電氣化是推動能源綠色低碳轉型、助力實現碳達峰碳中和的重要途徑，電氣化水平是現代文明進步的重要標志。近年來，我國電氣化發展態勢持續向好，電能在能源消費結構中的地位進一步提升。
當前，在能源革命和數字革命雙重驅動下，電氣化發展已經超出了電力行業的傳統邊界。電能替代已深入重點行業工藝環節、融入關鍵領域用能轉型，將拓寬終端用能電氣化市場，并進一步帶動重點行業和主要部門用能形態發生顯著變化。
中國電氣化將進入中期轉型階段
在24日舉行的第二屆中國電氣化發展高端論壇上，中國電力企業聯合會聯合人民日報數字傳播共同發布了《中國電氣化年度發展報告2022》。報告預計，未來3年中國電氣化發展總體呈現穩步向好態勢，預計2025年全國電氣化進程將由電氣化中期成長階段進入中期轉型階段。
報告根據能源電力行業統計與調查數據，構建電氣化發展指標體系和電氣化進程指數。報告顯示，2021年以來，中國終端用能電氣化發展政策導向清晰，低碳電氣化發展政策持續完善，主要電氣化進程評價指標總體向好。2021年，全國電能占終端能源消費比重約26.9%，較上年提高1.4個百分點，同比增幅達到近5年來的最高水平，在全球主要國家中位居前列；人均生活用電量達到835千瓦時，比上年增長7.6%，約為經合組織國家平均水平的三分之一；非化石能源發電量占比達到34.3%，較上年提高0.6個百分點，與美國處于同一水平區間。
報告指出，中國電氣化進程保持穩步推進態勢，2021年，全國電氣化進程指數約76.4，比上年增長0.8，總體處于電氣化中期成長階段，東部、中部、西部、東北地區電氣化進程指數分別達到78.9、74.1、73.0、67.8，東部地區電氣化進程加快推進。
報告認為，未來3年(2023-2025年)電氣化發展總體呈現穩步向好態勢，預計2025年，全國電能占終端能源消費比重提高到31.2%，東部、中部、西部、東北地區分別達到33.1%、28.2%、31.4%、17.4%；全國電氣化進程指數達到80.2，由電氣化中期成長階段進入中期轉型階段，西部地區電氣化進程提速，預計電氣化進程指數未來3年累計增長3.7，增幅位居四大地區之首。
工業電氣化水平保持穩定
分領域看，工業電氣化水平保持穩定。《報告》顯示，我國工業電氣化率達26.2%，與上年持平，其中汽車制造業電氣化率為72.7%，3年累計提高11.8個百分點，增幅位居主要制造業之首。
建筑電氣化發展持續向好。建筑電氣化率達44.9%，較上年提高0.8個百分點。建筑供暖供冷與生活消費領域替代電量快速增長，空氣源熱泵、水源熱泵、蓄熱電鍋爐等新型電采暖設備在現有集中供熱管網難以覆蓋的區域逐步推廣應用。
交通電氣化進程穩中有進。交通電氣化率達3.9%，較上年提高0.2個百分點，換電重卡產業蓬勃發展。2021年，全國純電動重卡汽車銷量為9650輛，較上年增長近2倍，其中換電重卡占比超過30%，福田汽車、上汽紅巖、漢馬科技集團、徐工汽車、北奔重汽等車企推出換電重卡。
農業農村電氣化水平快速提升。農業與鄉村居民生活電氣化率達35.2%，較上年提高2.4個百分點。電網企業持續開展農村電網鞏固提升工程，加快高標準農田電網配套工程建設，提升農村分布式電源接入及消納能力，加快傳統農村電網轉型升級，全面提升農村供電質量。
工業是實體經濟的主體，也是實現“雙碳”目標的重要用能領域。工業和信息化部節能與綜合利用司司長黃利斌指出，提升工業領域電氣化水平，要注重強化先進電能替代技術推廣利用，不斷拓寬電能替代領域；同時，以工業企業和園區為重點，加快推進工業綠色微電網建設，加快新型儲能規模化應用，推進多能高效互補利用，促進就近大規模高比例消納可再生能源，積極推進用能高效化、低碳化、綠色化。
目標與挑戰并存
記者了解到，我國電氣化在電能替代、電力服務水平、低碳電力發展和電力市場化改革等重點領域均蹄疾步穩。但同時，在進一步提升電氣化水平的探索路徑中，也面臨新形勢與新挑戰。
在中國電機工程學會理事長舒印彪看來，電氣化為社會提供安全便捷的用能方式，而再電氣化是應對氣候變化的戰略選擇，能源生產側的清潔化與能源消費側的電氣化是再電氣化的核心內容和重要路徑。他指出，在能源生產側打造深度低碳電力系統的主要著力點在清潔能源穩步替代煤炭發電。“到2060年，清潔能源發電量占比要提高到90%以上，電煤消耗降至3億噸左右。”而在能源消費側，終端用能減碳的重要措施是電能替代。“要大力提升工業、建筑、交通電氣化水平，實現電能對化石能源的深度替代。到2060年，工業、建筑領域電氣化率將達到80%以上，交通電氣化率超過50%。”
中電聯電能替代產業發展促進分會會長王繼業指出，近年來，我國電網規模不斷擴大，發電新增裝機總量持續增長。其中，新能源裝機增長遠高于火電裝機增速，隨之而來的是連續兩年在夏冬高峰出現電力供應偏緊現象。“未來，新能源裝機將繼續大幅上升，新能源電力高比例接入將導致峰谷差加劇，而巨大的峰谷差也將極大增加電網平衡的難度，電力系統調峰壓力進一步增大，電力供需矛盾會日益突出。”
中國工程院院士江億同樣認為，在新型零碳電力系統中，我國電力呈現春秋季過剩、冬夏季不足的特征。如何同時滿足冬夏季的電力不足和消納春秋季多余風電光電，是電源結構變化帶來的新問題。“未來的零碳電源結構下，風光是主要電源，將達到61億千瓦，并占電源容量的83%，這也會帶來新挑戰，比如電網系統中缺少轉動慣量，如何解決瞬態調節、電網穩定的問題。”
“‘雙碳’目標下新能源裝機將快速增長，電力平衡、電網安全、網架結構、新能源消納都將面臨巨大壓力和挑戰。此外，當前缺電現象主要表現為高峰時段電力偏緊，末來將轉變為電力電量‘雙缺’的嚴峻局面。”王繼業說。
打破邊界加快多能協同
楊昆表示，在能源革命和數字革命雙重驅動下，電氣化發展已超出了電力行業的傳統邊界。加快構建能源安全新格局，仍需持續提升電力服務水平，促進綠色電力消費，加速終端用能電能替代進程，推動電力與現代數字信息技術深度融合，實現電能融合多種能源協同高效運行。
江億指出，未來的新型零碳電力系統中，建筑將從簡單的電力消費者轉化為發電、蓄電、調節和消費四位一體的重要角色，是實現電力零碳的重要支撐。“建筑機電系統自身也具有蓄能和柔性用電資源，可通過光儲直柔配電，成為柔性用電平臺。”
王繼業則建議，堅持源網荷儲協同，支撐清潔電能替代。推動源網荷儲要素多元、多點、多域的資源高效匹配與互聯互動，可解決新型電力系統面臨源荷波動性增強和靈活性資源相對不足帶來的電力電量時空錯配難題。
“同時，通過多種電能轉化技術，推動電能、熱能、氫能等多種能源網絡的互聯互補和協同優化，構建電-熱-氫生態系統，借助多元儲能的動態時空轉移特性，包含儲冷、儲熱、儲電、儲氫等多種形式，實現多時間尺度的儲能需求，提高電力系統的靈活性和安全性，促進清潔能源消納和電能間接利用。”王繼業建議。