魏 志 強(qiáng) 張 冰 劍 陳 清 林

（1.中山大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院；2.低碳化學(xué)與過程節(jié)能廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

電力折標(biāo)系數(shù)對耗能過程能耗指標(biāo)的影響分析

魏 志 強(qiáng)1,2張 冰 劍1,2陳 清 林1,2

（1.中山大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院；2.低碳化學(xué)與過程節(jié)能廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）

通過考察電力折標(biāo)系數(shù)對耗能過程能耗的潛在影響，了解相關(guān)耗能過程實(shí)際能源消耗量計算的能耗指標(biāo)的變化，指出國家標(biāo)準(zhǔn) （GB/T2589—2008） 中電力當(dāng)量折標(biāo)系數(shù)和等價折標(biāo)系數(shù)均存在一定的局限性。結(jié)合實(shí)例分析了電力折標(biāo)系數(shù)選取對總能耗量的影響，提出了相對合理的電力折標(biāo)系數(shù)選取方法，以實(shí)現(xiàn)更為合理的能源審計和更為科學(xué)的節(jié)能規(guī)劃。

電力折標(biāo)系數(shù) 當(dāng)量值 等價值

工業(yè)企業(yè)消耗的能源具有種類多的特點(diǎn)，在進(jìn)行企業(yè)能源審計或節(jié)能規(guī)劃過程中，需要將不同種類的能源折算成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的計量單位以便于后續(xù)的能耗指標(biāo)匯總、對比與分析。在能源換算的過程中，所涉及的折標(biāo)系數(shù)直接影響企業(yè)能源審計結(jié)果的準(zhǔn)確性和合理性，因此，科學(xué)地選取能源折標(biāo)系數(shù)，是合理進(jìn)行企業(yè)能源審計和節(jié)能評價的重要保證。

電力，作為一種高效的二次能源，廣泛應(yīng)用于社會的各個方面，是所有耗能企業(yè)或過程能源消耗的重要組成部分，其潛在的節(jié)能減排效應(yīng)值得關(guān)注。國內(nèi)企業(yè)能源審計過程中，電力的折標(biāo)系數(shù)存在 當(dāng) 量 值 與 等 價 值 兩種類型[1-3]。 其中，能源 審 計 過程中“電力”消費(fèi)的折標(biāo)煤系數(shù)統(tǒng)一采用當(dāng)量系數(shù)0.1229，即 1×104kWh 電力折合 1.229t標(biāo)煤。但為了與國際接軌，同時便于與歷史資料對比，規(guī)定只有在計算國家、省、市級的能源消費(fèi)總量時，電力仍采用等價系數(shù)核算，而基層企業(yè)計算能源消費(fèi)量時 ， 電 力 則 一 律 采 用 當(dāng) 量 系 數(shù) 核 算[4]。 選 取 不 同 的折標(biāo)系數(shù)可以得到不同的能耗指標(biāo)，繼而得出不同的能源審計結(jié)果。不同的節(jié)能潛力分析將在一定程度上影響后續(xù)的節(jié)能規(guī)劃的編制，以及節(jié)能技術(shù)的選擇。因此，電力折標(biāo)系數(shù)的選取，應(yīng)當(dāng)審慎。

1 當(dāng)量值與等價值折標(biāo)分析

能 量 的 當(dāng) 量 值 （energycalorificvalue） —— 按照物理學(xué)電熱當(dāng)量、熱功當(dāng)量、電功當(dāng)量換算的各種能源所含實(shí)際能量，又稱理論熱值（或?qū)嶋H發(fā)熱值）——是指某種能源本身所含熱量，按熱量的多少可以折算成的標(biāo)準(zhǔn)煤。當(dāng)量熱值的計算原則上要進(jìn)行實(shí)測，按國家標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)試樣在充氧的彈筒中完全燃燒所放出的熱量測算的。對于1kWh的電力，其能量為 3600kJ，根據(jù)國標(biāo)每千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值 （低位發(fā)熱量） 為 29307kJ，因此電力的折標(biāo)系 數(shù) =3600/29307=0.1229， 即 電 力 的 當(dāng) 量 系 數(shù) 為0.1229kg/kWh。

一般認(rèn)為，這種折算方法僅考慮了能源所含的“數(shù)量”而忽視了能源的“品位”。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，低品位的能量，如熱量，不可能完全轉(zhuǎn)化為高品位的能量，如電力。實(shí)際發(fā)電過程中，考慮到不同種類能源的發(fā)電效率，每 kWh電能需要 0.341kg（按 2006 年我國平均火力發(fā)電煤耗計算）、0.1833 m3（標(biāo) m3） 天 然 氣 （發(fā) 電效率為 55%） 或 5.72kg 的0.4MPa 飽 和 蒸 汽 （發(fā) 電 效 率為 25%）。1kWh 的電，做功能力實(shí)際上是大大高于1kWh的其他種類能源的。在宏觀核算能源時，采用當(dāng)量值折標(biāo)系數(shù)極易產(chǎn)生“誤導(dǎo)”效應(yīng)。由于電力是高品位的二次能源，如果僅統(tǒng)計其所含能量的數(shù)量，會忽視發(fā)電過程能量的損失。例如，當(dāng)某地考慮減少火力發(fā)電的數(shù)量，經(jīng)由其它地方輸入電力，若按能量當(dāng)量方法對該地進(jìn)行能源統(tǒng)計，該地能耗指標(biāo)將大大下降，不合理地模糊了節(jié)能的重點(diǎn)，且在一定程度上影響了節(jié)能工作的客觀評價。

能量 的 等價值 （energyequivalentvalue）， 是生產(chǎn)單位數(shù)量的二次能源或耗能工質(zhì)所消耗的各種能源折算成一次能源的能量，也就是消耗一個度量單位的某種二次能源，等價于消耗了以熱值表示的一次能源量。按 2006 年全國供電煤耗平均為標(biāo)煤 366 g/kWh[5]， 則 當(dāng) 年 或 次 年 的 電 力 等 價 折 標(biāo) 煤 系 數(shù) 為0.366kg/kWh。使 用等價 值 核算電 力 能耗可 以 較好地體現(xiàn)電力的能量品位，但并不能完全解決能量折算帶來的問題。按 2006年電力的等價值評價發(fā)電效率高于平均值的企業(yè)時，會導(dǎo)致計算所得的能源轉(zhuǎn)換效率高于 100%，出現(xiàn)邏輯上的矛盾。

綜合分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)量熱值法和等價值法這兩種截然不同的能源核算方法基于不同的原理，前者是忽略不同能源的品位和做功能力的差別，只看能源本身所含熱量大小而導(dǎo)致節(jié)能評價中出現(xiàn)謬誤；后者在評價二次能源時考慮了實(shí)際對應(yīng)的一次能源量，但由于采用的是全國平均值，在面臨實(shí)際問題時仍然不能明確給出各個環(huán)節(jié)的能源損失大小。

2 電力折標(biāo)系數(shù)選取對綜合能耗的影響分析

考慮到電力幾乎涉及所有耗能過程，能源審計或節(jié)能規(guī)劃報告編制過程中，電力折標(biāo)系數(shù)的選取對耗能企業(yè)綜合耗能量的影響較大，以下結(jié)合具體耗能過程進(jìn)行分析說明。

2.1某煉油企業(yè)加工能耗分析

某煉油企業(yè)耗用的能源種類包括燃料油、瓦斯、電、催化燒焦、石油焦和煤等。表1與表2是該企業(yè) 2010 和 2011年兩年根據(jù)當(dāng)量值和等價值計算的能耗數(shù)據(jù)，其中基于當(dāng)量值進(jìn)行計算時的電力折標(biāo)系數(shù)為 1.229，基于等價值計算時電力折標(biāo)系數(shù)則為 3.8。

表1 某煉油企業(yè) 2010年當(dāng)量值能耗與等價值能耗對比

由表1可知，該企業(yè) 2010年基于當(dāng)量值計算得到的能耗值為 1852380t標(biāo)煤，基于等價值計算得到的能耗值為 1818823t標(biāo)煤，二者相差 33557t標(biāo)煤。2011 年，基 于 當(dāng)量 值 計 算 得 到 的能 耗 值為 1769493t標(biāo)煤，基于等價值計算得到的能耗值為 1753890t標(biāo)煤，二者差值為 15603t標(biāo)煤。對于該煉油企業(yè)，2011年基于等價值計算得到的總能耗和基于當(dāng)量值計算得到的總能耗的差值較 2010年的小，這是由于該企業(yè)動力車間熱電聯(lián)產(chǎn)的外輸電力量從 2010年的 13052 ×104kWh減小至 2011 年的 6069 ×104kWh所導(dǎo)致的。

表2 某煉油企業(yè) 2011年當(dāng)量值能耗與等價值能耗對比

能耗構(gòu)成分析發(fā)現(xiàn)，基于等價值計算得到的自發(fā)電量在總能耗中的貢獻(xiàn)值和基于等量值計算得到的自發(fā)電量在總能耗中的貢獻(xiàn)值的差值，即為基于當(dāng)量值計算得到的能耗值與基于等價值計算得到的能耗值的差值。選取等價值進(jìn)行計算，企業(yè)自發(fā)電在總能耗中的貢獻(xiàn)值遠(yuǎn)高于采用當(dāng)量值計算得到的結(jié)果，此時，增大企業(yè)自發(fā)電量有利于企業(yè)能耗降低，反之，減小企業(yè)自發(fā)電量，有利于企業(yè)能耗降低。因此，具體折標(biāo)系數(shù)的選用對于耗能企業(yè)的能耗構(gòu)成與用能方案的選取有一定影響。

2.2某化工產(chǎn)品生產(chǎn)能耗分析

表3與表4是某硫酸鐵生產(chǎn)裝置根據(jù)當(dāng)量值和等價值計算的能耗數(shù)據(jù)，其中按當(dāng)量值計算的折標(biāo)系 數(shù) 為 1.229， 按 等 價 值 計 算 的 折 標(biāo) 系 數(shù) 為 3.8。 基于當(dāng)量值 計算得 到的能耗值為 1461.3t標(biāo) 煤，基于等價值計 算得到 的能耗值為 1551.4t標(biāo)煤 ，二者差值為 95.1t標(biāo)煤。

表3 某硫酸鐵生產(chǎn)裝置當(dāng)量值能量消耗估算

表4 某硫酸鐵生產(chǎn)裝置等價值能量消耗估算

表5是某電子化學(xué)品生產(chǎn)過程根據(jù)當(dāng)量值和等價值計算的能耗數(shù)據(jù)。其中按當(dāng)量值計算的折標(biāo)系數(shù)為 1.229，按等價值計算的折標(biāo)系數(shù)為 3.8。由 于該過程中主要消耗電力，根據(jù)計算結(jié)果，當(dāng)量值能耗 為 3395.4t標(biāo) 煤 ， 等 價 值 為 5764.3t標(biāo) 煤 ， 二 者相差 2368.9t標(biāo)煤。

表5 某電子化學(xué)品生產(chǎn)裝置當(dāng)量值能耗與等價值能耗對比

對以上表中數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，基于電力當(dāng)量折標(biāo)系數(shù)計算得到的能耗值與基于電力等價折標(biāo)系數(shù)計算得到的能耗值存在較大的差值，在現(xiàn)有的能源統(tǒng)計、審計工作中，二者是同時存在的，一定程度上誤導(dǎo)了基于能源審計結(jié)果制定的能源規(guī)劃，模糊了節(jié)能工作努力方向，因此，建議將當(dāng)量值和等價值同時納入能耗審計中，并進(jìn)行注釋說明。此外，在企業(yè)對發(fā)電裝置進(jìn)行能耗統(tǒng)計時，應(yīng)按照自身產(chǎn)電的能耗計算發(fā)電折標(biāo)系數(shù)，并在文件上注釋說明。在節(jié)能審計部門對相關(guān)耗能企業(yè)進(jìn)行節(jié)能潛力評估時，可以考慮采用目前最好技術(shù)的發(fā)電效率作為動態(tài)的等價值（基準(zhǔn)值），如超臨界或超臨界機(jī)組的發(fā)電效率，以鼓勵耗能企業(yè)合理利用余熱余壓，合理調(diào)整熱電比及發(fā)電量，最大限度地提高能源利用效率。

3 結(jié)語

采用電力當(dāng)量折標(biāo)系數(shù)考核評價電力資源消耗時，將電力等同于一般熱能，忽視了能量的品位高低，而采用電力等價折標(biāo)系數(shù)時，雖然能避免忽視能量品位的問題，但由于采用的是全國平均值，在面臨實(shí)際問題時仍然不能明確給出各個環(huán)節(jié)的能源損失大小，致使在評價某些能源轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)時出現(xiàn)某些邏輯矛盾。

考慮到當(dāng)量與等價兩種折標(biāo)方法均具有一定的局限性，應(yīng)在統(tǒng)計能耗時將兩種折標(biāo)方法均納入到統(tǒng)計中，以準(zhǔn)確反映地方及企業(yè)的實(shí)際用能狀況。同時，建議在進(jìn)行節(jié)能效果評估時采用目前最好技術(shù)的發(fā)電效率作為等價折標(biāo)系數(shù)，更科學(xué)、更合理地指導(dǎo)節(jié)能減排。

[1]GB/T2589—2008 綜合能耗計算通則[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

[2]江億,楊秀.在能源分析中采用等效電方法[J].中國能源,2010,32(5):5-11.

[3]馬武忠.淺議電力折標(biāo)系數(shù)及其對節(jié)能工作的影響[J].能源研究與利用,2011,1(1):32-33.

[4]賈丕建,邢學(xué)榮,劉德勝.企業(yè)能源審計中能源折標(biāo)系數(shù)的確定[J].電力需求側(cè)管理,2010,12(3):44-46.

[5]中 國 電 力 行 業(yè) 月 度 運(yùn) 行 報 告 (2006 年 12 月)[EB/OL]. (2007-03-22)[2012-11-20],http://cn.chinagate.cn/.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.003.001

2012-12-28）

魏志強(qiáng)，2012年畢業(yè)于中山大學(xué)，獲博士學(xué)位，現(xiàn)從 事 石化 過 程 能 量分 析 與 優(yōu) 化研 究 ， E-mail： hbwzhqing@163.com，地址： 廣州市 新港西 路 135 號中 山大學(xué) 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué) 院，510275。