岳美荣

（中国海洋石油总公司节能减排监测中心天津300452）

1 前言

“十一五”期间，国家通过采取强化目标责任、调整产业结构、实施重点工程、推动技术进步、强化政策激励、加强监督管理、开展全民行动等一系列强有力的政策措施，节能减排方面取得显著成效。其中采取有效的节能技术措施是提高能源利用效率、节约能源的一个重要途径，而如何衡量节能技措项目的效果，节能量的计算、确定尤为重要。因此选用科学、适用、准确的节能量计算方法具有非常重要的意义。

目前，我国国家标准《企业节能量计算方法》（GB/T 13234-2009）和国家发改委印发的《节能项目节能量审核指南》中节能技措项目节能量的计算方法主要推荐使用基准单耗法，此种方法主要与项目实施后项目范围内产品产量、以及项目实施前后的单位产品（或工作量）能耗有关。行业标准《石油企业节能技措项目经济效益评价方法》中推荐的方法除了基准单耗法外，还推荐了以效率提高计算节能量和以节能率计算节能量的方法，以效率提高计算节能量方法主要与项目实施后项目综合能耗和项目实施前后的设备（或装置）效率有关，以节能率计算节能量的方法使用较少。而目前欧盟国家通常采用统计学中的累计和法计算节能量，此种方法相对复杂，但相对准确。采用不同的节能量计算方法，计算结果会存在一定的差异。

2 节能量计算方法

2.1 基准单耗法

对于单耗降低类节能技措项目，节能量按公式（1）计算：

式中，ΔE为节能技措项目节能量；eh为节能技措项目实施后项目范围内单位产品（或工作量）综合能耗；eq为节能技措项目实施前的单位产品（或工作量）基准单耗；Ph为节能技措项目实施后项目范围内产品产量（或工作量）。

此种方法是目前企业主要使用的计算方法，只需要计量统计出项目实施前后项目范围内的综合能源消费量和产品产量（或工作量），计算出单位产品（或工作量）能耗，就能计算出节能技措项目的节能量。此方法计算简便，适用范围宽。但如果节能技措项目实施前后产品产量变动较大，则计算的节能量会有一定的误差。

2.2 效率提高法

对于效率提高类节能技措项目，节能量可按公式（2）计算：

式中，E h为技措项目实施后项目范围内的综合能耗；ηh为项目实施后的设备（或装置）实际效率；ηq为项目实施前设备（或装置）的基准效率。

此种方法需要计量统计出设备（或装置）节能技措项目实施后的综合能耗，测试出项目实施前后设备（或装置）的效率，需要计量统计与现场测试相结合，相对复杂。此种方法适用范围有局限性，主要适用于以提高耗能设备（或装置）效率的节能技措项目。但如果节能技措项目实施前后设备（或装置）负荷变化较大，则计算的节能量会造成一定的误差。

2.3 累积和法

（1）方法原理

累计积法是统计方法中的一种，也称CUSUM法。累积和法定义为若干个样本与某个预设值之间的差值累积和，其数学表达式为：

将一系列连续的Sn值绘制在以取样时间为横轴的坐标图上，便构成了CUSUM图。由于Sn值是由累加所得，若干小的偏离在累加过程中不断放大，通过CUSUM图上点的分布趋势，可以较为灵敏地监测生产过程中样本值偏离预设值的情况。

（2）应用于节能量的计算

利用节能技措项目实施前的某固定时间间隔（如每月、每周或每天）内能源消耗量与产量数据，作出能源消耗量与产量的EP图，用简单的一元线性回归模型，得到节能技措项目实施前综合能源消耗量与产量的关系式：

式中，E为综合能源消耗量；P为产品产量；m为每增加一单位量的产品所消耗的能源量；c为生产中的与产品产量无关的固定能源消耗量。

产品产量是决定能源消耗量的最重要因素，因此一元线性回归模型能较真实反映E、P之间的关系。能源消耗量可分为依产量而变的可变能耗量和与产量无关的固定能耗量两部分，固定能耗指设备的空载、散热等能耗。其定义如下：

式中，Eyi为技术措施实施后相同固定时间间隔内的能源消耗预测量，即式（3）中的μ值；Psi为该固定时间间隔内的实际产品产量。则：

式中，ΔEi为该固定时间间隔内实际能源消耗量与预测能源消耗量之间的差值；Esi为节能技措项目实施后该固定时间间隔内的实际能源消耗量。则：

式中，Sn为节能技措项目实施所带来的节能量。

此方法需要以项目实施前基准数据为样本，利用回归分析法得出能源消耗量与产品产量（工作量）之间的关系式，以及模拟出能耗预测数据、计算能耗实际数据与预测数据的差值、累加差值，统计计算相对复杂，但该方法适用范围宽，较基准能耗法和效率提高法相对更准确一些，且能通过绘制CUSUM图（累积节能量逐月变化趋势图），直观反映能源消耗的趋势性变化，以检测节能技措项目发挥的效果。此方法也是国际上通用的计算方法。

3 节能量计算实例

以某企业热介质炉节能改造项目为例，三种方法计算的结果不同。根据节能项目实施前2009年综合能耗数据和产生的热量，作出E-P图，如图1所示。采用最小二乘法对图中数据点进行线性拟合得到下列方程式：

图1基于2008年数据的E-P线性拟合图

图1 中E、P两变量间判定系数R2=0.9931,表示直线回归的相关性良好。

根据拟合方程式（9）和该项目2010年1月至12月的产热量数据Psi，每月实际综合能源消耗量Esi，计算出逐月预测的综合能源消耗量Eyi和ΔEi，计算出节能量Sn值，具体见表1。

表1 数据计算结果表

根据表1的结果,可以得出采用累积和法计算出节能量约为345吨标煤。根据图1中的数据，应用基准能耗法，计算得出2009年该设备单位综合能耗为0.0407吨标煤，实施节能技术措施后，2010年该设备单位综合能耗为0.0392吨标煤,产生的热量为2.6×104MJ，根据式（1）计算得出节能量约为390吨标煤。按照效率提高法计算，节能措施实施前设备2009年效率约为83.7%，节能措施实施后，2010年效率约为87.1%，综合能耗量为10198.3吨标煤，根据式（2）计算得出节能量约为414吨标煤。以上3种方法计算出的节能量最大相差69吨标煤。

4 节能量计算应注意的问题

影响节能量计算结果除了选择不同方法的影响因素外，还有很多其它影响因素，我们在计算节能技措项目节能量时还应注意以下问题：

●在确定项目基准能耗时，应选择正常工况下，至少一个统计周期；在确定基准效率时应选择正常工况、正常负荷，选取有代表性的测试周期。这样才具有代表性和参考性。

●确定好节能技措项目节能量的计算范围，应是与此产品（工序）或设备（装置）直接关联的所有用能环节。

●节能技措项目实施后的节能量计算应选择在项目正常稳定运行后，选取有代表性的周期，通常选取一年。

●要综合考虑其他因素对项目能消耗的影响及项目实施对项目范围以外的工序或装置的影响，估算出能耗影响量（包括正面影响和负面影响），必要时加以修正。

5 结论

GB/T 13234-2009中推荐的基准单耗法是最基本的方法，适用性也最强。但在实际节能量计算中我们还应根据项目的实际情况，以及节能量计算准确性的要求，可以适当选择效率提高法或累积和法，或者利用多种方法进行核算。同时在节能量计算中确定好计算范围，选取好基准能耗（或基准效率），分析考虑节能量影响因素，必要时对节能量加以修正。对于合同能源管理项目节能量的计算，应在合同中约定节能量的计算方法，以免在计算项目节能量时产生分歧。

[1]GB/T13234—2009企业节能量计算方法.中国标准出版社，2009.

[2]SY/T 6473-2009石油企业节能技措项目经济效益评价方法.石油工业出版社，2010.

[3]白尊亮，冯驯，梁辰等.CUSUM方法在企业能源审计中的应用.《节能技术》，2009，27(2):174-177.

[4]北京鉴衡认证中心.《节能量认证关键技术与应用》.中国质检出版社，中国标准出版社，2011.

[5]William Navidi.《统计学：科学与工程应用》.北京：清华大学出版社，2007.