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当前位置: 首页 > 新闻中心 > 亿博官网 - 亿博电竞国内外学者对应用到火电系统的算法进行了大量研究,主要有遗传算法、差分进化法、粒子群算法等,接下来对各算法一一进行分析。
2.1遗传算法(GeneticAlgorithm)遗传算法是是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型,是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法。遗传算法是解决搜索问题的通用算法,其步骤一般为复制、交叉、变异。
差分进化算法是由Storn等人于1995年提出的,它是一种模拟生物进化的随机模型,通过反复迭代,使得那些适应环境的个体被保存了下来。本质上说,它是一种基于实数编码的具有保优思想的贪婪遗传算法,同遗传算法一样,差分进化算法包含变异和交叉操作,但同时相较于遗传算法的选择操作,差分进化算法采用一对一的淘汰机制来更新种群。对于优化问题。
粒子群算法是在1995年由Eberhart博士和Kenned博士提出,源于对鸟群捕食的行为研究。该算法最初是受到飞鸟集群活动的规律性启发,进而利用群体智能建立的一个简化模型。粒子群算法在对动物集群活动行为观察基础上,利用群体中的个体对信息的共享使整个群体的运动在问题求解空间中产生从无序到有序的演化过程,从而获得最优解。粒子群算法和遗传算法类似,也是一种基于迭代的优化算法,但是它没有遗传算法中的交叉和变异,而是粒子在解空间追随最优的粒子进行搜索。同遗传算法比较,PSO的优势在于简单容易实现并且没有许多参数需要调整。基于此,决定用粒子群算法来解决短期火电系统的节能减排优化调度问题。
发达国家的能源统计,是按产业(Industry)、交通(Transportation)、居民和商业等四个部门统计。因此,很容易得到建筑能耗数据,即居民(Residential)和商业(Commercial)能耗之和。其建筑能耗一般占全国总能耗的三分之一左右。如美国,2000年的建筑能耗占全美总能耗的35%。但我国的能源统计模式与发达国家不同,是分工业、农业、建筑业、交通运输及邮电通讯、批发零售、生活消费和其它等多个部门统计。如果将后三个部门的能耗当作建筑使用能耗,则我国的建筑能耗在总能耗中的比例多年来一直在20%左右。2000年为20.4%。而我国建设部公布的2000年建筑能耗比例数字是27.6%。建设部的数字中包括了建材工业的能耗,实际是广义建筑能耗。此外,还有好几个版本的比例数字。
其次,在很多建筑中,也没有区分各部分能耗。比如,通常认为在公共建筑中,空调采暖的能耗在总能耗中占最大比例。其实这一结论在我国并没有实际数据的支持。因为国内建筑物中能耗计量很粗糙,一般只有冷水机组有单独的功率表,而空调的末端装置和输送系统的耗能无法与其它动力设备和照明的耗能区分开来。在工业建筑中,传统上又把空调等建筑设备能耗计入生产能耗。笔者曾经引用过日本建筑环境·省能机构统计得到的办公楼中各部分能耗比例的调查结果,但这一数据在被许多文章多次转引之后,以讹传讹,变成“上海地区办公楼能耗比例”,甚至进入某些正式的研究报告和文件。
在基础数据和能耗现状不清的情况下,难以恰当地确定建筑节能的目标(例如,在某一时间节点基础上的节能率),也难以恰当地分配各部分的节能率(例如,总节能率中围护结构、照明、空调各承担多少)。
图1是上海某高层办公楼全年的总能耗曲线的能耗曲线有两个最低点,分别出现在4月和11月。在上海地区,这两个月是气候最宜人的时期,一般来说建筑物既不需要采暖,也不需要供冷。取这两个月能耗量的平均值,在曲线中的虚线)。可以认为,这道水平线以上由曲线所围成的面积就是该大楼采暖空调所消耗的能量;水平线以下的矩形面积则是照明和其它动力设备(如电梯)所消耗的能量。
因此,可以把照明、插座、电梯等设备能耗当作稳定能耗。尽管冬季昼短夜长,夏季则相反,人们使用照明的时间有一些差别,但在现代商用建筑中从全年能耗角度来看,这种差别并不明显。而采暖和空调的能耗是变动的、不稳定的能耗,它不但随气候区变化,而且随建筑类型、形状、结构和使用情况变化,甚至今天和明天都会有所不同。这就给建筑节能工作带来了复杂性和多样性,但同时也是建筑物中节能潜力最大的部分。
在美国,建筑能耗统计是由政府进行的,在日本,则是由专业学会和学术团体完成的。但在中国,还没有像美、日等发达国家那样大规模地进行建筑能耗调查。因此,大多数节能政策制定者和从事建筑节能的研究者都不能像发达国家那样对全国或一个城市的建筑能耗情况了如指掌。而由于缺乏必要的检测计量手段,许多建筑楼宇的物业管理人员对自己所管理的建筑各部分能耗情况也是心中无数。因此,建筑节能必须从计量做起。
围护结构采取节能措施,是建筑节能的基础。由于我国建筑节能是从采暖居住建筑起步的,因此,建筑节能首先考虑加强围护结构保温无疑是正确的决策。从管理的角度看,可以对围护结构制订限定性指标,易于评价。但是,建筑节能的关键是空调采暖系统的效率,最终的节能量也要从空调采暖系统来体现。北方地区在墙改之后又发展到热改。如果没有调节阀和热计量,围护结构保温越好,可能浪费的热量越多。
而在间歇运行的空调建筑中,在空调关机之后,室温升高,当室外气温低于室温时,通过围护结构的逆向传热可以降低第二天空调的启动负荷。因此,围护结构保温越好,蓄热量越大,空调负荷也越大(见图2)。
对公共建筑而言,围护结构形成的负荷在总负荷中所占比例很小,因此,围护结构的节能潜力有限。
从图3中可以看出,墙体传热系数降低40%,所得到的节能率最大8.1%(哈尔滨),最小2.8%(广州)。可见,在公共建筑节能中重要的环节是降低内部负荷、减少内部发热量。例如,在保证照度的前提下降低照明负荷,既降低照明耗电,又降低空调负荷,可谓一举两得。
非典之后,人们的健康意识和自我保护意识增强,对室内环境品质提出更高的要求。
我国大城市80%以上的公共建筑中的空调末端(AHU)仅有一级粗效过滤,有的甚至只有一层滤网。而根据美国ASHRAE标准62-2001,应在冷却盘管或其具有湿表面的处理设备的前端加设最小效率(MERV,MinimumEfficiencyReportingValue)不低于6的除尘过滤器或者净化器。欧洲标准也要求AHU过滤器达到F7标准。即需要有粗效和中效两级过滤。整个风系统阻力至少比现在增加200Pa。假定一台3600m3/h的空调箱,全年运行,要增加耗电量2500kWh。
另外,很多大楼的空调新风量也没有达到规范的要求。而且,非典之后,一些新建大楼的业主对新风量提出了超出规范的要求。新风负荷占空调负荷的20~30%,加大新风量就意味着能耗的增加。
在公共建筑中,室内环境品质直接影响用户的舒适、健康和工作效率。对大楼管理者来说,这是“开源”。而建筑节能则是降低运营成本,是“节流”。开源和节流应该是相辅相成。
因此,建筑节能工作要以室内环境为底线。一方面,建筑节能决不能以牺牲室内环境品质为代价;另一方面,对不合理的环境消费(例如夏季过低和冬季过高的环境温度、过大的新风量、边使用空调边开窗等)行为,即不合理的用能,则应该改变。
解决节能与室内环境品质矛盾还可以采用很多新技术或原有技术的集成。例如,独立新风系统(DOAS)、辐射吊顶+置换送风系统、除湿空调系统等。
2003年夏季高温期间全国19个省市严重缺电和美国加拿大部分地区的大停电事故为我们敲响了警钟,电力空调的应用关系到电网安全,因此,在节能的同时还要关注节电。
某些节能技术可能可以降低全年建筑能耗,但却不节电。例如本文第2节所论述的围护结构保温就是如此。在传统的空调能源结构中,夏季用电供冷、冬季用一次能源供热。对于采暖为主的地区,加强围护结构保温隔热可以降低全年能耗(例如哈尔滨);而在供冷为主的地区,加强围护结构保温隔热的总节能效果有限,反而会增加空调能(电)耗。
某些技术可能能耗稍大,但是可以使用清洁能源,对保护环境有利。例如,燃气直燃机在国内一直被很多人视为“节电不节能”。但是,直燃机不使用CFC和HCFC冷媒、燃用天然气对环境影响极小、温室气体排放极低,从而被世界各国当作一项绿色技术。夏季利用低谷燃气、平整高峰电力负荷,可以使电力和燃气得到“双赢”。
某些技术可能在微观层面上不节能、但在宏观层面上却是节能的。例如蓄冰空调,利用夜间低谷电力制冰时制冷机组的COP值降低。在用户侧,如果没有合理的峰谷差价,则蓄冰空调是既不节能又费钱。但在发电侧,大量蓄冰空调的使用填平了夜间电力负荷低谷,使发电机组常时处于高发和满发,发电煤耗下降。满负荷工况与40%部分负荷工况相比,30万千瓦发电机组可以节能15.7%。同时,发电设备的利用率提高。发达国家电力平均年负荷率为66.6%,我国发电设备年平均负荷率1999年达到最低值50%。以后逐年有所上升,2002年达到54.8%。与发达国家相比还有很大差距。
因此,建筑节能工作需要在能源、环境、经济、技术等各个方面进行权衡,这应该成为建筑节能工作者的一项基本素质。
节能设备不一定能连成节能系统。例如,空调冷水系统的扬程与楼高无关,一般在30m~40m。如果水泵的扬程选择过大,定水量系统中会使流量过大,水温差往往只有2~3℃。这时测得的离心机COP仅在2~3之间。这说明,空调系统的配置合理是系统节能的重要环节。
我国正在积极推广建筑热电冷联产技术。但在热电冷联产应用上,存在一些误区。似乎凡热电冷联产系统就一定是节能系统。笔者认为,热电冷联产技术的关键并不在于其动力装置用微型燃气轮机还是用内燃机,也不在于其理论效率有多高。实际上如果系统配置不当,热电冷联产系统的节能效益便完全不能发挥。热电冷联产的理论效率达到70%或80%的前提是设备满负荷运行。在我国热电联产电力尚不允许上网的条件下,还必须将热电联产所发电力和所产热量全部用掉,才能体现出效益。
热电联产机组的产热和发电之间存在着平衡关系。取得的热量多、得热的品位(温度)高,就势必要降低发电效率;反之亦然。无论从热力学第一定律还是从热力学第二定律的观点分析,热电联产系统都应该充分发挥发电效率、充分利用排热,而不应该是相反。
假定某建筑的微型燃气轮机热电冷联产系统的产热和发电完全用来为大楼供冷,分别采用热力制冷和电力制冷。其能流图见图4。在图4的模式下,总一次能效率为1.51。因为在热力制冷部分采用了直燃机,就必须使微燃机排气温度达到500℃以上,而此时发电效率只有13~15%。
可见其一次能效率(1.5)与热电冷联产基本持平。说明对热电联产机组和直燃机的是无效。而如果要提高发电效率,则相应的排气温度比较低,只适于采用热力制冷效率比较低的吸收式制冷机。(见图6)
由此可见,热电冷联产系统的本质是回收发电系统过去被丢弃的排热、废热或余热,以提高综合能效。即在保证发电效率的前提下充分利用余热。如果为了用热而抑电,就是本末倒置了。尤其是楼宇热电冷联产,所用的发电机组功率比较小,效率远远比不上大型电厂的大发电机组。它的优势在于综合效率和就近供能。而发挥其综合效率的关键是系统合理的配置和科学的运行。
在建筑节能中,选择设备不仅要看它在额定工况下的效率,更要看它在部分负荷条件下的效率。对制冷机而言,就是综合部分负荷值(IPLV)。
制冷机的综合部分负荷值IPLV在空调系统节能中是一个十分重要的参数。我国的制冷机标准中基本沿用了美国空调与制冷学会(ARI)标准。而ARI最初制订IPLV标准时是用美国亚特兰大市的气象参数、通过对一幢假想办公楼的模拟计算得到的。即使对美国的不同气候区,这一IPLV都不能完全适用,ARI用不同纬度的美国29个城市的数据得到新的IPLV(ARI550.590-1998)。因为没有自己的数据,我国新版的制冷机标准中没有IPLV。
笔者根据我国的气象参数,用实测数据和计算机模拟的方法,得到适应我国气候特点的平均IPLV。
开展建筑节能,需要建立一套科学的建筑能效评价体系。我国基本上还在沿用按建筑面积平均的能耗绝对值的评价方法。这种评价方法属于静态评价,对不同档次、不同用途的建筑很难区分在建筑节能方面孰优孰劣。在上海市地方标准《集中式空调系统(中央空调)合理用能技术要求与运行管理》中引用了日本建设省所推行的PAL/CEC方法。
另外还有设备系统能量消费系数(CEC,CoefficientofEnergyConsumption)。分别有空调、换气、照明、电梯和供热水5个能耗系数。以空调能耗系数CEC/AC为例,表达式为:
很明显,能量消费系数CEC实际上是建筑设备系统全年能效的倒数。因此,用PAL能够评价建筑物围护结构的保温隔热性能,而用CEC则可以更直接地评价建筑的能量转换效率。PAL和CEC反映了动态节能的思想和转换效率的思想,是一种性能性指标。
空调公共建筑的节能,是一个比较复杂的课题。必须建立动态节能、系统节能的思想,正确处理好几对看似矛盾的关系。有很多中国特有的建筑节能课题等待我们去研究。
建筑设计方案中贯彻节能设计思想受节地要求的影响,在建筑物总体布局上,一味地追求建筑面积的最大化,使得建筑布局往往会或多或少的忽略建筑物的自然采光与通风,这在一定程度上造成了能源的严重浪费,为了节地而降低了建筑的适用性,并不是建筑节能设计思想所提倡的。
在建筑单体的设计中,需满足建筑物的适用性和美观性原则,二者的关系需要很好的平衡。部分设计师一味地追求建筑的新颖性和独特性,将建筑物单体的平面布局设计得过于曲折,造成建筑体形系数过大,建筑能耗过高,不利于建筑物的节能。
人类社会的发展,应尊重自然、顺应自然、学会与自然和谐相处。建筑物的节能设计,将节约利用资源的观念贯彻于建筑物设计与建造的始终。比如在节能设计观念的指导下,设计师在考虑建筑物总体布局上,会充分利用自然采光及自然通风,这在一定程度上既节约了能耗,又提高了建筑的适用性。又如在节能设计观念的指导下,设计师在设计建筑物单体时,会充分地考虑建筑物的造型与功能之间的关系,通过充分利用自然的采光及通风条件,不仅在一定程度上能节约利用电能和减少空调设备的支出,更能有效地防止传染性疾病的发生。此外,在节能设计观念的指导下,设计师在建筑物景观设计中,可以充分利用原有的自然环境,尽可能在不破坏周边环境的同时,达到建筑与环境的协调统一。
建筑物在建造的过程中,其建设的主体有三类,第一类为设计方,第二类为施工方,第三类为承建方。设计方负责建筑物设计方案的设计,施工方负责根据设计方的图纸进行施工,建设方是建筑物的所有者,其主要为建筑物的建造提供资金。基于此,建设方在选择设计方案时,会衡量与回报的关系,利用最少的获取最大的回报。建筑物的节能设计无疑备受建设方的亲睐。消费者在购买房屋时,会综合考虑建筑物各方面的因素,如建筑物周围的配套设施,建筑物设计的质量,等等,节能环保的设计不仅能为消费者提供舒适的生活环境,更能节约建筑物在使用过程中的能源资源,极受消费者的欢迎。
贯彻建筑物的节能设计思想,是设计师的基本职业素质,设计师应充分发挥主观能动性,考虑建筑物、自然环境和人工环境三者之间的关系。据统计,自然环境对建筑物的节能设计的质量起到70%的影响。因此,在建筑方案的设计过程中,应充分贯彻节能设计的思想。以下是对如何贯彻节能设计思想方法和措施讨论。
与建筑物的设计有关的自然元素有土地、降水、光照和通风情况等等。建筑师在设计建筑方案的过程中,应以节能理念为宗旨,进行能源资源的优化配置。
(1)将自然采光引进到建筑物的设计方案中建筑师在设计建筑物的过程中应根据消费者的需求,贯彻节能设计的理念。将自然采光引进到建筑物的设计方案是设计师进行节能设计的首要选择。在运用自然光贯彻节能设计理念时,设计师需要对建筑物所在地的自然环境和人文环境进行综合的考量。我国处于地球的北半球,太阳东升西落,根据这个实际情况,将自然采光设计贯彻到建筑物的设计中时,应将建筑物的朝向设计为南方、东南方或西南方;具体的角度位置关系,要综合考虑到周边街道、周边建筑关系等因素。在顾及建筑物美观的同时达到了利用自然光调和房间整体效果的节能环保目的,在一定程度上改善了人们的生活质量。
(2)将自然通风引进到建筑物的设计方案中将自然通风引进到建筑物的设计方案中是贯彻节能设计思想的有效途径。贯彻节能设计思想,需要做好以下几个方面的工作:
1)设计之初,做好资料的收集工作。根据建筑物所处的人工环境和自然环境的特点,收集历年来该地最高温和最低温的差值,风向、风速和风力的大小以及降水量等情况。
2)在具体的设计过程中,应明确自然通风设计对建筑物节能设计的作用:在自然通风的情况下,空气的流通速度增强,室内空气与室外空气相交换的频率增加,在人群密集的场所,空气的流通可以有效地防止各类呼吸道疾病的滋生与传播,为人民的身体健康和生命安全保驾护航;自然通风可以减少空调和机械通风设备的使用频率,降低能源的消耗,达到节能减排的目的。
(3)将自然景观引入到建筑物的节能设计方案中将自然景观引入到建筑物的节能设计中,在减少对自然破坏的同时,提高了建筑本身的适应性与协调性。设计师在设计建筑物的人文景观和自然景观时应尽可能地引进周边整体环境,在顺应自然界和人类社会发展规律的过程中贯彻节能设计思想。
(1)将节能设计的理念贯彻到建筑物的总体布局设计中。建筑物的总体布局关系到整个建筑物的功能。在建筑物的总体布局设计中,应对土地资源进行合理的使用,这既是国家关于提高土地使用率的规范,也是建筑物节能设计的重要方面。在进行建筑物的节能设计时,还应提高原材料的使用率,争取利用最小的资源消耗,建设满足市场需求的建筑物;为贯彻节能设计的理念,设计师在设计建筑物的过程中,还应对建筑物周边的情况有所了解,如周边的交通配套设施、周边行政区域的划分,等等,尽可能地满足人们生产和生活的需要。
(2)将节能设计的理念贯彻到建筑物的体形设计和管理设计中。实现这两个方面的节能设计,需要设计师将自然元素和人工元素结合起来,充分发挥自身的主观能动性,贯彻建筑物的节能设计思想。
(1)技术本身。在选择节能技术时,须充分考虑先进性、成熟性和配套性等,以实现节能的目标。此外,新节能技术的选择应用还须考虑和旧有技术的相关性,相关性越大,技术人员掌握的时间就越短,技术应用的成功性就越大。村镇居民在选择节能技术时须选择一些较成熟、风险小的技术。
(2)社会效益。村镇住宅进行节能建设不仅可以为居民营造一个良好的生活环境,还有助于居民生活水平、文化程度的提高,并且在一定程度上提高就业率,在美化村镇的同时,提升村镇住宅在社会中的影响力。
(3)经济效益。村镇住宅采用节能技术势必会在短期内提高建筑工程的成本、加重居住者的经济负担。因此,节能技术只有在创新中考虑到建造者的经济承受能力,在推广中让居住者认识到长期收益和短期成本之间的关系,才能实现更广泛的普及。
(4)环境效益。环境质量的改变是由多项指标反映,同时由于大多数人类活动对环境的影响都存在滞后性,使环境效益的计量和评价存在很大困难。节能技术的研究和应用要结合微观效益和宏观效益处理好短期经济利益与长期可持续发展之间的关系。
村镇住宅建筑节能技术适宜度将技术及材料的先进性作为评价对象,从多个维度出发涵盖了若干具有层次性和结构性的指标序列,所有指标序列相互影响、彼此联系,是建筑节能技术发展的综合性评价体系。依照技术评价的理论基础和评价维度,村镇住宅建筑节能技术评价指标体系的建立要将定性和定量评价相结合,遵循系统性、简明性、层次性和可行性等原则,在不同条件下具有可调整的弹性空间。本文从节能技术的可行性经济性、先进性出发,以实现项目的可持续发展为最终目标。
将评价指标体系分为3个层次,目标层、准则层和指标层。准则层指标集为S={s1,s2,…,sm},指标层指标集为Si={si1,si2,…,sin}。
选取北方寒冷地区某经济条件中等的村镇进行实证研究,在对该村镇住宅建筑节能技术适宜性的评价中,将评价集划分为5级,即V={v1(优),v2(良),v3(一般),v4(差),v5(较差)}={5,4,3,2,1}。根据该村镇住宅节能建设的实际情况,对其推广应用的墙体节能技术CS板进行适宜性评价,邀请来自房地产、设计院、施工单位和高校等建筑方面专家,对待测墙体节能技术CS板的各层指标重要性分别进行比较,构造判断矩阵并求出各项指标的指标权重。按照模糊综合评价模型设计的方法,统计每个因素各评价赞同的专家数,用赞同的专家数所占比例作为隶属度构建评价矩阵。
最近,能源危机意识在我国各行各业及各个层面明显体现出来。我国连续多年来的接近两位数的GDP增长率的背后已暴露出粗放经济的破绽,最近的一组统计数据让人震惊:我们消耗了占世界当年消耗总量近50%的水泥、35%的铁矿石、20%的氧化铝和铜,创造的GDP仅占世界总量4%。我国目前的能源效率仅达到31.2%。高能耗低产出的局面使我国的能源问题已成为关系到社会及经济是否可以保持可持续性发展的重大问题。
其中,建筑及住宅产业发展迅速,已成为国民经济支柱产业。近年来,根据国家统计局关于历年GDP的统计数据显示,2002年,全国城乡住宅建设达到9407.1亿元,占全社会固定资产的21.8%,占GDP的9.2%。在大大改善了人们的居住环境的同时,带来了建筑能耗的迅速递增,已接近全社会总能耗的1/3,接近日本的水平。相比工业能耗的减速,建筑能耗在不断攀升(图1)。
另一方面,而我国的建筑节能存在太多问题。据国家有关部门统计,我国保有的建筑面积达400亿平方米,现在仍以20亿平方米增加的发展速度在建设(图2),但95%以上属于高能耗建筑。如此以往,建筑业这根国民经济的支柱产业将有可能演变为破坏环境和浪费能源的“危房朽柱”,侵蚀大量的社会资源。
而资源贫乏的日本,在建筑节能方面的观念和技术都有许多值得借鉴之处,本文旨在通过对日本的建筑节能的概观和整理,引发对我国建筑节能工作的反思,以促进我国的建筑节能工作。
日本是一个资源极度贫乏的国家(图3),能源主要依赖进口。能源结构以石油为主,能源供应受国际局势左右。为此,对能源供应的安全性极为重视,未来的方针是将逐步提高燃气(以气代油)。也正因为如此,全社会的能源危机意识较强,为实现低能耗高产出的发展目标,大力开发节能技术,能源利用效率居世界最高水平(图4,图5)。
特别是1997年第三届气候变化国际框架条约国京都会议(COP3)以后,为履行保护地球环境的国际公约,日本从政府到民间,将能耗与CO2排放问题紧密挂钩,且落实到具体数值削减实施目标(表1)。
日本的建筑能耗占据全社会能耗的约27%。作为一个主要依存国外石油能源进口的国家,在经历了1974,1979年的两次石油危机后,节能技术开发和相关的节能法规建设都得到很大发展。特别是京都会议(COP3)以后,节能政策的实施体系得到系统的整理和大幅度提升。行政法规、学会协会体制及技术的层面实行全方位同步推进。
日本节能目标的设定以现状为基准,住宅建筑按户单位,商业建筑按建筑面积单位制定抑制能耗增长及进一步削减的目标以下对日本建筑节能对策体系做一概要解说。
基本法律:《关于能源利用的合理化法律》(简称《节能法》1979年6月公布,10月实施)
《建筑业主的判断基准》的制定、公布(1999年通产省·建设省告示第1号)[办公楼、店铺、酒店、、饮食店]
该法律1998年进行了修订,进一步明确了PAL,CEC的规制,在原来对能耗大户的企业
工厂的节能规制的基础上,新增[第二类能源管理制定工厂]类别,将强制性节能管理对象
节能型建筑设备融资制度/区域供冷供暖设施整备事业制度/能源需求构造改革促进税制
针对住宅水平提升的能耗增加的抑制技术研究和开发(1988年~1991年)
住宅·建筑·开发的环境管理体系(ISO14000)研究(1996年~1998年)
主要以非盈利特殊法人机构-(财团法人)建筑环境·节能机构为平台,积极推动节能技术普及宣传活动。主要实施了如下内容:
办公楼建筑的机械通风与自然通风复合系统的控制技术研究(1998年~2001年)
构筑统一的建筑物LCA评价手法/建筑物的评价的国际标准的制定研究(GBC2002)
我国住宅建设的迅速发展及人们对住宅室内热舒适环境的追求,构成了能源的大量消费趋势。近年我国已对建筑节能问题引起高度重视,1997年在第八届全国人大通过了《中华人民共和国节约能源法》,制定了节能目标。从1996年起到2000年,新设计的采暖居住建筑应在1980~1981年当地通用设计能耗水平基础上节能50%;从2005年起新建采暖居住建筑应在此基础上再节能30%。提出了分阶段实施目标。将逐步实现对非节能建筑的改造,从建筑节能和设备节能双方面入手,实现建筑节能30%,设备节能20%的节能50%总体目标。进而又提出了到2020年实现全社会总能耗节能65%的目标。
表4日本官公厅,学会,行业层次对节能对应关系政府部门的对应学会的对应行业的对应
针对不同地区,2001年国家颁布了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2001),2003年颁布了《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JGJ75-2003)。
然而,尽管法规不断出台,尚存在着缺乏统一认识,贯彻执行不力等问题。相关规范颁布多年,市场上仍然充斥着大量高能耗非节能建筑。
2002年,上海全市落实了100万平方米的新建住宅按国家节能标准进行工程试点。2003年扩大试点范围实现300万平方米新建住宅按节能标准设计和建设。
上海市建委、发改委、经济委员会等部门联合召开的节能推进工作会议进一步明确要求:凡上海市外环线以内的新建住宅、以及全市范围内的新建政府机关办公用房、商场、旅馆、办公楼和由它们组成的综合楼建设项目、低层住宅小区、一城九镇特色风貌住宅小区等均要按照建筑节能的设计标准,给建筑物“穿衣带帽”。
上海市有关部门从2002年9月到2003年9月,按照国家《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》,对这一阶段在建和即将开工的居住建筑项目进行了监察。按照《节能标准》设计的不足3%。从2003年10月至今,监查结果仍有70%左右的在建和即将开工的住宅项目不达标。
上海市从2004年5月起,对处在设计阶段住宅建筑实行强化节能认证,对设计单位提交的施工图进行相应的节能达标测试,以期外环线内的低层建筑都能达到国家规定的节能标准。
然而,设计审查、施工监理以至竣工验收、运行监管等环节,尚存在缺乏统一协调、严格执行的力度和保障。
纵观我国现状,本作者认为目前应该从以下方面对推进我国建筑节能工作加强力度:
1)强化相关的法律法规建设,完善法律的具体实施细则(目前的法规太空泛)。
(现行法规制定过程行政色彩浓,专业性/权威性不足,统一性欠缺,共识性欠佳)
4)加强对建筑行业的自律性规范及行政指导干预(行业自律性差,行业管理不力)
5)加强新节能技术的宣传和推广应用。强化对节能技术应用的跟踪研究和评价。
(社会普及教育不到位,业主节能意识差,对新技术应用缺乏系统的跟踪调查和评价)
以上几个方面,虽未直接涉及节能技术研发本身,但却是推广节能技术的关键之处,也正是我国现状下节能技术普及推广的软肋,节能问题无疑是一个系统工程的问题,需要全社会意识、观念的改变,需要各行业各部门的关注,只有在这样的基础上,节能技术才能找到广阔的用武之地,形成节能技术的良性循环。
2.朱训,《自然辩证法研究》2003第8期“关于中国能源战略的辩证思考”。
目前,建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列,成为我国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升,呈急剧上扬趋势。我国建筑不仅耗能高,而且能源利用效率很低,单位建筑能耗比同等气候条件下国家高出2倍~3倍。仅以建筑供暖为例,北京市在执行建筑节能设计前一个采暖期的平均能耗为32瓦/平方米,执行节能标准后,一个采暖期平均为21瓦/平方米,而相同气候条件的芬兰一个采暖期的平均能耗仅为11瓦/平方米,因建筑能耗高,仅北方采暖地区每年就多耗煤1800万吨,直接经济损失达70亿元,我国现阶段城市房屋建筑中普遍存在围护结构保温隔热性和气密性差,供热空调系统效率低下等问题,以占我国城市建筑总面积约60%的住宅建筑为例,采暖地区城镇住宅面积约有40亿平方米,2000年采暖季平均能耗约为25kg煤/平方米,如果在现有基础上实现50%的节能,则每年大约可节省0.5亿吨煤。2006年底,全国政协调研组就建筑节能问题提交的调研数据显示:按目前的趋势发展,到2020年我国建筑能耗将达到10.9亿吨标准煤。建筑节能要求十分紧迫。
1.我国建筑能耗高,制约经济发展。建筑能耗约占社会总能耗的三分之一,我国建筑能耗的总量逐年上升,在全社会总能耗中所占的比例已从上世纪70年代末的10%,上升到近年的30%,而这“30%”还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例,如果再加上建材生产过程中耗掉的能源(占全社会总能耗的16.7%),和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7%。而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的35%左右,以此推断,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能比重最终还将上升到35%左右,建筑耗能已成为我国经济发展的软肋。
2.高耗能建筑比例大,加剧能源危机。现在我国每年新建房屋20亿平方米中,99%以上是高能耗建筑;而既有的约430亿平方米建筑中,只有4%采取了能源效率措施,单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。根据测算,如果不采取有力措施,到2020年中国建筑能耗将是现在3倍以上,潜伏巨大能源危机。
3.我国建筑节能状况落后,亟待改善,上世纪70年达国家开始致力于研究和推行建筑节能技术,而我国却忽视了这一环节,例如,我国建筑外墙的传热系数是发达国家建筑外墙传热系数的3倍~5倍,外窗传热系数是2倍~3倍,屋面传热系数是3倍~6倍,因此在这一环节上,我国与发达国家存在较大差别。
多年来,我国开展了相当规模的建筑节能工作,主要采取先易后难,先城市后农村,先新建后改进,先住宅后公建,从北向南逐步推进的策略,但是到目前为止,建筑节能仍然在试点,示范层面上,原因如下:
1.建筑节能开发建设成本高,初期比较大,国家没有鼓励政策。开发商在建筑节能投入上积极性不高。
2.设计人员对节能建筑设计和施工技术尚未系统化、标准化、相关规范不健全,建筑从业人员的节能意识淡薄。
3.政府部门对建筑节能工作的重要性和紧迫性认识不足,组织管理不力,法规配套不全。
1.墙体保温。墙体保温分为外保温和内保温,保温材料可以用聚苯板或胶粉聚苯颗粒。目前较成熟的外墙外保温技术主要有外挂式外保温、聚苯板与墙体一次浇注成型、聚苯颗粒保温料浆外墙外保温等。节能保温墙体技术中还有将墙体做成夹层,把珍珠岩、木屑、矿棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料(也可现场发泡)等填入夹层中,形成保温层。
2.外墙门窗保温。一般情况下,建筑物的热交换,70%通过门窗,30%通过墙体和屋面。现在居室使用的门窗有单层和双层,双层保温隔音效果好于单层门窗材料。有木门窗、钢门窗、铝合金门窗,塑钢门窗,木门窗很少用在外墙上,塑钢木门窗热传导效果明显好于铝合金和钢门窗。玻璃安装有单层和双层玻璃,有一般3mm或5mm普通玻璃、蓝宝石玻璃、雷射玻璃、中空镀膜玻璃等,在隔声、隔热、节能、减少室内温差,提高采光性方面,中空镀膜玻璃效果最佳。中空玻璃在国外建筑物中已得到普遍应用。
3.地板、屋顶保温。选择地板、屋顶保温材料的同时,增加地板、屋顶保温层厚度可以提高保温隔音效果。
4.改变建筑设计布局,提高建筑节能效果。设计应从建筑选址、分区、建筑和道路布局走向,建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究。如设计住宅小区时,在总建筑面积不变的情况下,低密度、高容积率对节能有利,要选择在采光、通风条件比较好的地段进行建设,建筑物还应有良好的朝向。设计时还应注意窗墙面积比、遮阳效果、及房间的朝向。设计达到布局合理,有利于提高建筑节能效果。
5.太阳能源与建筑有机结合。现在的建筑设计中建筑师大都考虑的是建筑的造型、美观、适用及与周围的环境协调,面对建筑的耗能与节能却考虑较少。而在现代住宅建筑中要求设计人员的设计要体现“四性”:即可负担性(尽量降低造价,让老百姓买得起);可居住性(居住安全、舒适、健康);可适应性(可满足日常生活及将来的变化);可持续性(实现资源消耗最低,再生资源最多)。而太阳能源是最好的可持续利用的再生能源,从长远来看,比燃气、电器具有更安全、清洁、价格便宜的优势。太阳能源取之不尽,在设计中增设太阳能设施,建筑成本增加少,但节能效果很好。
但是,目前太阳能源在建筑中的利用率还很少,即使常年日照多的地区大多也只是在屋顶上安装一些太阳能热水器来满足家庭热水的需要,而利用太阳能源来照明、取暖,制冷就更少。所以太阳能应用技术应该作为一项专业技术进入到工程设计的范畴,这样就可以从一开始的设计规划中占有一席之地,从而进入并跟踪整个设计全过程,在与相关专业的配合过程中,完成自己的专业设计,使太阳能就像其他建筑部件、构件一样,最终也会成为建筑的一个部件,真正体现出建筑与太阳能工程的一体化,使建筑与太阳能的有机结合及能源的节约从建筑的最初设计开始做起。
太阳能建筑一体化技术已成为一项新兴而热门的技术,它是实现建筑与能源可持续发展的必然产物,是太阳能应用领域扩展的需要。把太阳能同建筑结合起来,把几千年来房屋只是人类居住、遮风挡雨、避寒暑的简单场所发展成具有独立能源、自我循环式的新型建筑,这也是人类进步和社会、科学技术发展的必然。6.建筑采暖实行分户计量收费。实施建筑采暖计量收费是由过去的按面积收费转向按用热量收费的制度改革,是节约能源,提高住户用热的舒适度,改善大气质量和生态环境的重要途径。20世纪70年代,西欧和北欧等国家为了应对世界范围的能源危机,在建筑采暖用能方面采取了提高建筑的保温性能以降低能耗,推行按热计量收费的制度以节约能源的措施。90年代原苏联解体后,东欧国家随着政治经济体制的变化,在引进西欧、北欧先进供热技术的同时,也开始进行收费制度的改革,由原来的包费制改为按计量收费。这些国家的经验都说明,采用按热量计量收费后,可节约能源20%~30%。我国自20世纪80年代末90年代初,特别是最近几年,一些供热企业就已开始旨在改进供热二次系统,实现按热计量收费的研究和试验,以节约能源,减轻大气污染,促进供热行业面向市场经济。遵循市场经济规律,把热作为商品,由用户自行调节控制和使用,并按实际使用热量合理收费,才能充分调动供热和用热双方的积极性,并对节约能源起到促进作用,因此,实行分户供暖,按实际热计量进行收费已经势在必行。
7.推广使用节能灯,推行“绿色照明”工程也是建筑节能的重要内容。家用小功率的高效节能灯具,其发光效率比普通白炽灯高4倍以上,使用寿命长5倍至10倍,节电效率达70%~80%。
1.各级政府要提高认识,转变职能,把建筑节能列入国家和各省市,决策层的重要议程。建筑节能必须首先由政府主导,由国家通过法律强制实施,这一点已经被发达国家的实践所证明。据建设部科技司副司长武涌透露,建设部目前正在完善建筑节能体制、机制、法制的建设,并将出台经济激励政策。
2.各省市组建建筑节能、设计研究领导机构。各地建设局,有关单位组建市建筑节能领导小组,负责推广建筑节能的方法,组织协调和监督管理。
3.各省市制定经济扶持政策,加大对建筑节能资金投入,建立完善建筑节能的经济激励政策,鼓励建设节能工程。以实现在2020年新建建筑节能65%的目标,不执行节能标准的建筑设计、施工单位将受到不同程度的处罚。
首先,政府应提供必要的启动经费支持建筑节能项目的推广;对高能耗的建筑制定相应的处罚措施,包括新建筑不准开工,已有建筑分段能耗收费(高出行业标准一定范围后的能耗采用高收费)等;对节能建筑采取奖励措施,包括可再生能源使用中的优惠政策,转移高峰用电的优惠政策,节能建筑星级标准(对能耗少的节能建筑发放星级标识)等。设立建筑节能监察办公室,对新建建筑和已有建筑进行能耗评估,对于高能耗建筑不予审批或限期整改。由于大量建筑在规划和设计阶段就注定是高能耗建筑,因此在建筑的规划审批时应加强建筑节能内容。同时应在建筑设计、实施和运行的各个阶段定期监测建筑的能耗情况,逐步缩小高能耗建筑的存在空间。
其次是建立住宅建筑能耗标准星级制度,积极推动供热收费体制改革试点,用市场方式催生更多的节能住宅建筑。根据对住宅建筑能耗的评估结果,用能耗星级标准将建筑节能的效果直观地告诉住宅消费者,引导大众消费节能的住宅建筑,从而推动节能住宅建筑的市场化运作。建立不同类型商业建筑能耗标准星级制度,积极推广各种节能技术,降低商业建筑的能耗。
4.各地区积极推广和使用新型建筑节能材料,大力宣传建筑节能的主要意义,广泛宣传“设计标准”。
5.新建和改建建筑节能工程,各级政府应通过公开招标方式选择有实力、有经验的企业作为重点节能工程承包商,搞好节能建筑合同管理,保证节能建筑按合同完成,同时保证节能改造承包商应得利益。
自1929年密其莱在美国通用电气公司的实验室里首次发现氟里昂12以来,随着科学技术及人民生活水平的不断提高,以供暖、通风、空调为代表的建筑能耗日益增加。在发达国家,建筑能耗约占总能耗的30~40,我国是最大的发展中国家,建筑能耗约占全国总能耗的11.7,随着我国的经济建设和气候变化,这一比例正在不断攀升,而一切都对全球变暖起着消极的作用。而与此同时,由于在制冷空调领域中大量采用CFC,从而导致臭氧层破坏并造成温室效应。可以说,如何与自然协调发展已成为当今暖通空调行业面临的重大挑战。
21世纪,全世界政治家和学者讨论得最多的热点话题之一便是地球温暖化与气候变迁。近一万年中,地球大气平均温度仅升高不到2℃,但最近的两百年中,全球的平均温度却上升了1.6℃。照此速度发展下去,到2030年或2050年全球平均气温将升高1.5至4.5℃,是过去的5至10倍。据统计,建筑能耗占各类总能耗的30以上,因此,在减少温室气体排放和节约自然资源,减缓全球变暖方面,建筑节能职责重大。
2004年末,我国各地区城市实有住宅建筑面积共96.2亿m2,2004年全国城镇又新建住宅竣工面积5.7亿m2,此外,全国农村还新建住宅面积6.8亿m2,规模十分巨大。而建设部部长指出,我国建筑能耗是相同气候条件发达国家的2至3倍,在全面建设小康社会的进程中,建设系统资源节约的任务十分艰巨。因此,节能便成为我国实现与自然和谐发展、进而实现可持续发展战略的重要组成部分。由于以暖通空调为主的建筑能耗在总能耗中占有举足轻重的作用,因此建筑节能就具有保护地球环境更深层次的意义。据估算,我国一栋20000m2的使用热泵空调的办公楼,其温室气体排放量达700t/a,而日本仅为390t/a,我国的建筑用能水平不高(例如上海的人均用电量仅为发达国家的几分之一),室内环境的标准也不高(例如办公楼内照明标准仅100-200xl,而日本则在500xl以上),在这样的前提下,温室气体的排放量却几乎是日本的一倍。则只能说明我国的能源转换效率低下,建筑节能技术落后,这些都急需改进。
所谓CFC(chloroflurocarbons),即氯氟烃类物质,也就是人们常提及的氟里昂。由于其化学性能的稳定,近百年来被广泛的应用于空调、制冷行业的保温与传热。当随着人们知识的日益丰富,人们也逐渐开始意识到CFC的大量使用与排放,对自然造成力极大的伤害。1974年,美国加州大学的Molina和Rouland教授首先提出,CFC的排放会造成臭氧层的破坏(所谓臭氧层是指在大气平流层距地20km处,地球上80的臭氧集中于此,形成一低浓度的臭氧层,它吸收了太阳光中99的高强度紫外线,使地球成为适宜人类生存的空间),而此前后的一系列研究也表明了上述观点:1969年,美国宇航局首次发现大气臭氧呈下降趋势;1985年,英国南极考察队发现南极上空臭氧空洞面积几乎相当于美国国土总面积,臭氧浓度约下降40;1987年北极联合考察队也发现CFC浓度高于预计50倍,并发现臭氧空洞;同时,我国的研究表明,华南和东北臭氧浓度下降约3,西北出现臭氧空洞。这一切都给人类敲响了警钟。
研究同时表明,臭氧浓度每下降1,紫外线.紫外线强度的增加,直接影响人体健康:使人体免疫力下降,体内蛋白质及DNA受破坏,是皮肤癌及白内障增加。同时它还影响海洋生物、植物的生长生存:紫外线的过量照射引起海洋生物死亡将破坏自然界的食物链。此外,CFC在生产使用过程中造成的能量消耗及CO2引起温室效应,紫外线的增加还会加剧高分子化合物的产生。
当前世界面临的巨大环境挑战亟待解决,暖通空调制冷行业也不例外。在温室气体排放方面,为了拯救人类的家园,1997年12月,联合国气候变化框架公约缔约方第3次大会通过艰苦的谈判,终于在日本京都通过了《京都议定书》。议定书规定了各缔约方到2010年所承担的包括CO2在内的6种温室气体的减排量。尽管中国作为发展中国家没有减排义务,但作为占地球村居民总数1/5的大国,保护人类家园是我们义不容辞的义务,它同样关系到我们将留给子孙后代一片怎样的天空。作为暖通空调行业,我们当前应做的就是制定适合于我国国情的建筑节能标准,提高能源利用效率。我国政府也正是这样做的,2001年,我国出台了自己的建筑节能标准,各省建筑节能标准也陆续出台。
在CFC问题上,国际上有识之士也做出了不懈的努力。1985年9月,维也纳会议首次就CFC问题发表了维也纳公约;1987年9月,联合国外长会议达成了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔协定》,1989年9月,发表了保护臭氧层的赫尔辛基宣言,并提出发展中国家问题;1991年6月,中国首次参加了内罗毕会议,修正了蒙特利尔协定;1992年12月,在哥本哈根会议上,HCFC列入了受控范围。从目前情况来看,在发达国家,1995年底发达国家CFC已被禁用,发展中国家也将在2005禁用。就近期来说,暖通空调行业主要以CFC的回收和再利用为主,在其基础上尽量减少CFC的排放;就长远而言,则应积极寻找替代工质。
自改革开放以来,我国的经济持续高速发展,人民生活水平日益提高。但与此同时也应看到,与成两位数增长的经济相伴随的是对环境的毁灭性破坏。温室效应、臭氧空洞、工业污染、水污染及以土地荒漠化都是与市场的慷慨赠与相伴而来的一些主要危害。每年,我国大城市由环境污染而造成的患病人数大幅增加。“十一五”期间,我国经济仍将保持高速增长,有专家认为,如果不采取有力措施,2010年主要污染物排放总量将比2005年增加10~20,因此,在各行各业中,环境保护,与自然界协调发展已显示出越来越重要的地位。对于暖通空调制冷行业,必须树立起一种跨时空的全新道德观以约束我们的行动,在考虑到我们需求的同时,决不能对子孙后代满足他们需要的可能性构成危害。从一定意义上说,协调发展就是可持续发展。从目前来说,应当本着事实就是的态度,努力解决好建筑能耗及CFC方面的问题,为自己和子孙后代留下一片蓝天。
[4]孙明芳,钟史明。综合环境规划(IRP)和需求方管理(DSM)技术简介。能源研究与利用,1997,(2)。
按照用途性质分为私家车、公共用途车、出租车、公交车和其它特殊用途车辆五类。根据中国汽车技术研究中心统计数据、公开文献数据以及预测模型的整理分析,京津冀地区的各类汽车保有量及相关信息如表3~5所示。
由于各地区城市路况、汽车保有量、车辆类型构成比例等关键因素具有一定差异,造成北京市、天津市、河北省三地汽车配套使用绿色轮胎节能减排效果各有不同。针对上述考虑,以绿色轮胎节能减排模型(上文所述)为计算基础,结合京津冀三地汽车保有量数据,假定前提包括以下两点:
②由于资料缺乏及避免统计口径不统一造成误差,不包含“其它特殊用途车辆”。推演出2013年各地区节能减排效果以及各类型汽车占比。
由于京津两市采用“双限”制度控制汽车保有量增加,但实际上并未禁止外地牌照进入,因此计算实际在京津两市运行的汽车保有量时,需要将外地牌照车辆因素考虑在内。从实际情况出发,京津冀三地城区内汽车互为外地牌照车辆占比较高,也充分突出了本文对于京津冀地区统一测算的必要性和对真实情况反映程度。参照上述模型和测算结果,进行十年时间跨度的京津冀地区汽车配套使用绿色轮胎节能减排效果分析。具体结果如图3所示。针对不同用途车辆,考虑到相关政府部门推广使用绿色轮胎的难易程度不同,结合不同用途车辆所占比重,进行有针对性的政策法规引导,为政府在节能减排和消费者接受间找到利益平衡点,更有利于推广使用绿色轮胎。针对2013年、2015年和2020年三个时间节点进行配套使用绿色轮胎后,节能减排效果分析。
(1)从国家整体环境来看,通过推广应用绿色轮胎,节能减排效果较好,不仅可应用于新车OEM,也可应用于在用车辆的更换,已逐渐为主机厂所接受,伴随相关技术进步及规模化生产,以及国家相关轮胎标准政策近期出台,未来普及应用前景看好。
(2)从京津冀地区层面分析,作为国内最为重要的区域共同体,也是环境污染最为严重的地区,亟需为京津冀地区政府部门提供综合的区域性节能减排手段措施,而推广使用绿色轮胎,风险小、成本较低、效果明显,是该区域内可行的治理手段之一。
社会科技的发展已经进入了日新月异的时代,我国油气储运系统的更新已经跟不上石油化工业的发展速度,无论是在管材开发及应用上,还是对管材断裂等缺陷的控制上,都存在着许多急需解决的问题,而油气的高压运输更是我国石油业所面临的一个重大考验,因为油气的储运,连接着石油化工业整个生产运营活动中的每一个环节,起着传送纽带的作用,所以降低储运过程中的油气消耗,保证储运过程中的安全可靠性,是刻不容缓的,这就要求我们在不断的实践研究中去探寻油气储运技术的更高境界,摸清油气储运的发展规律,促进我国油气储运节能技术的更快发展。
(1)油气混输技术的分析前些年,我国石油与天然气的储运都是独立分开的,它是把油、气经过严格采集处理后,再进行分离,这就要经过三相分离器、天然气压缩机、原油外输泵等等设施来完成,不仅工艺复杂,而且运输起来也要分成不同的输送泵来进行独立输送,无形中造成了企业经济成本的增加,而经过革新后的油气混输技术,就是利用输送泵,把油、气、水混合在一起进行储运,它所需的设备只要一台混输泵和一条混输管道就可以进行了,这种储运工艺在我国的石油化工业中已经得到十分普遍的应用,因为这种储运技术不仅能保证各个输送管道独立完成输送任务,而且为石油化工企业降低了运输成本,增加了经济效益。
(2)输油泵变频调速技术的分析输油泵的变频调速顾名思义也就是说在油气的储运过程中对它的运输流量进行控制,这个过程是利用输油泵中离心泵的工作原理来实现的,我们控制油气储运过程中的流量大小一般都是采用安装在输油泵出口处的阀门的开关程度来进行调节的,这种方法虽然简单、易操作,但却很容易造成能源的浪费,而采用设置离心泵变频转速的方法,不仅能在油气储运过程中自由控制它的输送流量,更能达到节能的目的。
(3)控制蒸汽能耗技术的分析据统计,在整个油气储运的过程中,蒸汽的能源消耗能达到85%以上,这其中最大的原因就是油气储运过程中的温度没有得到保证,所以我们要想减少能源的消耗,首先,要从油气的存储温度下功夫,结合蒸汽消耗的状况对其温度进行合理的控制;其次,要加强对储油罐的保温工作,保证油质的温度与油罐温度的一致性。另外,对油气存储罐的清洁卫生状况也要加以检查和控制,因为油罐内的残留物在不同程度上也会影响油罐的传热效率,造成能源的浪费。
(4)常温输送技术的分析常温输送技术在我国石油化工业中的运用比较广泛,大多的石油化工业都在采用这种输送法来对油气进行储运,因为它不仅节能,而且对加热保温装置的技术要求也不是十分的严格,从不同程度上减轻了石油化工企业的一些额外的资金开支。
(1)结合实际,因地制宜因为各石油化工企业所处的环境不同,具体的情况也不一样,所以对储备系统的建设方法也不尽相同,因而要对油气储备的采购、销售以及运营等进行科学的研究,制定出符合实际的管理方案及储运措施。
(2)加强实时监测因为油气的储运过程都是看不见、摸不到的,所以加强实时监测是十分有必要的,它可以随时观察到输送管道的所有的状况,对储运管道发生的泄漏等现象,可以在最短的时间内进行补救,为企业降低消耗,节约能源,同时还能保证油气储运过程的安全可靠性。
(3)加强技术更新从我国的总体水平来看,石油的产能不小,位于世界的前列,但储运技术却没有达到世界的先进水平,在油气的存储温度上、输油泵的变频调速上以及混合储运等等技术上都还有待加强和提高,所以为了尽快使我国的油气储运节能技术与国际化水平接轨,就必须加强油气储运过程的管理,找出油气储运过程中的关键环节,进行改进和革新。
总而言之,石油天然气的存储运输环节是整个石油化工企业的所有生产经营活动中的重中之重,只有把油气储运系统的节能技术落到实处,管理措施落到实处,才能保证油气储运过程的整体质量,才能在油气储运过程中减少不必要的能源消耗,促进油气储运系统向高效、节能、安全、环保、低碳的方向发展,使我国石油业在国际化的竞争中立于不败之地,为我国的国民经济建设增加可观的经济效益奠定基础。
[1]曹岩辉.关于油气储运系统节能技术的研究[J].科技风,2012,17:79.
节能减排审计是以环境审计为基础、专门对影响环境及能源状况和环境质量的节能减排工作进行审计的一门“专项审计”工作。
(1)实施节能减排审计主要是对企业经济活动中的节能情况、污染物排放情况及采取的相关节能减排措施进行审计和监督,并对那些预计项目的耗能情况,以及这些项目预计对环境造成的影响的相关信息进行鉴证和评价;
(2)通过节能减排审计,为被审计单位提供与能源和环境相关的咨询、服务和监督,以促进企业提高资源综合利用水平,并有效降低能源消耗水平。
节能减排审计评价体系主要是指建立的节能减排审计评价指标体系,为了全面系统地评价节能减排审计的效果,需要既设置定量指标,又考虑定性指标,从而更加系统、规范地评价企业的节能减排审计效果。
通过创新节能减排审计方法,引进其他交叉学科的最新技术方法,可以更有效地评价企业节能减排效果,有效监督企业节能减排的工作绩效。
企业在经历了以所有权和经营权分离为标志的产权制度改革后,产生了受托经济责任制(包括受托环保责任),为节能减排审计的产生和发展提供了制度基础保证。节能减排审计属于新兴交叉学科,它隶属于环境审计。通过构建节能减排审计评价体系,可以促进现代审计理论研究和发展。
一个有效的节能减排审计评价体系的构建,将为节能减排审计人员的审计实践工作的开展创造有利条件。根据评价指标的总要求,开展审计工作,实施相关审计程序,搜集充分、适当的节能减排审计证据,对企业的节能减排情况进行客观、全面、系统的审计鉴证和审计评价。
节能减排审计评价的主体主要包括:政府审计组织、注册会计师审计组织和企业内部审计组织,通过三位一体齐抓共管,对节能减排审计工作进行客观、合理、可靠、完整、规范、综合的评价。
系统性即要求在构建的节能减排审计评价标准时,应当从系统、全面的角度选取评价指标。
在节能减排复杂的审计工作中,应当注意各审计指标所具有的相关性,因此,在构建节能减排审计评价标准时,可以对企业的节能减排工作从多个角度进行考核,包括从财务层面、社会公众层面和企业运营层面等方面考虑。
构建节能减排审计评价标准时,应当立足实际,充分考虑相关考核指标的合理性和可靠性。在考虑定量评价时货币计量属性的同时,可以考虑采用属性,在进行定性评价职业判断时,分级设置“优”“、良”“、中”“、差”等多阶段评价标准。
构建节能减排审计评价标准时,考核指标应相互独立,不能交叉重叠。在同一审计目标下,相关评价指标具有可比性。评价考核指标可以采用相对数、平均数和比例数进行考核比较。
构建节能减排审计评价标准时,应当考虑成本效益原则,从而使审计工作发生的支出低于其所带来的收益。
目前我国节能减排审计评价指标主要有四种:一是反映企业节能减排的控制环境指标。主要是与企业节能减排内部控制制度和经营战略等相关的指标,包括财务收支、节能减排投入、企业文化、政策和道德价值观等方面;二是反映企业节能减排的业务活动指标。企业从“供、产、销、研、发、财”全过程对企业进行节能减排工作考核;三是反映企业节能减排经济效益情况的指标;四是反映企业节能减排对能源消耗及环境影响的指标。既开源又节流,充分考虑节约能源,降低环境影响,并考核资源综合利用及清洁能源的开发利用情况。
企业节能减排的控制环境指标包括节能减排教育培训投入率、能源有效利用率及节能环保设备使用率等指标。
(1)节能减排教育培训投入率=(节能减排教育资金÷企业员工培训总费用)×100%该指标反映企业节能减排价值观培养及节能减排企业文化建设的重视情况。
(2)能源有效利用率=(有效能量÷实际能源消耗量)×100%该指标反映企业有效利用能源水平。
(3)节能环保设备使用率=(节能环保设备价值÷固定资产净值)×100%该指标反映企业减少排放、环境保护和环境治理工作的执行效果。
(4)绿色产品比例=(绿色产品数量÷全部产品数量)×100%该指标反映企业的节能减排控制环境对产品结构的影响和促进效果。
企业节能减排的业务活动指标主要是评价节能减排相关项目的收益情况,包括对节能减排固定资产的收益情况,以及对节能减排的成本节约净额等的评价。实施节能减排的项目收益具有递延性,可能会影响企业未来一定的会计期间,当期发生的节能减排的成本支出,可能会低于当期取得的收益,出现“入不敷出”情况。因此,应从企业持续经营角度对节能减排的业务活动指标进行考核。
(1)节能减排固定资产的收益=该固定资产取得的节能减排收益-购置该固定资产的支出总额
(3)实施节能减排的成本节约净额=环境保护及治理费用正常支出节约额-节能减排的投入金额环境保护及治理费用正常支出节约额,包括用于环保及环境治理费用的减少额、违反环境法律法规的罚金减少额、能源节约金额、资源综合利用节约额等。
企业节能减排经济效益指标主要是对节能减排相关项目的总收益中收益所占比例进行评价,包括评价用于节能减排的固定资产的收益率指标、用于节能减排的无形资产的投入率指标,以及用于节能减排的节能资金收益率等相对指标。
(1)节能减排固定资产收益率=(节能减排固定资产收益额÷节能减排固定资产投入总额)×100%
(2)节能减排无形资产投入率=(节能减排无形资产投入金额÷全年销售收入)×100%节能减排无形资产包括在节能减排过程中与环境资源相关的专利技术、知识产权、专有技术等。
企业节能减排对能源消耗及环境影响的指标主要是在节能减排项目的实施中,对降低污染情况进行评价,具体包括:单位产值能源消耗率“、工业三废”利用率,以及污染物排放达标率等指标。
(1)单位产值能源消耗率=(一定时期能源消耗总量÷一定时期总产值)×100%将该指标应用到能源消耗指标上,本文主要选取电能、燃料和原煤等,其他能源可以按此指标公式套算。单位产值电能消耗率=(电能消耗总量÷总产值)×100%;单位产值燃料消耗率=(燃料消耗总量÷总产值)×100%;单位产值原煤消耗率=(原煤消耗总量÷总产值)×100%。
(2“)工业三废”利用率=“(三废”产品利用量÷“三废”产品总量)×100%“工业三废”是指在工业生产时产生的工业废气、废水和废渣“。工业三废”对环境具有严重的污染和破坏作用。需要通过资源综合利用的有效途径,对“工业三废”加以治理和废弃物回收利用。废弃物回收利用率=(可转化为可利用资源总量÷废弃物总量)×100%。
(3)污染物排放达标率=(污染物达标排放项目数÷污染物总项目数)×100%;单位产值排放废弃物、污染物量=(废弃物、污染物排放总量÷总产值)×100%;单位产值排放废水量=(废水排放量÷总产值)×100%;单位产值排放废气量=(废气排放量÷总产值)×100%
通过在定量分析取得各节能减排项目的指标值,在此基础上利用德尔菲法进行专家评分,并合理确定各指标权重,经计算加总求出定量分析综合指标。同时考虑定性分析影响因素,通过节能减排审计人员的专业判断,对定量分析综合指标进行修订,最后得出节能减排综合评价指标。
3.1节能减排审计的主要评价方法评价节能减排审计的主要方法有传统审计评价方法和专门审计评价方法。
传统审计评价方法主要包括:询问法、检查法、审阅法、观察法、重新计算、重新执行、函证、分析程序等。这些方法主要是针对被审计单位的相关业务活动及会计记录、会计文件和资料进行的审计程序,目的是获得与节能减排审计相关的充分、适当的审计证据,以支持审计人员发表相关的节能减排审计意见。
(1)节能减排审计目标法,将被审计单位相关节能减排审计项目分解为多个目标,按照审计业务的性质、时间安排及审计范围要求,在遵守审计原则和审计标准的前提下,采用适当的审计程序,进行节能减排审计工作的方法。
(2)节能减排实质性分析法,是在实质性测试程序中,利用比较分析、比率分析、趋势分析方法对财务或非财务数据进行分析,通过分析相关指标的内在联系,得到可靠的审计证据的方法。节能减排审计人员通常在充分了解被审计单位及其控制环境的前提下,通过风险评估,决定实施进一步审计程序。对节能减排项目管理进行内部控制测试,做出对内部控制可信赖程度的专业判断,考虑以最小的成本取得最大收益的成本效益原则,如果被审计单位内部控制可信赖程度高,将在执行实质性程序时,多考虑实施实质性分析程序,减少细节测试工作的方法。
(3)节能减排审计费用效果分析法,将环境保护和节能减排费用与节能减排措施的实施效果进行方案比较的一种经济评价方法,具体包括最佳效果法和最小费用法。
节能减排审计评价报告应当满足节能减排审计目标相关要求,揭示被审计单位节能减排管理工作的审计状况,根据节能减排审计的要求和被审计单位的实际情况,审计人员可以依据充分、适当的审计评价证据,对被审计单位出具节能减排审计报告和节能减排审计管理建议书。
1.1全域空间相关性检验空间统计学一般使用空间统计量——空间自相关指数Moran’sI检验区域经济变量的空间依赖性,即全域空间相关性.全域Moran’sI指数[10]定义。为了检验省域公路运输周转量是否存在空间自相关及集群现象,本文利用GeoDA方法计算了1981–2012年31个省公路周转量的Moran’sI指数.计算结果如图1所示.全域Moran’sI的取值范围介于-1~1之间,若数值大于0,说明空间存在正自相关,数值越大说明空间的正自相关性越强;若其数值小于0,说明具有空间邻接关系的单元之间不具有相似的属性,数值越明各空间单元的差异性越大;若数值为零,说明不具有空间相关性,各单元之间服从随机分布.从图1可以发现,中国31个省、直辖市和自治区的公路运输周转量在空间分布上具有正自相关关系,即空间依赖性,这表明各省域的公路运输周转量是存在相关性的.而且,从1981年开始,我国公路运输周转量的空间相关性虽然有所波动,但整体呈上升趋势,表明在我国道路交通运输系统发展的同时,各省间的联系越来越紧密,地区间公路运输周转量的空间依赖程度越来越高.因此,在进行省域公路运输周转量分析时,空间影响因素不可或缺.
1.2局域空间相关性检验局域空间相关性又称为空间关联局域指标(LISA),局域Moran’sI指数。采用局域空间相关性分析方法(LISA)对省域公路运输周转量的空间格局和集群现象进行更深入的分析,以弥补全域空间相关性分析方法的不足,其结果如图2所示.“本地高,周边高”型地区本身具有较大的公路运输周转量,且附近的地区也具有较大的运输周转量;“本地低,周边低”型地区本身的运输周转量较小,其周围的地区运输周转量也较小,同样,有“本地低,周边高”型地区和“本地高,周边低”型地区“.本地高,周边高”和“本地低,周边低”型地区表示正的空间自相关并且存在相近运输周转量的空间聚集,而位于“本地低,周边高”和“本地高,周边低”型地区则与邻近地区呈负相关.如图2所示,“本地高,周边高”型地区为高空间集群效应地区,包括,辽宁、江苏、上海、浙江和江西5省、直辖市;“本地低,周边低”型地区为低空间集群效应地区,包括,新疆、甘肃、青海和四川4省、自治区;“本地低,周边高”区域为具有负空间集群效应的地区(即本地区公路运输周转量低,而周边地区高),包括安徽和天津2省.其他地区不具有明显的局域空间相关性.通过对比不同省域公路运输周转量局域空间关系可以发现,在不同的经济情况、产业结构、地理条件下,各省的运输结构各不相同,对周边地区的影响力也存在较大差异.因此,在制定公路运输业的节能减排措施时,应选择“本地高,周边高”和“本地低,周边低”型地区,其可以在降低自身公路运输周转量的同时,带动周边地区的公路运输的下降,以达到最优的节能减排效果.
2.1空间计量模型依据空间面板模型的相关理论,空间常系数回归模型包括空间滞后模型(SLM)和空间误差模型(SEM)两种,以及空间变系数回归模型——地理加权回归模型(GWR)[12],本文将运用空间常系数回归模型进行全域范围的研究,分析省域公路运输周转量的空间效应和影响因素.空间滞后模型[13]可以检验各变量在某地的扩散效应(或溢出效应)。
2.2公路运输周转量空间计量模型构建影响省域公路运输周转量的主要因素包括经济水平、产业结构和人口数量等因素.本文在构建空间滞后模型和空间误差模型时,选取分产业GDP(第一产业FGDP、第二产业SGDP、第三产业TGDP)、省域人口总数(People)等指标做解释变量来分别反映经济水平、产业结构和人口数量.本文选用各省、直辖市、自治区的空间距离作为空间权重,通过模型的比较分析,揭示省域公路运输周转量的空间效应及其影响方式.该模型表示某一省域公路运输周转量与其相近地区(具有空间相关性的地区)公路运输周转量、本省经济水平、产业结构和人口数量的关系.式(9)与式(8)的区别在于,式(9)的空间影响体现在空间滞后误差项中,没有直接以TOVi的形式出现.
3.1公路运输周转量空间计量模型数据分析根据2012年的统计数据,对上节中的公路运输周转量空间计量模型(空间滞后模型、空间误差模型)和一种传统的回归模型(即不考虑其空间相关性)求解,其结果如表1所示.从表1可以看出,三种模型下的拟合优度都高于0.8,空间滞后模型的拟合效果最好.空间滞后模型拟合结果显示,空间自回归系数为0.5578,说明公路运输周转量具有较强的空间依赖性,空间临近效应非常明显.因此,仅仅采用传统的计量经济模型进行分析将会得到有偏差的结果.从空间误差模型结果看,空间误差自相关系数为0.597,说明各省间存在的不可观测数据也对公路的客货周转量产生正向作用.另外,第一、第二产业对公路运输周转量的贡献都大于第三产业,政府加大力度优化产业结构,增加服务业的比重,有利于降低公路运输周转量,进而降低交通运输业的能源消耗,达到节能减排的目的.
3.2情景分析我国在实施公路运输的节能减排措施时,应该对各个省份采用不同的策略与尺度,因此,本文以空间临近效应高的地区为案例,分析这些地区公路运输周转量下降对周边区域的影响,进而分析其对全国节能减排的贡献.由于辽宁、上海、江苏、浙江及江西具有高空间集群效应,这些城市公路周转量的下降会带动其周边地区减少公路运输,进而可以促进全国范围内公路运输量的下降.因此,本文着重分析这些地区减少公路运输对全国节能减排的影响情况.考虑到辽宁、上海、江苏及浙江是沿海地区,这些城市可以通过大力发展水路运输减少公路运输周转量;江西是内陆城市,可以通过铁路运输降低公路运输分担率.假设2014年GDP增长率为8%,国内具有良好的节能减排实施环境,当高空间集群效应的地区公路运输周转量降低不同幅度(假设三种情景:下降25%、15%、5%)[14]时,应用空间滞后模型计算各种情景下全国的节能减排效果.具体情况如表2所示。从表2可以看出,三种情景下,辽宁、江苏、上海、浙江和江西五个地区公路运输周转量的减少均带动其空间邻接区域公路运输周转量不同程度的降低,分别降低6.6%、3.2%和1.4%.由于这只是减少5个地区的公路运输周转量对全国节能减排的影响,因此,其降低比例要低于这5个地区的情况,但这只是部分地区对全国的间接影响,如果进一步扩大减排的省域将可能呈现相互影响、梯次下降的局面,进而实现我国预计的节能减排目标.
(2)外墙内保温:一般采用在外墙的内侧覆盖保温水泥砂浆墙面、白灰墙面、彩装模等保温材料,无论采用哪种方法或同时使用几种方法,都能使建筑达到保温节能作用。常使用的外墙内保温方法如下:①砂浆抹面法:用水泥、砂、水和外加剂等按一定比例,充分混合均匀后抹涂于墙上的砂浆;②混合砂浆法:用水泥、石灰、砂子、水、混合搅拌,涂抹到内墙壁上用于内墙壁的找平处理;③石膏建材:运用于内墙涂料与涂装的找平;④彩装膜:是一种新装饰材料,它以简单便捷的贴膜形式,在墙壁、水泥墙上直接粘贴,无接头。其保温性、耐温性良好,具有较好的隔热、防水、隔音及防火作用。
(3)混合保温:是指外墙内保温与外墙外保温同时使用的保温方式,它的优点避免了外墙内保温的缺点,又加强了外墙外保温的优点,同时使建筑更加保温、防潮、防水、隔音、防火、在坚固的同时提高节能效率,可节约热能80%以上。
(1)太阳能热水:是一种把太阳能集热器中的热水温水排放出来用于生活用水,其优点是一年四季都能够满足居民一家一户的生活用水,节约大量的能源。
(2)太阳能采暖:太阳能采暖一种是把太阳集热器中的温水和水热泵结合起来,由太阳集热器给水热泵提供温水,再由水热泵加热增高温度能够满足要求后给室内采暖提供热源。根据当地气候特点,一年内有一个月为严寒冷冻天气,假如增加太阳能集热器的采光板的面积还无法满足采暖要求时。就要临时启动辅助热源或水热泵系统才能达到要求。在初冬和冬末初春时期是太阳能的高效期它既能够保证生活用水也能保证正常的供暖。这时水热泵停止工作。为此,太阳能采暖既节约了大量的能源又解决了当地农村建筑室内采暖的问题。是一条可持续发展之路。
(3)辅助热源:由于天气的影响,太阳能采暖具有很多的不确定性,为确保采暖的可靠性,必须增设辅助热源。辅助热源根据当地的条件选择,可选择电加热,水热泵或生物热能等。当地秸秆、柴薪丰富,在安装使用辅助热源时应首选生物热能。对于秸秆、柴薪丰富的普通家庭应采用生物热能辅助热源。对于家庭条件好或秸秆、柴薪缺少的家庭应采用水热泵、电或煤炭作为辅助能源。
(4)风光互补发电:根据宁夏气候特点,气候干燥,风多风力大。年平均日照时数2800小时~3000小时,太阳光充足,采用风力和太阳能发电互补的形式发电。它将电能的一部分作为照明灯用电,而冬季将另一部分再转换为热能供暖。这既提供了照明灯的电能和辅助热源又节约了外购的电能。
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