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能源管理工程文件能源管理知識（一）一、能源系統(tǒng)能源系統(tǒng)大致可分為三類：自然系統(tǒng)、人造系統(tǒng)、自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)的復(fù)合系統(tǒng)。自然系統(tǒng)由各種自然界中本來就存在的物體構(gòu)成，并依其固有的客觀規(guī)律運動進(jìn)行演變。人造系統(tǒng)則由人類創(chuàng)造或改造的物體、設(shè)施、工程等組成。例如供熱系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)等。隨著人類活動領(lǐng)域的擴大和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多自然系統(tǒng)被局部改造為人造系統(tǒng)、從而成為復(fù)合系統(tǒng)。能源系統(tǒng)包括能源勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、加工、轉(zhuǎn)換、運輸、分配、儲備、使用，以及環(huán)境保護等各個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)均由國民經(jīng)濟的若干部門組成。能源系統(tǒng)不但涉及各種自然的能源資源(例如原油、原煤、風(fēng)力、潮汐、太陽能等)，還包括了大量的人類活動(能源勘探、開采、加工、轉(zhuǎn)換、運輸和使用)以及這些活動對自然環(huán)境的影響、污染與破壞，是典型的復(fù)合系統(tǒng)。能源系統(tǒng)的分類方法很多，主要有下列幾種：一種是按能源系統(tǒng)的范圍劃分，如世界能源系統(tǒng)、跨國能源系統(tǒng)、全國能源系統(tǒng)、地區(qū)能源系統(tǒng)、部門能源系統(tǒng)、工礦企業(yè)能源系統(tǒng)、車間(工序)能源系統(tǒng)等。按這樣的層次結(jié)構(gòu)，下一級系統(tǒng)是上一級能源系統(tǒng)的子系統(tǒng)。另一種是按能源的種類劃分，如煤炭系統(tǒng)、石油系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)、水能系統(tǒng)、核能系統(tǒng)、新能源系統(tǒng)等一次能源系統(tǒng);電能系統(tǒng)、熱能系統(tǒng)、焦炭系統(tǒng)、煤氣系統(tǒng)、沼氣系統(tǒng)等各種二次能源系統(tǒng)。第三種是按使用目的分類，可分為能源供應(yīng)系統(tǒng)(如電供應(yīng)系統(tǒng)、石油供應(yīng)系統(tǒng)等)和能源利用系統(tǒng)(如鋼鐵廠能源系統(tǒng)等)。二、什么是能源管理體系？能源管理體系是借鑒質(zhì)量管理體系、環(huán)境管理體系的成功模式。結(jié)合能源管理領(lǐng)域的特點和特殊要求，經(jīng)數(shù)十位行業(yè)專家共同研究制定的能源管理框架要求，為各類組織進(jìn)行能源管理提供了一種優(yōu)秀的模式。三、能源行業(yè)語言解釋“保證供應(yīng)”：就是要實現(xiàn)經(jīng)濟與能源的協(xié)調(diào)發(fā)展，提供可靠、低成本的能源服務(wù)，優(yōu)先滿足人民特別是貧困群眾的能源需求，有效保障國家的能源安全。“節(jié)能優(yōu)先”：就是將“開發(fā)與節(jié)約并重，并把節(jié)能放在優(yōu)先地位”作為我國長期的能源方針，顯著改變能源粗放利用的現(xiàn)狀，不斷降低單位GDP 能源消耗水平，力爭到2020年實現(xiàn)GDP 翻兩番、能源消費翻一番的目標(biāo)?！敖Y(jié)構(gòu)優(yōu)化”：就是要逐步改變能源結(jié)構(gòu)過度依賴煤炭的局面，加快發(fā)展清潔能源、優(yōu)質(zhì)能源，初步實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的多元化，并在煤炭的潔凈利用方面取得突破?！碍h(huán)境友好”：就是在能源的生產(chǎn)和利用中，對環(huán)境和健康的影響力爭降到最小，實現(xiàn)能源與環(huán)境的統(tǒng)籌發(fā)展?！笆袌鲵?qū)動”：就是充分發(fā)揮市場配置資源的基礎(chǔ)性作用，讓市場決定能源的價格、數(shù)量和技術(shù)選擇，政府有選擇地進(jìn)行干預(yù)，以使能源安全、環(huán)境質(zhì)量和能源研究妥善地結(jié)合起來。四、什么是能源審計?能源審計都做些什么?無論對企業(yè)還是對個人來說，“綠色”在工作中和生活中的比重都在加大。對于環(huán)境和公益事業(yè)，投身綠色商業(yè)、對環(huán)保和再生能源注入關(guān)注;企業(yè)對此概念也越來越能接受，節(jié)能減耗既能在利潤上產(chǎn)生效益，更能給企業(yè)宣傳上帶來正面形象，何樂而不為?而國家政策在節(jié)能減排、環(huán)境保護上也日益傾斜，金融危機的來臨更是加速強調(diào)了其重要性。節(jié)能是個大市場，對高級能源審計師以及能源審計的需求會逐步增加，印度在20042006年培訓(xùn)了大約5000名高級能源審計師?，F(xiàn)在，請了解節(jié)能項目中重要的環(huán)節(jié)：能源審計什么是能源審計?能源審計是利用考察企業(yè)能源利用狀況的核算評價方法，對用能單位能源利用狀況進(jìn)行定量分析，對用能單位能源的利用效率、消耗水平、能源經(jīng)濟與環(huán)境效果進(jìn)行審計、監(jiān)測、診斷和評價，從而尋求節(jié)能潛力與機會。一般由負(fù)責(zé)能源審計的部門與用能單位簽訂能源審計協(xié)議或合同，確定工作目標(biāo)和內(nèi)容。能源審計做些什么?對于提供節(jié)能服務(wù)的公司來說，如果借用“售前”、“售中”、“售后”的服務(wù)概念來做類比的話，能源審計即“售前”，這個過程發(fā)生在跟客戶簽訂節(jié)能改造項目合同前，只有進(jìn)行了能源審計，才能知道用戶哪里需要節(jié)能、節(jié)能的空間有多大、采取什么樣的節(jié)能措施才能帶來用戶可接受的投資回報要求。能源審計主要涉及的是技術(shù)層面的問題，需要節(jié)能服務(wù)公司和客戶共同配合完成。高級能源審計師需要跟客戶詳細(xì)交談用能情況，在客戶的帶領(lǐng)下一起查看現(xiàn)場設(shè)備運行情況，收集相關(guān)數(shù)據(jù)和資料，必要時還需帶上測量工具和儀器;根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)信息和實測的數(shù)據(jù)信息，計算出哪些設(shè)備和系統(tǒng)可以省、能省下多少錢、通過什么方式可以省，并預(yù)算節(jié)能措施投資金額。通過數(shù)據(jù)分析和現(xiàn)場調(diào)研的結(jié)果，出具能源審計報告，制定出一個完整的節(jié)能方案提交給客戶。打個簡單的比方，能源審計就像是一個看病的診斷過程，發(fā)現(xiàn)可以改進(jìn)的問題，開出藥方;而客戶若接受付款拿藥就是簽合同了。在一般的企業(yè)中，不會特設(shè)一個僅僅做前期的能源審計這一塊。能源審計完了后，如果客戶愿意接受方案進(jìn)行節(jié)能的施工、改造，這些施工、改造的進(jìn)行，其效果的跟進(jìn)和達(dá)成，屬于測量驗證，這塊工作內(nèi)容類似于“售后”。能源審計怎樣入門?做能源審計對經(jīng)驗的要求非常高，大學(xué)生畢業(yè)很難達(dá)到這個標(biāo)準(zhǔn)。因為能源審計需要看現(xiàn)場，依據(jù)經(jīng)驗尋求節(jié)能潛力與空間，如果缺乏經(jīng)驗的話，根本不知道從哪里看起，也不知道哪些數(shù)據(jù)該測。如有些地方的節(jié)能系統(tǒng)已經(jīng)做得很好，卻花費了大精力去測試，那就是浪費。在這種情況下，剛畢業(yè)的大學(xué)生沒跑過幾個現(xiàn)場，是很難判斷出的，因此需要很多時間上手，摸索出規(guī)律和門道。從工作背景上來說，一般做能源審計，至少需要有35年的相關(guān)工作經(jīng)驗;從學(xué)歷背景來說，需要至少本科學(xué)歷，暖通、熱能與動力、電氣工程均可入行。能源審計工作的關(guān)鍵點?1. 心中有秤 經(jīng)驗為王能源審計主要還是基于工程師的經(jīng)驗，跑的工地越多，做的項目越多，得到的經(jīng)驗也越多，就可以很熟練地現(xiàn)場判斷哪些方面有節(jié)能潛力和空間，抓住關(guān)鍵點，從而進(jìn)一步去做具體的測試和數(shù)據(jù)分析。做能源審計要了解大樓里面用到的耗能系統(tǒng)，了解他們的脾氣性格，這些系統(tǒng)都有各自的指標(biāo)，如制冷系統(tǒng)，產(chǎn)生一冷噸的能量，需要消耗多少千瓦。要在心里頭有一桿秤，達(dá)到什么工況才算是運行良好的、是高效的。有了這桿秤以后，就能判斷出有多少節(jié)能空間。這些都是要見識了很多工地，熟悉很多設(shè)備的運行特性，才能達(dá)到的。2. 一“?！倍嗄?保持知識更新能源審計要對多耗能系統(tǒng)有所了解。當(dāng)然，一個人不可能對每個系統(tǒng)都很精通，但需要有一個專業(yè)核心領(lǐng)域，以及對其他耗能系統(tǒng)全面了解。一般做項目，不是大樓就是工廠，這其中的設(shè)備面都有共性，比如空調(diào)系統(tǒng)、空壓機系統(tǒng)、鍋爐(蒸汽輸送)系統(tǒng)，要全面了解這些設(shè)備的性能和各項參數(shù)。做這行要保持知識更新率，因為不斷地有新技術(shù)推出。3. 掌握投資回報，有概預(yù)算能力能源審計這個“審計”，并非財務(wù)方面的審計，而是借鑒了財務(wù)“審計”的概念，相當(dāng)審查每個耗能細(xì)節(jié)，而審計工具就是那些測量儀器、分析工具。能源審計并不要求精通金融方面的審計知識，但工程經(jīng)濟學(xué)方面的知識還是必須掌握的。例如簡單回收期(SPB)，內(nèi)部收益率(IRR)，投資收益率(ROI)等參數(shù)的計算。投資回報率是概念性的東西，知道它的原理就會算。能算出節(jié)能量，會算投資，會概預(yù)算，比如在節(jié)能方案中加一套控制系統(tǒng)的話，要加多少控制器、傳感器，能達(dá)到什么樣的功能，大概要花多少錢。但最重要的還是技術(shù)性領(lǐng)域，能找出哪些地方有潛力，怎么做，能節(jié)多少能，這才是關(guān)鍵點。五、有效利用能量有效利用能量是指在企業(yè)實際消耗的多種能源中，終端利用所必須的能量。包括以下各項：1.用于生產(chǎn)的有效利用能量。2.用于采暖的有效利用能量。3.用于照明的有效利用能最。4.用于運輸?shù)挠行Ю媚芰俊Ｉa(chǎn)轉(zhuǎn)換、生產(chǎn)設(shè)備空運轉(zhuǎn)、運輸工具空載行駛、取暖和照明超過規(guī)定時數(shù)時，不計入有效利用能量。六、綜合能源消費量的計算方法綜合能源消費量(綜合能耗)的計算方法：綜合能源消費量是指規(guī)定的耗能體系在一段時間內(nèi)實際消耗的各種能源實物量，按規(guī)定的計算方法和單位分別折算為一次能源后的總和。1.非能源加工轉(zhuǎn)換企業(yè)，綜合能源消費量=工業(yè)生產(chǎn)消費的能源合計。2.能源加工轉(zhuǎn)換企業(yè)，綜合能源消費量=工業(yè)生產(chǎn)消費的能源合計-能源加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)出合計(P1表第11列)。企業(yè)能源消耗量的計算式：企業(yè)能源消耗量=初期庫存+期內(nèi)輸入期內(nèi)輸出期末庫存初期庫存與期末庫存之差是企業(yè)審計期內(nèi)能源消耗計算量的增或減。期內(nèi)輸入凡在統(tǒng)計期內(nèi)，不管什么原因，只要是進(jìn)廠并經(jīng)計量驗收的能源，都要定為期內(nèi)輸入。期內(nèi)輸出。包括： 供給外單位或其他企業(yè)的能源實物或載能體; 基建用能要從企業(yè)用能量中扣除列為能量輸出;以生活為目的的能耗要扣除，列為輸出，例如設(shè)在廠區(qū)內(nèi)的食堂、餐館用電量視為輸出。由此得企業(yè)能源消耗的計算公式：企業(yè)能源消耗量=期內(nèi)輸入能源量+期初庫存量基建用能生活用能期內(nèi)輸出期末庫存能源加工轉(zhuǎn)換單位：綜合能源消費量=工業(yè)生產(chǎn)消費合計-能源加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)出折標(biāo)量合計-回收利用折標(biāo)量合計;能源加工轉(zhuǎn)換單位：是指發(fā)電上網(wǎng)企業(yè)，自產(chǎn)能源(包括自用煤發(fā)電或自用油發(fā)電)和余熱發(fā)電等企業(yè)均為非能源加工轉(zhuǎn)換單位。非能源加工轉(zhuǎn)換單位：對于自用煤發(fā)電或自用油發(fā)電，只計算原始煤耗或油耗，自發(fā)電量不重復(fù)計算，也不作為能源加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)出部分;對于余熱發(fā)電等，則作為“回收利用”一項填報。各重點用能單位在填報單位產(chǎn)品綜合能耗指標(biāo)情況表時，應(yīng)區(qū)分計算不同生產(chǎn)工藝不同型號產(chǎn)品的單位能耗。如水泥生產(chǎn)企業(yè)，要區(qū)分外購熟料產(chǎn)水泥和自生產(chǎn)熟料產(chǎn)水泥，區(qū)分不同品種水泥，是32.5R水泥還是42.5R水泥等，區(qū)分不同生產(chǎn)設(shè)備，是立窯還是干法旋窯;又如燒堿行業(yè)要區(qū)分是隔膜法還是離子膜法生產(chǎn)工藝，含量是30%還是42%等。七、能源結(jié)構(gòu)能源結(jié)構(gòu)指能源總生產(chǎn)量或總消費量中各類一次能源、二次能源的構(gòu)成及其比例關(guān)系。能源結(jié)構(gòu)是能源系統(tǒng)工程研究的重要內(nèi)容，它直接影響國民經(jīng)濟各部門的最終用能方式，并反映人民的生活水平。能源結(jié)構(gòu)分為生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和消費結(jié)構(gòu)。各類能源產(chǎn)量在能源總生產(chǎn)量中的比例，稱為能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu);各類能源消費量在能源總消費量中的比例，稱為能源消費結(jié)構(gòu);各用戶部門的能源消費結(jié)構(gòu)，稱為部門能源消費結(jié)構(gòu)。研究能源的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和消費結(jié)構(gòu)，可以掌握能源的生產(chǎn)和消費狀況，為能源供需平衡奠定基礎(chǔ)。查明能源生產(chǎn)資源、品種和數(shù)量，以及消費品種數(shù)量和流向，為合理安排開采投資和計劃，以及分配和利用能源提供科學(xué)依據(jù)。同時，根據(jù)消費結(jié)構(gòu)分析耗能情況和結(jié)構(gòu)變化情況可以控掘節(jié)能潛力和預(yù)測未來的消費結(jié)構(gòu)。不同國家能源的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和消費結(jié)構(gòu)各不相同。能源生產(chǎn)的資源條件、人們對環(huán)境的要求、能源貿(mào)易以及社會的技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展水平等因素的影響，都會使能源結(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)的變化。八、能源家族從字面上來看，“能源”即能量的來源。能量作為物質(zhì)的重要屬性，是一切物質(zhì)運動的動力。因此，作為能量來源的能源是人類物質(zhì)社會的必需要素。從鉆木取火的原始社會到發(fā)達(dá)高效的現(xiàn)代社會，人類無時無刻離開過能源。從科學(xué)意義上講，凡是能夠提供某種形式能量的物質(zhì)或物質(zhì)的運動，統(tǒng)稱為能源。例如陽光、風(fēng)、流水、潮汐、木材、煤炭、石油等，它們或能直接產(chǎn)生能量，或可在一定條件下轉(zhuǎn)化為能量。這些都是大自然賦予人類的寶貴能源，并分別以光能、熱能、電能、機械能等不同的形態(tài)服務(wù)于人類。由于地球的能源家族十分龐大，種類豐富，形態(tài)各異且發(fā)展迅速，我們有必要從不同的角度對能源加以分類。如果從科學(xué)的角度進(jìn)行綜合分析，大致可從以下幾個方面進(jìn)行分類：按能源取得的方式劃分，可分為一次能源和二次能源。一次能源是指在自然界中現(xiàn)存的能源，也就是從自然界直接取得，不改變其基本形態(tài)的能源。如煤炭、石油、天然氣、水力、核燃料、太陽能、生物質(zhì)能、海洋能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?。二次能源是一次能源?jīng)過加工，轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)的能源或能源產(chǎn)品。例如電力、蒸汽、煤氣、沼氣、焦炭及各種石油品等。一次能源無論經(jīng)過轉(zhuǎn)換幾次所得到的另一種能源，都稱作二次能源。如燃燒煤的熱電廠，煤炭燃燒時先將水變成蒸汽能，蒸汽再去推動汽輪機變成機械能，汽輪機帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)換成電能，其轉(zhuǎn)換了三次，但不能稱為三次能源，仍把它叫做二次能源。這兩類能源是以有沒有經(jīng)過人為加工轉(zhuǎn)為形態(tài)相區(qū)別的，因此，一次能源又叫天然能源，二次能源又叫人工能源。按能源是否能夠再生，可分成再生能源和不可再生能源?！霸偕笔窃偕a(chǎn)和再出現(xiàn)的意思。再生能源就是能夠循環(huán)使用，不斷得到補充的一次能源，如水能、太陽能、風(fēng)能、海洋能、地?zé)崮艿?。從資源角度來說，它們是取之不盡，用之不竭的，是解決人類未來能源的重要源泉，但由于技術(shù)水平的限制，目前的利用率還不高。不可再生能源是指經(jīng)過開發(fā)使用之后不能重復(fù)再生的自然能源，又叫做不可更新能源或消耗性能源。如煤炭、石油、天然氣、油頁巖、核燃料等，這些能源埋藏于地殼中，一旦被人類開發(fā)取用之后，其儲量會逐漸減少，無法再生。當(dāng)前，不可再生能源在世界能源生產(chǎn)和消費中占有極大的比重。根據(jù)能源在當(dāng)代生活中的利用狀況和地位，可分為常規(guī)能源和新能源。常規(guī)能源是指開發(fā)利用的技術(shù)條件比較成熟并已被廣泛使用的能源。如煤炭、石油、天然氣等。這些能源在現(xiàn)今世界能源結(jié)構(gòu)中占絕大比重。目前尚未被大規(guī)模利用，正在積極研究，有待推廣的能源稱為新能源。如太陽能、海洋能、地?zé)崮?、核聚變能等等。常?guī)能源和新能源是相對而言的，因時因地而異?，F(xiàn)在的常規(guī)能源過去曾是新能源，今天的新能源將來可能成為常規(guī)能源。以核裂變能為例，50 年代初，一些發(fā)達(dá)國家開始把它用來生產(chǎn)電力和動力使用時，被認(rèn)為是一種新能源;而步入原子時代的今天，不少國家已把核裂變能列入常規(guī)能源;但在我國等多數(shù)發(fā)展中國家又尚屬新能源。這種分類方法更能讓我們科學(xué)、全面地認(rèn)識和分析能源的過去、現(xiàn)在和未來，便于人們對能源問題及其開發(fā)研究有系統(tǒng)認(rèn)識。本書將以此方法分別對常規(guī)能源和新能源作較詳細(xì)的分析。從能源的形成和來源分類，可把能源分成三類：第一類是能量來自地球以外的天體，其中絕大部分是直接或間接來自太陽的能源;第二類是能量來自地球內(nèi)部的能源;第三類是能量來自地球與其他天體的相互作用所產(chǎn)生的能源。第一類能源主要是指來自太陽的能量，這一能源除直接的太陽輻射之外，還包括許許多多的能源。如煤炭、石油、天然氣、油頁巖等可燃礦產(chǎn)。是古代生物沉積在地下經(jīng)過物理化學(xué)作用演變而成的，實際上也是間接來自太陽輻射能。水能、風(fēng)能、雷電能和海洋能中的海水熱能、海流能、波浪能從某種意義上講也都是太陽輻射能轉(zhuǎn)化的結(jié)果;綠色植物提供的生物質(zhì)能也是太陽光下光合作用的結(jié)果。可以這么說，在自然界中，絕大多數(shù)能源所蘊藏的能量都來自太陽。此外，此類能源還包括宇宙射線、流星或其他星際物質(zhì)帶進(jìn)地球的能量，但這些能量與太陽輻射能相比微不足道，至少在近階段很難應(yīng)用于實際。第二類能源是來自地球內(nèi)部的能量，主要有地?zé)崮芎秃巳剂?。它們是能源的重要組成部分?；鹕奖l(fā)和地震也是地球內(nèi)部能量的一種釋放，但在現(xiàn)階段它只會給人類帶來災(zāi)難，而難以用來為人類服務(wù)。第三類能源是由于地球和其他天體相互作用而產(chǎn)生的能量，如潮汐能。它主要是由于地球和月亮以及太陽之間引力作用而引起的。此外，能源的分類還有多種依據(jù)和方法。如根據(jù)其使用情況可劃分為燃料能源和非燃料能源;根據(jù)其儲存和輸送的性質(zhì)可劃分為含能體能源和過程性能源;根據(jù)其污染程度可劃分為清潔能源和非清潔能源等等，在此不再贅述。九、能源的特點石油、天然氣作為能源的特點石油和天然氣屬于流體，便于開采、運輸、使用，發(fā)熱量高，基本上是無灰燃料，是高質(zhì)量的能源。但石油和天然氣在燃燒過程中，對環(huán)境也會產(chǎn)生污染。50年代以來，由于生產(chǎn)發(fā)展的需要，很多產(chǎn)油國加快了石油、天然氣的開采。石油、天然氣同煤一樣，是不可再生的資源，用一點，少一點。到1990年，世界石油探明儲量1300多億噸，天然氣探明儲量約120萬億立方米。石油按1991年的開采量(45億噸)計算，幾十年后有可能采完。但是，在提高石油勘探和開發(fā)的技術(shù)以后，石油探明儲量和可采的年數(shù)也可能增加。水能的特點水能是可再生的能源，可持續(xù)地利用它來發(fā)電。水電站投產(chǎn)以后，發(fā)電成本低，積累多，收益大。而且水電站除發(fā)電供給能源以外，為水電而修建的水庫，大多還有防洪、灌溉、航運、養(yǎng)殖水產(chǎn)、改善自然環(huán)境、旅游等綜合效益。水電同火電比較，修建大型水電站要建壩攔水，工期較長，投資較多。但是，如果把發(fā)展火電需要新建的煤礦、鐵路工程一并計算在內(nèi)，有些水電站建設(shè)工期并不比建火電站長，投資也相差無幾。水電還有一個突出的優(yōu)點，就是不污染環(huán)境，是一