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关于开展基于热力学第二定律的能源统计计量体系研究的建议

已有 4019 次阅读 2010-10-9 16:11 |个人分类:节能减排|系统分类:观点评述

        能源利用效率说起来简单,实则非常复杂。根据热力学第一定律,能源的有效利用程度即为热效率,其计算应该是非常简单的。但问题是我们经常遇到能源利用热效率无效或无法计算的问题,比如所谓高能耗的钢铁及有色金属、乙烯等化工原材料、水泥、海水淡化的产品淡水等物质性产品,以及一些以上述物质性产品生产的二次产品,如电机、机床、手表、香烟等等;它们的生产能耗在国民经济总能耗中占有很大的比重,而其自身具有的内能基本可以忽略,拿一些能源工作者说法,没有了分子(即有效能部分),如何计算能源利用的热效率?换言之,这意味着迄今为止能源利用的热效率尚不具有统计计算的条件。因此一个不容否认的事实是,目前的所有有关国民经济总体能源利用效率的数据都是不确切的数据,这说明能源利用效率的计算还是一个尚未解决的科学难题,说它极其复杂一点也不夸张。

       中国是发展中国家,科学技术水平总体低于西方发达国家,能源利用效率低于西方发达国家是事实,但是有被严重高估的倾向。我们的一些能源工作者在引用数据时,对其时效性、可比性、客观性以及真实性都没有经过认真核实,反正说中国能源利用效率低一般都不会引起人们的怀疑;甚至出现一些单位和个人,为了国外基金的支持,有意把中国能源利用效率往低写,他们这样做的直接效果是,项目立项了,且无需任何工作就可以取得节能收益,一切来得是如此的简单。虽然这没有给国家带来直接损失,但间接损失之大恐超出我们的想象。

       由此造成这样一种局面,我们看到不同来源的数据,数值相去甚远,让人无从采信,如有关建筑能耗的数据就是典型的代表。面对如此混乱的数据,我们自己都无所适从,那么外国人如何采信我们中国的数据?尤其是国内专家大讲中国如何如何落后,而另一方面我们又“率先摆脱”金融危机影响,经济高速发展,生产能力和产量如此之大,这给外国机构和个人籍此把中国能源消耗往高估算提供了口实。比如国际能源署(IEA)2010年7月宣布说,2009年中国超过美国成为全球第一消费大国。虽然能源消耗总量是直接统计数值,无须效率数据进行计算,但你的效率低,用量必然大自然先入为主地成为人家的基本意识。虽然国家发改委能源局否认了中国能耗全球第一的说法,但这无疑会给中国政府关于节能减排的工作部署来更大的压力。

       中国受自然资源条件的制约,能源结构以煤为主,这与欧美等发达国家有很大不同。众所周知,不同的燃料的品质不同,天然气和燃料油的品质明显高于煤炭。不同品质的能源具有不同的做功能力,用燃料的化学 (chemical exergy) 表示。品质越高,其chemical exergy也越高,如果作为能源使用,理应产生更高的效率,即应该用得更少。因此,统计计量一个国家的能源消耗,要考量其能源品质。然而,目前全球关于不同能源的统一折算标准是基于热力学第一定律的,以燃料的低位热值进行折算,忽略了燃料的品质差异,这是一种不科学的折算方法,其结果是将低品质的煤折算为油当量的数值算高了,也就出现了某种程度上的不公正。

       根据华北电力大学热工专家宋之平教授提出的基于热力学第二定律的能源利用单耗分析理论,能源利用的第二定律效率已具有统计学分析的条件,可以覆盖上述绝大多数“热效率”概念不能胜任的高能耗领域,对燃料品质的影响分析及能源消耗统计计量也有重要指导意义。

     综上所述,建议开展基于热力学第二定律的能源统计方法研究,建立完善的科学能源利用效率以及能源消耗的统计计量方法。



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