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采取综合比较分析,科学合理选择使用电能

作者:jnscsh   时间:2021-06-27 20:07:50   浏览次数:

工作思路和投资决策。

为此,该文在阐述说明电力折标的两种系数的基础上,比较分析电能与其它常用外购能源在品质、热值、价格等方面的差异,切实探讨科学合理选择使用电能或其它能源的思路和方法。

1 电力折算标煤的两种系数

由于各种能源原始计量单位不同,发热值也有差异,因此,在能源统计和审计等过程中,各种能源必须换算成某一种标准燃料,以便纵向和横向比较或对能源利用状况及节能效果进行分析与评估。折算标准燃料系数是指某种能源的实际热值与标准燃料热值之比。国际上通常采用的标准燃料有:油当量、电当量、热功当量(焦耳)和煤当量。根据我国能源结构以煤为主的特点,我国采用煤当量,即在能源统计中将各种一、二次能源消耗换算成标准煤量进行统计计算。能源的热值有当量热值和等价热值之分,能源的当量热值是指一、二次能源或载(耗)能工质所包含的热能值;能源的等价热值是对二次能源或载(耗)能工质而言,其消耗的各种能源折算成一次能源的能量(其中包含了转工转换的损失)。能源折算系数也有当量系数和等价系数之分,当量系数是按照燃料的当量热值(理论发热量)与标准煤发热量之比;等价系数则是二次能源的等价热值与标准煤热值之比。我国现有的能耗统计标准只对电力的当量热值和等价热值及其对应的折标系数作了规定,并规定了电力折算标煤系数的大小。

1.1 电力折算标煤当量系数

国际上(国家)规定标准煤的热值(低位发热量)为29307 kJ/kg,用29307 KJ除各种能源的单位热值就获得其折算标煤当量系数。由于1kwh=3600 kJ,3600/29307=0.1229,即得电力当量系数为0.1229 kgce/kWh,这是一个固定的系数。

1.2 电力折算标煤等价系数

电力等价热值是火电厂供出1 kWh电量所消耗的热量,故电力折算标煤等价系数就是供电标准煤耗。因为供电煤耗随着发电机组效率的提高而逐年下降,所以,能耗换算标准规定电力等价热值和折算系数以当年火力发电平均供电标准煤耗计算。由于等价系数是变化的,为便于对比,2013年全国供电煤耗平均为0.3145 kgce/kWh。由此可见,原来采用的电力等价系数是目前采用当量系数的2.56倍。因此,电力折算标煤系数调整给能源的统计和分析带来了一定的影响,但这主要是初次改变之差的影响,随着折算系数的统一和沿用,这种影响也随之消失。但对能源的选择使用和节能投资而言,是否产生影响甚至发生误导呢?这就需要进行比较分析和探讨。

2 电能与其它常用能源的比较和合理选用

电力属于高品位能,在能量利用过程中要尽量节约高品质的电能,减少高品质能的损失,做到按质用能,实现能量梯级利用。

日常生活中人们往往缺乏对电能品质、热值和价格等方面的全面认识,只是片面从方便、清洁和“单价低”考虑而被滥用。为此,有必要将电能与其它常用能源进行比较分析,以便客观科学的认识,从而正确选择电能或其它能源的使用。

从笔者所在地区和单位目前情况而言,现将电力及其它常用能源相关指标列表比较如表1。

说明:表中天然气价格为输气部门直供工业气价,直供民用气价为:1.50元/m3,而地方天然气公司工业气价为:2.87元/m3,民用气价为1.99元/m3。

从表1可以看出:电力和柴油的单价热值差不多,均为最低,天然气的单价热值较高,为电力和柴油的2.8倍;煤炭的单价热值最高,为电力和柴油的8倍。

煤炭是一次能源,其单价热值最高,加之品质较低,特别适合作为热能使用。在没有污染限制的偏僻地方,如:来源方便,在考虑投资较大、检修费用较高、辅助设备能耗较大、转换效率较低、人工费、排污费、煤炭及灰渣运输费、场地占用费等综合因素后,如有较好的经济性,可首选煤炭作为热能转换使用;如无特殊工艺要求(接触产品或加热介质时煤炭本身或其燃烧产物会对其产生污染或带进杂质而影响产品质量除外),也可首选煤炭作为直接加热使用。即使有污染限制,考虑除尘、脱硫等投资的增加,运行成本和检修费用的增长,以及尾渣处理和人工费用,在达到环保要求的情况下,如有较好的经济性,也可以选择煤炭作为热能转换使用;如无特殊工艺要求(同上),还可以选择煤炭作为直接加热使用。另一方面,在考虑上述相关因素,达到环保要求的情况下,如:经济性明显,民用和餐饮等也可以选择使用煤炭。

天然气是一次能源,是品质较高的清洁能源,且单价热值较高,加之转换效率较高,也适合作为热能使用。如来源方便,考虑管道敷设投资和检修费用等综合因素,一般情况下其经济性较好,是作为热能转换使用的主要选择;在无特殊工艺要求(同上)的情况下,也是作为直接加热使用的主要选择。特别是对环保要求较高的地方,考虑使用煤炭转换设备、辅助设施及尾部除尘、脱硫投资大,运行费用高,辅助设备能耗大,检修费用高,以及人工费、排污费、煤炭及灰渣运输费、场地占用费等综合因素,在目前煤炭价格放开而天然气价格有所限制的情况下,往往使用天然气比使用煤炭更为经济。另一方面,由于天然气清洁干净,使用方便快捷,火力比电能大,且单价热值远比电能高,可谓质优价廉,特别适合环保卫生要求较高的医院、学校、宾馆等场所;另外餐饮和民用等均可选择使用天然气。

柴油是一次能源,虽然品质较高,转换效率较高,但单价热值最低,并有一定的污染,且运输、储存不便,一般情况下只适合车辆和发电机使用,也可用于引燃困难的锅炉或窑炉点火之用。另一方面,一般不适合民用。

电力是二次能源,品质最高,转换效率最高,清洁无污染,使用方便,但单价热值最低。因此,从按质用能或能量梯级利用角度出发,并考虑其经济效果,一般情况下最高品质的电能不应作为低级的热能使用,除非特殊工艺加热只有电能不影响其产品质量除外。当然,电力是传动机械(电机系统)、电解设备等常规情况下不可代替的动力;也是生产现场或办公场所照明和空调、电脑等电器设备通常情况下的用能必需;在其它能源不便使用又无天然气或来源不便(距离远、投资大、管道敷设困难等)的情况下,也可以安装电热水器作为热能用于职工洗浴,但应尽量采用热泵式电热水器来提高电能转换热能的利用率和经济性。另一方面,电力通常也是医院、学校、宾馆、家庭等照明和空调、电脑等电器设备的用能必需;在环保卫生要求较高,且无天然气或来源不便(同上)的情况下,医院、学校、宾馆等场所可采用电热锅炉;在满足环保卫生条件下,尽量采用其他来源方便且经济性好的能源作为炊事或洗浴之用,不应采用电炊具或电热水器而使品质最高的电能作为低级的热能来贬质使用,并且,由于其单价热值最低,一般电能直接作为热能使用经济性也最差。

电能的贬质滥用是由于认识片面和偏差造成的,这种现象过去就一直存在,与能耗统计改用当量折标无关。前面已经谈到,电能的单价热值最低,只有天然气的1/2.8和煤炭的1/8,而其热能转换效率略高于天然气,虽大大高于煤炭,但在一定的百分数内,与单价热值悬殊的倍数关系相比,经济性相差很大,而能耗的降低只在有限的百分数之内。作为以经济效益提升为主要目的的生产经营单位,理所当然在满足环保要求的前提下,考虑投资费用、运行费用(包括转换效率和辅助能耗)、检修费用、人工费用、排污费用、煤炭和灰渣运输费、场地占用费等综合因素,然后选择使用经济性好的能源,一般情况下煤炭或天然气还是有明显的经济性,除非用能设备本身只能采用电能作为动力以及生产工艺特殊要求或环境卫生要求极高而只有电能才能满足之外。

综上所述,该文重点比较分析了电能和其它常用能源的相关指标,提出了科学合理选择使用电能或其它能源的思路和方法。在实际应用中,用能单位应根据本地区的能源价格和实际热值,并综合考虑能源来源、环保要求、投资费用、运行费用(包括转换效率和辅助能耗)、检修费用、人工费用、排污费用、煤炭和灰渣运输费、场地占用费等相关因素,科学合理选择使用电能或其它能源,做到技术可行、经济合理、环境和社会可以承受。

参考文献

[1]朱成章,徐任武需求侧管理[M].北京:中国电力出版社,1999.

[2]谭亲跃,王少荣,程时杰,等.电力需求侧管理(PDSM)综述[J].,2005(17):79-84.

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