淺談電氣節能在節能工作中的應用

王炎煒

（天津市節能技術服務中心，天津，300051）

一、能源與節能

隨著社會的不斷進步與科學技術的不斷發展，現在人們越來越關心我們賴以生存的地球，世界上大多數國家也充分認識到了環境對我們人類發展的重要性。各國都在采取積極有效的措施改善環境，減少污染。這其中最為重要也是最為緊迫的問題就是能源問題，要從根本上解決能源問題，除了尋找新的能源，節能是關鍵的也是目前最直接有效的重要措施。在最近幾年通過努力，人們在節能技術的研究和產品開發上都取得了巨大的成果。現在各種節能技術和產品豐富多樣，并且不斷地在推陳出新。

說到節能，就先要提到能源，我國的《能源百科全書》是這樣定義的：“能源是可以直接或經轉換提供人類所需的光、熱、動力等任意形式能量的載能體資源。”可見，能源是一種呈多種形式的，且可以相互轉換的能量的源泉。確切而簡單地說，能源是自然界中能為人類提供某種形式能量的物質資源。物質、能量和信息是構成自然社會的基本要素。“能源”這一術語，過去人們談論得很少，正是兩次石油危機使它成了人們議論的熱點。能源是整個世界發展和經濟增長的最基本的驅動力，是人類賴以生存的基礎。自工業革命以來，能源安全問題就開始出現。在全球經濟高速發展的今天，國際能源安全已上升到了國家的高度，各國都制定了以能源供應安全為核心的能源政策。

而“節能”就是盡可能地減少能源消耗量，生產出與原來同樣數量、同樣質量的產品；或者是以原來同樣數量的能源消耗量，生產出比原來數量更多或數量相等質量更好的產品。應用技術上現實可靠、經濟上可行合理、環境和社會都可以接受的方法，有效地利用能源，提高用能設備或工藝的能量利用效率。

為了推動全社會節約能源，提高能源利用效率，保護和改善環境，促進經濟社會全面協調可持續發展，2007年10月中華人民共和國全國人民代表大會常務委員會修訂通過了《中華人民共和國節約能源法》。該法對節能管理、能源的合理使用、節能技術進步、節能的激勵措施，及有關法律責任等都做出規定。

節能是我國可持續發展的一項長遠發展戰略，是我國的基本國策。

廣義的講，節能是指除狹義節能內容之外的節能方法，如節約原材料消耗，提高產品質量、勞動生產率、減少人力消耗、提高能源利用效率等。

狹義的講，節能是指節約煤炭、石油、電力、天然氣等能源。

在狹義節能內容中包括從能源資源的開發，輸送與配轉換（電力、蒸汽、煤氣等）或加工（各種成品油、副產煤氣為二次能源，直到用戶消費過程中的各個環節，都有節能的具體工作去做）。

二、電能簡述

電能的利用是第二次工業革命的主要標志，從此人類社會進入電氣時代。電能是表示電流做多少功的物理量，指電以各種形式做功的能力，所以有時也叫電功。

在日常生活中使用的電能主要來自其他形式能量的轉換，所以也稱二次能源。當然電能也可轉換成其他所需能量形式。它可以有線或無線的形式做遠距離的傳輸。電能被廣泛應用在動力、照明、冶金、化學、紡織、通信、廣播等各個領域，是科學技術發展、國民經濟飛躍的主要動力。

在我們的日常生活中，每時每刻都離不開電能，從日常起居到建設生產，從電動牙刷到核反應堆，電能都在為我們提供著服務。

我國是僅次于美國的發電大國，而其中80%為火力發電。火力發電每天燃燒了大量的煤和石油，并且產生大量有害氣體，污染環境。當前，能源形勢嚴峻，尤其是世界能源危機。據目前的開采速度，煤炭可供應169年，天然氣僅僅可以供應65年，石油只可用到2050年。而我國的能源形勢更為嚴峻，據《1997年世界能源統計評論》估計，中國的煤炭在以后的88年內，石油和天然氣資源分別在20.2年和49.3年內將面臨枯竭。依賴于煤炭、石油等一次能源的電能，形勢岌岌可危。2004年，全國24個省市拉閘限電，電力嚴重短缺。2005年，全國最大電力缺口達2500萬kW。

節約電能已成為我國節能工作的重要組成部分。在前不久發布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要中》進一步明確了以調整產業結構為基礎以技術創新為核心的節能減排規劃目標。

一方面是能源對我們生活的不可或缺；另一方面是電能面臨的嚴峻現狀，所以我們的節能工作就越發顯得迫在眉睫。

三、節約電能在節能工作中的舉措

1、推行節電首要的任務目標，是推進高耗能企業的節電。這包含了兩方面問題：其一，企業供配電系統的節能；其二，用電設備如電動機的節能。電動機耗電量占工業企業能耗的65%，電機系統節能列為十大重點節能工程是非常正確的。

1）企業供配電系統節能

a.改造迂回線路，消除迂回供電帶來的附加線損；

b.隨著企業增容，原有線路導線截面應增大，并且電流密度不大于1～1.5A/；

c.改造導線的接續方式和工藝，減少接續點損耗；

d.采用無功補償，提高功率因數；

e.更新高能耗變壓器；

f.根據負荷容量，布局變化，調整或增建變電所，使之處在負荷中心，滿足供電半徑；

g.有條件采用配電系統自動化裝置，提倡企業供配電系統經濟運行制。

2）電動機節能改造

a.采用高效率繞阻技術，可降低雜散損耗并提高電動機效率；

b.采用Δ—Y變換運行，可節能25%；

c.減少線圈端部長度，降低銅耗；

d.采用磁性槽泥和磁性槽契，降低空載損耗；

e.采用變頻控制技術，提高電動機輕載時效率，達到節能目的；

f.就地安裝無功補償裝置，以減少由于傳輸無功而引起損耗。

2、建筑節能

建筑能耗在發達國家占全國能耗的1/3。以辦公建筑為例，照明耗電量為總耗電量33.3%。空調占41.4%，其他動力占25.3%。

據資料介紹，我國400億的現有建筑中，99%屬高能耗建筑，單位建筑面積能耗為發達國家的3倍以上。

建筑物節能的內容和對象包括建筑設計、空調系統、照明和設備。建筑運行節能管理的實現大多數通過建筑設備監控系統（即樓宇自控系統）來實現，主要就是空調系統等的節能管理。對空調節能的有效控制，最終反映在設備的高效運行上。采用變頻控制空調機組風機設備方式的變風量控制對于建筑運行的節能來說具有顯著的效果。

3、照明節能

照明節能意義重大，我國照明耗電大體占全國總發電量10%～12%，2003年我國總發電量為18500億kW·h，按12%計，照明耗電達2220億度。據資料報道，目前城市照明（指景觀照明和功能照明的統稱）年用電量約占全國總發電量的4%～5%。

1991 年，美國環保局首先提出綠色照明概念，我國1993年開始推行綠色照明工程。

1）照明節能主要從三個方面入手：

a.選用高效節能的電光源和燈具

b.選用高品質電子鎮流器或節能型電感鎮流器

c.配置適宜，先進照明控制裝置

首先應大力推廣稀土三基色熒光燈的使用。從愛迪生發明電燈以來，人類始終未停止開發環保、節能新光源的腳步：從日光燈到緊湊型節能熒光燈再到稀土三基色熒光燈。一般功率5～65W緊湊型熒光燈，光效50～75lm/W，而采用稀土三基色熒光粉的T8—36W直管熒光燈的光效可達90lm/W以上，Ra為85，T5—28W直管熒光燈光效可達104lm/W。

目前我國企業已具備產業化生產T8直管稀土三基色熒光燈的條件，燈管的光參數接近或達到國際著名品牌的技術標準。T8直管型稀土三基色熒光燈采用節能型的細管，直徑比傳統的粗管T10、T12更細，更節能。

使用優質的稀土三基色熒光粉，可達到高光效、高顯色的統一，壽命更長，光色更好，顯色性好，互換性強，在國外發達國家得到普遍應用。據悉，截止到2008年北京中小學校都已安裝上T8直管三基色熒光燈管。今后也必將得到廣泛運用。

其次，大型公共建筑等應重視采用照明節能控制裝置及系統。在美國，照明自動控制已成為辦公室、教室照明新建或改造的主要內容。

2）建設部要求各地進一步加強城市照明節能工作，建設節約型社會。國務院也曾下達“關于做好建設節約型社會近期重點工作的通知”明確要求，在城市照明建設與改造中要保證以道路照明為主的功能照明，嚴格限制裝飾性的景觀照明。

據統計，目前我國城市公共照明每年開支達數百億元。應積極推廣采用國際上流行的全數字智能路燈節能控制技術，即智能光源降壓——穩壓——調光技術。它的技術思想為：在繁忙時段，控制路燈保持較強的照度；午夜時分，自動調光；后半夜車稀人少時，控制路燈保持較低的照度的照明。在美國、德國此類技術得到了政府大力扶持和推廣，節電率高于30%。我國已有獨立自主知識產權的這方面技術產品，如哈工大樓宇自動化研究所研制的“金鹵燈調壓調光系統”，在城市道路照明應用中運行效果優良。今后尚需政府的行政支持。

4、從電氣設計角度看節能

以北京市為例，政府要求：新建的大型公建項目必須作“節能設計和評估”，否則，不得開工。北京市大型公建的建筑面積僅占民用建筑總建筑面積的5.4%，但耗電量接近北京市生活用電的50%，單位耗電量是普通住宅的10～15倍。

建筑電氣專業在具體設計中應注意：

1）構建經濟，合理供配電系統，選用高效，低耗電氣設備及元件，采用變配電系統的監控系統，力求最佳節能運行。

2）采用先進的照明控制系統，有效實施照明系統節能運行。

3）采用建筑能源管理系統，對空調通風系統，給排水系統等進行自動化集中管理和節能運行。

4）和暖通供熱專業密切配合，慎用或不用電采暖鍋爐及電暖氣等高能耗設備。

5）重視采用可再生能源技術和產品。如太陽能發電設備、風力發電設備等。早在2005年，我國已有約300萬人采用太陽能照明，節約1億度電。采用太陽能熱水器代替電熱水器，我國3億多家庭，而住宅用電、電熱水器是耗電量較大的，節電效果那將是很可觀的。

曾幾何時，智能建筑一詞便被頻繁出現的綠色建筑、生態建筑等名詞所掩蓋。按國際慣例，當GDP人均達到8000～10000美元時，建造大量生態建筑比較合適，而建造大量生態建筑目前還不太適合我國國情。

目前我國仍是一個發展中國家，建造大量的節能建筑是當前行之有效的措施，也是實施我國能源戰略的關鍵點之一。節約電能，建設節約型社會是我們共同的使命！

《中國的能源狀況與政策》

《電氣節能與建筑節能》

《高耗能企業節能措施》

《2010-2011年中國節能服務產業發展研究年度報告》

《2010-2011年中國節能減排技術發展研究年度報告》