目前，全球电能替代已经取得积极进展，全球电气化水平稳步提升。随着全球能源互联网的发展，电能替代将迎来新的发展契机，各国政府将进一步采取积极举措，从促进技术进步、提高电能经济竞争力、提供政策刺激及保障等层面开展工作，力促电能替代工作进一步开展，实现全球2摄氏度的温度控制情景计划。
全球电能替代发展现状
全球电气化水平呈单调递增趋势。目前，全球约1/5的终端用能来自电力，是仅次于石油的第二大能源消费品种。1980～2014年，电力占全球终端能源消费的比重从10.9%增至18.4%，上升7.5个百分点，煤炭和石油的占比明显下降。
主要国家电气化水平均呈增长态势。美国从1980年的13.3%上升到2014年的21.9%，上升8.6个百分点；欧盟从1990年的16.5%上升到2014年的21%，上升4.5个百分点；日本从1980年的19%上升到2014年的28%，上升9个百分点；中国、印度分别从1980年的4.3%和4.5%上升到2014年的21.3%和14.3%，分别上升17和9.8个百分点。整体来看，主要国家电能占比均呈增长态势，日本电能占比最高，中国增幅最大。
工业、居民、商业及其他三大部门的电气化水平从1980年以来都有了显著提高，交通部门的电气化水平始终保持1%左右。1980～2014年，工业部门的电气化水平提高了10个百分点，煤炭占终端能源消费的比重依然处于较高水平，石油占比下降15个百分点；居民生活领域的电气化水平提高9个百分点，煤炭和石油占终端能源消费的比重分别下降6和7个百分点；商业及其他部门的电气化水平提升迅速，提高29个百分点，煤炭和石油占终端能源消费的比重分别下降11和18个百分点；交通部门的能源消费结构整体保持稳定，电气化水平始终维持在1%左右，能源消费依然以石油为主（见图1、图2）。
影响电能替代发展的主要因素
技术因素
电能替代技术不断进步，推广应用范围不断扩大。2030年以前，电能替代技术已经具备较好的应用基础。“电代煤”主要替代技术包括电采暖、热泵、蓄热电锅炉、电炊具等；“电代油”主要替代技术包括电动汽车、电气化铁路、电窑炉、电泵等；“电代气”主要替代技术包括电炊具、电热水器、电采暖等，该类成熟技术的推广应用将成为2030年前电能替代的主要技术支撑；2030～2050年，电能替代技术不断进步、用能工艺出现转变，电能替代能力将进一步提升（见表）。
经济因素
电能替代的经济性将逐渐显现。电能替代经济性主要取决于电能相比其他能源的成本。2030年以前，交通领域电动汽车、电气化铁路等相对于传统交通工具已具备经济优势，可大力推广；工业、居民、商业在“电代煤/油/气”方面经济优势尚不显著，但环保压力将促进该领域的部分替代；2030～2050年，在全球节能减排大环境下，随着外部环境成本内部化、征收碳税、可再生能源发电成本降低、低谷电价优惠等措施的实施，电能替代将逐步建立相应的经济优势，替代能力也将大幅提升。
政策因素
电能替代政策需不断完善，促进电能替代工作的高效开展。2030年以前，全球主要国家和地区需要不断加强金融补贴、税收优惠、技术推广、能效和用能设备质量管理等标准建立、基础设施投资等方面的政策法规，为电能替代工作的开展提供有力支撑。2030～2050年，需要进一步制定限制性环保政策、财政补贴政策、特殊电价政策、智能电网等配套设施建设等相应扶持政策，更好地推进电能替代工作的开展。
2摄氏度情景全球能源供需分析模型原理
国网能源研究院2摄氏度情景全球能源供需分析模型遵循“自下而上”与“自上而下”相结合的建模思路，基本逻辑为从经济社会发展到终端能源需求、从终端能源需求到一次能源供应、从一次能源供应到能源环境排放。模型采用模拟技术构建，具体技术包括时间序列、趋势外推、计量经济、单位产品能耗分析、单位产值能耗分析、周转能耗分析、能源系统（平衡）分析等，模型分析的方法为情景分析法。
模型综合考虑影响全球能源供需的经济增长、产业发展、人口增长、技术进步、能源政策等重大因素,据此设计相应的经济社会发展情景参数（包括GDP、产业结构、人口、高耗能行业主要产品产量、各种交通运输方式的周转量等能源服务需求），并应用各种模拟技术计算分部门、分品种终端能源需求，汇总得到终端用能总量。接下来，考虑发电、供热、炼油、炼焦等加工转换环节，以全球温升控制2摄氏度目标下的二氧化碳减排为主要目标，以能源供需平衡、能源资源、环境容量、生产能力、加工转换能力、清洁能源发展目标、投资成本等为约束,通过能源系统（平衡）分析计算分品种一次能源需求总量和供应结构。在此基础上，根据分品种一次能源供应及排放因子核算二氧化碳排放，并将结果反馈至终端能源和一次能源的计算求解，直至满足模型设定的排放目标。模型框架如图3所示。
全球电能替代中长期发展展望
全球电能替代具有巨大潜力，电能占终端用能的比重将持续上升，最终将成为最主要的终端能源消费品种。根据未来清洁能源发展以及各领域用能方式、用能效率提升的趋势判断，2摄氏度情景下，2030年以前，全球电能占终端用能比重平稳上升，2030年达到24%，比2010年提高6个百分点；2030年以后，技术发展推动电能替代加速，2040年达到36%；2050年电能占比翻倍，达到54%。
工业部门电能占终端用能比重增长迅速，工业自动化和智能化、广泛使用清洁电力和热力将是下一步工业电能替代重点。预计工业部门电能占终端用能比重在2030年达到34%，2040年达到47%，2050年达到65%。
交通运输部门电能替代将呈跳跃式发展。交通电气化已经成为各国政府和产业界共识，电动汽车产业将成为未来“以电代油”的主要途径。预计未来全球交通领域的电能替代潜力巨大。预计交通运输部门电能占终端用能比重在2030年达到3%，2030年后电动汽车保有量将迅猛增长，推动交通领域电能占比在2050年达34%左右。
居民生活、商业及其他电能替代将呈现递进式匀速发展。欠发达地区电力供应能力的提升及现代化、智能化生活的推广，发达地区零能耗建筑、智能家居、智慧城市等概念的实践和发展，将成为居民生活及商业领域电能替代的主要推动力。预计2030年居民生活、商业及其他电能占终端用能比重将分别达到30%和52%，2050年将分别达到59%和81%。
结论与建议
全球电能替代潜力巨大，电能最终将成为最主要的终端能源消费品种。随着电能替代技术的不断进步、电能替代经济性的逐步凸显、电能替代政策的不断完善，全球电能替代将迎来快速发展。展望期内，2030年前电能占终端用能比重平稳上升，2030年后，技术发展推动电能替代加速，电能占比将由当前的19%上升到2050年的54%。工业、交通、居民、商业及其他行业为电能替代的主要领域。其中，工业、居民、商业及其他行业当前电气化水平较高，未来将稳步上升；交通运输领域电气化水平起点较低，未来将呈现跳跃式快速发展。
我国政府需积极顺应全球电能替代发展趋势，紧密结合全球能源互联网发展方向，在推进《关于推进电能替代的指导意见》等已出台政策措施落地实施的同时，进一步出台限制性环保政策、特殊电价政策、财政补贴及税收优惠等配套法规政策，加大电能替代技术研发及推广，加快相关标准制定，加快智能电网等配套设施建设，为电能替代工作的开展提供强有力的技术、政策、资金保障，推进我国电能替代工作的高效开展，为实现全球2摄氏度温度控制目标及我国承诺2030年碳排放强度在2005年基础上降低60%～65%的碳减排目标贡献力量。