美国能效法规技术支撑体系简介

李朝振 黄 华 唐 若 山宏刚

（上海出入境检验检疫局 上海 200135）

1 前言

作为一个出口大国，技术性贸易壁垒对我国出口贸易造成了大量的经济损失。在所有国家产品能效法规中，美国能效技术性法规最为典型和复杂，同时美国也是我国的重要出口国；因此有必要对美国能效技术性法规进行深入研究。

2 美国能效法规

首先对美国能效法规体系及其制定流程进行介绍。

2.1 美国能效法规体系[1]

美国技术法规包括两种形式：一是美国国会通过的法律，其表现形式为单行的法案（ACT）和汇编的《美国法典集》（U.S.C），这些法律反映了美国政府在产品能效方面的政策、导向及工作计划；二是负责产品能效管理的责任部门（即美国能源部），根据美国法律框架、计划安排等要求制定的法规，一旦发布将被汇编入 《美国联邦法规集》（CFR）[2]。1975年9月，美国国会通过了《1975美国能源政策与节约法案》（EPCA），该法案在产品能效标准方面，制定了“联邦政府能源节约计划”，第一次推出了“最低能耗标准”（MEPS）的概念，针对一些特定产品制定了推荐性的MEPS目标。EPCA从法律上开创了美国能源节约制度的先河和里程碑，成为了美国能源节约相关法律的基础。随后，美国历届政府发布的相关法案，均是在EPCA的基础上，不断地提高相应产品的能效限值标准并提出、完善或修订其产品能耗检测程序。

各联邦机构制定的最终法规通过“联邦公告”对外公布后，由“美国联邦公告局”及时对其进行收集整理后汇编入“美国联邦法规集”（CFR）中。涉及产品能效标准的联邦法规有3个：分别是10CFR430、10CFR431和16CFR305法规。

美国技术法规的制定、实施和管理职责是以产品的类别以及其主题内容来划分。和产品能效标准相关的管理职能部门包括：美国能源部（DOE）、美国联邦贸易委员会（FTC）。

美国能源部负责产品能效标准 （包括产品能效限值标准和产品检测程序）法规的制定、实施和监督管理。产品能效标准法规相关的活动，是美国能源部“美国民用产品和商用设备标准计划”项下“建筑技术计划”的一个组成部分。该计划由美国能源部下属“能源效率和可再生能源办公室”负责。美国联邦贸易委员会下属的“消费者权益保护局”负责民用产品和照明产品的能效标识相关的法规的制定、实施和监督管理。

2.2 美国法规制定流程

美国能源部制定需要新增或修订产品能效限值标准的目录，邀请独立专家和利益相关方进行评议。然后筛选出具体的、技术上可行的方案，选定负责此类工作的参与组织（包括人员构成）以开展随后需开展的“工程分析”和“影响分析”工作。当对某一特定产品的能效限值标准是否需要由美国能源部制定（包括修订）时（即非法案直接要求制定或修订情况下），该过程首先应进行“决定分析”。“决定分析”的目的是提高判定标准制定活动是否达到了 “技术上可行和经济上合理”的条件，从而决定是否制定新的能效限值标准（包括对原标准的修订）。当需要进行“决定分析”时，美国能源部将在“联邦公告”中发布“决定公告”。给予社会各相关方（制造商、能效推广组织、商贸组织、州政府相关机构、公共事业部门和其他利益相关方）一定的评论时限，积极促进相关利益方加入到标准的制定过程。一旦美国能源部决定对某个产品的能效限值标准进行制定或修订，美国能源部将分4步进行法规的制定过程。框架文件→法规草案预告 （ANOOPR）→法规草案公告（NOPR）→最终法规（Final rule）。与ANOOPR同时发布的还有TSD （Technology Support Document技术支撑资料）。制定流程见图1，图中的粗黑色方框内部分是DOE发布法规的技术核心环节，起着承上启下的作用。经过公众会议进行的各种分析形成了法规的雏形——ANOOPR，而所有相关的技术分析则集中体现在了技术支撑资料中。通过了解ANOOPR、NOPR和Final rule可以了解美国能效法规的内容，而这些法规内容制定背后的原因及机理则全部包括在TSD中；如果只了解前者而不了解后者，则对美国能效法规仅知其然不知其所以然。因此深入理解技术支撑资料，是理解美国能效法规的一个中心问题。

图1 美国能效法规制定流程图

2.3 国内对美国能效法规的研究现状

我国对美国能效法规的应对和研究主要集中在发布NOPR之后的阶段。国内的通报评议主要集中在NOPR之后的征求公众意见阶段，针对NOPR中可能会对我国产业造成影响的内容提出我国的评议意见。相关的科研研究主要集中在法规宏观体系介绍、法规预警、法规影响分析。

而针对具体法规深入研究欠缺。美国能效法规在NOPR之前的环节研究尚处于空白状态，甚至不知道还存在这些公开的资料。缺少这些研究，对NOPR之后的法规内容也难以深刻理解，必然影响应对有效性。

3 美国能效法规技术支撑体系[3]

美国能源部根据美国法典 6313 （a）（6）（A）of 42 U.S.C.中的要求，对产品能效法规在技术上和经济上的可行性进行论证研究。给出了技术支撑文档分析的流程，与立法其他环节之间的关系。介绍在立法论证中会涉及到的元素：经济模型、分析工具、方法论、非常规方法和未来法规优先级。在联邦法规CFR430 10附录A目录C中对立法要求有更详细描述。除了考虑以上元素，能源部在立法过程中还必须考虑不确定性分析，在该技术支撑资料的附录K中对不确定性进行了讨论。

美国能效法规技术支撑体系集中在 “技术支撑资料”中，技术支撑资料会详细论证法规的合理性以及数据和事实证据。技术资料本身有自己系统而复杂的框架。

技术支撑资料可以分为技术分析和影响分析两个大的方面。以下结合商用一体式空调的案例对其进行分析。

3.1 技术分析

技术分析包括：市场及技术评估、筛选分析、建筑符合特征分析、工程分析等。

在能源部收到产品能效法规制定任务之后，首先对该产品进行市场评估，对产品的市场情况进行定量和定性分析，包括：品牌市场份额及特征、企业产品发展趋势、企业的经济状况、现存节能措施、产品发展及销售市场趋势。这些信息在整个立法过程都十分有用。能源部尽最大努力确保这些数据的可靠性和精确性，并且这些信息全部公开，并可以接受增补。

能源部会对现存技术和新理念进行分析，以作为提高能效水平分析的基础。这些信息可以来自于零配件或整机制造商，也可以来自于出版物或技术论文。在这个环节，还会对产品进行细致而清晰的分类。这种分类对法规的解读十分重要。

筛选分析对不同技术进行考察：（1）技术可行性；（2）生产、安装和服务的可行性；（3）是否对产品的效用有不利影响；（4）是否对健康和安全有不利影响。在前述的技术评估中，能源部对可行改进技术进行了初步评估。能源部会向相关各方进行征询，考察各项技术选项是否对生产、安装、服务具有可行性，并且不会对产品效用及健康与安全造成影响。在工程分析中，能源部会对改进性技术进行进一步分析。以技术可行性筛选分析为例，在立法过程中能源部会收集所有相关技术，并将其分为2类：（1）实验室可行而暂时无法商业化的新兴技术；（2）可商业化的成熟技术。就本案例制定时间来讲，考虑到一体化商业空调所采取的是额定工况下的能效比进行评价产品性能，在部分负荷下的性能未做考虑；因此在本案例中仅考虑可以提高额定工况能效比的技术选项。

通过建筑负荷特征的分析，可以评估出安装在不同类型建筑的产品能耗。是计算产品能效提高节能潜力的基础。能源部依据 “商业建筑能耗调查1995”中的数据为基础，根据产品特性进行筛选，确定了6类商用建筑类型用于建筑负荷分析。在数据分析过程，能源部采用“建筑负荷系统热力学（简称BLAST）”软件进行数据模拟。采用同样结构的建筑，模拟建筑根据美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）标准确定通风要求。能源部根据十个不同的能效比系数，确定建筑的年能耗。

工程分析目标为建立起成本与产品性能之间的关系。这个关系是讨论个体消费者、制造商和国家成本/收益影响的基础。工程分析确定具有代表性的基准产品，给出各种材料及部件的价格单，绘制成本收益曲线，评估各替代方案的影响 （比如制冷剂替代）。具体到本案例，能源部根据美国法典6313（a）（6）（A）of 42 U.S.C.中的要求， 采用了ASHRAE/IESNA 90.1-1999中的最低能效标准作为产品基准。在标准中对产品的能效有详细的定量描述。

3.2 影响分析

影响分析涉及到对用户、制造商、相关部门、国家等各方的经济、节能、环保等方面的影响。

全生命周期成本及回收期分析[4]。在分析过程中，需要建立全生命周期成本（LCC）和投资回收期（PBP）数学模型，并且数学模型的输入参数采用蒙特卡洛模拟，从而分析结果也是一个概率分布而不是单点值。根据BLAST模型可以计算出建筑负荷以及能耗，根据电力公司的电价，就可以计算出产品的年度能耗费用，此为运行费用。能源部需要对基准产品和各种能效等级的产品进行用户价格计算。在产品出厂价的基础上，逐个环节乘以加价因子从而得到用户价格。在具体计算过程中，又将销售分为直销和分销两种类型。产品初始投资、安装成本等为固定成本。将两个成本相加即为产品用户所需付出的总成本，通过模型计算可以得出用户投资回收期的概率分布。

在生命周期及回收期分析过程中，能源部还会针对某些子客户群体进行单独影响分析。比如，反对新法规实施的某些群体。基于对不同建筑类型、气候影响、行业等，能源部会对相关子行业群体进行分析。能源部会特别关注对产品价格敏感的群体，比如小型商业群体。这些群体无法承担产品初始投资的大幅增加，因此一些使用者会让产品超期服役，这种状况下，产品能源利用效率低下，造成实际上能耗的提升。

制造商影响分析。在分析过程中，能源部会采用政府法规影响（GRIM）模型对相关企业进行现金流分析；同时根据指导文件采用约谈的方式与企业进行交流，并根据交流结果对模型分析进行调整。能源部会对不同类型制造商进行细化分析。最终会得到新法规对制造商竞争力、产能、雇佣以及和其他法规的叠加影响。

电网影响分析。在电网影响分析中采用国家能源模型系统-建筑版 （NEMS-BT）模型进行分析，NEMS-BT模型来自于美国能源信息部的国家能源模型系统（NEMS）模型。通过模型评估，可以对比法规颁布前后对发电量、电网容量等造成的影响。能源部采用的分析模型是完全公开透明的，并接受各方的建议。在具体分析过程中，美国能源部会对NEMS模型作出一些调整，这些调整和对未来经济发展速度的假设有关。

环境评估分析。通过NEMS-BT模型，同时可以得出环境影响分析所需数据[5]。环境影响评估涉及到两种污染物：二氧化硫和氮氧化物；和一种排放：二氧化碳。在评估过程，不但会考虑产品本身带来的排放，同时也会考虑产品制造过程带来的排放。能源部会对每一个待选能效方案分别进行评估。

就业影响分析。能源部会对新法规造成的就业影响进行分析，分析对象包括制造商、相关服务产业、供电部门等。影响分析分为直接影响和间接影响两个方面。直接影响为制造厂机相关服务业雇佣人数的影响。间接影响则为由于造成经济影响从而带来的就业影响。在间接影响分析过程中，能源部采用建筑能效项目影响 （IMBUILD）模型进行分析[6-7]。IMBUILD模型是美国计划影响分析（IMPLAN）模型的一个特殊版本，IMPLAN模型由美国预测服务部门、联邦应急管理部和国土管理局共同研制开发。能源部认为，通过新的法规提高产品能效，会造成初装费用的增加，但是由于运行费用的减少，用户会在一定时间内回收初投资的增加，并最终节省总体费用。这部分节省的总体费用可以用于投资到其他领域，从而带来就业市场的有利影响。能源部会从国家范围层面对这种影响进行评估。

法规影响分析。根据美国联邦法规通告及法规事务办公室（OIRA）58 FR 51735执行规定，能源部需要提交一份法规影响分析。在法规影响分析中，一个重要关注点是降低相关企业受到不同法规的叠加影响。以一体式商用空调为例，相关企业可能还会受到制冷剂法规或其他产品法规的影响，能源部通过与企业交流或文献检索，对这些法规进行汇总分析，综合评估这些法规对企业所造成的负担。

4 应对及建议

通过以上对技术性支撑体系的分析，可以了解到美国产品能效法规的特点，对于我国技术性贸易措施应对以及法规体系建设都有重要意义。

研究美国能效法规支撑体系是理解美国法规的必经之路。美国机电产品能效法规构建体系庞大、系统和成熟。美国能效法规整个体系是金字塔形状的，最终法规位于金字塔的塔尖。向下依次有法规通报、法规技术支撑体系、外延数据库和分析模型。美国能效法规整个构建体系包括方法论、数据库、数学模型等，这些元素都经过了长期的完善而得到成熟的产品。只有对整个体系有了深入研究，才可能对美国法规有恰当的理解。

研究美国能效法规技术支撑体系可以大幅提高我国技术性贸易措施应对工作效率。美国能效法规的整个时间轴上的各个环节都是公开的。可以采纳各方的意见和建议。包括与美国能效法规技术支撑体系外接的分析模型，也都可以接纳各相关方的提议。在这种模式下，我国应对美国能效法规的战线就大幅度扩大了，相关企业可以更深层应对，时间上也可以更早做出准备。

美国能效法规体系值得我国借鉴。美国详实而系统的法规体系的产生得力于：翔实的数据库、成形的分析模型、不同部门之间模块化合作、成熟的法规分析流程、全过程公众各方的参与等。这些方面都值得我国学习，应该作为我国能效法规的一个基本任务进行发展。并且，我国也确实有这方面的需求。比如国内经常推出的节能补贴政策，当需要评估政策经济效益的时候，就需要基本的数据库和数学分析模型；而这些数据和工具模型是需要长期积累下来的，短期内很难完成。美国能效法规制定过程各种模型长期积累保证了其系统性和延续性，同时其开放性又可以保持其成长性。这些特征都是我国能效法规体系所欠缺的，可以考虑借鉴。

[1]张哲，张峰，王力舟.美国用能产品能效技术法规体系及其特点[J].节能与环保，2010，（8）：15-18.

[2]Anonym.Code of Federal Regulations（Annual Edition）[EB/OL].（2017-12-08），https：//www.gpo.gov/fdsys/browse/collectionCfr.action?collectionCode=CFR&searchPath=Title+10%2FChapter+II&oldPath=Title+10&isCollapsed=true&selectedYearFrom=2017&ycord=532.

[3]Anonym.Technical Support Document：Energy Efficiency Program for Consumer Products And Commercial And Industrial Equipment[EB/OL]. （2016-03-02）.http：//www.eren.doe.gov/buildings/codes_standards/applbrf/coml_air_conditioner.html.

[4]Anonym.LCC spreadsheet that calculates the LCC and PBP at various energy efficiency Levels[EB/OL]. （2015-08-07）.http：//www1.eere.energy.gov/buildings/appliance_standards/product.aspx/productid/77.

[5]EPA：GHG Emissions Factors Hub[EB/OL].（2015-05-06）.http：//www2.epa.gov/climateleadership/center-corporate-climate-leadership-ghg-emission-factorshub.

[6]Van den Bulte C.Want to Know How Diffusion Speed Varies Across Countries and Products Try a Bass Model[J].Product Development&Management Association Visions.2002，26（4）：12-15.

[7]Geroski P A.Models of Technology Diffusion[J].Research Policy，2000，29（4-5）：603-625.