1、第 六 章 节 能,第-节 节能概述,一、节能含义,由于全球能源问题日益突出，节能已经成为解决当代能源问题的一个公认的重要途径。有科学家把“节能”称为开发“第五大能源”，与煤、石油和天然气、水能、核能四大能源相并列,可见节能的重要意义。,1、节能，顾名思义，就是节约能源消费,即从能源生产开始，一直到最终消费为止，在开采、运输、加工、转换、使用等各环节上都要减少损失和浪费，提高其有效利用程度。,2、从经济的角度，节能则是指通过合理利用、科学管理、技术进步和经济结构合理化等途径，以最少的能源消耗获取最大的经济效益。 3、节能时必须考虑环境和社会的承受能力，因此，我国节约能源法给节能赋予了更科学的定
2、义，即节能“是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加有效、合理地利用能源”。,二、节约能源法,我国1997年11月1日第八届全国人大常委会第28次会议通过,1998年1月1日起正式实施的中华人民共和国节约能源法首次给节能赋予法律地位。,节约能源法规定：固定资产投资工程项目的可行性研究报告应当包含合理用能的专题论证,达不到合理用能标准和节能设计规范要求的项目,依法审批机关不得批准建设；项目建成后达不到合理用能标准和节能设计规范的,不予验收。把固定资产投资项目的经济效益与环境保护、合理用能统一起来,将使国家的经济建设
3、、环境保护、能源 利用得到协调发展。,1、节能法的通过,国家大力发展下列通用节能技术： 推广热电联产、集中供热，提高热电机组的利用率，发展热能梯级利用技术，热、电、冷联产技术和热、电、煤气三联供技术，提高热能综合利用率； 逐步实现电动机、风机、泵类设备和系统的经济运行，发展电机调速节电和电力电子节电技术，开发、生产、推广质优廉价的节能器材，提高电能利用效率； 发展和推广适合国内煤种的流化床燃烧、无烟燃烧和气化、液化等洁净煤技术，提高煤炭的利用率； 发展和推广其他在节能工作中证明技术成熟、效益显著的通用节能技术。,2、国家重点发展的节能技术,节能工作的重点将放在以下几方面： 继续加强法制建设,完
4、善节能法配套法规； 制定和完善主要用能产品能源效率标准。建立和实施能源效率标识制度； 组织实施节油、洁净煤等重大节能技术示范，推动高耗能行业节能降耗技术改造； 依法强化对重点用能单位的监督管理，加快节能管理监督体系建设，大力发展节能中介机构和服务体系；,3、节能工作重点,学习借鉴国外先进的管理经验和技术，逐步建立起符合国情、适应市场经济要求的节能管理体系和新的运行机制； 在示范的基础上，逐步推动政府机构带头节能，降低政府机构自身能耗，减少公共财政支出； 要加大节能信息传播、节能宣传和培训力度。,三、能源的利用效率,能源的利用效率是衡量能量利用技术水平和经济性的一项综合性指标。通过对能源利用率的
5、分析,有助于改进企业的工艺和设备，挖掘节能的潜力，提高能量利用的经济效果。 能源利用效率是指能源中具有的能量被有效利用的程度，通常以表示，其计算公式如下:,对不同的对象，计算能源利用率的方法也不尽相同。通常有以下几种计算方法。,1. 按产品能耗计算法对一个国家或一个地区可能生产多种产品，对主要的耗能产品，如电力、化肥、水泥、钢铁、炼油、制碱等，按单位产品的有效利用能量和综合供给能量加权平均，即可求得总的能源利用率 ：,某项产品的产量； 该项产品的有效利用能量； 该项产品的综合供给能量(综合能耗量)。,2.按部门能耗计算法 将国家或地区所消耗的一次能源，按发电、工业、运输、商业和民用四大部门，分
6、别按技术资料及统计资料，计算各部门的有效利用能量和损失能量，求得部门的能量利用效率,全国或地区的总能量利用效率,3.按能量使用用途计算法 一次能源在国民经济各部门使用，除了少数作为原料外，绝大部分是作为燃料使用。其中一类是直接燃烧，如各种炉窑、内燃机、炊事和采暖等；另一类转换为二次能源后再使用，如电、蒸汽、煤气等。因此，可按发电、锅炉、炉窑、蒸汽动力、内燃动力、炊事、采暖等用途分别计算各种用途的,而各种用途总的能量利用率为,4.按能量开发过程计算法 把能源、从开采、加工、转换、运输、贮存到最终使用分为若干个过程，分别计算出每个过程的能源利用率，然后相乘求得总的能源利用率,5.能源消费系数除了用
7、上述能源利用效率来衡量能量利用的技术水平和经济性外，通常还用所谓“能源消费系数”来评价能源利用的优劣。能源消费系数是指某一年或某一时期，为实现国民经济产值,平均消耗的能源量，其表达式为： 能源消费系数=E/M 式中: E能源消费量,kg标准煤；M同期国民生产总值，元或美元(与国外比较)。,四、节能潜力,在经济结构、生产布局及资源等因素均不改变的情况下，依靠改进技术装备和提高技术管理水平，可以进一步挖掘能源开采、加工、输送、转换、使用等过程中的节能潜力。节能潜力可以用节能量予以评估，考虑到能源消费量和所需要的有效能量随经济发展而增长,将节能量 定义为：,基准年的能源消耗； 对比年的能源有效利用率
8、； 基准年的能源有效利用率； 节能量； 对比年的能源消耗； 能源消费增量。,若基准年到对比年的计算期为n年,每一年的节能量为 ，则n年节约的总节能量为：,广义上讲，节能就是要挖掘节能潜力，降低能源消费系数，使实现同样的国民经济产值M所消艳的能源量E减至最少。 节能可以从以下几方面着手: 技术节能:提高用能设备的能源利用效率，直接减小能耗和E/M值。 工艺节能:采用新的工艺，降低某产品的有效能耗。 结构节能:调整工业结构和产品构成，发展耗能少的产业，以降低E/M值。 管理节能:通过科学的组织管理，减少能掘与材料消耗，提高产品质量。其中，技术节能和工艺节能统称为直接节能，结构节能和管理节能统称为间
9、接节能。据初步估计，我国节能潜力中，直接节能潜力占1/3，间接节能潜力占2/3。,五、技术和工艺节能的途径,一切能源的利用过程本质上都是能量的传递和转换过程，能源有效利用的实质是在热力学原则的指导下提高能量传递和转换的效率，宏观上说是使所有需要消耗能源的地方最充分地发挥能源的利用效果，使能源得到最经济、最合理的利用。节约能源既要重视提高用能设备的实效，也要加强整个用能系统的最优化。 从技术上说，可以从以下几个方面着手来提高能源的有效利用率。 提高能量传递和转换设备的效率，减少能量转换的次数和传递的距离。 在热力学原则的指导下，从能量的数量和质量两方面分析，计算能量的需求量和评价能源使用方案，按
10、能量的品质合理使用能源，尽可能避免高品质能量降级使用。,按系统工程的原理，实现整个企业或地区用能系统的热能、机械能、电能、余热和余压的全面综合利用，使能源利用最优化。大力开发、研究节能新技术，如高效清洁的燃烧技术、高温燃气透平、高温磁流体发电、高效小温差换热设备、热泵技术、热管技术及低品质能源动力转换系统等。作为节约高质量化石燃料的一个有效途径，把太阳能、地热能、海洋能等低品质、低密度替代能源纳入节能技术，因地制宜地开发和利用。,六、结构和管理节能措施,1.调整工业结构各种工业的耗能量是不同的，在不影响全局的情况下，可以适当调整轻重工业的比例。钢铁工业耗能大，但产值较低；而纺织、仪表、电子等轻
11、工业能耗较少，且产值较高。因此有条件的话，适当降低冶金工业的比重，发展高新技术的电子产业和生物工程将会降低能源消费系数。 2.合理布局工业能源生产与能源消费在地区分布上很不均衡，例如，我国能源主要分布在西部、西南和华北，而能源消费则主要集中在东部和南部，“北煤南运”、“西电东送”耗费了大量运输能力和电能，增加了能源消耗。因此，根据能源分布的特点合理布局工业也是间接节能的主要措施。,3.合理使用能源各种不同品质的能源要合理使用，以发挥各自的优势，取得最大的经济效益。 4.多种能源互补和综合利用在能源选择中，要实现多种能源的互相补充。 5.进行企业改造、设备更新及工艺改革老企业、小企业通常设备落后
12、，效率低，能耗高，而且对环境也有严重污染，对老企业进行设备更新和工艺改革是降低能耗的关键。,6.改善企业的能源管理改善企业的能源管理是节能的重要方向，可以在以下几方面下工夫:摸清企业的能耗状况，用能水平，节能潜力，节能效果； 加强能源管理意识，建立厂一车间一工段(班)一组的节能管理网络，分层管理，目标明确，责任落实； 健全能源管理的规章制度，即建立燃料进厂一分区存放一技术档案一定量供应一定额管理一奖罚的全程管理制度； 加强能源计量管理； 合理组织产品的生产过程； 整治不合理的浪费，如跑、冒、滴、漏、管道与设备保温不良、可燃气体和蒸汽的放空等。,七、节能经济评价,1.节能经济评价中考虑的主要因素
13、 为了使节能措施产生最大的经济效益，必须对节能措施进行经济评价。节能经济评价中应考虑的主要因素有: (1)投资费 投资费用包括节能措施中的设备、器材购置费和安装建设费。投资费用中的固定资金需要通过折旧逐年回收。 (2)成本费 成本费是指生产费用或运行费用，即在生产过程中所消耗的以货币表现的人员工资、原料、燃料、材料、能量费用和固定资产折旧费用的总额。,(3)设备使用年限 设备使用年限有两种不同的概念。一种是设备的耐用年限，即设备使用一定年限后，会因严重损坏而无法修理被迫停用；另一种是设备的限用年限，超过这一年限，即使设备完整，但因其老化、工艺陈旧、性能和安全性下降而必须停用。从发挥效益的角度看
14、，设备的有效使用年限应选取上述两种使用年限中较小的一个。 (4)资金的利率 资金的利率是指在一定时期资金增值(利息)与资金本身的比例，通常以百分数表示。使用高利率的资金，就应该产生较高的经济效益,否则会得不偿失。此外，还有能源价格等因素。,2.节能经济评价的常用方法 (1)投资回收年限法如某节能措施的一次技资为K元，每年节能获得的收益为S元,则投资回收的年限为: T=K/ S 若某项节能措施有多个技术方案可供选择，则应首选投资回收年限最短的那个方案。 该方法的不足： 这一方法没有考虑资金的利率和设备使用年限这两个主要因素，因而未涉及超过回收年限以后的经济效益。采用这一方法对效益高、但使用年限短
15、的节能方案有利；对于效益低而使用年限长的节能方案则不利。所以技资回收年限法不适合用于不同利率、不同使用年限的投资方案的比较。另外，技资回收年限法只能反映各节能方案之间的相对经济效益。,(2)投资回收率法某项节能措施投产后，在限定的使用年限N内，逐年取得的收益为R，该项措施的总的一次投资为K；则使总收益的现值等于一次投资K时的相应利率r 就称为投资回收率。投资回收率r可通过下式计算出来：,由于投资回收率表示一项投资不受损失而获得的最高利率，所以可以用它来表征节能措施的优劣，适用于比较不同使用年限的技术方案。对某一项节能方案，如果计算出的投资回收率r大于投资的利率，则该方案在经济上是可行。当有几种
16、不同的技术方案时,应选取投资回收率最高且大于投资利率的方案。,(3)等效年成本法,一项节能措施的投资K，可以按给定的利率i和使用年限n折算成一定的金额，用于在使用期内每年还本和付息，以保证投资在使用年限期满时全部还原，这就是所谓的资金费用。如果资金费用再加上每年的运行维护费用s，就构成了等效年成本。当计及投资在使用期满的残值A时，应将残值从投资中扣除，另加残值的利息。因此，节能措施的等效年成本C可按下式计算:,在节能措施的多方案比较中,等效年成本最低者即为优先方案。,(4)纯收入法纯收入法是根据节能项目的纯收入进行评估，纯收入高的方案经济效益就好。具体做法是先按合理的计算生产年限，把每个方案的初投资、流动资金和折旧费用综合起来，求出投产当年的折算投资,K一一初投资; ，n一一节能措施的建设年限和计算生产年限; F一一流动资金; R一年折旧费。 再将折算投资乘以资金的年利率，并与成本费相加，即得出年支出。最后用年收入减去年支出，就得到方案的年纯收入，年收入最高的方案即为最优方案。,
