企業(yè)能源計(jì)量中的能量平衡模型分析

胡 妍

（宜賓學(xué)院，四川 宜賓 644000）

1 能量平衡理論模型分析

能量平衡，就是分析一個(gè)系統(tǒng)（設(shè)備、車間、企業(yè)）的輸入能量、有效利用能量和損失能量之間的平衡關(guān)系。通過能量平衡，提高能量的利用水平，分析用能過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的影響因素，找出能量損失的原因和節(jié)能潛力與途徑，從而有針對(duì)性地制訂出切合實(shí)際的技術(shù)改造措施，以提高系統(tǒng)的能量利用率。能量平衡按種類可分類熱平衡、電平衡、汽平衡、水平衡等；按生產(chǎn)對(duì)象可分為設(shè)備能量平衡、企業(yè)能量平衡。本文以熱平衡為例建立企業(yè)能量平衡模型。

1.1 能量平衡模型

能量平衡是能量的數(shù)量方面的平衡。能量平衡是在設(shè)備處于能量穩(wěn)定的情下進(jìn)行的，此時(shí)系統(tǒng)本身貯存的能量不再變化，則有：

輸入系統(tǒng)的能量=由系統(tǒng)輸出的能量=有效利用能量+損失能量

1.2 能量利用效率模型及測量

能量利用效率是指能源中所具有的能量被有效利用的程度。能量利用效率模型可表示為：η=×100%=（1）×100%

計(jì)算能量利用效率的對(duì)象不同時(shí)，方法也不完全相同，一般有以下三種測量方法：

（1）按產(chǎn)品能耗測量

利用企業(yè)中的主要耗能產(chǎn)品，按單位產(chǎn)品的有效利用能量和總能耗量加權(quán)平均，即可求得企業(yè)總的能量利用效率：

其中：Q為某項(xiàng)產(chǎn)品的產(chǎn)量；e1為產(chǎn)品的有效利用能量；e2為產(chǎn)品的總能耗量。

(2)按能源使用的用途測量

能源的使用的用途大到有二類：一類直接燃燒；另一類轉(zhuǎn)換為二次能源后在再使用。因此按用途測量時(shí)可分為：發(fā)電、鍋爐、爐窯、蒸汽動(dòng)力、內(nèi)燃動(dòng)力等，先求得某項(xiàng)用途的有效利用能量，然后在將各種用途的有效利用能量相加，最后比上各種用途的總能耗量（w用+w損）。

（3）按能量從加工到利用測量

把能源從進(jìn)入企業(yè)加工、轉(zhuǎn)換、運(yùn)輸?shù)阶罱K使用，分為四個(gè)過程，分別計(jì)算出各個(gè)過程的效率，然后相求得總的能量利用效率。

η總=η加×η轉(zhuǎn)×η運(yùn)×η用×100%

2 企業(yè)能源計(jì)量投入的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

2.1 企業(yè)節(jié)能量的測算

節(jié)能量就是節(jié)約能源的數(shù)量，這是在生產(chǎn)條件的一定條件可比條件下，采取了計(jì)量措施以后所獲得的節(jié)約能源消費(fèi)的數(shù)量指標(biāo)。測算企業(yè)節(jié)能量的模型方法有二種：

（1）以產(chǎn)品產(chǎn)量單位耗能測算節(jié)能量。一般以上年同期的實(shí)際單位產(chǎn)品產(chǎn)量耗能量為基數(shù)測算節(jié)能量，低于上年同期消耗的為節(jié)約，高于上年同期消耗的為浪費(fèi)。企業(yè)一般是生產(chǎn)多種產(chǎn)品，各種產(chǎn)品的單位能耗不同，所以企業(yè)節(jié)能量就是各種產(chǎn)品的節(jié)能量之和，其測算模型為：Cyi。式中：ΔQ為企業(yè)當(dāng)年的節(jié)能量；n為產(chǎn)品數(shù)量；qxi為第i種產(chǎn)品上年的單位能耗；qyi為第i種產(chǎn)品當(dāng)年的單位能耗；Cyi為第i種產(chǎn)品當(dāng)年的產(chǎn)量。

（2）按產(chǎn)品的產(chǎn)值測算節(jié)能量。企業(yè)有些生產(chǎn)部門由于產(chǎn)品的規(guī)格較多，難以按每項(xiàng)產(chǎn)品來測算能量消耗，因而采用部門產(chǎn)值來測算，其測算模型為：ΔQ=)W。式中：ΔQ為部門按當(dāng)年產(chǎn)值測算的節(jié)能量為部門上年的單位產(chǎn)值能耗為部門當(dāng)年的單位產(chǎn)值能耗；W為部門當(dāng)年的產(chǎn)值。

2.2 能源計(jì)量技術(shù)的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，節(jié)能技術(shù)和方法逐漸趨于完善。但是我們要清楚地知道，無論哪一種方法，不僅受熱力學(xué)基本定律的制約，還要受經(jīng)濟(jì)性的限制。企業(yè)不可能只追求效率，而不考慮經(jīng)濟(jì)效果。節(jié)能本身不是最終的目標(biāo)，不能為節(jié)能而節(jié)能，節(jié)能的最終目的是為了取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。因此，企業(yè)在采取一項(xiàng)能源計(jì)量技術(shù)時(shí)，要對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)包括二方面的問題：一為是否符合國家規(guī)定；二為方案選擇。

節(jié)能技術(shù)的評(píng)價(jià)模型為：E=V/C

其中：E為經(jīng)濟(jì)效果；V為有用價(jià)值；C為總耗費(fèi)價(jià)值。

2.2.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

全面地評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)效果是很困難的，不可能用一個(gè)指標(biāo)去衡量，必須結(jié)合實(shí)際，運(yùn)用一系列指標(biāo)，通過綜合比較和分析才能得出符合現(xiàn)實(shí)的結(jié)論。目前，常用的指標(biāo)有以下幾種：

投資指標(biāo)：投資是指實(shí)現(xiàn)某一節(jié)能方案所需要的支出資金，包括固定資金和流動(dòng)資金。

式中：M為設(shè)備的投資額；Ki為第i種設(shè)備的數(shù)量；Si為第i種設(shè)備的價(jià)格；Pi為第i種設(shè)備的運(yùn)輸費(fèi)和安裝費(fèi)等。

其它的評(píng)價(jià)指標(biāo)有成本指標(biāo)——生產(chǎn)過程中所消耗的以貨幣形式表現(xiàn)出來的工資原材料耗費(fèi)維護(hù)管理費(fèi)的固定資產(chǎn)折舊等費(fèi)用的總額；盈利指標(biāo)——主要指單位投資的盈利和成本利潤留成指標(biāo)；建設(shè)速度和發(fā)揮效益時(shí)間指標(biāo)——主要指施工期和服務(wù)年限；資源消耗指標(biāo)——節(jié)約單位能源民消耗的原料材料等；能源節(jié)約率和能源利用率指標(biāo)——指節(jié)能實(shí)施后，能源利用合理性和技術(shù)水平的提高程度。

2.2.2 經(jīng)濟(jì)效果的計(jì)算方法

（1）投資回收年限法

這種方法主要考慮節(jié)能技術(shù)投資和收益兩方面的因素。投資回收年限就是用每年由于實(shí)施節(jié)能措施所得到的凈利潤來回收總投資所需要的的年數(shù)。用公式表示為:

n=W/w其中：W為總投資；w為每年由于實(shí)施節(jié)能措施所得到的凈利潤。

若n小于或等于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)償還年限,則認(rèn)為該節(jié)能措施在經(jīng)濟(jì)上是合理的。

在本方法中把資金利息的因素考慮進(jìn)去,就可以算出投資的精確回收年限,計(jì)算式為:

W=w*(1+i)n-1/i(1+i)n式中:i為銀行貨款利率；n為投資回收年限。

由上式可以得出投資的精確回收年限n的計(jì)算式為:

（2）服務(wù)期限內(nèi)內(nèi)部收益率的計(jì)算方法

內(nèi)部收益率表示在整個(gè)服務(wù)期內(nèi)收益的比例,其值越大,效益越好，但不能低于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)部收益率的計(jì)算式為:

式中:C為費(fèi)用;b為收益;FIRR為內(nèi)部收益率;t為年序。

由上式無法直接解出內(nèi)部收益率，必須采用逐步試測法。因?yàn)樵诮ㄔO(shè)和運(yùn)行開始時(shí)費(fèi)用C較大，b較小，隨運(yùn)行時(shí)間的增加，b增加，而C減小，所以當(dāng)上式為負(fù)值時(shí)，減小內(nèi)部收益率，反之則增大。最后，分別計(jì)算出凈收益之和接近于零的一個(gè)正值貼現(xiàn)率和凈收益之和接近于零的一個(gè)負(fù)值貼現(xiàn)率，然后代入內(nèi)插公式，得:

式中:i1，i2為凈收益為正負(fù)值時(shí)的貼現(xiàn)率；PN為貼現(xiàn)率為i1時(shí)的凈收益絕對(duì)值；NV為貼現(xiàn)率為i2時(shí)的凈收益絕對(duì)值，ir為內(nèi)部收益率。

3 討論與建議

本文主要從企業(yè)實(shí)際對(duì)能量平衡理論模型和企業(yè)能源計(jì)量投入的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)進(jìn)行分析，注重理論在實(shí)踐中的運(yùn)用，為企業(yè)能源計(jì)量提供了一個(gè)簡單實(shí)用的評(píng)價(jià)方法。這是本文的創(chuàng)新點(diǎn)，具體來說包含以下兩點(diǎn)：

（1）能量平衡表是目前我國企業(yè)進(jìn)行能量平衡分析的主要工具，其優(yōu)點(diǎn)是采用表格形式將能源系統(tǒng)內(nèi)屬于一次能源和二次能源數(shù)據(jù)進(jìn)行分門別類和整合，把各種能源在能源系統(tǒng)中的所有轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)和流程關(guān)系在同一表中表示出來。目前我國統(tǒng)計(jì)部門已編制了各行業(yè)、各類型的能源平衡表并在廣泛應(yīng)用。但是本文認(rèn)為，作為一個(gè)實(shí)際運(yùn)行企業(yè)，需要有一個(gè)切實(shí)可行且操作性較強(qiáng)的能源平衡模型來對(duì)企業(yè)的能源消耗進(jìn)行測度，而不宜采用大量理論性強(qiáng)的模型對(duì)企業(yè)能源運(yùn)行進(jìn)行計(jì)量。同時(shí)，隨著能源產(chǎn)業(yè)越來越被重視，提高能源計(jì)量分析頻率是勢在必行的，所以有一套較為簡單實(shí)用的評(píng)價(jià)方法是必須的。

（2）在工業(yè)工程領(lǐng)域，較為普遍的方法是將生產(chǎn)流程進(jìn)行分解，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的能源利用率和消耗運(yùn)用專業(yè)計(jì)量工具進(jìn)行測量，然后進(jìn)行匯總、整理、分析。本文認(rèn)為：能源消耗可視為一項(xiàng)實(shí)物性的投資，本質(zhì)上可以納入投資經(jīng)濟(jì)分析框架中，所以本文結(jié)合財(cái)務(wù)管理、投資經(jīng)濟(jì)分析等知識(shí)，運(yùn)用項(xiàng)目投資評(píng)價(jià)中的投資回收年限法和內(nèi)部收益率法建立能源計(jì)量技術(shù)的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型。

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