节能技术与低碳生活

1、汪 广 恒QQ：361238354西安科技大学化学与化工学院低碳能源技术公选课系列讲座CONTENT节能概念节能概念 Concepts of Energy Conservation 节能政策节能政策 Policy of Energy Conservation 节能技术节能技术 Technology of Energy Conservation 低碳生活低碳生活 Low-Carbon Life-style节能评价节能评价 Evaluation of Energy Conservation 1. 1. 节约能源概念节约能源概念能 源能源 指煤炭、石油、天然气、生物质能和电力、热力以及其他直接或者通

2、过加工、转换而取得有用能的各种资源。能 量 品 位高级能量理论上可以完全转化为功的能量，如机械功、电能、水能等；低级能量理论上不能全部转化为功的能量，主要是热能；僵态能量完全不能转化为功的能量。 节 能节能 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受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费，有效、合理地利用能源。节能的类型纯节能型：功能不变，能耗降低增值节能：功能提高，能耗不变理想节能：功能提高，能耗降低相对节能：功能大量提高，能耗略有提高简单节能：功能略有降低，能耗大量降低零点节能：功能或降低、或不变、或提高 、但能耗为零，也称为超理

3、想 节能。耗 能 工 质耗能工质 从能量利用角度观察耗能工质可分两类： 一类通常称为能量形式来使用（如压缩空气、电石、乙炔等）； 另一类通常不用作为能量使用的耗能工质（如自来水、深井水和氧气等）。耗能工质耗能工质能量能量形式形式如压缩空如压缩空气、电石、气、电石、乙炔等乙炔等不用作为不用作为能量使用能量使用利用这些工利用这些工作物质就等作物质就等于间接地消于间接地消耗能源耗能源能够替代能够替代或减少其或减少其它能源的它能源的消耗消耗2. 2. 节约能源法律法节约能源法律法规规节约能源法中华人民共和国节约能源法 (发改环资20082306号)2007年10月28日修订原因l 能源利用形势出现逆转

4、。l 能源供求矛盾十分突出。l 生态环境的制约更加严峻，实现可持续发展，必须加大节能减排力度。l 实现“十一五”规划约束性目标，必须加大节能减排力度。l 现行节能法存在一些不足，亟待完善。法律规范的范围不适应新形势的要求。 节能管理制度不完善。 目前基层普遍存在节能工作主管部门不够明确、节能管理职责交叉的问题，造成节能监管工作有所削弱，需要进一步明确节能监管主体，理顺相关部门在节能监管中的职责 。体制机制不适应。 节能投入不足。基础工作薄弱。标准滞后，能源计量、统计等基础工作滞后，统计数据准确性、及时性还比较差。对违法者惩戒力度不够。修订前的节能法共6章50条，修订后共7章87条。 节约能源法

5、最新修订2016年6月27日上午，十二届全国人大常委会第二十一次会议举行第一次全体会议。受国务院委托，国家发展和改革委员会副主任张勇发展和改革委员会副主任张勇作关于提请审议节约能源法等6部法律的修正案草案的议案的说明。最新节能法目录第一章 总 则 第二章 节能管理 第三章 合理使用与节约能源 第一节 一般规定 第二节 工业节能 第三节 建筑节能 第四节 交通运输节能 第五节 公共机构节能 第六节 重点用能单位节能 第四章 节能技术进步 第五章 激励措施 第六章 法律责任 第七章 附则 节约能源法2016年作出的修改（一）将第十五条修改为：“国家实行固定资产投资项目节能评估和审查制度。不符合强制

6、性节能标准的项目，建设单位不得开工建设；已经建成的，不得投入生产、使用。政府投资项目不符合强制性节能标准的，依法负责项目审批的机关不得批准建设。具体办法由国务院管理节能工作的部门会同国务院有关部门制定。”（二）将第六十八条第一款修改为：“负责审批政府投资项目的机关违反本法规定，对不符合强制性节能标准的项目予以批准建设的，对直接负责的主管人员和其他直接责任人员依法给予处分。”第十五条国家实行固定资产投资项目节能评估和审查制度。不符合强制性节能标准的项目，依法负责项目审批或者核准的机关不得批准或者核准建设；建设单位不得开工建设；已经建成的，不得投入生产、使用。具体办法由国务院管理节能工作的部门会同

7、国务院有关部门制定。第六十八条负责审批或者核准固定资产投资项目的机关违反本法规定，对不符合强制性节能标准的项目予以批准或者核准建设的，对直接负责的主管人员和其他直接责任人员依法给予处分。对节约能源法内涵1. 将节约资源确定为我国的基本国策国家实施节约与开发并举、把节约放在首位的能源发展战略。2. 明确节能执法主体，强化节能法律责任3. 政府机构被列入节能法监管重点4. 立法严禁“免费能源福利”5. 禁止使用国家明令淘汰的用能设备、生 产工艺6. 在节能方面加大政策激励制度节约能源法内涵7. 加强对重点用能单位节能的监管8. 地方政府可制定严于国家标准、行业标 准的地方节能标准9. 节能目标完成

8、情况将纳入地方政府考核 评价内容10. 鼓励利用公共交通工具出行11. 鼓励在农村推广可再生能源利用技术12. 鼓励发展节能环保型产业13. 加强建筑节能法律法规体系 节能法律制度框架1第一层面第一层面法法 律律中华人民共和国节约能源法中华人民共和国循环经济促进法中华人民共和国清洁生产促进法中华人民共和国煤炭法中华人民共和国电力法中华人民共和国可再生能源法节能法律制度框架2第二层面法 规民用建筑民用建筑节能条例节能条例国务院令第 530 号公共机构公共机构节能条例节能条例国务院令第 531 号XX省节约能源条例XX省清洁生产促进条例XX省农村可再生能源条例民 用 建 筑 节 能 条 例第四条

9、国家鼓励和扶持在新建建筑和既有建筑节能改造中采用太阳能、地热能等可再生能源。 在具备太阳能利用条件的地区，有关地方人民政府及其部门应当采取有效措施，鼓励和扶持单位、个人安装使用太阳能热水系统、照明系统、供热系统、采暖制冷系统等太阳能利用系统。民 用 建 筑 节 能 条 例第二十条对具备可再生能源利用条件的建筑，建设单位应当选择合适的可再生能源，用于采暖、制冷、照明和热水供应等；设计单位应当按照有关可再生能源利用的标准进行设计。建设可再生能源利用设施，应当与建筑主体工程同步设计、同步施工、同步验收。公 共 机 构 节 能 条 例第二十九条公共机构应当减少空调、计算机、复印机等用电设备的待机能耗，

10、及时关闭用电设备。第三十条公共机构应当严格执行国家有关空调室内温度控制的规定，充分利用自然通风，改进空调运行管理。第三十二条公共机构办公建筑应当充分利用自然采光，使用高效节能照明灯具，优化照明系统设计，改进电路控制方式，推广应用智能调控装置，严格控制建筑物外部泛光照明以及外部装饰用照明。节能法律制度框架3第三层面部门规章重点用能重点用能单位节能管单位节能管理办法理办法公路水路公路水路交通实施交通实施 办法办法道路运输道路运输车辆燃料消车辆燃料消耗量检测和耗量检测和监督管理办监督管理办法法能效标识能效标识管理办法管理办法中央企业中央企业节能减排监节能减排监督管理暂行督管理暂行办法办法高耗能特高耗

11、能特种设备节能种设备节能监督管理办监督管理办法法固定资产固定资产投资项目节投资项目节能评估和审能评估和审查暂行办法查暂行办法重 要 政 策 1石化和化学工业发展规划（2016-2020年）促进传统行业转型促进传统行业转型升级升级专栏4 绿色发展工程 （节能技术装备部分 ）加快推广超重力场传质技术超临界萃取技术等节能技术加快推广稀土永磁无铁芯电机电动机用铸铜转子高能效等级的中小型三相异步电动机锅炉水汽系统平衡及热回收工艺设备高效换热器低温余热发电用螺杆膨胀机乏汽与凝结水闭式回收设备等节能装备加快推广超重力场传质技术1000g的加速度旋转填料床H H2 2S S高效换热器 全无氧铜水箱高效换热器加

12、快推广稀土永磁无铁芯电机传统铁芯电机传统铁芯电机重 要 政 策 2页岩气发展规划（2016-2020年）2020年发展目标年发展目标完善成熟3500米以浅海相页岩气勘探开发技术，突破3500米以深海相页岩气、陆相和海陆过渡相页岩气勘探开发技术；在政策支持到位和市场开拓顺利情况下，20202020年力争实现页岩气产量年力争实现页岩气产量300300亿立方米亿立方米。页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，中国的页岩气可采储量居世界第一。重 要 政 策 2重 要 政 策 2四川威远县的中国第一口页岩气井中国页岩气资源分布示意图煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）80.50%80

13、.50%7.70%7.70%5.80%5.80% 2.70%2.70%3.30%3.30%与煤耗相关与煤耗相关水耗指标水耗指标能源计量能源计量节能管理节能管理其他其他节能评价指标权重分配重 要 政 策 3附件 2 燃煤电厂节能减排主要参考技术（节选）技术名称技术名称技术原理及特点技术原理及特点节能减排效果节能减排效果管道系统优化通过适当增大管径、减少弯头、尽量采用弯管和斜三通等低阻力连接件等措施，降低主蒸汽、再热、给水等管道阻力。机组热效率提高0.1%0.2%，可降低供电煤耗0.30.6克/千瓦时。低温省煤器在除尘器入口或脱硫塔入口设置1级或2级串联低温省煤器，采用温度范围合适的部分凝结水回收

14、烟气余热，降低烟气温度从而降低体积流量，提高机组热效率，降低引风机电耗。预计可降低供电煤耗1.41.8克/千瓦时取较深海水作为电厂冷却水直流供水系统取、排水口的位置和型式应考虑水源特点、利于吸取冷水、温排水对环境的影响、泥沙冲淤和工程施工等因素。有条件时，宜取较深处水温较低的水。但取水水深和取排水口布置受航道、码头等因素影响较大。采用直流供水系统时，循环水温每降低1，供电煤耗降低约1g/kWh。关于加强节能标准化工作的意见节能将成产业准入门槛我国已基本形成了节能标准体系尽管我国能耗呈逐年下降趋势，但情况不容乐观，有研究表明，我国单位GDP能耗是日本的7倍、美国的6倍，是印度的2.8倍。中国节能

15、技术政策大纲（2006）1总论2工业节能3建筑节能4交通节能5城市与民用节能6农业及农村节能7可再生能源利用8保障措施重 要 政 策 53.3.节能节能技术及措施技术及措施 节 能 原 理第一定律分析法 热力学第一定律即能量守恒定律：能量是物质运动的量度，当任何一种形式的能量被转移或转化为另一种形式的能量时，数量不变。用热效率的高低来估计节能潜力。用热效率的高低来估计节能潜力。利用能量守恒原理，清楚能量的来源和形式。利用能量守恒原理，清楚能量的来源和形式。优点：简单直观，容易理解和掌握。优点：简单直观，容易理解和掌握。缺点：仅考虑能量数量上的守恒性，在挖掘节缺点：仅考虑能量数量上的守恒性，在挖

16、掘节 能潜力时有较大的局限性和不合理性。能潜力时有较大的局限性和不合理性。 【例例】将将100kg水水从从15 加热到加热到100 ，需，需能量能量8500kcal，按数量折为按数量折为0.85kg标油标油。可以采取三种方式：p（1）用电加热 ：2.5kg标油；p（2）LPG加热： 1kg标油；p（3）用燃料发生中压蒸汽，通过凝汽机的 排汽加热：0.7kg标油。用（3），所需的一次能源已小于水本身升温所需的热量0.85kg标油。 节 能 原 理第二定律分析法其一种表述形式是：当任何一种形式的能量被转移或转化为另一种形式的能量时，其品位品位只可能降低或来变，绝不可能提高。 现代现代节能原理是同时

17、依据热力学第一、第二节能原理是同时依据热力学第一、第二定律，并通过直观实用的方式，来体现能的全面定律，并通过直观实用的方式，来体现能的全面本性，由此建立的节能理论和方法，称为第二定本性，由此建立的节能理论和方法，称为第二定律分析法。律分析法。【例】如有八个物理过程，分别从起始温度加热至终止温度后，即需将热量排掉，每个过程的需热量为10kg标油。（1）12001400 （5）150200 （2）8001000 （6）110130 （3）400600 （7）80100 （4）200300 （8）5070 如果每一个过程单独进行，至少需要8*10=80 kg标油。假设热载体的焓值充足，如果将前一个过

18、程完成后的热量回收用于下一个过程，则总需能量仅为10 kg标油，是单独过程用能的八分之一。节能的组织与管理措施节能从广义上讲就是要降低能源消费系数，使实现同样的国民经济产值所消耗的能量最少。直接节能技术节能提高用能设备的能源利用效率，直接减小能耗工艺节能采用新工艺以降低某产品的有效能耗间接节能管理节能加强组织管理，通过各种途径减少原材料消耗，提高产品质量，以减少间接能耗结构节能调整工业结构和产品结构，发展耗能少的产品，以降低能耗值技术和工艺节能的途径提高能量传递和转换设备的效率，减少转换的次数和传递的距离按能量的品质合理使用能源，尽可能防止高品质能量降级使用按系统工程的原理，实现整个企业或地区

19、用能系统的综合利用大力开发研究节能新技术把替代能源纳入节能技术，因地制宜地加以开发和利用高耗能行业重点节能技术举例 中国节能技术政策大纲(2006)煤炭行业（1）推广煤炭开采优化巷道布置技术，简化系统、减少岩巷。地下开采则需开凿一系列井巷（包括岩巷和煤巷）煤炭行业（2）有条件的矿井推广巷道光面爆破和锚杆、锚索、锚喷支护减少风阻。光面爆破锚杆支护煤炭行业（3）发展选煤厂闭路循环工艺，实现废水和煤泥回收利用。洗煤废水未经任何处理从这里排出絮凝压滤处理煤炭行业（4）在缺水或高寒地区，推广干法选煤新工艺。复合式干法选煤设备电力生产节能技术在煤粉锅炉中推广气化小油枪、等离子点火等节油或无油点火稳燃节能技

20、术。发展、推广火电厂全过程优化运行和状态监控技术。发展、推广电网经济运行技术，降低电网损耗。发展、推广大型企业用电管理信息系统、车间工艺自动控制节能技术。钢铁生产节能技术（1）露天矿陡帮开采工艺技术，降低剥采比。紫金山金矿露天采场陡帮开采钢铁生产节能技术（2）焦化发展型煤炼焦技术，干熄焦大型化技术。动画演示外供蒸汽外供电焦炭各各收收尘尘点点焦粉回收仓焦粉回收仓环境除尘地面站环境除尘地面站除氧器除氧器发电机发电机副省煤器副省煤器斗式提升机斗式提升机循环风机循环风机余热锅炉余热锅炉汽轮机汽轮机提升机提升机一次除尘器一次除尘器二次除尘器二次除尘器旋转焦罐及台车旋转焦罐及台车输焦皮带输焦皮带干熄炉干熄

21、炉装入装置装入装置链式输送机链式输送机鼓风装置鼓风装置振动给料机振动给料机旋转密封阀旋转密封阀干熄焦余热利用工艺流程图干熄焦余热利用工艺流程图开始演示开始演示去除尘装置去除尘装置钢铁生产节能技术（3）发展高炉大型化，转炉向大型化发展；推广废钢预热技术；开发超高功率直流电弧炉和双壳电弧炉等节电产品。推广高效连铸、薄板坯连铸连轧和近终型连铸技术。发展蓄热式加热炉技术，连铸坯热装热送、直送技术，汽化冷却技术等。黄金生产节能技术高硫、高砷金精矿采用生物氧化技术。传统传统的氧化焙烧法和加压氧化法虽然的氧化焙烧法和加压氧化法虽然工艺成熟，但工艺成熟，但工艺工艺特性决定了它们投资特性决定了它们投资高、成本高

22、、技术高、成本高、技术要求要求高。往往投资、高。往往投资、操作操作费用与矿石的费用与矿石的价值价值不相不相适宜。适宜。生物氧化生物氧化法具有浸出率法具有浸出率高、不高、不污染污染环境、投资环境、投资与成本较与成本较低的显著低的显著特点，正特点，正日益日益受到人们受到人们的的青睐。青睐。石油化工生产节能技术（1）炼油常减压蒸馏装置，采用夹点技术优化换热和预闪蒸等节能型流程。石油化工生产节能技术（1）2302303703704104104. 4. 低碳生活低碳生活住宅空调空气源热泵机组加热水空气源热泵机组加热水室外温度一般要求5 oC以上，否则需要辐热或高性能压缩机。地理管水环土壤源热泵竖式卧式地

23、理管水环地下水源热泵食物残渣发电残羹冷炙既发电也肥田2014年4月22日，美国加利福尼亚大学戴维斯分校与该系统建造、运营商加州洁净世界公司联合举行启用仪式，嘉宾们挥动铁锨，把学校食堂里的残羹冷炙送入这一全新的垃圾处理与能源再生系统。系统依靠自身生产的电力维持运转，多余电能除了用作日常生产生活外，还为附近的电动汽车充电站提供电力。行走发电摩擦发电：无处不在的电源 王中林院士向记者展示阵列式摩擦发电机王中林院士说，“一个人一天正常行走的输出功率是67瓦，有11瓦可以转换成电能。”摩擦发电机为我们回收生活中的涓滴微能，这些涓滴细流能否汇成大海？清洁能源让社区也低碳变废为宝杭州天子岭固体废弃物合理处置

24、与资源化循环利用示意图。低碳社区，是指通过构建气候友好的自然环境、房屋建筑、基础设施、生活方式和管理模式，降低能源资源消耗，实现低碳排放的城乡社区。5. 5. 节能技术经济评价简节能技术经济评价简介介节能量计算办法【标准煤】 标准煤亦称煤当量，具有统一的热值标准。我国规定每千克标准煤的热值为7000千卡。将不同品种、不同含量的能源按各自不同的热值换算成每千克热值为7000千卡的标准煤（tce）。【标准油】 (又称油当量)是指按照标准油的热当量值计算各种能源量时所用的综合换算指标。与标准煤相类似，到目前为止，国际上还没有公认的油当量标准。中国采用的油当量(标准油)热值为41.87MJ(10000

25、 kcal/kg10000 kcal/kg)，常用单位有标准油(toe)和桶标准油(boe)。节能量计算办法GBT 13234-2009 企业节能量计算方法【产品节能量产品节能量】对于对于生产单一产品（或服务）的企业，则当年产品生产单一产品（或服务）的企业，则当年产品总节能量计算公式可简化为公式总节能量计算公式可简化为公式)Me(eEjbc式中：式中：Ec企业产品节能量，单位为吨标准煤（企业产品节能量，单位为吨标准煤（tce）；）； eb统计报告期内的单位产品综合能耗，单位为吨标准煤每产品单位（统计报告期内的单位产品综合能耗，单位为吨标准煤每产品单位（tce/产产品单位）；品单位）；ej基期的

26、单位产品综合能耗，单位为吨标准煤每产品单位（基期的单位产品综合能耗，单位为吨标准煤每产品单位（tce/产品单位）；产品单位）； Mb统计报告期内产出的产品的合格品（或服务）数量，单位为产品单位。统计报告期内产出的产品的合格品（或服务）数量，单位为产品单位。节能量计算办法【产品节能量产品节能量】对于生产多产品对于生产多产品（或服务）的企业，则当年产品总节（或服务）的企业，则当年产品总节能量计算公式可简化为公式能量计算公式可简化为公式式中：式中：ebi统计报告期第统计报告期第i种产品的单位产品综合能耗种产品的单位产品综合能耗，单位，单位为吨标准煤每产品单位为吨标准煤每产品单位（tce/产品单位）；

27、产品单位）； eji基期或比较基准的第基期或比较基准的第i种产品的单位产品综合能耗种产品的单位产品综合能耗，单位，单位为吨标准煤每产为吨标准煤每产品单位（品单位（tce/产品单位）；产品单位）； Mbi统计报告期产出的第统计报告期产出的第i种合格产品数量，单位为产品单位；种合格产品数量，单位为产品单位；n统计报告期内企业生产的产品种类数；统计报告期内企业生产的产品种类数；niibjibic)Me(eE1节能量计算办法【企业产值总节能量】企业产值总节能量按公式计算：(企业单位产值能耗讲的实现的节能量)bgbggGeeE)(j式中：式中：Eg企业产值（或增加值）总节能量，单位为吨标准煤（企业产值（

28、或增加值）总节能量，单位为吨标准煤（tce）；）； egb统计报告期企业单位产值（或增加值）综合能耗，单位为吨标准煤统计报告期企业单位产值（或增加值）综合能耗，单位为吨标准煤每万元（每万元（tce/万元）；万元）；egj基期企业单位产值（或增加值）综合能耗，单位为吨标准煤每万元基期企业单位产值（或增加值）综合能耗，单位为吨标准煤每万元（tce/万元）；万元）；Gb统计报告期企业的产值（或增加值，可比价格），单位为万元。统计报告期企业的产值（或增加值，可比价格），单位为万元。技术措施节能量计算办法【单项技术措施节能量】式中：式中：Eti某项技术措施节能量，某项技术措施节能量，tce；eth某种工

29、艺或设备实施某项技术措施后其产品的单位产品能源消耗量某种工艺或设备实施某项技术措施后其产品的单位产品能源消耗量， tce产品产品单位；单位；etq某种工艺或设备实施某项技术措施前其产品的单位产品能源消耗量某种工艺或设备实施某项技术措施前其产品的单位产品能源消耗量， tce产品产品单位；单位；Pth某种工艺或设备实施某项技术措施后其产品产量，单位为产品单位。某种工艺或设备实施某项技术措施后其产品产量，单位为产品单位。thtqthtiPeeE)(技术措施节能量计算办法【多项技术措施节能量】式中：式中：Et多项技术措施节能量，单位为吨标准煤（多项技术措施节能量，单位为吨标准煤（tce）；）； m企业

30、技术措施项目数。企业技术措施项目数。mititEE1技术措施节能量计算办法【企业按能源品种计算的实物能源节约量称为单项能源节能量。】式中：式中：Ecnn种产品节约某种能源总量，单位为某种能源实物单位（种产品节约某种能源总量，单位为某种能源实物单位（t，kW.h，m3）；）； ebci统计报告期第统计报告期第i种产品单位单位产量的某种能源消耗量，单位为某种种产品单位单位产量的某种能源消耗量，单位为某种能源实物单位能源实物单位/产品单位（产品单位（t,kW.h,m3 etc./吨吨,箱箱,件等）；件等）； ejci基期或基准的第基期或基准的第i种产品单位产量的某种能源消耗量种产品单位产量的某种能源消耗量, 单位为某种能源单位为某种能源实物单位实物单位/产品单位（产品单位（t,kW.h,m3 etc./吨吨,箱箱,件等）；件等）； Mbi统计报告期产出的第统计报告期产出的第i种合格产品数量，单位为产品单位；种合格产品数量，单位为产品单位；n统计报告期企业生产的产品种类数。统计报告期企业生产的产品种类数。niibjcibcicnMeeE1)(技术措施节能量计算办法