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健全以降碳为导向的能源统计与管理体系研究

2023-01-08孙金鹏党志刚姜远征田国庆

中国工程咨询 2022年3期
关键词:煤耗能效供热

文/孙金鹏 党志刚 姜远征 田国庆

一、研究背景

实现碳达峰、碳中和的“3060”目标,将对我国产业结构和能源结构产生深远的影响,意味着生态文明建设进入到以降碳为重点的战略方向,经济发展逐步与传统高碳化石能源的消费脱钩,能源结构实现生产端的低碳化和消费端的电能化。在此背景下,国家陆续明确了与降碳和能源结构调整相适应的宏观制度调整方向。2021年9月,国家发展改革委印发的《完善能源消费强度和总量双控制度方案》,从完善指标设置及分解落实机制、增强能源消费总量管理弹性、健全能耗双控管理制度等方面提出了完善能耗“双控”制度的新要求。2021年中央经济工作会议和《“十四五”节能减排综合工作方案》均提出,新增可再生能源和原料用能不纳入能源消费总量控制,创造条件尽早实现能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变。

二、能源统计与管控制度存在的问题分析

(一)原料用能的精准统计与考核方法的问题

从目前工业用能特点来看,原料用能主要集中在石油化工、煤化工、建材等领域,是指将能源作为原料,将其全部或大部分转化到非能源类产品中的过程。作为原料的能源种类主要包括煤炭及煤制品、石油沥青、石油焦、其他石油制品等。

根据能源统计的基本原则,使用能源作为原料的应计入能源消费,相应的作为产品的能源也要从能源消费量中扣减。尽管原料用能与燃料用能均纳入能源消费统计,但原料用能并不产生碳排放和污染物。以石油化工行业为例,在碳达峰、碳中和的背景下,全社会对燃料油品的需求不断降低,地炼行业也将逐步向炼化一体的方向发展。作为下游化工原料的各种石油制品在深加工过程中除一小部分裂解产生燃料气燃烧或副产热力外,大部分石油制品固化到化工产品中,在碳排放核算中,不计入上述作为原料使用且转化为产品的能源(石油制品)消费量。因此,考虑到能源消费与碳排放的范畴存在的明显差异,中央经济会议提出原料用能不纳入能源消费总量考核,有利于推动能耗“双控”制度逐步向碳排放“双控”制度的转变。

但在操作层面来讲,有两个问题值得研究:一是根据原料用能是否计入能源消费而产生的两种能源统计口径的问题。在进行企业或项目能源消费统计时,将原料用能统计在内,在此口径下,不应再计入自产自用的各种燃料,如石油制品裂解的燃料气、烧焦的能耗等。在涉及区域能耗“双控”考核时,原料用能不计入,但原料使用的能源向产品转化的过程中的转化率并非100%,各种裂解、炼焦、干馏等中间环节会副产燃料、氢气、热能等二次能源,如果按照现行原料用能全部扣减的统计方式,无法客观反映转化过程中的实际能源消费和碳排放情况。

二是合理界定作为原料用能的“其他石油制品”具体范围的问题。根据《能源统计报表制度》,“其他石油制品”作为能源品种纳入能源消费,但并未明确哪些物质属于石油制品。根据统计部门的答复,需要严格界定物质的具体来源,如作为炼油装置的产品即视为能源,而来源于化工装置的则不视为能源。但随着当前化工工艺的发展,此种“溯源法”确定能源品种归属的方式其问题逐步显现。例如,烯烃深加工项目中利用的烯烃可来源于炼油的裂解分馏或催化重整,也可来源于丙烷脱氢的化工装置,在项目节能审查过程中无法精准预测投产后丙烯的具体来源,因而也无从判断其是否应作为能源。又如,石脑油加氢分馏产生各类轻芳烃(苯、二甲苯)、重芳烃、烷烃、燃料气等物质,根据统计部门的意见,苯、二甲苯等轻芳烃一般作为化工原料而不必计入能源,而同时产生的烷烃和燃料气由于用于燃料或油品添加剂而被计入能源,同样的装置产出的物质计入能源的原则又出现了差别,也违背了“溯源法”确定能源种类的原则。上述由于“其他石油制品”归属的模糊性给企业和项目能源统计造成了极大的困扰,也导致了区域“其他石油制品”的能源生产和消费的整体不平衡。

(二)光伏发电、生物质能等可再生能源统计方法的问题

在碳达峰、碳中和背景下,要求大力发展光伏、风电、生物质等可再生能源,但在可再生能源如何纳入能源统计的问题上,出现了较大的争议。尽管中央经济会议上提出新增可再生能源不纳入能源消费总量考核,但仍有几个问题值得探讨和解决。

一是按照现行能源统计制度,光伏和风电产生的电力是作为一次能源统计的,对于厂内建设光伏发电或分散式风电的企业,自产电力被自身消纳,该企业实际上既是一次能源的生产者又是消费者。但在能源统计中,上述自产自用的一次电力按煤电的折标系数纳入了企业的能源消费,并不符合能源统计的原则。根据《国家发展改革委关于开展用能权有偿使用和交易试点工作的函》,“鼓励可再生能源生产和使用,用能单位自产自用可再生能源不计入其综合能源消费量。”实际的能源统计与此规定存在冲突。

二是除光伏和风电外,生物质能的统计产生了更大的争议。采用生物秸秆、生活垃圾作为锅炉燃料的企业,在能源统计中将生物质按其实际消费量和低位发热值折算为标准煤计入能耗,实际是将各类生物质与常规化石燃料同等对待。但与光伏发电和风电同样作为可再生能源,生物质能产生的电力和热力理应也作为一次能源来纳入统计,而不是将源头的生物质热能计入,两种方式在能源统计量上存在较大的差异,也给很多地方能源管控制度造成了较大的困扰。

(三)关于能源消费统计折标准煤量精准统计的问题

在历年来对用能企业调研核查过程中,发现诸多企业在进行煤炭、焦炭、煤气、蒸汽等能源的统计时直接采用《能源统计报表制度》中给出的相应折标准煤系数参考值,可是对于煤炭、焦炭、煤气等燃料用途的能源,其折标准煤系数与实际热值和状态是息息相关的。以钢铁行业为例,煤炭和焦炭根据其含水率的差异,存在收到基与干燥基之分,对应的热值差异非常大,但大多数钢铁企业采用煤炭干燥基消费量与收到基低位发热值计算折标煤量,由于上述消费量与热值本质是不对应的,因此造成了较大的能源统计误差,也给区域能源统计造成了严重影响。

对于蒸汽、热水等二次能源,其折标准煤系数由焓值决定,同为低压或中压蒸汽,其温度、压力不同,焓值和折标煤系数存在明显差异,直接采用参考折标准煤系数,对于化工、医药、钢铁等大量消费或产出蒸汽的企业来说是明显不合理的。

(四)省调电厂的供电煤耗和供热煤耗的分摊及考核问题

“双碳”目标的实现要求完成建筑采暖结构的低碳化,即通过利用工业余热和可再生能源逐步替代以煤为主的供热设施。近年来,北方大型省调抽凝机组陆续采用吸收式热泵、高背压等技术,提取汽机乏汽和循环水余热用于区域供热,大大提升了电厂的综合热效率和能效水平,减少了单位供热量的碳排放和煤炭消费量。

从理论上讲,随着省调电厂余热利用比例的提高,电厂的供热标准煤耗指标会持续下降。但根据现行国家标准《火力发电厂技术经济指标计算方法》(DLT 904-2015)的测算方式,电厂供电标煤耗和供热标煤耗的测算是根据供热比进行拆分,但供热比的计算仅跟锅炉热效率和管道输送效率有关,与余热利用无关,余热利用比例的提高仅会使供电分摊的煤耗下降。按照山东省目前对地市煤炭消费的考核机制,省调电厂供电分摊的煤耗(供电标准煤耗×供电量)不纳入电厂所在地市考核,仅将区域供热分摊煤耗(供热标准煤耗×供热量)纳入电厂所在地的煤炭消费考核。这就造成了余热利用比例越高,地市煤炭消费量相应正比增加,而供电煤耗不断下降的情况,这种“好处归电”的考核方法违背了提高工业余热供热的初衷,无法反映出工业余热利用对于供热标准煤耗指标的优化效果,也打击了地方推动电厂余热利用的积极性,给地区煤炭消费压减造成不利影响。

(五)地区能耗“双控”手段不科学的问题

自“十二五”规划以来,我国把单位GDP能耗降低作为地区考核的约束性指标,并提出合理控制能源消费总量的要求。“十三五”规划期间,国家实施了能耗总量和强度的“双控”,并将“双控”目标层层分解到至省、市、县(区)。“十四五”规划进一步提出完善能源消费总量和强度双控制度,重点控制化石能源消费。

从宏观制度的构建来说,随着区域能耗“双控”制度的实施和不断完善,有效保证了全社会用能强度的下降并遏制了能耗总量的快速增长。但在具体实施层面,地区在能耗管控上普遍缺乏抓手,不少地区采取了“一刀切”的企业限产或新项目限批等粗暴手段,造成区域产业能级扩容与经济高质量发展的矛盾日益凸显。与此同时,用能企业缺乏节能技术改造的外部动力和内部机制。要实现“双碳”目标并满足能耗“双控”的新要求,一方面要通过节能技术改造实现行业能效提升,另一方面要通过能源结构和产业结构的优化降低单位GDP能耗碳排放。如果简单通过能耗“双控”目标的层层分解与压力传导方式来完成上级下达的任务,缺乏以节能降碳为导向的能耗“双控”长效机制,已不能适应当前的需求。

三、优化能源统计考核、建立能耗“双控”长效机制的建议

(一)从技术层面细化完善原料用能、可再生能源等的统计考核

关于原料用能,建议统计及行业主管部门针对具体生产工艺,对“其他石油制品”的认定进行澄清,避免单一采用上游“溯源”或下游“追溯”进行能源统计而导致的模糊和不可操作问题。同时,在区分原料用能的要求下,需要对原料用能向产品转化的工艺过程进行细致、科学的分析,避免出现原料计入与不计入两个能源统计口径的重算、漏算问题。

关于生物质能源的统计,建议根据国家统计局的答复,“水能、风能、太阳能、地热能、生物质能等可再生能源,是人们通过一定技术手段获得的,并作为商品能源使用的部分”,要统计生物质能利用过程中产生的电力和热力,而不是将生物质按热值折算的能源直接计入地区能源消费中。

关于省调电厂供电煤耗和供热煤耗的分摊及考核问题,建议随着当前推动余热利用的过程,相应的考核机制也应适时调整,改变以供热比计算电厂供电、供热标煤耗的考核方法,而采用以供热结构计算供热和供电标煤耗的计算方法。

(二)提高重点企业关于能源统计和合理用能的能力建设

目前部分地区能耗“双控”和煤炭消费压减目标的形势严峻,存在多方面的原因:固然有高耗能产业占比过高的先天缺陷,但也存在企业能源统计混乱、能源利用方式粗放和能效水平低、节能技术改造主动性不高等原因。一方面,应对重点用能企业开展能源统计和合理利用方面的培训,着重对能源消费统计范围、能源种类、核算方法等进行澄清,使能源统计的报送规范合理化;另一方面,应分阶段、分行业地对用能企业开展节能低碳政策宣贯,特别是开展关于能源梯级利用和余能回收、能源管理、合理用能(煤、电、热、气等)方面的培训,使节能降碳技术走进企业,提高重点企业节能减排降碳的意识和能力。

(2)路由表膨胀等问题:当有大量的BGP被更新或注入,边界AS将会变得异常不稳定,进而导致整个路由系统的瘫痪BGP的更新搅动致使路由计算和转发表下发频繁,极大程度上破坏到路由的收敛。

(三)建立以能效约束为导向的重点行业用能指标分配机制

2021年下半年以来,国家陆续出台《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》、《关于发布<高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平(2021年版)>的通知》、《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》等文件,旨在通过重点行业能效指标的约束,引导企业开展节能降碳技术改造,提高生产运行能效和淘汰落后产能。在此背景下,建议结合本地区产业结构和用能特点,将能效约束与用能指标分配相结合,一方面建立以企业单位产品能效水平核定用能权和用煤权的分配机制,从而将能耗“双控”指标和腾退能耗空间指标分解至重点用能企业,实现“能效领先者优先用能、能效落后者腾退空间”的机制,激励和倒逼企业通过节能技术改造提高用能效率。

在以能效约束实现提升存量用能效率和腾退存量用能空间的同时,建议依据新上项目的用能效率、用能结构和化石能源消费水平、单位增加值能耗、碳排放水平、行业产能管控、对完善产业链的重要程度等指标,形成项目的多维度、全面性、定量化的评估体系,建立新增用能预算化管理机制,完善能源要素差别化政策,最终建立起区域用能预算化管理,通过分配指标和腾退存量指标以满足区域三次产业发展和新上项目用能需求。

(四)建立区域产业能效和碳效指南,形成企业和项目分类管理的依据

提升产业能源利用效率、降低碳排放水平的前提是针对区域不同行业的新建和存量项目,建立科学、定量、完善、差别化的能效评价体系,再以此为基础完善用能差别化的价格政策和要素分配机制。目前浙江省、广州市、上海市、天津市、长沙市等省市通过对本市和国内产品能效、设备能效、产值能效的调研分析,建立了本地化的分领域能效评价指南,对指导城市产业能效提升和产业结构优化发挥了重要作用。

鉴于此,建议开展对区域各园区及产业聚集区、行业、企业多个维度的调研,分析新区工业领域和非工业领域全行业覆盖的产品能效、产值能效水平,研究适合新区实际和发展要求的产业能效指南,明确行业和园区能效水平的平均值、限定值、准入值、标杆值,从而为各行业、园区、企业推行能效对标管理提供客观评价标准和量化参考依据,促进企业加强节能降耗、实现转型发展,推动能效水平整体提高;同时为政策上完善企业的分类管理、项目引进和优胜劣汰提供参考性依据。

(五)建立用能权要素指标流转机制

在优化用能权分配、建立区域用能预算化管理机制的基础上,建议尝试建立区域用能权要素指标流转机制,从而最终实现行政与市场两种手段调控下的能源“双控”目标任务的长效机制。

四、结束语

在以降碳为重点战略方向的指引下,国家能耗“双控”将逐步完善。与此同时,用能企业的能源统计和区域能源管理制度也应随之由全口径能源消费管控向分类施策、精准降碳的导向进行调整优化。具体而言,应按照问题导向的原则,从完善能耗统计考核的口径、范围和方法、企业能源管理能力提升、区域能耗管控与用能预算化管理制度等方面着手,加快形成节能减污降碳协同的激励和管控机制。

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