能源替代在人类历史上不断地进行着，人类最早使用的能源是薪柴，是一种自然能源，可再生能源。为了寻求更高的能源经济效益，人类用煤炭替代薪柴。煤炭是化石能源，大气污染物和CO2排放量多，是最肮脏的能源，可当时环境和气候变化还不突出。这是人类历史上的第一次能源替代。紧接着的能源替代是用石油和天然气去替代煤炭。
煤炭、石油、天然气都是化石能源，石油、天然气都比煤炭干净，特别是天然气不仅比煤炭、石油干净，污染物排放量少，CO2排放量也少，而且资源量也比煤炭、石油要丰富得多，价格便宜。在资源紧张、环境污染、气候变化的三大挑战下，逐渐形成了两个替代，一个叫清洁能源替代，一个叫电能替代。下面主要讨论电能替代。
一、两个替代，还是一个替代
现在有的专家名义上提实施两个替代，实际上主张一个替代。例如有的说，“资源紧张、环境污染、气候变化三大挑战，根源在于化石能源的长期大量开发使用，应对挑战的根本出路是加快发展、实施“两个替代”，即能源开始实施清洁替代，以风能、太阳能、水能等清洁能源发电替代化石能源发电;能源消费实行电能替代，以电代煤，以电代油，(有的还提出以电代天然气)，电从远方来，来的都是清洁发电。”(《亮报》2016年7月14日第28版)。就是说：要用清洁能源发电来替代化石能源发电，用清洁能源发出来的清洁电力去替代煤炭、石油、天然气等一切化石能源消费，把两个替代合并成一个清洁能源发电来替代所有的化石能源。华北电力大学经济与管理学院院长牛东晓在《电能替代经济性分析》也持有同样的主张，牛东晓说，用电能替代，主要是指电力能源替代煤、油、气等常规终端能源，通过大规模集中转化来提供燃料使用效率，减少污染物排放，进行改善终端能源结构，促进环保的效果。
电能替代作为一种低碳环保发展方式，具有多方面的意义：1.保证国家能源战略安全，促进资源优化配置;2.调整能源结构，促进清洁能源发展;3.促进能源利用效率，减少污染物排放;4.保护环境，治理雾霾，推进生态文明建设和绿色发展。具体措施就是以电代煤，不仅要部分替代散烧煤，而是要替代所有的煤炭;以电代油，不仅替代部分燃料油，而是要求替代汽车用油还要替代所有的用油;不仅要替代煤炭石油，还要替代天然气。这个设想很伟大，但是这个设想是一种幻想，不现实。因为到现在为止，还没有人设想以风能、太阳能和水能等清洁能源发电在短时间内百分之百地替代化石能源，即使可以做到，其不菲的成本也是社会难以承受的。
我们在能源领域追求的是清洁、绿色、低碳，为此我们应当积极贯彻2014年习近平同志关于推动能源供给革命、建立多元供应体系的指示，他说：“立足国内多元供应保安全，大力推进煤炭清洁高效利用，着力发展非煤能源，形成煤、油气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系。”
国务院办公厅2014年发布的《能源发展战略行动计划(2014~2020年)》把清洁能源替代战略归纳为四大战略——节能优先战略、立足国内战略、绿色低碳战略、创新驱动战略。在绿色低碳能源战略中阐述，“绿色低碳战略，着力优化能源结构，把发展清洁低碳能源作为调整能源结构的主攻方向，坚持发展非化石能源与化石能源高效清洁利用并举，逐步降低煤炭消费比重，提高天然气消费比重，大幅增加风电、太阳能、地热能等可再生能源和核电消费比重，形成与我国国情相适应、科学合理的能源消费结构，大幅减少能源消费排放，促进生态文明建设。”如果到2030年，清洁能源替代能达到60%，就是一个伟大的胜利，一是非化石能源比重达到20%;二是天然气包括其他气体能源达到20%;三是化石能源高效清洁利用达到20%。
清洁能源替代，电能替代一个也不能少，在现阶段，清洁能源替代比电能替代更为重要。
二、电能替代的电量“主要来自可再生能源发电”
《亮报》说：“电能替代的电量，主要来自可再生能源发电，以及部分超低排放燃煤机组。”(2016年6月1日《亮报》28版)。又说：“能源消费实施电能替代，以电代煤、以电代油，电从远方来，来的是清洁发电。”(2016年7月14日)。华北电力大学经济与管理学院牛东晓院长说：“以电代煤、以电代油，电从远方来，电从绿色来，是这个时代的需要和选择。”(牛东晓《电能替代的经济性分析》)。这些文章都强调电能替代的电量主要来自可再生能源发电。
那么我们来看一看统计数字，2015年我国全国发电量为56045亿千瓦时，风电发电量为1851亿千瓦时，太阳能发电量为383亿千瓦时，两者合计为2234亿千瓦时，为当年全国发电量的4%。国家发展改革委要求在“十三五”期间电能替代散烧煤及燃料油1.3亿吨标准煤，估计电能替代需耗电1万亿千瓦时，约为2015年全国发电量17.8%，风电、太阳能发电不可能成为电能替代的主力电源。风电、太阳能发电不仅数量少，主要分布在三北地区，且具有间隙性、随机性、没有其他电源配合，作为替代电源比较困难。
这一点在国家发展改革委等部门印发《关于推进电能替代的指导意见》总体要求的基本原则中指明，电能替代的电量“主要通过可再生能源和现有发电满足电能替代新增电量需求”。是说明电能替代的电量来源是可再生能源和火电(其实应当是煤电，不是火电，不包括天然气发电)。电能替代的电量不包括油电、天然气发电和核电。
三、这次电能替代要用多少电
“电能替代”这个名词是从2013年才提出来的，历史还不长，有关的文件材料也不多，但不知道什么原因，讲电能替代只讲电能替代用了多少电?如2015年国家电网公司公布，该公司2015年电能替代消费750亿千瓦时电能，没有公布究竟替代了多少散烧煤、花了多少投资、补贴了多少钱?特别不愿意讲的是花了多少投资、补贴了多少钱。我看到有一篇文章说，北京市要替代300多万吨煤炭，要投资270亿元，每吨煤的替代投资是9000元。可是这次国家发展改革委等部门的《关于推进电能替代的指导意见》则不同，文件称2016~2020年，实现能源终端消费环节电能替代散烧煤、燃油消费总量约1.3亿吨标准煤，带动电煤占消费比重提高约1.9%，带动电能占终端能源消费比重提到约1.5%，促进电能占终端能源消费比重达到约27%。却不说要花多少投资、多少补贴、要耗费多少替代电量。
《中国能源报》2016年5月30日头版刊登《八部门联合印发〈关于推进电能替代的指导意见——电能替代全面推进〉》”一文中提到，国家电网公司在电能替代规划中要力争到2020年累计替代电量达到10000亿千瓦时。八部门电能替代规划是国网公司的翻版，且电能的热功当量是860千卡/千瓦时，10000亿千瓦时转换成标准燃料就是1.3亿吨标准煤。2016年6月1日《亮报》28版《推进电能替代共享绿色生活》一文中称：“预计新增电量消费约4500亿千瓦时，减排烟尘、二氧化碳、氮氧化物约30万吨、210万吨、70万吨。”新华社在《“十三五”我国将实现替代(散烧煤、燃料油)1.3亿吨标准煤》一文中称，“预计可新增电量消费4500亿千瓦时，减排烟尘、二氧化碳、氮氧化物约30万吨、210万吨、70万吨”。(转引自《中国电业》2016年6月上旬刊)。这些数字与《亮报》是相同的，这个数字与节约散烧煤、燃料油1.3亿吨相比，能效达3倍左右，因为电锅炉、电窑炉、电炉能效只有0.95。
官方不公布电能替代在2016~2020年究竟要消耗多少电量，民间就会想办法来弥补这个缺口，《亮报》称预计可新增电量消费4500亿千瓦时，只能算民间;新华社写到消息上就成了半官方，而谢国兴在《推进电能替代需因地制宜》一文中说，《关于推进电能替代的指导意见》提出，预计可新增电量消费4500亿千瓦时，则变成官方意见了。
官方不公布2016~2020年电能替代达1.3亿吨标准煤的散烧煤和燃料油究竟要消耗多少电量?我们从官方公布的可以提高电煤消耗1.9%来推算，推算结果只增加电煤消耗5000万吨标准煤。5000万吨标准煤用于发电，只不到2000亿千瓦时，显然“十三五”电能替代仅2000亿千瓦时是不够的。那么如何理解1.9%?是否电能替代所需电量主要来自风电、太阳能发电等可再生能源发电，再生能源发电部消耗电煤，所以“十三五”电能替代消耗的电煤不多，通过1.9%算不出电能替代所消耗的电量。
那么，带动电能占终端能源消费比重提高约1.5%，能否推算出确切的电能替代在“十三五”消耗了多少电量?同样存在困难。电能占终端能源消费比重提高1个百分点需要多少电量，各个年度不同，主要受终端能源总消费量有关，我试算了2011年至2014年的情况，按提高1.5%计算，2011~2012年需13000亿千瓦时，2012~2013年需5300亿千瓦时，2013~2014年需6800亿千瓦时，推算不出一个确切的数字。
实际上电能替代一直在进行着，从一百三十多年前有点开始不断进行着，国家发展改革委不发文也在进行着，不过那种替代是自然发生的，是没有国家投资，没有国家补助，悄悄地进行着，电力在终端能源中的消费比重在不断提高。现在提出一个电能替代计划，要用投资和电费补贴等来促使增加用电量，使得自然替代和补贴替代难以区分，造成电能替代电量消费虚高，电能替代用的投资、补贴超支。
四、现阶段电能替代的主力电源是煤电
在我国电能替代需求增长缓慢，电能普遍富裕的情况下，一般都有保风电、太阳能发电、水电等可再生能源发电，保核电站满发电，煤电放在拾遗补缺的位置，所以在发电装备利用小时数下降时，风电、光电、水电和核电降得不多，煤电降得最多。因而在电能替代时，最有增发电潜力的是煤电。现阶段电能替代的主力电源是煤电。
(作者系原能源部政策法规司副司长)
