企业能源计量中的能量平衡模型分析

胡 妍

（宜宾学院，四川 宜宾 644000）

1 能量平衡理论模型分析

能量平衡，就是分析一个系统（设备、车间、企业）的输入能量、有效利用能量和损失能量之间的平衡关系。通过能量平衡，提高能量的利用水平，分析用能过程中各个环节的影响因素，找出能量损失的原因和节能潜力与途径，从而有针对性地制订出切合实际的技术改造措施，以提高系统的能量利用率。能量平衡按种类可分类热平衡、电平衡、汽平衡、水平衡等；按生产对象可分为设备能量平衡、企业能量平衡。本文以热平衡为例建立企业能量平衡模型。

1.1 能量平衡模型

能量平衡是能量的数量方面的平衡。能量平衡是在设备处于能量稳定的情下进行的，此时系统本身贮存的能量不再变化，则有：

输入系统的能量=由系统输出的能量=有效利用能量+损失能量

1.2 能量利用效率模型及测量

能量利用效率是指能源中所具有的能量被有效利用的程度。能量利用效率模型可表示为：η=×100%=（1）×100%

计算能量利用效率的对象不同时，方法也不完全相同，一般有以下三种测量方法：

（1）按产品能耗测量

利用企业中的主要耗能产品，按单位产品的有效利用能量和总能耗量加权平均，即可求得企业总的能量利用效率：

其中：Q为某项产品的产量；e1为产品的有效利用能量；e2为产品的总能耗量。

(2)按能源使用的用途测量

能源的使用的用途大到有二类：一类直接燃烧；另一类转换为二次能源后在再使用。因此按用途测量时可分为：发电、锅炉、炉窑、蒸汽动力、内燃动力等，先求得某项用途的有效利用能量，然后在将各种用途的有效利用能量相加，最后比上各种用途的总能耗量（w用+w损）。

（3）按能量从加工到利用测量

把能源从进入企业加工、转换、运输到最终使用，分为四个过程，分别计算出各个过程的效率，然后相求得总的能量利用效率。

η总=η加×η转×η运×η用×100%

2 企业能源计量投入的经济评价

2.1 企业节能量的测算

节能量就是节约能源的数量，这是在生产条件的一定条件可比条件下，采取了计量措施以后所获得的节约能源消费的数量指标。测算企业节能量的模型方法有二种：

（1）以产品产量单位耗能测算节能量。一般以上年同期的实际单位产品产量耗能量为基数测算节能量，低于上年同期消耗的为节约，高于上年同期消耗的为浪费。企业一般是生产多种产品，各种产品的单位能耗不同，所以企业节能量就是各种产品的节能量之和，其测算模型为：Cyi。式中：ΔQ为企业当年的节能量；n为产品数量；qxi为第i种产品上年的单位能耗；qyi为第i种产品当年的单位能耗；Cyi为第i种产品当年的产量。

（2）按产品的产值测算节能量。企业有些生产部门由于产品的规格较多，难以按每项产品来测算能量消耗，因而采用部门产值来测算，其测算模型为：ΔQ=)W。式中：ΔQ为部门按当年产值测算的节能量为部门上年的单位产值能耗为部门当年的单位产值能耗；W为部门当年的产值。

2.2 能源计量技术的经济评价

随着科学技术的进步，节能技术和方法逐渐趋于完善。但是我们要清楚地知道，无论哪一种方法，不仅受热力学基本定律的制约，还要受经济性的限制。企业不可能只追求效率，而不考虑经济效果。节能本身不是最终的目标，不能为节能而节能，节能的最终目的是为了取得最佳的经济效益。因此，企业在采取一项能源计量技术时，要对其进行经济评价。经济评价包括二方面的问题：一为是否符合国家规定；二为方案选择。

节能技术的评价模型为：E=V/C

其中：E为经济效果；V为有用价值；C为总耗费价值。

2.2.1 评价标准

全面地评价经济效果是很困难的，不可能用一个指标去衡量，必须结合实际，运用一系列指标，通过综合比较和分析才能得出符合现实的结论。目前，常用的指标有以下几种：

投资指标：投资是指实现某一节能方案所需要的支出资金，包括固定资金和流动资金。

式中：M为设备的投资额；Ki为第i种设备的数量；Si为第i种设备的价格；Pi为第i种设备的运输费和安装费等。

其它的评价指标有成本指标——生产过程中所消耗的以货币形式表现出来的工资原材料耗费维护管理费的固定资产折旧等费用的总额；盈利指标——主要指单位投资的盈利和成本利润留成指标；建设速度和发挥效益时间指标——主要指施工期和服务年限；资源消耗指标——节约单位能源民消耗的原料材料等；能源节约率和能源利用率指标——指节能实施后，能源利用合理性和技术水平的提高程度。

2.2.2 经济效果的计算方法

（1）投资回收年限法

这种方法主要考虑节能技术投资和收益两方面的因素。投资回收年限就是用每年由于实施节能措施所得到的净利润来回收总投资所需要的的年数。用公式表示为:

n=W/w其中：W为总投资；w为每年由于实施节能措施所得到的净利润。

若n小于或等于国家规定的标准偿还年限,则认为该节能措施在经济上是合理的。

在本方法中把资金利息的因素考虑进去,就可以算出投资的精确回收年限,计算式为:

W=w*(1+i)n-1/i(1+i)n式中:i为银行货款利率；n为投资回收年限。

由上式可以得出投资的精确回收年限n的计算式为:

（2）服务期限内内部收益率的计算方法

内部收益率表示在整个服务期内收益的比例,其值越大,效益越好，但不能低于国家规定的标准。内部收益率的计算式为:

式中:C为费用;b为收益;FIRR为内部收益率;t为年序。

由上式无法直接解出内部收益率，必须采用逐步试测法。因为在建设和运行开始时费用C较大，b较小，随运行时间的增加，b增加，而C减小，所以当上式为负值时，减小内部收益率，反之则增大。最后，分别计算出净收益之和接近于零的一个正值贴现率和净收益之和接近于零的一个负值贴现率，然后代入内插公式，得:

式中:i1，i2为净收益为正负值时的贴现率；PN为贴现率为i1时的净收益绝对值；NV为贴现率为i2时的净收益绝对值，ir为内部收益率。

3 讨论与建议

本文主要从企业实际对能量平衡理论模型和企业能源计量投入的经济评价进行分析，注重理论在实践中的运用，为企业能源计量提供了一个简单实用的评价方法。这是本文的创新点，具体来说包含以下两点：

（1）能量平衡表是目前我国企业进行能量平衡分析的主要工具，其优点是采用表格形式将能源系统内属于一次能源和二次能源数据进行分门别类和整合，把各种能源在能源系统中的所有转化环节和流程关系在同一表中表示出来。目前我国统计部门已编制了各行业、各类型的能源平衡表并在广泛应用。但是本文认为，作为一个实际运行企业，需要有一个切实可行且操作性较强的能源平衡模型来对企业的能源消耗进行测度，而不宜采用大量理论性强的模型对企业能源运行进行计量。同时，随着能源产业越来越被重视，提高能源计量分析频率是势在必行的，所以有一套较为简单实用的评价方法是必须的。

（2）在工业工程领域，较为普遍的方法是将生产流程进行分解，对每个环节的能源利用率和消耗运用专业计量工具进行测量，然后进行汇总、整理、分析。本文认为：能源消耗可视为一项实物性的投资，本质上可以纳入投资经济分析框架中，所以本文结合财务管理、投资经济分析等知识，运用项目投资评价中的投资回收年限法和内部收益率法建立能源计量技术的经济评价模型。

[1]王泽洪.计量是节能减排的“眼睛”[J].中国计量，2007，(10).

[2]张万路.能源计量环境与能源计量标准[J].工业计量，2007(2).

[3]杨熙民.企业能源计量管理[J].现代节能，1990，(2).

[4]刘春玉.打造以数据为中心的企业能源计量管理体系[J].中国计量，2007，(6).

[5]郭成业.能源计量器具的选型[J].工业计量，1996，(4).

[6]黄宝安.发挥能源计量数据在企业能源管理中的作用[J].江苏现代现代计量，2005，(2).

[7]唐剑萍.论企业能源计量及其数据的管理[J].中国计量，2005，（5）.

[8]高悦.能源计量检测数据分析方法[J].中国计量，2001，(5).