鄭金健

（云浮市節(jié)能中心，云浮527300）

2020年9月22日，中國國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上的講話提出“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和”。碳中和的實現(xiàn)，必須堅持“開源節(jié)流”，“開源”即是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，近期目標(biāo)是提高天然氣占比，中遠期目標(biāo)是提高風(fēng)、光、水、核電以及氫能源［1］（能源法征求意見稿將氫列入能源范疇）等可再生能源或清潔能源占比；“節(jié)流”即是強化節(jié)能增效，加快先進適用節(jié)能技術(shù)更新及應(yīng)用，提高能源利用效率。所以，以天然氣為燃料的發(fā)電項目建設(shè)會迎來一個大發(fā)展契機，其中H 級燃氣燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項目以其高效的能源利用效率和較低的碳排放，發(fā)展前景看好。

本文以某新建H級2×800 MW 級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機組項目為例，通過研究節(jié)能分析、能效水平分析、能源消費影響分析等內(nèi)容，提出項目節(jié)能報告編制應(yīng)注意的要點和建議。

1 節(jié)能審查

節(jié)能審查，是指節(jié)能審查部門根據(jù)節(jié)能法律法規(guī)、政策標(biāo)準(zhǔn)等，對固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能情況進行審查并形成審查意見的行為。目前，節(jié)能審查意見作為項目動工建設(shè)的必要條件，是項目建設(shè)必不可少的關(guān)鍵一環(huán)，尤其是在當(dāng)前碳達峰碳中和大目標(biāo)以及國家能耗雙控大政策下，高質(zhì)量編制好項目節(jié)能報告、順利通過政府的節(jié)能審查對項目推進十分重要。

1.1 《辦法》與《指南》

就廣東地區(qū)而言，項目節(jié)能審查所依據(jù)的是《廣東省固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能審查實施辦法》［2］，它是國家辦法［3］的進一步細化，劃定了需要進行節(jié)能審查的項目類型、審查程序等。項目節(jié)能報告編制參考《固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能審查系列工作指南》（2018 年本）［4］，《指南》對節(jié)能報告的編制進行了詳盡的分析指導(dǎo)。節(jié)能審查流程如圖1所示。

圖1 節(jié)能審查流程圖Fig.1 Energy saving review flow chart

2 項目摘要

項目摘要是節(jié)能報告的核心內(nèi)容呈現(xiàn)，包括用能指標(biāo)、能效指標(biāo)、能耗影響等關(guān)鍵內(nèi)容，是專家評審和政府審查首先關(guān)注的部分。摘要中有關(guān)指標(biāo)應(yīng)是采取節(jié)能措施后的數(shù)據(jù)。

2.1 主要耗能及產(chǎn)出能源品種

燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)主要消耗能源為天然氣，產(chǎn)品為電能和蒸汽（熱）。天然氣根據(jù)項目實測天然氣低位發(fā)熱量折標(biāo)系數(shù)取1.163 2 kgce/m3；根據(jù)《綜合能耗計算通則》（GB/T 2589—2020），電的當(dāng)量值折標(biāo)系數(shù)采用0.122 9 kgce/kWh，蒸汽（熱）的當(dāng)量值折標(biāo)系數(shù)采用0.034 12 kgce/MJ［5］，需要注意以下四點：一是電的等價值折標(biāo)系數(shù)采用本項目的實際核算發(fā)電煤耗，這與其他類型的節(jié)能報告中使用省市統(tǒng)計部門公布的年度發(fā)電煤耗有所區(qū)別；二是熱力的等價值折標(biāo)系數(shù)采用本項目的實際核算供熱煤耗；三是項目的綜合能源消費量不包括本項目回收的余熱、余能在本項目的利用量；四是耗能工質(zhì)不計算在能源消費量中。

2.2 主要能效指標(biāo)

涉及到燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)的能效指標(biāo)主要有：綜合熱效率（%）、熱電比（%）、供熱煤耗（kgce/GJ）、發(fā)電煤耗（gce/kWh）、供電煤耗（gce/kWh）等。能效指標(biāo)的計算首先要找到本行業(yè)最新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文件。針對燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目，暫無國家能耗限額標(biāo)準(zhǔn)可以對標(biāo)，可參照地方標(biāo)準(zhǔn)有：北京市的《熱電聯(lián)產(chǎn)（燃氣）單位產(chǎn)品能源消耗限額》（DB11/T 1456—2017）；地方文件有：廣東省發(fā)展改革委《關(guān)于印發(fā)推進我省工業(yè)園區(qū)和產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)集中供熱意見的通知》（粵發(fā)改能電〔2013〕661 號）、廣東省發(fā)展改革委關(guān)于印發(fā)《廣東省建筑、電力、鋼鐵、石化、水泥行業(yè)固定資產(chǎn)投資項目能評對標(biāo)準(zhǔn)入值》（試行）的通知（粵發(fā)改資環(huán)〔2015〕413號）。上述文件即是本項目能效對標(biāo)的基準(zhǔn)。需要注意的是耗能工質(zhì)不計算在能源消費量中，但計算單位產(chǎn)品能耗時是否包括耗能工質(zhì)，視指標(biāo)的具體規(guī)定（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等）而定。

2.3 能耗雙控影響

“雙控”即是“能耗增量控制”和“能耗強度控制”。雙控目標(biāo)的獲取可參考省市縣政府部門能耗雙控五年計劃的實施方案等文件。某項目建設(shè)2×800 MW 級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機組，其能源消費量核算為378 170.32 tce，需要交由省級部門審查，對所在地能耗雙控目標(biāo)的影響必須至少分析項目上馬后對省市兩級完成雙控目標(biāo)的影響，同理，交由地市審查的項目，必須至少分析項目上馬后對市縣兩級完成雙控目標(biāo)的影響。

3 建設(shè)方案和節(jié)能措施

建設(shè)方案主要圍繞節(jié)能進行比選分析［6］，需要注意：生產(chǎn)工藝、用能工藝和主要用能設(shè)備要滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及能效標(biāo)準(zhǔn)，選擇節(jié)能產(chǎn)品，充分考慮項目整體用能統(tǒng)籌和充分利用；工藝方案要符合行業(yè)規(guī)劃、準(zhǔn)入條件、節(jié)能設(shè)計規(guī)范等；項目總平面布置要有利于過程節(jié)能、方便高效、減少工序和產(chǎn)品單耗；配套控制系統(tǒng)、建筑、給排水、照明及其他輔助生產(chǎn)和附屬生產(chǎn)設(shè)施等要與主要生產(chǎn)系統(tǒng)高效銜接協(xié)調(diào)，符合相關(guān)節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范；能源計量器具配備完整，符合標(biāo)準(zhǔn)。

方案節(jié)能措施上建議科學(xué)合理采用《國家發(fā)展改革委重點節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄》（2017 節(jié)能低碳部分）和《廣東省節(jié)能技術(shù)、設(shè)備（產(chǎn)品）目錄》（2020年本）。高耗能項目的用能設(shè)備應(yīng)達到一級能效水平。

3.1 項目建設(shè)內(nèi)容

某項目建設(shè) 9H 級 2×800 MW 級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)機組，采用一拖一多軸方案，兩套聯(lián)合循環(huán)機組為抽凝機組，汽輪機為三壓再熱抽汽凝汽式供熱蒸汽輪機，配套的余熱鍋爐為無補燃、三壓、再熱、臥式、自然循環(huán)的余熱鍋爐。設(shè)計熱負荷參數(shù)為低壓供熱蒸汽：壓力1.5 MPa（g），溫度290 ℃，流量880 t/h。主機配置GE 公司9HA.02 燃機機型。

3.2 項目主要節(jié)能措施

節(jié)能措施要有針對性提出經(jīng)濟合理、技術(shù)可行的具體可操作的建議。某項目主要節(jié)能措施如表1所示。

4 能源消費情況核算及能效水平評價

項目能源消費情況核算時核算采取節(jié)能措施后的項目年綜合能源消費量?；A(chǔ)數(shù)據(jù)計算要有詳細的基本參數(shù)支撐，項目年綜合能源消費量、年綜合能源消費增量、主要能效指標(biāo)等計算邊界要符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范［7］。年綜合能源消費量和年綜合能源消費增量兩個數(shù)值需要分別計算當(dāng)量值與等價值。主要能效指標(biāo)要按照標(biāo)準(zhǔn)要求進行計算對標(biāo)。具體計算方法參照《熱電聯(lián)產(chǎn)（燃氣）單位產(chǎn)品能源消耗限額》（DB11/T 1456—2017）、《火力發(fā)電廠技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)計算方法》（DL/T 904—2015）、《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（DL/T 5153—2014）等。

表1 主要節(jié)能措施Tab.1 Main energy saving measures

4.1 能源消費情況核算

在此項目中，根據(jù)機組設(shè)計參數(shù)，年運行小時數(shù)為5 000 h；保證工況100%燃機負荷（額定供熱）條件下，單臺機組毛出力為705.6 MW、每小時耗氣量為144.713 kNm3；據(jù)熱負荷參數(shù)設(shè)計換算可得機組供熱蒸汽熱量為2.651 4 TJ/h；廠用電率為1.69%。則項目年綜合能源消費量計算結(jié)果如表2所示。

4.2 能效指標(biāo)計算

4.2.1 綜合熱效率

綜合熱效率是指統(tǒng)計期內(nèi)供熱量和供電量的當(dāng)量熱量之和與總標(biāo)準(zhǔn)煤耗量對應(yīng)熱量的百分比［8］，計算公式如（1）：

式中：ηo為綜合熱效率（%）；∑Qgr為機組供熱量（kJ）；Wg為機組供電量 （kWh）；Bs為統(tǒng)計期內(nèi)耗用天然氣量（m3）；Qar為天然氣的低位發(fā)熱量（kJ/m3）；3 600為電力單位低位熱量（kJ/kWh）。

表2 項目年綜合能源消費量Tab.2 Annual comprehensive energy consumption of the project

4.2.2 熱電比

熱電比是指統(tǒng)計期內(nèi)電廠向外供出的熱量與供電量的當(dāng)量熱量的百分比，計算公式如（2）：

式中：R為熱電比（%）。

4.2.3 供熱比

供熱比是指統(tǒng)計期內(nèi)汽輪機組向外供出的熱量與汽輪機組總熱耗量的百分比，計算公式如（3）：

式中：α為供熱比（%）；∑Qsr為汽輪機組總熱耗量（kJ）；K為機組鍋爐效率，取90%（直接由汽輪機抽出供熱，不考慮熱網(wǎng)首站換熱效率）。

4.2.4 供熱煤耗

供熱煤耗是指機組每對外提供1 GJ的熱量平均耗用的標(biāo)準(zhǔn)煤量［9］，計算公式如（4）：

式中：br為供熱煤耗（kgce/GJ）；Bb為統(tǒng)計期內(nèi)耗用天然氣折標(biāo)煤量（tce）；∑Qgr為機組供熱量（GJ）。

4.2.5 發(fā)電煤耗

發(fā)電煤耗是指機組每產(chǎn)出1 kW 電能平均耗用的標(biāo)準(zhǔn)煤量，計算公式如（5）：

式中：bf為發(fā)電煤耗（gce/kWh）；Wf為統(tǒng)計期內(nèi)機組發(fā)電量（kWh）。

4.2.6 供電煤耗

供電煤耗是指機組每對外提供1 kW 電能平均耗用的標(biāo)準(zhǔn)煤量，計算公式如（6）：

式中：bg為供電煤耗（gce/kWh）；Lfcy為發(fā)電廠用電率（%）。

4.3 能效水平評價

根據(jù)以上計算公式，項目能效指標(biāo)值計算結(jié)果如表3 所示。經(jīng)對標(biāo)相關(guān)文件標(biāo)準(zhǔn)可以看出，項目綜合熱效率和熱電比滿足相關(guān)文件新建準(zhǔn)入條件，供熱煤耗和供電煤耗指標(biāo)值均優(yōu)于國內(nèi)先進值，項目能效水平達到國內(nèi)行業(yè)先進水平。同時，項目供電煤耗滿足廣東省內(nèi)關(guān)于電力能評對標(biāo)準(zhǔn)入值文件（試行）條件，遠優(yōu)于文件規(guī)定的引導(dǎo)值220 gce/kWh［10］的規(guī)定。

表3 項目能效水平指標(biāo)Tab.3 Project energy efficiency index

5 能源消費影響分析

目前的評價體系主要是通過測算的項目年綜合能源消費（總量）增量、單位增加值能耗兩個指標(biāo)分別與所在地能耗增量控制目標(biāo)、能耗強度降低目標(biāo)進行定量計算m和n，并分析其影響程度。能源消費影響判定表如表4所示。

表4 能源消費影響判定表［4］Tab.4 Energy consumption impact judgment table

5.1 現(xiàn)行m和n計算方法

m值計算公式如（7）：

式中：m為項目年能源消費增量占所在地能耗增量控制目標(biāo)的比例（%）；ip為項目年能源消費（總量）增量；is為所在地能耗增量控制目標(biāo)。

n值計算公式如（8）：

式中：n為項目增加值能耗對所在地能耗強度的影響比例；a為上一個五年計劃末年項目所在地能源消費總量（tce）；b為上一個五年計劃末年項目所在地生產(chǎn)總值（萬元）；c為上一個五年計劃末年項目所在地單位GDP 能耗；d為項目年綜合能源消費量（tce）；e為項目年增加值（萬元）。

5.2 注意問題

1）ip為項目年能源消費（總量）增量對應(yīng)的分別是新建項目和改擴建項目，取等價值。

2）is為所在地能耗增量控制目標(biāo)，該目標(biāo)應(yīng)該是實時更新的，在五年計劃內(nèi)某項目審批前已通過的其他項目所產(chǎn)生的能耗新增量應(yīng)在增量控制目標(biāo)中予以扣減。

3）單位GDP 能耗值是等價值，所以a和d均取等價值，同時不能混淆總產(chǎn)值和增加值。

4）公式（8）中數(shù)據(jù)均取上一個五年計劃末年，如本項目是計劃“十四五”上馬，取所在地2020年相關(guān)數(shù)據(jù)即是。

5.3 兩點建議

1）對于m和n計算，從筆者多年行業(yè)經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，很多編制單位沒有進行取百分?jǐn)?shù)，究其原因一個是不夠細心，另一個就是現(xiàn)行計算公式存在歧義，建議修改如下：

式中：m為項目年能源消費增量占所在地能耗增量控制目標(biāo)的比例（%）。

式中：n為項目增加值能耗對所在地能耗強度的影響比例（%）。

2）政府部門審查時，除了關(guān)注項目能效水平，更關(guān)注項目增加值能耗強度，項目的單位增加值能耗（等價值）是與對所在地單位GDP 能耗（等價值）相對應(yīng)比較的。但目前缺乏針對該項指標(biāo)的詳細評價體系。建議參考能效指標(biāo)對標(biāo)評價體系，完善各行業(yè)的單位增加值能耗指標(biāo)對標(biāo)評價體系。

6 結(jié) 論

節(jié)能報告編制是一項政策性、專業(yè)性、系統(tǒng)性、跨領(lǐng)域、全方位的技術(shù)性工作，編制人員需要熟悉產(chǎn)業(yè)政策、地方規(guī)劃、行業(yè)發(fā)展、節(jié)能技術(shù)、經(jīng)濟理論等。文中主要以新建燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目節(jié)能報告編制為例，通過對項目摘要、能源消費量核算和能效評價、能耗雙控目標(biāo)影響分析等方面內(nèi)容分析進行研究，提出了報告編制的要點和建議，為節(jié)能報告編制和審查單位提供參考和指導(dǎo)。