如何深化电能替代实现节能降耗？

随着经济的高速发展，中国目前已成为能源消费的第一大国，能源消费缺口大，能源进口依存度逐年攀升，现已达到16.3%，能源刚性需求对经济发展的制约作用越发显著。除此外，中国的能源利用效率也有待提高，能源强度（单位产值能耗）虽逐年降低，但仍远高于世界平均水平，甚至高于一些发展中国家（IEA，2001；IBRD，2015）。

特别是中国目前的能源消费中仍有大量的散烧煤和原油，是雾霾等污染的罪魁祸首，造成了严重的环境问题。同时，中国以碳减排政策、煤改等为代表的能源方案也对能源的使用与需求提出了更高的要求。

为缓解我国生态能源矛盾，2013年8月，国家电网公司印发了电能替代实施方案，在经营区域内全面启动电能替代工作，这与乡村振兴、生态环境保护等政策不谋而合。所谓电能替代，是指在终端能源消费环节，通过“以电代煤、以电代油、以电代气，电从远方来，电是清洁电”的能源消费模式，发挥电能便捷、安全、清洁、高效等优势，面向终端能源消费市场，更多使用电能消费。

研究表明，电能的终端利用效率在90%以上，其经济效率是石油的3.2倍、煤炭的17.27倍，然而截至2018年，我国电能占终端能源消费比重仅25.5%，其中煤电占比75%，仍然存在很大发展空间。故以电为核心的能源转换成将是控制能源消费总量、缓解能源强度的重要突破口。

目前，一方面，中国已逐步实现电力全覆盖，在总体上能源强度仍处于较高水平，但是各地区的能源强度是否会存在不同的分布呢？电能替代在带来诱人经济利益的同时也需要巨大的转换成本，非清洁能源转换将会带来高额的环境治理成本，电能替代在经济发展过程中能降低能源强度吗？另一方面，相对于东部地区，中西部地区的经济发展与科学技术水平存在明显差异，这是否会使得电能替代对能源强度的影响存在差异呢？同时，政策的实施存在时空上是逐步扩散的，电能替代对能源强度会出现时空上的影响吗？

党的“十八大”以来，在政治、经济、文化、社会及生态文明建设“五位一体”顶层战略的要求下，中国着重致力于加快能源消费结构转型，推进生态文明建设。特别是2016年9月中国和美国分别作为世界上最大的发展中国家和发达国家同时在“G20”杭州峰会上向联合国递交了《巴黎协定》，标志着中国将在应对全球气候变化和保护生态环境方面率先做出国际表率。目前，中国作为世界上最大的能源消费国，亟需改变过多依赖于煤炭、石油和天然气的能源消费结构，降低高污染能源消费量。

发达国家的经验表明，电能占终端能源消费比重每提高1个百分点，单位GDP能耗就下降4个百分点，因此，如何更好的深化电能替代具有重要意义。

通过对1998-2017年中国省际面板数据的分析，基于对能源强度与电能替代空间地理分布的测算，我们从空间角度全面研究了电能替代对能源强度的影响。

研究发现：

1、中国电能替代与能源强度存在空间关联，在东南沿海和西部地区形成了集聚区，当期能源强度受到上期能源强度、相邻地区能源强度的影响，相邻地区能源强度降低会产生示范效应；

2、本地区和相邻地区电能替代均能降低本省能源强度，并且电能替代的长期影响大于短期影响，电能替代每增加1标煤，每万元GDP所需的能耗将降低0.76标煤；

3、各地区电能替代对降低能源强度的作用大小存在差异，东部最大，西部次之，中部最小，并且东部地区电能替代的长短期效应分解均显著，中部短期效应显著，西部均不显著；

4、电能替代会通过驱动科学技术进步和缩小能源缺口进而实现节能降耗。

今年是打赢蓝天保卫战的攻坚之年，也处于“十三五”计划的决胜阶段，如何精准的根据电能替代与能源强度的现状分布深化电能替代，进而通过能源强度与能源消费总量双控制实现节能降耗的目标至关重要。本文的分析对于我国深化电能替代、推进能源消费革命和实现节能降耗提供了新的视角。

电能替代与能源强度的时空影响

1. 电能替代与能源强度的分布特征

中国的能源强度总体仍处于较高的水平，这是各个地区共同作用下的结果，不代表每个地区的能源利用水平都不尽人意。电力消费推广政策从很早之前就开始实施，直至2013年国家电网公司才在经营区域内全面推广，各省份的电气化水平存在较大的地区差异。

在地域分布上，电能替代与能源强度分别形成了各自的集聚区，电能替代在东南沿海形成了以广东、浙江、福建和江西四省为主的高值聚集区，在西部地区形成了以贵州、青海和甘肃为中心的低值聚集区，这些区域电能替代的程度还处于较低水平。而东部沿海地区的能源强度较低，贵州、西藏和内蒙等地区的能源强度较高，是需要重点关注的区域。

可以看出在一定程度上，中国的电能替代与能源强度在长期经济发展过程中出现了“一荣俱荣、一损俱损”的集聚分布特征，强化电能替代的力度对于高能源强度省份尤其重要。由此可以看出，能源强度具有自我影响的特点，那么能源强度是否会在时间维度上自我影响呢？

2. 电能替代对能源强度的影响是否存在时空差异？

电能替代能够提升能源利用的效率，带来肉眼可见的经济效益和社会公众福利，但是电能在能源转换、配送和利用的过程中会产生高额的生产成本、交易成本和环境治理成本，最后的经济利润到底会增加还是减少是不确定的，那么电能替代到底能不能降低能源强度呢？

自改革开放以来，中国经济发展水平和科学技术水平呈现阶梯式发展，东部地区遥遥领先于中西部地区，东部地区作为我国经济发展中心，已经处于后工业化阶段，一单位电能所带来的经济效益要远高于中西部地区。由于东部地区的主要能源消费很大程度依赖于中西部地区的能源输送，已经进行转换后的能源转换成本及环境污染的治理成本较低，这将会在一定程度上加大东部地区对于能源强度降低的成效。中西部地区对自然资源和能源依赖程度较高，科学技术、资本投入都处于弱势，近年来，东部地区的“三高”产业多数转移到了中部地区，该地区正处于工业高速发展阶段。

因此，电能替代降低能耗的作用是否会呈现相同的阶梯式特征呢？从时间上看，深化电能替代是一种长期性行为，对于降低能源强度是否能产生深远的影响？

3. 电能替代对能源强度的影响路径如何？

在大多数地区，能源基础设施还不完善，现阶段电能的转换、配送以及利用的经济成本和能源资源耗费量较大，这一过程需要科学技术的支撑，通过科学技术提高进而降低在电能生产、消费以及配送环节所产生的生产成本、交易成本与环境治理成本，使所得到的经济产出更加可观。另一方面，与其他终端化石能源相比，电能在实现能源转换、配送以及利用时的效率更高，各省份能源自给率提高，相对降低能源消耗需求量，并且能源供应得以保障，能源缺口在供需共同作用下得以减小，从而缓解能源消费增长，扩大经济产出。

如何深化电能替代推进能源强度降低？

首先，政府在解决能源问题中应重视分布的差异性，针对聚集地区制定专项的能源政策。在政策制定过程中，应注重电能替代程度较高的集聚区，通过加强地区间的经济联系与互动，拓宽合作渠道，削弱地理空间的约束，以高替代区域带动低替代水平区域发展。同时，对于以贵州、青海为中心的能源强度集聚区，应该采取重点突破的差异化措施，制定专项能源政策，其政策力度特别是电能替代的政策力度必然要大于其他地区，才能最大程度地促进能耗强度降低。

其次，降低能源强度的政策特别是电能替代政策应该长时间、大范围、全方位地落实。当期能源强度的优化降低将导致下一期能源强度优化水平继续提高，能源强度在长期经济发展过程中呈现一荣俱荣、一损俱损的空间集聚特征，邻近地区的能源强度优化能够对目标地区产生良好的“示范效应”，因此降低能源强度政策需要大范围长期实行更见成效。

进一步地，各地区现实情况存在差异，必须因地制宜，实行差异化政策。对于经济发展水平已经进入后工业化的东部地区，应该充分发挥经济优势，促进东部地区再电气化，从而降低能源强度。

中西部地区能源消费总量较大，电能占比较低，因此必须强化电力配套服务，推动电网建设，实行激励政策，助力电力资源代替其他终端化石能源，发挥各地区电能替代的最大潜力。中西部地区能源强度较高，一定程度是由于数量庞大的能源消费无法取得与之对应的经济产出。准确把握地区发展的阶段性特征对实现节能降耗尤为重要，只有把高速发展和高质量发展相结合，才能从源头降低能源强度。

最后，充分利用科技进步和能源缺口在电能替代降低能源强度中的桥梁作用。应该充实技术力量并充分利用科技等禀赋带来的正外部性，加速高能耗工业企业产品升级换代。同时，强化大容量输送能力，缓和能源缺口，实现能源大范围优化配置，为实现经济稳步发展、增加经济总量奠定良好的能源基础。

东部地区经济发展最为迅速，但能源资源相对匮乏，能源消费大部分依赖于中西部的能源输送，如何提高各省能源自给率从而降低东部各省份的能源缺口是电能替代深化降低能源强度的重要突破点。总之，应充分重视科技进步和能源缺口的桥梁作用，发挥电能替代的时空效应，进而完整的构建一个清洁低碳、安全高效的能源体系。

随着全球各大经济体的快速发展，如何深化电能替代以控制能源消费总量，实现节能降耗，从而推动经济长期可持续发展，将是学术界和政策界面临的重要问题。