文/梁榮進(jìn) 郭廣磊
近年來,筆者參與完成了數(shù)百個項目的節(jié)能評審工作,但在評審過程中發(fā)現(xiàn),對于采用當(dāng)量值能耗還是等價值能耗分析項目新增能耗對所在地的影響,節(jié)能報告編制單位、專家意見不統(tǒng)一,有的認(rèn)為應(yīng)采用等價值能耗,也有的認(rèn)為應(yīng)采用當(dāng)量值能耗。由于對能源加工轉(zhuǎn)換利用項目和以利用二次能源(如電力、熱力)為主的項目,其當(dāng)量值能耗與等價值能耗差別很大,如不確定一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),將不利于項目節(jié)能報告編制、評審等工作的開展。為此,筆者查閱了大量文獻(xiàn)資料,并與業(yè)內(nèi)專家進(jìn)行了深入的探討,建議采用當(dāng)量值能耗分析項目新增能耗對所在地的影響?,F(xiàn)將原因分析如下:
按物理學(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的實際能量。具有一定品味的某種能源,其當(dāng)量熱值是固定不變的,如1kWh電力所能產(chǎn)生的熱量為3.6MJ,按此熱值計算1kWh電力的當(dāng)量值折標(biāo)煤系數(shù)為0.1229kgce/kWh。
等價值是指為了獲得一個度量單位的某種二次能源(如電力、蒸氣、汽油、柴油等)或耗能工質(zhì)(如壓縮空氣、氧氣等)所消耗的以熱值表示的一次能源量。對發(fā)電項目,其電力等價值可以用年消耗地原煤折標(biāo)煤量除以年供電量得出該項目的電力等價值折標(biāo)煤系數(shù);對于用電項目,其電力等價值一般采用上一年度的全國火電供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗,現(xiàn)公布的2017年度數(shù)據(jù)為0.309kgce/kWh。
為了更清晰地說明采用當(dāng)量值折標(biāo)系數(shù)與等價值折標(biāo)系數(shù)兩種方法對項目能耗分析的影響,筆者選擇兩個較為典型的項目作為實例進(jìn)行分析。
實例1是一座火電廠,該火電廠位于煙臺市,選用2×1000MW超超臨界、二次再熱、燃煤濕冷機組,年消耗低位發(fā)熱量為20944.81kJ的原煤384.2萬t、柴油347.15t、新水35000m3、天然氣6000Nm3,年外供電力105.66億kWh,供電標(biāo)煤耗為0.2602kgce/kWh,這是一個能源加工轉(zhuǎn)換利用項目。
按當(dāng)量值折標(biāo)系數(shù)和等價值折標(biāo)系數(shù)分別計算煙臺這座火電廠的能耗,電廠的當(dāng)量值能耗為145.12萬tce,等價值能耗為508.83tce。電廠的等價值能耗僅相當(dāng)于當(dāng)量值能耗的0.035%,詳見表1、表2。
表1 按當(dāng)量值折標(biāo)系數(shù)計算電廠項目能耗情況表
表2 按等價值折標(biāo)系數(shù)計算電廠項目能耗情況表
該電廠位于煙臺市,煙臺市“十三五”能耗增量控制目標(biāo)為270萬tce,如果按等價值能耗分析項目新增能耗對所在地能源消費增量的影響,該電廠新增能源消費量占煙臺市“十三五”能源消費增量控制數(shù)比例m值為:
m=0.019≤1,電廠新增能耗對煙臺市“影響較小”,屬于5級影響程度中最低的一級。這顯然是不合理的,因為火電廠在將原煤轉(zhuǎn)換為電力的過程中,存在四種能量形態(tài)的變換,即燃料的化學(xué)能→熱能→機械能→電能,在這4種能量形態(tài)的變化中,會產(chǎn)生鍋爐熱損失、管道散熱損失、汽輪機熱損失、乏汽在凝汽器的放熱損失、發(fā)電機損失以及工質(zhì)泄漏、工況變化和燃料運輸存儲損失等,大部分火電廠的全廠熱效率為35%-38%,不會超過50%,也就是說有一多半的能源在火電廠把原煤轉(zhuǎn)換成電力的過程中已經(jīng)消耗掉了,煙臺市這個火電廠也不例外,其實際能源消耗量為:輸入-輸出=2749746.11tce-1298561.40tce=1451184.71tce(當(dāng)量值能耗),能源損失率為1451184.71tce÷2749746.11 tce×100%=53%。
表3 按當(dāng)量值折標(biāo)系數(shù)計算輸水泵站項目能耗情況表
表4 按等價值折標(biāo)系數(shù)計算輸水泵站項目能耗情況表
等價值能耗的實質(zhì)是不考慮能源在加工轉(zhuǎn)換過程中的效率問題,即認(rèn)為有多少一次能源輸入,就有等量的能源輸出(等價量),或者更直白地說,如采用等價值折標(biāo)系數(shù)計算能耗,像火電廠這類能源加工轉(zhuǎn)換項目沒有能耗,對所在地能源消費增量沒有影響,能耗和對所在地能源消費增量的影響轉(zhuǎn)嫁到使用二次能源的用能單位。這就導(dǎo)致了一個實際上年消耗145萬tce的耗能大戶,對所在地能源消費增量有“決定性影響”(按當(dāng)量值能耗計算m=53.7>20)的項目,因為采用等價值能耗,而得出m=0.019≤1,項目新增能耗對所在地能源消費增量“影響較小”的不合理結(jié)論。
實例2是一座輸水泵站項目,該泵站位于棗莊市,設(shè)計流量125m3/h、揚程4.53m,配備5臺2400kW的同步電機,年輸水量為10.88億m3,年用電量2064萬kWh,這是一個純使用二次能源的項目。
按當(dāng)量值折標(biāo)系數(shù)和等價值折標(biāo)系數(shù)分別計算棗莊這座輸水泵站的能耗,輸水泵站的當(dāng)量值能耗為2536.66tce,等價值能耗為6377.76tce。輸水泵站的等價值能耗相當(dāng)于當(dāng)量值能耗的2.51倍,詳見表3、表4。
按熱功當(dāng)量分析,電力能夠帶入該輸水泵站的能量就是它的當(dāng)量值,也就是說該輸水泵站實際的能耗量為其當(dāng)量值能耗2536.66tce。如果采用等價值能耗6377.76tce作為該項目的能耗,分析其對所在地能源消費增量的影響,相當(dāng)于把該輸水泵站新增能耗對所在地能源消費增量的影響夸大了2.51倍。究其原因,這是由等價值這一概念的本質(zhì)所決定的,按等價值的定義,用能單位消耗的二次能源量要折算成生產(chǎn)這種二次能源所消耗的一次能源量計入項目能耗,也就是說雖然該泵站消耗的是電力,但如采用等價值計算項目能耗,實際計入項目能耗的是生產(chǎn)該泵站所需電力消耗的原煤量,把原煤在火電廠加工轉(zhuǎn)換成電力過程中的損失量都考慮了進(jìn)來,相當(dāng)于由二次能源用能單位承擔(dān)了本應(yīng)由能源加工轉(zhuǎn)換單位承擔(dān)的能耗,使二次能源用能單位的能耗量被夸大。
通過以上兩個實例分析,可以很明顯地看出,在分析項目新增能耗對所在地的影響時,采用等價值能耗縮小了能源加工轉(zhuǎn)換項目的影響,夸大了利用二次能源項目的影響,與項目實際能耗情況不符。從全社會來看,所有的用能項目無非是加工轉(zhuǎn)換能源、直接利用一次能源、直接利用二次能源或以上幾種用能情況的復(fù)合。采用等價值能耗,凡是純能源加工轉(zhuǎn)換利用項目,項目能耗都會被低估;凡是純二次能源利用項目,其能耗都會被高估;如果既涉及能源加工轉(zhuǎn)換又涉及二次能源利用,則存在較大的不確定性,如以能源加工轉(zhuǎn)換為主,則項目能耗會被低估,如以利用二次能源為主,則項目能耗會被高估。而由于當(dāng)量值是按物理學(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的實際能量,當(dāng)量值能耗則不存在以上問題,能更準(zhǔn)確的反映項目實際能耗情況,分析得出的結(jié)論更為科學(xué)。
綜合以上分析,當(dāng)量值能耗能夠準(zhǔn)確地反映項目實際能耗情況,在分析項目新增能耗對所在地能源消費增量的影響時得出的結(jié)論科學(xué)、合理,建議按當(dāng)量值折標(biāo)系數(shù)計算項目綜合能耗,并采用當(dāng)量值能耗分析項目新增能耗對所在地能源消費增量的影響。