水電工程節能降耗分析與研究

任金明 金珍宏 吳 迪

（中國水電顧問集團華東勘測設計研究院 杭州 310014)

1 前言

節約能源是國家發展經濟的一項長遠戰略方針，也是我國的一項長期基本國策。我國政府承諾 2020年非化石能源將占一次能源消費的15%左右，單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。而水電作為目前最成熟的可再生能源發電技術，仍是未來一段時間內可再生能源發電項目的首選。合理開發利用水電資源是實現節能減排目標和社會經濟可持續發展的重要措施。

水電工程利用水能發電，水能為可再生能源，屬高效清潔能源，水力發電可減少原煤的直接使用，減少了溫室氣體排放量，對改善環境具有深遠的意義。水電等清潔可再生能源的開發是建設資源節約型、環境友好型社會的必然選擇。近年來，我國正處于工業化和城鎮化加速發展階段，能源消耗強度較高，消費規模不斷擴大，給大中型及巨大型水電站的開工建設提供了契機。水電站在建工程數量及規模不斷擴大，水電站施工期及運行期的能耗亦在持續增加，水電行業節能降耗工作開始提到重要議程。

2 水電工程節能降耗分析現狀

水電行業節能降耗作為獨立篇章專門研究的規定始于2007年，整體起步晚于國內其他行業。水電工程的能耗分為施工期及運行期兩大階段。

水電站施工期一般較長，從幾年到十幾年。施工期的能耗主要分為施工生產過程能耗、施工輔助生產系統能耗、生產性建筑物能耗及施工營地能耗。不同施工階段施工項目不同，所投入的設備亦各不相同，消耗的能源種類也有所差異。另外為滿足施工期的需要，還需設置一些臨時施工工廠設施、風、水等供應系統以及施工期生活、辦公配套設施等，這些工廠設施及系統的運行都會產生能耗且能耗值是一個動態值。水電站運行期的能耗主要分為生產輔助系統能耗、生產性建筑物能耗、辦公和生活設施能耗等。

國內目前針對水電行業節能降耗分析研究的專業性書籍很少，可參考性資料缺乏。無論是施工期還是運行期能耗指標和能耗量的計算方法目前尚屬空白。從各個科研院所編制完成的節能降耗篇來看，其能耗統計值相差很大，緣于沒有編制指標和能耗量的計算規范，難以統一計算方法和取值。另外，能耗值統計計算后與之對應用來評估節能與否的標準也比較模糊，沒有形成規范的評估計算方法。總體情況是：基礎性的研究工作跟不上與相關標準未落實。為此，收集水電行業的主要用能設備、單位工程量（產品）能耗指標，提供能耗計算方法及其行之有效的節能措施并提供節能效益分析評估的方法，是目前需要迫切解決的問題。

《中華人民共和國節約能源法》自1998年1月1日開始實施以來，水電行業在設計、施工、設備選型、運行、維護等方面都積累了一定的經驗。現行的 DL/T5020—2007《水電工程可行性研究報告編制規程》中已列入了節能降耗分析篇，水電水利規劃設計總院還以水電規科[2007]0051號文，頒布了《水電工程可行性研究節能降耗分析篇章編制暫行規定》,國家發展和改革委員會日前以[2010]0006號令，頒布了《固定資產投資項目節能評估和審查暫行辦法》，國家節能中心于2011年8月發布了《固定資產投資項目節能評估工作指南》。此外，GB/T50649—2011《水利水電工程節能設計規范》已于2011年12月實施，《水電水利工程節能降耗分析設計導則》也正在組織制訂之中。

3 水電工程節能降耗分析專題研究主要內容

3.1 節能降耗的政策、法律法規和規程規范研究

（1）國家層面的相關法律法規和規程規范；

（2）國務院相關部委的法規和規程規范；

（3）與水電行業有關的規范性文件等。

3.2 水電水利工程施工期節能降耗分析

施工期能耗分析著重研究：施工生產過程、施工輔助生產系統及施工營地等項目的主要用能設備、能耗種類、能耗分布點、負荷水平，并制定統一的能耗計算方法，計算單位工程量（產品）能耗、能耗總量及分年度能耗量。

3.3 水電水利工程運行期節能降耗分析

運行期能耗分析著重研究：生產輔助系統、生產性建筑物及辦公、生活設施等項目的主要用能設備、能耗種類、能耗分布點，并制定統一的能耗計算方法，計算單位產品能耗、年度能耗量及電站運行期（一般為40～50年）內的能耗總量。

3.4 水電水利工程節能技術及措施的切入點研究

節能技術及措施的切入點研究主要從以下幾個方面展開：

（1）工程規劃與總布置的節能設計；

（2）建筑物節能設計；

（3）機電及金屬結構節能設計；

（4）施工節能設計；

（5）工程管理節能設計。

從上述5個方面闡述工程節能措施、非工程節能措施、建筑物節能、管理節能、設備節能及施工節能等實際運用實例。

3.5 水電水利工程節能效益分析

探討節能效益分析的方法，提出有實際運用價值的施工期、運行期能耗指標的計算方法并提出相應的節能評估標準。宏觀評價工程項目是否符合國家、地方關于節能減排的法律、法規的要求，對工程的總體布置、施工組織、機電設備選型及運行中采用的節能技術及措施等進行綜合評價，給出是否滿足節能降耗的結論，為節能效益分析提供數據支持。

4 專題研究方法及技術路線

專題研究將以理論分析為主，調查研究水電行業施工期及運行期的主要用能設備、耗能指標以及能源利用效率。根據工程實例，著力于提出一些具有工程實際應用價值的能耗計算統計方法。研究技術路線為：

（1）技術難點的提出及分析。根據DL/T5020—2007《水電工程可行性研究報告編制規程 節能降耗分析篇》、《水電工程可行性研究節能降耗分析篇章編制暫行規定》、《固定資產投資項目節能評估和審查暫行辦法》、《固定資產投資項目節能評估工作指南》等相關規程規范性文件的要求，結合已頒布實施的GB/T50649—2011《水利水電工程節能設計規范》，對水電工程節能降耗應用中的重點及難點進行系統分析，提出需要解決的核心問題。

（2）結合行業現狀，進行廣泛調研。調研主要分兩個方面：一是查閱類似工程文獻資料；二是調研水電工程現場實際情況。

（3）在充分掌握第一手資料的基礎上，針對專題研究中存在的技術難點進行剖析，提出相應的解決辦法。

（4）實踐應用，驗證分析。將研究成果適時反饋于工程實際，并不斷修改完善。

（5）形成行業標準，并提出需進一步研究的問題建議。

項目研究主要工作流程見圖1。

5 專題研究的主要技術難點及創新點

5.1 主要技術難點

圖1 項目研究主要工作流程

（1）《水電水利工程節能降耗分析設計導則》屬新編行業技術標準，欠缺以往的經驗積累，同行業參考資料少。

（2）水電水利工程規模大、各工程相異性大、情況復雜、施工工期長、技術要求高，導致無論是施工期還是運行期，其節能降耗分析需要統計的分項工程、生產系統及設備多，計算方法繁瑣，統計分析難度大。

（3）水電水利工程節能降耗技術方案及措施涉及專業面廣，需與工程建設、運行管理實際緊密結合，不同工程項目需制定與之相適應的相關分析及研究，有共性之處，但更多的是特性，為此，需收集的工程資料廣泛。

（4）我國地域遼闊，各地區社會、經濟環境差異大，能耗值統計計算后與之對應用來評估節能與否的標準，目前已有的設計規范僅有原則性的規定，需要著力研究與水電工程相適應的具有實際可操作性的相關節能評估方法。

5.2 主要創新點

（1）提供一套切實可行的、完整的水電站施工期及運行期能耗計算及取值的方法。

（2）針對水電站施工期及運行期提出可行的節能降耗措施，節約不可再生能源，提高能源利用效率。

（3）為正在編制的《水電水利工程節能降耗分析設計導則》提供技術支撐。

（4）提出水電水利工程節能評估的計算及方法。

6 結語

水電工程項目牽涉到的能耗設備種類、耗能參數在不同的建設期及建成后的運行期相差較大。通過工程實例的數據采集，建立數據庫，可以為擬建工程的能耗指標及能耗量提供一些基礎性資料。能耗分析計算研究可以為水電行業提供一些操作性強、有實際應用價值的計算方法。有了一個相對統一的計算方法，不同工程才有了對比基礎，其節能評估才有意義。通過對工程節能措施、非工程節能措施、建筑物節能、管理節能、設備節能及施工節能的研究，有利于水電行業節能降耗整體水平的提高，亦有利于更多節能產品、技術及材料的研制和發展。這些成果能更好地促進水電行業的節能降耗，從而獲得更好的能源利用效益。同時也為水電行業的節能降耗分析及固定資產投資項目節能評估的編制提供直接的素材，更好地落實水利水電工程節能設計標準。

1 GB/T50649—2011水利水電工程節能設計規范[S].中國計劃出版社，2011.

2 DL/T5397—2007 水電工程可行性研究編制規程[S].中國電力出版社，2007.

3 陳敏，孫志禹.大型水電施工節能減排實踐[J].中國環境科學學會學術年會優秀論文集(2008).中國環境科學出版社，2008，204-207.