電力折標系數對耗能過程能耗指標的影響分析

魏 志 強 張 冰 劍 陳 清 林

（1.中山大學化學與化學工程學院；2.低碳化學與過程節能廣東省重點實驗室）

電力折標系數對耗能過程能耗指標的影響分析

魏 志 強1,2張 冰 劍1,2陳 清 林1,2

（1.中山大學化學與化學工程學院；2.低碳化學與過程節能廣東省重點實驗室）

通過考察電力折標系數對耗能過程能耗的潛在影響，了解相關耗能過程實際能源消耗量計算的能耗指標的變化，指出國家標準 （GB/T2589—2008） 中電力當量折標系數和等價折標系數均存在一定的局限性。結合實例分析了電力折標系數選取對總能耗量的影響，提出了相對合理的電力折標系數選取方法，以實現更為合理的能源審計和更為科學的節能規劃。

電力折標系數 當量值 等價值

工業企業消耗的能源具有種類多的特點，在進行企業能源審計或節能規劃過程中，需要將不同種類的能源折算成統一標準的計量單位以便于后續的能耗指標匯總、對比與分析。在能源換算的過程中，所涉及的折標系數直接影響企業能源審計結果的準確性和合理性，因此，科學地選取能源折標系數，是合理進行企業能源審計和節能評價的重要保證。

電力，作為一種高效的二次能源，廣泛應用于社會的各個方面，是所有耗能企業或過程能源消耗的重要組成部分，其潛在的節能減排效應值得關注。國內企業能源審計過程中，電力的折標系數存在 當 量 值 與 等 價 值 兩種類型[1-3]。 其中，能源 審 計 過程中“電力”消費的折標煤系數統一采用當量系數0.1229，即 1×104kWh 電力折合 1.229t標煤。但為了與國際接軌，同時便于與歷史資料對比，規定只有在計算國家、省、市級的能源消費總量時，電力仍采用等價系數核算，而基層企業計算能源消費量時 ， 電 力 則 一 律 采 用 當 量 系 數 核 算[4]。 選 取 不 同 的折標系數可以得到不同的能耗指標，繼而得出不同的能源審計結果。不同的節能潛力分析將在一定程度上影響后續的節能規劃的編制，以及節能技術的選擇。因此，電力折標系數的選取，應當審慎。

1 當量值與等價值折標分析

能 量 的 當 量 值 （energycalorificvalue） —— 按照物理學電熱當量、熱功當量、電功當量換算的各種能源所含實際能量，又稱理論熱值（或實際發熱值）——是指某種能源本身所含熱量，按熱量的多少可以折算成的標準煤。當量熱值的計算原則上要進行實測，按國家標準是根據試樣在充氧的彈筒中完全燃燒所放出的熱量測算的。對于1kWh的電力，其能量為 3600kJ，根據國標每千克標準煤的熱值 （低位發熱量） 為 29307kJ，因此電力的折標系 數 =3600/29307=0.1229， 即 電 力 的 當 量 系 數 為0.1229kg/kWh。

一般認為，這種折算方法僅考慮了能源所含的“數量”而忽視了能源的“品位”。根據熱力學第二定律，低品位的能量，如熱量，不可能完全轉化為高品位的能量，如電力。實際發電過程中，考慮到不同種類能源的發電效率，每 kWh電能需要 0.341kg（按 2006 年我國平均火力發電煤耗計算）、0.1833 m3（標 m3） 天 然 氣 （發 電效率為 55%） 或 5.72kg 的0.4MPa 飽 和 蒸 汽 （發 電 效 率為 25%）。1kWh 的電，做功能力實際上是大大高于1kWh的其他種類能源的。在宏觀核算能源時，采用當量值折標系數極易產生“誤導”效應。由于電力是高品位的二次能源，如果僅統計其所含能量的數量，會忽視發電過程能量的損失。例如，當某地考慮減少火力發電的數量，經由其它地方輸入電力，若按能量當量方法對該地進行能源統計，該地能耗指標將大大下降，不合理地模糊了節能的重點，且在一定程度上影響了節能工作的客觀評價。

能量 的 等價值 （energyequivalentvalue）， 是生產單位數量的二次能源或耗能工質所消耗的各種能源折算成一次能源的能量，也就是消耗一個度量單位的某種二次能源，等價于消耗了以熱值表示的一次能源量。按 2006 年全國供電煤耗平均為標煤 366 g/kWh[5]， 則 當 年 或 次 年 的 電 力 等 價 折 標 煤 系 數 為0.366kg/kWh。使 用等價 值 核算電 力 能耗可 以 較好地體現電力的能量品位，但并不能完全解決能量折算帶來的問題。按 2006年電力的等價值評價發電效率高于平均值的企業時，會導致計算所得的能源轉換效率高于 100%，出現邏輯上的矛盾。

綜合分析發現，當量熱值法和等價值法這兩種截然不同的能源核算方法基于不同的原理，前者是忽略不同能源的品位和做功能力的差別，只看能源本身所含熱量大小而導致節能評價中出現謬誤；后者在評價二次能源時考慮了實際對應的一次能源量，但由于采用的是全國平均值，在面臨實際問題時仍然不能明確給出各個環節的能源損失大小。

2 電力折標系數選取對綜合能耗的影響分析

考慮到電力幾乎涉及所有耗能過程，能源審計或節能規劃報告編制過程中，電力折標系數的選取對耗能企業綜合耗能量的影響較大，以下結合具體耗能過程進行分析說明。

2.1某煉油企業加工能耗分析

某煉油企業耗用的能源種類包括燃料油、瓦斯、電、催化燒焦、石油焦和煤等。表1與表2是該企業 2010 和 2011年兩年根據當量值和等價值計算的能耗數據，其中基于當量值進行計算時的電力折標系數為 1.229，基于等價值計算時電力折標系數則為 3.8。

表1 某煉油企業 2010年當量值能耗與等價值能耗對比

由表1可知，該企業 2010年基于當量值計算得到的能耗值為 1852380t標煤，基于等價值計算得到的能耗值為 1818823t標煤，二者相差 33557t標煤。2011 年，基 于 當量 值 計 算 得 到 的能 耗 值為 1769493t標煤，基于等價值計算得到的能耗值為 1753890t標煤，二者差值為 15603t標煤。對于該煉油企業，2011年基于等價值計算得到的總能耗和基于當量值計算得到的總能耗的差值較 2010年的小，這是由于該企業動力車間熱電聯產的外輸電力量從 2010年的 13052 ×104kWh減小至 2011 年的 6069 ×104kWh所導致的。

表2 某煉油企業 2011年當量值能耗與等價值能耗對比

能耗構成分析發現，基于等價值計算得到的自發電量在總能耗中的貢獻值和基于等量值計算得到的自發電量在總能耗中的貢獻值的差值，即為基于當量值計算得到的能耗值與基于等價值計算得到的能耗值的差值。選取等價值進行計算，企業自發電在總能耗中的貢獻值遠高于采用當量值計算得到的結果，此時，增大企業自發電量有利于企業能耗降低，反之，減小企業自發電量，有利于企業能耗降低。因此，具體折標系數的選用對于耗能企業的能耗構成與用能方案的選取有一定影響。

2.2某化工產品生產能耗分析

表3與表4是某硫酸鐵生產裝置根據當量值和等價值計算的能耗數據，其中按當量值計算的折標系 數 為 1.229， 按 等 價 值 計 算 的 折 標 系 數 為 3.8。 基于當量值 計算得 到的能耗值為 1461.3t標 煤，基于等價值計 算得到 的能耗值為 1551.4t標煤 ，二者差值為 95.1t標煤。

表3 某硫酸鐵生產裝置當量值能量消耗估算

表4 某硫酸鐵生產裝置等價值能量消耗估算

表5是某電子化學品生產過程根據當量值和等價值計算的能耗數據。其中按當量值計算的折標系數為 1.229，按等價值計算的折標系數為 3.8。由 于該過程中主要消耗電力，根據計算結果，當量值能耗 為 3395.4t標 煤 ， 等 價 值 為 5764.3t標 煤 ， 二 者相差 2368.9t標煤。

表5 某電子化學品生產裝置當量值能耗與等價值能耗對比

對以上表中數據分析發現，基于電力當量折標系數計算得到的能耗值與基于電力等價折標系數計算得到的能耗值存在較大的差值，在現有的能源統計、審計工作中，二者是同時存在的，一定程度上誤導了基于能源審計結果制定的能源規劃，模糊了節能工作努力方向，因此，建議將當量值和等價值同時納入能耗審計中，并進行注釋說明。此外，在企業對發電裝置進行能耗統計時，應按照自身產電的能耗計算發電折標系數，并在文件上注釋說明。在節能審計部門對相關耗能企業進行節能潛力評估時，可以考慮采用目前最好技術的發電效率作為動態的等價值（基準值），如超臨界或超臨界機組的發電效率，以鼓勵耗能企業合理利用余熱余壓，合理調整熱電比及發電量，最大限度地提高能源利用效率。

3 結語

采用電力當量折標系數考核評價電力資源消耗時，將電力等同于一般熱能，忽視了能量的品位高低，而采用電力等價折標系數時，雖然能避免忽視能量品位的問題，但由于采用的是全國平均值，在面臨實際問題時仍然不能明確給出各個環節的能源損失大小，致使在評價某些能源轉換環節時出現某些邏輯矛盾。

考慮到當量與等價兩種折標方法均具有一定的局限性，應在統計能耗時將兩種折標方法均納入到統計中，以準確反映地方及企業的實際用能狀況。同時，建議在進行節能效果評估時采用目前最好技術的發電效率作為等價折標系數，更科學、更合理地指導節能減排。

[1]GB/T2589—2008 綜合能耗計算通則[S].北京:中國標準出版社,2008.

[2]江億,楊秀.在能源分析中采用等效電方法[J].中國能源,2010,32(5):5-11.

[3]馬武忠.淺議電力折標系數及其對節能工作的影響[J].能源研究與利用,2011,1(1):32-33.

[4]賈丕建,邢學榮,劉德勝.企業能源審計中能源折標系數的確定[J].電力需求側管理,2010,12(3):44-46.

[5]中 國 電 力 行 業 月 度 運 行 報 告 (2006 年 12 月)[EB/OL]. (2007-03-22)[2012-11-20],http://cn.chinagate.cn/.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.003.001

2012-12-28）

魏志強，2012年畢業于中山大學，獲博士學位，現從 事 石化 過 程 能 量分 析 與 優 化研 究 ， E-mail： hbwzhqing@163.com，地址： 廣州市 新港西 路 135 號中 山大學 化學與化學工程學 院，510275。