能源统计中不同类型能源核算方法的探讨.docx
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能源统计中不同类型能源核算方法的探讨
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)06-0005-04
Abstract:
CoalequivalentcalculationandcalorificvaluecalculationismainlyusedinresentenergystatisticsinChina.Butthesetwomethodscouldnottellthedifferenceingradeofdifferentenergysource,andhavemuchtroubleinconvertingmethodforhydropowerandnuclearpower,evaluatingenergyconversionsystem.Thisarticlepresentstheelectricityequivalentcalculationcombiningthequantityandqualityofdifferentenergysource,whichcanovercomethetroublementioned.
Keywords:
coalequivalentcalculation;calorificvaluecalculation;energyconversion;energygrad;electricityequivalentcalculation
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。
如果从以上3种方法出发,在评价热电联产系统时很难统一结论。
例如评价图3所示的两个热电比不同的热电联产系统。
从表3可以看出,若按基于电热当量法的按热分摊评价,热电联产系统Ⅱ产电产热效率均要高于系统Ⅰ,系统Ⅱ好;而如果从基于发电煤耗法的好处归热评价,由于产电效率一样,系统Ⅰ的产热效率高,系统Ⅰ好。
再看好处归电法,两个系统效率相同。
同样两个系统比较,采用现有的两种能耗核算方法,结论完全不一样。
因此现有能耗核算方法在评价热电联产系统时,
很容易引起争论并给项目决策者带来困扰。
(3)热泵系统的评价
现有的能源核算方法在评价热泵系统时,同样存在不足,例如评价一个COPH=2.0的热泵系统在冬季运行的节能性,由于直接电热的COPH仅为1,
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