節能技術分類方法探析

文 // 李艷 王楠 趙錦 趙彪 國網節能服務有限公司 宋忠奎 陳小寰 楊衛華 黃梅 中國節能協會

節能技術分類方法探析

文 // 李艷 王楠 趙錦 趙彪 國網節能服務有限公司 宋忠奎 陳小寰 楊衛華 黃梅 中國節能協會

節約能源是破解日益趨緊的能源約束，從源頭治理環境污染的根本性措施，也是我國生態文明建設的重要內容。節能的途徑包括結構節能、技術節能和管理節能。我國工業能耗總量大、門類齊全、技術水平總體不高，技術節能對推動能源利用效率的提高具有特殊的重要意義。先進節能技術的開發和推廣不僅是直接節能的核心，也是長期產業結構優化的基礎，是我國現在和將來節能工作重點。研究表明，近20年來我國能耗強度下降的首要驅動因素是技術進步，“十一五”以來單位工業增加值能耗的下降，有70%～80%是由技術進步貢獻的。

國家高度重視節能技術的推廣應用，“十一五”以來，相繼組織實施重點節能工程，推廣應用先進適用的節能技術。2014年出臺了《節能低碳技術推廣管理暫行辦法》。在重點工程實施過程中，客觀上對技術進行了分類，但多從政府推動整體技術進度的角度出發，直接從用戶的角度出發研究節能技術分類、評價方法的工作還相對較少。本文在梳理節能固有屬性和節能技術特征的基礎上，嘗試從用戶的角度出發，研究節能技術的分類和評價方法，以對用戶節能技術的選擇和實施提供幫助。

1 節能的屬性與技術特征

1.1 節能的屬性

《中華人民共和國節約能源法》規定，節約能源是指加強用能管理，采取技術上可行、經濟上合理以及環境和社會可以承受的措施，減少從能源生產到消費各個環節中的損失和浪費，更加有效、合理地利用能源。從定義可以看出節能具有廣泛性、相對性、時效性和外部性的特點。

（1）廣泛性

能源的使用和消費廣泛滲透到經濟生產的所有行業、社會和居民生活的各個方面。能源的節約也隨著能源的消費覆蓋經濟社會發展的各個領域。

（2）相對性

節能意味著效率的提高，即與其他措施相比，同樣的產出消費更少的能源，是個相對概念。對比的基準情形發生改變，節能的效果也會發生變化。

（3）時效性

由于節能是相對的，只是在一定時期與其他技術相比，才能體現出某種技術的節能特征，這就決定節能技術具有時效性。

（4）外部性

化石能源消耗與環境污染呈現正相關特點，節能的同時也是從源頭治理環境污染的過程。同時節能也是溫室氣體減排的重要途徑，所以節能具有一定的外部性。

1.2 節能技術特征

根據《節能低碳技術推廣管理暫行辦法》的規定，節能技術是指促進能源節約集約使用、提高能源資源開發利用效率和效益、減少對環境影響、遏制能源資源浪費的技術。受節能自身特點的影響，節能技術呈現出以下特性：

（1）專業復雜性

節能技術與能源利用的過程密切相關，包括燃燒、傳熱傳質、干餾、蒸發、冷凝、電解和電力驅動等等物理化學過程，專業性非常強。隨著能源環境問題凸顯，各國都加強了節能技術的研發，新的節能技術不斷出現，節能技術也更趨復雜。

（2）經濟效益性

節能措施建立在經濟合理的基礎上，決定節能技術必須具有經濟效益。從宏觀角度，節能新技術能夠促進行業技術進步，提高生產效率，產生宏觀經濟效益；從微觀角度，節能新技術可在一定條件下為技術持有者和接受者創造效益，在節約成本的同時提高競爭力。

（3）相對性

節能技術的經濟效益具有相對性，是動態變化的。主要原因：一是經濟效益是相對基準情形的，基準情形變化，節能效益也會隨之改變；二是經濟效益直接受節約能源的價格制約，能源價格變化后，節能效益也將改變。

（4）收益隱蔽性

與一般項目不同，節能效益是通過降低能源消耗、減少能源成本來體現，具有一定隱蔽性。

（5）效果不確定性

節能效果受生產負荷率、燃料和原料品質、設備運行參數、當地氣候條件等影響較大，節能項目的經濟效益具有一定不確定性。技術的應用也可能面臨市場環境、財務、政策、管理等諸多風險。

(6)主體依附性

大部分節能項目與現有的工藝（系統、設備）聯系緊密，一般需要依附于某個工藝（系統、設備）才能實施。

2 節能技術分類

由于節能技術的復雜性、相對性、依附性和不確定性等特點，用戶決策時，需要深入了解技術的節能效果、對政策的依賴性、未來發展趨勢等等。因此，對技術的分類研究需要全面系統，能夠覆蓋到用戶關注的方方面面。

2.1 節能技術特性分類法

在原料開采和產品生產、使用、廢棄整個生產系統流程中，根據技術在系統中所處的環節與功能不同，可將“節能減排技術”分為生產過程節能技術、資源能源回收利用技術、能源替代技術和產品節能技術四大類。

2.1.1 生產過程節能技術

生產技術是生產工序中進行物質與能量轉換的核心載體，也是耗能產污的關鍵所在。生產過程節能減排技術是指在工業生產過程中降低能耗、減少污染物產生量的技術，包括工藝替代技術、工藝設備優化技術、系統優化型技術等。

（1）工藝替代技術

工藝替代技術是指利用低能耗的新型工藝流程技術，部分或全部替代原有能耗高的工藝技術。

特點：一是通常投資較高，幾乎相當于完全新建項目；二是節能效果顯著，通常節能量較大；三是基本不依附于原有項目。

（2）工藝設備優化技術

對生產過程中某一工藝運行技術參數進行優化或設備進行更新優化的技術。

特點：一是投資比工藝替代型技術小；二是節能效果通常比較大；三是依附于項目主體。

（3）系統優化技術

能量系統優化是以能量系統為對象，以科學用能理論為指導，突出系統節能思想，通過一定的策略和方法來處理能量系統的設計、控制及運行（管理）等問題，達到能量系統的整體優化、能量的梯級利用、余熱余能的回收利用，從而提高系統的能效水平。

特點：一是多種節能技術綜合應用，通常需要信息技術的支撐；二是通常投資比較高；三是依附性比較強。

2.1.2 能源替代類技術

采用清潔高效能源替代煤炭等化石能源，提高能源利用效率的技術。

特點：一是通常涉及鍋爐窯爐等燃耗設備；二是技術依附性較強。

2.1.3 能源資源回收利用技術

指將工業企業生產過程中產生的可燃氣、流體余壓余熱、高溫固體潛熱等廢棄能量及其他廢物，經回收、加工、轉化或提取，生成新的可利用資源的技術。

特點：一是節能效益直觀明顯；二是依附性視回收利用的廢物歸屬而定。

2.1.4 產品節能技術

是指通過使用高效的用能產品來降低產品使用過程中能源消耗、資源消耗的技術，包括高效電機、高效變壓器、高效照明器具等。

特點：一是節能效果主要體現在產品使用過程中；二是技術含量比較高。

2.2 能源介質分類法

根據節約的能源介質種類不同，節能技術可分為以下幾類：

2.2.1 節煤技術

直接提高煤炭燃燒（轉化）效率，降低煤炭消耗的技術。主要包括提高煤炭品質、優化燃燒、強化傳熱、改進控制等方面的節能技術。

特點：一是主要集中于鍋爐和窯爐的應用；二是技術相對成熟；三是節能潛力比較大。

2.2.2 節油（氣）技術

直接提高油(氣)燃燒（轉化）效率，或采用替代能源減少油(氣)資源消耗的技術。主要包括鍋爐無油、微油點火技術，高效內燃機技術，汽車輕量化設計技術，燃油（氣）替代技術等。

2.2.3 節電技術

直接提高電力利用效率，降低電力消耗的技術。主要包括電機系統節能、輸變電系統節能、電化學節能、綠色照明、電力替代等技術。

特點：一是應用領域比較廣；二是節能潛力比較大；三是在工業用電價格相對較高的地區或行業，經濟效益顯著，可承受較高的單位節能量投資。

2.2.4 節約耗能工質技術

直接提高水、氧氣、氮氣、水蒸氣等耗能工質利用效率，降低耗能工質使用量的技術。

特點：一是技術比較分散；二是最終效益體現在節煤、節電等效益上。

2.3 技術適用性分類法

2.3.1 通用技術

工業領域通用的節能技術，如電機系統節能技術、鍋爐能效提升技術、中低溫余熱回收利用技術等。多屬于設備優化替代、產品節能類技術。

2.3.2 行業專用技術

與特定行業、某個生產工序（系統）相關的節能技術，多屬于生產過程（工藝過程替代/優化技術、系統優化類）節能技術。

2.3.3 業適用技術

多工業行業適用的技術，如中低溫余熱回收利用技術、熱泵技術等。多屬于資源回收利用類技術和產品節能技術。

2.4 生命周期分類法

節能新技術也遵循技術發展的一般規律，體現出生命周期的特性，即其市場需求和技術本身都會隨著時間的推移而出現周期性曲線變化。按照技術生命周期曲線特性，可將節能新技術劃分為：導入期技術、加速成長期技術、穩定成長期技術、成熟期技術和衰退期技術。

2.4.1 導入期技術

在技術導入（起步）階段，技術尚處于開發初期，此時期節能技術從概念到開發成功，形成經過小規模驗證的技術和設備，但節能技術尚未定型且市場前景較為不明朗，風險相對較大，尚不具備大規模擴散價值。

特點：一是通常未經過大規模工業化應用，或處在工程驗證示范應用過程中；二是投資非常高；三是技術通常還需繼續優化。

2.4.2 加速成長前期技術

此階段節能技術正在逐漸開始規模化的產業應用，并在前期的驗證性示范應用過程中得以不斷地優化和改進，具備加速成長的基礎。

特點：一是技術進一步成熟；二是隨著應用規模的擴大，投資逐步降低。通常認為普及率小于20%的工藝替代技術（工藝替代技術的效果不僅是能效提升，一般還包括產品質量的提升、規模的擴大等，通常投資大，回收期較長。）以及普及率小于20%，投資回收期大于5年的工藝改造技術，基本處于加速成長前期，此時市場對技術的認知度較低。

2.4.3 加速成長期技術

此階段技術應用市場開始由慢到快逐漸增長，但技術尚未完全成熟。對節能技術來講，通常認為普及率小于20%，回收期小于5年的技術，屬于加速成長期技術。

特點：一是普及率快速上升；二是投資進一步降低，趨于穩定。

2.4.4 成熟期技術

位于成熟期的技術得到廣泛的應用。通常認為節能技術普及率超過80%的技術屬于成熟期技術。

特點：一是技術普及率較高，市場增長緩慢；二是市場上有較多的供給者；三是已有技術持有者開始開發新的替代技術。

2.4.5 衰退期技術

此時，技術已失去優勢地位，開始逐步退出市場。通常認為普及率超過80%的節能技術屬于衰退期技術。

特點：一是普及率幾乎不再提高；二是新的替代技術開始出現。

3 結論

基于節能技術特性與效益對節能技術進行分類和評價，不僅有助于節能技術的推廣應用，同時對金融機構評價節能項目也具有指導作用。