時間:2023-03-22 17:45:33
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2項目實施過程和結(jié)果
為了獲得性價比最優(yōu)的節(jié)能服務(wù),通過公開競爭的招標方式,可以為學(xué)校最大程度的節(jié)能經(jīng)費,因此學(xué)校在2012年底通過上海機電設(shè)備招標公司進行了公開招標,選取了上海哲能赫太陽能設(shè)備公司作為項目中標方。改造過程總計6個月,改造工程內(nèi)容見表3。項目至今已完整運行了5個月,經(jīng)過了冬季低溫期的考驗。在此期間沒有發(fā)生一起事故或投訴事件,各單位都對改造結(jié)果非常滿意。由于設(shè)備方案針對了各個用戶的使用習慣,采用了分散系統(tǒng),用戶使用不受原來鍋爐房的制約,可以靈活自主的安排工作,用戶的實際體驗滿意度大大提高。本項目的節(jié)能效果,根據(jù)實際測量,統(tǒng)計分析如表4。根據(jù)近半年的運行情況推算,本項目每年所產(chǎn)生的節(jié)能量將超過1700t標煤,節(jié)約能源成本約1500萬元左右,同時減少了燃油鍋爐的廢氣排放,提升了用戶的使用滿意度。是一個環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益多面豐收的好項目。
2.合同能源管理市場前景
2.1節(jié)能減排的重要性改革開放30年以來,我國締造了一個經(jīng)濟發(fā)展的“神話”。但是,在經(jīng)濟飛速速發(fā)展的同時,也為此付出了大量資源。從表2可以看出,在這期間,我國能源每年耗費量迅速增長。這無論從經(jīng)濟還是環(huán)保方面,都是我們所無法承受的,不符合我們可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。因此,實施節(jié)能減排已迫在眉睫。
2.2政策激勵1.“十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃出爐。不久前,國務(wù)院印發(fā)了《“十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》?!兑?guī)劃》中明確指出,我國節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)存在廣闊發(fā)展前景。《規(guī)劃》中還提出了節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標。保持節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值年均增長率在15%以上,至2015年,該產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達到4.5萬億元?!兑?guī)劃》還明確了“十二五”期間節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點工程。包括裝備產(chǎn)業(yè)化與重大節(jié)能技術(shù)工程、再制造產(chǎn)業(yè)化工程、半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用工程等[4]。2.稅收優(yōu)惠。國家發(fā)展改革委員會了《關(guān)于加快推行合同能源管理促進節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》,為節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)提供了實實在在的優(yōu)惠?!兑庖姟穼MC項目納入中央預(yù)算內(nèi)的投資和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)專項資金支持范圍,對相關(guān)合同能源管理項目,符合有關(guān)規(guī)定的,給予資金補助和獎勵;免征節(jié)能服務(wù)公司在實施節(jié)能項目取得的營業(yè)稅應(yīng)稅收入;對節(jié)能服務(wù)公司轉(zhuǎn)到讓給客戶企業(yè)的相關(guān)資產(chǎn),免征增值稅[5]。因此,從國家出臺的政策上看,對于采取合同能源管理模式進行節(jié)能減排的態(tài)度,國家是明確的,積極扶持節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,減輕節(jié)能服務(wù)公司的負擔。
2.3合同能源管理應(yīng)用前景。有數(shù)據(jù)顯示,目前我國的能源利用效率低于國際先進水平10個百分點。從單位產(chǎn)品耗能看,有部分行業(yè)的主要產(chǎn)品平均能耗比國際先進水平高出近40%,這些數(shù)據(jù)表明,我國在節(jié)能市場方面有極大的需求空間。1.建筑業(yè)。我國現(xiàn)價段95%的建筑是高耗能建筑,其中,大型公共樓宇能耗最嚴重。據(jù)相關(guān)機構(gòu)調(diào)查,一般公共建平均能耗為20-60kwh,是城鎮(zhèn)普通住宅的兩倍;大型公共樓宇的平均耗能為70-300kwh,是城鎮(zhèn)普通住宅的10-20倍。因此,如果這些高耗能的大型公共樓宇能實施節(jié)能改造,一方面可以大幅度降低能耗,減少用戶單位的運行成本,另一方面,還可以為節(jié)能服務(wù)公司提供項目支持,從而推進節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展[6]。2.工業(yè)。據(jù)統(tǒng)計,我國工業(yè)能源耗費量占全國總量的71%,發(fā)達國家工業(yè)能源耗費只占全國總量的三分之一,在工業(yè)方面節(jié)能改造方面,我們存在大量市場空間。有研究表明,我國在2000-2020年期間,如果通過節(jié)能改造等節(jié)能措施,可實現(xiàn)的節(jié)能潛力達3.1億-3.9億噸標準煤,建材工業(yè)節(jié)能潛力為13%-22%,有色金屬節(jié)能潛力為4%-10%,石化工業(yè)節(jié)能潛力為10%-24%[7]。
3.結(jié)論及建議
3.1結(jié)論
根據(jù)生態(tài)工程學(xué)原理,充分利用生物適應(yīng)性原理,發(fā)展耐鹽植物就可以直接利用海洋空間獲取生物資源。20世紀90年代,美國國家研究委員會國際事務(wù)辦國際科技開發(fā)部(BOSTID)曾組織多國專家小組正式提出鹽土農(nóng)業(yè)發(fā)展計劃,就是根據(jù)這一原理。鹽土農(nóng)業(yè)以獲取食物為目標,目前的研究證明并不太理想,因為鹽土作物含鹽量和毒素,很難直接用于食品。但是,作為生物質(zhì)資源開發(fā)就不存在這一問題。因此,我們提出發(fā)展海洋種植業(yè)提供生物質(zhì)能源和材料。在短期內(nèi)利用海涂資源發(fā)展高產(chǎn)鹽生植物,應(yīng)當是生物質(zhì)資源獲取的非??尚型緩健T诟h的未來,建設(shè)海平面漂浮平臺,開拓海洋水面空間,發(fā)展高產(chǎn)鹽土植物應(yīng)當是最有潛力的生物質(zhì)資源獲取途徑。該途徑非常符合國家關(guān)于生物質(zhì)資源開發(fā),不與糧爭地,不與林爭山的戰(zhàn)略原則,確保了生物質(zhì)資源開發(fā)與糧食安全和生態(tài)安全相協(xié)調(diào)。本文擬通過互花米草利用及其產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建論述該途徑的可行性。
2.材料和方法
2.1互花米草
互花米草(Spartinaalterniflora)屬禾本科、虎尾草族、米草屬(Spartina)的多年生海岸鹽沼植物?;セ撞菰a(chǎn)美國東海岸,于20世紀80年代初引入中國,最初在江蘇射陽和浙江溫嶺等沿海地區(qū)試種,是為防止海岸受侵蝕和加速陸地形成而引種的,促進了其在沿海地區(qū)的大面積引種。目前,北起遼寧盤山、南至廣東電白的淤泥質(zhì)海岸,都有互花米草間斷分布,面積約80~100萬畝(1畝=1/15hm2)?;セ撞菽望}、耐淹,是僅有的少數(shù)能夠直接生活在海水環(huán)境下的植物之一。本課題組的研究表明:互花米草不僅在海岸帶和河口等廣闊的潮間帶淤泥質(zhì)灘涂具有高度的適應(yīng)性,甚至可以利用全海水灌溉在潮上帶高鹽土壤獲得高產(chǎn)。
互花米草屬于C4植物,具有高效的光合作用,因此具有高效的生產(chǎn)力。根據(jù)課題組在蘇北和上海兩地的多年研究,互花米草單位面積地上部分收獲產(chǎn)量在蘇北可以達到2.5~3.0kg/m2,即1600~2000kg/畝;上海地區(qū)可以達到3~5kg/m2,即2000~3333kg/畝。目前在良好田間管理的條件下,三大傳統(tǒng)糧食作物及其單產(chǎn)(含秸稈產(chǎn)量)分別為:小麥500~600kg/畝,水稻600~1000kg/畝,玉米800~1200kg/畝。在沒有任何人為管理投入的條件下,互花米草幾乎達到傳統(tǒng)作物良好田間管理產(chǎn)量的2~3倍。如果輔以人工肥水管理,互花米草可以獲得更高的單位產(chǎn)量。
基于此,我們提出通過現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進行互花米草生物質(zhì)資源的轉(zhuǎn)化,使互花米草如此高效的生產(chǎn)力服務(wù)和造福于人民,促進沿海居民的經(jīng)濟、生活水平的提升。
2.2利用方法及其產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建
本文介紹一套互花米草利用方法及其產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建途徑。其核心技術(shù)是利用現(xiàn)種互花米草為原料,進行沼氣發(fā)酵預(yù)處理轉(zhuǎn)化后,制造紙漿,并獲取副產(chǎn)品:高純度木質(zhì)素和高效有機肥。該工藝體系涵蓋了從原料收割、儲存、預(yù)處理產(chǎn)能、紙漿制造到紙漿黑液資源化等紙漿制造的全部工藝環(huán)節(jié)。具體工藝系統(tǒng)見圖1。
3.結(jié)果
3.1原料成分
互花米草生物質(zhì)是一類成分非常復(fù)雜的有機質(zhì)。根據(jù)課題組多年的研究,互花米草的化學(xué)構(gòu)成指標大致為:灰分10%~13%,鹽量(按NaCl計)3%~5%,纖維素30%~35%,木質(zhì)素18%~20%,半纖維素35%~40%,蛋白質(zhì)5%~8%,粗脂肪2%~3%。但是,互花米草熱水直接提出物僅為原料的15%~20%,含40%灰分和60%有機質(zhì)。
3.2直接造紙和產(chǎn)沼氣效果
實驗室小試研究表明:(1)互花米草直接造紙只能獲取35%~40%的纖維素,60%~65%的其他成分都進入造紙黑液。由于黑液中雜質(zhì)大,黑液的堿回收或木質(zhì)素的提取效益都比較差,同時互花米草生物質(zhì)內(nèi)在的N、P元素也溶進黑液,污染負荷非常大,處理費用高。(2)互花米草單獨用于沼氣發(fā)酵,由于厭氧微生物的自身特性,僅能夠利用互花米草中的熱抽提有機質(zhì)、半纖維素的70%~80%,纖維素的10%,木質(zhì)素基本不被利用。
3.3沼氣發(fā)酵和造紙?zhí)菁夀D(zhuǎn)化
實驗室小試表明:(1)沼氣發(fā)酵過程中,灰分的70%~80%,N、P的80%~90%基本溶解,殘渣中纖維素含量提高到50%以上,木質(zhì)素含量提高到30%以上,材料的結(jié)構(gòu)也得到改善。(2)用這種材料造紙,NaOH用量由原來的16%降到12%,化學(xué)試劑消耗大幅降低。同時,按原料計算得漿率仍能夠達到35%~38%,與原料直接造紙得漿率相近,但是紙漿透水性、白度和撕裂指數(shù)等特性明顯得到改善。此外,由于灰分、半纖維素等在沼氣發(fā)酵中被消耗,造紙黑液的木質(zhì)素比例和純度顯著提高,商品特性得到顯現(xiàn)。
4.討論
4.1海涂資源直接利用潛力巨大
我國有豐富的海岸帶鹽土資源,總面積約217.04萬公傾。目前海岸帶鹽土開發(fā)存在兩個非常普遍的問題:一是只有圍墾才能開發(fā)利用,這帶來非常大的生態(tài)風險。另一方面,由于淡水資源短缺,已經(jīng)圍墾的土地不能及時開發(fā)利用,綜合效益低下。以上海為例,2001~2004年上海市灘涂造地公司在南匯海灘通過三期工程總計圍墾灘涂11萬畝,但是由于鹽度過高,目前基本處于拋荒狀態(tài)。這些土地未來除部分規(guī)劃為建設(shè)用地使用外,大部分將會因為自然脫鹽較慢短期內(nèi)不能直接農(nóng)耕,繼續(xù)處于拋荒狀態(tài)。
直接進行海水灌溉種植互花米草,不僅能夠利用現(xiàn)有80~100萬畝的互花米草自然植被生物資源,同時也可以加速灘涂鹽土資源的開發(fā),獲取生物質(zhì)資源。如果通過海水直接澆灌開發(fā)利用目前灘涂資源的50%種植互花米草,每年可以新增紙漿原料資源3255.60萬噸,可以年生產(chǎn)紙漿1500~1600萬噸。
此外,利用互花米草作為造紙原料進行紙漿生產(chǎn),還具有原料供給穩(wěn)定,成本易于控制的優(yōu)勢。通過農(nóng)作物秸稈和速生林的種植獲取造紙原料需要與農(nóng)民打交道,而中國目前的農(nóng)業(yè)是聯(lián)產(chǎn)承包,土地都在農(nóng)民手中,與千千萬萬個農(nóng)民談判原料的價格,風險非常大,而且穩(wěn)定性差。而目前海涂資源基本由國家土地管理部門管理,完全可以通過國家立項實現(xiàn)海涂資源的連片開發(fā),資源量穩(wěn)定,只存在生產(chǎn)成本,不存在原料購買的議價。
4.2技術(shù)創(chuàng)新使該工藝途徑成為可能
本工藝所運用的生物酸化濕式儲存和轉(zhuǎn)化、厭氧發(fā)酵聯(lián)合化學(xué)蒸煮紙漿制造工藝、造紙黑液木質(zhì)素生物酸化提取等技術(shù),同濟大學(xué)生物質(zhì)能源研究中心自2004年開始進行研究目前以上研究都已經(jīng)完成了實驗研究,工藝技術(shù)路線完全成熟,并申報了相關(guān)專利。小規(guī)模試驗的參數(shù)可能與生產(chǎn)過程之間存在差異,僅需進一步擴大中試生產(chǎn)、校正工藝生產(chǎn)參數(shù)即可進行規(guī)模化生產(chǎn)。
生物酸化濕式儲存既不同于傳統(tǒng)的干燥保存,也不同于青貯濕式儲存。其無火災(zāi)風險,且基本不耗能;儲存設(shè)施簡單,容易控制,可以在海灘進行簡單施工,就地儲存。因此,生物酸化濕式儲存既安全,又經(jīng)濟。
生物酸化轉(zhuǎn)化不同于傳統(tǒng)的固體有機物沼氣轉(zhuǎn)化,也不同于固體有機物兩相沼氣發(fā)酵。傳統(tǒng)固體有機質(zhì)沼氣發(fā)酵是把生物質(zhì)在一個反應(yīng)器中直接生成沼氣,進出料難,效率低,管理不便;固體有機物兩相沼氣發(fā)酵把原料管理和微生物管理分置于兩個反應(yīng)器欲達到產(chǎn)酸與產(chǎn)氣的分離,但是目前的研究表明產(chǎn)酸與產(chǎn)氣的兩相分離是很難實現(xiàn)的。因此,這種技術(shù)只是提高發(fā)酵效率,并沒有降低管理難度,相反可能增加管理成本。
生物酸化轉(zhuǎn)化技術(shù)通過發(fā)酵環(huán)境的調(diào)控,控制微生物群系,實現(xiàn)開放式產(chǎn)酸,不僅提高效率,而且降低基礎(chǔ)設(shè)施投入和管理費用。此外,生物酸化轉(zhuǎn)化的抽出物不僅可以用于沼氣發(fā)酵,同時也可以用于其他生物發(fā)酵工程,拓展了生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的途徑。
利用厭氧生物酸化轉(zhuǎn)化后的生物質(zhì)進行紙漿制造,我們提出了厭氧生物轉(zhuǎn)化與化學(xué)蒸煮聯(lián)合紙漿制造新工藝,這一工藝特點是生物處理與化學(xué)物理處理相結(jié)合,利用生物方法消耗了原料中非纖維有機質(zhì),提高造紙原料的纖維含量,改善了原料的結(jié)構(gòu),不僅可以降低生產(chǎn)單位紙漿的污染負荷,而且可以降低生產(chǎn)單位紙漿的能源和化學(xué)試劑消耗量。
5.結(jié)論
互花米草是一種優(yōu)良的耐鹽植物,其生物量大,纖維質(zhì)量高?;セ撞莸哪望}、耐淹,是僅有的少數(shù)能夠直接生活在海水環(huán)境下的植物之一。不僅在海岸帶和河口等廣闊的潮間帶淤泥質(zhì)灘涂具有高度的適應(yīng)性,而且可以利用全海水灌溉在潮上帶高鹽土壤獲取高產(chǎn)。因此,在短期內(nèi)利用海涂,在長遠的未來,建設(shè)海平面漂浮平臺,開拓海洋水面空間,直接種植互花米草。收獲后的互花米草通過梯級轉(zhuǎn)化,獲取能源和纖維質(zhì)生物材料,是最有潛力的生物質(zhì)資源獲取途徑。該思想符合國家關(guān)于生物質(zhì)資源開發(fā),“不與糧爭地,不與林爭山”的戰(zhàn)略原則;確保造紙原料開發(fā)與糧食安全和生態(tài)安全的相互協(xié)調(diào)。
2火電企業(yè)能源管理體系建設(shè)的重點
2.1能源評審能源評審是指基于數(shù)據(jù)和其他信息,確定組織的能源績效水平和識別改進機會的工作。能源評審內(nèi)容和步驟包括以下3點。(1)能源使用和消耗的測量數(shù)據(jù)分析,包括:生產(chǎn)指標統(tǒng)計結(jié)果、主要耗能設(shè)備及系統(tǒng)的能源消耗、運行及試驗參數(shù)監(jiān)控結(jié)果等。(2)基于能源使用和能源消耗的分析,識別主要能源使用區(qū)域情況,以及對能源使用和能源消耗有重要影響的設(shè)施、設(shè)備、系統(tǒng)、過程和人員,并確定其現(xiàn)狀。評估未來能源使用和消耗以及需求變化。(3)識別改進能源績效的機會,并進行排序,包括但不限于:采用、推廣行業(yè)最佳節(jié)能實踐經(jīng)驗;通過技術(shù)改造,淘汰落后工藝、設(shè)備,提高發(fā)供電設(shè)備能源使用效率;充分利用余熱、余壓,提高能源利用效率;加強與本企業(yè)能源流有關(guān)的部門協(xié)調(diào)、配合,提高能源績效水平。通過能源評審確定優(yōu)先控制能源因素時,考慮消耗能源最多的因素、決定能源使用或要求的因素、最具節(jié)能潛力的能源因素[1]。公司通過2013年度能源評審,明確優(yōu)先控制能源因素,進而明確能源管理的重點部門(見表1)。表中補充控制措施可以是以下一項或幾項組合:a.制定能源目標、指標及管理方案;b.制定運行控制程序或作業(yè)指導(dǎo)書;c.制定崗位責任、人員能力要求、培訓(xùn)要求及能力評價準則;d.制定應(yīng)急預(yù)案;e.制定現(xiàn)場監(jiān)督檢查制度;f.技術(shù)改造(技術(shù)方案)。在識別后重點結(jié)合能源因素控制情況針對性地制定管理方案,形成年度節(jié)能計劃,實現(xiàn)能源因素的閉環(huán)控制。電力企業(yè)能源消耗主要種類:煤炭、電力、淡水。按能源消耗種類分析電力生產(chǎn)過程中影響能耗的因素。能源管理體系運行的主線是能源控制(運行過程控制),而前提是能源評審。在進行能源評審過程中,各部門均參與了本部門的能源評審,這項工作在各部門的開展中取得了良好效果。部門員工通過應(yīng)用科學(xué)合理的標準化方法,識別出本部門的能源因素,并對這些因素進行分析,確定其是否為可控能源因素,并在此基礎(chǔ)上評價出能源因素控制的優(yōu)先級別。生產(chǎn)中嚴格按照對應(yīng)級別進行控制,并將可行的控制方法納入到操作規(guī)程中實現(xiàn)標準化,真正使節(jié)能工作深入到生產(chǎn)過程中,將節(jié)約能源變?yōu)槊總€員工的具體行動。
2.2法律法規(guī)收集和評價公司在能源管理體系建設(shè)過程中,多方面收集能源管理和節(jié)能管理相關(guān)的國家、地方節(jié)能法律法規(guī)、政府文件、行業(yè)標準、上級主管部門文件等。依據(jù)法律法規(guī)及其他要求,進一步規(guī)范公司節(jié)能管理和能源管理方式。優(yōu)化生產(chǎn)工藝、挖掘生產(chǎn)過程中節(jié)能潛力的同時,通過增加環(huán)保投入、淘汰落后工藝、采用循環(huán)利用等措施,加大減排工作力度,做到清潔發(fā)展、循環(huán)發(fā)展,謀求企業(yè)效益與社會效益的和諧統(tǒng)一。推進國家能源方面法律法規(guī)、政策、標準和其他要求的實施,對火電企業(yè)的節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟提供指導(dǎo),以促進火電企業(yè)提高能源利用率,降低能耗。體系要求在規(guī)定時間間隔內(nèi)評審相關(guān)的法律法規(guī)和其他要求,公司規(guī)定每年進行法律法規(guī)收集和評審,收集和重新整理法律法規(guī)和其他要求,在保證有效性的前提下廣泛學(xué)習相關(guān)的法律法規(guī)和要求并切實執(zhí)行。
2.3基準標桿和能源績效參數(shù)管理對能源實施體系化管理,先要建立與企業(yè)規(guī)模相適應(yīng)的、先進的耗能標準,應(yīng)考慮以下3點:(1)符合國家對能源管理的要求;(2)達到或超越本企業(yè)的歷史最佳水平;(3)以國內(nèi)外同行業(yè)的先進水平為目標。這個標準同時具備兩個方面的特性:(1)標準的可持續(xù)改進性,即標準要隨著企業(yè)能源管理水平的提升而提高;(2)標準的動態(tài)適應(yīng)性,即標準既要符合企業(yè)正常運營狀態(tài)下的要求,又要在企業(yè)產(chǎn)能發(fā)生波動,在高負荷和低負荷等非正常狀態(tài)下,適應(yīng)環(huán)境和條件的變化并繼續(xù)保持標準的動態(tài)先進性[2]?;痣娖髽I(yè)節(jié)能管理的初衷是在保證外部需求的前提下不斷降低能源消耗。在實際評價能源消耗水平的過程中需要相應(yīng)的參照值,即基準和標桿。中電聯(lián)每年收集國內(nèi)部分火電機組能耗指標情況并進行比對。企業(yè)通過將自身能耗情況與其他發(fā)電廠指標進行對比分析,制定公司能耗基準和標桿,見表2、表3,明確公司努力的方向。公司采用上年度能耗水平作為基準,選取中電聯(lián)年度能效對標結(jié)果中公司同類型機組前20%能耗水平作為標桿值。在確定基準和標桿后,分解到部門有對應(yīng)的能源績效參數(shù),比如運行部作為能源消耗的重要操作部門,確定其能源績效考核項目,見表4。
2.4制定全面綜合的節(jié)能管理方案通過用能結(jié)構(gòu)分析、用能系統(tǒng)各環(huán)節(jié)分析梳理節(jié)能措施,有效識別和評價出適合公司的各項節(jié)能技術(shù)和方法,形成年度節(jié)能計劃作為管理方案。梳理能源管理工作中的職責和接口,建立和完善相互聯(lián)系、相互制約和相互促進的能源管理組織結(jié)構(gòu),通過識別節(jié)能潛力以及節(jié)能管理工作中存在的問題,尋找節(jié)能管理中的短板,針對性地制定持續(xù)改進措施,從而實現(xiàn)制定的能源方針和能源目標,減少工作中的隨意性,提高節(jié)能工作整體效果和效率。公司在確定機組能效短板后分析得出優(yōu)先控制能源因素是汽輪機熱耗,果斷制定了汽輪機通流改造的方案并實施,收到良好的預(yù)期效果。
2.5形成能源管理方案的閉環(huán)管理與傳統(tǒng)的節(jié)能管理模式不同的“能源管理采用PDCA系統(tǒng)管理模式,強調(diào)體系運作、全員性與、全過程控制的理念”,節(jié)能變成公司各個部門、各項工作共用環(huán)節(jié),扭轉(zhuǎn)節(jié)能工作僅僅是單一部門責任、單獨一項工作的意識。落實運行控制,加強培訓(xùn),提高意識;通過監(jiān)測機制發(fā)現(xiàn)問題并予以糾正。公司針對能源短缺、能源設(shè)施故障或設(shè)備狀況欠佳造成能源消耗上升等情況,制定整改和改善措施,降低能耗并定期對其開展評估;實施閉環(huán)管理對不適合的措施進行糾正,最終消除造成能源浪費的因素;對節(jié)能管理方案的實施情況進行閉環(huán),對制定的節(jié)能技改進行跟蹤,做到“事前有可研,事后有評估”;改造后的經(jīng)濟性評估作為管理方案的評價方法,通過評估總結(jié)節(jié)能技術(shù)改造的經(jīng)濟效益和改造中遺留的問題,進一步制定措施,確保改造取得預(yù)期的效果。
2.6監(jiān)督審核推動節(jié)能管理工作規(guī)范性能源管理應(yīng)實時跟蹤、實時監(jiān)視、評價。公司明確衡量公司能源效率管理的重要指標是供電煤耗、綜合廠用電率、發(fā)電水耗,對照基準、標桿以及上級考核要求定期開展評價和分析,做到指標閉環(huán)控制。管理方案的評價,將每項節(jié)能技術(shù)改造前的可行性研究和項目實施后評估引入能效評價。針對體系的運行情況,公司內(nèi)部每年安排對體系內(nèi)審和管理評審。根據(jù)國家規(guī)定每年組織4次專業(yè)機構(gòu)外審,對公司能源管理體系開展評價,始終保持體系的正常運行。
二、項目目標與原則
工廠設(shè)計理念:綠色、節(jié)能、健康、環(huán)保。工廠設(shè)計目標:世界級制造(WCM)工廠。項目需求:數(shù)據(jù)采集、能源重點監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析與節(jié)能、成本分析與生產(chǎn)計劃、能源管理分析等??蛻粲泻芏喙?jié)能環(huán)保理念及舉措,需要統(tǒng)籌管理、綜合需求,建造完整的能源管理系統(tǒng),指導(dǎo)及幫助生產(chǎn)。項目原則:從設(shè)計執(zhí)行到實施,整個過程都遵循美國能源與環(huán)境設(shè)計先鋒獎(LEED金級認證)的各項要求。•項目實施與應(yīng)用情況西門子為漯河太古可口可樂飲料有限公司提供的能源管理系統(tǒng)包括生產(chǎn)能源監(jiān)控系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)和智能照明系統(tǒng)。上位軟件WinCCV7.0配合電磁流量計、渦街流量計、超聲波熱量計等現(xiàn)場儀表作為生產(chǎn)能源監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集上層SCADA系統(tǒng),APOGEE作為樓宇自控系統(tǒng)和智能照明系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集軟件系統(tǒng),B.Data作為工廠管理級軟件負責全廠的能源數(shù)據(jù)歸檔、運算分析、趨勢圖表和報表打印。該系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口平臺,實現(xiàn)了項目預(yù)期功能,可以滿足工廠提出的節(jié)能、成本控制等目前實際需求,并助力太古可口可樂漯河廠實現(xiàn)了LEED鉑金級認證?;赪inCC/B.Data的綜合能源管理系統(tǒng)具有如下的特點:•易集成性:作為全集成自動化(TIA)的一員,確保與西門子產(chǎn)品線的完全集成,技術(shù)數(shù)據(jù)和商務(wù)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)實現(xiàn)了全面整合;•易操作性:基于對象的設(shè)計思想,具有友好的組態(tài)界面,可自動管理內(nèi)部、外部能源報表;
•可預(yù)測性:具有基于歷史負荷數(shù)據(jù)和生產(chǎn)計劃的負荷預(yù)測功能,通過生產(chǎn)相關(guān)負荷預(yù)測的方式可以提高規(guī)劃可靠性;•成本控制:能進行能源成本分配,易與財務(wù)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)(如SAP),采購能源時,還可以為采購部門提供成本優(yōu)化支持;•科學(xué)管理:有利于提升能源利用的效率,建立能源和原料帳目的公司級透明度。在項目實施過程中,重點完成了WinCC監(jiān)控畫面設(shè)計,B.Data數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析,B.Data算法實現(xiàn),報表功能與模板設(shè)計,能源采購預(yù)測及能源調(diào)度,權(quán)限管理與網(wǎng)絡(luò)瀏覽,系統(tǒng)集成方案與關(guān)鍵接口設(shè)計等功能的實現(xiàn)。本項目還包括對生產(chǎn)過程的能源監(jiān)控、樓宇自控,以及智能照明系統(tǒng)的能源監(jiān)控。在項目中,WinCC可用作OPC服務(wù)器或客戶機,OPC通道是WinCC的OPC客戶機應(yīng)用程序。本項目WinCC的OPC通道不僅可以與樓控等服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊,還可以與第三方具有OPC通訊服務(wù)器的終端設(shè)備通訊,如與ERP和MES等系統(tǒng)通訊,該項目中已為ERP和MES預(yù)留接口。
按照能源管理體系的標準要求,結(jié)合西南油氣田分公司節(jié)能管理現(xiàn)狀,開展能源管理體系手冊的編制、建立所有標準要素范圍內(nèi)的程序文件、形成相應(yīng)的記錄及文件管理,在此基礎(chǔ)上組織實施西南油氣田分公司節(jié)能工作的PDCA循環(huán)管理。建設(shè)獨立的能源管理體系,可形成西南油氣田分公司節(jié)能管理工作的系統(tǒng)化、規(guī)范化的管理模式。但該建設(shè)思路存在以下主要問題:體系建設(shè)工作量大,并且與西南油氣田分公司現(xiàn)有其他管理體系(如HSE管理體系、ISO管理體系)的運行造成大量重復(fù)的管理內(nèi)容,導(dǎo)致體系運行管理可能出現(xiàn)界面不清的問題,有礙于節(jié)能工作的整體推進和實施。
2充分利用現(xiàn)有管理體系進行體系整合
2.1建設(shè)思路GB/T23331明確規(guī)定了“組織可將本標準與其他管理體系要求進行結(jié)合”。參考該項規(guī)定,可考慮充分利用西南油氣田分公司現(xiàn)有體系資源,簡化體系建設(shè)內(nèi)容。結(jié)合西南油氣田分公司目前已建立并有效運行的管理體系,進行體系整合,形成包含能源管理體系要素的管理體系,達到節(jié)能工作的全面受控。該建設(shè)思路可避免建立獨立的能源管理體系存在的問題,即體系建設(shè)工作量較小,并且與西南油氣田分公司現(xiàn)有其他管理體系進行有機融合,其運行管理不會造成大量重復(fù)的管理內(nèi)容,有利于公司各項工作的整體推進。目前,西南油氣田分公司實施的管理體系主要包括HSE管理體系、內(nèi)控管理體系、質(zhì)量管理體系等。其中HSE管理體系是依據(jù)集團分公司企業(yè)標準《職業(yè)健康安全管理體系規(guī)范》(Q/SY1002.1—2007)建立的,其要素構(gòu)架與《能源管理體系要求》要素構(gòu)架基本一致。從《職業(yè)健康安全管理體系規(guī)范》(Q/SY1002.1—2007)與《能源管理體系要求》(GB/T23331—2012)[1]體系要素的對比分析,可以看出:1)《能源管理體系要求》(GB/T23331-2009)包括六大項36項要素[1],與《職業(yè)健康安全管理體系規(guī)范》(Q/SY1002.1-2007)[2]具有共性的要素有33項,這33項要素均能夠在西南油氣田分公司HSE管理體系相同要素管理框架下實施運行。2)具有能源管理個性要求,不能與HSE現(xiàn)行體系要素實施有機融合的要素共3項,分別是“4.4.3能源評審”、“4.4.4能源基準”和“4.4.5能源績效參數(shù)”[1]。因此,結(jié)合西南油氣田分公司HSE管理體系開展體系整合,形成包含能源管理體系要素的新版HSE管理體系,是一種可行的建設(shè)思路。
2.2建設(shè)方式通過能源管理體系與HSE管理體系進行整合的可行性分析,可以形成以下基本建設(shè)方式:1)以西南油氣田分公司HSE管理體系為基礎(chǔ),不建立獨立的《能源管理體系手冊》及配套的程序文件。2)將《能源管理體系要求》的要素有機融合到西南油氣田分公司HSE管理體系中,《能源管理體系要求》(GB/T23331—2012)與《職業(yè)健康安全管理體系規(guī)范》(Q/SY1002.1—2007)中相同要素部分,均執(zhí)行西南油氣田分公司HSE管理體系相應(yīng)規(guī)定,僅需結(jié)合公司節(jié)能管理工作,在對應(yīng)的各要素中增加節(jié)能工作的管理內(nèi)容。3)個別具有能源管理個性要求,不能與HSE現(xiàn)行體系要素實施有機融合的要素,則在HSE管理體系中進行相應(yīng)的增加。需增加的要素分別是能源評審、能源基準和能源績效參數(shù)[1],該三項要素在標準中屬于“策劃”[1,2]部分,因此,可增加在分公司HSE管理手冊“5.3策劃”部分。4)形成的新版包含能源管理體系要素的“西南油氣田分公司健康、安全、環(huán)境管理體系”,可實現(xiàn)能源管理體系要素在HSE管理體系的主體框架下運行,全面納入分公司HSE管理。
(二)稅收優(yōu)惠政策有待完善首先,合同能源管理稅收優(yōu)惠政策未必能夠減稅。節(jié)能服務(wù)公司在享受免征增值稅優(yōu)惠政策時,不能對外開具增值稅專用發(fā)票,取得的專用發(fā)票也不能抵扣進行稅額。這種做法不僅損害了分享收入不大的節(jié)能服務(wù)公司的利益,用能單位也不能抵扣進行稅額。但是,如果節(jié)能服務(wù)公司放棄免稅、減稅優(yōu)惠政策,36個月內(nèi)不得再申請免稅、減稅。其次,合同能源管理稅收優(yōu)惠政策門檻高。我國合同能源管理項目稅收優(yōu)惠條件只限定在節(jié)能效益分享型合同能源管理項目。除此之外,合同能源管理稅收優(yōu)惠政策還在注冊資本、技術(shù)等各方面加以限制。這種稅收優(yōu)惠限制使實力雄厚的大企業(yè)比中小企業(yè)更容易獲取稅收優(yōu)惠。不利于中小型節(jié)能服務(wù)公司的發(fā)展。
(三)稅收征收管理難度大節(jié)能服務(wù)作為一種新事物,稅收政策的執(zhí)行本就不理想?!盃I改增”之后,增值稅的稅務(wù)處理涉及增值稅專用發(fā)票的保管和開具、進項稅額的認證和抵扣、設(shè)備和不動產(chǎn)的判定、進項稅轉(zhuǎn)出和視同銷售等關(guān)鍵環(huán)節(jié),比營業(yè)稅的稅務(wù)處理要復(fù)雜很多,對于虛開增值稅專用發(fā)票的處理也比營業(yè)稅嚴厲得多。此外,營改增后增值稅核算體系和原增值稅項目核算體系同時存在的情況也加大了基層稅務(wù)機關(guān)的征管難度。
二、完善合同能源管理流轉(zhuǎn)稅政策
(一)細化合同能源管理稅收政策基于現(xiàn)行合同能源管理稅收政策,立法機關(guān)可以攜手稅務(wù)機關(guān),對合同能源管理項目稅務(wù)問題展開調(diào)查研究,并盡快制定出符合市場發(fā)展規(guī)律的合同能源管理稅收政策的實施細則。如制定類似于“合同能源管理增值稅管理暫行/試行辦法”的行政法規(guī),就合同能源管理增值稅問題,包括征稅范圍、納稅主體、稅率、計稅發(fā)法、減免稅等,進行統(tǒng)一、合理的規(guī)定,規(guī)范合同能源管理里增值稅征管。
2.能源管理系統(tǒng)利弊能源監(jiān)控系統(tǒng)對能源系統(tǒng)實行集中監(jiān)控和有效管理,有如下作用:(1)通過對能源系統(tǒng)集中監(jiān)控,大幅度提高鋼鐵企業(yè)能源系統(tǒng)勞動生產(chǎn)率。(2)運用系統(tǒng)在線監(jiān)視功能能源調(diào)度實現(xiàn)調(diào)度指揮,充分利用鋼廠二次能源,確保系統(tǒng)經(jīng)濟合理運行,節(jié)能和環(huán)保效益貢獻突出。(3)在能源系統(tǒng)異常和事故時,系統(tǒng)通過集中監(jiān)視提供實時數(shù)據(jù),利于調(diào)度及時、快速和準確地處置,把能源系統(tǒng)故障所造成的影響控制在最低限度,確保能源系統(tǒng)穩(wěn)定運行。能源管理系統(tǒng)在應(yīng)用過程中也存在一些問題,第一是如果現(xiàn)場儀表計量不準確,輸出到能源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)也會不準確;第二由于是無線傳輸,短距離內(nèi)兩個無線網(wǎng)間會有干擾。
2系統(tǒng)設(shè)計
2.1設(shè)計原則根據(jù)相關(guān)規(guī)定及用戶需求,確定數(shù)據(jù)采集方式多樣、采集內(nèi)容豐富、平臺拓展性強、確保能源管理平臺的穩(wěn)定性等設(shè)計原則。
2.2點位設(shè)計
2.2.1電表計量點位表1)本項目空調(diào)系統(tǒng)為VRV空調(diào)。用電主要由辦公大樓內(nèi)中心低壓變配電房的2臺變壓器專門供給,專供室外機用電。末端設(shè)備主要為空調(diào)室內(nèi)機,所有室內(nèi)機供電由各樓層空調(diào)母線分別供電,通過低壓配電機房及各樓層強電間對空調(diào)室外機、室內(nèi)機進行計量。2)照明插座用電分布在大樓各辦公室內(nèi),其供電由低壓變配電室內(nèi)母線經(jīng)由樓層的兩個強電間分別提供。照明用電包含室內(nèi)辦公照明、公共照明、應(yīng)急照明和外景照明等。每層的兩個配電間結(jié)構(gòu)相同,每個配電間包含兩路母線,一路母線專供空調(diào)用電,另一路母線分為樓梯照明、辦公照明和辦公插座供電。3)一般動力用電主要包含電梯、生活水泵等用電,均由低壓變配電柜提供。4)特殊用電主要包括廚房用電和科技機房用電,均由辦公樓的低壓變配電機房供給。經(jīng)統(tǒng)計,本項目用電測量點數(shù)量為141個,包括低壓配電機房所有供電支路和樓層強電間所有設(shè)備供電支路總和。
2.2.2水表計量點位表1)本項目用水主要分為飲用水、衛(wèi)生間用水、食堂用水、浴室用水和屋頂用水。其供水結(jié)構(gòu)為自來水主進水直接進到地下一層儲水箱,再由水泵提供二次水,二次水通過自來水豎井供給到各樓層,根據(jù)功能需要可以細化到樓層內(nèi)不同分項用水。2)本次設(shè)計主要根據(jù)不同功能區(qū)域設(shè)計,由于每層不是獨立的科室,所以不選擇科室分戶計量,僅對辦公樓各樓層進行劃分,另外對食堂、浴室等進行分戶計量。經(jīng)統(tǒng)計,用水測量點數(shù)量為18個,系統(tǒng)總計量點數(shù)量為159個。
2.3系統(tǒng)分層設(shè)計根據(jù)數(shù)據(jù)的流向,將系統(tǒng)分為3層架構(gòu),即數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)處理層。
2.3.1數(shù)據(jù)采集層數(shù)據(jù)采集層的主要功能是根據(jù)儀表不同的協(xié)議發(fā)送對應(yīng)的指令,收到儀表反饋的數(shù)據(jù)后,進行解析并以TCP/IP數(shù)據(jù)包的方式發(fā)給上位機。在此過程中如有錯誤或出現(xiàn)報警,則同時發(fā)給上位機軟件,以便用戶快速排查、定位故障點。數(shù)據(jù)采集層有兩種工作模式,一是定時自動模式,可根據(jù)用戶事先設(shè)定的采集間隔自動進行采集、上發(fā);二是用戶模式,可根據(jù)上層用戶指令隨時采集。在該層中采取多種系統(tǒng)安全性措施,如上層網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的偵測,下層儀表設(shè)備的故障判斷與定位,本地微型數(shù)據(jù)庫的使用,在網(wǎng)絡(luò)狀況不好的情況下,數(shù)據(jù)可就地保存,網(wǎng)絡(luò)狀況恢復(fù)時又可“斷點續(xù)傳”?,F(xiàn)場能源數(shù)據(jù)的采集通過樓宇的低壓配電柜和配電間內(nèi)加裝帶數(shù)據(jù)接口的電力計量儀表,基本可實現(xiàn)對樓內(nèi)空調(diào)、動力、照明和特殊用電等用電設(shè)施的分項計量;在各樓每間房安裝電能計量表,計量房間內(nèi)所有電能消耗;而對于樓宇用水量的數(shù)據(jù)采集,通過對添置智能遠傳水量總表來實現(xiàn)。
2.3.2數(shù)據(jù)傳輸層數(shù)據(jù)傳輸層由兩部分組成,第一部分為計量表至采集設(shè)備,采用RS485或M-BUS總線形式傳輸;第二部分為數(shù)據(jù)采集器(網(wǎng)關(guān)設(shè)備)與節(jié)能管理服務(wù)器主機之間的數(shù)據(jù)傳輸,將通過GPRS/CDMA無線廣域網(wǎng)、Internet等以TCP/IP方式實現(xiàn)各建筑間的數(shù)據(jù)加密傳輸[2]。
2.3.3數(shù)據(jù)處理層中心支行及其他支行不再獨立設(shè)置數(shù)據(jù)庫,全部數(shù)據(jù)上傳至能源數(shù)據(jù)庫服務(wù)器?;谶@樣一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在切實保障性能效率的前提下,設(shè)計的數(shù)據(jù)平臺如圖1所示。
3數(shù)據(jù)庫設(shè)計
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為平臺的一個重要的組成部分,是上層應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ),也是業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)的核心,幾乎所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的加工最后都依賴數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的支持來完成。因此,數(shù)據(jù)庫在整個系統(tǒng)中起著非常關(guān)鍵的作用。為了實現(xiàn)有效的能源監(jiān)測,我們根據(jù)數(shù)據(jù)庫的功能將其劃分為4個子庫:1)建筑基本情況數(shù)據(jù)庫:包括建筑基本項數(shù)據(jù)表、建筑擴展項數(shù)據(jù)表、建筑附加文件表、建筑群基本信息表、建筑群對應(yīng)關(guān)系表、建筑節(jié)能改造信息表等。2)分類分項能耗數(shù)據(jù)庫:包括分類分項能耗字典表、分類分項能耗拆分結(jié)果表、分類分項能耗拆分結(jié)果逐時匯總表、分類分項能耗拆分結(jié)果逐日匯總表等。3)設(shè)計安裝數(shù)據(jù)庫:包括支路拓撲及裝表關(guān)系描述表、監(jiān)測儀表使用信息表、監(jiān)測儀表產(chǎn)品信息表、監(jiān)測儀表產(chǎn)品參數(shù)表、數(shù)據(jù)采集器信息表、分類分項計算公式表等。4)計量表原始數(shù)值數(shù)據(jù)庫:計量表原始數(shù)值表。整個數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)如圖2所示。對于數(shù)據(jù)庫選型,數(shù)據(jù)中心考慮到人為的建筑用能監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲、預(yù)處理和分析運算數(shù)據(jù)量相當大,所以考慮采用在工業(yè)海量數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域比較成熟的實時數(shù)據(jù)庫SQLserver進行建筑能耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲、處理、運算等,再輔以關(guān)系數(shù)據(jù)庫用于架構(gòu)能耗監(jiān)測業(yè)務(wù),構(gòu)筑整個支行能耗節(jié)能數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)存儲體系。
邁克爾設(shè)計的旋轉(zhuǎn)式太陽能住宅用8個扇形外墻和一個圓形地板組成。8個扇形外墻相互疊加,可以圍繞著中央的支撐柱旋轉(zhuǎn)。外墻是一種百葉窗式的結(jié)構(gòu),打開時可以透光,封閉時可以遮雨擋風。在天氣好的白天或月夜,扇形外墻在底座電機的帶動下,可以完全或部分疊加在一起,形成一個開放式或半開放式的亭子,人們可以充分享受到陽光和清新的空氣。如果出現(xiàn)風雨或者太陽太毒等的惡劣天氣,扇形外墻可以圍成一圈,讓你擁有一個全封閉而且完全的家。這種旋轉(zhuǎn)式住宅頂上有太陽能電池板,可以提供日常生活用電和旋轉(zhuǎn)外墻的用電。
風力旋轉(zhuǎn)公寓
邁克爾設(shè)計的這種風力旋轉(zhuǎn)公寓共有7層,除了底部的一層不能轉(zhuǎn)動之外,上面的6層可以隨風轉(zhuǎn)動。因此,你每分鐘看到的房子外形都是不一樣的。這是世界上第一棟以風作為旋轉(zhuǎn)動力的建筑。這棟公寓由超輕材料制成,這便賦予了可以隨風轉(zhuǎn)動的特質(zhì),旋轉(zhuǎn)起來的公寓從遠處看就像一個大風車。居住在這所公寓里的人還可以隨喜好自行操控自家房子,例如改變房子的朝向、溫度和景色等。風在吹動房子改變其外觀的同時還可以用來發(fā)電,為居民提供夜間照明。
太陽風禮堂
這個宏偉的太陽風禮堂是邁克爾為加州州立大學(xué)設(shè)計的,可以用于中型的集會和平時師生的休閑,可以同時容納300人。這座禮堂主要用輕型、高強度的合成混凝土建造,相當于一個半封閉的亭子。建筑的大型穹頂用燒結(jié)玻璃覆蓋,并用一系列同中心百葉結(jié)構(gòu)遮擋。屋頂下的大塊面積安裝了活動板凳,它們可以從地板中拉起來,構(gòu)成不同的模式。穹頂?shù)闹虚g是一大塊圓柱形數(shù)字投射放映屏,還有用來制冷的一系列噴嘴。這座建筑最醒目的是位于建筑中部的風力渦輪發(fā)電機,它離底座有45米的高度,可以發(fā)電直接使用或存儲在電池里,電池安裝在禮堂的基座下。巨大的太陽能電池板位于禮堂頂部的百葉結(jié)構(gòu)上,也能產(chǎn)生額外的電能供校園使用或存儲在電池里。而且,電池里的電能也可以用來分解建筑收集到的雨水產(chǎn)生氫,把太陽能和風能用氫能的方式儲存起來。
曲折外墻住宅