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能源统计中不同类型能源核算方法的探讨

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各类能源折算标准煤的参考系数能源名称平均低位发热量折标准煤系数原煤20934 千焦/公斤0.7143 公斤标煤/公斤洗精煤26377 千焦/公斤0.9000 公斤标煤/公斤其他洗煤8374 千焦/公斤0.2850 公斤标煤/公斤焦炭28470 千焦/公斤0.9714 公斤标煤/公斤原油41868 千焦/公斤1.4286 公斤标煤/公斤燃料油41868 千焦/公斤1.4286 公斤标煤/公斤汽油43124 千焦/公斤1.4714 公斤标煤/公斤煤油43124 千焦/公斤1.4714 公斤标煤/公斤柴油42705 千焦/公斤1.4571 公斤标煤/公斤液化石油气47472 千焦/公斤1.7143 公斤标煤/公斤炼厂干气46055 千焦/ 公斤1.5714 公斤标煤/公斤天然气35588 千焦/立方米12.143 吨/万立方米焦炉煤气16746 千焦/立方米5.714 吨/万立方米其他煤气3.5701 吨/万立方米热力0.03412 吨/百万千焦电力3.27 吨/万千瓦时1、热力其计算方法是根据锅炉出口蒸汽和热水的温度压力在焓熵图(表)内查得每千克的热焓减去给水(或回水)热焓,乘上锅炉实际产出的蒸汽或热水数量(流量表读出)计算。

如果有些企业没有配齐蒸汽或热水的流量表,如没有焓熵图(表),则可参下列方法估算:(1)报告期内锅炉的给水量减排污等损失量,作为蒸汽或热水的产量。

(2)热水在闭路循环供应的情况下,每千克热焓按 20 千卡计算,如在开路供应时,则每千克热焓按 70 千卡计算(均系考虑出口温度 90℃,回水温度 20℃)。

(3)饱和蒸汽,压力 1-2.5 千克/平方厘米,温度 127℃以上的热焓按 620 千卡,压力3-7千克/平方厘米,温度 135℃-165℃的热焓按 630 千卡。

压力 8 千克/平方厘米,温度 170℃以上每千克蒸汽按 640 千卡计算。

(4)过热蒸汽,压力 150 千克/平方厘米,每千克热焓: 200℃以下按 650 千卡计算,220℃-260℃按 680 千卡计算,280℃-320℃按 700 千卡,350℃-500℃按 700 千卡计算。

按4.1868焦耳折算成焦耳。

2.热力单位“千卡”与标准煤“吨”的折算能源折算系数中“蒸汽”和“热水”的计算单位为“千卡”,但“基本情况表”中(能源消耗量中)“蒸汽”计算单位为“蒸吨”,在其它能源消耗量(折标煤)其中的“热水”计算单位为“吨”,因此需要进一步折算,才能适合“基本情况表”的填报要求,按国家标准每吨 7000 千卡折 1 千克标准煤计算:3.电力的热值一般有两种计算方法:一种是按理论热值计算,另一种是按火力发电煤耗计算。

每种方法各有各的用途。

理论热值是按每度电本身的热功当量 860 大卡即0.1229千克标准煤计算的。

按火力发电煤耗计算,每年各不相同,为便于对比,以国家统计局每万度电折 0.404 千克标准煤,作为今后电力折算标准煤系数。

能源统计中不同类型能源核算方法的探讨江亿,刘兰斌,杨秀(清华大学建筑技术科学系,北京 100084)摘要:基于目前我国在能耗统计中广泛采用的发热煤耗计算法和电热当量计算法不能反映不同能源品位的差异,而且在水电、核电的折算、能源转换系统的评价等方面存在诸多矛盾,本文提出将能源的“质”“量”结合一起考虑的等效电的统计方法,不仅将解决现有统计方法的诸多矛盾,而且在能耗统计方面更加科学合理。

关键词:发电煤耗;电热当量;能源转换;能源品位;等效电中图分类号: TK01 文献标识码:A 文章编号:1003-2355(2006)06-0005-04Abstract: Coal equivalent calculation and calorific value calculation is mainly used in resent energy statistics in China. But these two methods could not tell the difference in grade of different energy source, and have much trouble in converting method for hydropower and nuclear power, evaluating energy conversion system. This article presents the electricity equivalent calculation combining the quantity and quality of different energy source, which can overcome the trouble mentioned. Key words: coal equivalent calculation; calorific value calculation; energy conversion; energy grad; electricity equivalent calculation收稿日期:2006-05-22 作者简介:江亿,男,中国工程院院士,清华大学教授。

1 引言科学合理的能耗统计方法对于能源政策制定、项目的决策等非常重要,随着西气东输、三峡水利枢纽等大型工程的实施及投入使用,我国以煤炭为主的单一能源结构体系逐渐多元化发展,水电、核电、天然气等高品位的商品能源占商品能源的比重越来越大,我国传统的以标准煤为计量对象的能源消耗统计方法提供的数据是否科学合理,是否还适应现实的需要值得商榷;另一方面,终端能源种类,满足这些需求的能源转换系统也越来越多,尤其在暖通空调领域,水泵冷机的用电,空调的用冷、采暖的用热等高低品位的能源消耗都存在。

科学地实现各种类型能源间的核算,对于正确地评价和比较各种用能方式,从而促进和推动真正节能的方式,就显得尤为重要。

而现有的能耗统计方法能否合理评价这些系统在能耗之间的差异,转换方式的优劣中,不十分清晰。

为此,本文将就能耗统计方法的问题进行探讨。

2 我国能耗统计中的核算方法及存在的问题 2.1 我国能耗统计中的核算方法目前我国能源消耗统计方法主要依据燃料的平均低位发热量进行简单折算。

对水电、核电的折算又可分为发电煤耗计算法和电热当量计算法两种,区别在于对水电、核电的核算方法:发电煤耗计算法将水电、核电按当年平均火力发电煤耗换算成标准煤;而电热当量计算法中水电、核电仅按电的热功当量换算成标准煤,2003 年部分能源折算系数见表 1。

2.2 目前能耗核算方法存在的问题不同能源有品位高低之分,电是最高品位能源,其次是天然气、煤等。

以上无论是发电煤耗计算法还是电热当量计算法,除电的转换外,其他能源都只是简单的从“量”上考虑,将各种不同能源按低品位的热折算成标煤,忽略了能源之间“质”的差别,因此在计算能源消耗、评价能源转换系统必然存在不足。

2.2.1 掩盖了天然气等高品位能源的做功能力从核算结果上看,1MJ 发热量的天然气和 1MJ 发热量的原煤折成标煤在数量上没有区别,但二者的潜在做功能力显然不同,在现有的技术条件下, 1MJ 的天然气采用燃气蒸汽联合循环可以发 0.55MJ 的电,而 1MJ 的原煤则只能发 0.34MJ 的电,二者转换为高品位的电的能力(或者说做功能力)相差很大。

因此,目前的核算结果掩盖了高品位能源的做功能力,贬低了其实质价值。

这就容易造成只要消耗的一次能源热值一样,是什么能源没有区别的错觉,导致在能源利用时,经常出现“高级能干低级活”的不合理方式。

2.2.2 电的能耗折算存在逻辑矛盾先看发电煤耗计算法,将水电、核电对照火电,统一按当年平均火力发电煤耗折算成标准煤,以 2003 年为例,考虑平均发电效率 34%,则 1kWh 电按 0.3619kgce 折算,这种虚拟增值的方法是建立在多生产 1kWh 的水电(核电)可以少生产 1kWh 的火电的逻辑基础之上。

但如果设想少生产 1kWh 的火电,可以减少0.3619kgce 的消耗,直接燃烧可以供出 10.588MJ 的热量,而 1kWh 的水电(核电)全部转化为热也仅3.6MJ,显然水电(核电)直接比照火电转换,在逻辑上也存在不合理之处。

再看电热当量计算法,与发电煤耗计算法的差别在于,将水电、核电直接按自身的热功当量换算成标准煤,即 1kWh 的电折合标煤 0.1229kgce,这种方法虽然避免了发电煤耗计算法的逻辑矛盾,但我们在实际的终端能源统计中很难直接获得水电、核电和火电分别的消耗数据,因此在其分别按不同系数转换为标准煤时存在困难。

另外,这种方法在统计电的输配损失时也无法分清火电、水电、核电,统一按发电煤耗计算法 0.3619kgce/kWh 对待,这种初端电热当量计算法计算,中间损失按发电煤耗计算法不可避免的会出现初端统计和终端统计无法平衡的矛盾。

我国水电、核电增长迅速,由 1980 年的 582.1 亿 kWh,增长到 2003 年的 3270.2 亿 kWh,随着三峡电站的投入实施,以及大批核电站的论证立项,水电核电将进一步增加,采用目前的能耗核算方法的矛盾将逐渐突出。

2.2.3 能源转换系统的评价出现争议由于在以上两种能耗核算方法中,不同的能源,只是简单按其发热值折算成标煤的,这就在评价能源转换系统存在诸多争议,分别以建筑热电冷联供(BCHP)、热电联产系统和热泵系统的评价为例。

(1)热电冷联供(BCHP)系统评价若 BCHP 的发电效率 25%,产热 50%,由图 1 所示能源转换方式, 1MJ 的天然气与 0.4MJ 的电相当。

按照热量法计算,取平均发电效率为 34%,即 1MJ 的天然气只能发出 0.34MJ 的电,如图 2 所示,因此采用 BCHP 不仅可以减轻电网峰值,而且能源利用率从 34%提高到 40%,节约了能源。

但另有观点认为天然气在纯发电时不是和燃煤发电厂一样的低效,而多是采用燃气蒸汽联合循环系统,发电效率可达 55%,即 1MJ 的天然气相当于 0.55MJ 的电,这样 BCHP 系统的能源利用率仅为 40%,低于大型燃气蒸汽联合循环发电厂的 55%,因此在能源利用率上是不合适的。

同样的一个系统得出两个截然不同的结论。

而不管是发热煤耗法还是电热当量法,具有1MJ 热值的天然气都只是折算成 0.03412kgce。

(2)热电联产系统评价目前评价热电联产系统时,常用的评价方法有基于电热当量法的按热量分摊、基于发电煤耗法的好处归热以及好处归电法 3 种,具体如表 2 所示。

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