生物質(zhì)能的優(yōu)缺點(diǎn)范文
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篇1
[關(guān)鍵詞] 薪柴;農(nóng)村能源;綜述
【中圖分類號】 S71 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1007-4244(2014)07-003-2
一、農(nóng)村能源背景
農(nóng)村能源是農(nóng)村地區(qū)的能源開發(fā)、供應(yīng)、消費(fèi)和管理以及各種農(nóng)村用能問題,主要包括太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、風(fēng)能、小水電,多屬于可再生能源。隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)村能源的利用除了上述之外還包括國家供應(yīng)給農(nóng)村地區(qū)的煤炭、電力、燃料油等商品能源。
目前我國農(nóng)村傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)主要依賴于當(dāng)?shù)氐慕斩?、薪柴等傳統(tǒng)生物質(zhì)能,能量的利用效率低,優(yōu)質(zhì)能源所占比例小。對山區(qū)貧困地區(qū)而言,能源消費(fèi)以薪柴+秸稈+煤的混合型結(jié)構(gòu)為主,生物質(zhì)能占總消費(fèi)量的82.8%,煤炭占12.0%。而在較發(fā)達(dá)的農(nóng)村地區(qū),能源的消費(fèi)方式已由煤、薪柴為主,電為輔轉(zhuǎn)變成“太陽能+電+煤”為主,液化氣、薪柴為輔的消費(fèi)結(jié)構(gòu)。
在目前的農(nóng)村能源利用現(xiàn)狀中,還存在著一些不足。(1)能源利用上存在消費(fèi)結(jié)構(gòu)單一落后、薪柴利用缺乏規(guī)劃、傳統(tǒng)習(xí)慣制約等不足。(2)沼氣等清潔能源使用比例小,太陽能等新型能源使用率較低。(3)農(nóng)村生物質(zhì)資源沒有得到有效利用,有近51.9%的能源資源被浪費(fèi)。
隨著城鄉(xiāng)一體化的推進(jìn),未來農(nóng)村對能源的消費(fèi)需求將會增加,能源消費(fèi)的結(jié)構(gòu)也將發(fā)生巨大變化。農(nóng)村能源的消費(fèi)前景將會朝著以下幾方面轉(zhuǎn)變:(1)農(nóng)村能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)由生物質(zhì)一次能源主導(dǎo)型向商品能源主導(dǎo)型轉(zhuǎn)變,商品能源的消費(fèi)將以較快的速度增長,高電力和液化氣將加速替代薪柴和煤炭等傳統(tǒng)燃料。(2)農(nóng)村可再生能源在未來國家能源體系中將占重要的地位,生物質(zhì)能、太陽能、風(fēng)能等將是今后農(nóng)村生活能源利用的主要方向。(3)對保護(hù)區(qū)和山地農(nóng)民來說,太陽灶和沼氣建設(shè)是更好的方式。
二、薪柴燃燒的化學(xué)物理過程
生物質(zhì)燃燒過程可分為起燃干餾、焰燃、悶燒三個階段。燃燒情況與生物質(zhì)的種類、器官部位、成熟程度、粉碎程度、生物質(zhì)的含水量等有關(guān)。薪柴的燃燒是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程。隨著溫度的升高,薪柴先后經(jīng)歷干燥、熱解、揮發(fā)分著火燃燒、木炭燃 燒、重碳?xì)浠衔锶紵?、燃盡等不同階段。
(一)干燥階段。初期隨著燃燒的進(jìn)行薪柴的水分不斷蒸發(fā),當(dāng)溫度達(dá)到100℃左右時,水分急劇蒸發(fā)直至薪柴燥。
(二)熱解階段。干燥后,薪柴開始熱解并析出揮發(fā)性氣體。當(dāng)溫度達(dá)到150-180℃時,木材中的半纖維素開始分解;當(dāng)溫度達(dá)到280-350℃時,纖維素、木質(zhì)素開始分解。分解、析出揮發(fā)分后的剩余物中含有中間產(chǎn)物焦油和大量木炭。
(三)揮發(fā)分著火燃燒階段。揮發(fā)分包括可燃性氣體和非可燃性氣體,揮發(fā)分中可燃物質(zhì)在繼續(xù)加熱過程中與O2的化學(xué)反應(yīng)急劇加快,形成明亮的黃色火焰。揮發(fā)分燃燒時,鑒于O2很難擴(kuò)散到木炭表面木炭只能被加熱而不能燃燒。
(四)木炭和重碳?xì)浠衔锶紵A段。揮發(fā)分基本燒完后,O2擴(kuò)散到木炭表面上使木炭開始燃燒,并發(fā)出藍(lán)色火焰,此時的溫度約為500-580℃。當(dāng)溫度至780-850時℃,重碳?xì)浠衔镩_始燃燒。
(五)燃盡階段。木炭和重碳?xì)浠衔锶紵旰?,剩余的物質(zhì)即為灰分。由于焦炭受到灰分包裹,空氣較難滲透進(jìn)入,故焦炭較難燃盡,最終殘留余炭。
三、薪柴能源使用情況
(一)薪柴利用現(xiàn)狀。目前農(nóng)村生活用能中70-80%的燃料來源于薪柴。煤炭和薪柴共占到北京農(nóng)村生活用能總量的90%以上,湖北農(nóng)村生活用能以秸稈、薪柴為主。薪柴是自然保護(hù)區(qū)周邊農(nóng)戶最為主要的能源,當(dāng)?shù)匦讲褚宰约也杉癁橹?,主要用途是做飯與取暖。多數(shù)農(nóng)村地區(qū)能源主要依靠畜糞、柴草等生物質(zhì)能,柴草占農(nóng)村能源消費(fèi)的36.78%。隨著我國農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和流通渠道的完善,薪柴占農(nóng)村能源消費(fèi)總量的比例逐漸降低,從1991年的29.0%下降到2005年的21.2%。
從林木薪柴的資源類型來看,林業(yè)生產(chǎn)采伐剩余物和林木撫育間伐量是其主要兩大類型。巴卡小寨薪柴消耗中34.5%來源于人工薪炭林,14.5%來源于集體林,44.3%來源于自留山,6.7%來源于自然保護(hù)區(qū)。林木薪柴資源較豐富的省份是、四川、云南、黑龍江、內(nèi)蒙古。陜西、甘肅、寧夏、青海四省區(qū)的薪柴資源分布不均。2004年重慶市全市森林覆蓋率27.10%,薪炭林的年開發(fā)能力約191.99萬噸。江蘇省2005年可開發(fā)薪材約為327.16萬噸。
盡管薪柴在農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)中仍占據(jù)較大比例,但它的利用還存在著一些亟待解決的問題:(1)薪柴資源逐漸減少,由于薪炭林歷經(jīng)多年過量樵采薪柴資源逐年減少,單位面積產(chǎn)柴量降低。(2)薪柴資源分布不均,干旱和半干旱地區(qū)、半濕潤的丘陵溝壑區(qū)以及人口密集的盆地、平原等地區(qū)對薪柴的開發(fā)利用比較困難。(3)薪柴利用方式單一,直接燃燒的效率太低,薪柴沒有得到高效的利用。
(二)薪柴使用的優(yōu)缺點(diǎn)。薪柴是一種便宜而清潔的能源,灰分低而且不含硫。薪炭林中綠色植物通過光合作用能把太陽能轉(zhuǎn)化為生物能儲存起來,因此薪炭林具有天然萌生能力,一旦種植后,可以多年受益。但作為常用的農(nóng)村生活能源,薪柴還存在著一定的缺陷。
1.燃燒熱效率低:薪柴直接燃燒的熱效率十分低,一般只有10%-15%,這對資源造成了極大的浪費(fèi)。
2.降低生態(tài)環(huán)境質(zhì)量:過量砍伐薪柴會破壞土地植被,降低涵養(yǎng)水源的能力,加速土壤侵蝕,從而造成生態(tài)環(huán)境惡化。
3.占用勞動力:收集薪柴需要耗費(fèi)大量的勞動時間和勞動力,從而產(chǎn)生勞動力占用問題。
4.破壞林木、植被:為了獲得更多的薪柴能源,會發(fā)生亂砍亂伐,破壞森林的現(xiàn)象,尤其是一些珍貴樹種和經(jīng)濟(jì)價值較高的品種也會被破壞。
5.遺留安全隱患:隨處堆集薪柴,會造成居住環(huán)境的臟亂,容易誘發(fā)火災(zāi)、疾病等不安全隱患。
6.排放CO2:大量燃燒薪柴,容易引起大氣污染,從而影響環(huán)境。1991-2001年我國每年因薪柴消耗排放的CO2約占全國每年CO2排放量的3%-5%。1996至2003年間,中國農(nóng)村薪柴在傳統(tǒng)利用方式下產(chǎn)生的CO2年均為24054.11萬t。2001年至2007年,云南農(nóng)村薪柴所排放的CO2年均新增分別為44.2、61.5、72.9、70.7、69.5、64.6和62.0萬t。
(三)薪柴使用的影響因素。影響農(nóng)村居民使用薪柴的因素有很多,主要有家庭特征、能源的可獲得性、農(nóng)村居民收入、地理特征、政策等。
1.能源的可獲性。能源獲得的難易程度是影響農(nóng)村居民生活能源消費(fèi)的重要因素。薪柴受資源稟賦的影響很顯著;農(nóng)民就地取材的習(xí)慣使薪柴成為其主要的生活能源。例如對保護(hù)區(qū)林緣社區(qū)村民來說,在生活能源消費(fèi)中就以薪柴利用范圍最大、用途最廣。
2.家庭特征。農(nóng)村居民生活能源的消費(fèi)需求在很大程度上受到家庭特征的影響,如戶主年齡、受教育程度、職業(yè)狀況及家庭人口等。隨著受教育程度的提高,相對于薪柴,農(nóng)村居民更傾向于使用液化石油氣。非農(nóng)收入的增加會使薪柴的消費(fèi)減少。
3.國家政策。不同政策下,農(nóng)村生活能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)存在著很大的差異。國家對薪柴林種植的鼓勵政策推動了農(nóng)村地區(qū)薪柴消費(fèi)的回升。而國家對農(nóng)村沼氣、太陽能利用技術(shù)的推廣則會減少農(nóng)村對薪柴的使用。
4.農(nóng)村居民收入。農(nóng)村生活能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)收入具有密切聯(lián)系,農(nóng)戶的收入越高對生活質(zhì)量的要求也相應(yīng)更高,因此會選擇清潔、高效的新能源;而收入低的貧困家庭所使用的生活能源結(jié)構(gòu)中,薪柴占了較大的比例。
5.能源價格。能源初期使用成本是影響農(nóng)村居民使用此能源的重要因素,新能源技術(shù)的成本較之傳統(tǒng)能源往往較高,阻礙了農(nóng)村居民使用高級能源。新能源技術(shù)的成熟可降低使用成本,增加農(nóng)村居民對它的消費(fèi),從而對薪柴的使用產(chǎn)生較大的沖擊。
四、薪柴資源的前景
薪柴能源的發(fā)展前景主要包括兩方面:一是薪柴的進(jìn)一步開發(fā),二是清潔的替代能源的開發(fā)。
薪柴的進(jìn)一步開發(fā):薪柴作為農(nóng)村主要的生物質(zhì)能源之一,需要得到進(jìn)一步的開發(fā)以便更好地利用。薪柴氣化發(fā)電是相對潔凈的利用方式,小規(guī)模薪柴氣化發(fā)電比較適合于薪柴的分散利用,它投資較少,發(fā)電成本也低。薪柴固化成型技術(shù)能提高薪柴的燃燒效率,且便于運(yùn)輸和貯存,有較大的發(fā)展前景。
薪柴的替代能源開發(fā):鑒于薪柴利用存在燃燒效率低、污染環(huán)境等問題,開發(fā)薪柴的清潔替代能源是不少人研究的重點(diǎn)。農(nóng)村地區(qū)可供開發(fā)利用的可再生能源主要有太陽能、風(fēng)能、小水電、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等,從經(jīng)濟(jì)效益,生態(tài)效益,社會效益三方面來說沼氣技術(shù)發(fā)展的前景十分廣闊,秸稈沼氣技術(shù)已經(jīng)成熟并在不斷推廣。此外小水電技術(shù)、太陽能利用技術(shù)推廣的速度也在不斷增長。
五、小結(jié)
近年來,以薪柴為研究主體的文獻(xiàn)較之往年越來越少,關(guān)于農(nóng)村能源的研究重點(diǎn)正在往開發(fā)清潔的可再生能源不斷轉(zhuǎn)移??偨Y(jié)關(guān)于薪柴和農(nóng)村能源的相關(guān)文獻(xiàn)我們可得出以下四個主要結(jié)論:
1.目前,我國農(nóng)村居民生活用能仍以秸稈、薪柴為主,大部分用于炊事和取暖。
2.在未來相當(dāng)長的時期內(nèi),薪柴仍將是我國農(nóng)村居民的主要生活用能之一。
3.我國農(nóng)村地區(qū)傳統(tǒng)生物質(zhì)能源未來長期消費(fèi)傾向于利用能源的氣化、液化和固化技術(shù),薪柴的進(jìn)一步利用方式為薪柴固化、氣化發(fā)電。
4.我國農(nóng)村地區(qū)可利用的清潔可再生能源包括太陽能、風(fēng)能、小水電、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等;科學(xué)高效地開發(fā)利用生物質(zhì)能源將成為未來解決我國農(nóng)村能源環(huán)境問題的有力措施之一。
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篇2
一、新能源項目建設(shè)的工作分析
高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)是屬于知識密集型的產(chǎn)業(yè),行業(yè)的研發(fā)需要大量的高科技人才去進(jìn)行。新能源項目的建設(shè)首先需要解決的問題就是項目成員的選擇以及確定相應(yīng)的工作職責(zé)。新能源項目研發(fā)的核心崗位主要包含核心、管理以及技術(shù)崗位研。不同的崗位資料分析以及資料的收集需要使用不同的分析方式進(jìn)行。在進(jìn)行工作分析的時候,主要就是分析該工作開展的目的以及研究制定相關(guān)的人員構(gòu)架,明確具體的工作范圍,調(diào)查資質(zhì)。新能源項目的研發(fā)首先需要解決的問題就是工作分析問題,研發(fā)作為創(chuàng)新技術(shù)的開始,創(chuàng)新技術(shù)由于其模糊性以及難以量化性,在進(jìn)行崗位的制定就需要責(zé)任到人,明確具體的分工,降低權(quán)利的集合范圍以及空白。新能源項目組成員的工作分析對于促進(jìn)整個新能源項目的有效發(fā)展以及立項有著不可忽視的作用。眾所周知,工作分析的方式主要包含資料分析法、問卷調(diào)查法、面談法、現(xiàn)場觀察法、關(guān)鍵事件分析法、問卷法等等。不同的方式有著不同的優(yōu)缺點(diǎn),在實際的運(yùn)用當(dāng)中需要選擇合適的方法,對癥下藥。內(nèi)部標(biāo)桿法就是通過模仿然后結(jié)合自己的實際進(jìn)行創(chuàng)新,通過對于參照物的詳細(xì)了解以及研究,將自身的產(chǎn)品服務(wù)等等各方面的信息進(jìn)行比較篩選,最后達(dá)到改良的效果。新能源項目本身就是一個發(fā)展的過程,以前存留的資料或者信息根本就無法滿足當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展需要,如果還是按照以前的數(shù)據(jù)資料來進(jìn)行新能源項目建設(shè)分析,無法形成良好的參考依據(jù),所以使用內(nèi)部標(biāo)桿法的同時依舊需要參考其他的信息資料。
二、新能源項目建設(shè)過程中的人力資源管理
1)員工招聘。新能源項目建設(shè)首先就需要涉及到組織的組件,人員的選擇以及招聘方面,在選擇方式的時候就需要充分了解各個方法的特點(diǎn)以及使用的層面,經(jīng)過詳細(xì)的了解以及評析之后才能夠使用合適的方式進(jìn)行項目組成員的招聘在。另外在進(jìn)行新能源項目人員招聘的時候一定需要充分了解該人才的特點(diǎn)以及能力是否適合新能源項目的發(fā)展,包括心理素質(zhì)、情感素質(zhì)。當(dāng)然選擇經(jīng)驗豐富的員工進(jìn)入公司能夠更快的熟悉公司的業(yè)務(wù)流程。年輕人對于新能源項目的優(yōu)勢就在于他們豐富的想象力以及創(chuàng)造力。例如寶潔公司就非常注重應(yīng)屆生培養(yǎng)計劃,每年招聘需求的80%來自校園招聘,并在其中選拔擔(dān)起重任。招聘方式的選擇是根據(jù)企業(yè)的實際情況來制定的,不同的企業(yè)在不同時期使用人才的標(biāo)準(zhǔn)也是不一樣的,特點(diǎn)的崗位選擇特定技術(shù)人員對于整個項目的發(fā)展有著重要的影響,新能源項目更是如此。
2)員工使用。企業(yè)在員工選擇方面并不一定要擇優(yōu)入取,只需要選擇適合項目發(fā)展或者新能源研究的人才。合適的人才并不就是全面性的人才,術(shù)業(yè)有專攻,新能源項目建設(shè)的人才需要的就是在某一領(lǐng)域能力突出或者經(jīng)驗豐富的人才。人才才進(jìn)入到公司后,能夠很快的適應(yīng)項目的價值觀以及文化觀,快速的融入到整個團(tuán)隊建設(shè)當(dāng)中,促進(jìn)新能源項目建設(shè)的完成。無論是管理人員還是技術(shù)專才,在分配資源、制定計劃、安排工作都是其必備的技能。在企業(yè)實際操作過程中,一般情況下,管理者很難一步到位在合適的崗位配置最合適的人才,所以公司的管理者在完成招聘的任務(wù)后,要對員工繼續(xù)進(jìn)行考察。系員工的培訓(xùn)入職是在培訓(xùn)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的,良好的關(guān)照能夠讓員工降低陌生感,通過“傳、幫、帶”的輔導(dǎo)形式,在了解員工個性的同時安排合適的崗位,可以促進(jìn)人才的使用效率。
3)績效考核制度。首先需要成立公司級項目管理辦公室績效考核委員會,主要的構(gòu)成人員包括公司總裁、項目管理辦公室主任、立項所在事業(yè)部總經(jīng)理等等。該機(jī)構(gòu)的主要職責(zé)就是對于項目進(jìn)行審核監(jiān)督,保證項目的順利進(jìn)行,該項目的核心主要還是在于人力資源方面的專家,人數(shù)不得少于一名。其次就是成立事業(yè)部績效考核管理委員會。新能源項目建設(shè)肯定需要各個事業(yè)部進(jìn)行合理的分工合作,才能夠提高工作的效率,所以事業(yè)部績效考核管理委員會主要就是針對于事業(yè)部的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督管理,其人員的選擇必須要交由人力資源進(jìn)行備案。事業(yè)部績效考核管理委員會對公司績效考核委員會負(fù)責(zé),負(fù)責(zé)審核監(jiān)督事業(yè)部內(nèi)績效考核的執(zhí)行和投訴處理等事宜。事業(yè)部績效考核管理委員會常設(shè)機(jī)構(gòu)為事業(yè)部人事部門,負(fù)責(zé)事業(yè)部非總裁直管員工個人績效考核工作的組織和監(jiān)督、個人績效考核成績的整理統(tǒng)計、等級評定工作。最后就是完善相應(yīng)的程序建設(shè),各個層級的領(lǐng)導(dǎo)對于其直接下屬負(fù)責(zé)并且進(jìn)行考核,需要做到全面性的分析評價。
4)團(tuán)隊激勵。新能源項目建設(shè)的完成需要整個團(tuán)隊團(tuán)結(jié)一致,所以進(jìn)行員工的激勵是必不可少的,例如使用物質(zhì)激勵、知識激勵、責(zé)任激勵等。在新能源項目的建設(shè)中,盡管有著合理的監(jiān)督,但是各個員工以及部門所表現(xiàn)的工作狀態(tài)是有著明顯差異的,所以在不同的時期選擇優(yōu)秀的團(tuán)隊或者個人進(jìn)行激勵是非常重要的,有利于促進(jìn)整個團(tuán)隊的發(fā)展。在團(tuán)隊建設(shè)初期,由于各個工作沒有進(jìn)行明確的定義或者分析,模糊性很強(qiáng)。這個時候項目的負(fù)責(zé)人就需要告訴整個團(tuán)隊關(guān)于項目建設(shè)的構(gòu)想、藍(lán)圖,明確整個團(tuán)隊的目標(biāo)以及未來的思路。當(dāng)新能源項目進(jìn)行后,各成員都清楚了自己的團(tuán)隊角色,制定階段工作計劃,此時,團(tuán)隊成員具有主人翁意識的責(zé)任感。隨著項目的不斷發(fā)展,項目問題也開始逐漸顯露出來。例如在資源的合理配置以及人際關(guān)系等各個方面,這個時期也是矛盾多發(fā)期。項目的負(fù)責(zé)人應(yīng)該以團(tuán)隊合作為基本理念,正視團(tuán)隊問題的存在,讓團(tuán)隊的成員參與到問題的解決過程當(dāng)中來,只有讓整個團(tuán)隊都參與到其中,才能夠提升團(tuán)隊的凝聚力。
三、總結(jié)
篇3
關(guān)鍵詞 塔筒;門鎖;防盜;防銹
中圖分類號U41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708(2011)42-0151-02
0 引言
隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境形式的惡化,以太陽能利用技術(shù)、氫能利用技術(shù)、核電技術(shù)、化學(xué)電能技術(shù)、生物質(zhì)能應(yīng)用技術(shù)、風(fēng)能、海洋能與地?zé)崮軕?yīng)用技術(shù)為基礎(chǔ)的新能源技術(shù)是人類開發(fā)新能源的基礎(chǔ)和保障。順應(yīng)時代潮流,我國大力發(fā)展新能源技術(shù)和低碳經(jīng)濟(jì),積極倡導(dǎo)低碳生活,在清潔能源研究、設(shè)計與制造方面都有了長足的進(jìn)步。目前,我國的風(fēng)電裝機(jī)總量已躍居全球第一。東方電氣河南電站輔機(jī)制造有限公司,作為較早從事風(fēng)電塔筒優(yōu)化設(shè)計制造的企業(yè),積累了豐富的經(jīng)驗。
1 風(fēng)電塔筒對門鎖結(jié)構(gòu)的要求
塔架底部應(yīng)裝有門扇,門必須是向外打開的。門應(yīng)當(dāng)有密封條,以防止水從門外流入。門必須有鎖,門鎖結(jié)構(gòu)應(yīng)具有如下要求:
1)門必須有鎖,門鎖應(yīng)防盜、防銹;
2)里面需要一個應(yīng)急門手柄,在門鎖住的時候,可以從里面打開門,具備應(yīng)急逃生功能;
3)要求配套鑰匙能打開全部門鎖。
2 國內(nèi)風(fēng)電塔筒門鎖結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀
2.1各風(fēng)電公司采用的塔筒門鎖結(jié)構(gòu)
東汽風(fēng)電塔筒門鎖采用專用暗鎖,內(nèi)外有把手,從塔內(nèi)、外均可打開塔門。
金風(fēng)公司塔筒門鎖采用EMKA專用進(jìn)口鎖具,具備明鎖、暗鎖兩種功能,性能先進(jìn)、美觀。
上海風(fēng)電塔門采用自己設(shè)計的專用轉(zhuǎn)把,門框法蘭內(nèi)側(cè)配裝有鎖緊擋塊。門把手向下旋轉(zhuǎn)90°后,用明鎖鎖緊。鎖具安裝位置正上方,帶螺栓連接的簡單的防雨罩。
許繼風(fēng)電科技塔門采用Wintec設(shè)計的簡易轉(zhuǎn)把門鎖,門框法蘭內(nèi)側(cè)配裝有鎖緊擋塊。門把手向下旋轉(zhuǎn)90°后,用明鎖鎖緊。鎖具安裝位置左下方,采用焊接在塔筒門板上的結(jié)構(gòu)簡易的半開式防雨罩。
2.2各風(fēng)電公司塔門門鎖設(shè)計的優(yōu)劣分析
東汽風(fēng)電設(shè)計的門鎖雖具有內(nèi)外都能打開的功能,但該門鎖采購價格較高,鎖芯結(jié)構(gòu)簡單,安裝麻煩,不耐用。風(fēng)場工作環(huán)境比較惡劣,風(fēng)大、沙大,往往是風(fēng)機(jī)安裝不久,門鎖便失去功效。并且不具備防雨、防銹功能,更經(jīng)不起強(qiáng)力破壞。
金風(fēng)塔筒門鎖,雖同時具備明鎖、暗鎖雙重功能及塔內(nèi)緊急逃生功能,但鎖具不具備防雨、防銹性結(jié)構(gòu),不能承受強(qiáng)力破壞,且造價昂貴。
上海風(fēng)電設(shè)計的塔筒門鎖雖具有簡單的防雨板,但有兩大致命缺陷:1)當(dāng)鎖從門外鎖住時,無法從塔內(nèi)打開,使內(nèi)部工作人員無法應(yīng)急逃生;2)單獨(dú)的明鎖結(jié)構(gòu)防盜功能差,不能承受強(qiáng)力破壞。
許繼風(fēng)電科技設(shè)計的塔筒門鎖雖具有簡單的防雨板,但有兩大致命缺陷:1)當(dāng)鎖從門外鎖住時,無法從塔內(nèi)打開,使內(nèi)部工作人員無法應(yīng)急逃生;2)半開式的防雨罩不具備防盜工能;3)單獨(dú)的明鎖結(jié)構(gòu)防盜功能差,不能承受強(qiáng)力破壞。
3 塔筒門鎖的結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案
通過以上分析,并應(yīng)業(yè)主大唐風(fēng)電三門峽分公司風(fēng)場技術(shù)人員的強(qiáng)烈要求,我對東汽風(fēng)電塔筒門鎖結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計。首先,總體選用結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定的穿條明鎖結(jié)構(gòu)。主要采取如下幾條措施:
1)在其背面直接銑一條腰形槽,只接掛在耳板上,明鎖鎖在防雨罩內(nèi),防雨效果良好;
2)防雨罩采用δ3不銹鋼板,尺寸獨(dú)特,造型小巧,既能保證方便地開、關(guān)鎖,又兼顧一定的防撬、防砸功能;
3)我們在門板合適位置分別裝焊了兩個掛鎖的耳板,當(dāng)維護(hù)人員入塔檢修時,可將鎖鎖緊在另一個耳板上,這樣便不會出現(xiàn)將檢修人員反鎖在塔里不能逃生的隱患;
4)塔門背面靠下,有一個插栓,可從門里將門鎖緊;
5)掛鎖選用不銹鋼鎖,且配套鑰匙能打開同一風(fēng)場項目塔筒全部門鎖。
制做時,圖中件1經(jīng)校直后與件3防雨罩按圖裝焊在一起。件2、件5裝焊在塔門蓋板上,件4與各件配裝在塔門框法蘭合適位置并焊接牢靠,保證塔門能夠正常開合。二件件5按圖錯開一定距離,保證塔門開關(guān)靈活、自如,圖示位置為塔門正常關(guān)閉時鎖盒鎖緊位置;另一位置用于檢修時從外面將鎖盒鎖緊在塔門外,以免塔筒內(nèi)檢修人員被外面人反鎖在塔內(nèi)而無法自救。
4 結(jié)論
改進(jìn)過的風(fēng)電塔架門穿條明鎖結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便,造價低廉,具備塔筒門鎖要求具有的一切功能,具備一定的防盜性、防銹性,能承受相當(dāng)?shù)耐饬ζ茐哪芰?,具有一定的?chuàng)新意識和推廣價值。
改進(jìn)后的塔筒門鎖結(jié)構(gòu),經(jīng)在大唐三門峽風(fēng)電一、二期項目79臺塔筒使用后,為工廠節(jié)約了大量資金,贏得了大唐風(fēng)電業(yè)主的一致好評。他們強(qiáng)烈要求后期中標(biāo)的許繼風(fēng)電科技塔筒、金風(fēng)塔筒及上汽風(fēng)電塔筒都必須采用該結(jié)構(gòu)。一次小小的技改,為公司創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
參考文獻(xiàn)
[1]徐灝.機(jī)械設(shè)計手冊第四卷[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995.
篇4
關(guān)鍵詞:分布式光伏發(fā)電;并網(wǎng)方案;成本;效益研究
中圖分類號:X511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
世界的發(fā)展離不開能源,然而在當(dāng)前傳統(tǒng)石油、天然氣和煤炭資源越發(fā)匱乏且對環(huán)境污染的副作用逐漸顯現(xiàn)的時候,發(fā)展可替代能源已經(jīng)成為一種共識。與核能、潮汐能、生物質(zhì)能等環(huán)保能源對比,太陽能的優(yōu)勢顯而易見,其開發(fā)周期之短、投資產(chǎn)出比之大、副作用之低是前者所不能比擬的。我們常常將太陽能轉(zhuǎn)化為可利用的電力資源,從而衍生出了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)。然而面對源源不斷的太陽能資源,我們卻不能很好地加以利用,究其緣由,無外乎是由于地理、天氣等因素而導(dǎo)致的太陽能利用太過分散,倘若可以集中利用、并網(wǎng)利用,則可很好地規(guī)避地域這些不利因素對開發(fā)太陽能資源所帶來的影響。
一、我國分布式光伏發(fā)電的現(xiàn)狀
我國分布式光伏產(chǎn)業(yè)起步較晚,缺乏整齊統(tǒng)一的規(guī)劃,導(dǎo)致了現(xiàn)在很多老城區(qū)、舊城區(qū)使用太陽能雜亂無序,大多數(shù)用在了樓宇太陽能熱水器,利用光伏發(fā)電幾乎無從談起。新建的新城區(qū)已經(jīng)意識到光伏發(fā)電的重要性,除此之外,工業(yè)園區(qū)、高新科技園區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、農(nóng)業(yè)示范區(qū)、集中應(yīng)用示范區(qū)等也大規(guī)模試點(diǎn)光伏發(fā)電應(yīng)用。
除此之外,很多地方也鼓勵光伏發(fā)電的用戶將使用不了的余電接入國家電網(wǎng)對外出售,在國家層面,則由財政部、科技部、國家能源局等在2009年聯(lián)合推進(jìn)“金太陽工程”、2009年早些時候出臺的光電建筑每瓦補(bǔ)貼20元及2013年國家發(fā)展和改革委員會的光伏發(fā)電電價每瓦補(bǔ)貼0.42元等相關(guān)政策支持。誠然,這些仍舊是以樓宇示范項目、校園、生態(tài)城和工業(yè)用戶為主。
總之,我國分布式光伏發(fā)電遠(yuǎn)未滿足我們對資源的需求,在我國能源配比中仍舊處于低位,分布式光伏發(fā)電分布雜亂、能源使用效率較低,無法統(tǒng)一調(diào)配統(tǒng)一運(yùn)行。國家也正在加大對這種新興能源給予政策、資金的相關(guān)支持。
二、分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的優(yōu)勢
(一)市場導(dǎo)向優(yōu)勢
光伏發(fā)電依托健全的光電建筑、設(shè)備,才能有效地將太陽光能轉(zhuǎn)化為電力能源,分布式光伏發(fā)電在不并網(wǎng)的情況下是自己開發(fā)自己使用,然而很多用戶都結(jié)余了很大一部分的電力而白白浪費(fèi)。例如一些校園、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),白天最多使用空調(diào),還剩余了很大部分的電量,這部分電量只能轉(zhuǎn)化為熱能或生物質(zhì)能存儲,造成了很大的能源浪費(fèi),而類似工業(yè)開發(fā)區(qū)、高新科技園區(qū)又對能源需求旺盛,自身的光伏發(fā)電無法滿足其生產(chǎn)、運(yùn)營的需要,還需要額外再花錢購進(jìn)電能。
一方在浪費(fèi),另一方卻又嗷嗷待哺,如果將分布式光伏發(fā)電并網(wǎng),利用價格機(jī)制作為推動,可以很好地理順市場導(dǎo)向。
(二)價格優(yōu)勢
分布式光伏發(fā)電的前期建設(shè)成本與后期設(shè)備使用周期在一定程度上制約著光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,光伏發(fā)電建筑建設(shè)成本過高使得很多單位望而卻步。在國家出臺幫扶政策的同時,倘若可以將分布式光伏發(fā)電并網(wǎng),利用價格推手,引入市場“補(bǔ)貼”,則可以很好地改善這種現(xiàn)狀。
(三)效益優(yōu)勢
當(dāng)分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)后會充分發(fā)揮它的集群效益,其平攤到每位用戶身上的個人支出將會大大降低,平均單位光伏建筑單位發(fā)電量的使用效益也會發(fā)揮到最大化。這對于促進(jìn)我國能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化,改善能源整體環(huán)境具有非常重要的意義。
三、分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的成本分析
分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的成本主要表現(xiàn)在建設(shè)成本和運(yùn)營成本,我們分別來詳細(xì)探究下并網(wǎng)的成本。
第一,需要根據(jù)當(dāng)?shù)爻鞘须娋W(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀,當(dāng)?shù)氐奶柲苜Y源等情況,開展有效的市場調(diào)研與試驗。
第二,確定好了試點(diǎn)地域后,要結(jié)合城市規(guī)劃總體綱要及該地域控制性詳細(xì)規(guī)劃進(jìn)一步開展空間負(fù)荷預(yù)測及負(fù)荷總量預(yù)測。
第三,根據(jù)我們所分析獲得該地區(qū)符合特征以及太陽能資源數(shù)據(jù),正式進(jìn)行光伏發(fā)電負(fù)荷曲線以及出力情況的匹配分析工作,如圖1所示,途中的曲線對于時間的積分為電量,其中的第一部分為光伏發(fā)電上網(wǎng)的電量;第二部分為用戶在光伏發(fā)電作為電源情況下的用電量;第三部分為用戶在公共配電網(wǎng)作為電源的用戶用電量。在對上述情況進(jìn)行分析之后,還需要我們能夠結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡赜蛳拗?、投資規(guī)模等一系列因素對所要建設(shè)的光伏發(fā)電裝機(jī)容量進(jìn)行確定。
第四,需要列出可能的光伏發(fā)電運(yùn)營模式備選方案,并對不同的運(yùn)營模式所具有的優(yōu)缺點(diǎn)以及可行性進(jìn)行全面分析。
第五,要根據(jù)發(fā)電選址地點(diǎn)目前的現(xiàn)狀以及周圍的環(huán)境進(jìn)行考察,并對在不通用運(yùn)營模式下光伏發(fā)電所具有的用戶配電網(wǎng)改造方案以及接入方案等進(jìn)行確定。
第六,需要對不同運(yùn)營模式下光伏發(fā)電的計算參數(shù)以及邊界條件等進(jìn)行確定,比如對相關(guān)配電設(shè)備的造價、當(dāng)?shù)匮a(bǔ)貼政策以及電量基本價格等等數(shù)據(jù),要有準(zhǔn)確的把握,避免在數(shù)據(jù)信息方面的誤差,造成我們對實際收益方面的錯誤判斷,應(yīng)相對實際效益的計算。
第七,需要對不同運(yùn)營模式下光伏發(fā)電的運(yùn)行成本進(jìn)行全面的計算,主要包括光伏發(fā)電的初期投資費(fèi)用、配電網(wǎng)的初期投資費(fèi)用、相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用以及貸款利息等等,除了這部分基本費(fèi)用之外,還具有停電損失費(fèi)用、設(shè)備損耗費(fèi)用以及房頂租金等等。通過不同運(yùn)營模式的應(yīng)用,則能夠使項目投資能夠獲得不同的成本構(gòu)成。
綜上所述,開展一項成功的光伏發(fā)電并網(wǎng)項目,需要經(jīng)過前期調(diào)研、選址、分析等等一系列成本付出,除此之外,還有各種損耗費(fèi)用,其成本與產(chǎn)出效益之間的權(quán)衡成為橫亙在能源優(yōu)化面前的一條深深的溝壑。
四、在政府支持下的分布式光伏l電并網(wǎng)的效益對比
由于缺乏全面系統(tǒng)的制度體系,目前分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)操作僅限于統(tǒng)購統(tǒng)銷或者在封閉環(huán)境區(qū)間內(nèi)的自產(chǎn)自用,尚無法形成大規(guī)模的統(tǒng)購統(tǒng)銷與自產(chǎn)自用互相接入。在政府政策資金支持的情況下,我們可以就目前的現(xiàn)狀就產(chǎn)業(yè)效益進(jìn)行相關(guān)的論證。
統(tǒng)購統(tǒng)銷對接入公共電網(wǎng)是最合適的,以配電箱作為接入點(diǎn),反向輸電,計價計量方式簡單,也便于維護(hù)。
自產(chǎn)自用一般應(yīng)用于封閉式園區(qū)以及合同能源管理模式中,同樣以配電箱作為接入點(diǎn),在產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)再設(shè)立一個計量單元。
就效益對比來說,二者各有優(yōu)劣。目前政府對光伏發(fā)電并網(wǎng)進(jìn)行發(fā)電補(bǔ)貼,此時地域之間對比的價格因素成為主導(dǎo)因素,統(tǒng)購統(tǒng)銷相較自產(chǎn)自用就具有了更多的價格導(dǎo)向優(yōu)勢。然而當(dāng)某一地域?qū)﹄娏π枨筇貏e大的時候,政府主導(dǎo)的價格因素就不是區(qū)域內(nèi)并網(wǎng)用戶重點(diǎn)考慮的方向,自產(chǎn)自用群體擁有了更大的自,能對電力資源進(jìn)行更好的調(diào)配。
結(jié)語
總而言之,基于我國目前能源發(fā)展的現(xiàn)狀,開展光伏發(fā)電是大勢所趨,分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)操作也必然成為市場主流。在這項過程中,我們必須充分重視分布式光伏發(fā)電的重要性,高瞻遠(yuǎn)矚,在未來的城市規(guī)劃和建設(shè)方面為分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)預(yù)留條件,同時也需要我們結(jié)合實際情況,用更針對性的措施來獲得更好的并網(wǎng)運(yùn)行效益。
參考文獻(xiàn)
篇5
(一)碳排放的含義
比較早的給出碳足跡概念的是britishskybroad-casting(2006),是以碳足跡如何計算的方式給出的;POST(parliamentaryofficeofscienceandtechnology)于同年也提出碳足跡是在產(chǎn)品或整個生產(chǎn)生命過程中釋放的CO2和其他溫室氣體的總量。Eckel(2007)指出,對一個企業(yè)碳排放的評價不僅要計算能源消耗,也要涉及企業(yè)實踐的各個方面。英國碳基金(2007)認(rèn)為碳排放或碳足跡應(yīng)評估在生命周期中從原材料、制造到成品的處理過程中排放的以碳形式表現(xiàn)的溫室氣體的一種方法;識別和測量在供應(yīng)鏈過程中個人的每項活動的溫室氣體排放。綜合目前現(xiàn)有的研究,對于碳排放或者碳足跡,考慮和衡量的范疇?wèi)?yīng)從CO2擴(kuò)展到其他溫室氣體,即為某一活動(個人、企業(yè)、組織、政府等)、產(chǎn)品或服務(wù)在其整個生命周期中直接或間接排放(包括上下游產(chǎn)業(yè))到生態(tài)環(huán)境中的CO2及CH4(甲烷)、N2O(氧化亞氮)、HFCs(氫氟碳化物)、PFCs(全氟化碳)及SF6(六氟化硫)等溫室氣體的總量,以CO2當(dāng)量表示。
(二)碳排放的分類
根據(jù)不同的應(yīng)用范圍尺度,碳排放可分為產(chǎn)品的碳足跡(碳排放)、企業(yè)碳足跡、個人碳足跡和國家/城市碳足跡,目前國際上已經(jīng)就這四個層面的內(nèi)涵達(dá)成了共識。產(chǎn)品的碳排放足跡是產(chǎn)品和服務(wù)從制作、使用至廢棄階段的“從搖籃到墳?zāi)埂?fromcradletograve)的整個生命周期過程中,因使用化石燃料及處理所產(chǎn)生的溫室氣體排放。企業(yè)或組織的碳排放足跡,除了產(chǎn)品碳足跡外,還包含企業(yè)非生產(chǎn)活動時產(chǎn)生的溫室氣體。個人碳足跡是指個體日常生活中的衣食住行產(chǎn)生的CO2及CO2當(dāng)量。國家/城市碳足跡為整個國家/城市的總體物質(zhì)與能源消耗所產(chǎn)生的溫室氣體排放量。如果按照產(chǎn)生的方式分,可分為兩種。第一碳足跡,衡量的是能源消費(fèi)和交通運(yùn)輸工具燃燒化石能源直接排放的CO2或其當(dāng)量,這類排放可直接控制。第二碳足跡,次級或間接碳足跡,是使用產(chǎn)品或服務(wù)時從制造到最終廢棄的整個產(chǎn)品生命周期中的CO2排放總量?;蛘呖砂凑者吔绾头秶?,將碳排放分為直接碳排放和間接碳排放。前者是燃燒化石燃料,包括能源消費(fèi)和運(yùn)輸產(chǎn)生的CO2排放;后者是人類使用的產(chǎn)品整個生命周期產(chǎn)生的CO2排放。
二、碳排放的測度方法的比較分析
對于不同尺度的碳排放,有不同的評估方法。大致分為自下而上(bottom-up)的過程分析方法和自上而下(top-down)的環(huán)境投入產(chǎn)出分析方法。目前主要有生命周期法、投入產(chǎn)出法、IPCC計算方法和網(wǎng)絡(luò)計算器。
(一)生命周期法
生命周期評價方法(lifecycleassessment,LCA)是評價和估算產(chǎn)品和服務(wù)從原材料、制造、分銷和零售、消費(fèi)者使用、最終廢棄或回收處理的整個周期內(nèi)產(chǎn)生的CO2及其當(dāng)量對環(huán)境造成的影響,是從搖籃到墳?zāi)沟挠嬎惴椒?。碳基?carbontrust)最早系統(tǒng)使用LCA方法進(jìn)行核算,并與Defra和英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(BritishStandardsInstitution)在2008年了《產(chǎn)品和服務(wù)生命周期溫室氣體評估規(guī)范》(PAS2050),這是第一部通過統(tǒng)一的方法評價產(chǎn)品生命周期內(nèi)溫室氣體排放的規(guī)范性文件,成為產(chǎn)品和服務(wù)碳排放評估和比較可以參考的標(biāo)準(zhǔn)化的方法。PAS2050是建立在生命周期評價方法(由ISO14040&14044確立)之上的評價產(chǎn)品和服務(wù)生命周期內(nèi)溫室氣體排放的規(guī)范,針對某個企業(yè)的具體產(chǎn)品,從搖籃(原材料)到墳?zāi)?產(chǎn)品報廢進(jìn)入垃圾場)整個生命周期所排放的CO2總量。PAS2050規(guī)定了兩種評價方法:企業(yè)到企業(yè)BtoB(business-to-business)和企業(yè)到消費(fèi)者BtoC(busi-ness-to-consumer)。前者指碳排放從產(chǎn)品運(yùn)到另一個制造商時截止,即所謂的“從搖籃到大門”(fromcra-dletogate);后者產(chǎn)品的碳排放需要包含產(chǎn)品的整個生命周期(“從搖籃到墳?zāi)埂?。PAS針對溫室氣體評估的原則和技術(shù)手段主要包括:a)整個商品和服務(wù)GHG排放評價中,部分GHG排放評價數(shù)據(jù)的企業(yè)到企業(yè)(BtoB)以及企業(yè)到客戶(BtoC)的使用。b)溫室氣體的范圍。c)全球增溫潛勢數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。d)處理因土地利用變化、源于生物的以及化石碳源產(chǎn)生的各種排放的處理方法。e)產(chǎn)品中碳儲存的影響的處理方法和抵消。f)特定工藝中產(chǎn)生的GHG排放的各項處置要求。g)可再生能源產(chǎn)生排放的數(shù)據(jù)要求和對這類排放的解釋。h)符合性聲明。
(二)環(huán)境投入產(chǎn)出分析方法(EIO)
美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家瓦西里里昂惕夫創(chuàng)立的投入產(chǎn)出分析方法被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域,該方法也可用于估算企業(yè)、部門或城市和國家的碳排放數(shù)據(jù)。Matthews(2008)將碳排放分為三個層次,并分別計算。第一層次為來自部門或組織本身的直接排放,如生產(chǎn)或運(yùn)輸;第二層次將邊界擴(kuò)大到組織使用的能源產(chǎn)生的碳排放;第三層次邊界繼續(xù)擴(kuò)大,包含了其他間接活動的碳,及產(chǎn)業(yè)整個生命周期中的所有溫室氣體的排放。他將投入產(chǎn)出法應(yīng)用于整個產(chǎn)品生命周期中,形成了EIO-LCA方法。這種估算方法涵蓋了產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈中從采購開始的所有過程,邊界廣泛,包括了經(jīng)濟(jì)中的所有活動。根據(jù)他的計算,碳排放的估算公式為:b=Ri(I-A)-1y其中,b為溫室氣體排放量,Ri為CO2排放系數(shù)矩陣,I為單位矩陣,A為直接消耗矩陣,y為最終需求向量。EIO方法是自上而下的估算方法,并可以應(yīng)用二手?jǐn)?shù)據(jù),將I-O表中的經(jīng)濟(jì)活動與環(huán)境指標(biāo)結(jié)合,將整個經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)作為邊界,可以提供一種比較綜合和穩(wěn)健的碳排放估算數(shù)值。
(三)IPCC測度方法
該方法是2006年聯(lián)合國氣候變化專門委員會編寫的國家溫室氣體清單指南,目前已經(jīng)成為國際公認(rèn)和通用的碳排放估算方法。指南中將碳排放的范圍分為能源部門、工業(yè)過程和產(chǎn)品使用部門、農(nóng)林和土地利用部門以及廢棄物四個部門。其中,能源部門包含了能源產(chǎn)業(yè)、制造業(yè)和建筑業(yè)、運(yùn)輸業(yè)等燃料燃燒活動;工業(yè)過程和產(chǎn)品使用包含采礦工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、金屬工業(yè)、電子工業(yè)排放以及源于燃料和溶劑使用的非能源產(chǎn)品和臭氧損耗物質(zhì)氟化替代物排放等;農(nóng)林和土地利用部門包括林地、草地、農(nóng)地、濕地、聚居地及其他土地的排放、牲畜和糞便管理過程排放和石灰尿素使用中的CO2排放等;廢棄物處理主要計算廢棄物排放、生物處理焚化和燃燒以及廢水處理與排放過程中產(chǎn)生的各種溫室氣體。IPCC的測度方法是:碳排放量=活動數(shù)據(jù)×排放因子。
(四)碳足跡計算器
就個人或家庭的碳足跡而言,英國環(huán)境、食品和農(nóng)村事務(wù)部(departmentforenvironment,foodandruralaffairs,defra)曾了CO2計算器,可以根據(jù)個人或家庭戶使用的能耗設(shè)備、家電以及出行工具計算CO2的排放量;美國加州以及我國的一些網(wǎng)站也設(shè)計了一些碳足跡計算器,這些都是自下而上的方法。以上幾種計算方法各有優(yōu)缺點(diǎn),如采用生命周期評價法時需要考慮目標(biāo)和范圍、清單分析、影響評價和結(jié)果解釋,要確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量(數(shù)據(jù)來源、準(zhǔn)確性、一致性、可再現(xiàn)性等)達(dá)到ISO14044及PAS2050的標(biāo)準(zhǔn),為數(shù)據(jù)的獲得付出的成本較大。幾種方法的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)比較見表1。
三、我國碳排放測度方法及低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展選擇
(一)以產(chǎn)品供應(yīng)鏈為依據(jù),確定碳排放的測度
計算碳排放是能夠量化減排的第一步。根據(jù)產(chǎn)品的生命周期,通過對供應(yīng)鏈的研究,計算產(chǎn)品從原材料到生產(chǎn)過程再到最終產(chǎn)品的溫室氣體排放量。一般包含如下步驟。第一步,分析內(nèi)部產(chǎn)品數(shù)據(jù),了解產(chǎn)品過程,包括原材料、將原材料轉(zhuǎn)化成最終產(chǎn)品的生產(chǎn)過程、廢棄物和產(chǎn)出的副產(chǎn)品、存儲過程中涉及的運(yùn)輸環(huán)節(jié)。第二步,建立供應(yīng)鏈流程圖,明確所有投入產(chǎn)出和過程,同時構(gòu)成數(shù)據(jù)收集和計算的依據(jù)。流程圖應(yīng)包括每一個具體的步驟和原材料,每一種原材料也許是另外一個供應(yīng)鏈的成品。因此,每種原材料加工需要詳細(xì)的追溯,直到確認(rèn)初級的原材料沒有溫室氣體排放。第三步,確定系統(tǒng)邊界和數(shù)據(jù)要求,應(yīng)包括原材料、生產(chǎn)轉(zhuǎn)化,到使用和處理的所有過程中的直接和間接的以CO2為主的溫室氣體排放。第四步,收集數(shù)據(jù)。構(gòu)建的產(chǎn)品供應(yīng)鏈流程圖有助于確定數(shù)據(jù),涵蓋了從投入到最終處理的所有排放數(shù)據(jù),為計算打下基礎(chǔ)。第五步,通過供應(yīng)鏈流程步驟計算碳排放。在上面的基礎(chǔ)上,構(gòu)建質(zhì)量平衡,即在整個從原材料到最終產(chǎn)品的流程中滿足:輸入=累積+輸出。此過程中,使用能源或直接排放氣體的排放系數(shù),待每個步驟的CO2當(dāng)量計算完畢,匯總的結(jié)果即為整個供應(yīng)鏈中以CO2當(dāng)量表示的產(chǎn)品的碳排放量。為了使計算結(jié)果具有科學(xué)性,需要與ISO14004生命周期評價、ISO14041生命周期清單系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較分析,同時需要結(jié)合公司溫室氣體清單標(biāo)準(zhǔn)ISO14064、III型生態(tài)產(chǎn)品的環(huán)境標(biāo)志的ISO14025以及WBCSD和WRI①共同頒布的企業(yè)溫室氣體議定書(greenhousegasprotocolforcorporatereporting),核查結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
(二)考慮國際經(jīng)濟(jì)的環(huán)境利益問題
此外,在碳排放測度過程中,不可忽視的是國際貿(mào)易部分。隨著國際貿(mào)易、投資和運(yùn)輸?shù)脑鲩L,越來越多的生產(chǎn)過程被置于發(fā)展中國家和地區(qū)。相對于科學(xué)技術(shù)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)高的發(fā)達(dá)國家,發(fā)展中國家的環(huán)境規(guī)制相對寬松,通過貿(mào)易和投資的方式,發(fā)展中國家成為高碳產(chǎn)業(yè)集中、碳排放密集的地區(qū)。因此生命周期的過程核算框架應(yīng)該跨境延伸,在確定邊界層次時,需要考慮到擴(kuò)展的碳排放。評估與核算產(chǎn)品和服務(wù)的制造(建立)、改變、運(yùn)輸、儲存、使用、提供、再利用或處置等過程中的任一部分的溫室氣體排放,有助于激勵企業(yè)最大限度地減少整個產(chǎn)品系統(tǒng)的碳排放。
(三)采用具有成本效率的激勵措施,降低二氧化碳排放
與其他環(huán)境措施相同,降低CO2的措施和方法,有以限制為主導(dǎo)的命令控制方式和激勵型的措施。命令控制方式通常由政府來決定企業(yè)實體的排放量或者應(yīng)該采用的技術(shù)類型,而激勵型措施由于對如何達(dá)到減排標(biāo)準(zhǔn)和減排數(shù)量更具有靈活性,可以作為減少碳排放的有效方式。激勵性的政策包括排放稅(ataxonemission)、固定的年度排放總量及總量限制和交易安排(cap-and-tradeprogram)等。無論采取哪種措施降低CO2排放,最有成本效率的政策是可以最好地控制減排的邊際成本。采取排放稅措施,政策制定者為企業(yè)或組織排放的CO2或化石燃料中所含的每噸CO2制定一個費(fèi)率。研究表明將CO2排放稅的稅率確定在估算的減排邊際收益的水平,可以激勵企業(yè)在減排成本相對較低時采取更多的措施減少排放量。與固定總量限制相比,排放稅的凈收益為后者的5倍②。雖然從長期角度看,排放稅達(dá)到減排目標(biāo)的成本小于固定的總量限制和交易安排,但是我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和能源使用狀況與發(fā)達(dá)國家不同,而且北歐、荷蘭、英國、德國等國家征收碳排放稅的實施效果也不盡相同,因此,鑒于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度和結(jié)構(gòu)不平衡的現(xiàn)狀,全面實行碳排放稅需十分謹(jǐn)慎。在總量限制和交易安排計劃下,可就一段時間內(nèi)規(guī)定總排放的上限,要求企業(yè)實體擁有限制量下的排放權(quán)利或者額度。在給定期限內(nèi)額度或權(quán)利分配完畢,企業(yè)可自由買賣排放權(quán)。與排放稅不同,總量限制和交易安排會對排放上限有規(guī)定,但由于每個市場的能源、氣候和減排技術(shù)不同,減排成本也有差異。自2008年以來,我國多個省市設(shè)立了環(huán)境權(quán)益交易所,以北京環(huán)境交易所、上海能源交易所和天津排放權(quán)交易所為龍頭,廣州、大連、河北、武漢、昆明等幾個省市均成立環(huán)境權(quán)交易所。與歐盟和美國相比,目前我國碳交易市場面臨著一些問題,主要表現(xiàn)在缺少規(guī)范性的碳排放交易所、初始分配權(quán)存在制度缺失、缺少排放權(quán)的定價機(jī)制、配套機(jī)制不完善以及法律體系不健全等方面。因此,除了法律規(guī)范和加強(qiáng)政府監(jiān)督指導(dǎo)外,合理地設(shè)計總量和交易安排的結(jié)構(gòu),對達(dá)到碳排放減排目的有促進(jìn)作用。首先,設(shè)定排放的上限,政府通過維持上限,出售給企業(yè)額度。其次,允許企業(yè)跨期轉(zhuǎn)讓減排需求,即存儲額度。當(dāng)減排成本低于預(yù)期的將來成本時,企業(yè)將存儲額度;反之,企業(yè)可以借出額度。最后,基于額度的價格逐年修訂總量限制。
(四)改善能源結(jié)構(gòu),加快低碳發(fā)展
篇6
【關(guān)鍵詞】建筑給水排水工程;節(jié)能系統(tǒng);低碳技術(shù);低碳理念
建筑給水排水工程是研究工業(yè)與民用建筑用水供應(yīng)和污廢水的匯集、處理,以滿足生活、生產(chǎn)的需求,創(chuàng)造衛(wèi)生、安全、舒適的生活、生產(chǎn)環(huán)境的工程學(xué)科;具有實踐性、綜合性和專業(yè)性強(qiáng)的特點(diǎn)。它是給水排水工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、建筑工程管理、工程造價等專業(yè)本科學(xué)生必修的一門重要專業(yè)課,應(yīng)用面廣泛,與建筑業(yè)聯(lián)系緊密。隨著我國經(jīng)濟(jì)實力增強(qiáng),各類高層建筑、各種住宅小區(qū)不斷涌現(xiàn),人民生活質(zhì)量不斷提高,對供水的水量、水質(zhì)、水溫和水壓要求不斷提高,直接導(dǎo)致建筑內(nèi)部能耗增大,主要體現(xiàn)在兩大指標(biāo):生活和生產(chǎn)用水量和耗電量增大。在滿足人們生活舒適性的前提下,利用低碳技術(shù)設(shè)計節(jié)能型建筑給水排水系統(tǒng),降低部分建筑內(nèi)部能耗,是高校給排水專業(yè)學(xué)生必須掌握的專業(yè)技能。
一、低碳技術(shù)及其在建筑給水排水工程中的應(yīng)用
低碳技術(shù)源自能源利用,內(nèi)涵豐富廣泛,一般分為三種類型:一是減碳技術(shù):指高能耗高排放領(lǐng)域的節(jié)能減排技術(shù);二類是無碳技術(shù),如核能、太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源技術(shù);三是去碳技術(shù),二氧化碳捕獲及封存技術(shù)。具體到《建筑給水排水工程》這門專業(yè)課,低碳技術(shù)是狹義的,主要指能夠降低建筑物內(nèi)部能耗的管理和技術(shù),具體包含三點(diǎn):一是合理確定系統(tǒng)方案,二是節(jié)能減排和中水回用技術(shù);三是太陽能熱水綜合利用技術(shù);在建筑給水排水工程教學(xué)實踐過程中,以建筑工業(yè)出版社《建筑給水排水工程》第六版為基本教材,在傳統(tǒng)框架體系下,精簡教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)重點(diǎn)偏向低碳技術(shù)及其應(yīng)用,目的是提高學(xué)生低碳意識,教學(xué)實踐特色如下。
(一)建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)設(shè)計。設(shè)計理念強(qiáng)化建筑節(jié)能,基本原則是:合理布置管線,合理確定用水量(包括冷、熱水和其他用水)的定額,合理確定給水系統(tǒng)。在理論計算方面:除住宅采用概率統(tǒng)計方法確定計算管段設(shè)計秒流量外,其他建筑物生活和生產(chǎn)給水設(shè)計秒流量公式對應(yīng)選用平方根法和百分比法公式。在方案選擇方面,如盡量利用市政給水系統(tǒng)直接供水。由經(jīng)驗公式估算確定最不利配水點(diǎn)水壓,結(jié)合資用水頭合理進(jìn)行豎向分區(qū),平衡用水點(diǎn)的水壓。水壓不能滿足的樓層或區(qū)域優(yōu)先采用變頻調(diào)節(jié)供水技術(shù),其理論依據(jù)是流體力學(xué)相似定律,水泵流量、揚(yáng)程和功率分別與其轉(zhuǎn)速的1次方,2次方和3次方成正比,調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速可以改變水泵的流量、揚(yáng)程和功率。在供水管路狀態(tài)不變(供水管路閥門開啟度不變)的前提下,水泵轉(zhuǎn)速增大管路流量增大,水泵轉(zhuǎn)速降低管路流量減少。根據(jù)用戶使用水量規(guī)律實時調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速,大幅降低節(jié)流能量損耗,具有明顯的節(jié)能效果。
變頻供水技術(shù)是一種成熟節(jié)能技術(shù),適用水泵間接抽水,如果建筑物內(nèi)用水存在微水量情況,采用變頻水泵并聯(lián)小型氣壓給水罐節(jié)能技術(shù);為了充分利用市政管網(wǎng)壓力,對于住宅樓、居住小區(qū)、集體宿舍、賓館、幼兒園、辦公樓、學(xué)校、商場等民用建筑優(yōu)先采用無負(fù)壓供水(管網(wǎng)疊壓供水)技術(shù),水泵直接從市政管網(wǎng)抽水,既節(jié)能節(jié)水,又經(jīng)濟(jì)環(huán)保。例如:常規(guī)加壓供水方式設(shè)有水泵、水池或水箱,將市政供水管網(wǎng)中的余壓10-20m泄為0后,再進(jìn)行二次加壓。而管網(wǎng)疊壓供水方式可充分利用市政管網(wǎng)余壓疊加進(jìn)行供水。如果按平均利用10m的市政供水管網(wǎng)水壓計算,每1×104m3/d供水規(guī)模,一年可節(jié)約用電1.0×105KW?h;若最不利點(diǎn)所需壓力為50m,較常規(guī)供水方式的二次增壓模式節(jié)能效果為20%。由此可見,合理的給水系統(tǒng)設(shè)計,直接降低建筑內(nèi)部能耗。
(二)生活熱水系統(tǒng)設(shè)計。設(shè)計理念是充分利用可再生能源,降低人類對石化能源的消耗,加強(qiáng)余熱的回收和利用,采用太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)。太陽能熱水系統(tǒng)原理主要是通過太陽能集熱器將太陽能轉(zhuǎn)化成熱能作為生活熱水系統(tǒng)的熱水源,通過自動控制和輔助熱源獲得滿足使用要求的生活熱水。根據(jù)熱水量大小,太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)有集中式和分散式。集中式太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)在我國已有不少成功案例,分散式太陽能熱水供應(yīng)系統(tǒng)在我國已經(jīng)普及。通常情況下,夏熱冬冷地區(qū)太陽能提供的熱量可以滿足40%左右的全年熱水用水要求,太陽能作為建筑物內(nèi)部生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)熱源,低碳環(huán)保。
(三)用水計量方面,水表的選擇不可忽視,合理設(shè)置和使用水表是建筑節(jié)水的重要硬件設(shè)施之一。以住宅建筑為例,適合住宅建筑的常用水表宜為旋翼式水表,其水表公稱直徑宜為20mm或25mm,以滿足入戶管設(shè)計流量、水表水頭損失和水表計量精確度等要求。對公共建筑,為了方便日常維護(hù)和管理,可以通過增加設(shè)置高精度遠(yuǎn)傳智能化水表實時檢查管道各段的水量,及時找出滲漏點(diǎn)并予以修復(fù),或及時發(fā)現(xiàn)不合理用水造成水量浪費(fèi)的原因;還可以采用限量水表實現(xiàn)節(jié)水。
對生活給水管材優(yōu)選市場推薦的PP-R等塑料管材,同時注意使用條件;水龍頭選擇帶陶瓷閥芯的節(jié)水龍頭,與普通水龍頭相比節(jié)水20-30%,公共場所采用感應(yīng)式水龍頭,衛(wèi)生方便。
(四)建筑內(nèi)部排水系統(tǒng)設(shè)計。為了滿足建筑排水系統(tǒng)的功能要求,即將人們?nèi)粘I詈凸I(yè)生產(chǎn)過程中受到污染的水和降落在屋面的雨水和雪水收集并及時排放,排水宜盡量采用重力流排水方式。優(yōu)先采用室外雨、污水分流系統(tǒng),室內(nèi)污、廢水分流系統(tǒng),污廢水管道的敷設(shè)應(yīng)就近排放,避免壓力提升;室外屋面雨水加以控制并綜合利用。例如上海世博會場館“滬上?生態(tài)家”回收屋面雨水,直接作為地下室水景補(bǔ)水,降低水景對市政自來水的消耗,達(dá)到生態(tài)節(jié)水目的,該建筑物非傳統(tǒng)水源利用率20%,可再生能源利用率50%,建筑綜合節(jié)能60%,是綠色建筑給水排水系統(tǒng)設(shè)計典范。
(五)提倡建筑中水回用系統(tǒng)。采用中水系統(tǒng)直接提高水的利用效率,預(yù)計居住區(qū)用水量可節(jié)省30-40%,排水量可減少35-50%,減輕城市排水系統(tǒng)負(fù)荷,有效利用和節(jié)約淡水資源,減少了對水環(huán)境的污染,具有明顯的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。中水系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵是水量平衡,建筑中水處理工藝和設(shè)施仍然在不斷的完善和開發(fā)之中。
因此,在教學(xué)內(nèi)容安排上,體現(xiàn)建筑節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材要點(diǎn),教師不僅要熟悉課程體系,而且要根據(jù)教學(xué)特色,構(gòu)建低碳技術(shù)教學(xué)內(nèi)容,剖析典型低碳節(jié)能系統(tǒng),積極引導(dǎo)學(xué)生探索新技術(shù)。
二、更新教學(xué)觀念,改進(jìn)教學(xué)方法,采用多種教學(xué)方式,強(qiáng)化學(xué)生低碳意識
低碳教育滲透到專業(yè)課程教學(xué)之中,一方面是教學(xué)理念和教學(xué)內(nèi)容的更新,另一方面是教學(xué)手段和方法的運(yùn)用。為在建筑給水排水工程教學(xué)中強(qiáng)化學(xué)生低碳意識,突出專業(yè)技能的學(xué)習(xí),教學(xué)方式主要采用以下兩種模式。
(一)多媒體教學(xué)
我校已經(jīng)全面實施多媒體教學(xué)。課堂采用多媒體教學(xué),簡潔、直觀,信息量大,效果良好。教師制作的多媒體課件可將管線布置原則、系統(tǒng)設(shè)計原理、計算方法、計算步驟,調(diào)理清楚的呈現(xiàn)出來;不同管材、用水設(shè)備通過大量圖片展示;復(fù)雜設(shè)備如氣壓給水設(shè)備等通過動畫演示工作過程,將復(fù)雜問題簡單化,內(nèi)容通俗易懂,達(dá)到事半功倍的效果。
案例教學(xué)采用多媒體,使學(xué)是與生動的“情景”聯(lián)系在一起。比如,室內(nèi)消火栓布置一般要綜合考慮滅火安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工方便等原則,如果在講授完原則后給出一個建筑平面圖案例,要求學(xué)生據(jù)此原則進(jìn)行消火栓布置。課堂上采用互動方式,讓學(xué)生自覺分組討論,由他們自發(fā)產(chǎn)生的代表提出各自不同的設(shè)計方案。通過比較系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn),確定出合理方案,并對學(xué)生的典型布置方案進(jìn)行適當(dāng)評述。這種互動式教學(xué),基于學(xué)生的思考過程和結(jié)果,針對性強(qiáng),則不但能對看似空洞的原則加深理解,更可以在此過程中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的能力。
教學(xué)過程中,學(xué)生為主,教師為輔。教師鼓勵學(xué)生通過瀏覽專業(yè)網(wǎng)站,獲取產(chǎn)品樣本,了解不同廠家產(chǎn)品和設(shè)備性能。通過查閱資料,補(bǔ)充和完善課內(nèi)知識,拓展學(xué)生專業(yè)知識面,有利于發(fā)揮學(xué)生主觀能動性,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。
(二)現(xiàn)場教學(xué)
建筑給水排水工程本身就是一門應(yīng)用學(xué)科,具有很強(qiáng)的實踐性,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)實踐教學(xué)。完成建筑內(nèi)部給水排水、建筑消防系統(tǒng)理論學(xué)習(xí)后,組織學(xué)生參觀學(xué)校標(biāo)志性建筑物給排水設(shè)計,具體分析系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),進(jìn)行一次現(xiàn)場教學(xué)。學(xué)生通過實際觀察,建立直觀的感性認(rèn)識,加深對理論的理解。
三、提升課程設(shè)計質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生低碳理念
課程設(shè)計是對建筑給水排水教學(xué)內(nèi)容的鞏固和提高,在整個教學(xué)過程中教師起組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者的作用,學(xué)生是主體,充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和首創(chuàng)精神,最終達(dá)到使學(xué)生有效地利用低碳技術(shù)解決實際問題。我校給水排水專業(yè)該門課程設(shè)計的內(nèi)容是:在兩周內(nèi)完成一幢多層建筑如公寓樓的給水、排水、消防(熱水)系統(tǒng)設(shè)計,原始資料和設(shè)計要求任務(wù)書有詳細(xì)要求。學(xué)生可先根據(jù)給出的題目觀察日常生活中公寓樓的設(shè)計情況,結(jié)合課堂教學(xué)過程中所學(xué)的專業(yè)知識,秉承低碳設(shè)計理念,查看相關(guān)建筑給水排水節(jié)能依據(jù),了解法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等,主要資料有:《中華人民共和國節(jié)約能源法》、《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ26-95)、《住宅建筑規(guī)范》(GB50368-2005)、《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GB50015-2003)、《建筑給水排水與采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)程》(GB50242-2002)、《民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB50364-2005)、《建筑中水設(shè)計規(guī)范》(GB50336-2002)、《城市污水回用設(shè)計規(guī)范》(CECS61-1994)、《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》(GB50400-2006)、《節(jié)水型生活用水器具》(CJ164-2002)等。
當(dāng)然這些規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)在課程設(shè)計中,可能只有部分需要學(xué)生查閱,提倡學(xué)生結(jié)合課程設(shè)計成果要求進(jìn)行全面了解。鼓勵學(xué)生開動腦筋,開拓思路,提出多種方案,經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,選擇恰當(dāng)?shù)吞技夹g(shù)方案設(shè)計。培養(yǎng)學(xué)生正確使用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)圖集,系統(tǒng)設(shè)計計算有理有據(jù),清楚表達(dá)筑給水排水系統(tǒng)設(shè)計能力,為應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。
四、結(jié)束語
結(jié)合建筑給水排水教學(xué)內(nèi)容,將低碳技術(shù)滲透到具體的建筑給水排水系統(tǒng),并采取多種教學(xué)方式,開拓學(xué)生視野;重視課程設(shè)計成果,全面調(diào)動學(xué)生積極性,提高了教學(xué)質(zhì)量,為社會培養(yǎng)具有低碳理念工程應(yīng)用型人才奠定良好基礎(chǔ)。
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篇7
二者最主要的區(qū)別是:DEA是在給定投入產(chǎn)出而不知生產(chǎn)函數(shù)的條件下測算效率值;而SFA是已知投入產(chǎn)出和生產(chǎn)前沿(即生產(chǎn)函數(shù))條件下測算效率值。相比SFA,DEA更具有優(yōu)勢。DEA無需估計出生產(chǎn)函數(shù),避免了因錯誤的函數(shù)形式帶來的問題,從而降低了使用風(fēng)險;而且DEA所需的指標(biāo)少,各測量指標(biāo)能夠以原來的面目出現(xiàn),不必統(tǒng)一單位,由此保證了原始信息的完整性。目前國內(nèi)外許多學(xué)者采用DEA方法對能源效率進(jìn)行了研究,按研究對象及內(nèi)容大致可分為3類。
1)以國家或某區(qū)域這一主體的歷年數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行能源效率的測定[1-3],如Hu、Wang[4]最先利用DEA方法對1995~2002年間中國各地區(qū)的全要素能源利用效率做了研究分析,發(fā)現(xiàn)我國東部的能源利用效率最高,而中部的能源利用效率最低。SatoshiHonma、HuJin-li[5]采用DEA方法,對日本的47個縣在1993~2003年間的區(qū)域能源效率進(jìn)行了分析,模型中,包含生產(chǎn)因素和能源要素等14個輸入要素,只有國內(nèi)生產(chǎn)總值1個輸出要素。結(jié)果證明內(nèi)陸地區(qū)和最沿海岸地區(qū)是日本是能源消耗有效的地區(qū),效率利用低下的地區(qū)大主要集中在能源密集型行業(yè)的地區(qū)。
2)以多個行業(yè)或企業(yè)相同時段的數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行能源效率的比較分析[6-8],如尹建華、趙慎澤[9]基于DEA方法對2005~2007年間我國30個省市工業(yè)部門的全要素能源效率進(jìn)行了實證分析。結(jié)果顯示,我國工業(yè)部門能源效率較高的省市主要集中于東部沿海地區(qū),而中部和西部大部分省市的工業(yè)部門能效相對較低。
3)結(jié)合除DEA以外的其他方法如AHP、熵理論、聚類分析、SFA等綜合研究分析[10-14]。如劉新梅、劉博[15]使用基于AHP的DEA方法對陜西某發(fā)電企業(yè)1994~2003年的技術(shù)效率分析,并證明了該方法用于發(fā)電企業(yè)政策相對有效性評估的科學(xué)性和可行性。Azadeh[16]等學(xué)者通過綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)、主成分分析(PCA)和數(shù)值分類學(xué)(NT),建立起一套綜合分析方法,對能源密集型的制造業(yè)(包括鋼鐵、紙漿、石油和水泥生產(chǎn)行業(yè))進(jìn)行了能源效率評估與優(yōu)化。該方法利用DEA的有效性進(jìn)行驗證,利用PCA與NT進(jìn)行相關(guān)試驗性分析。以上大多數(shù)文獻(xiàn)只是運(yùn)用傳統(tǒng)的DEA模型C2R及BC2,而傳統(tǒng)DEA方法無法對能源效率有效的決策單元進(jìn)行再排序。此外,還有一些文獻(xiàn)選取能源生產(chǎn)率作為評價能源效率的指標(biāo),但是能源生產(chǎn)率指標(biāo)只衡量了能源這單一投入要素與產(chǎn)出值之間的比例關(guān)系,并沒有考慮其他投入要素的影響,這在現(xiàn)實中是不合理的。本文運(yùn)用超效率DEA方法,以能源消費(fèi)量、勞動力、資本存量作為輸入指標(biāo),以GDP產(chǎn)出作為輸出指標(biāo),分析了1998~2008年河北省全要素能源效率問題。并進(jìn)一步說明了在非DEA有效年份的可調(diào)整投入要素量與DEA有效年份的排序問題。
1超效率DEA模型的構(gòu)建
1.1DEA基礎(chǔ)模型———C2R模型
數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)方法是由美國運(yùn)籌學(xué)家Charnes等人提出的一種系統(tǒng)分析方法[17]。它主要采用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法,以相對效率概念為基礎(chǔ),評價具有相同類型投入和產(chǎn)出的若干個決策單元(DecisionMakingUnits,DMU)相對效率的有效方法。C2R模型是目前運(yùn)用最普遍的DEA模型,該模型是用來評價具有多輸入、多產(chǎn)出的總體有效性的十分理想和卓有成效的方法[18]。
設(shè)有n個同類型的具有多輸入多輸出的決策單元DMU,對于每個DMUj(j=1,2,…,n)都有m項輸入及p項輸出,分別由輸入向量xj=(x1j,x2j,…,xmj)T和輸出向量yj=(y1j,y2j,…,ypj)T來表示,則第j0個DMU的效率評價模型為maxhj0=μTy0。s.t.μTyj-ωTxj≤0,ωTx0=1,ω≥0,μ≥0,j=1,2,…,n。(1)式中hj0表示第j個決策單元的效率指數(shù);x0、y0為第j0個決策單元DMU的輸入、輸出變量;輸入權(quán)重ω=(ω1,ω2,…,ωj)T,輸出權(quán)重μ=(μ1,μ2,…,μj)T。根據(jù)線形規(guī)劃的對偶理論,得到如下規(guī)劃問題模型:min[θ-ε(∑mi=1s-i+∑pr=1s+r)]。s.t.∑nj=1!jxij+s-i=θxi0,∑nj=1!jyrj-s+r=yr0,s-i≥0,s+r≥0,!j≥0,θ無約束,i=1,2,…,m,r=1,2,…,p,j=1,2,…,n。(2)式中θ為固定規(guī)模報酬的技術(shù)效率,ε為阿基米德無窮小。
設(shè)問題(2)的最優(yōu)解為!*、s*-i、s*+r、θ*,則有如下結(jié)論。1)當(dāng)θ*=1,且s*-i=s*+r=0時,則稱決策單元DMUj0為DEA有效(總體),即DMU在原投入x0的基礎(chǔ)上所獲得的產(chǎn)出y0已達(dá)到最優(yōu);2)當(dāng)θ*=1,且s*-i≠0或s*+r≠0時,則稱決策單元DMUj0為DEA弱有效,即對于DMUj0投入x0可減少s*-而保持原產(chǎn)出y0不變,或在投入x0不變的情況下可將產(chǎn)出提高s*+。
3)當(dāng)θ*<1,或s*-i≠0,s*+r≠0時,則稱決策單元DMUj0為DEA無效,或者是技術(shù)無效,或者是規(guī)模無效。當(dāng)s*-i=s*+r=0時,則技術(shù)有效;當(dāng)∑nj=1!*j=1時,稱DMU規(guī)模有效,當(dāng)∑nj=1!*j<1時,規(guī)模收益遞增,反之遞減。4)若DMU無效,可以通過DMU在相對有效平面上的投影來改進(jìn)非DEA有效,在可以不減少產(chǎn)出的前提下,使原來的投入有所減少,或在不增加輸入的前提下,使輸出有所增加,即x'0=θ*x0-s*-,y'0=θ*y0-s*-。
1.2DEA拓展模型———超效率DEA模型
DEA的C2R模型將決策單元分為兩類:有效和無效。其缺點(diǎn)是對于多個同時有效的決策單元無法作進(jìn)一步的評價與比較。Anersen和Petersen于1993年提出一種DEA的拓展模型———超效率DEA。利用超效率DEA模型,能夠?qū)EA有效單元進(jìn)一步排序。這個模型的基本思路是:在評估決策單元時,將該決策單元本身排除在決策單元的集合之外。超效率DEA模型的形式如下。
min[θ-ε(∑mi=1s-i+∑pr=1s+r)]。s.t.∑nj=1j≠k!jxij+s-i=θxik,i=1,2,…,m,∑nj=1j≠k!jyrj-s+r=yrk,r=1,2,…,p,s-i≥0,s+r≥0,!j≥0,θ無約束,j=1,2,…,n。
(3)模型(3)與模型(2)不同之處的是:在進(jìn)行第k個決策單元效率評價時,使第k個決策單元的投入和產(chǎn)出被其它所有的決策單元投入和產(chǎn)出的線性組合替代,而將第k個決策單元排除在外,而模型(2)是將本單元包括在內(nèi)的。一個有效的決策單元可以使其投入按比例增加,而效率值保持不變,其投入增加比例即其超效率評價值。
2實例研究
本文運(yùn)用改進(jìn)的C2R模型———超效率DEA方法,選取1998~2008年河北省的面板數(shù)據(jù),從能源消費(fèi)、勞動力、資本和經(jīng)濟(jì)的投入產(chǎn)出角度分析了河北省全要素能源效率問題,并進(jìn)一步說明了在非DEA有效年份的可調(diào)整投入要素量與DEA有效年份的排序問題。
2.1研究數(shù)據(jù)說明
考慮到時間序列數(shù)據(jù)在結(jié)構(gòu)上的連續(xù)性,本文的研究數(shù)據(jù)采用河北省1998~2008年的面板數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)來源于河北省統(tǒng)計局網(wǎng)站和中華人民共和國國家統(tǒng)計局網(wǎng)站。具體指標(biāo)說明如下。
1)勞動力??紤]到本文研究時期為連續(xù)11年,因此勞動力數(shù)據(jù)直接采用每年年底河北省各行業(yè)就業(yè)人員數(shù)。就業(yè)人員包括城鎮(zhèn)就業(yè)人員和鄉(xiāng)村就業(yè)人員。本文未對勞動力質(zhì)量加以考慮。
2)能源消費(fèi)總量。由于消費(fèi)能源種類多種多樣,且歷年能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)沒有很大的變化,因此本文中為了方便比較,將能源消耗統(tǒng)一為標(biāo)準(zhǔn)煤消耗量,單位為“萬t標(biāo)準(zhǔn)煤”。
3)資本存量。按可比價格計算的資本存量最常用的方法是“永續(xù)盤存法”,計算公式為Kt=Kt-1(1-δt)+It。其中,t指第t年;Kt代表經(jīng)定基價格指數(shù)平減后的河北省第t年的資本存量;δt代表河北省第t年的折舊率;It代表河北省第t年的投資。此處主要參考了張軍等[18]已有的研究成果,以1952年為不變價格計算資本存量。4)GDP。直接通過統(tǒng)計數(shù)據(jù),得到河北省地區(qū)生產(chǎn)總值。
2.2構(gòu)造超效率DEA模型及求解
對于上述數(shù)據(jù),以能源消費(fèi)總量、勞動力、資本存量作為輸入指標(biāo),以GDP產(chǎn)出作為輸出指標(biāo),利用DEAPVersion2.1軟件對1998~2008年河北省能源利用效率情況進(jìn)行分析,得出綜合評價結(jié)果,如表1所示。為了對它們的效率作出更進(jìn)一步的比較和分析,本文又利用效率測量軟件EMS(EfficiencyMeasurementSystem,Version1.3.0)計算超效率DEA模型下DEA有效年份的超效率數(shù)值及排名。
2.3模型結(jié)果分析
1)總體分析。如表1所示,總體看來,1998~2008年,共有4年達(dá)到DEA相對有效狀態(tài)。雖然在此期間DEA相對有效性有一定的波動,但是自2003年起,DEA相對有效性處于一個基本平穩(wěn)的增長狀態(tài)。由表1可反映出如下結(jié)果。①河北省的能源利用效率保持穩(wěn)步增長的趨勢,即全要素能源投入與GDP產(chǎn)出達(dá)到了相對優(yōu)的狀態(tài)。說明河北省在此期間關(guān)于節(jié)能降耗的政策及能源效率提高方面的措施取得了相當(dāng)大的成效。盡管θ*有一定的起伏波動,但是反映出河北省經(jīng)濟(jì)增長方式在逐漸由粗放型增長方式向集約型增長方式轉(zhuǎn)變。在過渡過程中,出現(xiàn)能源消耗非有效也是比較正常的。②純技術(shù)效率和規(guī)模效率是影響綜合效率的關(guān)鍵因素,而技術(shù)效率基本保持在相對高的水平,說明規(guī)模效率對綜合效率的影響占據(jù)主導(dǎo)地位。同時,此時期內(nèi)規(guī)模有效性也處于規(guī)模報酬遞增狀態(tài)。因此,要進(jìn)一步提高綜合效率,應(yīng)運(yùn)用規(guī)模優(yōu)勢,使企業(yè)內(nèi)部各種生產(chǎn)要素按相同比例增加,充分利用企業(yè)各種資源設(shè)備,提高企業(yè)能源效率。
2)對非DEA有效年份的可調(diào)整投入量進(jìn)行分析。由表2可知:非DEA有效年份1999年、2000年、2001年、2002年、2003年、2004年和2006年的總體無效,即技術(shù)效率都小于1。但是這7個年度又可細(xì)分為兩類。一類為純技術(shù)效率等于1的情況(包含1999年、2001年、2003年和2004年)。它們的純技術(shù)效率為1,而規(guī)模效率小于1,這說明對樣本單元本身的技術(shù)效率而言,沒有投入需要減少,沒有產(chǎn)出需要增加。樣本單元的綜合效率沒有達(dá)到有效,是因為其規(guī)模和投入、產(chǎn)出不相匹配,所以此時需要增加規(guī)模。另一類為純技術(shù)效率小于1的情況(包含2000年、2002年和2006年)。它們的純技術(shù)效率小于1且規(guī)模效率也小于1,說明它們均未達(dá)到總體有效,各自的投入要素都有不同程度的冗余。表2分別詳細(xì)列出了這3年的勞動力投入、能源消費(fèi)量和資本存量的可節(jié)約量。如在2000年能源投入的節(jié)約比重分別為:勞動力投入1.7%;能源消耗量1.7%;資本存量4.4%。在決定投入因素時,可以節(jié)約多余資源,從而提高能源利用的綜合效率。
3)利用超效率模型對DEA有效年份進(jìn)行進(jìn)一步的測算與分析。在超效率模型下,對于無效的年份,其效率值與C2R模型一致,而對于DEA有效年份(1998年、2005年、2007年和2008年),它們同時達(dá)到了技術(shù)有效和規(guī)模有效。如表3所示,對其能源效率進(jìn)行了進(jìn)一步的評價排序。可見在這4年中,2007年的超效率值最高,達(dá)到了1.362,排名第1,而2008年和2005年次之。說明相比較以前,河北省的能源利用率有著根本性的提高,經(jīng)濟(jì)增長方式在一步步由粗放型增長方式向集約型增長方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變。
3結(jié)論
本文選取超效率DEA分析方法,從能源消費(fèi)、勞動力、資本及經(jīng)濟(jì)的投入產(chǎn)出角度分析了1998~2008年河北省全要素能源效率問題。實例研究結(jié)果表明:盡管1998~2008年間,河北省的能效水平有了很大程度的提高,但距離實現(xiàn)河北省“十一五”時期能源發(fā)展及節(jié)能規(guī)劃中(到2010年GDP能耗比2005年下降20%)的目標(biāo)還有一定的差距。基于以上實證分析結(jié)果,結(jié)合河北省能源利用與消費(fèi)現(xiàn)狀,給出以下幾點(diǎn)建議。
1)改善消費(fèi)結(jié)構(gòu),提高利用效率。①優(yōu)化一次能源利用方式,堅持煤為基礎(chǔ)能源的政策,提高煤炭洗選能力,開發(fā)煤制氣等潔凈煤技術(shù),促進(jìn)煤炭由直接燃燒向清潔高效利用轉(zhuǎn)變;②提高二次能源轉(zhuǎn)換能力,優(yōu)化發(fā)展煤電,推廣節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保新技術(shù),建設(shè)30萬千瓦以上高參數(shù)、大容量發(fā)電機(jī)組,到2010年,電力占能源終端消費(fèi)的比重提高到36%;③加快發(fā)展新能源和可再生能源,積極開發(fā)利用太陽能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能等,促進(jìn)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)由以煤炭為主向多元化方向轉(zhuǎn)變。