1 引言

针对少数地区为突击完成节能减排目标，采取限制企业正常生产用电特别是居民生活用电以及强制性停止火电机组发电等错误做法，国务院办公厅发布了《关于确保居民生活用电和正常发用电秩序的紧急通知》［1］，要求立即恢复供电，不得非法干预电网调度和发电生产，切实维护正常的电力生产供应秩序。实现节能减排目标需要通过全面贯彻落实科学发展观、加快转变经济发展方式、大力调整经济结构、不断提高能源利用效率来实现。而照明用电的电能消耗不是一个小数目，绿色照明被提上日程。研究表明，使用节能灯，淘汰白炽灯，是提高能源利用效率、实现节能减排的一个重要举措。

据有关资料显示［2］，目前我国白炽灯使用量约有30亿只，如果4成能调换成节能灯，以每天使用4h计算，一年可节电858亿kW·h，相当于省下一个三峡电站。可见节能灯的节能效益非常明显。但调查表明，节能灯在我国的推广使用并未见成效，特别是在广大的农村地区，节能减排意识淡薄，节能灯的推广和应用存在种种障碍［3］。本文将在前期对湖南省不同地区调研的基础上，探讨湖南省的节能减排容量，为政府和相关单位制定相应的策略提供科学依据，促进湖南省“两型社会”的建设。

2 湖南省绿色照明现状

依据湖南省有关经济发展、实力排行现状，课题组在选择了具有代表意义的4个地市：代表经济欠发达地区的邵阳，代表发达地区的湘潭，代表中游地区的常德和衡阳。调研组分别在4地市的多个村镇，通过挨户走访调查。共发出1 500份调查问卷，实际回收有效问卷1 269份。问卷涉及农村照明用电的各种参数，包括农村家庭每户的用电平均支出，电费价格，现使用灯具总数以及节能灯盏数，节能灯购买单价，白炽灯购买单价，照明灯具每天工作的小时数，节能灯的平均使用寿命，白炽灯的平均使用寿命。

调研所得数据如表1所示。表中重要的指标定义如下，用每户的总灯具数比家庭总人数为人均灯具数；每户节能灯总数比家庭总人数为人均节能灯数；人均节能灯盏数比人均灯具数为节能灯推广率。用节能灯的购买单价、白炽灯购买单价、电费价格的家庭人数平均值，定义节能灯平均单价、白炽灯平均单价、平均电费价格。灯具每天的平均工作小时数乘以365定义年工作总时数。

表1 湖南省照明用电状况分布

3 绿色照明视角下的节能减排工程测算

在理想的情况下，如果将白炽灯全部换成节能灯，那么，从表1可得知4个地市都有很大的转换空间，常德、邵阳、衡阳和湘潭4个地市相应的节能灯推广空间依次为62．7%、51．8%、48．2%和57%。通过计算说明，湖南省的照明节电空间非常大，实施绿色照明工程能有效地实现节能减排，形成客观的社会与经济效益。

3．1 节能灯推广改造项目回收期计算

刘虹在《绿色照明概论》［4］中提出了一种有关绿色照明投资回收期的计算模型。投资回收期表示项目累计收入和累计支出达到平衡所需要的时间，可解释为净收益偿还投资所需的时间，投资回收期越短意味着项目投资者获得回报等待的时间越短，投资收获期将越长。投资回收期评价法通常用于比较一些周期较短的产品替代项目，在这里用来评价节能灯替代白炽灯的改造项目。通过计算用户的“节能灯投资工程”的盈利最短时间长度，以证明“推广节能灯、淘汰白炽灯”是切实可行的。用节能灯替代低效白炽灯的改造项目投资回收期可采用公式（1）计算，每盏节能灯年节电量计算用公式（2）。

Pt为改造项目回收期／年；PL为节能灯的平均单价，意义如表1中的数据；Pb为白炽灯的平均单价，意义如表1中的数据；P为灯具的标准功率，本研究取灯具的标准功率为25W；t为灯具每年工作的小时数，意义如表1中的数据；α为节能系数，即节能灯的能耗与普通灯具的能耗比，取α；t1为白炽灯的平均寿命，根据本研究调研所得和其他统计资料，白炽灯的寿命约1年。考虑实际工作电压和开启次数等影响白炽灯寿命的因数，本研究取 为0．5年；t2为节能灯的平均寿命，各项资料显示节能灯的寿命 约为4年；R为平均电费价格，意义如表1中的数据。为增加可比性，电费单价为4个地区的平均值R＝0．72元／kW·h；PT为每盏节能灯年节电量／kW·h。

关于每盏灯的年节电量，可先用灯具每年工作的小时数乘以灯具标准功率得出每盏节能灯的年节电量，然后把数据代入式公（1）中计算得出改造项目的回收期。各个地市的年节电量以及投资回收期如表2所示。

表2 4地市的节能灯节电量与投资回收期情况

通过表2的具体数据不难看出，用节能灯替代白炽灯在不到0．9年的时间内就可以收回投资的成本，在投资回收期以后的时间里则为纯益利，实现社会效益与经济效益双丰收。计算加入银行利息等因素，投资回收期通常不会超过1年。

3．2 节能灯节电节能减排效果分析

照明节电工程项目除了具有一定经济效益外，重要的是它的社会环境效益，由于用电量减少，将相应减少排放，各种有害气体的排放量和烟尘的排放量将明显减少。下面将面向湖南省农村地区，计算节电空间、减排规模，希望为政府和企业在决策时提供分析基础。

3．2．1 节电能力的计算

计算的思路是：首先计算一个节能灯替代白炽灯，一年的节电能力；然后再乘上所有用户所拥有的灯具盏数得出用户端年节电量，进而求出一个地区的农村总节电量。具体的算法按公式（3）、公式（4）进行：

DS为用户端年节电量；人均节能灯盏数；N1为每盏节能灯年节电量／kW·h；PT为农村人口总数，具体数据详见表4；N为供电端年节电量；SS为厂用电率，m1＝0．08；m1为电网输配电损失数，m2＝0．07；m2为终端配电损失系数，m3＝0．04。

依据表1所列出的湖南省4地市（常德、邵阳、衡阳、湘潭）农村地区的每盏节能灯年节电量、人均节能灯盏数和人均灯具盏数状况，利用层级（发达、中等和欠发达）模型与均值方法，求取整个湖南省农村地区的每盏节能灯年节电量、人均节能灯盏数和人均灯具盏数，进而推算出整个湖南省的用户照明节电总量和供电端的照明供电总量。表3描述了各个地市农村地区目前的节电水平。

表3 湖南省4地市农村地区节已有节电水平

假设经过政府部门、企业和消费者共同努力，对现有白炽灯进行节能灯改造，把所有还在使用中的白炽灯都换成节能灯，依据前面的（3）和（4）式可求得实施改造项目后的节电能力，称为节电潜能，4地市农村地区与湖南省农村整体地区的可能节电潜能状况分布如表4所示。

计算表明，节能灯替换白炽灯以后，终端用户年节电总量翻了一倍多。实施项目改造前整个湖南省农村地区实现用户年节电总量约15亿kW·h，供电端年照明节电总量约18亿kW·h。实施改造项目后整个湖南省实现用户年节电总量约32．4亿kW·h，供电端年照明节电总量39．5亿kW·h，总节电量约为实施改造前的2．2倍。计算说明，如果政府能在现有基础上进行节能等改造项目，节能成效将非常可观。

3．2．2 有害气体排量减少量计算

我国电力供应基本以燃煤为主，约占70%的比例。燃煤发电向大气排放大量烟尘和CO、CO2、SO2、SO2、CnHm、NOX等有害气体，因而会加重温室效应并产生酸雨、光化学烟雾和烟尘，严重污染大气和环境，造成了各种对人和动物的危害。

表4 4地市农村地区节能水平与节能潜力分布

燃煤发电厂燃料燃烧产生有害气体排放量的计算是根据化学反应式和具体燃料成分、分析数据的基础上进行的。根据专家估计，目前我国电站锅炉每生产1kW·h的电能，平均需燃煤0．36kg。在实施绿色照明后，由于照明用电量的减少从而减少了CO、CO2、SO2、SO2、CnHm、NOX等各种有害气体排放量。减少有害气体的排放量大致可按式（5）计算。

ΔIi为照明节电项目致使某种有害气体减排量（kg）；i为有害排放物质的种类；b为电力类别系数，其值取1～0．82。取1时为只考虑有火电是的情况，取0．82为同时考虑核电和水电时的情况，湖南省火电与水电约53∶47，所以电力类别系数取0．92；g为燃煤系数，取值为0．36kg／（kW·h）；E 为开展照明节电项目供电端照明节电总量，可用表5中数据；Ni为排放系数（指每燃烧一吨煤所排放的有害气体质量，单位为kg／t）；NCO＝0．23、NCO2＝0．82、NCnH＝0．09、NNOX、NSO2＝16．72Sai（Sar为燃料中含硫量的质量的百分数）。

表5描述了主要有害气体的减排现实水平与减排潜能。

表5 主要有害气体的减排水平与潜能

3．2．3 烟尘排放减少量的计算

燃煤产生的烟尘主要为高温熔融和化学反应过程中形成的。节电项目节省的电能所减少烟尘的排放量按式（6）计算，4地市农村地区的烟尘减排量现有水平与减排潜能情况如表6所示。

式中ΔP为减少烟尘的排放量（吨）；A为煤含灰量的质量百分数（%），按飞灰90%，炉渣10%计算，则取A＝0．9；dfn为烟气中烟尘占灰分量的百分比（%）。对电站锅炉取0．4～0．6，我们课题取dfn＝0．5；g为燃煤系数，取值为0．36kg／（kW·h）；E为开展照明节电项目中，供电端照明节电总量，E可用表5中数据；N为火力发电所占比例系数，取N＝0．53。

表6 绿色照明情况的烟尘减排水平与潜能情况 t

4 结语

我国幅员辽阔，农村地区在节能减排上一直都没有给予重视。但是，实际上，农村地区具有巨大的节能潜力和减排空间，特别是照明用电方面，节能减排的潜能巨大。湖南省正在建设“四化两型”社会，节能减排是其中重要的一个目标，实施绿色照明无疑能促进节能与减排目标的实现。然而，大量调研表明，农村地区目前对于节能灯缺少概念，应用普及面窄，节能意识堪忧。通过广泛地推广节能灯，替代白炽灯，以实现农村地区的节能减排工作，还有相当长的路要走。

［1］国务院办公厅．国务院办公厅关于确保居民生活用电和正常发

用电秩序的紧急通知［DB／OL］．［2010－11－23］．http：／／www．gov．cn／zwgk／2010－11／23／content＿1751457．html．

［2］科技网创新周刊．缔造一个光明与绿色世界［DB／OL］．［2010－11－23］．http：／／www．stdaily．com／oldweb／gb／innovation／2005－11／07／content＿451463．html．

［3］曾祥素．揭开节能灯“节能不省钱”之谜［N］．中国质量报，2005－06－02（16）．

［4］刘 虹．绿色照明概论［M］．北京：中国电力出版社，2009．