我國(guó)煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)方法研究

孫王敏，劉建英，姜洪殿，楊曉光，劉鵬鴿，孫仁金

中國(guó)石油大學(xué)(北京)工商管理學(xué)院，北京 102249

0 引言

近年來，我國(guó)單位GDP能耗逐年下降(見圖1)，粗放的發(fā)展方式正在轉(zhuǎn)變。截至2015年年底，我國(guó)已完成“十二五”規(guī)劃目標(biāo)，單位GDP能耗下降18.2%[1]。然而，我國(guó)單位GDP能耗仍約為世界平均水平的2倍，不僅高于發(fā)達(dá)國(guó)家，也高于巴西、墨西哥等發(fā)展中國(guó)家。能源消耗量巨大但轉(zhuǎn)化效率較低依然是我國(guó)能源消費(fèi)面臨的重要問題。能源對(duì)于國(guó)家的發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)總體發(fā)展戰(zhàn)略的核心構(gòu)成，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)保持高速增長(zhǎng)的基礎(chǔ)是能源的持續(xù)供給。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在我國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，石油占據(jù)的比例為18.5%。石油、天然氣及各類煉化制品是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康、持續(xù)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

對(duì)于處于工業(yè)發(fā)展中期階段的我國(guó)，其各類工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展需要能源的持續(xù)支持。同時(shí)，隨著我國(guó)能源利用程度的加深，環(huán)境污染的問題日益突出，能源資源的獲取難度日漸增加，全國(guó)各地持續(xù)的霧霾天氣也嚴(yán)重的影響了人民群眾的日常生活。以高污染、高能耗為主要特征的傳統(tǒng)工業(yè)部門，將面臨“優(yōu)質(zhì)油源獲取難、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)快”的雙重困境。作為傳統(tǒng)的高污染、高能耗、高排放行業(yè)，我國(guó)煉油企業(yè)在提高國(guó)家整體能源利用效率方面承擔(dān)著重要的責(zé)任。而做好我國(guó)煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)對(duì)提高煉油企業(yè)能源利用效率具有重要意義。

現(xiàn)階段，有關(guān)能源利用效率的研究主要是從國(guó)家、省域等宏觀層面進(jìn)行研究。Ang B W等研究了能源效率與經(jīng)濟(jì)的關(guān)系[2]，吳琦等基于DEA模型對(duì)能源效率進(jìn)行評(píng)價(jià)[3]，而微觀企業(yè)層面的研究相對(duì)匱乏。部分學(xué)者的研究涉及造紙、鋼鐵、火電和熱電等企業(yè)的能源效率的評(píng)價(jià)，陳由旺等研究了油氣田的能源效率指標(biāo)體系[4]，而煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)的研究相對(duì)不足。為此，本文在分析影響煉油企業(yè)能源效率因素的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并運(yùn)用組合賦權(quán)法確定各項(xiàng)指標(biāo)的最終權(quán)重，進(jìn)而建立了基于灰色關(guān)聯(lián)TOPSIS的煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)方法；同時(shí)選取8家具有代表性的煉油企業(yè)進(jìn)行能源效率評(píng)價(jià)體系的實(shí)例驗(yàn)證，結(jié)果表明所采用的評(píng)價(jià)方法準(zhǔn)確有效，模型運(yùn)行可靠。

圖1 2011—2017年單位GDP能耗下降百分比Fig. 1 2011—2017 Percentage decline in energy consumption per unit of GDP

1 煉油企業(yè)能源效率影響因素分析

我國(guó)煉油企業(yè)能源利用效率較國(guó)際先進(jìn)水平尚顯落后[5]。全球領(lǐng)先的煉油企業(yè)輕油收率高達(dá)85%，能源消耗水平不足40 kg標(biāo)準(zhǔn)油/t原油。國(guó)內(nèi)最強(qiáng)的兩大石油石化企業(yè)輕油平均收率也僅為76%～78%，能源消耗水平也只降到58～60 kg標(biāo)準(zhǔn)油/t原油。而地方煉油企業(yè)的輕油收率更是低于60%，原油加工能源消耗超過80 kg標(biāo)準(zhǔn)油/t原油[6]。針對(duì)我國(guó)煉油企業(yè)的特點(diǎn)及問題，分別從經(jīng)濟(jì)因素、技術(shù)因素、管理因素和社會(huì)效益因素四個(gè)方面對(duì)影響煉油企業(yè)能源效率利用水平進(jìn)行分析。

1.1 經(jīng)濟(jì)因素

影響煉油企業(yè)能源效率經(jīng)濟(jì)因素主要體現(xiàn)在外在能源價(jià)格和內(nèi)在企業(yè)規(guī)模兩個(gè)方面[7-10]。

(1)外在能源價(jià)格。能源價(jià)格是企業(yè)做出能源消費(fèi)選擇的重要衡量要素，其對(duì)能源效率的影響機(jī)制相對(duì)復(fù)雜。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，能源價(jià)格的提升有助于能源效率的提高。但是，發(fā)揮能源價(jià)格調(diào)控能源效率的作用需要依靠市場(chǎng)化的定價(jià)機(jī)制。

(2)內(nèi)在企業(yè)規(guī)模。企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大有利于能源的循環(huán)利用，進(jìn)而有助于企業(yè)整體能源利用效率的提升。同時(shí)，研究表明超過1000萬t/a的煉廠其二氧化碳排放因子為0.188，500～1000萬t的煉油企業(yè)的為0.197，低于500萬t的為0.211。因此，企業(yè)規(guī)模對(duì)能源效率的影響不僅體現(xiàn)在規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，還體現(xiàn)在降低企業(yè)的碳排放強(qiáng)度方面。

1.2 技術(shù)因素

技術(shù)進(jìn)步是促進(jìn)能源效率提升的重要因素。隨著社會(huì)生態(tài)環(huán)境的日益惡化，油品質(zhì)量升級(jí)勢(shì)在必行，對(duì)于煉油裝置與設(shè)備的要求更高，煉油企業(yè)面臨的環(huán)境保護(hù)困境和技術(shù)升級(jí)壓力越來越大。因此，煉廠裝置升級(jí)、煉油流程優(yōu)化勢(shì)在必行。無論是滿足煉油企業(yè)內(nèi)生的發(fā)展要求，還是應(yīng)對(duì)外界環(huán)境限制，均需煉油企業(yè)著力于技術(shù)手段的提升。

1.3 管理因素

能源效率管理是指在設(shè)定的最優(yōu)目標(biāo)值下，結(jié)合國(guó)家的能源管理政策，制定科學(xué)合理的管理流程，通過調(diào)配資金、人員、技術(shù)等資源，實(shí)現(xiàn)能源利用效率的提高。管理與生產(chǎn)脫節(jié)、管理行動(dòng)難落實(shí)等現(xiàn)象的存在致使能源效率的提升停滯于管理環(huán)節(jié)。究其原因，主要是各業(yè)務(wù)單元的溝通與配合、管理與技術(shù)人員的合理調(diào)配問題。

1.4 社會(huì)效益因素

現(xiàn)階段有關(guān)能源效率的研究已從“能源—經(jīng)濟(jì)”體系拓展至“能源—環(huán)境—經(jīng)濟(jì)”，將環(huán)境要素納入能源效率體系是關(guān)注社會(huì)效益的需要。社會(huì)效益對(duì)于能源效率的影響最直接的體現(xiàn)即為環(huán)境規(guī)制[7]。其在宏觀層面主要體現(xiàn)在政府的宏觀管理體系即政策、戰(zhàn)略和理念，在中觀層面主要體現(xiàn)在影響產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，微觀層面主要體現(xiàn)在對(duì)企業(yè)生產(chǎn)決策的影響。

2 煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及方法

本文基于我國(guó)煉油企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的實(shí)際，并結(jié)合煉油企業(yè)能源利用效率影響因素，設(shè)計(jì)一套煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并對(duì)煉油企業(yè)能源效率進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而為企業(yè)提高能源利用效率及決策提供有力依據(jù)。

2.1 能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

以系統(tǒng)性、科學(xué)性、實(shí)用性和可操作性為基本原則，運(yùn)用層次分析法將評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分成3個(gè)層次：目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。依據(jù)煉油企業(yè)能源效率影響因素分析，將評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分解為4個(gè)要素指標(biāo)：能耗結(jié)構(gòu)指標(biāo)、能源技術(shù)效率指標(biāo)、能源利用經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、能源環(huán)境效率指標(biāo)，如表1所示。

2.1.1 能耗結(jié)構(gòu)指標(biāo)

能耗結(jié)構(gòu)指標(biāo)主要包括：水占能源消耗量的比重、電力占能源消耗量的比重、蒸汽占能源消耗量的比重和石油制品占能源消耗量的比重[8]。四項(xiàng)指標(biāo)以Ai來表示：

式中，F(xiàn)i分別表示水、電力、蒸汽及石油制品消耗量；F0表示在煉油企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過程中不進(jìn)行加工轉(zhuǎn)化的總體能源消耗量。

2.1.2 能源技術(shù)效率指標(biāo)

能源技術(shù)效率指標(biāo)主要反映的是煉油企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過程中能源的使用效率。該指標(biāo)主要以單因能耗B1、能量密度指數(shù)B2、能源產(chǎn)品加工轉(zhuǎn)化率B3來表示。

式中，J、γ分別表示原油及外購(gòu)原料加工量、煉油能量因數(shù)。

式中，t、K、μ、I、L分別表示報(bào)告期全年天數(shù)、裝置加工量、裝置的標(biāo)準(zhǔn)能耗、顯熱和顯區(qū)外系統(tǒng)能耗。

式中，F(xiàn)c表示煉油企業(yè)生產(chǎn)過程的能源投入總量，Q表示企業(yè)進(jìn)行加工轉(zhuǎn)化的產(chǎn)出總量。

表1 我國(guó)煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 1 Oil re fining enterprises energy ef ficiency evaluation index system of China

2.1.3 能源利用經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

在煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)體系中，主要反映的是能源消耗所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。因此，能源利用經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要包括單位能耗利稅額C1、單位能耗工業(yè)增加值C2、能源消費(fèi)彈性系數(shù)C3。

式中，H表示報(bào)告期內(nèi)煉油企業(yè)的利稅額；M表示煉油企業(yè)在報(bào)告期內(nèi)的工業(yè)增加值；F0(x+1)、F0x、Z(x+1)、Zx分別表示報(bào)告期內(nèi)相應(yīng)年份的總體能源消耗量和工業(yè)增加值[11]。

2.1.4 能源環(huán)境效率指標(biāo)

能源環(huán)境效率指標(biāo)的設(shè)立主要是基于環(huán)境規(guī)章制度與社會(huì)效益。該指標(biāo)主要包括年平均節(jié)能率D1、單位能耗二氧化碳排放量D2和工業(yè)用水重復(fù)利用率D3。

其中，F(xiàn)5表示報(bào)告期萬元產(chǎn)值綜合能耗，F(xiàn)6表示基期萬元產(chǎn)值綜合能耗，N表示報(bào)告期和基期相隔的年份；S表示煉油企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過程中所排放出的二氧化碳總量；D3可以通過相關(guān)資料直接獲得[12-13]。

2.2 灰色關(guān)聯(lián)TOPSIS法評(píng)價(jià)煉油企業(yè)能源效率

針對(duì)煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的特點(diǎn)以及評(píng)價(jià)的目的，本文采用灰色關(guān)聯(lián)TOPSIS法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

TOPSIS法是一種多目標(biāo)決策方法，該方法的關(guān)鍵在于篩選出目標(biāo)決策問題中的“正理想解”和“負(fù)理想解”，之后經(jīng)過計(jì)算，找尋到所有可選方案中距離“正理想解”最近且距離“負(fù)理想解”最遠(yuǎn)的方案。利用灰色關(guān)聯(lián)度進(jìn)一步改進(jìn)TOPSIS法，可以更確切地表述備選方案與理想方案的貼和度，并以此對(duì)比較方案的優(yōu)劣程度，最終提供決策依據(jù)。

運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)TOPSIS法評(píng)價(jià)煉油企業(yè)能源效率的步驟如下[14-15]：

首先，規(guī)范化指標(biāo)數(shù)值并確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，列出加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣。

(1)構(gòu)建指標(biāo)矩陣

假設(shè)對(duì)m個(gè)樣本進(jìn)行評(píng)價(jià)，包含n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，相對(duì)應(yīng)的各指標(biāo)值為aij(i=1,2,…,m; j=1,2,…,n )，則其指標(biāo)矩陣為：

(2)指標(biāo)矩陣規(guī)范化

不同指標(biāo)的單位存在差異，無法直接進(jìn)行比較，為消除這種差異需要對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理，得到新的無量綱矩陣X=(xij)m×n。

(3)確定指標(biāo)權(quán)重

首先分別運(yùn)用層次分析法和熵值法對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，然后采用組合賦權(quán)法確定各項(xiàng)指標(biāo)的最終權(quán)重。由于層次分析法和熵值法已較為成熟，在此不多做贅述，重點(diǎn)介紹組合賦權(quán)法。

組合系數(shù)的確定需要考慮以下2個(gè)限制條件：

① 各個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象經(jīng)過加權(quán)后的得分與“最優(yōu)點(diǎn)”的廣義距離最短：

式中，li表示各個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的加權(quán)得分與“最優(yōu)點(diǎn)”的廣義距離；表示第c種賦權(quán)方法第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；xij表示第i個(gè)對(duì)象第j個(gè)指標(biāo)經(jīng)過規(guī)范化處理后的值。

②以Jaynes最大熵原理為基礎(chǔ)，以各賦權(quán)結(jié)果差異最小化為原則，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)：

在上述兩個(gè)限制條件的基礎(chǔ)上，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)：

式中，θ表示兩個(gè)不同目標(biāo)間的平衡系數(shù)，該數(shù)值一般為0≤θ≤1，本文取θ=0.5，通過拉格朗日函數(shù)求解組合權(quán)數(shù)αc，可以得到：

因此，由組合賦權(quán)法得到的組合權(quán)重為：

式中，we表示組合賦權(quán)后的指標(biāo)權(quán)重，wc表示運(yùn)用層次分析法和熵值法分別計(jì)算的各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，αc表示組合系數(shù)，

(4)指標(biāo)矩陣標(biāo)準(zhǔn)化

將規(guī)范化后的指標(biāo)矩陣與相應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重相乘，求得加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣Y為：

其次，確定評(píng)價(jià)樣本的正理想解和負(fù)理想解，計(jì)算樣本與正理想樣本和負(fù)理想樣本的歐氏距離和灰色關(guān)聯(lián)度。

(1)確定正理想解Y0+與負(fù)理想解Y0?

式中，j+為正向指標(biāo)，j?為負(fù)向指標(biāo)。

(3)計(jì)算樣本到正理想解和負(fù)理想解的灰色關(guān)聯(lián)度

① 計(jì)算被評(píng)價(jià)對(duì)象中的樣本i與“正理想解”之間的灰色關(guān)聯(lián)度：

② 被評(píng)價(jià)對(duì)象中的樣本i與“負(fù)理想解”之間的灰色關(guān)聯(lián)度為：

式中，灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)

最后，根據(jù)計(jì)算相對(duì)貼近度，實(shí)現(xiàn)樣本的排序優(yōu)選。

相對(duì)貼近度πi主要表示的是被評(píng)價(jià)樣本與“正理想解”和“負(fù)理想解”在趨勢(shì)變化層面的上的接近程度，其計(jì)算公式如下所示：

經(jīng)過計(jì)算所得的相對(duì)貼近度可以用來進(jìn)行樣本優(yōu)劣的排序。具體的排序方法為：相對(duì)貼近度數(shù)值越大，則表示被評(píng)價(jià)樣本越趨向于“正理想解”樣本，那么樣本偏優(yōu)；反之，樣本偏劣。

3 實(shí)證分析

3.1 評(píng)價(jià)目標(biāo)概況

經(jīng)過數(shù)據(jù)搜集與篩選，本文選取了8家煉油企業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的實(shí)證分析。所涉及的煉油企業(yè)包括綜合型煉油企業(yè)、燃料型煉油企業(yè)、煉化一體化企業(yè)和西北地區(qū)最大的石化企業(yè)等，本文對(duì)企業(yè)的篩選以原油加工能力趨近和生產(chǎn)業(yè)務(wù)單元相似為主要原則，保證8家企業(yè)的可比性。本文構(gòu)建的能源利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系使用最優(yōu)組合賦權(quán)法賦權(quán)，其中客觀賦權(quán)部分需要用到煉油企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行的數(shù)據(jù)。為了排除不同指標(biāo)數(shù)據(jù)因量綱的差別而無法進(jìn)行比較的影響因素，需對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理主要包括：各類正負(fù)向指標(biāo)指向的一致化處理和指標(biāo)數(shù)據(jù)的無量綱化處理。8家煉油企業(yè)各指標(biāo)的原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)和預(yù)處理后的相關(guān)數(shù)據(jù)如表2和表3所示。

3.2 確定煉油企業(yè)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

3.2.1 層次分析法賦權(quán)

本文設(shè)計(jì)了調(diào)查問卷，邀請(qǐng)了中國(guó)石油大學(xué)、北京化工大學(xué)、沈陽(yáng)化工大學(xué)、遼寧石油化工大學(xué)、中石油華北石化、大慶石化、錦州石化、寰球工程和經(jīng)濟(jì)研究院的相關(guān)專家對(duì)本文構(gòu)建的能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行重要性打分。經(jīng)構(gòu)造判斷矩陣和隨機(jī)一致性檢驗(yàn)之后，指標(biāo)體系權(quán)重匯總?cè)绫?所示。

表2 8家煉油企業(yè)的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)Table 2 Evaluation index data of eight re fining enterprises

表3 8家煉油企業(yè)的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)(預(yù)處理后)Table 3 Evaluation index data of eight re fining enterprises (after pretreatment)

3.2.2 熵值法賦權(quán)

運(yùn)用熵值法對(duì)我國(guó)煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算后結(jié)果如表5所示。

3.2.3 最優(yōu)組合賦權(quán)

運(yùn)用組合賦權(quán)法計(jì)算出組合權(quán)重系數(shù)：

表4 我國(guó)煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系權(quán)重匯總(層次分析法)Table 4 Re fineries energy ef ficiency evaluation index system weight summary (AHP)

表5 煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系權(quán)重匯總(熵值法)Table 5 Re fineries energy ef ficiency evaluation index system weight summary (the entropy method)

最優(yōu)組合賦權(quán)后，煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中各指標(biāo)的權(quán)重如表6所示。

3.3 煉油企業(yè)能源利用效率評(píng)價(jià)

3.3.1 評(píng)價(jià)結(jié)果

依據(jù)灰色關(guān)聯(lián)TOPSIS方法的步驟，首先對(duì)8家煉油企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的預(yù)處理結(jié)果和對(duì)煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的權(quán)重計(jì)算進(jìn)行加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣的計(jì)算。

(1)由預(yù)處理8家企業(yè)評(píng)級(jí)指標(biāo)數(shù)據(jù)和表6計(jì)算出加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣，如圖2。

(2)計(jì)算“正理想方案”和“負(fù)理想方案”分別為：

(3)計(jì)算各煉廠與“正理想方案”和“負(fù)理想方案”的歐氏距離：

(4)計(jì)算各煉廠與“正理想方案”和“負(fù)理想方案”的灰色關(guān)聯(lián)度，其中分辨系數(shù)取值0.5。

(5)計(jì)算各個(gè)方案與理想方案的相對(duì)貼近度，在計(jì)算過程中，默認(rèn)β1=β2=0.5，即假設(shè)兩關(guān)聯(lián)度重要性相同。

由計(jì)算結(jié)果可知b煉廠與最優(yōu)方案最為貼近，即能源效率最優(yōu)。該評(píng)價(jià)結(jié)果也與b煉廠在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的能源利用情況吻合。

表6 煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系權(quán)重(最優(yōu)組合法)Table 6 Re finery enterprise energy ef ficiency evaluation index system weight (optimal combination of law)

圖2 加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化矩陣Fig. 2 Weighted normalization matrix

3.3.2 模型有效性檢驗(yàn)

灰色關(guān)聯(lián)分析中涉及的分辨系數(shù)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生的影響比較重大。因此，需要對(duì)該決策模型的有效性進(jìn)行檢驗(yàn)。

檢驗(yàn)方法主要是通過改變分辨系數(shù)的值，觀察在不同的分辨系數(shù)下，最優(yōu)方案是否保持穩(wěn)定。

當(dāng)ρ=0.1時(shí)，被評(píng)價(jià)方案與理想方案的相對(duì)貼近度為：

當(dāng)ρ=0.3時(shí)，被評(píng)價(jià)方案與理想方案的相對(duì)貼近度為：

當(dāng)ρ=0.7時(shí)，被評(píng)價(jià)方案與理想方案的相對(duì)貼近度為：

當(dāng)ρ=0.9時(shí)，被評(píng)價(jià)方案與理想方案的相對(duì)貼近度為：

由上述關(guān)于相對(duì)貼近度的計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)分辨系數(shù)為0.1、0.3、0.5、0.7和0.9時(shí)，最優(yōu)方案均為b煉廠，即b煉廠的能源利用效率最優(yōu)。b煉廠作為國(guó)內(nèi)著名的石化企業(yè)，其原油的一次加工能力和二次加工能力均位居前沿，年加工能力均為1000萬t。以自身?yè)碛械?7套生產(chǎn)裝置為基礎(chǔ)，其發(fā)展成為了年產(chǎn)汽油、煤油和柴油600萬t以上的大型煉油企業(yè)。同時(shí)，依托強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力，該公司化工產(chǎn)品年生產(chǎn)能力可達(dá)184萬t。b企業(yè)的能耗結(jié)構(gòu)指標(biāo)(水占能源消耗的比例、電占能源消耗的比例)、能源利用經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(單位能耗利稅額)都明顯高于其他七家企業(yè)。在分辨系數(shù)變化的情況下，模型運(yùn)算結(jié)果沒有改變，表明各主要因素的變化對(duì)模型運(yùn)算結(jié)果沒有影響，模型可靠，方法有效。

4 我國(guó)煉油企業(yè)提高能源效率的建議

煉油企業(yè)能源利用效率研究的諸多文獻(xiàn)均著眼于整體，以整體能源利用效率的提升為主要目標(biāo)，其建議多涉及煉油行業(yè)的國(guó)家政策主導(dǎo)、煉油行業(yè)的整體規(guī)模提升、煉油行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。但是從個(gè)體角度來看，著眼于煉油企業(yè)長(zhǎng)足發(fā)展的能源利用效率提升的研究并不充足。因此，本文以企業(yè)管理的視角，通過進(jìn)行煉油企業(yè)能源利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的設(shè)計(jì)，對(duì)我國(guó)煉油企業(yè)能源利用情況的改善提出相應(yīng)的建議。

4.1 調(diào)整能源消耗結(jié)構(gòu)

通過上述評(píng)價(jià)結(jié)果可知，在煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，有關(guān)能耗結(jié)構(gòu)的權(quán)重合計(jì)約占24%，其中以蒸汽和石油制品等化石能源的消耗比重指標(biāo)各約7%。石油制品的消耗對(duì)能源效率的影響更多的體現(xiàn)在負(fù)向產(chǎn)出端，二氧化碳的超量排放與此相關(guān)。

從投入的角度來講，為獲得更高的能源利用效率需要以相對(duì)較少的投入獲得同樣的產(chǎn)出。從產(chǎn)出角度來講，為獲得更高的能源利用效率需要以同等的能源獲得更“少”的非期望產(chǎn)出。因此，能耗結(jié)構(gòu)調(diào)整的主要目標(biāo)即是尋找高效、清潔的替代能源。

4.2 規(guī)劃煉油裝置聯(lián)合利用能源

在能源利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，單位能耗利稅和單位工業(yè)增加值用能費(fèi)用的權(quán)重分別為16%、10%。由灰色關(guān)聯(lián)TOPSIS法計(jì)算過程可知，權(quán)重是評(píng)價(jià)開展的基礎(chǔ)。這兩項(xiàng)指標(biāo)改善的關(guān)鍵在于“開源節(jié)流”。

諸多有關(guān)煉油企業(yè)能源利用效率提升對(duì)策的文獻(xiàn)中均對(duì)國(guó)外煉廠低溫余熱回收利用技術(shù)有所提及。低溫余熱的回收利用需要對(duì)煉油裝置的聯(lián)合利用情況進(jìn)行調(diào)整。而提高煉油企業(yè)能源利用效率的關(guān)鍵就在規(guī)劃煉油裝置。煉廠常規(guī)裝置的低溫余熱留存及利用主要有以下幾種情況：

(1)常減壓裝置。中間產(chǎn)品通過換熱過程后直接作為下游裝置的熱進(jìn)料，其中間產(chǎn)品常見的有減壓蠟油、渣油等。

(2)催化裂化裝置。該裝置回收低溫?zé)崮艿幕驹硎菍⑻N(yùn)藏著大量低溫?zé)崮艿闹虚g產(chǎn)品與就近的氣分裝置進(jìn)行熱聯(lián)合，常見的中間產(chǎn)品有輕柴油、穩(wěn)定汽油、分餾塔頂循環(huán)油。

(3)延遲焦化裝置。該裝置低溫?zé)崮苤饕獊碓从诠に囘^程，其基本原理是渣油在經(jīng)過加熱爐的加溫后，在焦炭塔內(nèi)生產(chǎn)高溫油氣和焦炭；之后高溫油氣和焦炭歷經(jīng)分離和冷卻流程即生產(chǎn)了含有低溫?zé)崮艿挠蜌夂蜔崴?/p>

(4)煉油廠蒸汽。該部分低溫?zé)崮軐儆跐撛跓崮芑厥赵?，煉廠蒸汽經(jīng)過放熱過程后產(chǎn)生的飽和凝結(jié)水包含一定的熱量，約為全部熱量的20%～30%，該部分熱能的回收利用有助于能源利用效率的大幅提升。

4.3 優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

經(jīng)濟(jì)效益和費(fèi)用類指標(biāo)在煉油企業(yè)能源效率評(píng)價(jià)頗為重要。石油行業(yè)動(dòng)蕩頗繁，煉油企業(yè)確保經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好的唯一途徑是優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，調(diào)整高附加值產(chǎn)品的比重。煉油企業(yè)現(xiàn)在面臨著原油資源劣質(zhì)化、重質(zhì)化和產(chǎn)品清潔標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格化的矛盾，并且由于整體經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的不景氣，煉油企業(yè)能源利用的經(jīng)濟(jì)效率受到影響。煉油企業(yè)能源利用經(jīng)濟(jì)效率的提升需要高附加值產(chǎn)品的支撐。

重質(zhì)油的加工主要有兩大類工藝路線：加氫和脫碳。此兩種工藝路線均著眼于生產(chǎn)氫碳比更高的產(chǎn)品。加氫處理裝置的比重近年來增長(zhǎng)迅速，但是相較于國(guó)際平均水平，我國(guó)煉油企業(yè)加氫裝置處理能力占據(jù)煉廠整體處理能力的比重仍不到40%。煉油廠的蠟油、渣油如果通過加氫處理，那么其可用于加工高硫重質(zhì)原油，并且在加工的過程中，三廢排放量少，產(chǎn)品硫含量低?，F(xiàn)行經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，經(jīng)過加氫處理用渣油生產(chǎn)的運(yùn)輸燃料具有相對(duì)較高的經(jīng)濟(jì)收益。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化從本質(zhì)來講是對(duì)煉油企業(yè)不同生產(chǎn)裝置的協(xié)同調(diào)整，通過合理的裝置搭配、合理的工藝選擇實(shí)現(xiàn)高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)。

4.4 二氧化碳捕獲和循環(huán)利用

二氧化碳的排放屬于工業(yè)生產(chǎn)過程中不可避免的環(huán)節(jié)。在煉油企業(yè)能源利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，二氧化碳的排放是一個(gè)負(fù)向指標(biāo)，其屬于典型的非期望產(chǎn)出。單位能耗二氧化碳指標(biāo)排放指標(biāo)的“改善”有賴于投入方向能源的清潔化，同時(shí)也可以從產(chǎn)出方向?qū)ふ医鉀Q方案。二氧化碳的再利用可直接作用于負(fù)向指標(biāo)的改善，也可作用于正向經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)的提升。

在環(huán)境規(guī)制日趨嚴(yán)格的今天，煉油企業(yè)能源利用效率的提升需要高度重視二氧化碳的減排和循環(huán)利用。二氧化碳的捕獲路線主要有三類，適合于合成氣的燃燒前捕獲，適用于稀釋煙道氣的燃燒后捕獲，適用于高濃度二氧化碳煙氣的富氧燃燒。

二氧化碳捕獲的最終目的實(shí)現(xiàn)二氧化碳的“增值”。有關(guān)二氧化碳的應(yīng)用，比較成熟的是二氧化碳驅(qū)油。隨著我國(guó)石油資源的開采難度日益增大，二次采油、三次采油、低滲油藏對(duì)于驅(qū)油劑的需求也將日益增加。煉油廠煙道氣中的二氧化碳經(jīng)過分離回收后可以用于低滲透油藏驅(qū)油。利用二氧化碳驅(qū)油不僅可以提高油氣資源的釆收效率，同時(shí)又可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳的減排。

煉油企業(yè)能源利用效率的提升是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，單獨(dú)的能源消耗結(jié)構(gòu)的調(diào)整或是單方面技術(shù)投入的增加可能不會(huì)帶來能源利用效率的改善，同時(shí)消費(fèi)能源類別的改變也會(huì)引起相應(yīng)工藝流程或者操作設(shè)備的變更。因此，提高我國(guó)煉油企業(yè)的能源利用效率需要多措并舉、多方向努力。

5 結(jié)論

本文梳理了能源效率評(píng)價(jià)的理論與方法，深入的探討了我國(guó)煉油企業(yè)能源利用效率的影響因素，包括技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理和社會(huì)效益等。建立了以煉油企業(yè)能源效率影響因素為內(nèi)涵的能源效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。從能耗結(jié)構(gòu)、能源技術(shù)效率、能源利用經(jīng)濟(jì)效率、能源環(huán)境效率等4個(gè)方面入手，選取了13項(xiàng)具體指標(biāo)組成評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。指標(biāo)體系的確定進(jìn)一步明確了煉油企業(yè)能源利用與多方面產(chǎn)出的關(guān)系，綜合考慮了煉油企業(yè)能源消耗的正向產(chǎn)出和負(fù)向產(chǎn)出。并選取了8家具有代表性的煉油企業(yè)進(jìn)行能源效率評(píng)價(jià)體系的實(shí)例驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表明本文所采用的方法準(zhǔn)確有效，模型運(yùn)行可靠?；谥笜?biāo)體系所包含的能耗結(jié)構(gòu)指標(biāo)、能源技術(shù)效率指標(biāo)、能源利用經(jīng)濟(jì)效率指標(biāo)和能源利用環(huán)境效率指標(biāo)，本文提出了調(diào)整能源消費(fèi)機(jī)構(gòu)、優(yōu)化原料和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、規(guī)劃煉油裝置聯(lián)合利用能源、二氧化碳捕獲和循環(huán)利用4個(gè)方面的能源利用效率提升建議。

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