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能源统计方法. 清华大学 孟昭利. 一、基础知识. 1. 基本概念 （ 1 ）能源统计 统计的最基本概念是计数，它有两个基本要素，即对象和数量。要做好统计工作，必须明确统计对象是什么？为了正确表示统计对象需要统计什么？采用什么样方法进行统计？也就是说，首先要根据具体任务确定统计对象的统计体系、统计范围和表示统计对象基本特征的参量，对各统计项目之间的内在联系加以必要的说明，提出统计大纲，即通常所说的 “ 统.
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能源统计方法 清华大学 孟昭利
1.基本概念 （1）能源统计 统计的最基本概念是计数，它有两个基本要素，即对象和数量。要做好统计工作，必须明确统计对象是什么？为了正确表示统计对象需要统计什么？采用什么样方法进行统计？也就是说，首先要根据具体任务确定统计对象的统计体系、统计范围和表示统计对象基本特征的参量，对各统计项目之间的内在联系加以必要的说明，提出统计大纲，即通常所说的“统
计指标体系”。其次，要对体系中各项具体指标计算范围、计算方式、统计数据采集、整理的方法等项均作明确的规定，即明确说明指标的涵义，这在统计学中称为“指标解释”。“统计指标体系”和“指标解释”组成了统计文件，它是进行统计工作的依据，以保证统计工作的准确性、统一性和完备性。计指标体系”。其次，要对体系中各项具体指标计算范围、计算方式、统计数据采集、整理的方法等项均作明确的规定，即明确说明指标的涵义，这在统计学中称为“指标解释”。“统计指标体系”和“指标解释”组成了统计文件，它是进行统计工作的依据，以保证统计工作的准确性、统一性和完备性。 能源统计是以能量为统计单位。
（2）能（能量） 能是一个物理概念，根据描述宏观物体基本运动特性的牛顿力学定义，能为作功的本领。能是物理运动的一种度量，并且是物质运动状态的单值函数。如机械能、分子内能、电能、化学能及核能等。 （3）能源 能源是可以从其中得到热、光、动力之类的能量的物质资源，可以是燃料、自然能或能的载体。能源不是一种单纯的物理概念。也就是说，必须是技术经济上合理的那些可以得到能量的资源才能称之为能源。 我国节能法所称能源，是指煤炭、原油、天然气、电力、焦炭、煤气、热力、成品油、燃料油、液化石油气、可再生能源和其它直接或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源。
（4）一次能源 是从自然界直接取得，并不改变其基本形态的能源，如煤炭、原油、天然气、水力、核能、太阳能、生物质能、海洋能、风能、地热能，等等。 （5） 二次能源 是一次能源经过加工转换成另一种形态的能源，主要有电力、焦炭、煤气、蒸汽、热水以及成品油、燃料油、液化石油。在生产过程中排出的余能、余热，如高温烟气、可燃气、蒸汽、热水、排放的有压流体等也属于二次能源。一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源，都称做二次能源。
（6）耗能工质 耗能工质是指在生产过程中所消耗的那种不作原料使用，也不进入产品，制取时又需要消耗能源的工作物质。（GB2589－1990）例如水、压缩空气等。 （7）燃料发热值 我国1981年发布的国家标准（GB2587－81）规定：燃料发热量取低位发热值（见表2.1）。
低位发热量，即燃料完全燃料，燃烧产物中的水蒸汽仍以气态存在时的反应热，它等于从高位发热量中扣除蒸汽凝结热后的热量：低位发热量，即燃料完全燃料，燃烧产物中的水蒸汽仍以气态存在时的反应热，它等于从高位发热量中扣除蒸汽凝结热后的热量： Qdw=Qgw-r·W 式中：Qdw,Qgw－燃料的低位与高位发热量(kcal/kg); r－水蒸汽凝结热(kca/kg)； W－1kg燃料燃烧产物的水蒸汽量(kg/kg). 进行能量平衡时，应以燃料的低位发热量为计算基准。由实测求得Qgw,并换算为燃料利用基低位发热量（公式见GB2587－81）。当不能实测时，可根据燃料的工业分析结果的经验公式（见GB2589－81）计算求得。
2.所用单位 （1）原始单位 计量各种能源的实物量所用的单位称为“原始单位”。 （2）通用单位 能源统计要反映出多种能源的相互关系，就必须采用共同的单位去计量不同的能源。要找到一种通用的度量单位对不同对象进行计量，其先决条件是研究这些对象所具有共同的属性。 （3）能源统计中使用单位
表2.2 能源统计的原始单位 • 这里指的是1 000kg。另外英美还使用长吨和短吨， 1978年以前英国用长吨（1 016.05kg, 2 240磅）,美国用短吨（907.2kg,2000磅）。 • 桶为容积单位，这里指的是石油桶，约等于159L。 • 加仑为容积单位，有英国加仑（4.546L）和美国加仑（3.785 4L）。
焦耳（J）或其倍数 热量单位 卡（cal）或其倍数 图2.1 能源统计中的各种通用单位 能源所含热量 英热单位（Btu）或其倍数 高位热值 煤当量——吨煤当量(我国称吨标煤) 1tce=7×106kcal 低位热值 吨油当量（toe） OECD各国： 1toe=107kcal(NCV) UN统计 1toe=1.02×107kcal(GCV) 其他，如国际壳牌石油公司： 1toe=1.0837×107kcal 桶油当量（BOE） 换算成某种燃料量 油当量
1969年国际计量委员会建议废除卡热量单位，采用国际单位制（SI）中焦耳作为能、功、热的单位，定义为1国际安培电流，在1国际欧姆电阻上，1秒钟消耗的电能。1969年国际计量委员会建议废除卡热量单位，采用国际单位制（SI）中焦耳作为能、功、热的单位，定义为1国际安培电流，在1国际欧姆电阻上，1秒钟消耗的电能。 1984年3月，国务院发布了《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》，命令指出：能量、功、热的法定计量单位为焦[耳]。 1991年1月1日起，除个别特殊领域外，不允许使用非法定计量单位。
（4）当量热值 低（位）发热量等于29.27MJ（或7000kcal)的固体燃料称为1kgce， 在能源统计计算中采用tce。低（位）发热量等于41.82MJ（或10 000kcal）液体或气体燃料称1kgoe或标准立方米气。按标准煤量 （或标准油量），折算的热量值称为当量热值。 （5）等价热值 等价热值是指为了得到一个单位的二次能源（如汽油、柴油、煤油等石油制品，焦炭、煤气、电力、蒸汽等）或耗能工质（如压缩空气、氧气、各种水等）在工业上实际要消耗的一次能源的热量。例如：发电煤耗为0.404kgce/Kw·h，其等价热值为0.4047000＝2828kcal 其热功当量为860kcal，热·电转换效率为860/2828＝0.304。 ［例1］ ［例2］
3. 折算标准煤系数 表2.5 能源折算系数表
(1) 煤炭类原则上应采用企业实测单位重量的发热值；(2) 各种燃气和生物质能的发热量应采用实测值，再折算成标准煤当量。如无条件实测，取下表数值。 表2.6 各类燃气和生物质能折算系数表（参考值）
(3) 热力单位采用百万千卡 （1Gcal=142.9kgce,1Mcal=0.1429kgce） 表2.7 蒸汽热焓参考值 ① 蒸汽或热水产量取报告期内锅炉给水量与排污等损失量之差。 ② 闭路循环供热时热水焓值取20kcal／kg。 ③ 开路供热时热水焓值取70kcal／kg。 上述情况的热水出口温度为90℃，回水温度为70℃，给水温度为20℃。 （4） 某些耗能工质的平均等价值与折算系数见表2.8。
4.能量单位换算 1986年7月1日《中华人民共和国计量法》规定，我国采用国际单位（SI制）作为法定单位。取长度米(m)，质量千克(kg)，时间秒(s),电流安[培]（A），热力学温度开[尔文]（K），物质质量摩[尔](mol)等。 为了使用方便，国际单位制还有一些导出单位，例如：能量（功，热量）焦耳（J），力牛［顿］（N），压力帕［斯卡］（Pa），功率瓦［特］（W）以及摄氏温度度（℃），等等，经常使用。 国家标准GB2586—81规定热、功、能量单位为焦耳（J），其定义： 1牛顿＝1千克·米／秒2（1N＝1kg·m／s2） 1焦耳从电学定义： 1安培电流在1欧姆电阻上1秒钟内所消耗的电能，称为1焦耳。我国原有的热量单位“卡”有几种定义： 1（20℃）卡＝4.1816焦耳 1（国际蒸汽表）卡＝4.1868焦耳 1（热化学）卡＝4.1840焦耳
（1）英热单位（Btu） 它是将1磅水温度上升1华氏度（°F）所需的热量 1Btu＝1055J （2）千克标准煤（kgce） 固体燃料的低位发热量等于29.27MJ（7 000kcal）计为1千克标准煤： 1kgce＝29.27MJ＝7 000kcal （3）千克标准油（kgoe） 液体燃料的低位发热量等于41.82MJ（104kcal），计为1千克标准油： 1kgoe＝41.82MJ＝10 000kcal 则 0.7kgoe＝1kgce （4） 电能量（千瓦·时—kW·h） 1kW·h＝3 600kJ （5） 机械作功（马力·小时） 1英制马力小时＝1HP·h＝2 686kJ 1公制马力小时＝1PSh＝2 648kJ 1kgf·m＝9.807J
（6）巨大能量单位（Q） 1Q＝1018Btu＝1.055×1021J （7）制冷量单位（J／h） 国外有时采用冷吨（RT——Refrigerating Ton）。1冷吨相当于在24小时内，将1吨0℃水冻成冰的每小时制冷量。 1RT＝1.39×107J／h＝3.86kW （8）液体容积换算：1英加仑——Imp.gal＝4.546L 1美加仑——US.gal＝3.785L，1桶＝159L （9）大量石油计量单位（MBPD·Y） MBPD·Y（Million Barrel Per Day·Year）即每天使用100万桶石油的一年用油量。其发热量为： 1MBPD·Y＝2.25×1018J＝6.2×1011kW·h 1MBPD ·Y＝3657.315Mto/Y=49.898Mto/Y50Mto/Y
企业能源统计是企业能源管理的重要内容，又是政府监管企业科学、合理用能的重要根据，是进行企业能源审计的依据和主要的手段。 企业能源统计是企业能源管理的重要内容，又是政府监管企业科学、合理用能的重要根据，是进行企业能源审计的依据和主要的手段。 1.企业能源统计的基本任务 （1）便于国家对企业用能进行监督和管理，为国家制定能源政策，编制和实施能源计划，保持能源供需平衡提供依据； （2）调查企业执行能源政策和能源计划的情况，进行统计分析，发现问题，查明原因，提出改进意见； （3）加强企业能源管理，挖掘节能潜力，制订节能技术改造方案，为提高企业能源利用率，节约能源保护环境、持续提供必要的信息。 （4）企业利用能源统计数据，可以科学合理用能，提高能效降低能耗，节约能源、保护环境，又提高了企业自身的竞争力发展生产，推动社会进步。
2.企业能源统计工作准备 （1）明确调查目的，它决定统计的内容和方法。调查的明确，要求具体，统计的内容和指标体系就容易确定，也保证了统计资料的完整性。 （2）统一统计单位，保证统计数据可比性，这样也统计数据的整理、综合分析提供方便，减少了工作量。 （3）确定统计项目，设计统计表格，保证统计数据的完整性、统一性和可靠性。 3.企业能源统计范围 企业能源统计范围应遵照国家统计局制发的统计表格规定，不得漏项，也不能随意增加，以保证能源统计的可比性和统一性。
4.企业能源计量考核指标 国家对企业能源计量工作进行考核，可以评价企业能源管理水平， 衡量企业能源统计数据的准确性与可靠性。 企业经计量的各类能源总量 企业能源购入总量 企业已配置的能源计量器具数 企业应配置的能源计量器 抽查合格的能源计量器具数 抽查能源计量器具总数 计量标准器具周检合格数 计量标准器具周检基数 计量器具周检合格数 计量器具周检基数 能源计量率（检测率）= ×100（％） ×100（％） 能源计量器具配备率= 能源计量器具完好率= （抽验合格率） ×100（％） 能源计量标准器具＝ 周检合格率 ×100（％） 能源计量器具周检合格率＝ ×100（％）
1.企业能源购入贮存量统计 我们将企业用能体系看作一个系统，作为研究对象进行能源消费统计分析与评价，首先必须搞清真正投入系统的能源总量，并计算出它们的等价值与当量值。有了投入能源的等价值和当量值，方可对不同种类能源量进行比较、加减和综合平衡。其等价值是用来反映国家对企业投入的能源资源量；而在企业能量平衡工作中，对企业用能过程的分析是基于热力学第一定律，做热量平衡；所以在企业能量平衡工作中，一切能源量只取其当量值，而不可取能源的等价值与当量值混用。
表2.11 企业能源投入总量统计指标 Q0(i) Q1(i) Q2(i)
2.企业能源加工转换量统计 各类投入企业能源，有的直接使用，有的还要经过加工、转换，转变成二次能源和耗能工质，供企业用能系统使用。各种站房生产的二次能源与耗能工质如下。 自备电站： 电力，蒸汽 锅炉房： 蒸汽（高、低压蒸汽） 炼焦厂： 焦炭，煤气 制氧站： 氧气 煤气站： 煤气 制冷站： 冷媒质(耗能工质） 空压站： 压缩空气（耗能工质） 水泵房： 水（耗能工质） 企业内加工转换的二次能源（包括耗能工质）总量是本企业使用购入能源加工、转换出的二次能源量，而不包括本企业购入的二次能源量。
3.企业能源输送分配量统计 企业能源输送分配分两大类：一类是管道输送的能源与耗能工质:有燃料油、天然气、煤气、蒸汽、热水、压缩空气、氧气、乙炔气、液化气等；另一类是输配电线路。 （1）管道输送能源统计指标： 输送量 Q(i) 输送有效能量Q1(i) 输送损失能量 Q2(i) 输送效率 计算输送能源损失量，企业必须装有足够的、准确的、可用的二次能源计量仪表，二次能源的计量率必须达到国家标准，对各类能源做好统计期内的统计记录，所取得的统计数据（累计读数）必须具有一定的可靠性。
①饱和蒸汽的输送损失 输送损失Q2(i)＝（进入管网蒸汽热焓－管网输出蒸汽热焓）×输送蒸汽量Q(i) 如果使用等速取样管测量蒸汽热焓值时，在测点附近要装有蒸汽流量计。 蒸汽热焓值i计算公式为： 其中：i－蒸汽热焓； C－水的比热； G0－冷凝水流量； G－冷却水流量； t－冷凝水温度； t1,t2－冷却水进、出口温度。
②过热蒸汽的输送损失 利用蒸汽特性图，根据过热蒸汽的流量、压力与温度，查出蒸汽 热焓值，再取出进、出口两点的热焓值差，计算过热蒸汽的输送 损失。 ③用热流计直接测量热力管网的散热损失。 ④耗能工质的输送损失量，当前是以漏失量代替输送损失量。 总之，能源输送效率η可以用下列公式计算： 输入量－输出量 输入量 输送损失Q2＝∑管网各段损失 ＝ ×100％
（2）输配电损失 电能是企业内主要动力，各种用电设备中有电力拖动、电加热设备等，例如电热、电解、电焊，还有照明、自动控制、检测、显示和通信装置都需要电力。 发电厂通过电力网将电能送到用户。电力网按其功能分为输电网和配电网两部分。输电网一般是由电压在35kV以上的输电线路和与其相连的变压器组成，它的作用是将电能输送到各个地区的配电网或直接向工业用户送电；配电网则是由电压在10kV及以下的配电线路和配电变压器组成，它的作用是将电能分配到各类用户。 在企业内部应实行严格的计划用电制度，降低电耗保证电能更好地为生产与社会服务，统筹安排，保证重点，合理用电，节约用电，安全用电，提高我国的电能利用率。
4.企业最终用能统计 最终用能是企业能源系统中最为复杂的一个环节，各类企业的能源消费形式千差万别。我们参照国家标准《企业能源平衡通则》（GB/T 3484-93），可以将企业的最终用能环节划分为如下几个主要部分：主要生产，辅助生产，采暖（制冷），照明，运输，生活及其他。 由于企业能源系统所包含的用能设备种类繁多，能耗量有大有小,所以我们要把精力集中在能源消费量大的用能环节和单元， 作为进行企业能量平衡计算与分析的重点。 图2.6 企业总综合能耗构成图
5.非生产用能统计 1. 非生产用能总量； 2. 生活用能量，系指厂区外用于生活目的的能源量，包括输送，热传导损失； 3. 基建用能量，企业内新建厂房所需能源量，也包括输送损失； 4. 医院、俱乐部等非生产设施用能。 四、企业节约能源量统计 1.基准线选定 企业节约能源量简称节能量，是指在一定的统计期内，企业实际消耗的能源量与某一个基准能源消耗量的差值，通常是实际消耗的能源量与某一能源消费定额之差值。所以，随着所选定的基准量（或是定额）不同，其节能量也有所不同。 企业节能量可分为:企业节能总量，单位产品节能量，单位产值节能量，节能技术改造项目的节能量和单项工艺的节能量。企业节能量又可分为当年节能量和累计节能量。当年节能量是前一年与当年的能源消耗量的差值；累计节能量是以某一确定的年份与当年的能源消耗量的差值，实际上等于这一期间内各年的节能量之和。
又可分为企业总产量节能量与企业总产值节能量，其计算关系式： 其中： －企业节能量； E(0)－上一年（或某一确定年份）企业能源消耗量； E－当年企业能源消耗量。 2.单位产量节能量 其中： －i种产品单位产量节能量； －i种产品在基年（0）单位产量能源消耗量（或定额）； －i种产品当年单位产量能源消耗量 3.企业总产量节能量 (i=1,2, …… ,I) 其中： －企业总（产量）节能量 i －企业产品种类总数； －i种产品的当年产量
4.单位产值节能量 其中： －i种产品单位产值节能量； － i种产品在基年（0）单位产值能源消耗量（或定额）； － i种产品当年单位产值能源消耗量。 5.企业总产值节能量 其中： －企业总（产值）节能量； i －企业产品种类总数； －企业i种产品的当年产值。
6.节能技术改造项目节能量 其中： －某项技术改造项目节能量； －技术改造项目实施前的能源消耗量； －技术改造项目实施后的能源消耗量。 节能技术改造项目包括大型的技术改造项目，也包括单一的工艺改造项目和技术管理项目。 7.节能率 节能率是节能量与比较基准（或定额）能源消耗量比值的百分数。 其中：－节能率。
节能率一般是以年为单位计算，如果取ΔE为当年的节能量时，其节能率α就用上式进行计算。如果取ΔE为n年的累计节能量（如记为ΔE(n))时，其平均年节能率α用下式计算：节能率一般是以年为单位计算，如果取ΔE为当年的节能量时，其节能率α就用上式进行计算。如果取ΔE为n年的累计节能量（如记为ΔE(n))时，其平均年节能率α用下式计算：
