节能自愿协议在火电行业的应用

赵 飞，周渝慧

(北京交通大学 电气工程学院，北京 100044)

The application of voluntary energy conservation agreement in coal-fired power plant

ZHAO Fei,ZHOU Yu-hui

(Beijing Jiaotong University，Haidian District，Beijing 100044，China)

摘要：从技术进步和管理改革两方面分析了在我国火电行业推行节能自愿协议的潜力，提出了在我国火电行业中计算二氧化碳减排量的简易工程方法，并应用此方法预测了2006-2010年我国火电行业的节能减排能力，给出了火电行业推行节能自愿协议的建议。将能效评价指标的概念引入火电行业节能效果评价，提出了火电行业推行节能自愿协议时应设定的日标、使用的节能效果评价指标及执行节能自愿协议的方法和步骤。

关键词：自愿协议；火电行业；节能；减排；预测

中图分类号：TK01；TM611 文献标志码：A

收稿日期：2006-11-07；修回日期：2006-12-30

作者简介：赵飞(1982-)，男，北京人，北京交通大学硕士研究生在读，研究方向为电力市场与经济运营；周渝慧(1955-)，女，北京人，教授，硕士生导师，从事电力市场运营、投融资及项目管理研究工作。

Abstract：The paper analyzed the energy conservation potential in coal-fired power plant from technology improvement and management reformation.A simple method was advised to calculate the discharge amount of carhon dioxide in coal-fired power plant．At the same time，the prediction of carbon dioxide amount from 2006 to 2010 was worked out through using this method.Subsequently the author gave same suggestions for the implementation of Voluntary Agreement in coal-fired power plant．Energy efficiency indicators were introduced to assess the coal-fired power plant energy conservation effect.At last,the authorset the target and made the procedure for the Voluntary Agreement in coal-fired power plant tentatively．

Key words：voluntary agreement；coal-fired power plant；energy saving；carbon emission reduction；prediction

l 节能自愿协议背景介绍

全球气候变暖引起了世界各国对能源与环保问题的进一步重视。1987年联合国发布《关于环境与发展问题的报告》，1992年在里约热内卢通过《气候变化框架公约》，1997年通过《京都议定书》，欧盟、美国、日本等发达国家纷纷承诺减排一定量的温室气体。因节能被看作是减排的重要措施之一，这使得以工业行业(企业)自愿承诺与政府签订节能减排协议的政策模式逐步形成、发展起来，并取得了良好的效果。

1.1 自愿协议的概念

自愿协议(Voluntary Agreement，简称VA)是政府与经济部门之间达成的协议，在政府的支持与鼓励下，按照预期的目标而进行的自愿行动。这种行动是参加者在其自身利益的驱动下自愿进行的，也可以把自愿协议定义为在法律规定之外公司自愿承担保护环境或节约能源的义务。

自愿协议主要有2类：①经磋商达成协议型自愿协议——这类自愿协议是指工业界与政府部门就特定的目标达成的协议，谈判时双方有一个约束条件，即如果协议没有达成，政府将会采用某种其他的政策措施(大多带有惩罚性，与碳税相关联)来限制企业；②公众自愿参与型自愿协议——在这类自愿协议中，协议制订者规定了一系列需要企业完全满足的条件，企业根据自身条件选择是参与还是不参与。

1.2 自愿协议的特点

自愿协议是目前国际上应用最多的一种非强制性节能措施，它可以有效弥补行政手段的不足。全球10余个主要发达国家，如美国、加拿大、英国、德国、法国、日本、澳大利亚、荷兰、挪威等都采用了这种政策措施来激励企业自觉节能。

实施自愿协议的目的是促进企业节能降耗，实现未来节能目标，其最终结果是提高企业的经济效益和竞争力。

自愿协议的主要思路是存政府的引导下更多地利用企业的积极性来促进节能。它是政府和工业部门在其各自利益的驱动下自愿签订的，也可以看作是在法律规定之外，企业“自愿”承担的节能环保义务。需要强调的一点是，自愿协议中的 “自愿”并不是绝对的“自愿”，它所指的“自愿”是有条件的[1]。

自愿协议具有导向性(包括工艺导向和产品导向)、基础性(包括目标基础与执行基础)、约束性(自愿协议可以包括一定程度上的法律约束)、责任性和公开性[2]的特点。

2 火电行业节能减排的巨大潜力

2.1 火电行业煤耗节约潜力

2005年，我国发电设备总容量达到5.17亿kW，其中，火电装机容量3.91亿kW，约占全国总容量的75.67％。同期，全国全年发电量为24747亿kWh，其中，火电发电量20180亿kWh，约占全部发电量的81.5％。全国平均发电煤耗约为343 gce/kWh，全国平均供电煤耗约为374 gce/kWh，供电效率仅为35％左右。

提高电厂燃料利用效率的途径，主要是提高发电设备的蒸汽参数。对于日前国产22MW或300MW等级的汽轮机，高压缸效率每变化1％，将影响机组热耗率约17.0kJ/kWh，煤耗率约0.75gce／kWh；中压缸效率每变化l％，将影响机组热耗率约25.0kJ／kwh，煤耗率约1.1gce／kWh；低压缸效率每变化1％。将影响机组热耗率约31.0kJ/kwh，煤耗率约l.3gce/kWh[3]。

随着科技的进步，火电机组的蒸汽参数已由低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界、高温超临界，发展到了超超临界和高温超超临界；发电净效率也由低压机组的20％，增加到了超超临界机组的48％：发电煤耗从500gce/kWh下降到最低250gce/kWh。目前，我国国产亚临界机组的发电效率在38％左右，发电煤耗存350gce/kWh左右；引进的600MW超临界机组的发电效率在39％左右，发电煤耗在310gce/kWh左右；超超临界机组的发电效率在44％左右，发电煤耗在256gce/kWh左右。欧盟正在实施的下一代高效超超临界机组的研发计划 (Thermie700计划)一旦成功，机组的发电效率可相应提高到52.5％左右。我国也在探索并推广应用大容量、高参数、高效率、低污染、高可靠性、高经济性的先进发电机组。截至2006年6月底，上海电气集团、哈尔滨电站集团、东方电气集团已签订16套1000MW超超临界机组合同，哈尔滨电站集团已签订10套600～660MW超超临界机组合同。通过以大代小、热电联产、机组改造等措施，我国发电行业的供电煤耗每年将以3gce/kWh左右的速度下降，预计到2010年大约为359gce/kWh，比2005年的374gce/kWh低15gee/kWh。按保守值10gce/kWh估算，每年应节约标准煤数量如表1所示。






由表1可以得出，全国平均每年可节约1443.10万tce。

另一方面，从火电企业的管理上入手[4]，改善企业用能体系，对能源的购人与存储、加工与转换、输送与分配以及终端使用等环节进行优化[5]，并在全行业推广“靖远管理模式”[6]，都可以在不同程度上达到节能的目的。

2.2 火电行业二氧化碳减排潜力

在火电行业，二氧化碳的排放量变化可以由发电量、煤耗和碳强度3个主要驱动因子的变化来分析[7]。

在实际计算火电行业二氧化碳的减排量时，可以使用二氧化碳减排的简易工程计算方法：









式中：E为二氧化碳的减排量，Mt；eo为基年供电煤耗，gce／kWh；ei为目标年供电煤耗，gce／kWh；Qn为目标年发电量，亿kWh；c为每克标准煤的二氧化碳排放因子，工程计算中可取2.662×10-4(此系数可根据标准煤的碳转化系数[8]求得)。

通过应用上述简易工程计算方法，可以得出我国火电行业“十一五”期间每年可减排的二氧化碳量，如表2所示。









由表2可以得出，我国火电行业平均每年至少可以减排二氧化碳40.01 Mt。

短时期内，全国电力供应70％以上来自火电行业的格局不会有大的改变，通过在技术与管理方面开展各类节能工作，不仅可以因节能降耗降低成本，取得较大的经济效益，同时，也可以大大改善环境污染状况，形成巨大的二氧化碳减排潜力。因此，在中国开展节能自愿协议活动，有很大的节能和减排潜力可供挖掘。

3 火电行业推行节能自愿协议的建议

3.1 加大宣传力度

节能自愿协议在欧美等发达国家已经相对成熟，因为发达国家经济发展到现阶段，生态环境问题或可持续发展问题已经成为制约经济进一步发展的主要障碍，不解决生态和环境问题，公众对企业进一步发展就持否定态度。因此，企业参与自愿协议活动，表明企业的经营理念与公众对改善环境的强烈要求完全一致，可大大提升和改善企业的社会影响和形象。

中国是发展中国家，大力发展经济仍是国家发展的重中之重。“十一五”期间随着产业结构的调整优化，电力弹性系数将逐步降到1.0以下，可能降到0.8～0.9。按“十一五”期间GDP年均增长7.5％左右和电力弹性系数0.8～0.9测算，发电量年均增长6%～6.75％，到2010年，发电量将达3.2万亿～3.3万亿kWh，相应需要发电装机容量7亿～7.3亿kW。5年新增发电装机容量2.15亿～2.45亿kW，年均增加4300万～5000万kW。对于占全国70％以上的火电企业，增加发电量仍是首要问题。因此，在火电企业中宣传自愿协议，必须精心设计协议内容，要有利于火电企业技术进步，提高能源利用效率，降低成本，提高产品的市场竞争能力，使企业在加入自愿协议以后，能够在不影响自身正常发展速度的同时，提高能源利用效率，减少二氧化碳的排放量。

3.2 政府组织开展

除了我国火电企业作为参与者之外，自愿协议还必须有一个高效的组织者。在火电企业推行自愿协议的开始阶段，各项工作都处于探索之中，因此政府应作为自愿协议的组织者，采用经磋商达成协议型自愿协议。由于这种协议类型中组织者的作用较大，会使火电企业在决定是否加入自愿协议时不得不考虑政府的政策措施(大多带有惩罚性，与碳税相关联)，从而约束火电企业的行为。因此，政府的积极参与在自愿协议建立初期会产生很大的推动作用。

另外，对于参加节能协议的各火电企业，政府应给予足够的政策支持，包括信息发布、政府和公众认可、审计和评估、税收和法规的免除、财政支持和激励等[9]。

3.3 完善自愿协议

欧美发达国家的自愿协议已经基本成熟，我国的自愿协议虽然处于起步阶段，但发展迅速、成果显著。2003年4月22日，济南钢铁公司、莱芜钢铁公司与山东省经贸委签订了中国第1个节能自愿协议，采取国家支持地方政府与企业签订协议的模式，奖励和考核并存。实施自愿协议后，2003年，济南钢铁公司共节约标准煤18.7万t，莱芜钢铁公司共节约标准煤3.7万t；前者减排二氧化硫3360 t，减排二氧化碳11.2万t，后者减排二氧化硫662 t，减排二氧化碳2.2万t。

对于火电行业，推行自愿协议时应多借鉴国内外成功经验，并结合火电企业自身技术与管理上的特点，逐步完善自愿协议的内容体系，挖掘企业节能潜力。

4 火电行业推行节能自愿协议的方式探索

4.1 设定目标

目标设定是自愿协议中十分重要的环节之一。目标(值)为加入协议的各方提供了一个在自愿协议实施期间需要达到的量化值。目标的类型有很多种，需要根据企业实际情况确定日标类型。设定目标的重要前提是，协议各方都必须充分了解企业的能效潜力，充分了解政府在帮助企业实施节能技术和节能措施过程中所能给予的支持政策。在自愿协议中，日标设定有3种基本类型，即绝对目标、能耗目标和经济目标。

根据国家“十一五”规划提出的2010年单位国内生产总值CDP能源消耗比“十五”期末降低20％左右的目标，电力行业也提出了“十一五”能耗降低20％的目标，即每年平均需要降低能耗4.4％左右。根据国家发展和改革委员会《节能中长期专项规划》有关火电企业的部分指标和要求，到2010年火电行业的供电煤耗应降至360 gce/kWh，即“十一五”期间，火电行业平均每年应降低煤耗2.8 gee/kWh，据此，可得出我国火电行业应该存“十一五”期间完成的节煤量如表3所示。









由表3可以得出，我国火电行业平均每年应节约标准煤2104.27万t，再根据二氧化碳减排的简易工程计算方法，可得到每年平均减排二氧化碳应为56.02Mt。

通过上述分析，得到了技术上节能减排的能力预测，不考虑管理方面改革对节能减排的促进作用，火电企业保守的绝对目标可以设定为：2006—2010年，整个行业累计节约标准煤10521.58万t，累计减排二氧化碳280.08 Mt；相对目标可以设定为：2006—2010年，整个行业的煤耗降低4％。

4.2 能效评价指标

能效评价指标主要包括节能率和能效指数2个指标，它可以直接反映企业能效水平提高的程度[10]。

火电行业的节能率是指目标年供电煤耗与基年供电煤耗比值的下降率(或年均下降率)，是我国多年来验证节能效果时通常习惯使用的计算方法。节能率指标可以很好地反映火电企业目标年与基年相比能效水平的变化情况，可作为评价火电企业能效水平的一个重要指标。

年均节能率计算公式如下：









式中：Δe为年均节能率；ei为目标年供电煤耗；eo为基年供电煤耗；n为目标年与基年的间隔年数。

火电行业能效指数(EEI)是指火电企业目标年供电煤耗与基年供电煤耗的比值，它是借鉴荷兰工业自愿协议的做法引入的概念。在目标年和基年的生产条件基本一致的情况下，该指标小于l时表明能效水平得到提高。

能效指数的计算公式如下：









式中：EEI，为能效指数；En为目标年总煤耗量；eo为基年供电煤耗；Qn为目标年发电量。

由式(3)可知，通过技术进步和不断提高工艺技术水平，目标年的供电煤耗将逐步下降，与基年供电煤耗的比值在减小，表明能效水平在不断提高。能效指数指标可以很好地反映火电企业目标年与基年相比能效水平的变化趋势，可作为评价火电企业能效水平的一个指标。

4.3 协议执行方式探索

自愿协议的执行步骤应包括：①政府与火电行业代表协商制订每年的行业节能减排计划，此计划应至少包括每年的煤耗降低数量、二氧化碳减排数量等量化指标；②行业内部各参与自愿协议的火电企业协商节能减排计划量的分配方法；③政府监督考察各企业对节能减排目标的执行情况，方法可以借鉴国内外其他行业的成功经验[11]。协议内容可根据具体情况随时调整。

5 结束语

节能自愿协议可以使火电企业在开展各种技术进步与管理改革工作[12]的同时，明确自身节能减排的目标，有利于火电行业的长远发展，更有利于电力行业“十一五”期间节能20％目标的实现。因此，应该早日将节能自愿协议引入火电行业。

参考文献：

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资料来源：《电力需求侧管理》2007年第1期