2 “電力當量折標煤”統計制度與現代節能理論相悖
電力當量折算標煤是將電力當成了一般熱能對待,忽視了在電力生產過程中熱能轉化為電能而引起的巨大的能量損失。現代節能理論是以熱力學第二定律為基礎的節能理論,熱力學第二定律告訴我們,能量不僅有數量的多少,也有品位高低之分,如電能、機械能等屬于高品位能,而熱能是低品位的能,能量的轉化和傳遞過程雖然遵循能量守恒定律,即能量的總量不變,但同樣遵循熱力學第二定律。第二定律指出:能量總是自發地從高品位能轉化為低品位能,而不能自發地從低品位向高品位轉變。例如,功可以自發地全部轉化為熱(摩擦生熱),但熱能不可能無條件地全部轉化為功。在許多實際工程中,人們可以采取非自發過程達到能量向高品質轉化之目的,但其中必須付出損失部分能量的代價。在熱能轉化為電能的發電過程中,部分能量損失是我們必須付出的代價。熱力學第二定律的發現者之一卡諾提出,任何兩個高、低溫熱源間的熱量傳遞都可以用來產生動力,并推出了理想可逆循環(卡諾循環)的效率為:
η=1-T1/T2 (1)
上式中,η是卡諾循環的熱效率, T1與T2分別為高溫熱源和低溫熱源的絕對溫度值,在同等條件下,卡諾循環的效率最大。由公式(1)可知,從高溫熱源T1放出的熱量Q中能做的最大功量W為:
W=Q×(1- T1/T2) (2)
可見,熱量Q做功的多少與熱機工作的高、低溫熱源的溫度有關。即:高溫熱源溫度T1越高、低溫熱源溫度T2越低,理想情況下熱能轉化為功的份額越高。上式還說明了熱量也有品質差異,相同數量熱能Q的做功大小W與載熱介質的溫度T1和放熱環境溫度T2有關,當環境溫度T2一定時, T1越高,則熱能Q轉化的功量W越大,但是W永遠小于Q,因為環境溫度T2不可能達到絕度溫標的零度(-273.16℃)。根據現代節能理論,能量利用過程中要盡量節約高品質能量,減少高品質能的損失,要做到按質用能,實現能量梯級利用。在國家節能減排的政策制定和實施中,應該鼓勵按質用能,采用更加科學的方法進行能耗統計和節能減排的考核評價,以引導企業盡可能節約高品質能源。而新的能耗統計制度規定在統計和考核評價基層和企業的終端能耗時將電能僅作為熱量換算成標準煤,與現代節能理論的按質用能理念相悖,不利于科學指導企業的節能減排工作。
3 “電力當量折標煤”統計制度有可能誤導高耗能企業節能減排的決策和投資方向
3.1 新統計制度有可能導致部分行業能耗出現非實質性“大幅下降”
除去電力生產耗能,鋼鐵行業耗能排在我國行業能耗之首,2006年鋼鐵冶煉與加工的能源消耗為4.28億噸標煤,占工業能耗24.5%,為國家總能耗的17.4% [4]。因此,鋼鐵行業的節能減排對實現國家的節能減排目標非常重要。而鋼鐵生產過程中電力的消耗占鋼鐵總能耗的近1/4[5],因此,電力折算系數的下降將大大降低鋼鐵生產企業單位統計能耗。有研究表明,電力折標煤系數從2005年的0.404千克標煤/千瓦時調整為0.1229千克標煤/千瓦時后,當不計自發電的影響時,重點大中型鋼鐵企業噸鋼綜合能耗從2005年的747千克標煤/噸鋼下降至2006年的615千克標煤/噸鋼,單位能耗年降幅達18%[6]。其實,這并非完全是因為節能技術或用能管理進步的貢獻,而在很大程度上是因為電力折算系數變化對能耗降幅的影響。此外,因為電力折算系數變化而導致的噸鋼綜合能耗的非實質性“大幅下降”,也影響了對我國鋼鐵工業技術先進性的判斷,不利于行業技術進步和節能減排工作。
3.2 新統計制度不利于遏制部分重化工業投資和耗電的快速增長
有資料顯示, 2007年我國全社會用電量同比增長14.65%,其中第二產業用電量同比增長16.07%。在第二產業中,重工業用電量達19804.98億千瓦時,同比增長17.60%,增幅比2006年又上升了1.98個百分點。其中,鋼鐵冶煉及加工業用電量3644.64億千瓦時,同比增長21.56%,占全社會用電量的11.38%;有色冶煉及加工業用電量2446.66億千瓦時,同比增長33.23%,占全社會用電量的7.64%,而鋁冶煉用電量達1474.13億千瓦時,同比增長36.19%,占全社會用電量的4.60%;在建材行業中,水泥制造用電量達到936.38億千瓦時,同比增長8.75%,占全社會用電量的2.92%[7]。雖然沒有直接的證據證明電力折算標煤系數的改變在一定程度上導致了高耗能行業用電量的大幅度增加,但是,新的能耗統計制度將優質電力資源的消耗計算為同等熱能,這等于為部分重化工業投資和耗電的快速增長提供了便利,而沒有抑制和約束作用。
3.3 新統計制度不利于激勵節能改造和節能技術的推廣應用
統計數據和分析研究表明,鋼鐵、有色及水泥生產等高耗能行業的節能改造將受到新能耗統計制度的影響。因為電力消費折算標煤系數從“等價”改變“當量”后,對高耗能企業的產品綜合能耗的下降有很大影響,而其影響程度卻因企業用電比例不同而不同。企業自己發電份量大的單耗下降的少,用外來電力的單耗下降的多。由于用電工序能耗大幅下降, 工序內無余能利用發電的企業反而比利用余熱發電的企業能耗下降幅度更大[6]。電力折算標煤采用當量系數后,是否進行余熱利用和余熱發電不會給水泥廠等一些企業的能耗下降帶來明顯效果[8],這樣的能耗統計結果將不利于激勵企業進行節能改造和節能新技術的推廣應用。在商業、公共建筑和居民節能方面也存在同樣的情況,若在終端能耗統計時將高品質電力能源當成熱能來消耗,則許多節能產品和技術如熱泵空調、熱泵熱水器、熱電冷三聯供、節能燈及綠色照明等的推廣應用工作將很難展開和推進。
4 結論
綜上所述,新的能耗統計制度采用“電力當量折標煤”系數統計和考核評價電力資源消耗,將電力等同于一般熱能,忽視了能量的品位高低,在理論上與現代節能理論不相符,不利于遏制高耗電行業和行為,不利于鼓勵高耗能企業開展節能減排,不利于節能新技術和新產品的推廣應用,建議進一步完善現行的能耗統計和考核評價制度及相關法律政策,恢復使用電力等價系數計算電力消費,科學指導節能減排。
參考文獻:
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[4] 中華人民共和國國家統計局.中國統計年鑒2007[M].北京:中國統計出版社,2007.
[5] 中國鋼鐵工業協會科技環保部.中國鋼鐵工業能耗現狀與節能前景[J].冶金管理,2004年,第9期,p:15-19.
[6] 中國鋼鐵工業協會.中國鋼鐵工業節能目標及完善能源指標體系的建議[J]. 冶金管理,2007 年第7 期,p:17-23。
[7] 國家電力監管委員會.電力監管年度報告(2007).
[8] 武洪明.水泥單位產品能源消耗電力折算標準煤取值探討.
作者單位:中南大學能源科學與工程學院 湖南節能評價技術研究中心
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