近些年来,大气污染,环境污染和严重雾霾天气的频发,以煤为主的能源结构是环境污染的主要原因,凸显出我国以煤为主的能源结构和高投入、高消耗、高排放的工业发展道路的不持续性,推动着能源消费模式朝着能源开发的“清洁替代”和终端能源消费的“电能替代”的方向发展。2013年,国家电网公司提出了电能替代战略,面向终端能源消费市场,积极倡导“以电代煤、以电代油,电从远方来,来的是清洁电”的能源消费新模式,电能替代目前已上升为国家战略;随着国家政策建立健全,技术不断进步,行业日趋规范,电能替代产业发展迅速,对于地区电力需求的影响日益显著,社会环境改善效果明显。结合地区经济社会发展和环境压力,量化电能替代政策和电能替代技术发展对地区用电需求影响、电能替代的经济与环境效益,能够更好服务于电能替代事业发展。基于此,在总结借鉴前人研究成果的基础上,对地区层面电能替代潜力及其所实现的经济与环境效益进行研究。首先,主要从电能替代政策现状、技术现状、发展现状以及存在的问题等四个方面对电能替代现状进行分析,进而从社会、经济、技术以及政策等四个方面对影响电能替代潜力的因素进行分析,明确各因素对电能替代的作用机理,通过等效热值法构建电能替代理论潜力测算模型;以量化电能替代政策为基础,构建了樽海鞘群优化算法优化最小二乘支持向量机(SSA-LSSVM)的电能替代实际潜力测算模型。并对北京市作实证分析研究,通过对北京市终端能源的消费总量以及结构现状、各产业以及主要行业的终端能源消费现状进行分析,进而计算“十三五”期间北京市电能替代理论潜力;通过收集2012-2017年国家层面、各部委以及北京市颁布的涉及推进电能替代发展的主要政策文件,对政策文本进行解读并根据政策力度、相关度以及详细程度三个方面进行专家打分,对政策效果进而量化,计算得各年政策效力总得分,同时对政策因素设定三种发展情景,结合社会因素和经济因素,作为变量引入模型,对北京市2016-2020年电能替代实际潜力进行测算。在对北京市电能替代实际潜力测算的基础上,考虑电能替代电力供给侧的结构,对电能可替代终端传统化石能源消费结构设定不同情景,进而对电能替代的经济与环境效益进行计算,实现电能替代的全面客观评价。本文的主要创新点在于:(1)对电能替代发展、技术、政策以及存在的问题进行全面梳理分析;结合实际,对影响电能替代的主要因素及其作用机理进行研究;(2)利用等效热值法构建电能替代理论潜力测算方法;(3)提出电能替代政策量化方法,并作为政策变量引入模型;利用SSA算法与LSSVM方法相结合,构建电能替代实际潜力测算模型;(4)以北京市作为实证分析对象,基于电能替代供给侧电力供应结构,设定三种终端能源消费结构情景,计算电能替代实际潜力所实现的经济与环境效益,并与传统能源消费模式进行比较分析,实现对电能替代的科学评价。