能源利用效率

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能源利用效率(efficiency of energy utilization)

目錄

什麼是能源利用效率[1]

  能源利用效率是指一個體系(國家、地區、企業或單項耗能設備等)有效利用的能量與實際消耗能量的比率。它是反映能源消耗水平和利用效果,即能源有效利用程度的綜合指標

能源利用效率的計算[2]

  能源利用效率是衡量能量利用技術水平和經濟性的一項綜合性指標。通過對能源利用效率的分析,可以有助於改進企業的工藝和設備,挖掘節能的潛力,提高能量利用的經濟效果

  能源利用效率是指能源中具有的能量被有效利用的程度。通常以η表示,其計算公式如下:

η=

有效利用能量

X 100%

供給能量
=(1-
損失能量
供給能量
)X 100%

  對不同的對象,計算能源利用效率的方法也不盡相同。通常有以下幾種計算方法。

  1.按產品能耗計演算法

  對一個國家或一個地區可能生產多種產品,對主要的耗能產品,如電力、化肥、水泥鋼鐵煉油、制鹼等,按單位產品的有效利用能量和綜合供給能量加權平均,即可求得總的能源利用效率ηt,即
\eta_t=\frac{\sum G_iE_{0i}}{\sum G_iE_i}\times 100%

  式中  Gi——某項產品的產量;

      E0i——該項產品的有效利用能量;

      Ei——該項產品的綜合供給能量(綜合能耗量)。

  上述綜合能耗量包括兩部分:一部分為直接能耗,即生產該種產品所直接消耗的能量;另一部分是間接能耗,它是指生產該種產品所需的原料、材料及耗用的水、壓縮空氣、氧等及設備投資所折算的能耗

  2.按部門能耗計演算法

  將國家或地區所消耗的一次能源,按發電、工業運輸商業和民用四大部門,分別按技術資料及統計資料,計算各部門的有效利用能量和損失能量,求得部門的能量利用效率ηt,然後再求得全國或地區的總的能源利用效率ηd,即

ηt

部門有效利用能量

X 100%

部門有效利用能量+部門損失能量

ηt

∑部門有效利用能量

X 100%

∑部門有效利用能量+∑部門損失能量

  3.按能量使用的用途計演算法

  一次能源在國民經濟各部門使用,除了少數作為原料外,絕大部分是作為燃料使用。其中一類是直接燃燒,如各種爐窯、內燃機、炊事和採暖等;另一類轉換為二次能源後再使用,如電、蒸汽、煤氣等。因此按用途計算時可分為:發電、鍋爐、爐窯、蒸汽動力、內燃動力、炊事、採暖等。先求得某項用途的ηp,然後再將各種用途的ηp相加平均,即可求得總的能量利用效率,即:

ηp

某種用途的有效利用能量

X 100%

某種用途的有效利用能量+某種用途的損失能量

ηt

∑各種用途的有效利用能量

X 100%

∑各種用途的有效利用能量+∑各種用途的損失能量

  4.按能量開發到利用的計演算法

  把能源從開采、加工、轉換、運輸、貯存到最終使用,分為四個過程,分別計算出各個過程的效率,然後相乘求得總的能源利用率,即
\eta_t=\eta_{exp}\times \eta_{pro}\times \eta_{tra}\times \eta_{use}

  我國能源利用效率低,節能潛力巨大。我國能源利用效率,包括加工、運輸和使用,只有32%左右,比先進國家低10多個百分點,如果再乘上32.1%的能源開采效率,總的能源利用效率只有10.3%,不到先進國家的1/2。我國主要用能產品的單位產品能耗比先進國家高25%-90%,加權平均高40%。根據“九·五”節能規劃,我國近期節能潛力有4億t標準煤

  假定經濟結構生產佈局資源等因素均不變,僅依靠改進技術裝備和提高技術管理水平,其節能潛力也可用下述方法估箅。

  設E0E1分別為基準年和對比年的能源消耗量,η0η1分別為基準年和對比年的能源有效利用率,△E為節能量,△E'為能源消費的增量。估算時應考慮能源消費量和所需要的有效能量隨經濟發展而增長,這時節能量△E應定義為:對比年的有效能量η1E1按基準年效率折算後的能源量η1E1 / η0與對比年的實際能源投入量E1之差,即
\triangle E=\frac{\eta_1 E_1}{\eta_0}-E_1=E_1(\frac{\eta_1}{\eta_0}-1)
因為E_1=E_0+\triangle E',所以上式又可寫為
\triangle E=(E_0+\triangle E')(\frac{\eta_1}{\eta_0}-1)
若基準年到對比年的計算期為n年,每一年的節能量為\triangle E_i,則n年節約的總節能量為
\triangle E_t=\sum_{i=0}^N \triangle E_i

  除了用上述能源利用效率來衡量能量利用的技術水平和經濟性外,通常還用所謂“能源消費繫數”來評價能源利用的優劣。能源消費繫數是指某一年或某一個時期,為實現國民經濟產值,平均消耗的能源量,其表達式為

能源消費繫數=\frac{E}{M}

式中  E——能源消費量,kg標準煤;

    M——同期國民生產總值,元或美元(與國外比較)。

  由此可見能源消費繫數是一個從整個社會經濟效益去考察能源有效利用的指標

能源利用效率的衡量[3]

  能源利用效率也稱能源效率,簡單地說就是每生產一個單位的GDP(或產品)所消耗的能源。所以,能耗越高效率越低,反之效率越高。衡量能源利用效率經常用以下幾種方式:

  (1)單位產值能耗,

  (2)單位產品能耗,

  (3)主要耗能設備能源效率,

  (4)單位建築面積能耗。

參考文獻

  1. 日常節能手冊.中國環境科學出版社,2007.6.
  2. 黃素逸.能源科學導論.中國電力出版社,1999年09月第1版.
  3. 張曉紅著.次貸危機與中國能源.知識產權出版社,2010.06.
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