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能源管理相关基础知识 云南省计量测试技术研究院 能源检测技术研究中心 陈丹晖 2009年4月 统计的最基本概念是计数，它有两个基本要素，即对象和 数量。要做好统计工作，必须明确统计对象是什么？为了正确 表示统计对象需要统计什么？采用什么样方法进行统计？也就 是说，首先要根据具体任务确定统计对象的统计体系、统计范 围和表示统计对象基本特征的参量，对各统计项目之间的内在 联系加以必要的说明，提出统计大纲，即通常所说的“统计指 标体系”。其次，要对体系中各项具体指标计算范围、计算方 式、统计数据采集、整理的方法等项均作明确的规定，即明确 说明指标的涵义，这在统计学中称为“指标解释”。“统计指 标体系”和“指标解释”组成了统计文件，它是进行统计工作 的依据，以保证统计工作的准确性、统一性和完备性。 能源统计 节约能源法第二十七条对能源统计工作做了规定。 能源统计，是指运用综合能源系统经济指标体系和特有的 计量形式，采用科学统计分析方法，研究能源的勘探、开发、 生产、加工、转换、输送、流转、使用等各个环节运动过程、 内部规律性和能源系统流程的平衡状况等数量关系的一项专门 统计。 能源统计是国民经济核算的重要组成部分。建立能源统计 制度，完善能源统计指标体系，规范能源统计方法，确保能源 统计数据真实、完整。 1. 能（能量） 能是一个物理概念，根据描述宏观物体基本运动特性的牛 顿力学定义，能为作功的本领。能是物理运动的一种度量，并 且是物质运动状态的单值函数。如机械能、分子内能、电能、 化学能及核能等。 2. 能源 能源是可以从其中得到热、光、动力之类的能量的物质资 源，可以是燃料、自然能或能的载体。能源不是一种单纯的物 理概念。也就是说，必须是技术经济上合理的那些可以得到能 量的资源才能称之为能源。所以，能源的内容随时间在变化。 包括： 天然矿物燃料（煤炭、石油、天然气和铀）；生物质能 （薪柴、秸秆、动物干粪）；天然能（水力、地热、风力、潮 汐能、波浪能等）；以及这些能源的加工转换制品，如焦炭、 各种石油制品、煤气、蒸汽与电力，等等。 能源及其种类 一次能源是从自然界直接取得，并不改变其基本形态的 能源，如煤炭、石油、天然气、水力、核能、太阳能、生物 质能、海洋能、风能、地热能，等等。 二次能源是一次能源经过加工转换成另一种形态的能源 ，主要有电力、焦炭、煤气、蒸汽、热水以及汽油、柴油、 重油等石油制品。在生产过程中排出的余能、余热，如高温 烟气、可燃气、蒸汽、热水、排放的有压流体等也属于二次 能源。一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源，都 称做二次能源 3. 一次能源和二次能源 4. 商品能源与非商品能源 商品能源是指进入市场，在国内或国际市场上正规买卖 的能源，如煤炭、焦炭、石油、电力等。非商品能源是指那 些一般不通过市场交换的能源，如风能、太阳能或柴草、秸 秆等。 5. 常规能源与新能源 当前被广泛利用的一次能源叫常规能源，像煤炭、石油 、天然气、水力和核裂变能等。 目前尚未被大规模利用、正在积极研究、有待推广的一 次能源叫做新能源，如太阳能、生物质能、风能、海洋能、 地热能、核聚变能等。 6. 再生能源与非再生能源 能够循环使用、不断得到补充的一次能源叫再生能源，如 水力、太阳能、生物质能、风能、海洋能、地热能等。 亿万年形成的、短期内无法恢复的一次能源叫做非再生能 源，像煤炭、石油、天然气、核燃料等，它们都是用一点少一 点，总有枯竭之时。 7. 清洁能源与非清洁能源 清洁能源是指开发使用过程中，对环境无污染或污染程度 很小的能源，如太阳能、风能、水能、海洋能等。 7. 非清洁能源是指在开发使用过程中，对环境污染程度较 大的能源，如煤、石油等。 能源系统 生产系统：企业内生产车间 辅助系统：是指企业中直接为主要生产系统提供生产 条件的生产车间，如机修、运输、锅炉房、变配电站 、空压机站、抽水站、仓库等。 附属生产系统：是指企业中不直接参与生产但与主要 生产系统和辅助生产系统有密切联系的部门，生产指 挥系统（如厂部办公室）、厂区内为生产服务的部门 （车间浴室、开水房、保健站等）。 1. 原始单位（实物量单位） 计量各种能源的实物量所用的单位称为“ 原始单位”。 能源统计所用单位 燃料动力形式单位使用国家和地区 固体燃料 液体燃料 吨（t）世界各地 原油吨（t） 桶（bbl） 中国、独联体、东欧各国 西方各国 各种成品油桶（bbl） 升（l) 加仑（gal） 中国、独联体、东欧各国 中国、独联体、东欧各国 西方各国 气体燃料标准立方米（stm3 ） 标准立方英尺（scf ） 中国、独联体等 西方各国 电力千瓦时（kw h）世界各地 这里指的是1000kg。另外英美还使用长吨和短吨， 1978年以前英国用长吨（1 01605kg, 2 240磅）,美国用短吨（9072kg,2000磅）。 桶为容积单位，这里指的是石油桶，约等于159l。 加仑为容积单位，有英国加仑（4546l）和美国加仑（3785 4l）。 能源统计中的原始单位（实物量单位） 原油比重与容积重量换算系数 * 联合国估计值： 世界原油平均按7.3桶折算为一吨，我国近似按7桶折算为一吨。 资料来源： 联合国世界能源供应 国家和地区原油比重（t/m3） 原苏联 0.856* 沙特阿拉伯 0.585 美国 0.848 伊拉克 0.846 伊朗 0.86 科威特 0.862 尼日利亚 0.851 委内瑞拉 0.901 中国 0.86* 利比亚 0.83 世界平均 0.86 品种比重升美国加仑 英国加仑石油桶 汽油0.7413513572978.50 煤油0.8112353262727.77 燃油0.8711493042537.23 渣油0.9510532782326.62 燃油平均0.911099290242691 部分石油制品的比重和重量体积换算(折合每一吨的量) 2. 能量单位 能量的单位有许多种，具有确切定义 的单位主要有3种，并且它们之间可以相互换 算。 焦耳（j） 千瓦小时（kwh） 卡（cal） 能源统计所用单位 3.当量单位 不同能源的实物量是不能直接进行比较的。各种能源都 有一种共同的属性，即含有能量，且在一定条件下都可能转 化为热，为了便于对各种能源进行计算、对比、分析，首先 选定某种统一的标准燃料作为计算依据，然后通过各种能源 实际含热值与标准燃料热值之比，即能源折算系统，计算出 各种能源折算成标准燃料的数量。所选标准燃料的计量单位 即为当量单位。 标准煤 标准油 能源统计所用单位 用于构成十进倍数和分数单位的词头 因数词头名称词头 符号 因数词头名称词头 符号 1018艾可萨(exa)e10-1分(ceci)d 1015拍它(peta)p10-2厘(centi)c 1012太拉 (tera)t10-3毫(milli)m 109吉咖(giga)g10-6微(micro) 106兆(mega)m10-9纳诺(nano)n 103千(kilo)k10-12皮可(pico)p 102百(hecto)h10-15飞母托(femto)f 101十(deca)da10-18阿托(atto)a 常用带词头的能源单位 1969年国际计量委员会建议废除卡热量单位，采用国际单位制 （si）中焦耳作能、功、热的单位，定义为1国际安培电流在1国际欧 姆电阻上1秒钟内消耗的电能。 1984年3月，国务院发布了关于在我国统一实行法定计量单位 的命令，命令指出:能量、功、热的法定计量单位为焦耳。 带词头的 能源单位 能源单位带词头的 能源单位 能源单位 mt百万吨tw10亿千瓦 gt10亿吨kwh千瓦小时 mtce百万吨煤当量 或百万吨标准 煤 mwh gwh 千千瓦小时 百万千瓦小时 mtoe百万吨油当量twh10亿千瓦小时 mw千千瓦mg毫克 gw百万千瓦g微克 能源统计中的各种通用单位 能 源 所 含 热 量 高位热值 低位热值 热量单位 当量单位量 焦耳（j）或其倍数 卡（cal）或其倍数 千瓦小时（kwh）或其倍 数 煤当量吨煤当量(我国称吨标煤) 1tce=29.3mj（7106kcal） 油当量 吨油当量（toe） oecd各国： 1toe=107kcal(ncv) un统计 1toe=1.02107kcal(gcv) 其他，如国际壳牌石油公司： 1toe=1.0837107kcal 桶油当量（boe） 能源统计表中是按各类能源实物量填写的 ，不必全表统一计量单位，一般使用实物量单 位；而在能量平衡表、能源网络图和能流图中 要进行综合平衡，各种能源要按照它们的发热 量折算成当量（热）值，为了计算生产二次能 源及耗能工质所消耗的一次能源量，它们的计 算量单位又常常取等价（热）值。 燃料发热量计算 燃料发热量（燃料热值）：燃料燃烧会释放出一定的热量， 单位质量（固体或液体）或单位何种（气体）的燃料完全燃 烧，燃烧产物冷却到燃烧前的温度（一般为环境温度）时所 释放出来的热量。 高位热值：燃料完全燃烧，且燃烧产物中的水蒸汽全部凝结 成水时的发热量. 低位热值：燃料完全燃烧，燃烧产物中的水蒸汽仍以气态存 在时的所放出的热量，它等于从高位发热量中扣除蒸汽凝结 热后的热量. 国家标准gb2589综合能耗计算通则规定：用能单位实 际消耗的燃料能源应以其低位发热量为计算基础折算为标准 煤量。 1. 燃料发热量 qdwqgwrwh2o qdw,，qgw燃料的低位与高位发热量（kjkg）； r水蒸汽凝结热（kjkg）； wh2o 燃料燃烧产物中的水蒸气含量（kg /kg） 燃料的应用基：指以使用状态的燃料为基准的表示方法。 一般取燃料的应用基低位热值。 低位热值计算 2. 当量热值 当量热值:指某种能源本身所含的热量。当量 热值又称理论热值，是一个不变量。 汽油的当量热值是43054 kj/kg； 电的当量热值即是电的热功当量 3600kj/(kwh) 3. 等价热值 等价热值是指为了得到某一个计量单位的某种二 次能源（如汽油、柴油、煤油、焦炭、煤气、电力、 蒸汽等）或耗能工质（如压缩空气、氧气、水等）所 消耗的，以热值表示的的一次能源量。 耗能工质是指生产过程中所消耗的，不作为原料 使用，也不进入产品，制取时又需要消耗能源的工作 物质。 例1如焦炭的低位发热量为29308kj/kg，炼焦炉效 率为0.85，计算1kg焦炭的等价热值 例2如1kg低压饱和蒸汽所具有的能量为2720kj， 实测锅炉效率为0.72，计算1kg低压饱和蒸汽的等价热 值 等价热值应按实测数据计算，在无实测数据和条件时 ，可取参考数据。 4.标准煤与标准油 标准煤（煤当量）：按照标准煤的热当量值计算各种 能源量时所用的综合换算指标。gb2589规定，应用基 低位发热量等于29307千焦（kj）（7000kcal）的燃料 ，称为1千克标准煤（1kgce)。在统计计算中可采用t （吨）（标准煤）作单位，用符号表示为tce。 标准油（油当量）：按时标准油的热当量值计算各种 能源量时所用的综合换算指标。低位发热量为 41.87mj （10000kcal /kg），常用单位有油当量（ toe)桶油当量（boe)。 4.标准煤的折算方法 能源折算系数能源实际含热值/标准燃料热值 能源标准燃料数量能源实物量能源折算系数 如我国原煤1kg的平均低位发热量为20910kj，则 原煤的折标煤系数20910293070.7143 某企业消耗了10000t原煤，折合为标准煤即为： 100000.71437143（tce) 5.电力的当量值和等价值 电力本身的热值计算的热值称为当量值。 平均低位发热量：3600kj/kwh 电力当量值折标系数：0.1229 kgce/kwh 按发电煤耗计算的热值为等价热值。 发1千瓦时电所消耗的燃料的按热值计算约在 250-400克标准煤之间，则1kwh的电的等价值 就在250-400克标准煤之间，是一个不断变化 的量。目前国家规定等价值折标系数为0.35 kgce/kwh。 6. 折算标准煤系数-1 能源品种平均低位发热量（实测或参用）折标系数 原 煤20908（kj/kg）0.7143（kgce/kg） 洗精煤26344 （kj/kg）0.9000 （kgce/kg） 洗中煤8363 （kj/kg）0.2857 （kgce/kg） 焦 炭28435 （kj/kg）0.9714 （kgce/kg） 原 油41816 （kj/kg）1.4286 （kgce/kg） 汽 油43070 （kj/kg）1.4714 （kgce/kg） 煤 油43070 （kj/kg）1.4714 （kgce/kg） 柴 油42652 （kj/kg）1.4571 （kgce/kg） 重 油41816 （kj/kg）1.4286 （kgce/kg） 液化石油气50179 （kj/m3）1.7143 （kgce/m3） 炼厂干气46055 （kj/m3）1.5714 （kgce/m3） 天然气38931 （kj/m3）1.3300 （kgce/m3） 焦炉煤气17981（kj/m3）0.6143 （kgce/m3） 电 力3600 （kj/kwh）（当量） 11838（kj/kwh）（等价） 0.1229 （kgce/kwh） 0.4040 （kgce/kwh） 热 力按热焓计算0.034（kgce/mj） 煤 泥837412560（kj/kg）0.28570.4286(kgce/kg) 泥 炭628010467 （kj/kg）0.21430.3571(kgce/kg) 煤焦油33453 （kj/kg）1.1429(kgce/kg) 粗 苯41816 （kj/kg）1.4286(kgce/kg) 能源种类平均发热量折标系数 气田气8500（kcal/m3）1.214（kgce/m3） 油田伴生气9300（kcal/m3）1.329 （kgce/m3） 煤矿瓦斯35004000（kcal/m3）0.50.571 （kgce/m3） 焦炉煤气4300（kcal/m3）0.614 （kgce/m3） 焦炭制气3900（kcal/m3）0.557 （kgce/m3） 发生炉煤气1250（kcal/m3）0.179 （kgce/m3） 压力气化煤气3600（kcal/m3）0.514 （kgce/m3） 重油催化裂解气4600（kcal/m3）0.657 （kgce/m3） 重油热裂解煤气8500（kcal/m3）1.214 （kgce/m3） 水煤气2500（kcal/m3）0.357（kgce/m3） 生物质能 人粪4500（kcal/kg）0.643（kgce/kg） 牛粪3300（kcal/kg）0.471 （kgce/kg） 猪粪3000（kcal/kg）0.429 （kgce/kg） 羊、驴、马、骡粪3700（kcal/kg）0.529 （kgce/kg） 鸡粪4500（kcal/kg）0.643 （kgce/kg） 大豆秆、棉花杆3800（kcal/kg）0.543 （kgce/kg） 稻杆3000（kcal/kg）0.429 （kgce/kg） 麦杆3500（kcal/kg）0.500 （kgce/kg） 玉米杆3700（kcal/kg）0.529 （kgce/kg） 杂草3300（kcal/kg）0.471 （kgce/kg） 树叶3500（kcal/kg）0.500 （kgce/kg） 薪柴4000（kcal/kg）0.571 （kgce/kg） 沼气5000（kcal/m3）0.714 （kgcem3） 6. 折算标准煤系数-2 (1) 煤炭类原则上应采用企业实测单位重量的发热值； (2) 各种燃气和生物质能的发热量应采用实测值，再折算成标 准煤当量。 (3) 热力单位采用百万千卡（1gcal=142.9kgce） (4) 某些耗能工质的平均等价值与折算系数见下表。 6. 折算标准煤系数-3 名 称折 标 系 数 新鲜水0.257 kgce/t 循环水0.143 kgce/kg 软水0.486 kgce/kg 压缩空气 0.040 kgce /m3 氧气 0.400 kgce /m3 氮气 0.671 kgce /m3 有实测值的企业按实测值计算折标系数， 没有实测值的企业参考折标系数。 发电和供热企业用的原煤，必须按实际热 值计算折标系数，不能用参考系数。 5. 折算标准煤系数-4 综合能耗 综合能耗定义：是规定的耗能体系在一般时间内实际 消耗的各种能源实物量，按规定的计算方法和单位分 别折算为一次能源后的总和。 对企业，综合能耗是指统计报告期内，主要生产 系统、辅助生产系统和附属生产系统的综合能耗总和 。企业中主要生产系统的能耗量应以实测为准。 综合能耗 能源实物消费量：系指用于生产活动的各种能源。它包括主要 生产系统、辅助生产系统和附属生产系统用能，不包括非生产 用能和批准的基建项目用能。 生活用能是指企业系统内的宿舍、学校、文化娱乐、医疗保健 、商业服务和托儿幼教等方面用能。 计算公式： 企业的燃料实物消耗量=企业购入的燃料实物量 +原库存燃料实物量 外销的燃料实物量 生活用燃料消耗量 期末库存燃料实物量 (1)企业综合能耗 (2)企业单位产值综合能耗 (3)产品单位产量综合能耗 (4)产品单位产量可比综合能耗 综合能耗分类 企业综合能耗：在统计报告期内实际消耗的各种能源 实物量，按规定的计算方法和单位分别折算后的总和 。即企业的主要生产系统、辅助生产系统和附属生产 系统的综合能耗总和。能源及耗能工质在企业内部进 行贮存、转换及分配供应（包括外销）中的损耗，也 应计入企业综合能耗。 各种综合能耗定义 计算公式： e=(eipi) 式中： e - 综合能耗，tce； ei- 生产活动中消耗的第i种能源实物量，实物单位； pi- 第i种能源的等价值； n - 企业消耗的能源种数。 n i=1 企业单位产值综合能耗：是企业在统计报告期内，综 合能耗与期内 企业总产值或工业增加值的比值。 计算公式： 式中：eg单位产值综合能耗，tce e综合能耗，tce g统计期内产出的总产值或增加值，万元。 g e e g = 产品单位产量综合能耗：统计报告期内，企业生产某种产品或 提供某种服务的综合能耗与同期该合格产品产量（工作量、服 务量）的比值。 计算公式： ej=ej/pj 式中：ej第j种产品单位产量综合能耗 ej 第j种产品的综合能耗 pj 第j种产品合格产品的产量 注：产品是指合格的最终产品和中间产品；对某些以工作量或 原材料加工量为考核能耗对象的企业，其单位工作量、单位原 材料加工量的综合能耗电量的概念也包括在本定义内。 产品单位产量可比综合能耗：为在同行业中实现相同 最终产品能耗可比，对影响产品能耗的各种因素加以 修正所计算出来的产品单位产量综合能耗。 产品单位产量可比综合能耗只适用于同行业内部对产 品能耗的相互比较之用，计算方法应在专业中和相关 的能耗计算办法中，由各专业主管部门予以具体规定 。 计量对象：一次能源、二次能源和载能工质，包括指煤炭、原 油、天 然气、焦炭、煤气、热力、成品油、液化石油气、生物质能、水、压缩空气 （工厂风和仪表风）、氮气和其他直接或者通过加工、转换而取得有用能的 各种资源等。 能源计量范围： （1）输入用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质； （2）输出用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质； （3）用能单位、次级用能单位和用能设备使用（消耗）的能源及载 能工质； （4）用能单位、次级用能单位和用能设备自产的能源及载能工质； （5）用能单位、次级用能单位和用能设备可回收利用的余能资源。 能源计量 一级计量：企业与外部之间的能源进出计量 二级计量：企业内部各主要二级单位能源进出 三级计量：主要耗能设备能源消费与产出计量 能源计量种类： （1）应满足能源分类计量的要求； （2）应满足用能单位实现能源分级分项考核的要求； （3）重点用能单位应配备必要的便携式能源检测仪表， 以满足自检自查的要求。 能源计量器具配备原则 能源计量器具配备要求 （1）用能单位用能量（产能量或输运能量）限定 用能单位（包括主要二级单位）应按下表要求加装能源计量器具。 （2）单台用能设备耗能量限定 单台用能设备应按下表要求加装能源计量器具。 能源计量器具配备率 完好率 计量率及要求 能源计量器具配备率计算 rp=np/nt （%） rp 能源计量器具配备率 ns 能源计量器具实际安装配备量 nt 能源计量器具理论需要安装量 能源计量器具完好率计算 rw=nw/ns （%） rw 能源计量器具完好率 nw 达到准确度要求的计量器具安装配备量 ns 能源计量器具实际安装配备量 能源计量率计算 rj=np*nw （%） rj 能源计量率 （1）配备率 完好率 计量率计算方法 （2）能源计量器具配备率要求 能源种类 一级 计量 （进出用能单位） 二级计量 （ 进出主要次级用能单位） 三级计量 （主要用能设备） 电力 100 100 95 煤炭 100 100 90 固态 能源 煤炭 100 100 90 原油 100 100 90 成品油 100 100 95 重油 100 100 90 液 态 能 源 渣油 100 100 90 天然气 100 100 90 液化气 100 100 90 气态 能源 煤气 100 90 80 蒸汽 100 80 70 载能 工质 水 100 95 80 可回收利用的余能 90 80 注1 ：进出用能单位的季节性供暖用蒸汽（热气）可采用非直接计量载能工质流量的其他计量结 算方式。 注2 ：进出主要次级用能单位的季节性供暖用蒸汽（热水） 可以不配备能源计量器具。 （3）特殊行业能源计量器具配备要求 对从事能源加工、转换、输运性质的用能单位（如 火电厂、输变电企业等），其所配备的能源计量器 具应满足评价其能源加工、转换、输运效率的要求。 对从事能源生产的用能单位（如采煤、采油企业 等），其所配备的能源计量器具应满足评价其单位 产品能源自耗率的要求。 （4）能源计量器具准确度等级要求 固态能源计量器具 原煤、焦炭等固态能源计量一般采用衡器和皮带秤。 1、地上衡和地中衡类：用于车辆装载的固体燃料质量的计量。 2、轨道衡类：安装在铁路专用线上，用于铁路货车装载的固体燃料 质量的计量。 3、吊秤类：安装在各种吊装机械上。 4、皮带秤类：安装在皮带输送机上，对连续输送的固体燃料进行连 续测量。 5、电子煤量计：根据体积法和转速原理设计，用于工业锅炉前端送 煤处的计量。 各种衡器的准确度等级一般应选级。进出用能单位的静态计量准确 度为0.1级的要求，进出用能单位的动态计量准确度为0.5级的要求， 电能计量器具 电能表的准确度等级主要参照电力部门现有的装表要求 。 运行中电能计量装置按其计量电能多少和计量对象的重 要程度分五类： 类电能计量装置 类电能计量装置 类电能计量装置 类电能计量装置 类电能计量装置 液态能源计量器具 原油、重油、渣油等由于其粘性较大，一般采用容积式 流量计计量