水電工程節(jié)能降耗分析與研究

任金明 金珍宏 吳 迪

（中國水電顧問集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院 杭州 310014)

1 前言

節(jié)約能源是國家發(fā)展經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，也是我國的一項(xiàng)長期基本國策。我國政府承諾 2020年非化石能源將占一次能源消費(fèi)的15%左右，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。而水電作為目前最成熟的可再生能源發(fā)電技術(shù)，仍是未來一段時(shí)間內(nèi)可再生能源發(fā)電項(xiàng)目的首選。合理開發(fā)利用水電資源是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)和社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。

水電工程利用水能發(fā)電，水能為可再生能源，屬高效清潔能源，水力發(fā)電可減少原煤的直接使用，減少了溫室氣體排放量，對改善環(huán)境具有深遠(yuǎn)的意義。水電等清潔可再生能源的開發(fā)是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇。近年來，我國正處于工業(yè)化和城鎮(zhèn)化加速發(fā)展階段，能源消耗強(qiáng)度較高，消費(fèi)規(guī)模不斷擴(kuò)大，給大中型及巨大型水電站的開工建設(shè)提供了契機(jī)。水電站在建工程數(shù)量及規(guī)模不斷擴(kuò)大，水電站施工期及運(yùn)行期的能耗亦在持續(xù)增加，水電行業(yè)節(jié)能降耗工作開始提到重要議程。

2 水電工程節(jié)能降耗分析現(xiàn)狀

水電行業(yè)節(jié)能降耗作為獨(dú)立篇章專門研究的規(guī)定始于2007年，整體起步晚于國內(nèi)其他行業(yè)。水電工程的能耗分為施工期及運(yùn)行期兩大階段。

水電站施工期一般較長，從幾年到十幾年。施工期的能耗主要分為施工生產(chǎn)過程能耗、施工輔助生產(chǎn)系統(tǒng)能耗、生產(chǎn)性建筑物能耗及施工營地能耗。不同施工階段施工項(xiàng)目不同，所投入的設(shè)備亦各不相同，消耗的能源種類也有所差異。另外為滿足施工期的需要，還需設(shè)置一些臨時(shí)施工工廠設(shè)施、風(fēng)、水等供應(yīng)系統(tǒng)以及施工期生活、辦公配套設(shè)施等，這些工廠設(shè)施及系統(tǒng)的運(yùn)行都會產(chǎn)生能耗且能耗值是一個(gè)動態(tài)值。水電站運(yùn)行期的能耗主要分為生產(chǎn)輔助系統(tǒng)能耗、生產(chǎn)性建筑物能耗、辦公和生活設(shè)施能耗等。

國內(nèi)目前針對水電行業(yè)節(jié)能降耗分析研究的專業(yè)性書籍很少，可參考性資料缺乏。無論是施工期還是運(yùn)行期能耗指標(biāo)和能耗量的計(jì)算方法目前尚屬空白。從各個(gè)科研院所編制完成的節(jié)能降耗篇來看，其能耗統(tǒng)計(jì)值相差很大，緣于沒有編制指標(biāo)和能耗量的計(jì)算規(guī)范，難以統(tǒng)一計(jì)算方法和取值。另外，能耗值統(tǒng)計(jì)計(jì)算后與之對應(yīng)用來評估節(jié)能與否的標(biāo)準(zhǔn)也比較模糊，沒有形成規(guī)范的評估計(jì)算方法?？傮w情況是：基礎(chǔ)性的研究工作跟不上與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)未落實(shí)。為此，收集水電行業(yè)的主要用能設(shè)備、單位工程量（產(chǎn)品）能耗指標(biāo)，提供能耗計(jì)算方法及其行之有效的節(jié)能措施并提供節(jié)能效益分析評估的方法，是目前需要迫切解決的問題。

《中華人民共和國節(jié)約能源法》自1998年1月1日開始實(shí)施以來，水電行業(yè)在設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備選型、運(yùn)行、維護(hù)等方面都積累了一定的經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)行的 DL/T5020—2007《水電工程可行性研究報(bào)告編制規(guī)程》中已列入了節(jié)能降耗分析篇，水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院還以水電規(guī)科[2007]0051號文，頒布了《水電工程可行性研究節(jié)能降耗分析篇章編制暫行規(guī)定》,國家發(fā)展和改革委員會日前以[2010]0006號令，頒布了《固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評估和審查暫行辦法》，國家節(jié)能中心于2011年8月發(fā)布了《固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評估工作指南》。此外，GB/T50649—2011《水利水電工程節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》已于2011年12月實(shí)施，《水電水利工程節(jié)能降耗分析設(shè)計(jì)導(dǎo)則》也正在組織制訂之中。

3 水電工程節(jié)能降耗分析專題研究主要內(nèi)容

3.1 節(jié)能降耗的政策、法律法規(guī)和規(guī)程規(guī)范研究

（1）國家層面的相關(guān)法律法規(guī)和規(guī)程規(guī)范；

（2）國務(wù)院相關(guān)部委的法規(guī)和規(guī)程規(guī)范；

（3）與水電行業(yè)有關(guān)的規(guī)范性文件等。

3.2 水電水利工程施工期節(jié)能降耗分析

施工期能耗分析著重研究：施工生產(chǎn)過程、施工輔助生產(chǎn)系統(tǒng)及施工營地等項(xiàng)目的主要用能設(shè)備、能耗種類、能耗分布點(diǎn)、負(fù)荷水平，并制定統(tǒng)一的能耗計(jì)算方法，計(jì)算單位工程量（產(chǎn)品）能耗、能耗總量及分年度能耗量。

3.3 水電水利工程運(yùn)行期節(jié)能降耗分析

運(yùn)行期能耗分析著重研究：生產(chǎn)輔助系統(tǒng)、生產(chǎn)性建筑物及辦公、生活設(shè)施等項(xiàng)目的主要用能設(shè)備、能耗種類、能耗分布點(diǎn)，并制定統(tǒng)一的能耗計(jì)算方法，計(jì)算單位產(chǎn)品能耗、年度能耗量及電站運(yùn)行期（一般為40～50年）內(nèi)的能耗總量。

3.4 水電水利工程節(jié)能技術(shù)及措施的切入點(diǎn)研究

節(jié)能技術(shù)及措施的切入點(diǎn)研究主要從以下幾個(gè)方面展開：

（1）工程規(guī)劃與總布置的節(jié)能設(shè)計(jì)；

（2）建筑物節(jié)能設(shè)計(jì)；

（3）機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)節(jié)能設(shè)計(jì)；

（4）施工節(jié)能設(shè)計(jì)；

（5）工程管理節(jié)能設(shè)計(jì)。

從上述5個(gè)方面闡述工程節(jié)能措施、非工程節(jié)能措施、建筑物節(jié)能、管理節(jié)能、設(shè)備節(jié)能及施工節(jié)能等實(shí)際運(yùn)用實(shí)例。

3.5 水電水利工程節(jié)能效益分析

探討節(jié)能效益分析的方法，提出有實(shí)際運(yùn)用價(jià)值的施工期、運(yùn)行期能耗指標(biāo)的計(jì)算方法并提出相應(yīng)的節(jié)能評估標(biāo)準(zhǔn)。宏觀評價(jià)工程項(xiàng)目是否符合國家、地方關(guān)于節(jié)能減排的法律、法規(guī)的要求，對工程的總體布置、施工組織、機(jī)電設(shè)備選型及運(yùn)行中采用的節(jié)能技術(shù)及措施等進(jìn)行綜合評價(jià)，給出是否滿足節(jié)能降耗的結(jié)論，為節(jié)能效益分析提供數(shù)據(jù)支持。

4 專題研究方法及技術(shù)路線

專題研究將以理論分析為主，調(diào)查研究水電行業(yè)施工期及運(yùn)行期的主要用能設(shè)備、耗能指標(biāo)以及能源利用效率。根據(jù)工程實(shí)例，著力于提出一些具有工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的能耗計(jì)算統(tǒng)計(jì)方法。研究技術(shù)路線為：

（1）技術(shù)難點(diǎn)的提出及分析。根據(jù)DL/T5020—2007《水電工程可行性研究報(bào)告編制規(guī)程 節(jié)能降耗分析篇》、《水電工程可行性研究節(jié)能降耗分析篇章編制暫行規(guī)定》、《固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評估和審查暫行辦法》、《固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評估工作指南》等相關(guān)規(guī)程規(guī)范性文件的要求，結(jié)合已頒布實(shí)施的GB/T50649—2011《水利水電工程節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》，對水電工程節(jié)能降耗應(yīng)用中的重點(diǎn)及難點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)分析，提出需要解決的核心問題。

（2）結(jié)合行業(yè)現(xiàn)狀，進(jìn)行廣泛調(diào)研。調(diào)研主要分兩個(gè)方面：一是查閱類似工程文獻(xiàn)資料；二是調(diào)研水電工程現(xiàn)場實(shí)際情況。

（3）在充分掌握第一手資料的基礎(chǔ)上，針對專題研究中存在的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行剖析，提出相應(yīng)的解決辦法。

（4）實(shí)踐應(yīng)用，驗(yàn)證分析。將研究成果適時(shí)反饋于工程實(shí)際，并不斷修改完善。

（5）形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并提出需進(jìn)一步研究的問題建議。

項(xiàng)目研究主要工作流程見圖1。

5 專題研究的主要技術(shù)難點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

5.1 主要技術(shù)難點(diǎn)

圖1 項(xiàng)目研究主要工作流程

（1）《水電水利工程節(jié)能降耗分析設(shè)計(jì)導(dǎo)則》屬新編行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，欠缺以往的經(jīng)驗(yàn)積累，同行業(yè)參考資料少。

（2）水電水利工程規(guī)模大、各工程相異性大、情況復(fù)雜、施工工期長、技術(shù)要求高，導(dǎo)致無論是施工期還是運(yùn)行期，其節(jié)能降耗分析需要統(tǒng)計(jì)的分項(xiàng)工程、生產(chǎn)系統(tǒng)及設(shè)備多，計(jì)算方法繁瑣，統(tǒng)計(jì)分析難度大。

（3）水電水利工程節(jié)能降耗技術(shù)方案及措施涉及專業(yè)面廣，需與工程建設(shè)、運(yùn)行管理實(shí)際緊密結(jié)合，不同工程項(xiàng)目需制定與之相適應(yīng)的相關(guān)分析及研究，有共性之處，但更多的是特性，為此，需收集的工程資料廣泛。

（4）我國地域遼闊，各地區(qū)社會、經(jīng)濟(jì)環(huán)境差異大，能耗值統(tǒng)計(jì)計(jì)算后與之對應(yīng)用來評估節(jié)能與否的標(biāo)準(zhǔn)，目前已有的設(shè)計(jì)規(guī)范僅有原則性的規(guī)定，需要著力研究與水電工程相適應(yīng)的具有實(shí)際可操作性的相關(guān)節(jié)能評估方法。

5.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)

（1）提供一套切實(shí)可行的、完整的水電站施工期及運(yùn)行期能耗計(jì)算及取值的方法。

（2）針對水電站施工期及運(yùn)行期提出可行的節(jié)能降耗措施，節(jié)約不可再生能源，提高能源利用效率。

（3）為正在編制的《水電水利工程節(jié)能降耗分析設(shè)計(jì)導(dǎo)則》提供技術(shù)支撐。

（4）提出水電水利工程節(jié)能評估的計(jì)算及方法。

6 結(jié)語

水電工程項(xiàng)目牽涉到的能耗設(shè)備種類、耗能參數(shù)在不同的建設(shè)期及建成后的運(yùn)行期相差較大。通過工程實(shí)例的數(shù)據(jù)采集，建立數(shù)據(jù)庫，可以為擬建工程的能耗指標(biāo)及能耗量提供一些基礎(chǔ)性資料。能耗分析計(jì)算研究可以為水電行業(yè)提供一些操作性強(qiáng)、有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的計(jì)算方法。有了一個(gè)相對統(tǒng)一的計(jì)算方法，不同工程才有了對比基礎(chǔ)，其節(jié)能評估才有意義。通過對工程節(jié)能措施、非工程節(jié)能措施、建筑物節(jié)能、管理節(jié)能、設(shè)備節(jié)能及施工節(jié)能的研究，有利于水電行業(yè)節(jié)能降耗整體水平的提高，亦有利于更多節(jié)能產(chǎn)品、技術(shù)及材料的研制和發(fā)展。這些成果能更好地促進(jìn)水電行業(yè)的節(jié)能降耗，從而獲得更好的能源利用效益。同時(shí)也為水電行業(yè)的節(jié)能降耗分析及固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評估的編制提供直接的素材，更好地落實(shí)水利水電工程節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

1 GB/T50649—2011水利水電工程節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國計(jì)劃出版社，2011.

2 DL/T5397—2007 水電工程可行性研究編制規(guī)程[S].中國電力出版社，2007.

3 陳敏，孫志禹.大型水電施工節(jié)能減排實(shí)踐[J].中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會優(yōu)秀論文集(2008).中國環(huán)境科學(xué)出版社，2008，204-207.