能源统计中不同类型能源核算方法的探讨

《能源统计中不同类型能源核算方法的探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《能源统计中不同类型能源核算方法的探讨（5页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、本文由 qazwsxedcr007 贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 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07143 公斤标煤公斤洗精煤26377 千焦公斤09000 公斤标煤公斤其他洗煤8374 千焦公斤02850 公斤标煤公斤焦炭28470 千焦公斤09714 公斤标煤公斤原油41868 千焦公斤14286 公斤标煤公斤燃料油41868 千焦公斤14286 公斤标煤公斤汽油43124 千焦公斤14714 公斤标煤公斤煤油43124 千焦公斤14714 公斤标煤公斤柴油42705 千焦公

2、斤14571 公斤标煤公斤液化石油气47472 千焦公斤17143 公斤标煤公斤炼厂干气46055 千焦/ 公斤15714 公斤标煤公斤天然气35588 千焦/立方米12143 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

3、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90C，回水温度20C）。（3）饱和蒸汽，压力1-2.5千克/平方厘米，温度127C以上的热焓按620千卡，压力3-7千克/平方厘米，温度135C-165C的热焓按630千卡。压力8千克/平方厘米，温 度 170C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：200C以下按650千卡计算， 220C-260C按680千卡计算，280C-320C按700千卡，350C-500

4、C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

5、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

6、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 hydropowe

7、r 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

8、 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

9、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

10、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， 1 MJ 发热量的

11、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

12、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lkWh的电折合标煤0.1229kgce,

13、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

14、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

15、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

16、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

17、在冬季运行的节能 性，由于直接电热的 COPH 仅为 1，这样看热泵是节能的；但是如果依据发电煤耗核算方法，1MJ电折算2.95MJ的标煤，如果将这样大热量的能源直接燃烧（效率按75%）, 可以产出2.2MJ的热，大于热泵的2MJ，热泵不节能。两种核算方法，结论完全相反。2.2.4 新型能源折算困扰 随着太阳能、风能等新型能源的广泛利用，对于它们所产生的电能， 在 能耗核算时，如果还按热值进行折算，就会低估了这些可再生能源 的作用，因此也需要找到 一个合适的方法。 3 新的不同类型能源间的换算方法：等效电法 3.1 换算方法 因为所有一 次能源（煤、天然气、油、水力、核、太阳能、风能等）都可以

18、用来发电，如果以高品位的 电作为标准，将其他终端能源按照 一定的折算系数转化为电， 就不仅考虑了不同能源之间 “量” 的差异， 还体现出“质”的不同。 等效电的折算标准：式中：Wee-某形式能源折合的等效电数值（kWh）； Q-该种形式能源的总能量（kWh）;n -该类型能源转换电的最大效率，其值直接反映出各种不同能源的品位，可以由热力 学第二定律推出。（1）天然气、油品、煤炭及其制品的等效电转换效率计算公式：式中：T0-参考温度（K）； T-天然气（油、煤）的完全燃烧温度（K）。（2）热水和蒸汽的等效电转换效率计算公式其中:TO为能源使用地点的参考温度，暖通空调领域夏季可以选取当地的夏季空调

19、室外 日平均温度，冬季选取当地的采暖室外日平均温 度。 对于其他领域可以分春夏秋冬四季选 取当地室外日平均温度作为计算依据。Tg、Th分别为市政热水的供回水温度,Tsteam是蒸 汽压力所对应的饱和温度(单位均为K)。以北京冬季为例，95C/70C的市政热水转换效 率 23.6%， O.4MPa 的蒸汽转换效率 34.8%。当能耗核算方法改为等效电法后，以上的诸多问题迎刃而解。由于不 同能源在折算成等 效电时考虑了转换成电的最大能力， “质”量”这种“ 一体的核算方法真实反映出了能 源的品位高低。而且，由于此方法对 电不作转换，因此水电核电的折算不存在任何问题。 表 4 是依上述方法计算的各种

20、能源的等效电折算系数。3.2 应用实例 再看等效电法评价上述三个能源转换系统的结果： 建筑热电冷联供(BCHP)系统由于1MJ热值的天然气等效电为0.661MJ, 1MJ热值的天然气通过图1所 示 BCHP 系统转换后仅等 而 效 O.4MJ 的电， 如果不考虑 BCHP 系统的电力调峰作用， 仅 从节能角 度看，该工况的 BCHP 系统是不节能的。 热电联产系统 如图 3 所示， 1MJ 热值 的煤通过热电联产系统I,可 产出0.25MJ的电和0.5MJ的热，折算成等效电0.368MJ (100%X 0.25MJ (电)+23.6%X0.5MJ (热)，而1MJ热值的煤通过热电 联产系统II

21、,可 产出 O.2MJ 的电和 O.6MJ 的热， 折换成等效电 O.342MJ(100%X0.2MJ 电)(+23.6%X0.6MJ 热)，()小于系统 I 的 0.368MJ,显然 系统I要优于系统II。热泵评价若冬季热泵的供回水温度60C/55C,取北京的冬季室外温度-1.6C为参考 温度，计算出热水的等效电转换效率为 17.9%。当热 泵 COPH=2 时，消耗 1MJ 的电可产出 2.0MJ的热，但这2.0MJ的热 折合成等效电只有0.358MJ，远小于投入的1MJ,因此在北 京冬季用 COPH=2 的热泵产热是不节能的。从另一个角度我们也可以看到由于热水的品位较 低, 因此等效电的

22、数 值很小,如果采用锅炉燃烧直接供热,即使燃烧效率较高也是不合适的。 比如, 假设燃煤锅炉效率达到 1OO%, 1MJ 的热 (95C/7OC/-1.6C) 也只折 成等效电0.236MJ，显然直接燃煤供热是让“高级能”干“低级活”，能源利用不合理。这 样的能耗核算方法就可根据用能的品位 需求来选择采用合适的能源转换方式，改变传统“只 要能源转换效率 高就是好系统”的看法，有利于对新型的能源转换系统合理评价，从 而避 免盲目推广。 对于水电、核电，由于都是电,就不必再作区别。而当终端需要热时, 就可以 区别用燃料产热、用电直接产热、用热泵产热以及热电联产产 热各自区别。 对于新型能源 的能耗核算只要按照上述方法， 很容易得到其等效电核 算系数。因此采用等效电的能耗核 算方式更适合现实的需要，在能耗 核算方面更加科学合理。 4 结论 (1)目前的能耗核算 方法简单地将不同能源按低品位的热折算成标 煤，不能反映能源之间品位的差异，掩盖了高 品位能源的做功能力， 因而在水电、 核电的折算、 能源转换系统的评价等方面存在诸多矛 盾。 (2)以高品位的电作为标准的等效电法从“质”和“量”上科学地反映不同能源消耗 之间的差异， 有效解决目前能耗核算方法中存在的 诸多问题，在能耗核算方面更加科学合 理。 (3)建议现在开始试行用“等效电”方式核算能源生产、输送和消 耗。