能源消耗优化 篇1
港口作为我国对外开放的窗口和现代物流供应链中的重要环节, 日益成为集运输、配送、仓储、加工、包装、增值服务等功能于一体的综合性物流平台, 其能源消耗在整个交通行业中占有一定的比重, 抓好港口行业的节能降耗工作是我国交通行业节能工作的重点之一。港口节能管理措施包括港口建设运营期的装卸设备选型、工艺及辅助生产设施, 以及工作人员操作技术水平、节能理念和意识等方面。而港口的装卸设备生产能耗是影响港口能耗的最大因素, 因此, 优化装卸工艺流程、合理匹配装卸机械, 对于降低港口装卸作业的能源消耗非常重要。
港口装卸工艺就是根据港口企业发展战略和货物装卸作业要求, 通过一系列的技术、经济和组织措施, 对流程内的人、机、料进行科学管理, 以保证装卸工艺流程处于良好工作状态, 保证装卸活动正常进行。装卸工艺是实现港口物流功能的手段, 是港口运营生产的基础, 是连接港口装卸各环节成为一体的纽带。科学合理的设计港口装卸工艺, 是港口节能管理的重要手段。
天津港汇盛码头公司, 是新成立的一家港口装卸企业, 主要货类是件杂货, 在码头的建设和投产以后我们非常重视优化装卸工艺的设计, 降低生产过程的能源消耗, 并取得了一定的效果。
一、作业中合理的配备机械设备
在港口装卸生产过程中, 港口机械设备的选型和装卸工艺设计中机械设备配置是否合理, 对港口生产效率和节能工作产生非常重要的影响, 装卸码头的机械设备的选择, 一般要考虑码头吞吐量、船舶、货类、货物的流向等因素, 汇盛码头每年的吞吐量数千万吨;主要货类有:钢材、木材、集装袋等件杂货, 建筑材料等散装货物, 而且各种货物的吞吐量并不确定, 也不均衡, 这就决定在选择装卸机械时, 必须考虑通用性;船舶为万吨以上的散杂货船;综合上述因素, 在码头设计中, 我们选择了门机、轮胎式起重机等起重设备, 牵引车、拖板车等水平运输机械设备, 叉车、装载机等搬运设备。货物的流向, 主要是装卸船的双向作业, 因此, 我们把门机配备在码头前沿, 这样就能很好的利用岸电进行装卸船作业, 在装卸船作业中, 更好的节约能源, 降低装卸成本。因为在生产过程中主要是装卸车船作业, 货物的流动主要是:由船到货场, 或者是由货场到船;由车到船, 或者是由船到车;对于由船到货场之间的有一定距离的装卸生产过程, 一般采用码头岸边配备门机, 货场配备轮胎吊或叉车, 中间水平运输配备牵引车进行装卸作业;对于车船之间的装卸生产过程, 一般采用门机进行直接装卸作业;这样配备机械设备, 是装卸生产过程更加经济和节约能源。
二、科学的设计装卸作业工艺流程
装卸工艺流程是根据设计任务中货物种类、货物流向等要求而设计的。工艺流程的合理与否会直接影响装卸机械的配置、港内库场设置、货物在港装卸搬运的操作的效率、货物在港的流转效率、装卸工艺的平面布置, 进而影响着装卸作业的能源消耗。在装卸工艺设计过程中, 我们充分考虑装卸作业的效率和能源消耗, 主要做法是:
1、绘制码头、货场的平面图, 实测每个泊位到货场每个区段的的距离, 标注在平面图上。
2、测量出各种装卸机械设
备, 各种货类, 单位作业量的能耗情况, 制作各种装卸机械设备, 装卸不同货类的单位能耗表, 以供设计装卸工艺流程是参考。
3、设计各种货类的装卸工
艺流程预案, 其中包括装卸机械、装卸人员、装卸工属具配备, 装卸操作过程和作业方式, 装卸效率和能源消耗预测等内容。
4、根据船舶、货类和作业的
实际情况, 编制装卸作业工艺流程, 使装卸机械、装卸人员、装卸工属具配备最合理, 水平运输的距离最短, 作业效率和能源消耗最低。
以上做法充分考虑了车、船、货场、机械设备、工属具、作业人员的协调统一, 装卸作业工艺流程科学经济。
三、根据货类的特点研发适宜的工属具
装卸工属具是港口生产的重要组成部分, 没有先进的装卸工属具, 人员和设备的能力就不能得到充分发挥, 就会造成能源和资源的巨大浪费。汇盛码头公司是一个以装卸件杂货为主的港口企业, 在港口工属具的研发上, 应该既考虑通用性又要考虑专业性。
1、通用工属具要合理的设
置要合理的设置负荷、规格等级, 如扣类工属具, 是一种港口装卸作业中最常用的工属具, 它是用于长大五金、圆木等货类, 这些货类有很多的不可预见性, 因此必须根据常见货物的重量和外形尺寸合理的设置负荷、规格等级, 供装卸作业中选用, 以提高装卸效率, 降低能源消耗。
2、要根据特殊货类设计专
用的工属具, 如卷钢、工工字钢吊具等, 专用吊具可以最大限度的发挥装卸机械设备的效能, 减少装卸机械设备的空转等待时间, 提高能源的利用效率。
3、在港口装卸工属具的研
发中, 要积极的引进先进的技术和材料, 减轻工属具的自重, 降低工属具的能源消耗, 在扣类工具使用高强度材料, 在抓斗的制作中使用合金钢材, 使工属具的自重降低, 相应的吊装的货物重量增加, 能源的效率得到提高。
四、不断的改进工艺方案
在工作中不断开展装卸工艺改进, 提高作业效率和用能效率, 降低生产能耗。进行装卸生产合理配机及资源优化的研究, 优选出节能工艺方案。同时研制了各种货类的专用及高效的工属具, 提高了机具与生产的科学配套水平。要加强工艺执行情况的检查预评估, 不断的发现在实际执行中存在的问题, 改进工艺流程的设计方案, 要随着新技术、新工艺、新材料、性的运输方式和新研发港口工属具的应用, 重新设计港口装卸作业工艺流程, 使之更加的科学合理。
能源消耗优化 篇2
在美国,住宅与商用建筑的能耗已经超过工业能耗,成为最大的能耗体。而在中国,建筑能耗也已与工业能耗、交通能耗一起成为能源消耗的三大“耗能大户”,约占社会总能耗的30%。不仅如此,由于中国正处于工业化、城镇化和新农村建设快速发展的重要阶段,不断新增的建筑群体将使建筑能耗继续保持增长的走势。
面对这一增长趋势,为进一步提高能源利用效率,构筑绿色建筑,2013年年初,由中国发改委和住建部提出的《绿色建筑行动方案》指出:“十二五”期间中国将新建绿色建筑10亿平方米;到2015年年末,城镇新建建筑中绿色建筑的比例将达到20%。同时从多方面系统化推进建筑节能,引导绿色建筑标准向保障性住房等公益性建筑推广,稳步提升新建建筑的节能质量及水平。
作为建筑能耗的重要组成部分,电梯节能化是实现绿色建筑的重要组成部分。奥的斯电梯(中国)投资有限公司总裁腾逸博(Tony Black)在2013年城市发展与规划大会上曾表示:“目前,电梯市场已经积极调整策略、不断推出创新技术来推动绿色建筑目标的实现。这其中,由奥的斯电梯研发的ReGen能源再生科技不但可以有效实现建筑节能,更可以实现‘造’能。”
2 电梯“发电”的原理
电梯牵引系统主要由轿厢、曳引机和对重三部分组成。如图1所示,对重位于电梯井道的一侧,通过曳引钢丝绳连接到轿厢顶部,并通过自身重量来平衡轿厢重量,减少电梯曳引机的输出功率。对重的重量通常是轿厢满载时重量的一半,也就是说,通常只有当轿厢载客量为额定载重一半的时候,轿厢和对重之间才相互平衡。因此,电梯实际运行时,轿厢与对重之间通常存在重量差。
当较轻的一端向下运行时,曳引机消耗电能完成工作。相反,当较重的一端向下运行时,该端的重力就牵动曳引机,使曳引机被动旋转,将重力势能转化成电能,曳引机即处于发电状态。因此,如图2所示,电梯通常在两种状态下处于发电状态:(1)轿厢端的重量小于对重端,并且轿厢处于上行状态。(2)轿厢端的重量大于对重端,并且轿厢处于下行状态。
3 ReGen能源再生科技原理
如图3所示,当曳引机处于发电状态时,电梯产生的能量经传统的非能源再生变频器中的制动电阻吸收,转换为热能挥发,造成能源浪费,污染了环境。
但是,奥的斯电梯的ReGen能源再生技术的创新之处在于取消了变频器中的制动电阻(如图4所示),转变为将电梯产生的能量反馈至建筑的配电柜,为邻近正在耗能的电梯或同幢建筑内其他用电设备提供可观的能量,从而有效降低建筑整体的能源需求,不断为建筑业主和住户节约能源。
4 ReGen能源再生技术节能效率分析
ReGen能源再生技术作为电梯节能的创新技术,究竟可以为建筑节约多少电能?与传统电梯相比,当ReGen能源再生技术配合奥的斯GeN2电梯系统使用,最高可节约75%的电能(如图5所示)。尤其是当轿厢与对重的重量差越大,楼层越高,电梯使用频繁,返回的能量就越多,即实际消耗电能大幅度降低,能源得到了高效利用。
此外,电梯的节能效率还会因驱动或曳引机的类别而有所不同。传统驱动或曳引机包含以下四种类别:液压驱动、无齿轮感应式曳引机、有齿轮感应式曳引机,无齿轮永磁同步曳引机。GeN2电梯使用的正是无齿轮永磁同步曳引机。
为更好地了解ReGen技术、GeN2电梯以及不同曳引机下的节能状态,可以通过一组数据对比来了解配备ReGen技术的GeN2电梯的强势节能效果。
图6比较了典型住宅电梯市场(载重1000kg,运行速度1.0m/s,停8次,每年30万次启动)中六种使用不同变频器和不同曳引机的电梯的节能效率,分别是:使用ReGen能源再生变频器和GeN2曳引机的GeN2电梯、使用传统非能源再生变频器和GeN2曳引机的GeN2电梯、使用传统非能源再生变频器和无齿轮感应式曳引机的电梯、使用传统非能源再生变频器和液压驱动的电梯、使用传统非能源再生变频器和有齿轮感应式曳引机的电梯、使用传统非能源再生变频器和无齿轮永磁同步曳引机的电梯。
通过对比发现,使用ReGen能源再生变频器的GeN2电梯不仅能有效降低电力需求高峰值,并且可以大幅减少能源消耗,最高可达75%。
当我们将同样的六种电梯置于典型商用电梯市场的条件下(载重1600kg,运行速度1.6m/s,停20次,每年30万次启动)实验,发现结果相同:使用ReGen能源再生变频器的GeN2电梯可以有效降低电力需求高峰值,并且减少能源消耗高达64%,如图7所示。
除得力于ReGen能源再生科技外,GeN2电梯的出色节能性同样源自驱动系统中的其他组件。举例来说,聚氨酯涂层的钢带比传统的钢丝绳轻20%,钢带自身出色的柔软性能够允许电梯系统采用小型化的曳引机;此外,GeN2电梯所采用的是小惯量型曳引机,其轴承部件为永久密封,有效节能的同时,也不需要额外润滑养护,进一步提升建筑的绿色程度。
值得一提的是,ReGen能源再生变频器产生的是清洁电能。通常来说,传统非再生变频器输入线电流畸变率最高可达80%,容易对设备造成干扰,导致电力系统各部件发热,甚至可引起设备工作异常。而ReGen能源再生变频器的输入线电流畸变率小于10%,显著减少对建筑电力系统的干扰及污染,有助于保护建筑内的敏感设备。
5 广州珠江城大厦节能实例分析
广州珠江城大厦是广州市第三高建筑,落成于2012年。该建筑地上建筑共71层,高度为309米。作为全球最环保的摩天大楼之一,该建筑致力于实现“零能耗”,采用了包括建筑风力发电、太阳能、高效节能空调及电梯系统在内的多项绿色科技。这些高效节能科技的应用使珠江城大厦与同类建筑相比在实际运营中减少了50%的能源消耗,其中,奥的斯GeN2电梯功不可没。
与普通建筑相比,建造类似绿色摩天大楼在成本上将有所增加。但是,通过降低能源消耗以及取消大型空调、锅炉和压缩机来实现空间的节省,将使绿色建筑的额外成本在5年内收回。这也是中国国家游泳中心(水立方)选择奥的斯GeN2电梯的原因之一。
此外,腾逸博总裁在2013年城市发展与规划大会上表示:“未来,奥的斯计划通过规模经济实现产品成本的降低和更广泛的技术普及,并决定将ReGen能源再生科技应用于所有GeN2系列电梯中。”
6 ReGen能源再生技术的长远效益
推广绿色科技所面临的最重要挑战主要聚焦在人们对于绿色设计、建造及认证的成本望而生畏。诚然,绿色建筑的成本会超过普通建筑的成本,我们将其称为“绿色附加值”。但是,采用绿色技术所带来的成本附加部分可以在建筑物的生命周期内,通过设施的费用节省、项目价值的增加以及员工生产率的提高来弥补。
换言之,绿色解决方案并非一定是昂贵的,它同样可以是经济实惠的。追求绿色科技不仅具有社会意义,也可以带来经济效益。例如:在项目初期就将绿色科技作为规划设计的有机组成部分,并充分利用规模化来大幅降低绿色建筑的成本。
ReGen能源再生科技不仅节约电能、节省电费、减少散热、有效降低大楼的废热负担,对大楼的环境有很大改善,同时为建筑的整体形象也带来巨大的提升。
从长远角度看,ReGen能源再生技术带来的效益更是惊人。如果中国今后十年新装电梯均采用该技术,将节省电能40.7亿千瓦时,相当于减少一座中型发电站。如果全世界范围内每年新装电梯都选用能源再生变频器,则每年能省去8.76亿千瓦时,相当于减少一座一年发电100兆瓦的发电站,二氧化碳排放量每年可减少37万吨。
如果将全世界已有电梯都更新使用能源再生变频器,则每年能省去153亿千瓦时,相当于减少一座一年发电1750兆瓦的发电站,二氧化碳排放量每年减少700万吨。
7 电梯行业节能化进展
目前,电梯行业积极主动承担起创造绿色低碳生活、持续提升人类生命质量的社会责任,并大力开发和推广绿色节能产品和技术,比如新型建筑材料的广泛运用。
奥的斯电梯致力于将能源再生科技应用到从低速到高速全系列电梯,真正实现了全方位的节能。目前,通用变频器供应商供应的再生变频器价格较为昂贵,而奥的斯电梯改变了这种高价状况,让更多的用户可以享受到这种革新的技术成果。
8 结束语
总之,技术与建筑可以实现从“能源消耗”向“能源再生”的转化;“绿色”对于社会是可以承担的,并可以帮助我们节省更多支出,甚至带来经济回报。
摘要：目前,中国建筑能耗已超过工业能耗,约占社会总能耗的30%。如何充分利用新兴技术产品推动绿色建筑行业发展,促进建筑节能已至关重要。本文详细介绍了奥的斯GeN2?电梯独有的ReGenTM能源再生技术给建筑带来的绿色节能效应,并以广州珠江城大厦为例,分析了电梯技术给建筑带来的绿色效应及长远效益。
关键词：ReGenTM,绿色建筑,能源再生,节能
参考文献
[1]梁左燕.“2013中国绿色建筑峰会”拉开序幕.新华网上海频道.http://www.sh.xinhuanet.com/2013-11/22/c_132910246.htm
中国能源总量的消耗预测 篇3
[关键词]灰色预测模型；能源消耗
一、引言
中国虽然是一个能源大国，但是能源是有限的，合理利用资源是我国一直提倡的。能源是经济的发展和人民生活水平的提高的基础，能源短缺就会抑制社会发展，进而阻碍人民过上幸福生活。虽然近些年能源短缺的局面有所好转，但是从长远来看，合理利用资源的任务仍然任重而道远。因此做好未来能源预测，为能源规划提供科学的理论指导，有利于我国经济在正确的轨道上前行。本文利用《中国统计年鉴》得到31期全国能源消耗总量y的时间序列如下表一所示：
二、预测方法介绍
2.1灰色预测法
灰色预测法是一种对含有不确定因素的系统进行预测的方法。一般是利用时间序列数据，通过建立GM（1，1）模型进行预测。灰色预测模型的预测步骤如下：
原始序列：
对原始序列进行一次累加生成，得到新序列：
构造系统矩阵B和数据向量Yn
（4） 求待估计参数向量
GM（1，1）模型中参数向量，其中的a，u都是常数，可通过最小二乘法拟合得到：
（5） 确定GM（1，1）模型的形式
t=1，2，3……n-1
上式就是数列的预测公式。
（6）求原始数列的预测值
由于上式是对一次累加生成数列的预测值，因此我们可以利用累减生成法求得原始数列的预测值。公式如下：
（7）利用历史数据对数据模型进行精度检验，若通不过检验，则利用残差对原模型进行修正。
2.2灰色模型预测
根据历史数据序列x（0），做一次累加得到生成序列
进行矩阵运算得到发展灰数a=-0.050814196，μ=258992.1173，得到预测模型为：
2.3残差检验
将得到的序列x（1）进行一次累减生成预测序列x（0），将预测值与真实值比较得到绝对误差序列et为：
△（0）={0，1338.651788，2273.716487，2385.661674，202.7264055，5911.485433，1809.201255，3684.633277}
相对误差序列为：
φ={-0.004772241，0.007801448，0.00777983，0.000623891，-0.016986929，-0.005001496，0.009825689}
计算相对误差后发现相对误差几乎都小于1%，模型的精确度较高。下面进行关联度检验，当ρ=0.5时，关联度大于0.6时就可以通过关联度检验了。由残差的绝对序列可知
。然后根据公式
计算每个序列值的关联系数，再求平均得到关联度r=0.653957543。本文取ρ=0.5，r>0.6，因此模型通过了关联度检验。模型既通过了残差检验，又通过了关联度检验。
三、G（1，1）模型用于宏观经济预测
由上面结论可以推到出中国能源消耗的预测模型为：
四、小结
由上文可知灰色预测模型对我国2006-2013年的全国能源消耗总量数据做了出色的解释。因此，笔者运用灰色预测法大胆的对中国未来5年的能源消耗进行了预测，其预测值可信度较高，对政府制定合理的能源政策和能源发展战略具有参考意义。
参考文献
[1]中国国家统计局 中国统计年鉴2009.
[2]徐国祥编著.统计预测与决策.上海财经大学出版社，2009.
[3]刘勇，汪旭辉.ARIMA模型在我国能源消费预测中的应用.经济经纬，2007，
[4]潘志刚，韩颖.组合预测法在我国汽车市场需求预测中的应用.商业研究.2006，（20）.
作者简介
我国能源概况与能源消耗现状分析 篇4
作者简介：罗麒，男，(1990.09-)，四川南充人，首都经济贸易大学经济学院数量经济学专业，硕士研究生。
摘要：中国作为世界第二大能源生产和消耗国，随着经济的不断发展，我国对能源的需求不断扩大。总的来说，我国能源储量比较丰富，在可再生能源方面拥有较大的优势，然而利用情况明显不足。此外能源消耗问题上存在能源利用率低下、人均能源供给率明显不足的问题。在经济不断发展的今天，我们需要分析这些现状，为能源消耗提出相应的改进建议。
关键词：能源;能源消耗;能源供给
一、引言
能源作为制约一个国家发展的重要因素，能源的生产供给直接关系着一个国家的发展。随着全球经济发展进程的加快，世界各国对能源的需求也与日俱增。然而世界一次能源的储量有限，可替代能源的供给尚不足以替代化石能源支持经济社会的发展。目前世界各国对能源的争夺战也逐渐加剧，由此也引发了许多社会、政治问题，能源问题已经上升到关系国家安全、国家发展的战略问题，能源的需求和供给也渐渐演变成多国博弈的焦点。随着我国经济的不断发展，特别是第二产业的不断发展，我国对能源的需求不断加大，能源问题日渐凸显，能源是保障经济和社会发展的基础条件，因此必须要正视我国的能源问题，并有相应的策略以供参考。
二、我国能源概况
作为世界上最大的发展中国家，中国是一个能源生产和消费大国。，我国能源生产总量317987(以万吨标准煤为单位)，其中原煤占比778%，原油占比91%，天然气占比43%，水电、核电、风电等占比88%。相较于，原煤生产量增长了88%。根据《BP世界能源统计年鉴》的报告，中国在20贡献了69%的全球煤炭产量增长，此外中国和美国都是全球风力发电增长的主要贡献者。
我国能源的储量与分布可以根据地理上的特点来进行相关的划分，总的来说西多东少、北多南少。按照对能源种类的划分，我国石油天然气资源主要分布在西部与东部海域，煤炭资源主要分布在华北与西北地区，水力资源主要分布在西南地区，其他可再生资源如太阳能、风能、地热能、潮汐能这些都与地理位置有关，相较于前面提到的几种能源只占少部分，故不详细论述。然而沿海东部城市贡献了国内生产总值的大部分，东部资源的匮乏决定了资源需要大规模的从西部往东部运送，或者从国外进口。能源分布与对能源需求的地区差异严重影响了能源的配置与对能源的有效利用。为此，西气东输、西电东送、南水北调成为了我国能源运输的基本格局。
到年年底，我国石油探明储量为20亿吨，产量为4090千桶/日、2036百万吨，列世界第五位，较之于20，增长03%;天然气产量为1025亿立方米，较之于年，增长81%;煤炭产量为19560(百万吨石油当量)，较之于2010年增长88%;可再生能源产量为177百万吨石油当量，较之于2010年增长484%。此外，我国能源综合运输体系发展较快，运输能力显著增强，建设了西煤东运铁路专线及港口码头，形成了北油南运管网，建成了西气东输大干线，实现了西电东送和区域电网互联。总的来说我国能源资源拥有如下特点：
(1)能源资源总量比较丰富。在化石能源中，中国煤炭储量一直比较丰富，储量居世界前列，石油、天然气等其他化石能源也还比较丰富，但存在较大的勘探与开发难度。可再生能源中中，水力资源理论蕴藏量丰富，约合世界水力资源量的12%，列世界首位。
(2)人均能源资源拥有量较低。中国人口众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平。煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右。耕地资源不足世界人均水平的30%，制约了生物质能源的开发。
(3)能源资源赋存分布不均衡。中国能源资源分布广泛但不均衡。煤炭资源主要集中在华北、西北地区，水力资源主要分布在西南地区，石油、天然气资源主要集中在东、中、西部地区和海域。然而中国能源消耗多是东南沿海经济发达地区，这就造成了大规模的能源运输格局。
(4)能源资源开发难度较大。中国煤炭资源地质开采条件较差，只有极少量可供露天开采。石油天然气资源地质条件复杂，埋藏深，勘探开发技术要求较高。未开发的水力资源多集中在西南部的高山深谷，开发难度和成本较大。
三、我国能源消耗现状分析
3.1能源消耗现状
2011年，我国能源生产总量317987(以万吨标准煤为单位)，其中原煤占比778%，原油占比91%，天然气占比43%，水电、核电、风电等占比88%。2011年，我国能源消耗总额348002万吨标准煤，其中煤炭占能源消费重量的比重为684%，石油占比186，天然气占比50%，水电、核电等占比80%。
总的来说，我国在煤炭消耗上是能自给自足的，然而在石油的消耗上是需要依赖于大量进口的。但总的来说我国是需要进口能源以满足经济发展对能源的而需求的。煤炭、石油这类化石原料是很难再生的，一旦能源枯竭，势必影响到我国经济运行发展。此外，我国在水力资源、太阳能、风能、地热能等资源上是拥有较大的优势的，只是目前这些项目的开发力度都还不够，如果能对这些资源合理开发，在一定程度上能够缓解我国对能源紧张的局面。
3.2能源消耗结构问题
(1)从能源供给缺口上看：从1992年以来，我国能源消费量就一直大于生产量，供给缺口不断加大。一方面对石油的需求量持续增长，本国所能生产的石油量远远不足以支撑消耗量，石油作为工业经济的重要命脉，如果我们对石油需求的增长不能得到转换或者减少，那么随着油价的攀升，势必在未来需要在石油资源上投入更多的资金;另一方面，煤炭仍然是我国能源消耗的主体，虽说煤炭产量在递增，但其增加的速度比再生的速度快，煤炭资源在未来也许会面临枯竭的时候;较之于前两者，水电、核电等消耗量仍然只是少量，这就从侧面反映出我国能源消耗的结构不合理。 (2)从能源用途上看：在能源的用途上，根据国际能源机构(IEA)的分类，主要包括工业、交通、其他和非能源使用，其中其他用途主要由生活能源构成。与世界主要国家和地区相比，中国能源消费的结构特点是工业能源消费占比偏高，交通能源消费明显偏低，生活能源消费占比明显提高。2010年，按行业分类来看，工业能源消耗占总量的7112%，比上一年增长了388%，而交通运输能源消耗占总量的802%，生活能源占比1064%。总体来看，一国的工业能源消耗占比与工业GDP比重成正比，由于近些年中国工业占GDP比重较高，相应地工业能源消耗占比也明显的偏高。
33能源消耗效率问题
能源使用效率是衡量能源经济效率的常用指标，也称为单位GDP 能耗，是指在一定时期内，一个国家或地区每生产一个单位的国内生产总值所消耗的能源，计算单位为吨标煤/ 万元。万元GDP能耗近年来是我国能源监测的重要指标，为此国家也制定了相应的发展目标。
能源消费弹性系数是衡量能源消费增长速度与国民经济增长速度之间比例关系的指标，计算公式为：能源消费弹性系数= 能源消费年增长速度÷国内生产总值年增长速度。如果能源消费弹性系数大于1，则本年度单位不变价格的GDP 能耗比上年提高。能源消费弹性系数越大，意味着在经济增长过程中能源的利用效率越低，经济对能源的依赖度越高。～2011 年，我国能源消费弹性系数同样呈现偏态分布，在达到高峰为16，其余年份都比它低，，受到全球金融危机影响，能源消费弹性系数为041，随着经济形势的逐渐好转，能源消耗弹性系数逐渐回升，在2011年为076，应该还有逐渐上升的趋势。
3.4我国与主要国家能源消耗的比较
(1)能源自给率
能源自给率以能源生产量除一次能源供应量计算。
，世界主要国家的能源自给率如下表所示：
相对于主要发达国家，如美、英、法、德、日本这些国家，中国的能源自给率都要高出他们一些;但在新兴市场经济体中，尤其是“金砖五国”中，中国的能源自给率仅高于印度，较之于俄罗斯，中国的能源自给率就显得很低了。
(2)能源供给效率
能源供给效率以能源供应量除GDP计算，单位为吨标准油/千美元。
20，世界主要国家的能源供给效率如下表所示：
相对于主要发达国家，如美、英、法、德、日本这些国家，中国的能源供给效率较高，这体现出中国自己的能源供应量占对GDP的.贡献率较高;但在新兴市场经济体中，中国、印度、南非的能源供给效率基本一致，但远低于俄罗斯的量。
(3)人均能源供应量
人均能源供应量以吨标准油/人为单位。
年，世界主要国家的人均能源供应量如下表所示：
相对于主要发达国家，如美、英、法、德、日本这些国家，中国的人均能源供应量较低，甚至低于全世界的平均水平180。这体现出中国人均能源供应的不足，这应该与我们国家的人口基数太大有很大的关系。但在新兴市场经济体中，中国的人均能源供给量低于俄罗斯和南非，但高于印度和巴西。
综上所述，中国的能源生产量还是很高的，能源供给效率也比较高，但由于人口基数太大，人均能源供应量明显不足。
3.5能源消耗特点
从上面对能源消耗的现状进行的相关数据分析我们可以看到，中国能源消耗的特点主要体现在：
(1)供需失衡。这主要表现为随着经济的不断发展，能源供需缺口的不断增加;(2)结构不合理。在全球化背景下，我国能源消费问题主要表现为消费总量增加、能源强度上升、能源结构调整缓慢。具体表现在高能耗出口制造业的发展对能源消费的拉动、国际产业转移制约能源消费效率的提高;(3)区域化差异。受我国地理环境的影响，使能源问题受到地域性的影响。地区间能耗差别明显，东部沿海发达城市能耗较高。
四、相关建议
针对我国能源消耗还存在的问题，我们可以从如下方面进行相关的改进：
(1)实现循环经济增长模式
中国必须走新型工业化道路，以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，实现资源节约型的循环经济增长模式。我国也已经把循环经济作为新的“十二五”规划的重要指导原则。建立循环经济发展模式，对提高资源的利用率、缓解资源短缺、减轻环境污染压力，将将发挥巨大效力。
(2)加强节能技术研究和管理
政府要借鉴发达国家的先进做法，加大节能技术的应用，应该采取一些节能新措施(雷鸣《日本节能与新能源发展战略》中对中日能源发展战略有详实的论述)。我们要把节约能源放在首位，实行全面、严格的节约能源的制度和措施，显著提高能源利用效率，全面实施节能优先的能源发展战略。
(3)加大对新能源的开发
煤炭消费在中国的能源消费中一直占据主体地位，因此煤炭在能源问题中是占第一位的，因而无论是技术研究还是政策、法规的制定都要考虑煤的发展。同时要加大油气资源和可再生能源的开发力度，我国在可再生能源方面，比如太阳能、水能、风能等方面拥有较丰富的资源，如果加大对这些能源的开发和利用，能避免煤炭资源在能源消费比重进一步上升。
(4)积极开展能源外交
随着非洲能源资源的开发，我们国家可以在能源出口较为丰富的地区，比如中东地区、拉美地区、俄罗斯、非洲地区可以开展能源外交，通过投资、合作等方式和这些地方共同开发与利用资源。(作者单位：首都经济贸易大学)
本项目受到“首都经济贸易大学研究生科技创新资助项目”资助。
参考文献：
[1]中华人民共和国统计局.中国统计年鉴.2012.
[2]BP.BP世界能源统计.2012.
[3]中华人民共和国统计局.能源统计年鉴.2011.
[4]吴国培、吴伟：“中国能源消费现状及影响因素”，《中国金融》，2011(08)：61―62.
能源消耗优化 篇5
1. 分品种能源消耗结构及发展趋势
近几年来, 北京市能源品种消费结构不断优化。煤炭、焦炭等高碳能源在能源消费总量中的比重不断下降, 煤品 (包括煤炭和焦炭) 消费比重由2005年的46.69%下降到2011年的24.62%;由于国民经济快速发展, 人民生活水平不断提高, 以及消费结构的升级换代, 油品 (包括汽油、煤油、柴油) 和电力的消费增长速度较快, 2011年北京市油品消费量为1050.78万吨, 年均增速高达10.88%;电力消费量为853.68亿千瓦时, 年均增速达到7.06%。油品、电力和天然气等清洁能源的消费比重逐年提高, 油品消费比重由2005年的15.03%上升到2011年的22.05%;电力消费比重由2005年的12.62%上升到2011年的15%;天然气消费量由2005年的32.04亿立方米增长到73.56亿立方米, 年均增速高达14.86%, 消费比重也由2005年的7.05%上升到2011年的12.77%。其他品种能源的消费比重近年来也呈现上升态势, 从2005年的18.61%上升到了2011年的25.56% (见图) 。
2. 分产业能源消费结构及发展趋势
21世纪以来, 北京市能源消耗结构随着产业结构调整发生着积极变化。其中, 第一产业能源消费总量最低, 第二产业能源消费总量最高。2011年, 北京市第一产业能源消费总量为100.3万吨标准煤, 比2000年下降了4.27%;第二产业能源消费总量为2488.7万吨标准煤, 比2000年增长了2.64%;第三产业能源消费总量为3100.5万吨标准煤, 比2000年增长了约2倍;生活消费总量为1305.8万吨标准煤, 比2000年增长了约1.5倍 (见表) 。
数据来源:《北京市统计年鉴》 (2004年~2012年)
(单位:万吨标准煤)
数据来源:《北京市统计年鉴》 (1999年~2012年)
3. 分行业能源消费结构及发展趋势
按照《国民经济行业分类》标准, 将北京市所有主要行业分为四个大类:农业、工业、建筑业和服务业。服务业和工业是北京市能源消费较大的行业, 居民生活消费次之, 农业和建筑业能源消费较少。其中工业能源消费量不稳定, 反复出现上升和下降的趋势, 农业能源消费量基本上平稳增长, 其他行业能源消费量均呈快速增长态势。2011年, 北京市农业能源消费量为100.33万吨标准煤, 比2005年增长了16.2%, 年均增速为2.53%;工业能源消费量为2329.66万吨标准煤, 比2005年下降了10.37%, 年均降速为1.81%;建筑业能源消费量为159.07万吨标准煤, 比2005年增长了约一半, 年均增长率达到7.44%;服务业能源消费量为3100.52万吨标准煤, 比2005年增长了61.6%, 年均增速为8.33%;生活消费量为1305.84万吨标准煤, 比2005年增长了60.35%, 年均增速达到8.19%。
4. 分区域能源消费结构及发展趋势
从近几年北京市分区域相关数据来看, 朝阳区、石景山区、海淀区、房山区4个区域是北京市能源消费大区, 能源消费量一般都在600万吨标准煤以上。朝阳区能源消费量连续数年位居首位, 2011年, 朝阳区能源消费量约为1043万吨标准煤。2011年石景山区能源消费量为342.6万吨标准煤, 比2010年下降了近一半, 与2005年相比年均下降率为达到13.41%。海淀区能源消费量总体上看呈快速上升趋势, 2011年略有下降;2011年海淀区能源消费量为759.1万吨标准煤, 比2010年下降了5.2%, 与2005年相比年均增长率为5.53%。2011年房山区能源消费量为899.4万吨标准煤, 与2005年相比年均增速为1.94%。
二、北京能源消耗结构中存在的主要问题
1. 能源消费增速过快, 供需长期失衡
随着城市化进程加快, 居民消费结构升级, 住房、汽车等新一代高档耐用消费品的需求迅速增加。近几年, 私人小汽车、大功率家用电器已进入居民家庭;天然气、煤气等优质能源在居民生活中得到了广泛应用。2011年北京市私人机动车拥有量达到371.7万辆, 比2005年增长近1.1倍。社会经济的发展和居民生活水平的提高, 大大推动了能源消费量的增长。2011年, 北京市能源消费总量由2005年的5521.94万吨标准煤增长到6995.4万吨标准煤, 年均增长率为4.02%。但北京市能源生产能力较弱, 能源外购目前也越来越难, 能源供应与需求长期失衡。有关资料表明, 北京市现有热电厂长期超负荷运行, 已处于“吃干用尽”的状态, 燃气管网设施能力也已达极限运行状态, 难以满足全市能源快速增长的需求。
2. 能源严重依赖外部, 供应体系脆弱
北京市属于能源资源严重短缺地区, 能源自给能力严重不足, 对外依存度高, 每年都需从山西、河北、内蒙等周边省市大量调入能源。2011年, 北京市能源消费总量98%以上依靠外部供应。100%的天然气与石油原油、80%的煤炭、70%的电力、70%的成品油需从河北、山西、内蒙、宁夏、河南等地输入。北京能源供给对外依赖性强会存在一定风险, 供应体系也非常脆弱, 容易受到各种因素的影响。因此, 必须加强能源输配和储备基础设施的建设, 构建长远的能源发展战略。
3. 能源消费结构不合理, 清洁能源比重低
北京市能源结构已从燃煤为主转向电力、天然气等优质能源为主, 但城市清洁能源利用水平还需进一步提高。尽管煤炭终端使用的比重降低, 但消费总量却一直保持增长趋势, 而且在燃料消费结构中仍然处于主体地位, 大量燃煤发电和供热严重影响北京及其周边地区的环境。天然气占能源消费总量的比重仅为世界平均水平的一半, 还存在相当大的差距;煤炭总量削减仍有较大空间。另外, 北京市新能源和可再生能源的发展还处于起步阶段, 目前可再生能源利用总量小、比重低, 产业规模普遍偏小, 政策标准不完善。可再生能源的消费占能源消费总量不到3%。
4. 电力和天然气能源季节性消费特征明显, 运行调控难度大
北京四季气候变化, 居民各类能源消费也呈现出季节性变化。夏季炎热居民空调用电量大, 春季人均电量最小, 导致电网用电峰谷差逐年加大, 高峰时段负荷比平均高出30%以上。天然气供暖季节性消费特性也非常突出, 冬季供气不足, 高峰和低谷差别达到8:1。峰值高、持续时间短, 季节性平衡难度大, 对采气、输气、供气的各个环节造成负担, 增加运营难度, 运行调控也非常困难。
三、北京能源基础设施建设的重点任务和重点领域
1. 从能源结构看, 重点加强天然气、电力、太阳能等清洁能源基础设施的建设
北京市煤炭消耗总量从2005年后持续下降。2005年北京市煤炭消耗总量达到3069.1万吨峰值, 从此以后煤炭消耗量一直下降, 煤炭在能源结构中的比重从2005年的46.69%下降为2011年的24.62%。而以天然气、电力等为代表的清洁能源比重快速上升。2011年, 北京市天然气和电力消费总量占比达到27.77% (其中:天然气12.77%, 电力15%) , 首次超越煤炭在能源结构中的比重, 标志着北京市能源结构正处于从高碳能源转向清洁能源的结构转型时期。
天然气基础设施的建设:北京市天然气全部依靠外部供应。2012年, 全市天然气消费总量为84亿立方米, 全部依靠外部输送。天然气基础设施建设的重点任务:一是加强气源建设, 形成多元化供气格局;二是加强建设天然气管网;三是加快燃煤锅炉的改造力度, 建设大型燃气热电中心;四是建设燃气冷热电三联供和分布式能源设施。
电力基础设施的建设:一是要提高供电能力。重点解决北京500千伏电网主变供电能力不足问题, 以及220千伏和110伏千伏变压器、线路存在负载过高和不满足N-1现象。二是要进一步完善网架结构, 提高网架的稳定性和安全性。三是要提高供电的可靠率, 供电可靠率要从目前的99.978%提高到99.999%的世界城市先进水平。
太阳能、地热能、生物质能和风能基础设施建设:北京市全年平均气温13.1℃, 年日照时数为2594小时, 太阳能资源比较丰富, 适合于太阳能热水、太阳房、光伏发电等技术的应用。北京有丰富的地热资源, 年可开采量在2000万立方米以上, 目前开发利用了约1/2, 包括小汤山地热田、北京东南城区地热田、良乡地热田和李遂地热田。生物质能资源主要分布在北京郊区, 主要有薪炭林、农作物秸秆、畜禽粪便、其他植物残体、农村生活垃圾等。北京西北部延庆官厅水库周边及密云水库地区蕴藏的风能也比较丰富, 总能量可达830兆瓦。假如装机10万千瓦, 年发电量可达1.75亿, 可替代6.95万吨标煤。
2. 从产业调整看, 重点加强第三产业和服务业能源基础设施的建设
2000年~2011年间, 北京市第一产业能源消费比重最低, 呈下降趋势, 比重年均下降率为3.71%;第二产业能源消费比重最高, 也呈下降趋势, 比重的年均下降率为3.26%;第三产业能源消费增长最快, 占总能源消费的比重逐年提高, 比重的年均增长率达到3.6%;生活消费相对比较稳定, 占总能源消费的比重每年略有增加, 比重的年均增长率为2.51%。从2011年的相关数据来看, 北京市第二产业能源消费比重进一步下降 (下降至35.58%) , 产业结构调整, 以及工业技术节能效果明显。而第三产业和居民生活消费比重上升较快, 现代化、都市型的能源消费特征更趋明显。因此, 必须加强第三产业和服务业领域能源基础设施的建设。
第三产业和服务业能源基础设施的建设:主要是为计算机信息产业、物流服务业、金融服务业等现代服务业提供能源保障建设, 提高能源保障和服务水平。
3. 从区域分布看, 重点加强城市发展新区和城市功能拓展区能源基础设施的建设
北京市四类主体功能区分别是首都功能核心区、城市功能拓展区、城市发展新区, 以及生态涵养发展区。从2011年北京市分区域统计数据来看, 城市发展新区的能源消费量最多, 达到了2843.2万吨标准煤, 占全市能源消费总量的比重达到了40.64%, 比2005年能源消费比重上升了10.47个百分点。城市功能拓展区能源消费量仅次于城市发展新区, 为2538.8万吨标准煤, 占全市能源消费比重为36.29%, 比2005年降低了14.87个百分点。
城市发展新区能源基础设施建设:主要建设高起点、现代化的能源基础设施, 实现经济增长与节能降耗、经济发展与环境协调相统一, 避免走过去的老路。
城市功能拓展区能源基础设施建设:主要围绕城市功能建设能源基础设施重点项目, 重点支持科技园区、高新技术产业区、文化产业园区等功能区能源基础设施建设。
4. 从能源运行看, 重点加强传输管网维护、技术升级改造和节能减排等基础设施领域的建设力度
传输管网维护:以能源传输管网为重点, 定期排查, 对超期服役的传输管网、存在安全隐患的管线、被占压的管线进行更新、改造, 避免出现跑、冒、滴、漏等现象。改造措施包括建设骨干网 (站) 、更换管道、管线、更换阀门等。
技术升级改造:通过“煤改电”、“煤改气”等措施, 改变以高碳能源为主的能源结构;淘汰落后生产工艺流程, 应用现代高科技手段, 提升北京市能源基础设施领域的建设水平。
节能减排:北京城市工业、建筑、供热、交通等领域的节能潜力十分巨大, 能源合理利用市场空间广阔。主要通过能源合同管理等措施, 挖掘节能潜力, 提升北京能源基础设施的建设水平。
参考文献
[1]潘一玲, 仝德良.北京“十二五”能源发展规划研究[J].北京规划建设, 2011, (11) .
[2]北京市发展改革委员会.北京市“十二五”时期能源建设发展规划 (2011年8月) .
[3]北京市发展改革委员会.北京能源发展报告 (2012) , 北京市发展改革委员会编.
能源消耗优化 篇6
1.1 能源消费总量变化情况
改革开放后, 随着经济的快速发展, 甘肃省对能源的消费也在增长。从1985年至2006年二十一年中, 甘肃能源消费总量从1985年的1.79×107t标准煤, 增长到2006年的4.74×107t标准煤, 年平均增长速度为4.75%。
从1985年至2006年, 甘肃能源消费总量呈逐年上升趋势, 除1996年至1998年个别年份出现下降外, 其他年份均呈上升趋势;从2002年开始, 增长速度加快, 曲线开始陡峭。
1.2 能源消费弹性系数变化情况
能源消费弹性系数是反映能源消费增长速度与国民经济增长速度之间比例关系的指标, 通常用两者年平均增长率间的比值表示。当国民经济中耗能高的部门比重大, 科学技术水平还很低的情况下, 能源消费增长速度总是比国民生产总值的增长速度快, 即能源消费弹性系数大于1。随着科学技术的进步, 能源利用效率的提高, 国民经济结构的变化和耗能工业的迅速发展, 能源消费弹性系数会普遍下降。
从1985年至2006年, 甘肃的能源消费弹性系数在呈震荡上升趋势。1985年, 甘肃能源消费弹性系数为0.91, 1986年下降为0.34, 之后经过波浪形变化, 至1991年突然上升为0.93, 1992年又下降为0.18;在此之后, 经过十年的起伏, 2003年上升为1.10。能源消费弹性系数超过1, 表明能源增长速度超过了经济增长速度。
1.3 能源消耗强度变化情况
一个国家或地区的能源强度, 通常以单位国内生产总值耗能量来表示, 它反映经济对能源的依赖程度。2000年到2006年, 甘肃省能源消耗强度呈下降趋势。
从2000年至2006年, 甘肃的能源利用效率在不断提高。甘肃能源消费强度从1985年的14.51t标准煤/万元, 下降到2006年的2.08t标准煤/万元下降了85.67%。
2 甘肃省能源消耗变动特征
改革开放后, 甘肃省能源消费随经济增长而增长, 能耗变动分为三个阶段。
第一阶段, 1985至1996年, 能源消费直线上升, 能源消费年均增长速度低于甘肃GDP增长速度。1985—1996年的十一年, 甘肃能源消费量从1.79×107t标准煤, 增加到2.8×107t标准煤, 增加了1.01×107t标准煤, 年均增长4.16%, 而这一时期的GDP增长速度为6.85%, 能源消费年均增长速度低于甘肃省GDP增长速度, 低2.7个百分点。
第二阶段, 1997至2001年, 波浪型缓慢上升, 年均增长速度高于GDP增长速度。1997至2001年的四年, 甘肃能源消费量从2.58×107t标准煤, 增加到3.07×107t标准煤, 增加了4.87×106t标准煤, 年均增长1.58%, 增长比较缓慢。而这一时期甘肃省的GDP增长速度为-0.39%, 能源消费年均增长速度超过了GDP增长速度, 高出1.97个百分点。
第三阶段, 2002至2006年, 匀速直线上升, 年均增长速度低于GDP增长速度。2002至2006年的四年, 甘肃能源消费量从3.17×107t标准煤, 增加到4.74×107t准煤, 增加了1.57×107t标准煤, 年均增长3.72%, 增长速度加快。这一时期甘肃省的GDP增长速度为4.66%, 能源消费年均增长速度低于甘肃省GDP增长速度, 低0.94个百分点。
从以上甘肃省能源消费的情况可以看出, 甘肃省能源消费具有以下特征:
2.1 能源消费增长与经济增长基本同步
经济增长必须消费能源, 能源消费是经济持续稳定增长的重要推动力, 为经济发展提供了重要的物质保障。目前, 我国正处在工业化和城镇化的重要发展阶段, 国民经济发展对能源需求巨大, 经济快速增长必然会带动能源消费的快速增长。
1985年至2006年, 甘肃省能源消费总量与GDP均呈上升趋势, 能源消费总量年均增长4.75%。甘肃省GDP按1978年不变价计算, 年均增长4.37%。能源消费总量增长速度与经济增长速度基本同步, 仅高出0.38个百分点。1985年至2002年之间, 能源消费总量增长速度与经济增长速度基本同步, 2002年之后, 能源消费总量的增长速度加快, 超过经济增长速度, 这就是能源消费总量增长速度高出经济增长速度0.38个百分点的原因。
2.2 能源的利用效率在提高, 水平偏低
近几年, 甘肃的能源利用效率在不断提高, 全省万元GDP能耗从1995年的3.82t标准煤下降到2004年的2.24t吨标准煤, 下降41%。但是, 与国际国内先进水平比, 差距还很大。
1995年甘肃的能源消耗强度是我国平均能源消耗强度的1.7倍, 是欧盟能源消耗强度的11.6倍;2004年, 甘肃的能源消耗强度是我国平均能源消耗强度的0.7倍, 是欧盟能源消耗强度的7.7倍, 能源消耗强度有较大幅度下降。2005年全省万元GDP能耗2.26t标煤, 比全国平均水平高出85%, 居全国倒数第六位。
甘肃的能源消耗强度远远高于欧盟的能源消耗强度, 2000-2004年, 甘肃的能源消耗强度基本呈下降趋势。2002年之前, 甘肃的能源消耗强度高于中国平均能源消耗强度, 2002年之后, 低于中国平均能源消耗强度。
甘肃省能源消耗强度高的原因是和产业结构有关。长期以来, 甘肃工业形成了以有色、冶金、石油、化工、煤炭、电力、建材等能源原材料工业为主的重化工产业结构, 经济发展对能源的依赖程度高。除少数骨干企业外, 多数企业特别是中小企业, 普遍存在整体生产工艺技术水平低、能源利用率不高的问题。
2.3 能源消费的部门结构不均衡
与其他地区相比, 甘肃省能源消费的部门结构严重不均衡, 主要表现在工业部门的能源消费比重过大。甘肃省工业企业的能源消费比重高达三分之二以上, 而且比重在逐年增加。2000年, 甘肃省工业企业能源消费比重为66.42%, 2006年上升到74.57%, 占整个甘肃能源消费总量的将近四分之三。
工业对能源消耗的比重远远高于农业、建筑业、运输业和商业等其他产业, 从2000年到2006年期间, 工业对能源消耗的比重在70%左右徘徊, 近几年有上升趋势。由于甘肃的产业结构是以工业为主的重化工型产业结构, 工业的能源消费比重越大, 甘肃能源消费的总水平就越高, 这是导致目前甘肃能源消费水平高的一个重要原因。
2.4 能源消费品种结构不均衡
能源消费结构不均衡, 煤炭消耗比重过大, 环境污染严重。近几年, 甘肃的能源消费结构也在朝优化的方向发展, 优质能源的增长速度超过煤炭的增长速度, 但是, 能源消费仍然是以煤炭消费为主。2006年仅煤炭和焦炭的消费比重就达53.09%, 占能源消费总量的一半以上。
从2000年至2006年, 在四大能源品种中, 煤的消费比重最高, 其次是油类, 第三是电力, 气类能源消费数量最少。煤类和油类的消费占四大类能源消费的比重超过89%。在四大能源品种中, 煤类和电类能源的消费比重在上升, 油类和气类能源的消费比重在下降。
2000-2006年, 甘肃省四大类能源消费的比重排序没有发生变化, 但是比重的内部构成发生了变化, 油品的消费比重下降, 煤炭的消费比重上升, 而且煤炭消费的增幅也比较大。
从世界范围来看, 能源消费的发展方向是污染较小的优质型能源, 目前发达国家能源消费结构中的煤炭比重大都在25%以下, 以石油和天然气为主, 而甘肃省的煤炭比重接近60%, 天然气比重不到1%, 这有悖于一个健康的能源消费发展方向。
参考文献
[1]何建坤, 张希良.我国“十一五”期间能源强度下降趋势分析—如何实现能源强度下降20%的目标[J].中国软科学, 2006 (4) :33-38.
[2]何建坤, 张希良.我国近年来产业结构变化对GDP能源强度上升的影响及未来趋势分析[J].环境保护, 2005 (12) :43-47.
[3]张丽峰.产业能源消费与产业发展—基于中国的实证研究[J].首都经济贸易大学学报, 2005 (6) :71-74.
济南市某综合写字楼能源消耗分析 篇7
随着我国经济快速发展, 公共建筑的高耗能情况日渐凸显, 但公众对能源是否得到了有效利用并不清楚, 节能意识薄弱, 故需要对大型公共建筑进行能耗分析来得到建筑物的能源利用状况。为节能明确方向和漏洞, 近年来, 公共建筑建设作为一个城市现代化的象征, 在各地建设如火如荼。资料显示我国2万m2以上大型公共建筑面积占城镇建筑面积比例不到4%, 但是能耗却达到20%以上, 其中单位面积耗电量更是普通民用建筑的10~15倍, 大型公共建筑成为能耗大户。针对北京、上海、香港等地大型公共建筑, 研究人员进行了详细的能耗统计分析, 得到不同地区大型公共建筑能耗指标。但显然上述能耗指标受地域影响很大, 并不适应于济南, 其围护结构设计也不尽相同。
文中以济南某大型综合写字楼为研究对象, 通过现场调研、实测整理得到建筑能源消耗指标, 为本地大型公共建筑能耗评价提供理论依据。
1 建筑用能概况
该项目为集办公和房产交易为一体的智能型综合办公楼, 使用功能以办公为主, 包括办公室、会议室、餐厅、厨房、仓库等 (见表1) 。总建筑面积32043m2, 建筑高度95.2m, 地上25层, 地下2层, 分主楼、裙楼两大区域。其中, 地下2层为生活消防供水泵房及相应的通风机房。地下1层为汽车库、自行车库、高低压变配电室及相应的通风机房。
由于该建筑内各系统主要为耗电设备, 因此全年电耗在整个建筑的能耗中占主要部分。采暖方式采用市政热力管网, 按面积收费。建筑水耗量主要包括各楼层的生活用水, 其中全年统计的水耗量不包括各房间使用的饮水机所耗纯净水量。燃气耗量主要由位于3层的厨房所消耗, 在建筑整体能耗中所占比例较小。该建筑中无燃油消耗。
2 建筑能源消耗状况分析
2.1 电力消耗
该综合写字楼用电计量较好, 历史资料保存比较完整, 为分析建筑总电耗及各系统电耗情况提供了真实的依据。2015年房产大厦逐月耗电量统计数据如图2所示。
k W
从图2可以看出, 由于使用空调系统, 每年1月、2月、3月、7月、8月、9月、12月电耗较高, 其中冬季用电最高峰的月耗电量比全年月平均耗电量增长了59.4%, 夏季用电最高峰的月耗电量比全年月平均耗电量增长了41.2%, 该部分增量基本上是空调系统的影响。
2.2 采暖热力消耗
建筑热源由市政热力管网经市政换热站换热供给, 满足地下一层车库采暖及一层地板采暖需要, 采暖热力消耗按照建筑面积收费。
2.3 用水量
2.3.1 自来水耗量
写字楼1~25层均分装了自来水表, 2015年逐月自来水耗量 (包括各层卫生间用水、厨房用水、草坪和花卉树木的灌溉等) 如图3所示。
写字楼2015年逐层逐月自来水耗量如图4所示, 大厦逐层自来水消耗呈现较大差别。其中, 1~4层区域, 尤其是厨房的自来水耗量最大, 因此也是节水的重点目标对象。
2.3.2 桶装水耗量
大楼多数办公室均安装了饮水机, 各办公室桶装水随时补充, 没有详细的记录。经过向送水人员了解, 整个大楼桶装水月平均消耗量约为90桶, 夏季稍多些, 能达到100桶/月, 冬季则少些, 约为80桶/月。
2.3.3 总用水量分析
根据以上统计分析结果, 可获得大楼总用水量各项指标, 如表3所示。
2.4 燃气消耗
大厦燃气消耗主要为3层厨房灶具所用燃气, 且全年基本保持稳定的消耗水平, 平均每月消耗约为800m3/月。
3 总能耗及能源结构分析
由于能源种类不同, 为了便于比较各部分能耗所占比例, 将电耗、热力消耗、水耗、燃气消耗折合成一次能耗, 如表5所示。考虑到房产大厦采暖热力消耗按照建筑面积收费, 无法计量。为此, 分析时参考山东省地方标准《公共建筑采暖空调能耗限额》计算采暖热力消耗 (见表5) 。
注:能源折合参考数据:标煤热值为29307.6k J/kg;天然气热值为35530k J/m3;电力折合一次能源采用发电煤耗计算法, 将电力按当年平均火力发电煤耗换算成标煤, 本次统计采用1k Wh电力折合标煤0.3266kg。
综合写字楼各部分能耗折合成一次能耗比例如图5所示。显然, 空调系统能耗比例最大, 占到29.53%。进一步计算得到写字楼单位建筑面积一次总能耗为0.7GJ/m2·a。
4 结语
以济南市某大型公共建筑为研究对象, 通过对大厦能源消耗分析, 得出如下结论:
1) 该建筑2015年能耗指标:单位建筑面积耗电量为69.33k Wh/ (m2·a) , 采暖热力消耗量为0.91 GJ/ (m2·a) , 水耗量为0.38t/ (m2·a) , 燃气消耗量为48m3/ (人·a) , 与同等级别公共建筑相比, 属于典型高耗能建筑。
2) 总能耗中空调系统比重最大, 达到29.53%, 电梯动力与公共照明其次, 占27.08%, 办公设备与照明、网络中心、采暖热力、厨房设备、厨房燃气、信号放大器分别为25.18%、11.60%、3.11%、1.61%、1.53%、0.36%。
3) 空调冬季供暖和夏季制冷耗电较大, 其中冬季用电最高峰的月耗电量比全年月平均耗电量增长了59.4%, 夏季用电最高峰的月耗电量比全年月平均耗电量增长了41.2%。
4) 空调能耗和电梯动力与公共照明是今后大厦节能重点。
摘要：为研究确定济南市大型公共建筑能源消耗状况, 以济南某综合写字楼为研究对象, 通过调研、现场实测、走访、查阅资料对项目水耗、燃气消耗、供暖热力消耗、电力消耗进行了详细地统计分析, 得到了大楼单位建筑面积水耗指标、单位人员桶装水消耗指标、日均燃气消耗指标、单位建筑面积冬季空调热力消耗指标、单位建筑面积耗电指标以及单位建筑面积一次总能耗指标及其组分进行了统计分析。
关键词：大型公共建筑,能耗指标,能耗组成
参考文献
[1]魏庆芄, 王鑫, 肖贺, 等.中国公共建筑能耗现状和特点[J].建设科技, 2009, 8:38-43.
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[5]刘丹, 李安桂.大型建筑的能源审计[J].西安科技大学学报, 2011, 31 (4) :493-499.
能源消耗优化 篇8
关键词：铅锌冶炼,能源消耗,技术应用
21世纪以来, 我国经济发展迅速, 科学技术发展迅猛, 产品更新换代的时间逐渐缩短。我国是铅锌冶炼产品产量较大的国家, 但铅锌冶炼原料、技术对外国的依赖性较大, 为了改善这种状况, 提高我国铅锌产品的竞争力, 推进铅锌产品国际化进程, 我国开始进行铅锌冶炼工艺的改造, 通过自主研发技术和引进国外的先进技术来进行铅锌冶炼技术改造, 使得冶炼的技术大大的提高。但在技术创新研发的过程中, 我国的铅锌冶炼过程中仍存在着问题, 冶炼的过程消耗大量的能量, 相比较外国的铅锌冶炼的状况, 冶炼铅锌产品的竞争力有待提高, 这些问题获得社会各界较多的关注, 是目前等待解决的主要问题。对于铅锌冶炼过程中的技术进行探究, 实现铅锌行业的健康发展。
1 我国铅锌冶炼的现状
1.1 铅锌冶炼技术的改造
进入21世纪, 我国的铅锌产品的需求量的不断增长, 我国的铅锌生产能力与实际的需求的差距较大, 由于我国的铅锌技术受到资金、技术、环境等条件的限制, 铅锌在进行冶炼的过程中逐渐发展转变, 在供需的要求下, 对原有的冶炼技术进行改造。现有铅冶炼工艺是底吹炉+鼓风炉+烟化炉的方式, 对其进行改造, 变化为底吹炉+侧吹还原炉+烟化炉的方式, 在冶炼的过程中还综合回收精铅、金银进行再利用。
1.2 铅锌冶炼中的问题
1.2.1 我国的铅锌冶炼的资源短缺
我国的铅锌冶炼的原料在全国的27个省区, 但存在的矿产资源与实际的需求仍呈现出不平衡的状态, 在进行铅锌冶炼时, 所需要的铅锌资源的量较大, 浪费严重, 资源的回收利用的效率较低, 能源的总消耗的量不断增长, 现有的冶炼技术满足不了实际的冶炼回收的需求。
1.2.2 我国的铅锌冶炼的管理不力
在进行铅锌冶炼时, 我国的监管力度不够, 对于企业的监管不力, 使在进行冶炼时, 盲目进行生产, 生产的产品质量也不高, 市场竞争力不强, 经济效益低下。还有一种状况就是为了满足国外的需求, 以中牺牲国的环境作为代价, 外国企业在中国建立冶炼厂, 造成资源浪费严重, 对于这种状况, 有很多的地方政府在追求经济发展的时候, 忽略过分的环境污染造成的后果, 会对经济的长久健康产生负面影响。
1.2.3 冶炼造成较大的环境压力
在进行铅锌冶炼的过程中, 会产生粉尘泄露、污染的状况, 这一问题引起了世界的关注。环境污染比较严重, 日益增大的铅锌需求, 更加剧环境的压力, 出现重金属污染等环境问题。还有在冶炼的过程中, 会产生废气, 例如二氧化硫等, 加剧酸雨的危害, 还会对大气层造成较大的危害。
2 铅锌冶炼过程中的技术应用
对于铅锌冶炼的技术进行改造, 实现环境保护和能源节约的目标。在进行冶炼时, 就要考虑多方面得因素, 将各种因素统一协调的运用起来, 高效进行冶炼。我国目前的冶炼方法有多种:
2.1 锌炼锌
锌冶炼包括湿法冶炼, 这种铅锌冶炼的方法是世界上冶炼常用的方法之一, 炼制的铅锌产品占有总产量的80%以上。这种冶炼方法降低了综合能耗, 主要是进行等离子的喷射活动。这种铅锌冶炼的工艺主要包括常规浸出法、热酸浸出黄钾铁矾法、热酸浸出针铁矿法、热酸浸出赤铁矿法、富氧直接浸出法等多种方法, 我国目前采用的是冶炼的流程表现为“焙烧一浸出一净化一电解, 将传统的湿法与火法进行融合, 主要是解决环境问题和资源的回收问题, 使用直观和汇总冶炼的方法可以将冶炼过程中的产生的废气进行回收, 使用化学作用, 将其为有用的物质。例如产生的, 在铁的作用下, 将硫化物中的硫元素提取出来, 提高产品的纯度, 减少废渣, 铅锌冶炼使环境的伤害降低到最小的状态, 最大限度的提升经济效益, 率。
2.2 铅冶炼
氧气底吹熔炼一鼓风炉还原炼铅法是我国自主研究的冶炼方法, 在冶炼的过程中, 改变传统的鼓风炉炼铅法, 技术先进性, 实现环境保护。在冶炼时, 优化炉窑的结构, 提高产品的质量。
3 铅锌冶炼的优化控制
在进行铅锌一起来的过程时, 优化传统的冶炼结构, 将其转变为铅锌联合冶炼的循环经济模式, 将生产的废料进行二次利用, 在冶炼的内部形成循环模式, 这一过程户要是利用技术的审计, 转变铅锌冶炼的模式, 将废气达标排放, 使所有的冶炼过程一体化, 实现能源的节约, 提高实际的产量, 同时要加强管理, 不仅对冶炼的过程进行监管, 还包括前行行业的监管, 全面的提升产业素质, 实现经济的可持续性增长。例如现在的铅锌冶炼的过程中, 对产生的废料、废气回收, 通过技术提高回收率等。
4 结语
铅锌冶炼技术会直接影响到能源消耗量和冶炼产量, 目前我国的铅锌冶炼工艺正在进行技改, 对铅锌冶炼的现状进行分析, 分析冶炼过程中的问题, 并针对问题提出优化措施, 有利于改进我国的冶炼技术, 降低能源消耗, 实现环境保护, 同时研究、创新、扩展铅锌冶炼的技术, 确保铅锌冶炼过程的安全、环保, 增强冶炼产品的竞争力, 推动产品走向世界, 促进铅锌行业的健康发展, 以此获得显著的经济效益, 实现现代化的建设。
参考文献
[1]龚树丰, 时章明, 陈波, 谭果, 唐艺芳.合同能源管理在铅锌冶炼燃烧系统综合节能技术改造中的应用研究[J].金属材料与冶金工程, 2012, 04:51-54.
能源消耗优化 篇9
能源作为人类生存、发展不可缺少的生产要素,对社会经济发展起着重要作用,不断推动着人类社会的工业化进程。但与此同时,能源消耗带来的环境污染问题也日益成为人们关注的热点,近几年,节能、低碳、环保成为经济的最新发展形式,在经济发展的同时降低能源的消耗。在科布道格拉斯生产函数中,能源作为一种投入要素,从数学模型上表现了能源消耗对经济增长的推动关系,然而,不同的产业类型对于能源的需求不同,那么,能源消耗对经济增长间是否还存在显著的促进作用? 是长期还是短期? 经济增长对能源消耗有无作用?
能源消耗与经济增长之间的关系一直是学者研究的热点问题。国内学者对该问题的研究从点到面,研究范围从省到全国再到某些海外国家。对于省的研究,相关学者着重于单个省,如朱巧婉对浙江、匡爱民对广西等; 而一些学者则是根据省际的某些特点,将中国的31个省进行分类,进行归类研究,如肖涛等根据资源禀赋条件的差异,将省划分为资源输入省和资源输出省,王莉等人则是根据中国行政区划,将省分为中部、东部、西部。对于国家的研究,学者着重于研究中国的情况,根据经济发展规模划分成不同的研究阶段; 还有一些学者研究我国与其他国家之间能源消耗与经济增长间的关系的差异,与发展中国家印度比较,与日本、美国等发达国家比较。还有一些学者不在单独研究两者关系,而是引入其他影响因素,如经济结构、能源价格、人口增长等,在考虑经济结构的制约因素时,学者主要研究三次产业的发展与能源消耗的关系,同时,将能源总量具体到某一种或几种具体的能源,如石油、天然气、电力等,得到产业结构的变化将影响我国的能源消耗总量,第二产业与能源消耗间存在着显著的协整关系等一般性结论。
现有研究是依据我国行政区划,从东、中、西部三块区域着手,没有考虑能源禀赋对地区的能源消耗与经济增长关系的影响; 虽然,后有学者从省市所属资源环境的角度,将全国30个省域按照是否输出输入资源对其进行划分,但没有考虑相同资源环境下不同产业结构下能源消耗与经济增长的关系。因此,综合考虑上述两种影响因素,本文基于2006 ~ 2012年各省的三次产业比重,利用spss聚类方法,将30个省进行分类,由于一个省的产业结构会受到地理位置、资源禀赋条件等因素的影响,因此,从产业结构角度进行省域划分,则可以综合考虑到不同区位、资源条件下能源消耗与经济增长关系。
1 产业结构对我国经济增长与能源消耗关系的影响
在数据可得性的原则下,本文主要基于全国30个省 ( 剔除西藏) 的产业结构划分,研究能源消耗与经济增长间的关系,因此,本文首先计算2006 ~ 2012年各省的三次产业比重的平均值,利用spss软件,对30个省进行产业结构分类,因为2006年是我国十一五规划的起始时间,2006 ~2012年各省的三次产业的比重情况,可以代表该省在现今经济条件下的发展模式。利用统计软件将30个省划分为第一组是三产发达省,这10个省的特点是第一产业所占比重比较小,第三产业比重相当大,即一小三大二中等的模式,包括北京、天津、上海、江苏、浙江、福建、广东、重庆、宁夏、海南; 第二组是二产发达省,这11个省的特点是第二产业比重大,第三产业比重相对略低,即二大三低一中等的模式,包括河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、江西、山东、河南、陕西、青海; 第三组是二三并重省,这10个省的特点是二、三产业比重比较均衡,即一低二三并重模式,包括安徽、湖北、湖南、广西、四川、贵州、云南、甘肃、新疆。
在此基础上,本文选取1997 ~ 2012年各省的经济增长 ( GDP) 与能源消耗 ( EC) 数据,以考察两者的长期关系以及产业结构对两者关系的影响。数据来源于《中国统计年鉴》和《中国能源》年鉴。
1. 1 单位根检验
由于选取的面板数据中含有时间序列的因素,因而,先对数据进行单位根检验,以判断数据的平稳性。为消除异方差的影响,本文分别对3组省的GDP和其能源消耗量EC取对数,之后进行平稳性检验。本文采用LLC检验与ADF检验对变量进行面板单位根检验,检验结果如表1。
注: **表示在 5% 显著性水平下显著。
从表1结果可知: 对3组省域而言,对经济增长 ( LnG DP) 和能源消耗 ( Ln EC) 一阶差分后的数据不存在单位根 ( 即平稳) ,因此,可以认为这两个变量是一阶单整过程,即LnG DP1和Ln EC1,LnG DP2和LnE C2,LnG DP3和Ln EC3在显著性水平为5% 的情况下是一阶单整序列,因此,可对其进行协整检验。
1. 2 协整检验
在面板单位根检验的基础上,由于变量满足一阶单整过程,进一步可以考察变量之间是否存在协整关系 ( 即长期均衡关系) 。本文采用Kao( 1999) 和Johansen - Fisher面板协整检验对变量经济增长 ( Ln GDP) 和能源消耗 ( Ln EC) 进行检验。检验结果如表2。
由表2可知,3组省域的数据均通过Kao和Johansen - Fisher面板协整检验, 表明经济增长( Ln GDP) 和能源消耗 ( Ln EC) 存在长期均衡关系,但从显著性水平来看,第二组省域的显著性水平高于其他两组,表明第二组省域的经济增长( Ln GDP) 和能源消耗 ( Ln EC) 的长期协整关系更加明显,这符合第二组省域第二产业发达的实际情况。
通过上述分析可知,从长期来看,经济增长( Ln GDP) 和能源消耗 ( Ln EC) 存在长期协整关系,并且,产业结构对两者关系没有显著的影响。这一结果与中国国情相符合,因为从1997年开始我国处于“十五”、“十一五”规划期间,在此阶段,工业化一直是我国经济发展、社会建设的中心,同时,我国也大力推进城镇化建设,不断进行基础设施的改造与建立,这都导致了能源消耗强度的增加,因此,在这一阶段,伴随着工业化与城镇化的主题建设,不论各省的产业结构如何,其经济发展都离不开能源消耗,经济增长与能源消耗间存在长期关系。
2 基于产业结构各省经济增长与能源消耗关系
由上述分析可知,产业结构对经济增长与能源消耗间的关系影响不显著,因此,本文将利用1997 ~ 2012年的数据, 采用计量经济学分析方法,继续探讨相同产业结构下,各省经济增长与能源消耗间的具体关系。
2. 1 第一组省域检验
在对各省进行格兰杰检验时,进行的是时间序列数据分析,因此,首先要考察数据的平稳性、协整性问题,对第一组省域的检验结果如表3:
在显著性水平为5% 条件下,通过表3可以看出,第一组省域中的北京、江苏、宁夏、海南4省市区的数据存在不同阶单整,不存在长期协整,即表示,能源消耗与经济增长之间关系不显著,对于北京而言,作为我国的行政中心,第三产业高度发达,一些高新技术、人才的引用力度要远远超过其他省市,其城市建设也比较完善,并且,由于举办奥运会,北京十分注意能源消耗带来的污染问题,因而就导致其经济增长与能源消耗关系不显著。而对于江苏、宁夏、海南3省区,可能因为截取的时间长度不够,不足以反映出两者间的长期关系。
由于天津、上海、浙江、福建、广东、重庆的经济增长与能源消耗间存在同阶单整,因而,继续进行格兰杰检验,结果如表4。
注: 滞后阶数为 1。
由表4可知,天津、浙江、上海3省市的经济增长与能源消耗间不互为因果关系,说明3省市的经济增长主要不是依靠能源拉动,而是依赖于第三产业的发展,经济增长与能源消耗间的弹性较小,故在短期内,调整能源使用强度,不会对经济产生重大影响。而对于福建、广东两省,能源消耗是经济增长的单向因果关系,这是符合经济现实的; 而对于重庆,经济增长是能源消耗的单向因果关系,说明虽然该省的产业结构偏向于三大二中等结构,但经济发展会导致能源消耗增加,表明第三产业内部结构不合理,行业的科技含量较低、能源消耗依然较大。
2. 2 第二组数据检验
首先,对数据进行平稳性、协整性检验,结果如表5。
在显著性水平为5% 条件下,由表5可知,各省的能源消耗与经济增长间存在同阶单整,并且通过残差平稳性检验,因此,第二组中的所有省的经济增长与能源消耗间存在长期协整关系,这与现实情况相符,因为第二组省域的第二产业所占比重较大,必然存在大量的能源消耗。由于各省都存在同阶单整,因而,继续进行格兰杰检验,结果如表6。
注: 滞后阶数为 1。
由表6可知,河北、山东、河南3省的经济增长与能源消耗间,短期内不互为因果关系,说明短期内调整能源政策不会对经济增长产生重大影响; 陕西、山西两省,短期内能源消耗与经济增长互为因果关系,作为我国能源大省,省内有许多城市依能源而形成,并且大力发展重工业,经济发展依赖于能源开采、加工、利用等活动;内蒙古、辽宁、黑龙江3省,短期内经济增长是能源消耗的单向因果关系,说明3省的能源消耗与经济增长不存在对等关系,耗能大的产业未必会带来经济增长,表明这3个省的产业发展不优化,产业消耗大但附加值过低。吉林、江西两省,短期内能源消耗是经济增长的单向因果关系,说明两省的经济发展不会消耗大量的能源,表明产业的技术含量较高,避免了高投入、低产出的问题。
2. 3 第三组数据检验
首先,对数据进行平稳性、协整性检验,结果如表7。
在显著性水平为5% 条件下,由表7可知,湖北、广西、四川、贵州、新疆5省区的经济增长与能源消耗不存在同阶单整,即不存在长期协整关系,可能因为时间范围较短,但同时表明,即使这5个省的经济增长与能源消耗间存在长期协整关系,相比较其他省而言,影响力度也会相对较小。对该组的其他省进行格兰杰检验,结果如表8。
注: 滞后阶数为 1。
由表8可以看出,湖南、云南、甘肃3省,短期内,经济增长与能源消耗间不互为因果关系,而长期下存在协整关系,表明这3个省长期经济增长是依赖于能耗较大的产业; 对于安徽省,短期内,能源消耗是经济增长的单向因果关系,说明安徽省的第三产业生产效率高,对经济贡献较大。
3 结论与建议
通过计量经济学分析方法,对我国经济增长与能源消耗间的关系、产业结构对我国经济增长与能源消耗关系的影响以及基于产业结构各省经济增长与能源消耗关系进行研究,得到以下结论:
( 1) 我国经济增长与能源消耗间存在长期协整关系,产业结构对两者关系没有显著影响。
( 2) 对于相同产业结构内部的不同省,其经济增长与能源消耗间的关系存在差异,主要受产业结构质量、科学技术含量的影响。
对于第三产业比较发达的省域而言,多数省的经济增长与能源消耗不存在长期协整或不互为因果关系,因而,这些省可以大力推行节约经济或低碳经济,可以适当关闭一些高耗能的工厂;还有一些省,例如重庆,虽然第三产业的经济效率强,但产业内部结构不完善,这些省可以提高产业的科技含量,以减少对能源的依赖。
对于第二产业占比较大的省域而言,经济增长与能源消耗间存在长期协整关系,因此,这些省需要合理安排能源的供需,妥善处理进口能源与本土能源的关系,并逐步发展第三产业,提高产业附加值,转移社会经济增长的重心,根据格兰杰检验,多数能源大省的经济增长与能源消耗间存在单向或互为因果关系,一方面,要依靠科技进步带动产业发展,提高能源利用率,调整和优化能源消耗结构; 另一方面,这些省在能源政策调整或产业转型升级时,应考虑到能源对经济的显著影响,应该首先做好接续产业的选择、发展,待接续产业发展到一定规模时,再进行耗能高产业的调整。
能源消耗优化 篇10
随着2009年末哥本哈根世界气候会议各国关于节能减排协议的达成,我国正向低碳经济社会转型,降低碳排放量,提高能源利用效率对实现可持续发展目标具有重要的意义。发达国家的低碳经济主要在于消费领域的低碳化,尤其是家庭生活方式的低碳化,而我国的低碳经济则主要是强调产业的低碳发展,然而产业的低碳发展很大程度上依赖于产业投资结构的调整和优化升级。面对节能减排的压力,合理引导产业投资,提高能源效率,优化产业投资结构的任务更为紧迫。
投资结构是指投资在国民经济各部门、各地区、各类项目上的分布比例关系[1]。从产业分布角度看,指的是社会投资在国民经济各产业部门之间分配后形成的数量比例关系[2]。
产业投资结构的优化有助于产业结构的优化与升级、促进国民经济的增长、加速资源优化配置、提高产业竞争能力、提高投资效益具有重大的理论与实践意义[3]。李健等从产业结构角度探讨碳排放强度问题,运用灰色关联分析方法,研究了我国碳排放强度与第一产业、第二产业和第三产业之间的关联性,得出第二产业是影响地区碳排放强度的主要因素,提出要加快调整产业结构,降低碳排放量[4]。郭朝先认为投资扩张效应对碳排放的影响越来越显著[5]。张乐勤等运用STIRPAT模型得出全社会固定资产投资对碳排放影响是最大的[6]。赵耀昌认为固定资产投资比率的上升是二氧化碳排放增加的重要因素[7]。宋德勇等通过对我国时间序列数据的回归分析,发现FDI对CO2排放有负的影响,这个结果是由于FDI的技术溢出带来的。FDI的流入在一定程度上改善了我国的环境质量,但这并不意味着FDI的流入对我国没有坏处,大量的FDI流入到了污染密集型产业之中[8]。孙腾运用格兰杰因果检验对我国1980—2009年投资率和碳密度的数据进行分析。检验结果表明,投资率和碳密度之间存在单向因果关系,投资率是碳密度的格兰杰原因[9]。同时,随着经济发展,碳排放量逐年升高,中国能源使用效率却有了很大的提高,但与发达国家相比,能源消耗强度仍然有很大的下降空间。中国能源消耗强度下降主要是各产业能源使用效率提高的结果,相对于效率份额,结构份额对能源消耗强度的影响也少得多,除了少数年份外,产业结构的调整对降低能源消耗强度的作用是负面的[10]。胡宗义等也指出固定资产投资水平是造成中国省际能源效率差异的一个很重要的因素[11]。
现有的研究就产业投资结构对能源消耗以及能源效率的影响没有过多的分析,鉴于此,本文对中国能源消耗及利用效率、碳排放与产业投资结构进行实证分析,以期对我国低碳经济发展提供科学依据。
1中国碳排放总量计算
中国统计机构并没有直接公布CO2排放数据,CO2排放主要来源于两个生产生活过程:其一是化石能源燃烧排放二氧化碳;其二是水泥工业生产过程中从生料转化为熟料环节排放二氧化碳[12]。化石能源消费的碳排放量包括能源终端消费碳排放与二次能源消费碳排放两部分。由于煤炭、石油和天然气是中国广泛使用的一次能源,以及数据分析处理和可获得性,本文将考虑这三种化石能源所对应的碳排放量。当前大部分碳排放研究都是基于能源消费量,用能源碳排放系数进行估算。也有引入碳汇变量对碳排放总量进行修正,以使其更加符合实际[13]。本文通过阅读大量文献,采用李锴等人研究采用的能源排放系数进行中国2003—2010年碳排放量的估算。本文碳排放量采用以下公式进行估算:
C=∑Ei×Si×Fi
其中,C为碳排放总量;Ei为第i类化石能源的消费量,Si为第i类化石能源对标准煤的折算系数,Fi为第i类化石能源的碳排放系数,煤、石油和天然气的碳排放系数分别为2.7412、2.1358和1.6262(万吨/万吨标准煤)。化石能源消费数据、化石能源对标准煤的折算系数均来自于各年《中国能源统计年鉴》。基于数据的可获得性,本文选取2003—2010年作为样本时间序列,对中国在此时间段的产业投资结构和能源及利用效率、碳排放进行实证分析。
2产业投资结构,能源及利用效率数据分析
投资分为固定资产投资和流动资产投资,鉴于数据的可获性,本文选取分产业的全社会固定资产投资总额作为产业投资结构,由于煤、石油、天然气是中国广泛使用的一次能源,因此本文在计算能源消耗时选用全国各年煤、石油、天然气折算成标准煤的数值。能源利用效率,选择单位GDP消耗的标准煤和单位GDP消耗的碳两个指标表示,这两个指标能很好的反映经济发展对能源的消耗和依赖程度以及经济发展对能源的利用是否充分。数据如表1所示。
数据来源:除碳排放量根据碳排放计算公式得到外,其他数据均来自于《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》。
3能源消耗及利用效率、碳排放与产业投资结构的灰色关联分析
3.1研究方法
灰色关联分析是用来分析系统中各因素关联程度的有效技术方法。他通过数据到数据的映射,因素与因素之间的相形程度,来判断关联对象的关联程度[14]。灰色关联分析最终体现为对关联度系数的计算,关联度系数是对因素之间关联程度大小的一种定量分析。关联度系数越大,关联程度越大[15]。
灰色关联分析较其他统计分析方法更能准确地反映各因素间的亲疏序次和空间分布规律,适合对于某种内涵和外延不十分清晰的数据的处理。而且原理简单、易于掌握、排序明确、对数据分布类型及变量之间的相关类型无特殊要求,具有较高的实际应用价值。
3.2模型构建
进行关联分析首先要指定参考数(序)列。一般地,因变量构成参考数列yi,自变量构成比较数列xi。每一个序列是由不同时刻的值所组成,以yi为例,记第1个时刻的值为yi(1),第2个时刻的值为yi(2),第k个时刻的值为yi(k),因此,yi表示为:yi=(yi(1),yi(2),……,yi(k))。同理,xi=(xi(1),xi(2),……,xi(k))。
给出比较序列和参考序列数据之后,通过下面的方法和步骤计算比较序列和参考序列之间的关联系数和关联度,进而分析各个比较序列对参考序列的影响程度。计算方法和步骤如下:
① 将时间序列作标准化处理,以消除量纲。
② 求关联系数。
求比较序列xi与参考序列yi之间的差序列。公式为:
Δi(k)=|yi(k)-xi(k)|
从序列差Δi(k)中找出最小值和最大值。即:
从不同比较列i最小值和最大值中再分别取出最小值和最大值。即:
计算关联系数。公式为:
其中,分辨系数ρ的取值范围在0~1之间,一般取ρ=0.5。
③ 求关联度。
关联系数的数很多,不便于比较,为此,将各个时刻的关联系数求平均值,即关联度。关联度计算公式一般为:
式中,n是序列的长度,即数据个数,ri是比较数列xi对参考数列yi的关联度。
④ 优势分析。
在关联分析中,当参考序列不止一个,被比较因素也不止一个的时候,就可进行优势分析。下面称参考序列为母数列(或母因素),比较序列为子数列(或子因素),由母数列与子数列可构成关联矩阵。通过关联矩阵各元素之间的关系,可分析哪些因素是优势因素,哪些属于非优势因素。
如果有4个母因素,记为y1、y2、y3、y4,有3个子因素,记为x1、x2、x3,则每一个母因素对3个子因素有3个关联度,记第1个母因素对3个子因素的关联度为:
r11=(y1与x1的关联度)=(y1,x1)
r12=(y1与x2的关联度)=(y1,x2)
r13=(y1与x3的关联度)=(y1,x3)
将母因素y1与3个子因素的关联度排成一行,同理,将y2、y3、y4对子因素的关联度依次排成第2行、第3行、第4行,便构成了关联度矩阵R:
此矩阵中,每一元素有两个下标,第1个下标表示母因素序号,第2个下标表示子因素序号;每一行表示同一母因素对不同子因素的影响;每一列表示不同母因素对同一子因素的影响。根据R中各行与各列关联度的大小来判断子因素与母因素的作用,起主要影响的因素称为优势因素,相应地,有优势母因素和优势子因素。若第i列中各元素大于其他各列,则称i列为优势子因素;若第i行中各元素都大于其他各行,则称i行为优势母因素。找出起主要影响的因素即优势因素,目的是为决策提供参考建议。
本研究中,母因素y1:碳排放量;y2:能源消耗;y3:单位GDP消耗的碳;y4:单位GDP消耗的标准煤。子因素x1:第一产业固定资产投资额;x2:第二产业固定资产投资额;x3:第三产业固定资产投资额。
3.3实证测算分析
计算各母子因素间的关联度,形成关联矩阵R。
经过对关联矩阵的分析,可以得到如下结果。
3.3.1 第二产业投资是影响碳排放量和能源消耗的优势因素
从R矩阵第2列可以看出,第二产业投资对碳排放量和能源消耗的关联系数分别达到0.74038和0.72998,远远超过第一产业投资和第三产业投资的影响程度,说明随着对第二产业投资额的增加,会加大碳排放量和能源消耗。说明目前中国产业投资结构的不合理确实是导致碳排放和能源消耗增加的一个相当重要的因素。
3.3.2 第二产业投资和能源利用效率关联度最差
从R矩阵第2列可以看出,第二产业投资不论是和单位GDP消耗的碳还是单位GDP消耗的标准煤,相关系数都是最差的,也从另一面说明,当前我国对第二产业的投资并没有显著对能源利用效率的提高贡献多少,这与我国投资的第二产业大都是是一些高耗能,高污染的工业企业分不开的。
3.3.3 第一产业投资对碳排放量和能源消耗的影响都是最小的
从R矩阵第1列可以看出,不论是对碳排放还是能源消耗,第一产业投资的相关系数都是最小的,一方面,第一产业并不是能源消耗的主导产业,另一方面,全国各地都在大力发展第二、三产业,加大投资第二、三产业,对第一产业的投资速度远远落后于对二、三产业的投资。
3.3.4 第三产业投资对能源利用效率的影响并不是优势因素
从R矩阵第3列可以看出,第三产业的投资并不是影响单位GDP消耗的碳或单位GDP消耗的标准煤的优势因素,第三产业的低碳效应并没有完全的发挥出来。这与全国大部分地区“重二产业,轻三产业”、“重生产,轻服务”的政策倾向有关。
4政策建议
从本研究的实证测算结果来看,一个国家的能源消耗及利用效率、碳排放和三次产业投资结构具有密切相关性。因此,从国家未来控制碳排放,提高能源利用效率,顺利完成哥本哈根世界气候会议节能减排减碳任务,本文提出以下建议。
4.1合理引导三次产业投资,优化投资结构
投资是拉动经济的三驾马车之一,目前,不论是中国对内投资还是对外投资或是外商来华投资均处于迅猛增长的阶段。在经济迅速发展的时候,我们却是以环境为代价来发展经济,投资一些高污染、高耗能的企业,外商来华投资虽然一定程度上改善了我国的环境质量,但这并不意味着FDI的流入对我国没有坏处,大量的FDI流入到了污染密集型产业之中[8]。因此,我们应当对产业投资进行一些政策限制,合理引导,优化投资结构,促进产业优化升级,减缓乃至消除环境负面影响。
4.2重视第一产业低碳效应,发展低碳农业
目前,降低第一产业在产业结构中的比重并不是说降低对第一产业的投资,反而是要加大对第一产业的投资规模。在低碳经济发展过程中,农业能够减少碳排放、增加碳汇,从而在遏制碳排放方面大有作为[16,17]。随着我国农业向现代化、规模化、产业化迈进,建立生态高值农业和生物产业体系能推动农业向生态环保、高效多元化发展。“低碳农业经济”的发展,是一种全新的以低能耗和低污染为基础的绿色农业经济[18]。这将是国家农业发展方式的重大创新。
4.3提高第二产业投资门槛,促进低碳发展
目前,我国正处在城市化快速发展时期和工业化中期阶段,一、二、三大产业中,以第二产业为主的格局的现状不可能在2020年前改变[19]。在未来较长时期内,主要对第二产业的投资将不会改变。第二产业对碳排放和能源消耗影响大,因此,应该制定产业投资相关政策措施,提高投资门槛,以此来淘汰落后的生产力、高耗能的企业,倒逼投资资金涌向科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业。
4.4加大第三产业投资规模,优化内部结构
第三产业是地区经济发展程度和产业结构优化的重要衡量变量,国家也十分重视第三产业的发展,在一些经济发达地区第三产业已经成为区域经济发展的主导产业。一般观点都认为,第三产业的发展有助于减缓对环境的影响,但是我国现阶段第三产业发展水平还很低,需要大力扶持第三产业,加大第三产业投资规模,但同时由以上实证分析得到,第三产业投资对能源利用效率的影响并不是最优因素,这是由于第三产业的内部结构还需调整和优化。所以,应该在加大第三产业投资规模的同时,注重对第三产业投资内部结构的合理引导。
4.5注重三次产业投资结构,提高能源效率
从以上实证分析可以看出,第三产业投资并不是影响能源利用效率的最优因素,第二产业投资和能源利用效率关联度最差。所以,应该积极投资发展第三产业,引导第二产业投资向环保型、低碳型工业发展方向转变。通过第一产业投资,引导农业结构的调整,发展低碳农业。
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