王新民，李德智，張 宇，王 鶴

（1.哈爾濱電業(yè)局，哈爾濱 150010；2.中國電力科學(xué)研究院，北京 100192；3.華北電力大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，北京 102206）

節(jié)能是我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，也是當(dāng)前一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。中國政府2009年11月26日正式對(duì)外宣布控制溫室氣體排放的行動(dòng)目標(biāo)，決定到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，作為約束性指標(biāo)納入國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中長期規(guī)劃，并制定相應(yīng)的國內(nèi)統(tǒng)計(jì)、監(jiān)測(cè)、考核辦法。

我國能源效率的研究主要集中在2個(gè)方面，一方面是對(duì)影響能源效率的各個(gè)因素的分析，屬于微觀研究。如：能源價(jià)格變化［1］、經(jīng)濟(jì)改革［2］、技術(shù)進(jìn)步［3］、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)［4—6］等因素對(duì)能源效率的影響，通過對(duì)以上因素的分析可深入發(fā)掘?qū)μ岣吣茉葱视幸娴囊蛩夭l(fā)揮其潛在作用。另一方面則是能源效率對(duì)能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長的影響的研究，屬于宏觀研究。如：能源效率分析模型［7—10］、國際能效水平對(duì)比［11，12］、關(guān)系分析［13］、趨勢(shì)分析［14，15］等，通過建立模型、對(duì)比、內(nèi)在聯(lián)系等方法，分析能源效率的變化，為制定相關(guān)政策方針提供理論支撐。

能源效率在微觀、宏觀方面的研究是必不可少的，然而目前的當(dāng)務(wù)之急是如何指導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行能源效率分析，發(fā)掘節(jié)能潛力，而這方面的研究相對(duì)較少。本文基于前人的研究成果對(duì)企業(yè)能源效率分析進(jìn)行深入研究，為企業(yè)開展能效評(píng)估、節(jié)能潛力分析提供依據(jù)。

1 企業(yè)能源利用過程

企業(yè)能源消耗的過程可分為購入、加工、分配、使用4個(gè)環(huán)節(jié)。能源流向圖如圖1所示。

圖1 企業(yè)能源流向圖

（1）能源購入

能源購入是企業(yè)能源的入口，降低能源費(fèi)用是企業(yè)內(nèi)部節(jié)能潛力的重要組成部分。能源購入的監(jiān)測(cè)與核算是企業(yè)能量平衡與分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（2）能源加工

能源加工是企業(yè)工藝所需直接消耗的能源轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)中重大耗能設(shè)備多，也是節(jié)能潛力大的環(huán)節(jié)。

（3）能源分配

能源分配將企業(yè)用能輸送到各終端用能部門，在本環(huán)節(jié)尤其要重視水資源的節(jié)能。

（4）能源使用

能源使用是企業(yè)能源系統(tǒng)最為復(fù)雜的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要考察各個(gè)單元的能源輸入量和輸出量。

2 企業(yè)能量平衡分析

2.1 能量平衡原理

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，各種形式的能量可以互相轉(zhuǎn)換，而其總量保持不變，因此，對(duì)于一個(gè)確定的體系，輸入的能量總和應(yīng)等于輸出的能量總和。即能量平衡方程為

2.2 能量平衡模型

能量平衡分析首先要確定能量平衡對(duì)象，然后根據(jù)能量平衡的具體目標(biāo)和要求，建立相應(yīng)的能量平衡模型。能量平衡模型如圖2所示。

圖2 能量平衡模型

根據(jù)能量守恒可得

對(duì)于進(jìn)行能量平衡的任何體系，均可用圖2所示模型表示。進(jìn)行能量平衡分析時(shí)，主要通過考察進(jìn)出體系的能量在數(shù)量方面的增減來分析，而對(duì)體系內(nèi)的詳細(xì)變化不考慮。

2.3 企業(yè)能量平衡分析

企業(yè)能量平衡分析流程如圖3所示。

①根據(jù)問題將工藝或設(shè)備分為若干小系統(tǒng)；②建立能量平衡模型，標(biāo)注已知條件；③選擇計(jì)算基準(zhǔn)；④列出能量平衡方程并求解。

圖3 能量平衡分析流程

根據(jù)用能單位提供的統(tǒng)計(jì)期內(nèi)能量平衡表或能源消費(fèi)實(shí)物量平衡表，利用有關(guān)數(shù)據(jù)和各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)審查平衡表的正確性，研究能源進(jìn)入和支出量的平衡關(guān)系。在統(tǒng)計(jì)資料不足，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)需要校核及特殊需求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行實(shí)測(cè)。

通過對(duì)能量平衡表的分析，審查各項(xiàng)損失的數(shù)量級(jí)原因，對(duì)不合理或者損失大的部位要分析詳細(xì)原因，挖掘節(jié)能潛力。

3 企業(yè)能源效率分析

3.1 能源利用效率

企業(yè)能源利用效率是一項(xiàng)綜合性技術(shù)指標(biāo)，它不僅反映每個(gè)設(shè)備的狀況，還反映了企業(yè)各環(huán)節(jié)的用能情況，是企業(yè)用能水平和競爭力的集中體現(xiàn)。

式中：Q1為一次能源消耗量；Q2為二次能源消耗量；Q3為耗能產(chǎn)品能源消耗量；Q4為生活用能消耗量；Q5為非能源轉(zhuǎn)換企業(yè)自產(chǎn)外銷的二次能源消耗量。

整個(gè)系統(tǒng)的效率為

系統(tǒng)效率=購入效率×轉(zhuǎn)換效率×傳輸效率×使用效率。

針對(duì)多系統(tǒng)的能源利用效率計(jì)算如下

式中：Qi為用能單元i的能源消耗總量；ηi為用能單元i的能源利用效率。

可見，能耗較大部位對(duì)系統(tǒng)效率影響顯著。

3.2 綜合能耗指標(biāo)核算

綜合能耗是耗能體系在一段時(shí)間內(nèi)實(shí)際消耗的各種能源實(shí)物量及熱值按規(guī)定的計(jì)算方法和單位分別折算為當(dāng)量值的綜合。

綜合能耗指標(biāo)包括企業(yè)綜合能耗、企業(yè)單位產(chǎn)值綜合能耗、單位增加值綜合能耗、產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗、產(chǎn)品單位產(chǎn)量直接綜合能耗。其中，企業(yè)綜合能耗、產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗為主要計(jì)算指標(biāo)。

（1）企業(yè)綜合能耗計(jì)算

企業(yè)綜合能耗指在統(tǒng)計(jì)期內(nèi)企業(yè)的主要生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)、附屬生產(chǎn)系統(tǒng)綜合能耗之和。

式中：E為企業(yè)綜合能耗，tce；es為生產(chǎn)活動(dòng)中消耗的第s種能源實(shí)物量，實(shí)物單位；ρs為第s種能源的當(dāng)量值；n為企業(yè)消耗的能源總數(shù)。

（2）產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗計(jì)算

產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗指產(chǎn)品單位產(chǎn)量直接綜合能耗與產(chǎn)品單位產(chǎn)量間接綜合能耗之和。

式中：EP為產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗；E1為產(chǎn)品單位產(chǎn)量直接綜合能耗，是系統(tǒng)綜合能耗與合格產(chǎn)品數(shù)量的比值；E2為產(chǎn)品單位產(chǎn)量間接綜合能耗，是該產(chǎn)品分?jǐn)偟妮o助能耗值。

綜合能耗指標(biāo)體現(xiàn)用能單位的能源利用水平，通過與國內(nèi)外先進(jìn)水平比較，找出差距，為用能單位提出節(jié)能目標(biāo)、制定節(jié)能措施提供依據(jù)。

4 企業(yè)節(jié)能量與節(jié)能潛力分析

4.1 企業(yè)節(jié)能量計(jì)算

節(jié)能量是指統(tǒng)計(jì)期內(nèi)的能源實(shí)際消耗量與某個(gè)選定時(shí)期的基準(zhǔn)能源消耗量進(jìn)行對(duì)比的差值。它是一個(gè)相對(duì)值，針對(duì)不同的目的和要求需采用不同的比較基準(zhǔn)。

（1）以前期單位能源消耗量為基準(zhǔn)

前期一般指上年同期、上季度同期、上月同期以及上年、上季度、上月等。由于基準(zhǔn)期選擇不同，節(jié)能量的計(jì)算結(jié)果也會(huì)不同，特別是計(jì)算累計(jì)節(jié)能量有2種方法。

a.定比法

將計(jì)算年與基準(zhǔn)年直接進(jìn)行對(duì)比，一次性計(jì)算節(jié)能量。

b.環(huán)比法

將統(tǒng)計(jì)期的各年能耗分別與上年相比，計(jì)算出逐年的節(jié)能量后，累計(jì)計(jì)算出總節(jié)能量。表1所列為2種節(jié)能量計(jì)算方法的結(jié)果比較。

表1 定比法與環(huán)比法計(jì)算的節(jié)能量差異

一般評(píng)價(jià)某一年比幾年前的某一年節(jié)能能力或節(jié)能水平的高低時(shí)，用定比法計(jì)算節(jié)能量；評(píng)價(jià)某年至某年的節(jié)能量時(shí)，用環(huán)比法計(jì)算。

（2）以標(biāo)準(zhǔn)能源消耗定額為基準(zhǔn)

由行業(yè)主管部門根據(jù)機(jī)器設(shè)備、生產(chǎn)工藝、操作水平、原材料、技術(shù)和管理等情況，制定符合當(dāng)前實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)能耗定額、先進(jìn)能耗定額，以此作為比較的基準(zhǔn)。計(jì)算所得節(jié)能量也有2種形式。

a.名義節(jié)能量

與標(biāo)準(zhǔn)能耗定額相比的節(jié)能量，反映企業(yè)的實(shí)際用能水平。

b.實(shí)際節(jié)能量

與企業(yè)自身前期相比的節(jié)能量，反映企業(yè)的能源利用上的提高和進(jìn)步。

對(duì)用能單位節(jié)能量的計(jì)算應(yīng)以計(jì)算期和基準(zhǔn)期進(jìn)行計(jì)算。

GB/T 13234—2009《企業(yè)節(jié)能量計(jì)算方法》中對(duì)節(jié)能量的分類如圖4所示。

圖4 節(jié)能量分類

4.2 企業(yè)節(jié)能潛力分析

根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗計(jì)算結(jié)果，對(duì)比國內(nèi)外同行業(yè)先進(jìn)能耗水平、本企業(yè)歷史先進(jìn)水平、基本能耗定額指標(biāo)，全面分析用能單位節(jié)能潛力。

節(jié)能潛力可用簡單比較的方法進(jìn)行計(jì)算分析。如式（11）

式中：δ為節(jié)能潛力；Ep為產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗；Ed為基本能耗定額指標(biāo)；P為產(chǎn)品產(chǎn)量。

5 結(jié)束語

能源效率及節(jié)能潛力分析能夠使企業(yè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)用能環(huán)節(jié)存在的各種問題，及早采取節(jié)能措施，改善企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

能源效率分析只是一種技術(shù)手段，對(duì)于企業(yè)而言，關(guān)鍵任務(wù)是技術(shù)的落實(shí)及后期的可續(xù)管理。企業(yè)決策者在認(rèn)清企業(yè)自身的能源使用情況的基礎(chǔ)上，要切實(shí)將技術(shù)改造落到實(shí)處，將能源使用安排到人，才能實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，提高企業(yè)整體的能源利用水平。

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