃氣管網建設逐漸完善，天然氣消費預測增速最快，至2020 年天然氣消費量預測值為380 萬噸標準煤，平均年增長率為36.8%；其余能源消費量均在國家需求指標范圍內合理預測。

1 電能替代潛力測算方法

設M 單位（M 單位天然氣特指M m3天然氣，其他能源的M 單位是指M 噸）[1]某化石能源折算標煤的折算系數為α，熱效率為k%。電能轉換成熱能的效率為j%計算，電能折標煤的折算系數為β。那么M 單位的某化石能源所能提供的能量等效于B 千瓦時的電能提供的能量，即該單位化石能源的等效電能值為B 千瓦時[2]。

通過下式可計算出B 值大?。?/p>

式中：

n—某類化石能源；

Mn—某類化石能源的重量，單位：噸；

αn—其他能源類型按綜合熱值折算成標煤的系數，原煤折算系數0.63 噸標準煤/ 噸原煤，石油折算系數1.43 噸標準煤/ 噸石油，天然氣折算系數1.2 噸標準煤/千立方米天然氣；

β—電力折算標煤系數, 定義為330 克/ 千瓦時；

ki%—耗能（化石能源）設備的平均熱效率，其中各類熱鍋爐綜合熱效率按60%考慮，各類內燃機綜合熱效率按40%考慮，各類居民生活加熱用具（燃氣灶，燃煤灶等）綜合熱效率按30%考慮；

j%—耗能（電能）設備的平均熱效率，電鍋爐等加熱用具總體平均運行熱效率約為95%。

2 主要能源電能替代潛力測算

2.1 以電代煤潛力測算

云南省2015 年煤炭消費結構如表1 所示。已知云南省燃煤自備電廠2015 年用煤約160萬噸。全省“以電代煤”除去化工原料用煤及公用電廠用煤無法替代外，其余在技術上均可進行電能替代。將其余用煤消費全部應用公式（2）進行技術替代電量折算。如表1 所示，截止2015 年底，云南省“以電代煤”技術潛力約為274 億千瓦時。到2020 年煤炭消費折標煤后新增934.8 萬噸，若煤炭消費領域結構基本維持2015 年現狀比例，至2020 年“以電代煤”替代潛力新增61 億千瓦時。共計“以電代煤” 替代潛力335 億千瓦時。

表1 2015年煤炭消費比例結構 單位：萬噸標準煤

2.2 以電代油潛力測算

云南省2015 年石油消費結構如表2 所示。全省“以電代油”除去化工輕油和燃料油中用于地方煉廠再加工原料的石油產品不可替代外，其余在技術上均可進行電能替代。將其余石油消費全部應用公式（4）進行技術替代電量折算[3]。如下所示，截止2015 年底，云南省“以電代油”技術潛力約為194 億千瓦時?？紤]到2020 年石油消費折標煤后新增440 萬噸，若石油消費領域結構基本維持現狀比例，至2020 年“以電代油” 替代潛力新增57 億千瓦時，共計“以電代油”替代潛力251 億千瓦時。

表2 2015年石油消費比例結構 單位：萬噸標準煤

2.3 以電代氣潛力測算

云南省2015 年天然氣消費結構如表3 所示。全省“以電代氣”除去化工用氣不可替代外，其余理論上均可進行電能替代。將其余用天然氣消費全部應用公式（6）進行技術替代電量折算。如下所示，截止2015 年底，云南省“以電代氣” 替代潛力約為13 億千瓦時?？紤]到2020 年天然氣消費折標煤后新增300 萬噸，若天然氣消費領域結構基本維持現狀比例，至2020 年“以電代氣” 替代潛力新增49 億千瓦時，共計“以電代氣” 替代潛力62 億千瓦時。

表3 2015年天然氣消費比例結構 單位：萬噸標準煤

截止2015 年底，全省“以電代煤” 替代潛力274 億千瓦時，“以電代油” 替代潛力194億千瓦時，“以電代氣”替代潛力約為13 億千瓦時，全省共計電能可替代電能潛力481 億千瓦時；截止2020 年底，全省“以電代煤” 替代潛力335 億千瓦時，“以電代油” 替代潛力251 億千瓦時，“以電代氣” 替代潛力約為62億千瓦時，全省共計清潔電能可替代潛力648億千瓦時。

3 電能替代潛力測算規模對比

綜合對比可知，陜西省和河南省測算的電能替代潛力值占本省2015 年全省售電量的60%左右，本報告中測算的云南省電能替代技術潛力約占2015 年云南省全省售電量的45%左右，對比結果為電能替代潛力水平略低于陜西省和河南省潛力水平。但考慮到陜西省及河南省屬于工業大省，人均GDP 高，且用煤量遠高于云南省，相對應的“以電代煤” 替代潛力規模遠高于云南省“以電代煤”潛力規模，比較結果差異屬于合理范圍內?？傻贸鼋Y論，云南省電能替代潛力測算規模合理[4-5]。

4 結束語

基于能源綜合熱效率測算電能替代潛力方法，是國內各省份電能替代潛力測算常用技術手段，能較合理的反映地區電能替代潛力規模。本文結合云南省能源消費特點提出的測算方法，能合理有效的測算出云南電能替代潛力規模，對指導云南省開展電能替代工作，制定相關清潔能源電能替代政策有一定借鑒參考作用。