










摘 要:為了解決石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)評估體系構(gòu)建尚不完善的問題,聚焦石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù),從技術(shù)性能、經(jīng)濟效益和環(huán)境保護3方面構(gòu)建評價指標體系,通過CRITIC(criteria importance though intercrieria correlation)-云模型進行評價。結(jié)果表明:石化行業(yè)75%的節(jié)能減排技術(shù)綜合評分在0.6以上,其中變頻器調(diào)速節(jié)能技術(shù)、蒸汽系統(tǒng)運行優(yōu)化與節(jié)能技術(shù)、大型高參數(shù)板殼式換熱技術(shù)是標桿技術(shù);石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)在成熟度、適用性、減排成本以及減排潛力上的表現(xiàn)存在顯著差異,其中多能互補型直流微電網(wǎng)及抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)技術(shù)與多孔表面高通量管高效換熱技術(shù)在經(jīng)濟效益和環(huán)境效益方面亟待改進;云模型評價顯示,石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)整體處于“可接受級”水平,并逐步向“可宣稱級”水平邁進。研究結(jié)果從技術(shù)評價視角為石化行業(yè)錨定發(fā)展節(jié)能減排技術(shù)提供了評價依據(jù),有助于助推“雙碳”目標的達成。
關(guān)鍵詞:環(huán)境保護工程;技術(shù)評價;石化行業(yè);節(jié)能減排;CRITIC法;云模型評價
中圖分類號:X322
文獻標識碼:A"" DOI:10.7535/hbkd.2025yx01012
收稿日期:2024-07-03;修回日期:2024-09-29;責任編輯:張士瑩
基金項目:
國家自然科學基金(52304195);煤炭安全精準開采國家地方聯(lián)合工程研究中心項目(EC2023004);安徽省高校優(yōu)秀科研創(chuàng)新團隊項目(2022AH010054)
第一作者簡介:
李姍姍(1992—),女,河北保定人,副教授,博士,主要從事環(huán)境治理理論與方法、“雙碳”政策與技術(shù)評價、安全行為與心理等方面的研究。
E-mail:shanshanli0809@163.com
Evaluation of energy saving and emission reduction technologies in
petrochemical industry based on CRITIC-cloud modeling
LI Shanshan, ZHOU Hongyi
(School of Economics and Management, Anhui University of Science and Technology, Huainan, Anhui 23200" China)
Abstract:In order to solve the problem of incomplete construction of" energy-saving and emission-reduction technology evaluation system in the petrochemical industry, this study focused on energy-saving and emission-reduction technologies in the petrochemical industry, constructed an evaluation index system based on technical performance, economic benefits, and environmental protection using the CRITIC-cloud rating model. The research findings indicated that over 75% of energy-saving and emission-reduction technologies in the petrochemical industry score is above 0.6 in comprehensive evaluation. Benchmark technologies include variable frequency drive energy-saving technology, steam system operation optimization and energy-saving technology, and large-scale high-parameter plate-shell heat exchange technology. Significant differences are observed in the maturity, applicability, emission reduction costs, and reduction potential of energy-saving and emission-reduction technologies in the petrochemical industry. Technologies such as multi-energy complementary DC microgrid and pump energy-saving group control system technology, and high-efficiency heat exchange technology with porous surface high-flux tubes require should be improved in economic and environmental benefits; The cloud model evaluation shows that the whole energy-saving and emission-reduction technologies in the petrochemical industry reach an \"acceptable\" level and are gradually towards a
\"claimable\" level. The research results provide evaluation criteria for the development of energy-saving and emission-reduction technologies in the petrochemical industry from a technical assessment perspective, and aids in achieving the goals of carbon neutrality.
Keywords:environmental protection projects; technology evaluation; petrochemical industry; energy conservation and emission reduction; CRITIC method; cloud model evaluation
隨著溫室效應(yīng)不斷加劇,從根本上減少溫室氣體的排放勢在必行。在第26屆聯(lián)合國氣候變化締約方大會上,近200個國家達成了到21世紀中葉全球凈零碳排放的目標,并將全球升溫幅度控制在1.5 ℃以下
[1]。石化行業(yè)是中國國民經(jīng)濟發(fā)展和能源供應(yīng)的重要支柱,也是高耗能、高排放行業(yè)之一。2022年,中國石化行業(yè)碳排放量達到14億t,約占工業(yè)碳排放量的18%、全國碳排放總量的12%。因此,亟需針對石化行業(yè)碳排放進行有效控制,建立石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)評價指標體系,助推“雙碳”目標的實現(xiàn)。
關(guān)于節(jié)能減排技術(shù)評價的研究主要集中在評價角度、評價領(lǐng)域、評價指標選取以及權(quán)重確定等方面。已有研究表明,有害大氣污染物調(diào)控、能源利用及企業(yè)碳減排策略是實現(xiàn)協(xié)同減排的關(guān)鍵,企業(yè)的源頭減排策略在于提高能源效率,而不是減少產(chǎn)出[3]。在評價角度方面,研究人員通過建立分析模型[4]、采用生命周期評價法[5]、基于綠色低碳技術(shù)體系[6]等方式,探討了如何在“碳達峰”和“碳中和”階段實現(xiàn)協(xié)同發(fā)展,促進碳減排技術(shù)的更好應(yīng)用。在選取評價指標方面,HANAK等[7]結(jié)合能源行業(yè)指標,構(gòu)建了涵蓋低碳排放、能源供應(yīng)、能源市場、消除家庭能源貧困4方面內(nèi)容的指標體系;世界能源理事會建立了包含經(jīng)濟型指標與技術(shù)型指標的評價體系[8]。中國國內(nèi)研究主要從減排成本、減排效益、多區(qū)域投入產(chǎn)出優(yōu)化、碳審計視角、生命周期分析等構(gòu)建評價指標,也有學者構(gòu)建了經(jīng)濟、環(huán)境與社會3個方面評價指標以及期望投入和期望產(chǎn)出指標[9-16];在構(gòu)建評價體系方面,主要從企業(yè)碳績效、供應(yīng)商評估碳管理以及低碳競爭力評價等方面構(gòu)建評價體系[17-18];在評價領(lǐng)域方面,主要聚焦如物流業(yè)、水泥企業(yè)、煤炭企業(yè)以及電力行業(yè)等重污染、高排放的行業(yè)進行評價[19-23];在權(quán)重確定方面,主要采用德爾菲法、熵權(quán)法、層次分析法、模糊綜合評價法或者多種方法相結(jié)合進行分析[24-30],如將多準則決策技術(shù)中的層次分析法和多極光法相結(jié)合。但是,國內(nèi)外學者針對石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)評價的研究對象主要集中在關(guān)鍵低碳技術(shù)、減排效果和減排成本方面[31-32],缺乏科學性和綜合性,導致行業(yè)減排治理效果并不理想,尤其是針對石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)評估體系的構(gòu)建尚不完善。
本研究基于“雙碳”視角,運用CRITIC(criteria importance though intercrieria correlation)-云模型等級評價法,從技術(shù)性能、經(jīng)濟效益以及環(huán)境保護等角度出發(fā),梳理當前石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù),進行全方位綜合評價,根據(jù)評價結(jié)果提出建議。
1 石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)
當前石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)主要包括源頭綠色開發(fā)、過程低碳利用和減污降碳協(xié)同3個方面[33]。為貫徹落實《中華人民共和國節(jié)約能源法》,以及《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案的通知》(國發(fā)[2016]74號)要求,加快節(jié)能減排技術(shù)進步,引導用能單位采用先進適用的節(jié)能減排新技術(shù)、新裝備、新工藝,國家發(fā)展和改革委員會陸續(xù)編制了2014年—2017年《國家重點節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄(節(jié)能部分)》以及第1批—第4批《國家重點推廣的低碳技術(shù)目錄》,涉及煤炭、電力、鋼鐵、石化、建材等13個行業(yè),共260項重點節(jié)能減排技術(shù)。本研究以《國家重點節(jié)能低碳技術(shù)推廣目錄》、《國家重點推廣的低碳技術(shù)目錄》以及中國“碳中和”技術(shù)平臺作為數(shù)據(jù)來源[34-36],篩選出應(yīng)用于石化行業(yè)的17種具有代表性的節(jié)能減排技術(shù)(包括企業(yè)能源管理類、煉油類及磷酸類)。各項技術(shù)的優(yōu)缺點如表1所示。
2 評價方法與過程
2.1 評價方法
采用信息熵模型確定各指標權(quán)重具有客觀性、普適性,可適用于行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)的篩選工作[37]。CRITIC法是一種比熵權(quán)法和標準離差法更好的客觀賦權(quán)法,基于評價指標的對比強度和指標之間的沖突性,綜合衡量指標的客觀權(quán)重[38-39]。其在考慮指標變異性大小的同時兼顧指標之間的相關(guān)性,并非數(shù)字越大越重要,而是利用數(shù)據(jù)自身的客觀屬性進行科學評價。
云模型是李德毅等[40]在傳統(tǒng)模糊集理論和概率統(tǒng)計理論基礎(chǔ)上提出的一種專門研究復(fù)合不確定性的現(xiàn)代數(shù)學理論,可以較好地描述變量的隨機性、模糊性及關(guān)聯(lián)性,實現(xiàn)定性與定量之間不確定性的映射和轉(zhuǎn)換。云的數(shù)字特征通過期望Ex、熵En和超熵He 3個數(shù)值來表示,記為A=(Ex,En,He)。云的數(shù)字特征可以產(chǎn)生云滴,經(jīng)過一定數(shù)量的累積匯聚為云,實現(xiàn)從定性到定量的映射,它反映了定性概念的定量特征。Ex為云滴在論域空間分布的期望;En為定性概念的不確定性度量,反映了云滴中可被期望概念接受的確定度大小和云滴的離散程度;He為熵的不確定性度量,超熵He越小,表示一個概念被普遍接受的程度越高,反之則越低。
石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)評價具有多層次、多屬性和模糊性,并且各節(jié)能減排技術(shù)評價指標之間存在一定的關(guān)聯(lián)。基于此,結(jié)合原始數(shù)據(jù)收集的客觀性,為了使指標權(quán)重具備合理性和科學性,采用CRITIC法確定石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)的評價指標權(quán)重,并利用云模型對石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)進行等級評價。
2.2 評價過程
具體研究過程如圖1所示。
2.2.1 構(gòu)建評價指標體系
石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)在成熟度、經(jīng)濟性、減排能力等方面要求較高,且不同減排技術(shù)表現(xiàn)有所差異。因此,對于現(xiàn)有節(jié)能減排技術(shù)需綜合考慮技術(shù)投資成本、技術(shù)適用性、減排成本、減排潛力與能力以及生態(tài)環(huán)境影響等方面的因素。基于清潔生產(chǎn)理念,根據(jù)獨立性、層次性、可比性、定量及定性結(jié)合[41]等原則,將其他行業(yè)(如印染、銅冶煉、電鍍、化學纖維制造、煤炭、船舶運輸?shù)龋?sup>[42-47]已建立的評估指標體系與石化行業(yè)的實際情況結(jié)合后,構(gòu)建石化行業(yè)碳減排技術(shù)評價指標體系,如表2所示。
該體系分為3層:一是目標層,為石化行業(yè)碳減排技術(shù)評價;二是準則層,分為技術(shù)性能、經(jīng)濟效益和環(huán)境保護;三是指標層,由成熟度、安全性、適用性、投資成本、單位減排成本、環(huán)境影響以及減排潛力7個指標組成。
2.2.2 指標權(quán)重確定
CRITIC權(quán)重以評價指標的變異性和評價指標間的沖突性作為標準進行計算,具體步驟如下。
假設(shè)有n個待評價樣本、p項評價指標,形成原始指標數(shù)據(jù)矩陣為
X=X11…X1p
Xn1…Xnp 。
(1)
式中:Xij 表示第i個樣本第j項評價指標的數(shù)值,i=" …,n,j=" …,p。
1)無量綱化處理
消除因量綱不同對評價結(jié)果造成的影響,一般使用正向化或逆向化處理。正向化處理:Xij=(Xj-Xmin)/
(Xmax-Xmin);逆向化處理:Xij=(Xmax-Xj)/(Xmax-Xmin)。
2)指標變異性
j=1n∑ni=1
xij" ,(2)
Sj=∑ni=1
(xij-j)2n-1" 。
(3)
式中:Sj表示第j個評價指標的標準差。標準差越大表示該指標的數(shù)值差異越大,越能反映出更多的信息,該指標本身的評價強度也就越強,應(yīng)該給該指標分配更多的權(quán)重。
3)指標沖突性
Rj=∑pi=1
(1-rij) 。(4)
式中:Rj表示指標沖突性;rij表示評價指標i和j之間的相關(guān)系數(shù)。使用相關(guān)系數(shù)來表示指標間的相關(guān)性,若與其他指標的相關(guān)性越強,則該指標就與其他指標的沖突性越小,反映出相同的信息越多,所能體現(xiàn)的評價內(nèi)容就越有重復(fù)之處,一定程度上也就削弱了該指標的評價強度,應(yīng)該減少對該指標分配的權(quán)重。
4)信息量
Cj=SjRj 。
5)
Cj越大,表明第j個評價指標在整個評價指標體系中的作用越大,應(yīng)該給其分配更多的權(quán)重。
5)客觀權(quán)重
第j個指標的客觀權(quán)重Wj為
Wj=Cj∑Pj=1Cj" 。
(6)
根據(jù)上述步驟,依次計算出石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)評價體系中各指標的變異性、沖突性以及信息量,最終得到各指標的權(quán)重,結(jié)果如表3所示。
2.2.3 CRITIC-云模型
本研究對石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)指標數(shù)據(jù)進行處理,依據(jù)權(quán)重云評價模型,具體步驟如下。
1)建立指標權(quán)重因子集
采用CRITIC法運算,確定論域內(nèi)各個指標的權(quán)重W={w w …,wn}。
2)確定指標集和指標評價集
最終確定7個二級指標(見表3),將各評價指標值按大小順序排列,并進行等級劃分。通過參閱相關(guān)資料文獻,并結(jié)合實際情況,將所有指標分為4個等級(警惕級、可改進級、可接受級、可宣稱級),用來評價石化行業(yè)碳減排技術(shù)的發(fā)展水平。具體指標等級劃分如下:警惕級區(qū)間為[0, 0.2),改進級區(qū)間為[0." 0.5),可接受級區(qū)間為[0." 0.8),可宣稱級區(qū)間為[0.8, 1)。
3)確定各指標各等級云參數(shù)
每個等級云的特征參數(shù)(Ex,En,He)是由各評價指標對應(yīng)其等級的上下邊界值確定的,具體可通過相應(yīng)的特征值參數(shù)求出,計算公式如下:
Ex=(Cmax+Cmin)/2 ,
(7)
En=(Cmax-Cmin)/6 ,
(8)
He=k 。(9)
式中:k為常數(shù),可根據(jù)評語本身的不確定程度進行調(diào)整。對于單邊約束Cmax或Cmin的評語,首先確定期望值,再按照式(7)—(9)計算云參數(shù),用半升半降云描述,選取相應(yīng)對稱云熵值的1/2作為各自的熵值。根據(jù)本研究的實際情況,假定評語集所對應(yīng)的論域為[0,1],可以獲得各個定性評語相應(yīng)的變動區(qū)間及對應(yīng)的參數(shù),如表4所示。
4)計算云模型隸屬度
根據(jù)計算得到的3個特征參數(shù)(Ex,En,He)和篩選后的實際評價指標數(shù)據(jù),將算法程序輸入到Matlab 2021a軟件中,得到各個指標對應(yīng)的每個等級的隸屬度,并構(gòu)造隸屬度矩陣。
5)確定評價等級
將已獲取的權(quán)重向量W和各評價對象的隸屬度矩陣進行模糊運算,得到4個評價等級的隸屬度,選擇隸屬度最大的等級就是石化行業(yè)碳減排技術(shù)的綜合評價等級。
3 評價結(jié)果與討論
3.1 技術(shù)評價綜合得分
首先,基于建立的節(jié)能減排技術(shù)評價指標體系,采用等級賦值法,依據(jù)文獻調(diào)研、專家打分及中國“碳中和”技術(shù)平臺數(shù)據(jù)進行賦值,賦值結(jié)果為[0, 5]。其次,按照ui=xi/5計算相應(yīng)得分(其中ui為各技術(shù)第i項指標經(jīng)過等級賦值法后的取值;xi為第i項指標原始賦值),進而得到各項指標賦值的等級、數(shù)值及量化結(jié)果。再次,根據(jù)權(quán)重構(gòu)造技術(shù)性能指標權(quán)重向量矩陣W1、經(jīng)濟效益指標權(quán)重向量矩陣W2、環(huán)境保護指標權(quán)重向量矩陣W3、指標矩陣R2以及環(huán)境保護指標矩陣R 權(quán)重越大說明指標越重要。最后,根據(jù)Rij=Ri×Wi計算出各技術(shù)的綜合得分Rij(Rij為第j種技術(shù)指標層下第i項指標的量化值),得到石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)綜合得分評價結(jié)果,如圖2所示。
由圖2評價綜合得分結(jié)果可知,評價總分位列前5的分別為大型高參數(shù)板殼式換熱技術(shù)(0.836 8分)、蒸汽系統(tǒng)運行優(yōu)化與節(jié)能技術(shù)(0.830 8分)、變頻器調(diào)速節(jié)能技術(shù)(0.816 2分)、高效復(fù)合型蒸發(fā)式冷卻(凝)器技術(shù)(0.785 5分)以及螺桿膨脹動力驅(qū)動節(jié)能技術(shù)(0.740 8分),這些技術(shù)都具備能耗低、資源回收利用率高、技術(shù)發(fā)展成熟、減排潛力大等優(yōu)點,因此得分較高,值得推廣和應(yīng)用。而動態(tài)諧波抑制及無功補償綜合節(jié)能技術(shù)(0.552 0分)、磁懸浮離心式鼓風機技術(shù)(0.532 7分)和多能互補型直流微電網(wǎng)及抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)技術(shù)(0.451 1分)綜合得分較低,特別是多能互補型直流微電網(wǎng)及抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)技術(shù)在經(jīng)濟效益和技術(shù)性能上得分都是最低的,其通過新能源多能互補控制構(gòu)成直流微電網(wǎng),為多個抽油機電控終端供電,造成投資成本和單位減排成本過高,普及率也較低。
3.2 各指標評價得分
為了更好地看出石化行業(yè)“碳減排”技術(shù)在技術(shù)性能、經(jīng)濟效益以及環(huán)境保護這3個指標上的具體得分情況,利用origin軟件繪制邊際箱線圖,如圖3所示。
由圖3 a)可知:在“雙碳”目標下,螺桿膨脹動力驅(qū)動節(jié)能技術(shù)(0.301 8分)具有對做功熱介質(zhì)適應(yīng)性強、對負荷變化和進排氣參數(shù)變化適應(yīng)性強并廣泛應(yīng)用于各行業(yè)等優(yōu)點;大型高參數(shù)板殼式換熱技術(shù)(0.301 8分)具有傳熱效率高、技術(shù)發(fā)展成熟等優(yōu)點;高效復(fù)合型蒸發(fā)式冷卻(凝)器技術(shù)(0.280 6分)具有節(jié)電率高、節(jié)水率高、適用性強等優(yōu)點。因此,這3項技術(shù)在技術(shù)性能指標上得分位列前3。此外,半數(shù)以上技術(shù)得分集中在0.15~0.25分,表明石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)在技術(shù)性能上整體表現(xiàn)良好。
由圖3 b)可知:多孔表面高通量管高效換熱技術(shù)(0.360 5分)、新型吸收式熱變換器技術(shù)(0.319 6分)、大型高參數(shù)板殼式換熱技術(shù)(0.309 4分)具有減排成本低和投資成本低等優(yōu)點,因此在經(jīng)濟效益指標上得分較高。只有多能互補型直流微電網(wǎng)及抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)因投資成本和單位減排成本較高,技術(shù)得分低于0.20分,在今后的發(fā)展中可考慮安裝光伏發(fā)電系統(tǒng),采用綠電供應(yīng)方式來減少運行成本。其他技術(shù)的經(jīng)濟效益評價得分均在0.20分以上,說明石化行業(yè)碳減排技術(shù)在經(jīng)濟效益上整體表現(xiàn)較為優(yōu)秀。
由圖3 c)可計算得出:永磁渦流柔性傳動節(jié)能技術(shù)(0.317 1分)減排潛力高達528 t CO2/t,并且采用永磁材料產(chǎn)生的磁力作用來實現(xiàn)力或者力矩(功率)無接觸傳遞,幾乎無環(huán)境影響;變頻器調(diào)速節(jié)能技術(shù)(0.306 5分)減排潛力也達到475 t CO2/t;蒸汽系統(tǒng)運行優(yōu)化與節(jié)能技術(shù)(0.290 7分)是基于數(shù)學模型聯(lián)立模塊法來表示熱電系統(tǒng)的運行狀況,無任何環(huán)境影響。因此,這3項技術(shù)在環(huán)境保護指標上得分較高。多孔表面高通量管高效換熱技術(shù)在環(huán)境保護上得分最低,為提高減排潛力,可考慮強化傳熱結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化多孔層金屬粉末配方以及優(yōu)化多孔層和基層的燒結(jié)工藝。此外,石化行業(yè)碳減排技術(shù)在環(huán)境保護指標上的得分差異較小,表明其在環(huán)境保護方面的整體表現(xiàn)良好。
3.3 云模型評價結(jié)果
為了更好地觀察石化行業(yè)碳減排技術(shù)的評價等級,根據(jù)上述綜合評價得分結(jié)果,利用Matlab 2021a軟件繪制定性評語及綜合評價云圖,如圖4所示。
從圖4 b)可以看出,石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)整體處于“可接受級”水平(Ex=0. 668 9),說明其節(jié)能減排技術(shù)在性能、經(jīng)濟以及環(huán)境方面的總體表現(xiàn)良好。在“雙碳”背景下,節(jié)能減排技術(shù)大部分達到“可接受級”,并且有向“可宣稱級”過渡的趨勢。評價結(jié)果云的熵值En(0.048 4)大于評價云,說明評價結(jié)果范圍較大,反映出石化行業(yè)在節(jié)能減排技術(shù)上表現(xiàn)差異較大,評價結(jié)果云分布較為離散。云超熵值He較大(0.057 1),顯示為云的厚度大于評價云,說明評價結(jié)果存在一定的隨機性,石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)還未能達到統(tǒng)一的狀態(tài),部分技術(shù)仍有待提高。
從圖4 c)可以看出,石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)在技術(shù)性能上處于由“可改進級”向“可接受級”過渡的評價水平(Ex=0.201 9)。評價結(jié)果云的熵值En(0.064 1)大于評價云,可得出此評價結(jié)果范圍較大、穩(wěn)定性較差,反映出石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)在技術(shù)性能上的評價結(jié)果差異顯著。云超熵值He較小(0.006 5),顯示為云的厚度大于評價云,說明評價結(jié)果存在一定的隨機性,石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)在技術(shù)性能上還未達到統(tǒng)一的狀態(tài)。
從圖4 d)可以看出,石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)在經(jīng)濟效益上偏向處于“可接級受”的評價云(Ex=0.255 4)。評價結(jié)果云的熵值En(0.032 2)接近于評價云,表明評價結(jié)果的范圍較小、穩(wěn)定性好,反映出石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)在經(jīng)濟效益上的評價結(jié)果差異較小。云超熵值He較小(0.003 7),顯示為云的厚度大于評價云,說明評價結(jié)果的接受程度較高,石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)在經(jīng)濟效益上整體達到統(tǒng)一的狀態(tài)。
從圖4 e)可以看出,石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)在環(huán)境保護指標上處于“可接受級”的評價水平(Ex=0.211 6)。評價結(jié)果云的熵值En(0.054 7 )大于評價云,可得出此評價結(jié)果范圍較大、穩(wěn)定性較差,反映出石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)在環(huán)境保護上的評價結(jié)果差異顯著。云超熵值He(0.003 7)較小,顯示為云的厚度大于評價云,說明評價結(jié)果存在一定的隨機性,石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)在環(huán)境保護上還未達到統(tǒng)一的狀態(tài)。
通過云模型評語區(qū)間,可得出石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)的具體評價等級,如表5所示。
由表5可以看出,石化行業(yè)多數(shù)節(jié)能減排技術(shù)處于“可接受級”水平,與上述云模型整體評價相符合。只有多能互補型直流微電網(wǎng)及抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)技術(shù)處于“可改進級”水平,對該技術(shù)可考慮從分時優(yōu)化協(xié)調(diào)群控以及利用新能源降低能耗方面增加研發(fā)投入,以滿足當下“雙碳”發(fā)展的需求。此外,變頻器調(diào)速節(jié)能技術(shù)、蒸汽系統(tǒng)運行優(yōu)化與節(jié)能技術(shù)以及大型高參數(shù)板殼式換熱技術(shù)達到了“可宣稱級”水平,說明這3項技術(shù)在性能、經(jīng)濟以及環(huán)境方面均已達到較完善的狀態(tài),值得推廣應(yīng)用。其余技術(shù)均處在“可接受級”或者過渡狀態(tài),說明石化行業(yè)正在不斷改進和研發(fā)節(jié)能減排技術(shù),向“可宣稱級”邁進。
4 結(jié)論與建議
4.1 結(jié) 論
1)技術(shù)評價綜合得分表明,石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)75%以上評價得分都在0.60分以上。其中,變頻器調(diào)速節(jié)能技術(shù)、蒸汽系統(tǒng)運行優(yōu)化與節(jié)能技術(shù)以及大型高參數(shù)板殼式換熱技術(shù)評價的綜合得分達到了0.80分以上,是石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)里的標桿技術(shù)。多能互補型直流微電網(wǎng)及抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)技術(shù)的綜合評價得分低于0.50分,需要增加研發(fā)投入,及時改進。
2)從各指標得分來看,石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)在成熟度、適用性、減排成本以及減排潛力上表現(xiàn)優(yōu)良且存在顯著差異,如變頻器調(diào)速節(jié)能技術(shù),其單項得分在0.30分以上,表明該技術(shù)在成熟度、適用性、減排成本、投資成本以及減排潛力等方面表現(xiàn)較為優(yōu)秀。而多能互補型直流微電網(wǎng)及抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)技術(shù)在經(jīng)濟效益指標得分方面只有0.07分,多孔表面高通量管高效換熱技術(shù)在環(huán)境保護指標得分方面只有0.09分,表明這2項技術(shù)在經(jīng)濟效益和環(huán)境保護方面亟待改進。
3)通過云模型進行評價可知,石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)評價整體處于“可接受級”水平,尚未達到“可宣稱級”,但有向“可宣稱級”轉(zhuǎn)化的趨勢。變頻器調(diào)速節(jié)能技術(shù)、蒸汽系統(tǒng)運行優(yōu)化與節(jié)能技術(shù)以及大型高參數(shù)板殼式換熱技術(shù)達到了“可宣稱級”水平,螺桿膨脹動力驅(qū)動節(jié)能技術(shù)和高效復(fù)合型蒸發(fā)式冷卻(凝)器技術(shù)也正在由“可接受級”過渡到“可宣稱級”水平。石化行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)整體還需不斷改進和完善。
4.2 建 議
1)在考慮技術(shù)性能的情況下,高效復(fù)合型蒸發(fā)式冷卻(凝)器技術(shù)、螺桿膨脹動力驅(qū)動節(jié)能技術(shù)以及大型高參數(shù)板殼式換熱技術(shù)在安全性、成熟度和適用性方面表現(xiàn)最好,并且這3項技術(shù)都具有較高的減排潛力,但高效復(fù)合型蒸發(fā)式冷卻(凝)器技術(shù)和螺桿膨脹動力驅(qū)動節(jié)能技術(shù)的投資成本較高。對于高效復(fù)合型蒸發(fā)式冷卻(凝)器技術(shù)而言,可考慮從高壓復(fù)合型換熱設(shè)備、高壓換熱管束柔性化技術(shù)等方面不斷加以改進,減少投資成本。對于螺桿膨脹動力驅(qū)動節(jié)能技術(shù),可以在能源動力機的投入上減少投資成本。
2)在只考慮經(jīng)濟效益的情況下,多孔表面高通量管高效換熱技術(shù)在減排成本和投資成本上最低,但減排潛力低,對其可從強化傳熱結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化多孔層金屬粉末配方以及優(yōu)化多孔層和基層的燒結(jié)工藝等方面入手,增加研發(fā)投入,提高減排潛力。相反,多能互補型直流微電網(wǎng)及抽油機節(jié)能群控系統(tǒng)技術(shù)投資成本高昂,但減排潛力好,可考慮采用建立光伏發(fā)電、分時優(yōu)化協(xié)調(diào)群控等方式降低減排成本。政府要引導石化行業(yè)借鑒已成熟技術(shù)的運行原理,采取相類似的能源利用方式,促進技術(shù)的全面均衡發(fā)展。
3)根據(jù)云模型的評價結(jié)果,大型高參數(shù)板殼式換熱技術(shù)與蒸汽系統(tǒng)運行優(yōu)化與節(jié)能技術(shù)已達到“可宣稱級”水平,高效復(fù)合型蒸發(fā)式冷卻(凝)器技術(shù)正在向“可宣稱級”水平過渡。石化行業(yè)應(yīng)大力推廣能耗低、資源回收利用率高、技術(shù)發(fā)展成熟、減排潛力大等技術(shù)的推廣和應(yīng)用,同時通過綠色信貸、綠色證券、綠色投入稅收優(yōu)惠等經(jīng)濟政策引導行業(yè)持續(xù)性改進節(jié)能減排技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),推動“碳達峰”與“碳中和”目標的實現(xiàn)。
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