-
第一章
节能基础知识
第一节
节能的定义及必要性
0001
节能的定义
简单地说，节能就是节约能源。
狭义：节能就是节约石油、天然气、电力、煤炭等资源；
广义：节能是节约一切需要消耗能量才能获得的物质，如自来水、粮食、
布料等。
节能的定义：
1998
年开始实施的《中华人民共和国节约能源法》第三条对
节能的定
义如下：
“节能是指加强用能管理，采取技术上可行、经济上
合理以及环境和社会
可
以
承
0002
节能四个层面理解节能定义
受
节能定义的四个层面：
的
（
1
）从管理的层面指出节能工作必须从管理抓起，加强用能管理，向管
理要能源。
措
施
2
）
（
从
技术
的层面指
出节
能工
作必
须是技术
上可
行
，
也
就是
说节
能工作必
须符
合现
代<
/p>
科学原理和
，
先进工艺制造水平，它是实
现节能的前提。
减
3
）
（
从
经济
< br>的层
面指出节
能工
作必
须是经济
上合
理
。
任
何一项节
能工
作
必
须经
过技
术
经济论证，
少
只有那些投入和产出比例合理，有明显经济效益项
目才可以进行实施。
从
（
4
）从环境保护和可持续发展的角度指出任何节能措施必须是符合环境
能
保护的要求、安全实用、操作方便、价格合理、质量可靠并符合人
们生活
源
习惯的。
生
0003
产
节能的必要性
目前，
我国的能源整体利用率为
30%
左右。
我国目前的能源政策是
“资源开发与节约并举，
到
把节约放在首位”
，依法保护和合理使用资源，保护环境，提高资源的利用
效率，实现可持
消
续发展。对于各种企业实施节能，不仅可以降
低企业的能耗成本，
提高企业的经济效益，而
且有助于缓解政府
能源供应和建设压力，减少废气污染，保护环境。
费
对于企业而言，
减少能源消耗方面的费用支出可直接改善企业现金流，<
/p>
降低企业的整体运营
各
成本，增加企业当
期利润，提高企业的成本优势和市场竞争力，使企业获得持续健康发展。
个
企业实施节能改进，
减少电力消耗，
可以间接减少因
煤炭火力发电而产生的二氧化碳、
二氧
环
化硫和氮氧化物的废气排放量，
减少空气污染，促进城市环境治理，为环保事业作贡献
。总
节
企业实施节能工作，
之，
不仅可以降低能耗成本，
而且有助于缓解政府能源供应和建设压力，<
/p>
对减少废气污染保护环境也有巨大的现实意义。
中
的
损
失
第二节
节能的内容及有关概念
和
浪
费
，
0004
节能的内容
从
节能的领域来着，
节能的内容包括工业节能、交通节能、建
筑节能、
农业节能及日常生活
节能，
而
每一项领域又可以细分为多项领域。
如工业节能可分为燃料动力工业节能，
冶金工
业节能，金属加工、机械制造业节能，石油化工业节能，电机、电器工
业节能及纺织轻工等
其他工业领域的节能。
从
节约能源的形式
< br>来看，节能的内容包括节煤、节油、节气、节电，当然，节油也可以细分
为节约柴
油、节油汽油、节约煤油等。
从广
义节能的角度来看，
节能的内容几乎包含任何所有的物质，
因为
几乎没有一种物质的获
得不需要消耗能量，
只要消耗了能量，那
么我们节约这种物质，就等于节约了能源，如节约
用水、节约粮食、重复利用资源等。<
/p>
从节能的
方
法措施领域
来看，节能的内容包括管理节能、
技术节能、结构调
整节能、合同能
源管理（
EMC
）节能
。而技术节能又可以细分为工艺节能、控制节能、设备节能；结构调整
节能又可以分为产
业结构调整节能、产品结构调整节能。
从能源转换过程来看，
节能的内容包括能源开采过程节能、
能源加工、
转换和储运过程节能
及能源终端利用过程节能。
从节能的时空位置来看，
可以说是时时可节能、处处可节能，
如室内无人时及时关灯，
将纸
张的两面都使用，从细节事务上注意节能。
总之，在任何地方、任何时间、任何事件上，只要我们注意到
了节能这个问题，总可以找到
需要节能的方面，正是时时、处处、事事可节能。
【课堂练习】
4.
合同能源管理的缩写是（）
【答案】
：
C
0005
节能的有关概念
1.
标准当量能源
在有关节能的文献中，
经常可
以看到用标准当量能源来表示能源的消耗量，
如标准煤当
量、标
准油当量。标准当量是以该物质的燃烧热值为基准，
1
千克标准
煤当量
=
7000
千卡，
1
千克标准油当量
=10000
< br>千卡；
而
1
千卡
=1000
卡。
由于卡不是能量的国际单位，
需要将其换算
成国际单位焦，一般情况下可以利用
1
卡
=4.
186
焦进行换算，但需要注意的是其换算系数在
具体应用时需要根据实际情况加以选
用。
如在工程中使用时，
一般使用
1<
/p>
卡
=
焦，
而在热
力学
中则采用热化学卡，
其含义是
1<
/p>
克水在
1
标准大气压自℃变到℃所吸收的
热量，
其换算关系是
1
卡
=
焦，而在《化工节能技术手册》中，规定燃料的热值卡均为
20
℃卡，其换算式是
1
卡<
/p>
=
焦，可简化为
1
卡
=
焦，
1
千克标准油的发热墨为
10000
千卡，
合兆焦。
文献中有时直接用英文
缩写表示能源单位，
如
Mtce
表示百万吨煤当量，
Mtoe
表示百万吨油当量，
tce
< br>表示吨煤当量，
toe
表示吨油当量。
< br>
2.
发热量
发热量是指单位重量（固体、液体）或体积（气体）物
质在完全燃烧，且燃烧产物冷却
到燃烧前的温度时发出的热量，
也称热值，
单位为千焦／千克或千焦／立方米。
在具体应用
上，
又将发热量分为高位发热量和低位发热量。
高位发热量是指燃料完全燃烧，
且燃烧产物
中的水蒸气全部
凝结成水时所放出的热量；
低位发热量是燃料完全燃烧，
而燃烧
产物中的水
蒸气仍以气态存在时所放出的热量。
显然，
低位发热量在数值上等于高位发热量减去水的汽
化潜热。
对于燃烧设备，
如锅炉中燃料燃烧时，
燃料中原有的水
分及氢燃烧后生成的水均呈
蒸汽状态随烟气排出，
因此低位发热
量接近实际可利用的燃料发热量，
所以在热力计算中均
以低位发
热量作为计算依据。
3.
能源效率
能源系统的总效率
由开采效率、
中间环节效率和终端利用效率
三部分组成。
其中能
源开
采效率
是指能源储量的采收率，
如原油的采收率、
煤
炭的采收率。
一般而言这一环节的效率
是最低的，如我国学者测
算了我国
1992
年能源系统的总效率为
%
，其中开采效率仅为
32
%
，
中间环节效率
70 %
，终端利用效率
41%
。
中间环节效率
包括能源加工转换效率和储运效率，
如原油加工成
汽油、
柴油的效率，
将原煤加工成焦炭的效率，
将煤矿的原煤运至发电厂发电
的效率。
终端利用效率<
/p>
是指终端用户得到的有用能与过程开始时输入的能量之比，
如电力
用
户通过电力获得的所需要能量（热能、机械能）
与输入电力之
比。通常将中间环节效率和终
端利用效率的乘积称为
能源效率。
目前我国的能源效率为
40%
左右，相
当于发达国家
20
世纪
90
年代的水平。
4.
当量热值和等价热值
当量热值又称理论热值（或实际发热值）是指某种能源一个度量单位本身所含热量。
等价热值是指加工转换产出的某种二次能源与相应投入的一次能源的当量，<
/p>
即获得一个度量
单位的某种二次能源所消耗的，
< br>以热值表示的一次能源量，
也就是消耗一个度量单位的某种
二次能源，就等价于消耗了以热值表示的一次能源量。
因此
，
等价热值是个变动值。
某能源介质的等价热值等于生产该介质
投入的能源与该介质的
产量之比或该介质的当量热值与转化效率之比。如二次能源电力<
/p>
1
千瓦时当量热值等于
3600
焦，而等价热值则在热量转化为电的效率不同时，是个变化的数值，当转化效率为
%
时，二
次能源电力
1
千瓦时等价热值为
11842
焦。
5.
能源折换系数
在节能统计工作中，为了方便，需将不同能源及物质的消耗折算到某一标准能源
如标
准煤、标准油。
名称
折标准煤系数（千克标煤·
千克
-1
）
名称
折标准煤系数（千克标煤·千
克
-1
）
原煤
热力
千克标煤·兆焦
-1
焦炭
电力
千克标煤·千瓦时
-1
原油
除氧水
千克标煤·吨
-1
燃料油
压缩空气
汽油
氧气
煤油
氮气
柴油
二氧化碳气
液化石油气
氢气
气田天然气
千克标煤·米
-3
低压蒸汽
千克标煤·吨
-1
油田天然气
千克标煤·米
-3
软水
千克标煤·吨
-1
6.
单位国内生产总值能耗
单位国内生产总值能耗是指产出每单位国内生产总值所消耗的能源，
一般
用
“吨标煤
/
万元”
< br>作单位，
不同年份进行比较研究时，
需将国内生产总值进
行折算，
一般以某一年的不变价进
行折算。
7.
单位工业增加值能耗
单位工业增加值能耗指一定时期内，
一个国家或地区每生产一个单位的工业
增加值所消耗的
能源，是工业能源消费量与工业增加值之比。需要注意的是工业增加值和
工业产值的区别。
工业增加值是工业生产过程中增值的部分，
是
指工业企业在报告期内以货币形式表现的工业
生产活动的最终成果，
是企业全部生产活动的总成果扣除了在生产过程中消耗或转移的物质
产品和劳务价值
后的余额，
是企业生产过程中新增加的价值。
计算工业增加值通
常采用两种
方法。
一是生产法，
即从工
业生产过程中产品和劳务价值形成的角度人手，
剔除生产环节中
间投入的价值，
从而得到新增价值的方法，
公式：
工业增加值
=
现价工业总产值
-
工业中间投
入
+
< br>本期应交增值税。二是分配法，即从工业生产过程中制造的原始收入初次分配的角度，
对工业生产活动最终成果进行核算的一种方法，其计算公式：工业增加值
=
工资
+
福利费
+
折
旧费
+
劳动、
待业保险费
+
产品销售税金及附加
+
应交增值税
+
营业盈
余，
或
=
劳动者报酬
< br>+
固定
资产折旧
+
生产税净额
+
营业盈余。各地区生产总值能耗与工业
增加值能耗数据是不同的概
念。
8.
能源消费弹性系数
能源消费弹性系数是能源消费的年增长率与国民经济年增长率之比。
世界各国
经济发展的实
践证明，
在经济正常发展的情况下，
能源消耗总量和能源消耗增长速度与国内生产总值和国
内生产总值增长率成<
/p>
正比例
关系。
这个数值越大，
说明国内生产总值每增加
1%
，
< br>能源消费的
增长率越高；
这个数值越小，
则能源消费增长率越低。
能源消费弹性系数的大小与国民经济
< br>结构、能源利用效率、生产产品的质量、原材料消耗、运输以及人民生活需要等因素有关。
世界经济和能源发展的历史显示，
赴于工业化初期的国家，
经济的增长主要依靠能源密集工
业的发展，能源效率也较低，因此能源弹性系数通常
多大于
1
。例如目前处于发达国家的英
国、美国等在工业化初期，能源增长率比工业产值增长率高一倍以上，
进入工业化后期，
由
于经济结构转换及技术进步促使能源消费结构日益合理，
能源
使用效率提高，
单位能源增加
量对国内生产总值的增加量变大，
从而使能源弹性系数小于
1
。尽管各国的实际条件不同，
但只要处于类似的经济发展阶段，
它们就具有大致相近的能源消费弹性
系数。
发展中国家的
能源消费弹性系数一般大于
1
，
工业化国家能源弹性系数大多小于
1
；
人均收入越高，
弹性系<
/p>
数越低。
9.
需求侧管理（
DSM
）
简称
DSM
，是指对用电用户用电负荷实施的管理<
/p>
。这一概念最早在
20
世纪
70
年代由美国环境
保护基金会提出，
并于
20
世纪
90
年代初传人我国。
这种管理是国家通过政策措施引导用户
高
峰时少用电，低谷时多用电
，提高供电效率、
优化用电方式的办法。这样可以在完成同样用
电功能的情况下减少电量
消耗和电力需求，从而缓解缺电压力，降低供电成本和用电成本，
使供电和用电双方得到
实惠，达到节约能源和保护环境的长远目的。
10.
能源效率标识
能源效率标识是指表示用能产品能源效率等级等性能指标的一种信息标识，
属于
产品符合性
标志的范畴。
我国的能源效率标识张贴是强制性的，
采取由生产者或进口商自我声明、
备案、
使用后监督管理的实施模式。
能效标识直观地明示了家电产品的能源效率等级，
而能源效率
等级是判断家电产品是否节能的最重要指标，
产品的能源效率越高，
表示节能效果越好，
越
省电。
能效标识按产品耗能的程度由低到高，
依次分成
5
级：
等级
< br>1
表示产品达到国际先进水
平，最节电，即耗能最低；<
/p>
等级
2
表示比较节电；
< br>等级
3
表示产品能源效率为我国市场的平均
水平；
等级
4
表示产品能源
效率低于我国市场平均水平；
低于
5
级
的产品不允许上市销售。
即
使是进口商品，在能源标识上也应先
“中国化”后才可在国内市场上销售。我国自
2005
年
3
月
1
日起率先从冰
箱、空调这两种产品开始实施能源效率标识制度。该两种产品源效率标识
制度采用的标准
分别是
GB
《家用电冰箱耗电量限定值及能源效率等级》
，
GB
《房间空气调
节器能效限定值及能源效率等级》
。
11.
节能认证
节能产品认证是指依据国家相关的节能产品认证标准和技术要求，
按照国际上通行的
产品质
量认证规定与程序，
经中国节能产品认证机构确认并通过
颁布认证证书和节能标志，
证明某
一产品符合相应标准和节能要
求的活动。
我国节能产品认证为自愿认证。
我国的节能产品认<
/p>
证工作接受国家质检总局的监督和指导，
认证的具体工作由通过国
家认证认可监督管理委员
会认可的独立机构，
依据
《中华人民共利国标准化法》
、
《中华人民共和国产
品质量法》
、
《中
华人民共和国产品质
量认证管理条例》
和有关规章的要求，
按照第二方认证制度准则
负责组
织实施。
【课堂练习】
5.
4
千克煤当量的发热值为（）不是
5
事题号。
。
。
。
千卡千卡
千卡千卡
【答案】
：
C
第三节
节能的层次及准则
0006
节能的层次
1.
不使用能源
这是一个最简单易行的节能工作，
如不开车外出，
不用空调
。
这个层次节能工作的实际效果
不一定十分理想，
还不是真正意义上的节能，
对节能工作的宣传教育意义大于实际的节能效
果。
2.
降低能源的使用量
这是一个比较
可行
的节能方法，
例如通过降低驾车的速度来减少汽油的消耗，
当然这个速度
的减少是相对与高速行驶而言，
它通过行车时间的增加来换取能源消耗的减少，
对于那些对
时间要求不是十分紧迫的情况而言是可行的，
但当时间价值大于所节约的能源价值时，
该方
法就显得
不可行。
3.
通过技术手段提高能源使用效率
这一层次的节能工作属于目前正在采用的
真正意义
上的节能工作，
通过各种技术手段，
在不
改变生产、
生活质量的前提下，
减少能源的消耗。
开发和推广应用先进高效的能源节约和替
代技术、综合利用技术
及新能源和可再生能源利用技术。
4.
通过调整经济和社会结构提高能源利用效率
这是一个最高层
次的节能工作，主要通过调整产业结构、产品结构和社会的能源消费结构，
淘汰落后技术
和设备，
加快发展以服务业为主要代表的第三产业和以信息技术为主要代表的
高新技术产业，用高新技术和先进适用技术改造传统产业，促进产业结构优化和升级换代，
提高产业的整体技术装备水平。
能源转换过程的
质量（燃料）
热（蒸汽）
动力
电、光或动力
不同状态能源状
态
转换过程
利用热量产生蒸
利用蒸汽产生动
利用动力发电
利用电力发光或
汽
力
带动电机转动
相关设备
锅炉
汽轮机
发电机
光源设备或电机
主要节能手段
热电联产
节能灯及变频电机
【课堂练习】
6
．真正意义的节能工作是哪个层次的节能（）
A.
不使用能源
B.
降低能源使用量
C.
通过技术手段提高能效
D.
结构节能
【答案】
：
C
0007
节能的准则
准则就是标准和原则，
目前世界和我国均出台了不少节能的法规和标准，
例如
1997
年全国人
大通
过，
1998
年实施并于
2007
年修订的《中华人民共和国节约能源法》
；
2005
年全国人大通
过，
2006<
/p>
年实施的《中华人民共和国可再生能源法》
；
2007
年国务院发布的《民用建筑节能
条例》等。除了国
家层面上的法律规定之外，还有各种层面的有关节能的标准，如
GB
< br>50189-2005
《公共建筑节能设计标准》
、
GB/T 13234-2009
《企业节能量计算方法》
、
GB/T
15320-2001
《节能产品评价导则》
、
JC/T713-200
7
《烧结砖瓦能耗等级定额》等。
从
技术层面来说，
节能工作应该遵循下面四项基本原则：
一是最大
限度地回收和利用排放的
能量；二是能源转换效率最大化；三是能源转换过程最小化；四
是能源处理对象最小化。
【课堂练习】
7
．中央空调集中制冷属于节能的哪个准则（）
。
A.
最大限度地回收和利用排放的能量
B.
能源转换效率最大化
C.
能源转换过程最小化
D.
能源处理对象最小化
答案
D
第四节
节能的方法及措施
0008
节能的方法及措施
从
能源转换及回收利用
的角度来看，节能工作的
方法可分为以下几方面：
一是燃料燃烧的合理化；
二是加热、冷却和传热的合理化；
三是防止辐射、传热等因素的热损失；
四是废热回收利用；
五是热能向动力转换的合理化；
六是防止电阻等造成的电力损失；
七是电力向动力和热转换的合理化。
以上七方面涉及工业、建筑、交通等主要节能领域，比如燃料燃烧的合理化方法既涉及工
业领域的锅炉燃料燃烧也涉及交通领域的汽车发动机燃料燃烧，而防止电阻等造成的电力
损失是电力部门在大电力输送以及在建筑物内电力输送时均应
该注意的节能方法。
如果从
节能工作的深浅度及广度
节能工作的方法和措施分为以下几种
1.
管理节能
管理节能，就是通过能源的管理工作，减少各种浪费现象，杜绝不必要的能源转换和输送，
在能源管理调配环节进行节能工作。
管理工作的方法通常
有经济方法、行政方法、法律方
法、社会心理学方法等。
经济方法<
/p>
是指依靠利益驱动，利用经济手段，通过调节和影响被管理者物质需要而促进管
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