《能源监测与评价》——能源有效利用的分析方法（一）

第三章 能源有效利用的分析方法

第一节 能源有效利用的评价指标

一、概述

能源的有效利用是能源利用中最重要的问题。对能源利用的分析评价常常包括两方面，即对能源利用过程进行分析评价和对能源消耗效果的分析评价。能量系统的分析方法主要有能量平衡法、㶲分析法、熵分析法、能级分析法及㶲经济分析法等。而能源消耗效果的分析评价主要有全能耗分析法、净能量分析法、价值分析法和能量审计法等。

目前主要有三类基于热力学各种定律的评价能量系统的方法。

(1)以热力学第一定律为基础的能量平衡分析法。这种分析法简单易行，在国内外已经发展成熟，并且广泛应用于实际工程的分析评价之中。但是，这种方法只是建立在“量”的守恒上，而忽视了能量品质的变化，因而在系统分析中常常忽视各种不可逆性造成的损失，而无法正确分析系统节能和优化的潜力。

(2)综合运用热力学第一定律和第二定律，并在西方国家称为“热力学第二定律分析法”的㶲分析法、熵分析法和能级分析法。热力学第二定律分析法能够分析、量化生产过程中的不可逆损失，辨识系统中不可逆损失的原因以及产生的部位。其中，㶲分析法的发展尤为突出。㶲分析法是以㶲效率为评价准则，既可以作系统分折，又可以作优化综合，目前已广泛应用于能源有效利用和节能分析工作中。但是，㶲分析法在对复杂能量系统进行节能分析和优化改造时，会产生一些工程中不容许的误差或出现“节能不省钱”等局限性。

(3)将热力学分析与经济因素统一考虑的㶲经济学分析法，或称为热经济学分析法(Thermo-economy)。这种方法融合了热力学、工程经济学、系统工程、最优化技术以及决策理论等基本思想，同时考虑能量的“质”和“量”，并将系统中的㶲流价格化，来追求经济效益的最佳效果。尤其是在对复杂能量系统的分析、优化、诊断、改进以及设计中，㶲经济学分析法的技术优势非常明显，是分析优化工程系统的强力工具。

在能源利用中，能源有效利用的评价指标是十分重要的。它包括能源消费系数、能源的利用效率和用能效益。

二、能源消费系数

从宏观上评价能源有效利用的优劣，通常采用能源消费系数来评价。能源消费系数是指一年或某一时期，为实现国民经济产值平均消耗的能源量，即

由此可见能源消费系数是一个从整个社会经济效益去考察能源有效利用的指标。

三、能源利用效率

能源利用效率是衡量能量利用技术水平和经济性的一项综合性指标。通过对能源利用效率的分析，可以有助于改进企业的工艺和设备，挖掘节能的潜力，提高能量利用的经济效果。

能源利用效率是指能量被有效利用的程度，通常以n表示，其计算公式为

对不同的对象，计算能源利用效率的方法也不尽相同。通常有以下几种计算方法。

1.按产品能耗计算法

一个国家或一个地区可能生产多种产品，对主要的耗能产品，如电力、化肥、水泥、钢铁、炼油、制碱等，按单位产品的有效利用能量和综合供给能量加权平均，即可求得总的能源利用效率n0，即

上述综合能耗量包括两部分：一部分为直接能耗，即生产该种产品所直接消耗的能量;另一部分是间接能耗，它是指生产该种产品所需的原料、材料及耗用的水、压缩空气、氧等及设备投资所折算的能耗。

2.按部门能耗计算法

将国家和地区所消耗的一次能源，按发电、工业、运输、商业和民用四大部门，分别按技术资料及统计资料，计算各部门的有效利用能量和损失能量，求得部门的能量利用效率啪，然后再求得全国或地区的总的能源利用效率n，即

3.按能量使用的用途计算法

一次能源在国民经济各部门使用，除了少数作为原料外，绝大部分是作为燃料使用。其中一类是直接燃烧，如各种窑炉、内燃机、炊事和采暖等;另一类转换为二次能源后再使用，如电、蒸汽、煤气等。因此按用途计算便可分为发电、锅炉、窑炉、蒸汽动力、内燃动力、炊事、采暖等。先求得某项用途的n，然后再将各种用途的琊相加平均，即可求得总的能量利用效率，即

4.按能量开发到利用的计算法

把能源从开采、加工、转换、运输、储存到最终使用，分为四个过程，分别计算出各个过程的效率，然后相乘求得总的能源利用率，即