空气污染是当今世界面临的严重生态环境问题之一，是中国、印度等发展中国家的“心肺之患”。不久前，国际能源署（IEA）发布的《IEA世界能源展望2016：能源与空气质量特别报告》（以下简称《报告》）称，空气污染每年造成大约650万人早亡，成为继高血压、饮食风险和吸烟之后的全球第四大健康危害因素。
《报告》提出了以人为本、体现可持续发展理念的 “清洁空气方案”。笔者认为最根本、最有效的举措是加快清洁替代和电能替代，特别是在能源需求增长放缓的大背景下，以更大决心和力度推进电能对煤炭、石油等化石能源的替代。
现有能源环境政策需调整
能源燃烧是引起空气污染和气候变化的最主要原因，能源政策也因此成为改善空气质量和应对气候变化的最关键政策。随着人们越来越重视空气污染，并在《巴黎协定》确定的年度目标下加快能源转型，许多国家已经在能源政策中加大考虑空气质量影响，扩大污染控制范围，不断加强空气质量监管。尽管如此，现有的空气污染治理和能源政策仍不能明显改善未来的空气质量和人民健康水平。
根据IEA研究结果，在延续目前政策措 施的情景下，到2040年：全球一次能源需求将达到180亿吨标准油，比2013年提高1/3；能源结构有所优化，需求增量中超过1/3来源于零排放的风能、太阳能、水力发电和核能，30%来自天然气，其余来自煤炭、石油和生物质；二氧化硫、氮氧化物和PM2.5排放分别比2015年降低20%、10%和7%。工业化国家的排放会持续下降，中国排放也将下降，印度、东南亚地区和非洲排放将上升，因为能源需求增长会抵消有关空气质量的政策努力，众多国家的空气污染仍将持续恶化。
针对这种情况，IEA基于已被验证有效的能源和空气质量政策以及现有技术，提出了更为积极的“清洁空气方案”：可以使2040年污染物排放水平下降一半而能源投资总额仅增加7%。概括起来，核心就是在总需求合理增长的前提下，在家庭、交通、工业等终端用能环节提高电能、天然气对煤炭、生物质、燃油等化石能源替代，在一次能源供应环节提高清洁可再生能源对化石能源替代。
提升电能在终端用能比例是根本
从影响全球空气质量的三大类污染源来看，二氧化硫主要来源于电力和工业领域的煤炭使用，氮氧化物主要来源于交通领域的石油使用，而颗粒物则主要来源于生物 质、煤油和建筑领域的煤炭利用。因此，提高电能对终端煤炭、石油、生物质及煤油使用的替代，可以有效控制空气污染。
煤炭是传统化石能源利用中污染物排放的最大来源，其中，又以煤质差、燃烧效率低的散烧煤排放为主。中国是世界上最大的煤炭消费国，每年散煤消费约为8亿吨，主要用于采暖小锅炉、工业小锅炉（窑炉）、农村炊事和采暖，约占煤炭消费总量的20%左右。散烧煤未经清洁处理就直接燃烧，且无污染物处理装置，致使大量污染物直接排放到空气中。据了解，如果将中国每年8亿吨散煤全部转为电煤利用，终端用能环节以电代煤，燃煤污染排放至少将下降54%。
从工业领域来看，提高电气化水平也有助于减少煤炭使用和排放。采用加热器将电能转化为热能的电锅炉，适用于化工、造纸、印染、制药等各行业工业用热，热效率可以达到98%左右，远高于燃煤锅炉60%左右的热效率。根据中国工业窑炉和电窑炉技术应用情况，预计电窑炉技术替代潜力约为2750亿千瓦时，完全替代条件下可以减少直接燃煤8300万~9500万吨，相应减少二氧化硫排放44万~50万吨，氮氧化物5.1万~5.8万吨。
交通领域以燃油消费为主，消耗了全球近1/3的能源，并成为氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳、含铅化合物等污染物的主要 排放源。为减少石油依赖和尾气排放，通过电动汽车、电气化铁路、港口岸电替代等技术实现电能对燃油的替代，已经成为世界各国共识。
生物质、煤油和建筑领域的煤炭利用主要用于居民采暖和炊事。今天，全球仍有12亿无电人口，广泛采用石油/煤油灯进行照明；撒哈拉以南非洲、印度和低收入亚洲国家的27亿人口，仍以传统的固体生物燃料（木、木炭、农业废弃物和动物粪便）为主进行炊事。这些固体生物质燃料燃烧不充分产生的排放物占所有家庭PM2.5排放物的90%，解决这一问题现实可行的选择，是以电力代替煤油照明和固体燃料利用。
从当前条件来看，加强末端治理、加大天然气使用比例、发展生物质能源都能有利于减少空气污染物和二氧化碳排放。但从长远来看，由于清洁能源大多需要转化为电能的形式才能够被高效利用，需要在与化石能源的竞争中得到发展，电能替代也为加快清洁能源开发利用提供了更大的市场需求，因此，推动电能替代、使用零排放的水电、核电、非水可再生能源替代其他能源，是彻底解决空气污染和碳排放的根本选择。
全面推进电能替代需完善政策机制
目前由于化石能源使用造成的环境成 本尚未充分考虑、加上电力价格相对于煤油气价格缺乏比价优势等因素影响，实施电能替代的市场驱动力仍不足，必须加大宏观政策引导，加快机制创新和完善。
重点需要改革完善价格机制、利益协调机制，包括完善峰谷分时电价政策，通过适当扩大峰谷电价价差、合理设定低谷时段等方式，充分发挥价格信号引导作用；建立清洁能源定向消纳机制，试点电能替代企业与风电等各类发电企业开展双边协商或集中竞价的直接交易；创新辅助服务机制，合理补偿收益，鼓励通过电能替代项目提供系统调峰服务；完善化石能源价税政策，将煤炭、石油、天然气开发利用造成的环境成本纳入使用成本，减少化石能源补贴。
从中国现阶段的电能替代工作进展来看，需要立足实际、因地制宜调动各方积极性，发挥电能替代的竞争优势。如，在西北、东北等风电资源丰富、采暖期较长的地区，开展居民蓄热式电锅炉和直供式电锅炉集中供热试点；在城市地区的学校、医院、商场、办公等场所，优先推广非连续分散式电采暖；在长江流域以南地区优先推广空气源热泵；在京津冀等环境治理要求高、经济承受力相对较高的地区，优先推进相关行业工业锅炉和电窑炉应用、电采暖以及交通电能替代。 （作者单位：国网能源研究院）
