第一章 节能基础知识

第一章 节能基础知识

第一节 节能的定义及必要性

0001 节能的定义

简单地说，节能就是节约能源。

狭义：节能就是节约石油、天然气、电力、煤炭等资源；

广义：节能是节约一切需要消耗能量才能获得的物质，如自来水、粮食、

布料等。

节能的定义：1998 年开始实施的《中华人民共和国节约能源法》第三条对节

能的定义如下：

“节能是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会

可

以承受的措

施，减少从能源生

产到消费

各个环节中

的损失和

0002

节能四个层面理解节能定义 节能定义的四个层面：

（1）从管理的层面指出节能工作必须从管理抓起，加强用能管理，向管

理要能源。 （2）从技术的层面指出节能工作必须是技术上可行，也就是说节能工作必须符合现代科学原理和先进工艺制造水平，它是实现节能的前提。

（3）从经济的层面指出节能工作必须是经济上合理。任何一项节能工作必须经过技术经济论证，只有那些投入和产出比例合理，有明显经济效益项目才可以进行实施。

（4）从环境保护和可持续发展的角度指出任何节能措施必须是符合环境

保护的要求、安全实用、操作方便、价格合理、质量可靠并符合人们生活

习惯的。

0003 节能的必要性

目前，我国的能源整体利用率为30%左右。我国目前的能源政策是“资源开发与节约并举，把节约放在首位”，依法保护和合理使用资源，保护环境，提高资源的利用效率，实现可持续发展。对于各种企业实施节能，不仅可以降低企业的能耗成本，提高企业的经济效益，而且有助于缓解政府能源供应和建设压力，减少废气污染，保护环境。 对于企业而言，减少能源消耗方面的费用支出可直接改善企业现金流，降低企业的整体运营成本，增加企业当期利润，提高企业的成本优势和市场竞争力，使企业获得持续健康发展。企业实施节能改进，减少电力消耗，可以间接减少因煤炭火力发电而产生的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的废气排放量，减少空气污染，促进城市环境治理，为环保事业作贡献。总之，企业实施节能工作，不仅可以降低能耗成本，而且有助于缓解政府能源供应和建设压力，对减少废气污染保护环境也有巨大的现实意义。

第二节 节能的内容及有关概念

0004 节能的内容

从节能的领域来着，节能的内容包括工业节能、交通节能、建筑节能、农业节能及日常生活节能，而每一项领域又可以细分为多项领域。如工业节能可分为燃料动力工业节能，冶金工业节能，金属加工、机械制造业节能，石油化工业节能，电机、电器工业节能及纺织轻工等其他工业领域的节能。

从节约能源的形式来看，节能的内容包括节煤、节油、节气、节电，当然，节油也可以细分为节约柴油、节油汽油、节约煤油等。

从广义节能的角度来看，节能的内容几乎包含任何所有的物质，因为几乎没有一种物质的获得不需要消耗能量，只要消耗了能量，那么我们节约这种物质，就等于节约了能源，如节约用水、节约粮食、重复利用资源等。

从节能的方法措施领域来看，节能的内容包括管理节能、技术节能、结构调整节能、合同能源管理（EMC）节能。而技术节能又可以细分为工艺节能、控制节能、设备节能；结构调整节能又可以分为产业结构调整节能、产品结构调整节能。

从能源转换过程来看，节能的内容包括能源开采过程节能、能源加工、转换和储运过程节能及能源终端利用过程节能。

从节能的时空位置来看，可以说是时时可节能、处处可节能，如室内无人时及时关灯，将纸张的两面都使用，从细节事务上注意节能。

总之，在任何地方、任何时间、任何事件上，只要我们注意到了节能这个问题，总可以找到需要节能的方面，正是时时、处处、事事可节能。

【课堂练习】4.合同能源管理的缩写是（）

A.MCE

B.CEM

C.EMC

D.CME

【答案】：C

0005 节能的有关概念

1.标准当量能源

在有关节能的文献中，经常可以看到用标准当量能源来表示能源的消耗量，如标准煤当量、标准油当量。标准当量是以该物质的燃烧热值为基准，1千克标准煤当量= 7000千卡，1千克标准油当量=10000千卡；而1千卡=1000卡。由于卡不是能量的国际单位，需要将其换算成国际单位焦，一般情况下可以利用1卡=4. 186焦进行换算，但需要注意的是其换算系数在具体应用时需要根据实际情况加以选用。如在工程中使用时，一般使用1卡=4.1868焦，而在热力学中则采用热化学卡，其含义是1克水在1标准大气压自14.5℃变到15.5℃所吸收的热量，其换算关系是1卡=4.184焦，而在《化工节能技术手册》中，规定燃料的热值卡均为20℃卡，其换算式是1卡=4.1816焦，可简化为1卡=4.182焦，1千克标准油的发热墨为10000千卡，合41.82兆焦。文献中有时直接用英文缩写表示能源单位，如Mtce表示百万吨煤当量，Mtoe表示百万吨油当量，tce表示吨煤当量，toe表示吨油当量。

2.发热量

发热量是指单位重量（固体、液体）或体积（气体）物质在完全燃烧，且燃烧产物冷却

到燃烧前的温度时发出的热量，也称热值，单位为千焦／千克或千焦／立方米。在具体应用上，又将发热量分为高位发热量和低位发热量。高位发热量是指燃料完全燃烧，且燃烧产物中的水蒸气全部凝结成水时所放出的热量；低位发热量是燃料完全燃烧，而燃烧产物中的水蒸气仍以气态存在时所放出的热量。显然，低位发热量在数值上等于高位发热量减去水的汽化潜热。对于燃烧设备，如锅炉中燃料燃烧时，燃料中原有的水分及氢燃烧后生成的水均呈蒸汽状态随烟气排出，因此低位发热量接近实际可利用的燃料发热量，所以在热力计算中均以低位发热量作为计算依据。

3.能源效率

能源系统的总效率由开采效率、中间环节效率和终端利用效率三部分组成。其中能源开采效率是指能源储量的采收率，如原油的采收率、煤炭的采收率。一般而言这一环节的效率是最低的，如我国学者测算了我国1992年能源系统的总效率为9.3%，其中开采效率仅为32 %，中间环节效率70 %，终端利用效率41%。中间环节效率包括能源加工转换效率和储运效率，如原油加工成汽油、柴油的效率，将原煤加工成焦炭的效率，将煤矿的原煤运至发电厂发电的效率。终端利用效率是指终端用户得到的有用能与过程开始时输入的能量之比，如电力用户通过电力获得的所需要能量（热能、机械能）与输入电力之比。通常将中间环节效率和终端利用效率的乘积称为能源效率。目前我国的能源效率为40%左右，相当于发达国家20世纪90年代的水平。

4.当量热值和等价热值

当量热值又称理论热值（或实际发热值）是指某种能源一个度量单位本身所含热量。

等价热值是指加工转换产出的某种二次能源与相应投入的一次能源的当量，即获得一个度量单位的某种二次能源所消耗的，以热值表示的一次能源量，也就是消耗一个度量单位的某种二次能源，就等价于消耗了以热值表示的一次能源量。

因此，等价热值是个变动值。某能源介质的等价热值等于生产该介质投入的能源与该介质的产量之比或该介质的当量热值与转化效率之比。如二次能源电力1千瓦时当量热值等于3600焦，而等价热值则在热量转化为电的效率不同时，是个变化的数值，当转化效率为30.4%时，二次能源电力1千瓦时等价热值为11842焦。

5. 能源折换系数

在节能统计工作中，为了方便，需将不同能源及物质的消耗折算到某一标准能源如标准煤、标准油。

名称折标准煤系数（千克标煤·千克-1）名称折标准煤系数（千克标煤·千克-1）

原煤0.7143 热力0.03412 千克标煤·兆焦-1

焦炭0.9714 电力0.4040 千克标煤·千瓦时-1

原油 1.4286 除氧水0.9714 千克标煤·吨-1

燃料油 1.4286 压缩空气0.0400

汽油 1.4714 氧气0.4000

煤油 1.4714 氮气0.6714

柴油 1.4571 二氧化碳气0.2143

液化石油气 1.7143 氢气0.3686

气田天然气 1.3300 千克标煤·米-3 低压蒸汽128.6 千克标煤·吨-1

油田天然气 1.2143 千克标煤·米-3 软水0.4857 千克标煤·吨-1

6.单位国内生产总值能耗