合同能源管理在氧化鋁工業中的應用

薛 克

（中國長城鋁業有限公司，河南 鄭州 450041）

1 中國氧化鋁工業和合同能源管理的發展狀況

中國氧化鋁工業起始于20世紀50年代，進入新世紀后，氧化鋁工業飛速發展，2018年中國氧化鋁產能已達到8427萬噸，占全球產能的57.43%。目前，我國有40多家企業生產氧化鋁，各企業由于地理位置差異，使用的礦石、能源不同，能源成本差異較大，能源成本占氧化鋁制造成本的26%～60%，因此降低能源消耗不僅是氧化鋁成本控制、提高產品競爭力的主要手段，也是促進節能減排、倡導清潔生產的需要[1]。

合同能源管理是20世紀70年代從西方發達國家開始發展起來的，是基于市場化運作、以盈利為目的的一種節能項目模式，之后逐步發展完善，形成了節能服務公司為企業提供節能潛力診斷、可行性分析、項目融資、項目實施、節能監測和運行維護等全方位服務，節能服務公司通過分享項目節能效益來回收項目投資、獲得項目利潤[2]。我國20世紀90年代末引入合同能源管理機制，近些年蓬勃發展，2018年我國合同能源管理項目投資額已經達到1167億元。

2 氧化鋁工業實施合同能源管理的必要性

首先，氧化鋁行業是高耗能行業，能源消耗大，我國氧化鋁企業全部是與國家（或當地政府）簽訂節能目標責任書的“萬家企業”重點用能單位，承擔著完成國家節能減排目標的責任；第二，一些企業還存在能源只是生產保障的傳統理念，能源生產、運輸、使用等環節管理粗放，能源利用效率不高；第三，氧化鋁能源成本占比較大，降低能源消耗是提高企業競爭力的重要手段[3]。氧化鋁生產企業需要提高能源效率，往往欠缺節能技術和項目資金，或對新技術信任不足，而節能服務公司掌握著大量節能技術，走在節能新技術應用的前沿。合同能源管理既可以提供先進的節能技術和項目資金，還打消了氧化鋁企業對新技術應用效果的疑慮，實現合作共贏。所以不管是社會效益，還是創造企業價值，氧化鋁工業實施合同能源管理進行節能改造是必要的。

3 合同能源管理在氧化鋁工業企業的實踐

3.1 實施合同能源管理對泵浦進行節能改造。

氧化鋁工業使用泵浦較多，百萬噸以上氧化鋁企業的泵浦就有500臺以上，泵浦大多存在如下問題：①效率低。某氧化鋁廠使用量最多的雜質泵200ZJ-A60泵的效率僅40%左右。②過流部件使用壽命短。一般平均40天～60天。③盤根密封或機封大量用水，不僅浪費珍貴的水資源，且進入生產流程，增加了系統的能耗。④檢修頻繁，運轉周期短，個體笨重，檢修工時多，影響企業人均產值的提高。因此氧化鋁工業泵浦節能改造勢在必行。

某氧化鋁廠對56臺的泵浦實施了合同能源管理模式的改造，節能服務公司在泵體、葉輪構造、軸密封、聯軸器等方面獲得9項國家專利，擁有高效、節能、耐磨、壽命長、無泄漏的兩相流渣漿泵的核心技術。先進技術與生產實踐的結合，產生了巨大效益，每年節約能源折合標煤量4000噸以上。

3.2 實施合同能源管理對焙燒爐煙氣余熱進行回收

氧化鋁工業使用焙燒爐脫除氫氧化鋁中的部分結晶水和附著水，焙燒爐排出的廢氣中水蒸汽比例高達50%以上，廢氣溫度在140℃～160℃，煙氣直接外排到大氣中，造成巨大熱量損失。最大限度回收廢氣中的顯熱和水蒸氣潛熱，節能減排效果將非常顯著。

某氧化鋁廠對日產2300噸氧化鋁焙燒爐實施合同能源管理對煙氣余熱進行回收。節能服務公司采用某設計院的專利技術，在焙燒爐排煙機附近安裝換熱塔，排煙機出口的煙氣從換熱塔下部進入，來自蒸發的循環下水從換熱塔上部進入，熱煙氣和冷水在換熱塔中直接接觸進行熱交換。

換熱后的冷煙氣從換熱塔頂部接入焙燒爐現有的煙囪排空，換熱后的熱水在換熱塔底部沉降分離。溢流熱水用泵送到溶出工序，底流用泵送去壓濾分離回收氧化鋁。回收熱量超過20kgce/t-ao，同時還回收了煙氣中的氧化鋁，有很好的經濟效益。

3.3 實施合同能源管理對高壓電機、風機、空壓機進行節能改造

氧化鋁工業的電機、風機、空壓機等都是較大的耗電設備。一些企業存在效率較低的電機、風機、空壓機，設備更新改造需投入高額資金，對于一些企業投入大量資金更新設備不太現實，但是這些設備較低的能效又使氧化鋁成本居高不下，產品競爭力不強，形成了惡性循環，合同能源管理有效解決了這個難題。

某水電廠承擔著向某氧化鋁廠的供水任務，節能服務公司應用成熟技術對供水系統進行節能改造，節電率達到30%以上；某電廠承擔著向某氧化鋁廠提供蒸汽和電力任務，鍋爐一次風機、二次風機、引風機采用耗電較大，節能服務公司對這6臺風機進行變頻改造，節電率超過35%；某氧化鋁廠部分空壓機設備落后，采用合同能源管理淘汰了效率較低的老式空壓機，借改造時機整合了廠區空壓布局，優化了空壓機管網和人員配置，節電率超過30%，勞動生產率顯著提高。

4 氧化鋁行業合同能源管理模式的建議

國家為規范合同能源管理項目，國家質量監督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會已經發布并實施了《合同能源管理技術通則》（GB/T24915-2000）和《節能量測量和驗證技術通則》（GB/T28750-2012）國家標準。

雖然國家在規范和推廣合同能源管理模式上給予高度的支持和關注，但是隨著近年來合同能源管理的迅猛發展，產值和投資額快速增長，出現了諸多問題，影響合同能源管理的發展，如節能服務公司采用的技術不成熟，致使節能量少或不節能，造成投資失誤；節能服務公司對行業不了解，診斷結果與實施效果差距較大，達不到節能目標；節能服務公司在不同企業投資的同類項目重要合同條款差異過大，影響雙方持續合作；節能服務公司和企業在節能效益核算上分歧等。建議國家或行業協會建立節能服務公司誠信服務體系和節能技術分享體系，根據實施項目的效果、質量等方面進行打分評級，促使節能服務公司和用能企業在實施合同能源管理項目規范運作，健康發展，促進行業能源效率快速提升。

5 結語

合同能源管理模式在氧化鋁行業的引入，使先進技術和資金應用于氧化鋁行業，提升了氧化鋁行業技術裝備水平，降低氧化鋁產品能源支出，提升了氧化鋁產品競爭力，同時提升能源效率、減少能源消耗，降低了溫室氣體排放，有利于改善環境狀況，是利國、利民、利企的好模式。