水电工程节能降耗分析与研究

任金明 金珍宏 吴 迪

（中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 杭州 310014)

1 前言

节约能源是国家发展经济的一项长远战略方针，也是我国的一项长期基本国策。我国政府承诺 2020年非化石能源将占一次能源消费的15%左右，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。而水电作为目前最成熟的可再生能源发电技术，仍是未来一段时间内可再生能源发电项目的首选。合理开发利用水电资源是实现节能减排目标和社会经济可持续发展的重要措施。

水电工程利用水能发电，水能为可再生能源，属高效清洁能源，水力发电可减少原煤的直接使用，减少了温室气体排放量，对改善环境具有深远的意义。水电等清洁可再生能源的开发是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。近年来，我国正处于工业化和城镇化加速发展阶段，能源消耗强度较高，消费规模不断扩大，给大中型及巨大型水电站的开工建设提供了契机。水电站在建工程数量及规模不断扩大，水电站施工期及运行期的能耗亦在持续增加，水电行业节能降耗工作开始提到重要议程。

2 水电工程节能降耗分析现状

水电行业节能降耗作为独立篇章专门研究的规定始于2007年，整体起步晚于国内其他行业。水电工程的能耗分为施工期及运行期两大阶段。

水电站施工期一般较长，从几年到十几年。施工期的能耗主要分为施工生产过程能耗、施工辅助生产系统能耗、生产性建筑物能耗及施工营地能耗。不同施工阶段施工项目不同，所投入的设备亦各不相同，消耗的能源种类也有所差异。另外为满足施工期的需要，还需设置一些临时施工工厂设施、风、水等供应系统以及施工期生活、办公配套设施等，这些工厂设施及系统的运行都会产生能耗且能耗值是一个动态值。水电站运行期的能耗主要分为生产辅助系统能耗、生产性建筑物能耗、办公和生活设施能耗等。

国内目前针对水电行业节能降耗分析研究的专业性书籍很少，可参考性资料缺乏。无论是施工期还是运行期能耗指标和能耗量的计算方法目前尚属空白。从各个科研院所编制完成的节能降耗篇来看，其能耗统计值相差很大，缘于没有编制指标和能耗量的计算规范，难以统一计算方法和取值。另外，能耗值统计计算后与之对应用来评估节能与否的标准也比较模糊，没有形成规范的评估计算方法。总体情况是：基础性的研究工作跟不上与相关标准未落实。为此，收集水电行业的主要用能设备、单位工程量（产品）能耗指标，提供能耗计算方法及其行之有效的节能措施并提供节能效益分析评估的方法，是目前需要迫切解决的问题。

《中华人民共和国节约能源法》自1998年1月1日开始实施以来，水电行业在设计、施工、设备选型、运行、维护等方面都积累了一定的经验。现行的 DL/T5020—2007《水电工程可行性研究报告编制规程》中已列入了节能降耗分析篇，水电水利规划设计总院还以水电规科[2007]0051号文，颁布了《水电工程可行性研究节能降耗分析篇章编制暂行规定》,国家发展和改革委员会日前以[2010]0006号令，颁布了《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》，国家节能中心于2011年8月发布了《固定资产投资项目节能评估工作指南》。此外，GB/T50649—2011《水利水电工程节能设计规范》已于2011年12月实施，《水电水利工程节能降耗分析设计导则》也正在组织制订之中。

3 水电工程节能降耗分析专题研究主要内容

3.1 节能降耗的政策、法律法规和规程规范研究

（1）国家层面的相关法律法规和规程规范；

（2）国务院相关部委的法规和规程规范；

（3）与水电行业有关的规范性文件等。

3.2 水电水利工程施工期节能降耗分析

施工期能耗分析着重研究：施工生产过程、施工辅助生产系统及施工营地等项目的主要用能设备、能耗种类、能耗分布点、负荷水平，并制定统一的能耗计算方法，计算单位工程量（产品）能耗、能耗总量及分年度能耗量。

3.3 水电水利工程运行期节能降耗分析

运行期能耗分析着重研究：生产辅助系统、生产性建筑物及办公、生活设施等项目的主要用能设备、能耗种类、能耗分布点，并制定统一的能耗计算方法，计算单位产品能耗、年度能耗量及电站运行期（一般为40～50年）内的能耗总量。

3.4 水电水利工程节能技术及措施的切入点研究

节能技术及措施的切入点研究主要从以下几个方面展开：

（1）工程规划与总布置的节能设计；

（2）建筑物节能设计；

（3）机电及金属结构节能设计；

（4）施工节能设计；

（5）工程管理节能设计。

从上述5个方面阐述工程节能措施、非工程节能措施、建筑物节能、管理节能、设备节能及施工节能等实际运用实例。

3.5 水电水利工程节能效益分析

探讨节能效益分析的方法，提出有实际运用价值的施工期、运行期能耗指标的计算方法并提出相应的节能评估标准。宏观评价工程项目是否符合国家、地方关于节能减排的法律、法规的要求，对工程的总体布置、施工组织、机电设备选型及运行中采用的节能技术及措施等进行综合评价，给出是否满足节能降耗的结论，为节能效益分析提供数据支持。

4 专题研究方法及技术路线

专题研究将以理论分析为主，调查研究水电行业施工期及运行期的主要用能设备、耗能指标以及能源利用效率。根据工程实例，着力于提出一些具有工程实际应用价值的能耗计算统计方法。研究技术路线为：

（1）技术难点的提出及分析。根据DL/T5020—2007《水电工程可行性研究报告编制规程 节能降耗分析篇》、《水电工程可行性研究节能降耗分析篇章编制暂行规定》、《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》、《固定资产投资项目节能评估工作指南》等相关规程规范性文件的要求，结合已颁布实施的GB/T50649—2011《水利水电工程节能设计规范》，对水电工程节能降耗应用中的重点及难点进行系统分析，提出需要解决的核心问题。

（2）结合行业现状，进行广泛调研。调研主要分两个方面：一是查阅类似工程文献资料；二是调研水电工程现场实际情况。

（3）在充分掌握第一手资料的基础上，针对专题研究中存在的技术难点进行剖析，提出相应的解决办法。

（4）实践应用，验证分析。将研究成果适时反馈于工程实际，并不断修改完善。

（5）形成行业标准，并提出需进一步研究的问题建议。

项目研究主要工作流程见图1。

5 专题研究的主要技术难点及创新点

5.1 主要技术难点

图1 项目研究主要工作流程

（1）《水电水利工程节能降耗分析设计导则》属新编行业技术标准，欠缺以往的经验积累，同行业参考资料少。

（2）水电水利工程规模大、各工程相异性大、情况复杂、施工工期长、技术要求高，导致无论是施工期还是运行期，其节能降耗分析需要统计的分项工程、生产系统及设备多，计算方法繁琐，统计分析难度大。

（3）水电水利工程节能降耗技术方案及措施涉及专业面广，需与工程建设、运行管理实际紧密结合，不同工程项目需制定与之相适应的相关分析及研究，有共性之处，但更多的是特性，为此，需收集的工程资料广泛。

（4）我国地域辽阔，各地区社会、经济环境差异大，能耗值统计计算后与之对应用来评估节能与否的标准，目前已有的设计规范仅有原则性的规定，需要着力研究与水电工程相适应的具有实际可操作性的相关节能评估方法。

5.2 主要创新点

（1）提供一套切实可行的、完整的水电站施工期及运行期能耗计算及取值的方法。

（2）针对水电站施工期及运行期提出可行的节能降耗措施，节约不可再生能源，提高能源利用效率。

（3）为正在编制的《水电水利工程节能降耗分析设计导则》提供技术支撑。

（4）提出水电水利工程节能评估的计算及方法。

6 结语

水电工程项目牵涉到的能耗设备种类、耗能参数在不同的建设期及建成后的运行期相差较大。通过工程实例的数据采集，建立数据库，可以为拟建工程的能耗指标及能耗量提供一些基础性资料。能耗分析计算研究可以为水电行业提供一些操作性强、有实际应用价值的计算方法。有了一个相对统一的计算方法，不同工程才有了对比基础，其节能评估才有意义。通过对工程节能措施、非工程节能措施、建筑物节能、管理节能、设备节能及施工节能的研究，有利于水电行业节能降耗整体水平的提高，亦有利于更多节能产品、技术及材料的研制和发展。这些成果能更好地促进水电行业的节能降耗，从而获得更好的能源利用效益。同时也为水电行业的节能降耗分析及固定资产投资项目节能评估的编制提供直接的素材，更好地落实水利水电工程节能设计标准。

1 GB/T50649—2011水利水电工程节能设计规范[S].中国计划出版社，2011.

2 DL/T5397—2007 水电工程可行性研究编制规程[S].中国电力出版社，2007.

3 陈敏，孙志禹.大型水电施工节能减排实践[J].中国环境科学学会学术年会优秀论文集(2008).中国环境科学出版社，2008，204-207.