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[摘 要]随着电力技术的发展，电力资源作为一种清洁资源逐渐受到人们的关注。特别是在燃料能源作为一种不可再生资源的情况下，在不断消耗同时也对环境造成严重污染的情况下，电力作为一种替代性资源受到人们的青睐。同时，电能在生产和生活中具有较高的生产效率，在经济效益上具有重要的优势。本文基于电能替代成本效用的分析，进行了相应的研究和探讨。
[关键词]电能替代 成本效用 实证
中图分类号：R379 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）29-0324-01
前言
近年来，全国范围的大型雾霾使人们深刻认识到环境污染的危害，也加强了国家治理污染的决心。能源替代被广泛认为是一项重要措施。国家电网公司2013年提出了“以电代煤，以电代油，电从远方来”的电能替代方案，从近年来的效果来看，确实有助于改善空气质量。
1.电能替代的优点
根据我国能源消费的相关数据，我国终端能源消费占能源总量的10%左右，相对较低。根据经济合作与发展组织提供的资料，其成员的能源消耗约占18%。因此，在中国，电力的发展仍有很大的发展空间。例如，国外陶瓷行业大多采用电热生产线，与目前的柴油和天然气生产线相比，其优势在于：
1.1 电能是国际上公认的清洁能源
因此，电热生产线是符合环保要求的“绿色生产”标志。随着国家对环境保护政策强度的增加，特别是中国加入WTO后，应遵循国际标准，一个企业的产品能否在未来的国际市场准入，“绿色”标志是第一个因素。
1.2 电热生产线
电热生产线自动化程度高，生产安全，对温度的控制是比较准确的，可以在11℃范围控制，在这样的条件下可以生产出高质量的产品，它不会在瓷器表面产生油污，改掉传统柴油机生产线的不足。由于自动化程度高，因此，对“技术”上的需求比较低，它是指电力生产线工人的技术要求较低，大多依靠自动化的程序控制。
2.能源替代的现状
2.1 国外对能源替代的研究
国外对能源替代的研究主要体现在经济政策研究上。其中，能源替代经济技术研究，主要研究电力对人们生活的影响，证实了电力在人们日常生活中的不可替代的基本作用。一些研究表明，如果不能确定低碳外部性的成本，核能将不可避免地得到广泛的推广和应用，作为化石燃料的替代品。一些学者比较了木炭和其他可替代能源产生碳的过程，得出木炭置换可以减少气候变化的影响的结论。对替代能源的政策研究表明，在英国的不同地区的可再生能源政策和监管框架的一些学者作了相应的分析和讨论，得出的结论是，生物质能源和装备制造的发展，会受到政策的影响。
2.2 国内能源替代研究
这主要体现在替代能源要素和非替代能源要素，以及可再生能源和常规能源的替代这两个方面。有学者在生产中引入社会资本，社会福利函数，构建一个四部门内生经济增长模型，通过求解动态优化方法，其结果反映了社会资本能够有效替代自然资本，并通过增加社会资本节约自然资本的积累，从而实现促进经济稳定增长的目的。对于可再生能源与常规能源的替代品，用系统动力学模型模拟在未来几十年里，一些学者对国内可再生能源替代路线进行研究，也研究了CO2的排放和可再生能源目标替代率，结果表明，该协议不得超过7.01%的GDP增长，并在此基础上，给出了相应的政策建议，这样可以让目前国内的化石能源储采比持平。学者通过最优控制理论，建立了可再生能源动力系统的数学模型，并进行实证分析，结果表明，政府应通过各种措施，提高能源的定价机制，加强可再生能源产业的引导，使其可以按照上述优化策略的发展进行，加强对化石能源的消耗和污染物的排放控制，促进节能目标的实现。
3.成本效用模型
通过经济学中对一般经济人的假设，实现利润的最大化，无疑是经济活动的最终目标，即在能源的基础上，要求同等的效益以最低的成本，或以同样的代价获得最大的利益。本文建立了基于后者的模型。能源效用，定义为在使用能源时获得的热量；成本定义是将所需费用与设备的使用寿命分摊的年度费用。分摊方法分为两类，即不考虑资金的时间价值和考虑资金的时间价值两种。
首先，它是基于不考虑货币的时间价值的基础上，通过一系列的计算可知当电力与煤炭相交的均衡点是β*（单位排污费），如果β>β*，电的效用曲线较高，即单位成本较高，使用电比使用煤炭更经济。当β<β*时，煤炭单位成本较高，即煤炭带来更多的经济。也就是说，电价格低时，因为电价便宜，并更方便的使用，因此，只有一个比较小的排污收费就可以代替煤炭的作用。在电价上涨、煤价不变或浮动不大的情况下，会增加用电成本，即使电力有许多优势，但如果不增加污染成本，煤炭的使用是更好的选择。同时，在单位功率不变的情况下，电力排污量较高，煤炭排污量不变，这样不利于煤炭经济的发展，另一方面，电力排污费较高时，应收取较高的费用，这将吸引更多的用户选择电力。与电价相反，煤炭价格越高，其经济性越低，只需收取较低的排污费即可实施电力代替，用电有许多优点，但如果不增加排污成本，煤炭的利用是较好的选择。同时，在单位功率不变的情况下，造成较高的排放量和装煤量较低的排放，不利于煤炭经济的发展。
其次，在考虑资金时间价值的基础上，经过计算，当电力与煤炭相交的均衡点是β*，如果β>β*，电能单位效用曲线越高，即单位成本较高，即使用电成本高于使用煤炭的成本。当β<β*时，煤炭单位成本效用曲线越高，即煤炭带来的单位成本效用越高。此外，如果煤炭设备本身投资很小，对排污费的影响也会很小。
4.政策建議
像北京和上海这样的城市，煤改电工程已经取得丰硕成果，有效地减少燃煤造成的城市空气污染，降低PM2.5。方法是对电价和暖费进行补贴。这种方法对小规模居民十分有效。除补贴外，还可以采取以下措施和政策促进电力替代：
4.1 制定合适的排污费征费标准
补贴和征费应同时进行。特别是对于企业和燃煤改造机构不能完全采取补贴方式，原因有两个：一是设备投资大，二是改造后的耗电量大，不能完全由电力公司或财务负担。排污费的制定要考虑到我国的实际国情和排放控制的目标。
4.2 降电价，涨煤价
电的价格对排污费有积极的影响，即电价的上涨会提高排污费的临界值。因此，在排污费不变的条件下，可以降低成本，从而降低电价，用电成本控制在较低的水平上，以使电能替代煤炭。煤炭价格对排污费有负面影响，即煤炭价格上涨会降低排污费临界值。因此，政府可以通过提高煤炭销售税来提高煤炭价格，从而减少煤炭的使用量。
4.3 加大科研投入，增加绿色电力
单位电力排污量对排污费有积极影响，电力设备的寿命对排污费有消极的影响。因此，可以加大科研投入，减少电力的污染，延长设备使用寿命，促进电力替代。绿色电力是将可再生能源转换的发电方式，发电过程中不产生或很少产生有害排放物，不消耗化石燃料，有利于环境保护和可持续发展。增加绿色电力的比例可以大大减少整个行业的排污量。
4.4 政府调控
电力设备购置费在电力成本中占很大比重，政府和金融机构在分期付款、融资租赁、减免利息等方面可以出台一系列政策来解决。
结语
在中国可持续发展的战略中，电能替代方式扮演着越来越重要的角色。国家和政府应加大对这方面的投资力度，出台相关政策来促进电能替代的发展。
参考文献
[1] 宋辉，魏晓平.我国可再生能源替代的动力学模型构建及分析田数学的实践与认识.2013.
[2] 刘岩，于渤，洪富艳基于可持续发展的可再生能源替代动态增长模型研究田中国软科学，2011.
[3] 赵新刚，刘平阔，生物质能对化石能源的替代性—基于中国工业部门的实证分析田技术经济，2012.
[4] 闰庆友，汤新发，核电资源替代煤电资源的临界时点分析模型田运筹与管理，2013.
[5] 宗楠，吉林省能源替代战略研究CTS税务与经济，2011.
[6] 吳玲，刘秋华，牛文琪，商饮服务业电能替代的推广与应用田经济导刊2011.
[关键词]电能替代 成本效用 实证
中图分类号：R379 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）29-0324-01
前言
近年来，全国范围的大型雾霾使人们深刻认识到环境污染的危害，也加强了国家治理污染的决心。能源替代被广泛认为是一项重要措施。国家电网公司2013年提出了“以电代煤，以电代油，电从远方来”的电能替代方案，从近年来的效果来看，确实有助于改善空气质量。
1.电能替代的优点
根据我国能源消费的相关数据，我国终端能源消费占能源总量的10%左右，相对较低。根据经济合作与发展组织提供的资料，其成员的能源消耗约占18%。因此，在中国，电力的发展仍有很大的发展空间。例如，国外陶瓷行业大多采用电热生产线，与目前的柴油和天然气生产线相比，其优势在于：
1.1 电能是国际上公认的清洁能源
因此，电热生产线是符合环保要求的“绿色生产”标志。随着国家对环境保护政策强度的增加，特别是中国加入WTO后，应遵循国际标准，一个企业的产品能否在未来的国际市场准入，“绿色”标志是第一个因素。
1.2 电热生产线
电热生产线自动化程度高，生产安全，对温度的控制是比较准确的，可以在11℃范围控制，在这样的条件下可以生产出高质量的产品，它不会在瓷器表面产生油污，改掉传统柴油机生产线的不足。由于自动化程度高，因此，对“技术”上的需求比较低，它是指电力生产线工人的技术要求较低，大多依靠自动化的程序控制。
2.能源替代的现状
2.1 国外对能源替代的研究
国外对能源替代的研究主要体现在经济政策研究上。其中，能源替代经济技术研究，主要研究电力对人们生活的影响，证实了电力在人们日常生活中的不可替代的基本作用。一些研究表明，如果不能确定低碳外部性的成本，核能将不可避免地得到广泛的推广和应用，作为化石燃料的替代品。一些学者比较了木炭和其他可替代能源产生碳的过程，得出木炭置换可以减少气候变化的影响的结论。对替代能源的政策研究表明，在英国的不同地区的可再生能源政策和监管框架的一些学者作了相应的分析和讨论，得出的结论是，生物质能源和装备制造的发展，会受到政策的影响。
2.2 国内能源替代研究
这主要体现在替代能源要素和非替代能源要素，以及可再生能源和常规能源的替代这两个方面。有学者在生产中引入社会资本，社会福利函数，构建一个四部门内生经济增长模型，通过求解动态优化方法，其结果反映了社会资本能够有效替代自然资本，并通过增加社会资本节约自然资本的积累，从而实现促进经济稳定增长的目的。对于可再生能源与常规能源的替代品，用系统动力学模型模拟在未来几十年里，一些学者对国内可再生能源替代路线进行研究，也研究了CO2的排放和可再生能源目标替代率，结果表明，该协议不得超过7.01%的GDP增长，并在此基础上，给出了相应的政策建议，这样可以让目前国内的化石能源储采比持平。学者通过最优控制理论，建立了可再生能源动力系统的数学模型，并进行实证分析，结果表明，政府应通过各种措施，提高能源的定价机制，加强可再生能源产业的引导，使其可以按照上述优化策略的发展进行，加强对化石能源的消耗和污染物的排放控制，促进节能目标的实现。
3.成本效用模型
通过经济学中对一般经济人的假设，实现利润的最大化，无疑是经济活动的最终目标，即在能源的基础上，要求同等的效益以最低的成本，或以同样的代价获得最大的利益。本文建立了基于后者的模型。能源效用，定义为在使用能源时获得的热量；成本定义是将所需费用与设备的使用寿命分摊的年度费用。分摊方法分为两类，即不考虑资金的时间价值和考虑资金的时间价值两种。
首先，它是基于不考虑货币的时间价值的基础上，通过一系列的计算可知当电力与煤炭相交的均衡点是β*（单位排污费），如果β>β*，电的效用曲线较高，即单位成本较高，使用电比使用煤炭更经济。当β<β*时，煤炭单位成本较高，即煤炭带来更多的经济。也就是说，电价格低时，因为电价便宜，并更方便的使用，因此，只有一个比较小的排污收费就可以代替煤炭的作用。在电价上涨、煤价不变或浮动不大的情况下，会增加用电成本，即使电力有许多优势，但如果不增加污染成本，煤炭的使用是更好的选择。同时，在单位功率不变的情况下，电力排污量较高，煤炭排污量不变，这样不利于煤炭经济的发展，另一方面，电力排污费较高时，应收取较高的费用，这将吸引更多的用户选择电力。与电价相反，煤炭价格越高，其经济性越低，只需收取较低的排污费即可实施电力代替，用电有许多优点，但如果不增加排污成本，煤炭的利用是较好的选择。同时，在单位功率不变的情况下，造成较高的排放量和装煤量较低的排放，不利于煤炭经济的发展。
其次，在考虑资金时间价值的基础上，经过计算，当电力与煤炭相交的均衡点是β*，如果β>β*，电能单位效用曲线越高，即单位成本较高，即使用电成本高于使用煤炭的成本。当β<β*时，煤炭单位成本效用曲线越高，即煤炭带来的单位成本效用越高。此外，如果煤炭设备本身投资很小，对排污费的影响也会很小。
4.政策建議
像北京和上海这样的城市，煤改电工程已经取得丰硕成果，有效地减少燃煤造成的城市空气污染，降低PM2.5。方法是对电价和暖费进行补贴。这种方法对小规模居民十分有效。除补贴外，还可以采取以下措施和政策促进电力替代：
4.1 制定合适的排污费征费标准
补贴和征费应同时进行。特别是对于企业和燃煤改造机构不能完全采取补贴方式，原因有两个：一是设备投资大，二是改造后的耗电量大，不能完全由电力公司或财务负担。排污费的制定要考虑到我国的实际国情和排放控制的目标。
4.2 降电价，涨煤价
电的价格对排污费有积极的影响，即电价的上涨会提高排污费的临界值。因此，在排污费不变的条件下，可以降低成本，从而降低电价，用电成本控制在较低的水平上，以使电能替代煤炭。煤炭价格对排污费有负面影响，即煤炭价格上涨会降低排污费临界值。因此，政府可以通过提高煤炭销售税来提高煤炭价格，从而减少煤炭的使用量。
4.3 加大科研投入，增加绿色电力
单位电力排污量对排污费有积极影响，电力设备的寿命对排污费有消极的影响。因此，可以加大科研投入，减少电力的污染，延长设备使用寿命，促进电力替代。绿色电力是将可再生能源转换的发电方式，发电过程中不产生或很少产生有害排放物，不消耗化石燃料，有利于环境保护和可持续发展。增加绿色电力的比例可以大大减少整个行业的排污量。
4.4 政府调控
电力设备购置费在电力成本中占很大比重，政府和金融机构在分期付款、融资租赁、减免利息等方面可以出台一系列政策来解决。
结语
在中国可持续发展的战略中，电能替代方式扮演着越来越重要的角色。国家和政府应加大对这方面的投资力度，出台相关政策来促进电能替代的发展。
参考文献
[1] 宋辉，魏晓平.我国可再生能源替代的动力学模型构建及分析田数学的实践与认识.2013.
[2] 刘岩，于渤，洪富艳基于可持续发展的可再生能源替代动态增长模型研究田中国软科学，2011.
[3] 赵新刚，刘平阔，生物质能对化石能源的替代性—基于中国工业部门的实证分析田技术经济，2012.
[4] 闰庆友，汤新发，核电资源替代煤电资源的临界时点分析模型田运筹与管理，2013.
[5] 宗楠，吉林省能源替代战略研究CTS税务与经济，2011.
[6] 吳玲，刘秋华，牛文琪，商饮服务业电能替代的推广与应用田经济导刊2011.