能源统计中不同类型能源核算方法的探讨

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43

2、124 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

3、(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

4、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:

5、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

6、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(200606-0005-04Abstract: Coal equivalent calculation and calorific value calculation is mainly used in resent energy statistics in China. But these two methods could not tell the differe

7、nce 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 th

8、e 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

9、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

10、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

11、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。1MJ

12、 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 统产电产热效 率均要高于系统, 系统好; 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,系统的产热效率高,系 统好。再看好处归电法,两个系统效率相同。同样两个系统 比较

13、, 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,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 ; -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 :T0 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 地的夏季空调室外 日平均温度,冬季选取当地的采暖室外日平均温 度。 对

14、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, 95 /70的 市政热水转换效 率 23.6%, 0.4MPa 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能源的等效电折算系数。

15、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 0.4MJ 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,可 产出 0.25MJ 的电和 0.5MJ 的热,折算成等效电 0.368MJ (100%× 0.25MJ(电 + 23.6%×0.5MJ (热 , 而 1MJ 热值

16、的煤通过热电 联产系统, 可 产出 0.2MJ 的电和 0.6MJ 的热, 折换成等效电 0.342MJ(100%×0.2MJ 电 ( +23.6%×0.6MJ 热 , ( 小于系统的 0.368MJ, 显然 系统要优于系统。热泵评价 若冬季热泵的供回水温度 60 /55, 取北京的冬季室外温 度 -1.6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

17、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 100%, 1MJ 的热 (95 /70 /-1.6 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