摘要：能源統(tǒng)計工作是企業(yè)能源管理的基礎(chǔ)。能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)，既反映了企業(yè)能源的總量平衡，又反映了能源的生產(chǎn)結(jié)果和消費(fèi)結(jié)構(gòu)。通過介紹能源統(tǒng)計在石油化工企業(yè)節(jié)能降碳中的作用，為企業(yè)節(jié)能減排提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為管理者的規(guī)劃決策提供有效支撐，有助于企業(yè)節(jié)能降碳工作的高效推進(jìn)。

關(guān)鍵詞：能源統(tǒng)計；石油化工企業(yè)；能源管理；節(jié)能降碳

引言

2020年9月22日，在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上，習(xí)近平主席鄭重宣布，“中國二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”。2021年10月24日，國務(wù)院發(fā)布《2030年前碳達(dá)峰行動方案》，對2025年和2030年兩個碳達(dá)峰關(guān)鍵時期，提出了提升能源利用效率、提高非化石能源消費(fèi)比重、降低二氧化碳排放水平等主要目標(biāo)。

石油化工企業(yè)既是高耗能企業(yè)，又是溫室氣體排放的主要來源之一。因此，要打贏“碳達(dá)峰、碳中和”這場硬仗，石油化工企業(yè)必須清楚自身的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)如何、節(jié)能潛力有多大、減排點(diǎn)有多少。由于能源統(tǒng)計既反映了能源的總量平衡，又反映了能源的生產(chǎn)結(jié)果和消費(fèi)結(jié)構(gòu)，可為石油化工企業(yè)節(jié)能減排提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為管理者的規(guī)劃決策提供支撐，因而有助于石油化工企業(yè)節(jié)能減排工作的高效推進(jìn)。

1全面反映石油化工企業(yè)能源消費(fèi)情況

石油化工企業(yè)是能源消耗的大戶，按照國家能源統(tǒng)計報表制度，對石油化工企業(yè)能源相關(guān)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，形成能源統(tǒng)計臺賬，并規(guī)范、合理地進(jìn)行統(tǒng)計工作，可獲得企業(yè)能源消費(fèi)總量、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)等基本情況。

通過對某石油煉化企業(yè)近年能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，原材料用能占該企業(yè)綜合能源消費(fèi)量的48%、燃動用能占43%、加工轉(zhuǎn)換用能占9%，如圖1所示。原材料用能由企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)所決定，因而燃動用能和加工轉(zhuǎn)換用能是某石油煉化企業(yè)節(jié)能降碳重要控制點(diǎn)。

通過對某石油煉化企業(yè)加工轉(zhuǎn)換能耗數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，可以看出熱電聯(lián)產(chǎn)過程能耗占加工轉(zhuǎn)換總能耗的81%、煉油加工能耗占19%，如圖2所示。提高熱電聯(lián)產(chǎn)效率、降低煉油損失率可以降低企業(yè)加工轉(zhuǎn)換能耗。

通過對某石油煉化企業(yè)燃動用能數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，可以看出燃料氣消耗占燃動總能耗的44%、蒸汽消耗占22%、催化燒焦消耗占19%、電力消耗占15%，如圖3所示?？刂迫剂蠚庀牧渴墙档腿紕幽芎牡年P(guān)鍵。

2支撐石油化工企業(yè)溫室氣體排放核算

作為石油化工企業(yè)，溫室氣體排放核算主要執(zhí)行《中國石油化工企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》和《中國化工企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》。石油化工企業(yè)的溫室氣體排放總量應(yīng)等于燃料燃燒 CO2 排放量、火炬燃燒CO2排放量、工業(yè)生產(chǎn)過程 CO2 排放量、企業(yè)凈購入電力和熱力隱含的 CO2 排放量的總和，減去企業(yè) CO2回收利用量。

目前，絕大部分企業(yè)的溫室氣體排放量是計算出來的，不是通過計量器具直接測量出來的。每種能源都有溫室氣體排放因子，能源消耗量與溫室氣體排放因子的乘積就是消耗該能源所產(chǎn)生的溫室氣體排放量。某石油煉化企業(yè)溫室氣體排放結(jié)構(gòu)如圖4所示。

通過圖4可以看出，某石油煉化企業(yè)的燃料燃燒所產(chǎn)生的溫室氣體排放占其溫室氣體排放總量的73%，居首位。通過企業(yè)的能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可以得到企業(yè)燃料燃燒所消耗的燃料種類、數(shù)量。另外，催化燒焦量和凈購入電力、熱力的數(shù)量也可在能源統(tǒng)計報表中得到。也就是說，某石油煉化企業(yè)96%的溫室氣體排放量均可在企業(yè)能源統(tǒng)計報表中得到其活動數(shù)據(jù)。因此，能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)是支撐企業(yè)碳排放核算的一項重要來源。

3挖掘石油化工企業(yè)節(jié)能降碳潛力

通過對某石油煉化企業(yè)能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析可知，原材料用能是企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)所決定的，如果不做結(jié)構(gòu)調(diào)整，很難有大的變化，因此某石油煉化企業(yè)所能控制的只有燃動能耗和加工轉(zhuǎn)換效率，而燃動能耗占比又遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于加工轉(zhuǎn)換能耗。再結(jié)合某石油煉化企業(yè)溫室氣體排放結(jié)構(gòu)，燃料燃燒排放占企業(yè)溫室氣體排放的首位。因此，通過能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)合溫室氣體排放結(jié)構(gòu)，可以很清楚地知道“控制燃料消耗”是某石油煉化企業(yè)節(jié)能降碳的重點(diǎn)。

通過對某石油煉化企業(yè)各單元燃料燃燒的排放情況進(jìn)一步分析，可以看出在燃料燃燒排放中，熱電鍋爐所產(chǎn)生的溫室氣體排放占企業(yè)燃料燃燒排放總量的73%，是溫室氣體排放的大戶；其他單元工藝加熱爐燃料燃燒排放占27%，如圖5所示。

3.1降低熱電鍋爐的燃料消耗

降低熱電鍋爐的燃料消耗是某石油煉化企業(yè)節(jié)能降碳工作的首要任務(wù)。結(jié)合企業(yè)能源統(tǒng)計相關(guān)數(shù)據(jù)分析，得出某石油煉化企業(yè)降低熱電鍋爐燃料消耗的途徑。

3.1.1積極開展加熱爐達(dá)標(biāo)提效工作

通過對部分加熱爐進(jìn)行改造，增加了與煙氣的換熱面積，熱效率提升至94%以上。另外，通過增上煙氣CO在線監(jiān)測改造，投用后有效降低了加熱爐煙氣氧含量0.5%，提升整體熱效率0.3%。

3.1.2積極尋求清潔能源替代熱電鍋爐燃料

通過開展生物燃料摻燒科研攻關(guān)，某石油煉化企業(yè)已在CFB鍋爐成功摻燒420t生物質(zhì)燃料，實現(xiàn)減少610t當(dāng)量二氧化碳排放，持續(xù)推廣后將實現(xiàn)熱電低碳燃料比例的逐步提升。

3.1.3積極尋求熱聯(lián)合提升爐水溫度

近年來，某石油煉化企業(yè)通過推進(jìn)煉油裝置余熱（高溫?zé)崦剿┕犭姴砍}水換熱系統(tǒng)建設(shè)投用，停用自備電站低壓加熱器蒸汽，其熱源雙減已完全退出運(yùn)行，高壓加熱器蒸汽消耗降低近4t/h，全年可減少煤炭消耗3360t、減少6686t當(dāng)量二氧化碳。

3.1.4優(yōu)化熱電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

在早日實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)形勢下，要想減少熱電鍋爐燃料消耗，就必須減少熱電產(chǎn)品產(chǎn)量，同時通過多購入電網(wǎng)綠電，減少發(fā)電，降低鍋爐發(fā)電負(fù)荷，從而減少熱電鍋爐的燃料消耗。

3.1.5降低需求側(cè)蒸汽和電力的消耗

降低需求側(cè)蒸汽、電力的消耗也是減少熱電鍋爐燃料消耗的根本。一是淘汰落后產(chǎn)能，為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展騰出空間。二是嚴(yán)格做好固定資產(chǎn)投資項目的節(jié)能審查及碳排放專篇審查，確保新建（改擴(kuò)建）項目能耗符合國家能效標(biāo)準(zhǔn)要求。三是做好高耗能設(shè)備更新。四是做好余熱鍋爐運(yùn)行管理，增加自發(fā)蒸汽量，減少熱電鍋爐發(fā)汽負(fù)荷。五是做好余熱回收利用工作，充分利用系統(tǒng)余熱，用水伴熱取代蒸汽伴熱、用余熱取代部分塔底蒸汽熱源，從而減少蒸汽消耗。

3.2 降低工藝加熱爐的燃料消耗

降低工藝加熱爐的燃料消耗是某石油煉化企業(yè)節(jié)能降碳工作的重點(diǎn)。結(jié)合企業(yè)能源統(tǒng)計相關(guān)數(shù)據(jù)分析，得出某石油煉化企業(yè)降低工藝加熱爐的燃料消耗途徑。一是扎實做好加熱爐安全、高效運(yùn)行，強(qiáng)化爐管運(yùn)行異常管控，利用紅外熱成像技術(shù)及時發(fā)現(xiàn)爐管結(jié)焦，做好處理。二是開展操作優(yōu)化、嚴(yán)格控制氧含量等精細(xì)調(diào)節(jié)措施，實現(xiàn)10MW以上加熱爐平均熱效率達(dá)到93.1%。三是提高直供料比例、溫度，根據(jù)上下游裝置情況提高裝置直供料比例、直供料溫度，降低下游加熱爐燃料消耗。四是利用余熱對燃料氣進(jìn)行集中預(yù)熱，有效降低加熱爐燃料消耗。五是優(yōu)化換熱流程，嘗試停運(yùn)部分單元加熱爐，充分利用反應(yīng)熱，適時停運(yùn)低負(fù)荷加熱爐，降低降熱爐燃料消耗。六是優(yōu)化側(cè)線產(chǎn)品切割，根據(jù)各產(chǎn)品的收率要求，調(diào)整產(chǎn)品重疊度，降低蒸汽、燃料氣消耗，如常減壓石腦油與航煤切割、航煤與柴油切割，根據(jù)產(chǎn)品收率要求，最大程度利用中段回流取熱。七是調(diào)整燃料結(jié)構(gòu)，用氣態(tài)燃料取代液態(tài)燃料，盡量使用天然氣等清潔、優(yōu)質(zhì)燃料，減少溫室氣體排放量。

3.3做好余熱綜合利用

工業(yè)余熱綜合利用是提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能降碳的有效手段。石油煉化企業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量余熱，并以不同的形態(tài)排入大氣，其排放方式包括空冷排出、排煙系統(tǒng)排出、中間產(chǎn)物排出、循環(huán)水冷卻系統(tǒng)排出等。而石油煉化企業(yè)自身還存在很多需要加熱的工序和物料，熱阱眾多。一方是白白排出的余熱，一方是大量的熱阱，如何做好熱源熱阱的匹配耦合是企業(yè)余熱綜合利用的關(guān)鍵。

3.3.1加熱低溫物流

采用余熱替代高、中溫位熱源，既可用作石油煉化企業(yè)的油罐和管線的伴熱，又可用作氣體分餾、烷基化、航煤加氫等裝置的原料，以及塔底重沸器的加熱和加熱鍋爐上水等。

某制氫裝置的中變氣（溫度150℃以上），主要靠后續(xù)空冷進(jìn)行降溫，造成熱量損失。而該企業(yè)的烷基化裝置1.0MPa蒸汽，消耗量達(dá)到40t/h，占裝置能耗近60%，主要用汽點(diǎn)包括脫輕烴塔、脫異丁烷塔、脫正丁烷塔的塔釜再沸器和流出物循環(huán)堿液加熱器等。經(jīng)對烷基化裝置用汽點(diǎn)分析發(fā)現(xiàn)，脫輕烴塔底重沸器、循環(huán)堿水加熱器可采用熱水加熱，而用汽量最大的脫異丁烷塔釜再沸器溫位較高，不能用125℃高溫?zé)崦剿苯尤〈?。于是，在烷基化裝置側(cè)新建1臺脫鹽水緩沖罐（V=400m3）和2臺配套脫鹽水緩沖罐（Q=235m3/h，H=105m），新增制氫裝置和烷基化裝置供回水及補(bǔ)水管道、儀表風(fēng)管道，在制氫裝置和烷基化裝置間建立余熱回收系統(tǒng)。即熱水先分別進(jìn)脫輕烴塔底新增的熱媒水重沸器、循環(huán)堿水加熱器，從這2個換熱器出來的熱水合并后用于脫異丁烷塔中間再沸器。設(shè)置的脫異丁烷塔中間再沸器接有蒸汽線，當(dāng)沒有熱水供給時仍可采用蒸汽加熱。在脫異丁烷塔增加中間再沸器，需拆除第41～45層塔板，同時需在第40～46層塔板間增加集油箱，由此使得塔的負(fù)荷增加，同時氣液相分布也發(fā)生較大變化，因此進(jìn)行高效塔內(nèi)件適應(yīng)性更換。目前，該熱媒水系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，降低烷基化裝置蒸汽總量約9.2t/h。

3.3.2余熱供熱

企業(yè)辦公大樓、浴室、科研院所等輔助系統(tǒng)對能源的需求量也在不斷增加，這直接關(guān)系到石油煉化企業(yè)的能源消耗。若能用低溫余熱替代蒸汽、燃?xì)獾龋瑒t可使整體能源消耗減少。如，利用余熱為辦工廠所供暖、為浴室加熱熱水等，既能降低蒸汽、燃?xì)獾鹊哪茉聪M(fèi)量，又能充分利用富裕的熱量改善工作環(huán)境。

3.3.3干燥物料、組件和廢料

在石油煉化企業(yè)中利用余熱進(jìn)行干燥處理，通過利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄余熱對生產(chǎn)原料、固體成品、半成品等進(jìn)行烘干，可節(jié)約部分中高溫?zé)嵩春椭袦責(zé)嵩础?/p>

3.3.4 余熱制冷

余熱制冷是一種將工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱，通過熱泵循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為冷量的制冷技術(shù)，其工作原理主要是利用生產(chǎn)過程中的氣體或廢氣、廢液，以及某些動力機(jī)械排出的熱量作為熱源，進(jìn)行驅(qū)動壓縮式或吸收式制冷。該技術(shù)可以幫助回收余熱、節(jié)約能耗、降低成本。在吸收式制冷中，通常使用溴化鋰作為工質(zhì)的吸收劑，而水則是真正的制冷劑，其工作原理是利用水在高真空下的低沸點(diǎn)汽化特性來吸收熱量，從而達(dá)到制冷目的[1]。

3.3.5余熱發(fā)電

當(dāng)很難找到合適的同位利用方式時，余熱可用于發(fā)電。由于單獨(dú)使用余熱發(fā)電方式存在著投資高、效率低、投資回收期長等問題，因而發(fā)電一般是與生產(chǎn)供熱、供冷相結(jié)合，按照溫度高低等進(jìn)行不同的使用，從而構(gòu)成一個總體的優(yōu)化方案。這也是當(dāng)前廣泛使用的一種低熱資源回收利用方式。

4為石油化工企業(yè)決策提供依據(jù)

石油化工企業(yè)依托能源大數(shù)據(jù)，除了能完成常規(guī)的能源統(tǒng)計報表外，還可完成能源監(jiān)測、對比分析、消耗預(yù)測、溫室氣體排放量預(yù)測、固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能及碳排放審查等工作。這些能源統(tǒng)計的強(qiáng)大功能，一方面通過能源統(tǒng)計結(jié)果的展示，對企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行情況進(jìn)行較為清晰的了解，便于企業(yè)管理者及時發(fā)現(xiàn)企業(yè)用能異常點(diǎn)，及時調(diào)整優(yōu)化，提升能源利用效率；另一方面通過對能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)的深層次挖掘分析和有效積累，使之與企業(yè)不同工況下的能源生產(chǎn)消耗關(guān)聯(lián)，為企業(yè)管理者進(jìn)行節(jié)能改造、發(fā)展規(guī)劃的決策提供堅實基礎(chǔ)。

某石油化工企業(yè)在指定碳交易策略時，通過未來幾年生產(chǎn)計劃、新增項目計劃、節(jié)能項目計劃和歷史能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)，預(yù)測出未來幾年燃動能源的消費(fèi)量，從而推算出未來幾年的溫室氣體排放情況及配額盈余情況，并結(jié)合當(dāng)年的碳市場價格，制定了較為合理的碳交易策略，實現(xiàn)了低成本完成碳排放權(quán)履約工作目標(biāo)。

結(jié)語

能源統(tǒng)計是對企業(yè)能源消費(fèi)情況進(jìn)行定量化、統(tǒng)計化、分析化的理論和方法。通過能源統(tǒng)計，企業(yè)可以準(zhǔn)確了解整個生產(chǎn)過程中各個環(huán)節(jié)的能源消耗情況，包括能源的種類、能源消耗的數(shù)量及時間段等。而摸清企業(yè)的能源消費(fèi)和溫室氣體排放的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，則可有針對性的制定節(jié)能降碳管理策略。因此，通過能源統(tǒng)計，石油化工企業(yè)管理者能夠發(fā)現(xiàn)能源消耗的異常情況，及時發(fā)現(xiàn)和排除能源消耗隱患，減少能源浪費(fèi)，提高能源利用效率，主動找到企業(yè)節(jié)能降碳的攻關(guān)方向，及時制定節(jié)能降碳措施，促進(jìn)企業(yè)能效水平提升。

能源統(tǒng)計還具有對比分析，以及能源消耗、溫室氣體排放量預(yù)測等功能，可為石油化工企業(yè)能源管理決策提供有力支持，幫助確定企業(yè)能源消耗目標(biāo)、明確能源管理的重點(diǎn)和方向，制定能源消耗控制策略等。

能源統(tǒng)計作為企業(yè)能源管理的重要手段，對提高企業(yè)的能源利用效率、降低能源消耗成本、保障環(huán)境生態(tài)具有重要意義。未來，能源統(tǒng)計必將隨著數(shù)據(jù)自動采集、數(shù)據(jù)分析智能化等信息技術(shù)的發(fā)展，在石油化工企業(yè)能源管理中有著更加廣泛和深入的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]彭巍.淺談鋼鐵企業(yè)加熱爐余熱煙氣在空調(diào)系統(tǒng)中的回收利用[C]//第八屆（2011）中國鋼鐵年會論文集.北京：中冶京誠工程技術(shù)有限公司，2011：3646-3649.

作者簡介

任秀芳（1979—），女，漢族，湖北黃岡人，高級工程師，大學(xué)本科，主要從事節(jié)能及綠色低碳管理工作。

加工編輯：馮為為

收稿日期：2024-03-25