长期以来,由温室气体引起的全球变暖等异常气候变化成为全世界面临的一大困扰,与此相关的环境污染等一系列问题也一直以来被持续关注并亟需解决。改善污染现象,优化生态环境成为我国长期发展的战略目标。近几年来,伴随着中国经济的快速崛起,以工业、制造业等为代表的第二产业成为了近几年经济发展的支柱型产业。但在享受了工业快速崛起所带来的经济繁荣,也注定造成资源的无节制使用和环境的肆意破坏,节能减排与碳中和成为我国在接下来几年的发展中改革和追求的目标。这一目标对传统工业的改革提出了高效清洁的转型要求。长期以来,基于我国土地矿产资源的天然分布,煤炭资源在化石能源储备中占较大比重,由此造成煤炭价格较低,能源消耗较大等诸多低效使用的现象,也导致了较为严重的环境污染。电力行业作为重要的电力生产和能源消耗行业,煤炭发电在电力生产中的消耗量约占煤炭使用总量的70%,因此近几年,国家大力推进新能源及清洁能源电力生产模式,大力开展风电、光伏发电等新能源发电的投入与应用,提高新能源发电在整体电力生产中的比重,逐步缓解传统化石资源的低效利用并改善污染排放。对此,本文基于电力行业长期绿色发展的规划要求,针对电力行业中清洁能源逐步增长的现象和趋势,从宏观和微观两个方面综合分析电力生产中能源替代的可行性和应用效果。在前人要素替代和电力企业效率评估的基础上从两个维度切入,一方面从行业角度入手,结合电力行业的电力发电结构,以不同能源作为动力发电的多元化电源结构作为切入点,结合弹性计算的分析方法,发现电力生产中能源之间的替代效应,分析当前阻碍电源结构多元化发展的原因及突破点。另一方面从微观企业侧结合大型电力企业要素投入及产出数据,综合评价企业在绿色发展目标下清洁能源逐步替代传统能源和电力企业生产效率的关系及改进成果,总结和发现生产规律,从而为电力行业的“碳中和”发展目标提出前瞻的发展规划。综合本文的研究与分析得出结论:尽管电力行业大力推进多元化电力结构的发展,提倡风能、太阳能、潮汐能等新能源技术的投入和应用,但目前而言,电力生产仍然以火电为主,电源结构多元化程度有限。天然气发电对于传统煤炭发电起到互补作用,新能源发电对于煤炭发电则为替代作用。但在现阶段其他能源生产比率较小的情况下,无论是天然气还是风电、光伏发电等,其对于传统煤电的替代作用相对较小,于电源结构调整及企业效率的作用也暂不明显。能源行业仍然存在一定的价格扭曲,煤炭价格相较于其他能源而言过低,且在成本计算中未考虑排放成本和环境因素,从而造成了尚不平衡的生产结构。总之,基于我国的资源禀赋和电力行业发展趋势来看,火电仍然会在未来很长时间内在我国的电力生产中处于主力支撑地位。在现有资源投入结构下逐步提升清洁能源的发电投入和清洁能源发电量,逐步丰富多元化能源生产结构,增加清洁能源发电的电力生产比重是未来电力发展的重要目标。在较长一段时间内,我国的能源行业仍然需要继续推进市场化改革,显著的发挥天然气和新能源对于传统火电的互补和替代作用,逐渐优化行业结构,并通过增加新能源生产比重的方式逐渐降低电力生产过程中产生的污染排放和CO2排放,共同促进绿色电力的推进和发展,实现中国电力结构转型“过渡期”的平稳推进。