1. 引言
习近平总书记在第七十五届联合国大会做出“碳达峰、碳中和”郑重承诺，之后在中央财经委员会第九次会议上针对“碳达峰、碳中和”这一目标，对电力行业提出要构建以新能源为主体的新型电力系统。上海市在2035城市总体规划中明确提出2025年前要努力实现碳达峰。国网公司也制定了“碳达峰、碳中和”行动方案，强调要加强电网规划建设运维各环节绿色低碳技术研发，实现全过程环境保护。对于电网企业，推进环保设备的替代应用是落实双碳战略的具体实践，也是履行社会责任的重要举措。
2. 相关理论方法
2.1. 技术成熟度
技术成熟度指技术相对于某个具体系统或项目而言所处的发展状态，反映了技术对于项目预期目标的满足程度。技术成熟度评价，是确定装备研制关键技术，并对其成熟程度进行量化评价的一套系统化标准、方法和工具。20世纪70年代中期，NASA先引入了技术就绪水平(Technology Readiness Level, TRL)评估新技术的成熟度。20世纪70年代末，NASA产生了最早度量技术成熟度的标准——技术就绪水平(TRLs)。至20世纪90年代，技术成熟度评估逐步趋于成熟。国内的朱毅麟院士对技术成熟度评价因素也有相关论述，他认为广义的技术成熟度除考虑技术在开发过程中所达到的一般性可用程度(完善程度)外，还应该考虑该项技术对特定需求的满足程度、技术跨度、技术难度(风险)、技术可获得性以及技术成本等多种评价因素 [1]。
2.2. 因果矩阵
因果矩阵是六西格玛的分析工具之一，是在鱼骨图的基础上面，利用矩阵的形式处理一些鱼骨图不方便处理的复杂问题的分析工具。当预期解决的问题比较复杂，有多种缺陷形式，且它们的影响互相关联，无法将它们分开来考察和解决时，可以帮助管理团队选择重点关注的过程输入或影响因素，以便于有针对性地收集数据进行分析的一种有效地分析工具。
2.3. 雷达图
雷达图法是日本企业界为综合实力进行评估而采用的一种财务状况综合评价方法。按这种方法所绘制的财务比率综合图状似雷达，故得此名。雷达图是一种能够表现多维数据的强弱的图表形式。它将多个维度的数据量映射到坐标轴上，这些坐标轴起始于同一个圆心点，通常结束于圆周边缘，将同一组的点使用线连接起来就形成了雷达图。
3. 环保设备替代策略模型构建及应用
3.1. 模型框架
雷达图具有简洁、方便、精确、直观的特点，能够体现较多的数据信息并将多维数据投影到平面上。因此，雷达图的可视化方式适用于企业进行多目标决策，决策者可以直观了解各决策对象的优劣势，以选定最优对象。
根据雷达图的结构及特点，全面考量电网企业战略发展、降碳需求、常用设备特征、电网运维检修方式等实际情况，构建电网企业环保设备替代策略模型(见图1)，从环保效益、技术成熟度、应用风险、适配性、经济性等五个方面 [2]，分析评价环保设备替代应用的可行性及其优劣势。
Figure 1. Model of electric eco-equipment substitution strategy
图1. 电网企业环保设备替代策略模型
3.2. 关键影响因素识别
鱼骨图法又称“因果分析法”，是一种发现问题“根本原因”的方法，由于问题的特性总是受到各种因素的影响，通过鱼骨图法，将找出的各影响要素进行归类、整理，明确其从属关系，形成层次分明、条理清楚的图形，其特点是简捷实用，比较直观。
参考鱼骨图的分析方法，分别对环保效益、技术成熟度、适配性、应用风险、经济性的关键影响因素进行识别。
1) 环保效益
从原材料本身及设备生产、使用、处置全过程角度，综合分析设备环保性，即是否达到更低的碳排放、更少的能耗或更轻的污染 [3]。生产环节，重点考量原材料和生产工艺的改进，从使用低碳原材料、压缩碳产生环节等角度，评价生产环节的降碳贡献度。使用环节，重点评价环保设备运行中有无有害物质泄露，是否对人和环境有不良影响 [4]。处置环节，主要评价环保设备处置、回收等的便捷性及安全性(见表1)。
2) 技术成熟度
美国国防先进研究计划局(DARPA)对技术的定义较广，包括技术的应用性、认证、设计、装配、结构、材料、制造、成本收益成熟度、维修保障、知识产权等角度 [1]。参考DARPA的定义，结合环保设备应用主体的特点，从电网企业的角度出发，梳理环保设备技术成熟度评估的关键影响因素 [5] (见表2)。
Table 1. Key factors and definitions of environment effectiveness
表1. 环保效益关键影响因素及评价要点
Table 2. Key factors and definitions of technology maturity
表2. 技术成熟度关键影响因素及评价要点
3) 适配性
为确保所选环保设备符合电网企业的实际需求，能够满足电网发展与日常运行、维护、检修等各项需求，需要从公司战略发展方向、电网结构、技术要求、运维检修要求等维度，理清环保设备适配性分析评价的关键影响因素(见表3)。
Table 3. Key factors and definitions of eco-equipment fitness
表3. 适配性的关键影响因素及评价要点
4) 应用风险
在应用风险方面，根据环保设备供应商已有的设备应用经验，综合考虑电力和非电力两类用户，分析环保设备的实际应用情况、识别潜在风险，评价公司推进环保设备应用的风险点，是评估环保设备替代应用可行性的关键(见表4)。
Table 4. Key factors and definitions of risks of using new eco-equipment
表4. 应用风险的关键影响因素及评价要点
5) 经济性
从资产全寿命周期成本(LCC)的角度出发，对环保设备的经济性进行分析 [6]，比较环保设备与同类型在运设备的成本差异，判断投资规模，评价其投资可行性。
由于大多数环保设备属于新产品，上市时间短、应用时间有限，在运维成本、检修成本和报废成本方面可用数据较少，因此在分析时，对这三类成本的分析主要根据环保设备维修方式、拆除方式等方面的变化进行预估评价，重点关注环保设备的采购成本与处置成本方面的差异(见表5)。
Table 5. Key factors and definitions of economical efficiency
表5. 经济性的关键影响因素及评价要点
3.3. 模型应用
综合考虑环保设备替代可行性评价的多目标属性及关键影响因素的复杂性，选择因果矩阵的方法评估环保设备替代应用可行性。
环保设备替代可行性评估评分从影响因素关键度和环保设备替代价值度两方面进行评价：
1) 关键度评价。指在多因素环境下如何选择环保设备替代应用的偏好，主要考量各因素在选择结果中所占的重要程度。评分范围从1分到10分，评分越高，代表相关因素在替代应用选择中重要性越高。
2) 价值度评价。评价多因素环境中，环保设备是否符合该影响因素的标准和要求、或是环保设备在该因素中的表现。为了保证价值评估得分能够体现出环保设备在多因素影响下替代可行性的差距，且避免具体打分时出现过于纠结分数高低的问题，将价值度评分的标准设置为0分、1分、3分和9分，评分越高，代表环保设备在该影响因素中的表现越优秀。
基于环保设备替代可行性评估矩阵评分，分析选择最符合电网企业发展需求和运行要求的环保设备。
3.4. 替代策略研究
根据环保设备替代可行性评估矩阵评分，绘制形成雷达图，综合其五个维度的分项评分和总评分，同时考虑设备类型、电压等级等方面的因素，制定环保设备替代应用策略。
1) 从替代应用的目标出发，根据电网企业战略发展方向，结合环保设备技术成熟度评价情况，制定替代策略。如以“前瞻性试点”为目标，考虑通过先进产品的试点应用获得较高的环保效益，同时能够带动相关技术与研究创新发展，可选择环保效益评价高、技术成熟度评价中等、应用经验较少的环保设备进行试点应用。如以“尽快大规模推广替代”为目标，则需要选择环保效益较好、技术成熟度高、应用经验丰富的环保设备，先进行小范围试点、积累一定运行经验，再逐步扩大范围。
2) 按照不同设备类型，综合考虑电压等级，根据当前各类环保设备的技术成熟度及应用经验情况，制定环保设备替代应用差异化策略。对于同一类环保设备，由于不同电压等级的设备技术参数要求不同，制造工艺也有所不同，存在技术成熟度的差异，因此需要以技术成熟度排序为基础，结合电网运行、电网结构、负荷情况等实际需求，选定环保设备开展试点应用。
4. 总结
随着国家“双碳”战略和新型电力系统建设的深入推进，城市发展对绿色环保电网的要求将越来越高，推进环保设备替代可以降低电网建设和运维中碳基材料的消耗，同时减少运行中的碳相关温室气体排放，有利于生态宜居城市建设。