于克文
(中國耀華玻璃集團有限公司,秦皇島 066000)
目前的平板玻璃生產企業,是國家堅決遏制發展的“雙高”項目,屬于推動綠色低碳轉型的重點行業。按照黨中央、國務院相關工作布署,國家發改委近期發布了《冶金、建材重點行業嚴格能效約束推動節能降碳行動方案(2021-2025年)》,方案明確提出,到2025年,平板玻璃行業能效達到標桿水平的產能比例超過30%。換而言之,一條600 t/d(熔化量)的玻璃生產線,在近5年內,其單耗和熱耗值分別將由目前的基準水平(13.5 kgce/重量箱和1 890 kcal/kg)達到標桿水平(9.5 kgce/重量箱和1 330 kcal/kg玻璃液)。
在平板玻璃生產中,能源消耗產生的碳排放量約占碳排放總量的80%,燃料成本占生產成本的40%。落實“節能降碳”行動,不僅是國家“雙碳戰略”的需要,更是企業降低運行成本、提高產品競爭力的不二選擇。只有立足于節能管理工作,有效降低能源消耗量,才能構建新的發展格局。
在平板玻璃生產企業中,節能管理工作尚未形成一套科學、系統的工作模式,節能管理的意識也只停留在簡單的節約與浪費觀念上,并未對生產、工藝流程和設備損耗做更多的節能分析與研究。即使建立了能源管理體系,也沒有真正做到深入、細致地開展節能管理工作,僅僅是圍繞“跑、冒、滴、漏”的傳統管理方式,缺少對能源使用分析方面工作的開展。
企業的節能管理是一項綜合性工作,對能源管理人員的知識結構要求較高,特別是能源使用分析工作,不僅應用到統計學的分析方法,還涉及到企業內部生產流程的各個環節,需要各個專業、技術人員等多方參與。很多企業在機構設置上,甚至沒有專門的職能部門和能源管理人員,僅僅設置了專、兼職能源統計人員。所謂的能源管理,不過是能源統計報表(或文件)的“上傳下達”、“以統代管”的工作方式。
長期以來,我國的平板玻璃生產企業,采用節能技術和使用節能設備的積極性不高,現存的節能技術手段也屈指可數,除窯體保溫和余熱發電外,基本沒有新的突破。能源限額標準至今仍延用著2013年版本,能源消耗水平整體上提高緩慢,主要源于企業在節能意識上沒有壓力感,忽視了節能管理工作的深入開展,節能管理工作缺乏長效機制。
自上而下建立各科室、車間與班組三級管理網絡體系,各個能源消耗點設置專兼職能源管理員,由具有專業知識、生產經驗的相關人員擔任。實施能源使用分析報告制度。根據能源指標完成情況,各級管理網絡綜合分析并上報整改措施,節能管理部門根據能源使用分析結果,逐月制定節能工作的改進計劃并監督執行,不斷優化企業的生產、用能過程。
企業能源統計數據的構成,是通過能源計量系統的分類計量方式,按照用能單位的分級、分項考核要求,針對不同工序、不同設備的能源使用情況,按照相關能源指標進行分級匯總,形成能源統計報表,為能源使用分析、監督和控制能源消費提供依據。利用平衡表的數量關系,既可驗證能源統計數據的準確性,還可預測能源消耗趨勢。
企業的能源管理工作,主要是對企業能源流程的各種資料進行及時、全面、準確以及系統地搜集和整理,通過對相關數據和信息的分析處理,反映能源在企業利用過程中的效率、效益以及能源節約情況[1]。
能源使用分析,主要是通過能源管理體系,全面了解能源流程中各個環節的能耗狀況。通過對相關數據和信息進行邏輯分析,形成能源狀況利用報告,反映能源在企業生產活動中的效率、效益以及節約情況。
按照能源體系指標的完成情況,以曲線圖、餅形圖、折線圖、柱形圖等方式,制作能效對標模塊,剔除客觀因素的影響,層層查找在工藝、 技術、管理方面的差距,研究制定改進方案,及時調整各個工序的耗能水平,提高能源綜合利用效率。
某平板玻璃生產企業,把能源使用分析作為主線,貫穿于整個節能管理工作中,并把它做為生產管理的指導性意見。每月通過能源使用分析,發現生產過程中存在的問題,并及時采取改進措施,使全年的節能管理工作取得顯著效果。
以該企業2020年的能源統計分析圖示為例,介紹公司層面的能源使用分析思路。通過產品產量及能耗數據,分別生成三份月度趨勢圖,并進行同比和環比分析,透過變化的異常數據,從相關因素中找出答案。

圖1反映的是能源的投入、產出情況。正常情況下,產量應與能耗成正比,反之,就要考慮生產、工藝、技術、能源消耗等因素造成的影響,去斟酌每一處違反規律的細節,分析造成這種現象的原因。
圖2反映的是熔窯熱耗與綜合能耗的占比關系。一條配置余熱發電系統的浮法玻璃生產線,其天然氣、電、柴油的消耗量分別占能源總量的95%、5%、0.3%左右。常規下,天然氣產生的熱耗應與綜合能耗的走勢相同。否則,就要考慮窯體燒損、熔化量、品種、厚度變化等因素的影響。

圖3是天然氣、電和柴油的月消費量對比圖。從圖3中可以觀察到每月各類燃料消耗情況,可根據每個能源品種的消耗走勢,找出異常波動的時間節點,分析月消耗量高低不同的原因及影響因素,針對能耗過多現象,研究制定解決辦法,用最小的消耗獲得最大的收益,使每個能源品種都能夠得到合理、有效地利用。

天然氣是參與平板玻璃生產的唯一燃料,因燃燒效率的因素較為復雜,是生產管理中的難點,也是最需要重點關注的地方。圖中所示的用氣峰谷值,除去結帳天數和季節因素的影響,相關因素可追溯到熔化量、工藝操作、天然氣熱值及原料成分的波動問題,通過對這些指標的對比分析,能夠發現生產過程中不易察覺的細微變化。
電能使用主要用于生產設備,每月消耗除同樣受結帳天數及季節因素影響外,影響電能消耗的因素簡單、明了,如無生產事故,在節能措施上以更新、改造用電設備為主,或從照明、環境溫度等因素上考慮問題。
柴油使用主要用于廠內運輸,月使用量在6~8 t范圍內,可對每月2 t內的差異情況進行分析。由于柴油主要用于叉車的玻璃裝運工作,相對用量較少且均衡,在平板玻璃生產的整體能源消耗中占比極小,如在正常生產中無意外發生,可不作為重點關注。
對上述3個圖中發現的問題,企業在當月都能及時跟進,采取了糾正措施并跟蹤監測,均在不同程度上取得了實效,表1為2020年的能源消耗和碳排放數據與同期的對比情況。

表1 2019年-2020年“節能降碳”完成情況表
表1中,經過一年的系統化節能管理,2020年的能源碳排放量與排放總量占比,相對同期下降了19%。單位產品綜合能耗和熔窯熱耗相比同期也分別有所下降,遠遠低于目前國家規定的基準水平,向著國家規定的標桿水平邁進。對于已經運行了10年的生產線,能耗水平不增反降,與節能管理工作的提升密不可分。
上述事例旨在介紹利用能源使用分析來發現能源使用問題的方式方法,在運用過程中,可結合實際生產情況及側重點的不同,把相關的專業技術手段融入問題分析中,挖掘企業內部各個工序節能潛力,確定節能技術改造措施和方向,這里因篇幅有限,不過多贅述。
實現“碳達峰”意味著一個國家的經濟發展與二氧化碳的排放實現“脫鉤”,經濟增長不再以增加碳的排放為代價。因此,“碳達峰”被認為是一個經濟體綠色低碳轉型過程中的標志性事件。
我國“節能降碳”工作的倒計時,給“雙高”企業敲響了警鐘,看似嚴苛的目標,不是空穴來風,也更非遙不可及。早在20世紀70年代,英、法、德及歐盟等就已經實現碳達峰,美、日也于2007年、2013年相繼實現,而且都是在經濟高速發展過程中,引導高碳產業轉移的“自然達峰”。目前我國也處在發展經濟和改善民生的歷史進程中,正是引導低效產能有序退出的有利時機,各個行業也適時推出了節能新技術、新材料,正在進一步推廣、應用中。
科學、有序地開展“節能降碳”工作,將會使企業明確節能方向,把節能管理工作提到議事日程上來,利用精細化的管理手段,深挖節能潛力,全面加快企業的技術改造進程,實現消耗能源的科學量化管理,推動企業從傳統的工業化模式向生態文明綠色發展模式轉變。