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(二)缺乏能耗的评估机制和管理机制由于相关医疗机构缺乏对节能工作的重视,就导致整个机构在运行的过程中尚未建立和完善能源消耗的评估机制,在众多设备高能耗的运转中,医院采取不作为的态度,很多本应承担评估能源消耗的机构对其采取放任态度,这就导致无法真正计算出在医疗机构运行的过程中,能源消耗所支出的成本处于一个什么样的比重。
(三)设备操作人员专业素质较低在医疗机构中,很多大型医疗设备的使用寿命较为短暂,一部分原因是由于这些大型设备经常性处于使用状态,更加主要的原因是设备的操作人员专业素质较低,在使用设备时,这些操作人员忽略了对设备的保养和维修,更缺乏设备使用过程中节能工作。
二、对于合同能源管理在医院节能管理中使用提出的几点建议
(一)选择信誉良好,实力雄厚的节能服务公司在通过签订合同来节约能源的过程中,相关医疗机构必须事先对市场上各种节能服务公司进行调查和研究,从中选择信誉良好,实力雄厚的节能服务公司。由于合同能源管理是一个长期的能源管理过程,因此,一旦企业的信誉不好,那么就很可能为医院未来的设备保养和能源节约工作带来很多不便之处。此外,实力雄厚的节能服务公司大多在技术上投入了很大的资金,因此,在节约能源方面,这些公司会具备其他公司所不具备的技术优势。
(二)提高对节能管理工作的重视程度首先,医疗机构的管理人员和基层工作人员应该提高对节能管理工作的重视程度,增加经济效益的手段只能是开源节流,节流即节能。通过节约能源的消耗,就能够减少生活运营成本,进而促进医疗机构的经济效益。整个医院应该通过会议以及文化宣传等方式来宣传节能减排的重要意义。在新时代背景下,企业的运行都有独特的企业文化,因此,医疗机构要想在未来激烈的竞争中牢牢占据一席之地,就必须也拥有真正属于自己的医院文化。
(三)建立和完善医院的节能评估机制和管理机制随着医疗机构运行机制的日益发展和完善,医院必须及时的建立和完善节能评估机制,聘请专门的核算人才,按月,按年的计算能源消耗成本,只有对能源消耗成本进行定期的核算,才能进一步了解哪些能源是可以节省的,哪些能源是必须使用和消耗的。只有建立起完善的能耗评估机制,才能将整个能源的使用纳入医院整体运行之中,为能源的节约提供完整的数据支持。
(四)充分了解合同条款,谨慎签订合同在正常情况下,合同条款中大多要求节能服务公司进行一些节能项目的安装施工以及调试工作,在医疗结构和节能服务公司签订的合同中规定的双方责任与义务,要求节能服务公司进行此类工作。并且合同中有关条款还规定了相关设备所有权的转让,在一方款项全部到账后,相关设备的所有权才发生转移。因此,在医疗机构和节能服务公司进行合同合作时,医疗机构必须充分重视合同的效用。此外,为了确保自身的利益,医疗机构应该充分理解合同中有关条款,最后充分利用合同维护自身的合法权益。
根据生态工程学原理,充分利用生物适应性原理,发展耐盐植物就可以直接利用海洋空间获取生物资源。20世纪90年代,美国国家研究委员会国际事务办国际科技开发部(BOSTID)曾组织多国专家小组正式提出盐土农业发展计划,就是根据这一原理。盐土农业以获取食物为目标,目前的研究证明并不太理想,因为盐土作物含盐量和毒素,很难直接用于食品。但是,作为生物质资源开发就不存在这一问题。因此,我们提出发展海洋种植业提供生物质能源和材料。在短期内利用海涂资源发展高产盐生植物,应当是生物质资源获取的非常可行途径。在更远的未来,建设海平面漂浮平台,开拓海洋水面空间,发展高产盐土植物应当是最有潜力的生物质资源获取途径。该途径非常符合国家关于生物质资源开发,不与粮争地,不与林争山的战略原则,确保了生物质资源开发与粮食安全和生态安全相协调。本文拟通过互花米草利用及其产业链构建论述该途径的可行性。
2.材料和方法
2.1互花米草
互花米草(Spartinaalterniflora)属禾本科、虎尾草族、米草属(Spartina)的多年生海岸盐沼植物。互花米草原产美国东海岸,于20世纪80年代初引入中国,最初在江苏射阳和浙江温岭等沿海地区试种,是为防止海岸受侵蚀和加速陆地形成而引种的,促进了其在沿海地区的大面积引种。目前,北起辽宁盘山、南至广东电白的淤泥质海岸,都有互花米草间断分布,面积约80~100万亩(1亩=1/15hm2)。互花米草耐盐、耐淹,是仅有的少数能够直接生活在海水环境下的植物之一。本课题组的研究表明:互花米草不仅在海岸带和河口等广阔的潮间带淤泥质滩涂具有高度的适应性,甚至可以利用全海水灌溉在潮上带高盐土壤获得高产。
互花米草属于C4植物,具有高效的光合作用,因此具有高效的生产力。根据课题组在苏北和上海两地的多年研究,互花米草单位面积地上部分收获产量在苏北可以达到2.5~3.0kg/m2,即1600~2000kg/亩;上海地区可以达到3~5kg/m2,即2000~3333kg/亩。目前在良好田间管理的条件下,三大传统粮食作物及其单产(含秸秆产量)分别为:小麦500~600kg/亩,水稻600~1000kg/亩,玉米800~1200kg/亩。在没有任何人为管理投入的条件下,互花米草几乎达到传统作物良好田间管理产量的2~3倍。如果辅以人工肥水管理,互花米草可以获得更高的单位产量。
基于此,我们提出通过现代科学技术进行互花米草生物质资源的转化,使互花米草如此高效的生产力服务和造福于人民,促进沿海居民的经济、生活水平的提升。
2.2利用方法及其产业链构建
本文介绍一套互花米草利用方法及其产业链构建途径。其核心技术是利用现种互花米草为原料,进行沼气发酵预处理转化后,制造纸浆,并获取副产品:高纯度木质素和高效有机肥。该工艺体系涵盖了从原料收割、储存、预处理产能、纸浆制造到纸浆黑液资源化等纸浆制造的全部工艺环节。具体工艺系统见图1。
3.结果
3.1原料成分
互花米草生物质是一类成分非常复杂的有机质。根据课题组多年的研究,互花米草的化学构成指标大致为:灰分10%~13%,盐量(按NaCl计)3%~5%,纤维素30%~35%,木质素18%~20%,半纤维素35%~40%,蛋白质5%~8%,粗脂肪2%~3%。但是,互花米草热水直接提出物仅为原料的15%~20%,含40%灰分和60%有机质。
3.2直接造纸和产沼气效果
实验室小试研究表明:(1)互花米草直接造纸只能获取35%~40%的纤维素,60%~65%的其他成分都进入造纸黑液。由于黑液中杂质大,黑液的碱回收或木质素的提取效益都比较差,同时互花米草生物质内在的N、P元素也溶进黑液,污染负荷非常大,处理费用高。(2)互花米草单独用于沼气发酵,由于厌氧微生物的自身特性,仅能够利用互花米草中的热抽提有机质、半纤维素的70%~80%,纤维素的10%,木质素基本不被利用。
3.3沼气发酵和造纸梯级转化
实验室小试表明:(1)沼气发酵过程中,灰分的70%~80%,N、P的80%~90%基本溶解,残渣中纤维素含量提高到50%以上,木质素含量提高到30%以上,材料的结构也得到改善。(2)用这种材料造纸,NaOH用量由原来的16%降到12%,化学试剂消耗大幅降低。同时,按原料计算得浆率仍能够达到35%~38%,与原料直接造纸得浆率相近,但是纸浆透水性、白度和撕裂指数等特性明显得到改善。此外,由于灰分、半纤维素等在沼气发酵中被消耗,造纸黑液的木质素比例和纯度显著提高,商品特性得到显现。
4.讨论
4.1海涂资源直接利用潜力巨大
我国有丰富的海岸带盐土资源,总面积约217.04万公倾。目前海岸带盐土开发存在两个非常普遍的问题:一是只有围垦才能开发利用,这带来非常大的生态风险。另一方面,由于淡水资源短缺,已经围垦的土地不能及时开发利用,综合效益低下。以上海为例,2001~2004年上海市滩涂造地公司在南汇海滩通过三期工程总计围垦滩涂11万亩,但是由于盐度过高,目前基本处于抛荒状态。这些土地未来除部分规划为建设用地使用外,大部分将会因为自然脱盐较慢短期内不能直接农耕,继续处于抛荒状态。
直接进行海水灌溉种植互花米草,不仅能够利用现有80~100万亩的互花米草自然植被生物资源,同时也可以加速滩涂盐土资源的开发,获取生物质资源。如果通过海水直接浇灌开发利用目前滩涂资源的50%种植互花米草,每年可以新增纸浆原料资源3255.60万吨,可以年生产纸浆1500~1600万吨。
此外,利用互花米草作为造纸原料进行纸浆生产,还具有原料供给稳定,成本易于控制的优势。通过农作物秸秆和速生林的种植获取造纸原料需要与农民打交道,而中国目前的农业是联产承包,土地都在农民手中,与千千万万个农民谈判原料的价格,风险非常大,而且稳定性差。而目前海涂资源基本由国家土地管理部门管理,完全可以通过国家立项实现海涂资源的连片开发,资源量稳定,只存在生产成本,不存在原料购买的议价。
4.2技术创新使该工艺途径成为可能
本工艺所运用的生物酸化湿式储存和转化、厌氧发酵联合化学蒸煮纸浆制造工艺、造纸黑液木质素生物酸化提取等技术,同济大学生物质能源研究中心自2004年开始进行研究目前以上研究都已经完成了实验研究,工艺技术路线完全成熟,并申报了相关专利。小规模试验的参数可能与生产过程之间存在差异,仅需进一步扩大中试生产、校正工艺生产参数即可进行规模化生产。
生物酸化湿式储存既不同于传统的干燥保存,也不同于青贮湿式储存。其无火灾风险,且基本不耗能;储存设施简单,容易控制,可以在海滩进行简单施工,就地储存。因此,生物酸化湿式储存既安全,又经济。
生物酸化转化不同于传统的固体有机物沼气转化,也不同于固体有机物两相沼气发酵。传统固体有机质沼气发酵是把生物质在一个反应器中直接生成沼气,进出料难,效率低,管理不便;固体有机物两相沼气发酵把原料管理和微生物管理分置于两个反应器欲达到产酸与产气的分离,但是目前的研究表明产酸与产气的两相分离是很难实现的。因此,这种技术只是提高发酵效率,并没有降低管理难度,相反可能增加管理成本。
生物酸化转化技术通过发酵环境的调控,控制微生物群系,实现开放式产酸,不仅提高效率,而且降低基础设施投入和管理费用。此外,生物酸化转化的抽出物不仅可以用于沼气发酵,同时也可以用于其他生物发酵工程,拓展了生物质转化的途径。
利用厌氧生物酸化转化后的生物质进行纸浆制造,我们提出了厌氧生物转化与化学蒸煮联合纸浆制造新工艺,这一工艺特点是生物处理与化学物理处理相结合,利用生物方法消耗了原料中非纤维有机质,提高造纸原料的纤维含量,改善了原料的结构,不仅可以降低生产单位纸浆的污染负荷,而且可以降低生产单位纸浆的能源和化学试剂消耗量。
5.结论
互花米草是一种优良的耐盐植物,其生物量大,纤维质量高。互花米草的耐盐、耐淹,是仅有的少数能够直接生活在海水环境下的植物之一。不仅在海岸带和河口等广阔的潮间带淤泥质滩涂具有高度的适应性,而且可以利用全海水灌溉在潮上带高盐土壤获取高产。因此,在短期内利用海涂,在长远的未来,建设海平面漂浮平台,开拓海洋水面空间,直接种植互花米草。收获后的互花米草通过梯级转化,获取能源和纤维质生物材料,是最有潜力的生物质资源获取途径。该思想符合国家关于生物质资源开发,“不与粮争地,不与林争山”的战略原则;确保造纸原料开发与粮食安全和生态安全的相互协调。
2烟草工业企业建立能源管理体系的必要性
能源管理体系作为一种先进的节能管理模式,早已引起了国家有关部门及国际标准化组织的关注和重视,国家标准已颁布实施。因此,我省烟草系统要加快推进企业能源管理体系建设,有利于更好地贯彻国家标准,有利于推动节能技改项目的实施。
2.1企业内、外部环境对建立能源管理体系的需求目前,我国烟草企业能耗问题严重,国家、行业、公司对能耗的要求也越来越上升到工作日程中,全面推行能源管理体系,是烟草工业企业节能工作走向科学、系统、全面、持续的重要途径。目前,能源管理体系建设还面临着相当大的难题。一个重要原因就是烟草行业能源体系粗放管理模式导致实际生产中企业各生产单位为完成生产计划而忽视产品单耗这一现象现象的长期存在。这主要是因为大多数烟草企业在能源管理方面的制度不够完善,有些企业虽然建立能源管理制度,但只在职能和机构上规定“谁”、“做什么”,而对于“如何做”“、做到什么程度”没有进一步完善。新的形势下,企业内外部环境越来越依赖能源管理体系的建设,因此,谁抓住了这一环节,谁就会受到更多更大的社会效益和经济效益。
2.2把实施能源管理体系与工作实际相结合就开展能源管理体系建设项目,推动能源管理体系建设项目,开展企业能源消费全过程的科学管理,对于促节能、降成本、增效益意义重大。要提高认识,明确目标,加强协作,确保能源管理体系建设顺利推进。要以“烟草行业十二五节能减排纲要”的要求作为指导,按照“统一策划、明确主体、分步实施”为原则,有步骤、分阶段推进各单位的能源管理体系建设工作。为此,各企业要加强这方面的工作,健全机构,保障运行。要建立健全组织机构,自上而下有序有效开展工作。同时要强化培训,营造氛围。要广泛宣传能源管理体系建设的意义和作用,强化员工对节能减排工作和能源管理体系建设重要性认识。省公司要适时对能源管理体系的适宜性、充分性和有效性进行评价,各单位、各部门应该抓好抓实,制定有效的考核办法。在工作中要结合实际,注重实效。能源管理体系的建设要“可理解、可操作、可执行、可评价”,将实施管理体系与各项实际工作有效结合。
2.3努力提升能源体系管理水平能源管理是卷烟工业企业战略管理的重要组成部分。扎实开展能源管理工作,是企业争先创优、打造标杆企业及争创优秀卷烟工厂的必要保障。应围绕企业的工作方针目标,结合企业的实际情况,扎实开展能源管理,需要更加注重提高能源管理体系建设水平及体系架构的完整性、能源管理方法的系统性及科学性、能源信息系统建设的全面覆盖率及数据分析的即时性及准确性、设备经济运行的合理性、节能降耗关键节点的准确把握及严格监控、能源计量考核监督,以充分发挥好管理、技术、人才的关键作用,不断提升企业的管理水平。
3企业能源管理体系建设中的几个重要环节
企业各部门要提高认识,切实履行职责,加强对能源管理体系建设工作的领导,精心组织实施能源管理体系建设工作,加强调度,及时掌握工作进展情况,做好信息收集和工作,强化督促检查,落实好各个环节的工作,确保企业能源管理体系建设工作取得实效,为促进全省节能减排做出贡献。
3.1要有明确的指导思想、工作原则和总体目标以科学发展观为指导,以降低能源消耗和提高能源利用效率为目的,通过开展企业能源管理体系建设,建立持续改进的节能工作机制,全面提升企业节能管理水平和技术水平,促进全省节能工作深入开展。坚持企业主体原则,充分发挥企业积极性与创造性,建立起切合企业实际的能源管理体系;坚持政府引导原则,通过政策激励、创造氛围、搭建平台等措施,营造开展企业能源管理体系建设的内外环境;坚持持续创新原则,在推进企业能源管理体系建设过程中,不断创新工作机制和工作方法;坚持循序渐进原则,采用示范带动、逐步推进的办法,扎实开展企业能源管理体系建设。建立完善的能源管理体系。要有明确的总体目标,要细化阶段性任务,通过能源管理体系建设,使企业节能管理水平有较大改善,节能技术水平有较大提高,能源消耗水平有较大降低。
二、河北省推行合同能源管理存在的问题
(一)用能单位对节能服务公司的业务缺乏必要认知,致使前期谈判花费时间过长目前,节能降耗还没有成为高耗能企业和地方政府的自觉行为。一些节能服务公司的人员说,哪怕只给他们10分钟就有可能转变大企业决策人员的观念,促进合同能源管理项目的成功。如果仅从经济效益的角度考虑,大企业的决策人员与节能服务公司合作的确没有什么积极性。目前,中国在合同能源管理方面也没有严格的政策、法规和制度要求,因此很多单位节能的压力并不大。对机关事业单位来说,大多抱着多一事不如少一事的心态。因此,往往是一个项目的完成并不难,但在前期谈判中却需要花费过长的时间,投入很多的精力。
(二)节能服务公司考虑到前期投入的成本,在选择项目时有一定局限性节能服务公司做一个项目要做大量的前期准备工作。首先要和相关人员联系、沟通,对项目原有的工艺、操作工人、维修工人进行考察,看节能设备是否适合这种工艺,如果不适合还需要进行技术改造。如果适合,企业要先做可行性的报告,再与用能单位沟通,用能单位同意了,还要做样机,在非生产时间安装样机做实验。如果项目做不成,这些前期投入将无法收回。因此,节能服务公司往往都会很谨慎地选择项目。一位节能服务公司负责人坦言,他们在选择项目时一般都是要考虑那些节能量非常明显、用能企业效益比较好、不需要大的技术改造的项目。这样,对节能改造的项目就有了一定的局限性。
(三)节能服务公司先期投入大,回收周期长,资金运转困难合同能源管理的投资少则几百万元,多则上千万元,回收周期长,一般在3—5年以上,而银行节能服务融资一般在三年以内。所以,节能服务公司目前很难得到银行的贷款支持。而节能项目不像房地产等项目,有实物可以评估,也没有过多的抵押物。
(四)税收优惠政策无法全部实现,对节能服务公司的税收方式不尽合理国家对合同能源管理项目给予很多税收优惠政策:对节能服务公司实施合同能源管理项目取得的营业税应税收入,暂免征收营业税;对其无偿转让给用能单位的因实施合同能源管理项目形成的资产,免征增值税;能源管理合同期满后,节能服务公司转让给用能企业的因实施合同能源管理项目形成的资产,按折旧或摊销期满的资产进行税务处理;节能服务公司与用能企业办理上述资产的权属转移时,也不再另行计入节能服务公司的收入。河北省政府下发文件明确要求有关部门对于实施合同能源管理的公司给予政策和税收等方面的支持。但这些优惠政策并没有真正得到落实。主要原因是:合同能源管理和节能服务公司是最近几年才出现的新生事物,基层税务机关对合同能源管理项目不甚了解,往往把节能服务公司看作是节能设备销售商,认为节能服务公司是通过销售节能设备谋利,把节能服务公司与用能单位的节能服务合同看成设备购销合同,把节能服务公司的服务收益看作是节能设备销售商的加价,因此要征收增值税。这样,节能服务公司不但享受不到税收优惠,还要比单纯的销售业务承担更多的风险。
(五)节能量认定缺少统一的评价标准和权威性的评价机构,节能与用能单位易发生纠纷目前,河北省节能市场没有权威的第三方认证机构,节能量的测算仅是节能服务公司和用能单位双方测算,有的单位对节能效益的认同不一致,不愿以合同约定支付效益分摊,甚至单方变更合同,减少节能公司的分成。甚至在市场销售趋旺、经济效益看好时,将节能改造获得的收益购买了设备,用于扩大再生产。节能公司无法拿到节能盈利后的分成。推行合同能源管理本是一件双赢的好事,然而节能服务公司需要承担很大的风险,又经常因为一些用能单位不讲信用、钻制度的空子造成矛盾和纠纷,遇到这种情况节能服务公司大都委曲求全,因为通过法律的途径解决成本太高,而协商的结果往往是节能服务公司作出一定让步。
三、进一步推进合同能源管理的措施建议
(一)政府部门加大宣传力度,并起带头作用有关政府部门对合同能源管理要加大宣传力度,向企业推荐信誉好的节能服务公司,让更多的企业了解这一项目。政府搭建信息交流平台,多组织一些交流活动,让企业和节能服务公司之间增加了解及信任。同时,政府部门应起到带头作用,比如政府大楼包括市政府大楼和各个区县办公大楼带头使用合同能源管理的节能项目。
(二)加大对节能服务项目的政策支持力度应适当提高对合同能源管理节能项目的奖励支持力度。财政部和发改委下发的文件中规定:“奖励资金由中央财政和省级财政共同负担,其中中央财政奖励标准为240元/吨标准煤,省级财政奖励标准不低于60元/吨标准煤。有条件的地方,可视情况适当提高奖励标准。”河北省一直执行60元的补贴标准,而很多地方都已经调高标准,如北京市对合同能源管理项目节约每吨标准煤补贴260元,山西省节约每吨标准煤补贴350元至400元,深圳节约每吨标准煤补贴300元,都远远高于60元的标准。
(三)帮助节能服务公司解决融资难的问题一是政府可设立专项贷款担保基金,为节能服务公司提供担保。二是政府出面为企业和银行对接牵线搭桥。政府可以多组织一些银企对接活动,比如,上海市2012年6月开展主题为“节能低碳、绿色发展”的节能宣传周系列活动,通过这次活动浦发银行、中国银行、上海银行、农商银行等十家银行与上海市合同能源管理企业签约,为上海市推行合同能源管理项目提供总额为100亿元的绿色信贷。
1.2GPRS通信近年来,GPRS技术发展迅速,它为人们提供一种点到点的无线广域网IP通信连接,这种基于GSM网络系统的分布式无线交换技术,被应用到更多的小型通信设备中。GPRS通过手机网络运行商服务器网关GGSN,以分组式交换作为数据收发的基本模式,利用现有的中国移动运行商通信网络,即可实现远程操作与抄表,该技术目前以区域成熟,且运行可靠。但其应用中的运行费用高以及网络前端通信模块也成为了推广的一个问题,但随着GPRS网络的普及,运营商的资费也不断下调,这使得GPRS通信技术作为一种低成本、高效的无线数据传输方式成为可能[3⁃6]。GPRS技术的优点有:接入范围为运营商的服务范围,目前中国移动网络已覆盖全国绝大部分地区,因此其应用不受限于位置和地域。另外GPRS网络通信还支持不同速率设备接入,传输速率范围大,可满足各种远程抄表的设备需求。由于运行商网络可不间断的提供实时服务,因此GPRS终端设备可同样提供不间断的实时连接,保证其通信数据的实时更新。目前各大网络运行商在GPRS的费用上均采用按流量计费,从而使得远程抄表这种少量(偶尔大量)、间断、频繁的数据传输费用成本大大降低;最新的GPRS技术同时还支持标准的X.25和TCP/IP协议,这便可以与Internet实现数据联通,突破了使用GSM通信数据流量的上限[7⁃10]。根据上述对供热企业远程能源管理系统可选用的通信方式的分析比较可以看出,基于GPRS的远程能源计量管理系统具有性价比高、安全、通信简便等诸多优点,完全能够满足供热企业的计量需求。
2基于GPRS的远程能源管理系统的组成和硬件设计
2.1系统组成能源管理计量系统是按目前抄表行业的实际情况而开发的,它以采集数据、传输数据和处理数据为核心,系统每一个环节都要求保证数据的可靠性。现阶段我国计量表(包括水、电、气、热四种表)安装的方式主要是一户一表,总体表现为一个单元内按户上表,各单元之间计量表以同样的形式安装,形式上看为典型的对等模式。这对抄表系统的实现提供了极大的便利。本文设计的基于GPRS的能源管理系统组成如图1所示,系统采集器,集中器,监控中心组成。采集器把挂载在RS485总线或者M⁃BUS总线上的仪表数据读出,进行数据处理、显示,并通过频率为470MHz无线传输模块传把数据送到集中器。集中器把附近采集器发送上来的数据打包通过GPRSDTU模块传输到监控中心。在图1设计思路中,每一户居民都将安装一块相关计量仪表,是抄表数据的来源,系统将在这里将每户居民实际能源使用情况进行汇总。通过采集器和集中器进行数据传递,数据将保存在数据库中,需要对数据进行分析,同时用户能够通过互联网获取自己的使用情况。
2.2采集器硬件设计目前仪器设计的发展趋势是低功耗、高度集成化和小型化,采集器采用了以低功耗著称的MSP430系列的MSP430F149单片机作为控制器的核心器件。MSP430F149单片机是一种16位超低功耗的处理器,采用流行的RISC结构,具有强大的处理能力;寻址范围可达64Kb,还可以外扩存储器,其中外设和内存统一编址;统一的中断管理器,丰富的片上资源;片内有精密硬件乘法器、1个14路1位的模/数转换器、2个16位定时器、2路USART通信端口、1个比较器、1个看门狗、6路P口、1个DCO内部振荡器和两个外部时钟,支持8MHz的时钟。该系列单片机主要有以下特点:超低功耗;强大的处理能力;高性能的模拟技术及丰富的片上模块;系统稳定工作;方便高效的开发环境。采集器主要由电源,主控芯片,无线模块,数据存储器,电池电压检测电路,相应的通信接口和显示模块组成。采集器通过RS485或者M⁃Bus接口采集热量表数据,经过主处理器MSP430F149的分析、处理后保存在FLASH存储器中,并且通过470MHz的无线模块上传给集中器。终端维护可以通过终端本地输入模块操作,同时也能给从站(计量仪表)进行供电。维护界面友好,操作方式简单方便。采集器的电路模块框图如图2所示。
2.3集中器硬件设计集中器的功能是发起采集命令给采集器,将各个釆集器的数据进行汇总,最后通过GPRS模块将数据上传至服务器。集中器与采集器之间数据连接方式采用无线传输模块。集中器电路模块框图如图3所示。集中器主控芯片选择STC公司的STC12C5A60S2芯片。STC12C5A60S2单片机是STC公司生产的单时钟单片机,具有低功耗、高速、超强抗干扰性、指令集完全兼容传统的8051单片机、ISP下载的特点,而且内部集成了双串口功能用复位,符合采集器设计要求。
3基于GPRS远程能源管理系统的软件设计
3.1采集器软件设计采集器软件设计时,采用IAREmbeddedWork⁃benchIDE集成开发环境。由于数据采集器主要完成接受命令与读取数据,所以要有较快的接受能力和处理速度,防止接错或漏接数据。这就要求数据采集器要随时处于接收状态,为了能达到以上要求,可以使用单片机高效的中断处理功能。然而过多的处于中断状态,可能导致其他中断不能及时响应,所以要求中断处理要快或处理较少的程序。由以上所述确定程序设计的结构为中断响应软件查询。中断响应是及时响应外来信息,并作相应的标记,关中断,启动软件查询,达到快速响应中断的目的;而软件查询主要在主程序中进行,通过查询各个标志位,就可知道那个中断发生相应,并执行相应中断函数。MSP430F149具有丰富的中断设置,可方便满足设计要求。本设计主要用到的中断主要有以下几方面:(1)UARTA接收中断。接收热量表数据。(2)UARTB接收中断。接收来自集中器的命令数据。(3)TIMERA0中断。用于按照传输响应定时接收数据帧。(4)TIMERA1中断。用于定时间隔发送数据帧。(5)P1INPUT中断。外部中断、按键查询、掉电查询以及外接电源。(6)ADC12中断。锂电池电压A/D转换完成。采集器主程序流程如图4所示,首先进行各个驱动功能初始化(时钟初始化、LCD初始化、串口初始化、A/D转换初始化、I/O初始化、中断初始化),然后进行电池电压检测判断锂电池电量判断,首页显示,按键判断,读表判断,上传数据到集中器判断,进入低功耗等待中断唤醒。
3.2采集器软件设计集中器主要对数据进行汇总和传输作用,程序主要采用中断响应和程序查询的方式。部分程序设计思想与采集器相似,本节主要对串口中断数据接受发送程序和GPRS程序做介绍。
3.2.1收发程序设计集中器串口中断流程图如图5所示,接收数据时,当收到前导字符0xFE或者起始符时开始接收,接收到0x68时数据开始移入到缓冲中,接收完成的判断根据数据长度进行判断。接收完成以后进行数据校验,检测到校验和、偶校验或格式出错,均应该放弃该信息帧,校验完成以后数据移入保存。发送数据时,当接收到发送数据请求时,开始发送数据。由于STC12C5A60S2不支持硬件上偶校验发送,故先把数据送到累加器中,获得数据奇偶标准位P,如果是偶校验P移入串口发送第9位,奇校验则取反移入,并把累加器中数移入到串口发送缓冲器中。
3.2.2GPRS程序实现本次数据传输使用的透明传输协议的GPRSDUT模块,无线DTU(DataTerminalUnit)能够稳定地进行数据的双向传输,而且此DTU具有自身检测功能,因而数据传输的可靠性高。只需进行相应配置,即可选择需要的工作模式。DTU支持通过串口、短信、数据中心进行协议配置。通过串口使用AT指令,可以方便地实现自动的机器配置。命令格式如表1所示。通过配置串口发送+++,DTU则会回答insetmode<CR><LF>并进入协议配置状态。用户设备可以通过给配置串口发送AT命令进行查询、配置、重启动或退出该配置状态。本次设计主要的读取、修改参数包括:网络参数、连接管理、短信通道、系统参数。数据通过GPRS通道传输都遵循这一原则:对数据进行ATCommand相关包装、发送数据、接收后进行ATCommand解析、数据传到上层、解析数据。集中器数据接收和发送通过串口进行。以接收数据为例。GPRS数据接收流程如图6所示。
1.1显性效益对干熄焦系统来说,最为重要的收益为回收83%的红焦显热进行发电,每吨红焦可产生约0.45~0.56t蒸汽,发电约100~150kW•h(高温高压机组取高值)。该项目年供电量3.895×108kW•h,年供蒸汽6.4×105t,按照电价0.44元/kW•h、蒸汽165元/t计算,年发电收入为17138万元,蒸汽10560万元。此外,随着资源存量的减少,未来能源价格会不断上升,生产用电价格必然上涨,潜在的经济效益较大。改用干熄焦后,相比湿熄系统,每吨红焦可减少0.5t喷水量,由此每年减少1.5×106t用水,按照水价2.56元/t计算,每年减少水费支出384万元。为了减少企业对周边环境的影响及发展循环经济,建设环境友好型、资源节约型企业的目标,地方政府给予干熄焦项目1000万元的节能减排专项奖励。项目建成后申请CDM可获得2000万元节能减排收益。
1.2隐性效益由于干熄过程对焦炭的质量起到保护作用,可以减少高炉冶炼过程的焦炭用量,降低高炉炼铁的生产成本。采用干熄焦技术在配煤上可以增加弱粘性煤的用量,降低焦化生产成本。
1.2.1焦炭质量的提高带来的延伸效益相对于湿熄焦过程,干熄焦冷却过程更为缓慢,内部热应力小,网状裂纹少,气孔率低,因此,干熄焦的转鼓强度高,真密度也会增大,在高炉中,焦炭的反应性降低,有利于高炉的生产。焦炭在干熄炉内从上往下移动过程,加强了焦块之间的相互摩擦和碰撞,大块焦炭的裂纹提前开裂,强度较低的焦块提前脱落,焦块的棱角互相磨蚀掉,提高了焦炭的均匀性,从而改善了冶金焦的机械稳定性。干熄焦由于上述原因而提高了质量,能够在高炉中停留更长时间,有利于炼铁生产。由此可带来如下延伸经济效益:由于采用干熄焦技术可以提高焦炭的强度M40,降低焦炭的反应性,由此降低高炉焦比2%,提高高炉生铁产量1%,减去因湿熄焦含8%水分的差价,进而提高焦炭价格,按每吨50元计算,年增效益为15000万元[4~6]。
1.2.2提高弱粘结性煤配比,降低生产成本采用干法熄焦后,在保证焦炭质量不变的前提下,可配用5%的弱粘煤,由此可以节省生产成本为:300×1.3万t×5%×300元=5850万元。
1.2.3节能环保效益干熄焦工艺可以避免湿熄焦过程产生大量的废气,每吨红焦可减少向空气中排放粉尘、氰硫化物等有毒物质0.5t;对周围环境有所改善,减少员工患病几率,降低废气、废水对周围设备的腐蚀等,由此可以减少医疗费用和设备维修费用支出约500万元/年;每吨红焦可减少CO2排放0.33t;每吨红焦可减少SO2排放0.096t,节省环境治理费用约为400万元/年。干熄焦效益分析如表1所示,采用干熄焦技术后,带来的显热发电效益最为直接,占总效益的50%以上,该部分收益焦化企业能够定量考核。相对于湿熄焦,减少用水量以及由此带来的隐性效益也能够根据以往的生产数据核算得到。加配弱粘结性煤可以通过加强生产管理实现,从降低生产成本上获得相对收益。
2独立焦化企业干熄焦的效益分析
根据表1可知,对于独立焦化企业,除了第4项效益外,都能够通过企业生产管理实现。由于独立焦化企业对干熄焦在生产中的实际情况不甚清楚,焦炭质量的提升所带来的延伸效益部分则难以获得合理分配,在焦炭现行市场中没有把握定价的主动权。干熄焦的焦炭几乎不含自由水,而湿熄焦含水量约为5%~8%,目前在焦炭市场的定价中只采用补偿水分差的部分,干熄焦在高炉炼铁生产过程中具有降本增效的作用,稳定高炉生产操作收益部分则很难体现。此外,没有顾及到干熄焦生产过程中焦炭的烧损等应给予的合理补偿。由于上述客观原因以及干熄焦本身的巨额投资,在一定程度上降低了独立焦化企业发展干熄焦技术的热情,所以需引入第三方,为独立焦化企业发展干熄焦技术提供保障。此外,独立焦化企业在销售过程中需调研用户生产情况,通过与用焦企业谈判,合理考虑干熄焦的延伸效益,制定更为灵活的干熄焦销售策略。
3合同能源管理方式在独立焦化企业干熄焦项目应用分析
合同能源管理(EnergyManagementContract,EMC)是一种基于市场化运作,由节能管理公司支付节能项目成本、承担主要风险的节能新机制。能源管理公司与用户签订能源管理合同、约定节能目标,为用户提供节能诊断、融资、改造等服务,并以节能效益分享方式回收投资和获得合理利润,可以显著降低用能单位节能改造的资金和技术风险,充分调动用能单位节能改造的积极性,是行之有效的节能措施[7]。这种合作方式可以发挥节能公司的技术特长,使得用能企业规避技术和资金风险。为了促进节能服务产业的发展,2010年国家发改委和财政部联合出台了《合同能源管理财政奖励资金管理暂行办法》,鼓励合同能源管理的发展,明确了节能项目的奖励条件和细则。目前,合同能源管理模式已经广泛应用于钢铁、有色、焦化等高耗能行业[8~10]。在干熄焦项目上,由于其技术的复杂性,需要生产企业提供大量的建设资金及培训技术人员进行生产管理,这对于独立焦化企业来说难以承受,更需要外部力量的帮助。通过采用合同能源管理方式引入节能公司,解决了技术和资金的问题,可以在干熄焦项目建成后,通过余热发电等经营收入按合同支付节能服务公司的资金投入及合理的利润,通过这种双赢的合作方式实现焦化企业的节能减排任务。目前,国内通过采用合同能源管理方式建成的干熄焦数量已超过60多套[11],助推了干熄焦技术在我国的应用推广。
4国家对焦化企业清洁生产的要求
采用干熄焦技术,能够为企业带来实实在在的效益,即便不考虑这些因素,根据节能环保、清洁生产的要求也应发展干熄焦技术。特别是随着近年来资源的大量开采,资源保有量不断下降,能源价格不断上涨,并且对环境造成了严重的污染,最近北方雾霾天气的出现是最为明显的例证。因此,国家对生产企业的环保要求提得更高,污染企业必须采取更为清洁、环保的生产工艺。2005年发改委把“干法熄焦”技术列入鼓励发展类技术,在2005年和2008年国家颁布的《焦化行业准入条件》中,都把焦炉配套建设干熄焦装备作为鼓励条件。2006年颁布的《焦炭单位产品能源消耗限额》的技术要求中,焦炭生产工序主要二次能源指标为干熄焦蒸汽回收量,焦炭生产企业应配备先进的节能设备,最大限回收生产过程中产生的二次能源。2010工信部把干熄焦技术列为推广技术之一,制定了干熄焦技术推进规划。这些政策的颁布与实施,促进了干熄焦技术在我国的推广应用,加速推进了焦化、钢铁行业清洁生产、节能减排。
5干熄焦技术的前景
随着我国不断加快干熄焦工程的建设,干熄焦技术在我国发展较快,在干熄焦的理论研究、工程设计、设备开发、运行管理方面都有了长足的进步。关键设备的国产化,专业化队伍日益壮大,市场竞争也助推了干熄焦技术的发展,促进了干熄焦技术日臻成熟,使干熄焦工程的建设成本不断降低。干熄焦工程建设质量和管理运行水平不断提高,运行费用降低,这些为干熄焦技术的推广应用打下了良好基础。此外,根据焦化企业的生产管理、节能减排、保护环境的要求来说,干熄焦是一项见效最快的技术。
5.1独立焦化企业发展干熄焦的必要性从生产上来说,采用干熄焦技术能够降低单位产品能耗,降低生产成本,同时能够提高焦炭的质量,在市场中具有更强的竞争力,增强了企业的盈利能力。此外,可以避免传统湿熄焦细微焦炭粉尘及热焦水煤气化产生的一氧化碳、二氧化硫等物质造成的污染,减少因焦化废水排放及水中其他化学污染物排入大气,对环境产生二次污染而造成的罚款等。既节约了成本,又提升了焦化企业的形象。
2智慧家庭能源管理系统主要功能分析
2.1家庭总用电计量本项目中家庭网关具有智能电表的功能,可满足供电部门对家庭用户用电计量进行分析。家庭网关可直接向数据中心发送用电数据,同时数据中心可直接为电网公司提供数据接口便于调用家庭用电数据。
2.2家庭单电器用电计量通过智能化的电能用户管理系统,使居民家庭能够实时、全面了解自身用电的详细信息,有效利用和控制普通家庭中家用电器的使用时间和使用频率,最大限度利用电网公司的富余电力和城市分布式太阳能光伏系统的有效发电电能,最大限度有序控制居民小区及家庭在电网公司用电高峰时的电能使用,适量降低城市电网在用电高峰时的负荷压力,通过技术手段、信息共享和智能控制达到全社会共同参与节能减排的目的。
2.3家庭负荷控制对家庭内的用电设备进行分类管理,当夏季用电高峰出现电力缺口时,一是可以限定家庭用电总量的方式来保证家庭基本用电,用电高峰时可自动切断非必要使用电器的供电,另一种是通过限定家庭非必要使用电器来保证家庭基本用电,在限电模式下可以有效地解决拉闸限电所带来的弊端,真正意义上实现家庭需求的用电设备控制。
2.4家庭电器远程控制随着物联网和移动互联网的广泛应用,居民对家用电器的远程操控的需求会相应增长。用户可以利用智能终端设备,通过数据中心或家庭网关对用户远程控制指令信息对某个电器下达启用、关闭的命令,并实时查看某个电器工作状态的信息。
2.5峰谷电管理、阶梯电管理建立用户端调峰的新概念和辅助技术手段,在城市电网用电高峰时,用智能插座阶段性地控制部分高耗电的家用电器工作,在电网用电低谷的区间和小区太阳能发电的高峰期通过智能插座启动预设好的部分家用电器工作,在用电高峰来临前完成部分家用电器的非即时用电任务,实现在用户端辅助电网削峰填谷的功能。目前的家庭都是被动的接受峰谷电的使用,用户没有选择权,使用时也没有反馈功能。数据中心要设有峰谷电管理模块,当接到峰电负荷控制的信息时,根据事先设置的家用电器用电优先顺序,通知相关地区的家庭网关将一部分智能插座关闭继电器,暂时停止一部分电器工作。当数据中心接到谷电信息时,根据事先预约的家用电器用电用电请求,通知相关地区的家庭网关将一部分智能插座打开继电器,启动一部分电器工作。
2.6家庭用电分析利用数据中心所收集到的用户家庭历史用电信息,利用数据挖掘和强大的云平台计算能力,数据中心可以可以提供:分析每户各类家用电器耗电量占比;分析每户各类家用电器用电时间的比例;分析每户峰电和谷电的用电占比;分析每户网电和区电的用电占比;不同家庭的用电模式分析;不同电器用电量占比分析;不同品牌同一种电器耗电分析。
3数据中心
智慧家庭数据中心系统是一个运行在云平台上的一个独立的系统,是基于物联网的目标考虑的。按照千万级用户接入的目标进行的设计,为智慧家庭用户提供自主管理服务。数据中心的软件的系统布局分为前台管理系统和后台管理系统两大部分。前台管理系统主要面向居民家庭服务,以便捷操作为导向设计,后台管理主要为单位客户和运营中心操作人员服务,以数据安全及系统安全为导向。在日常运营系统中,按照数据挖掘分析进行日间运营、日终处理、月终处理、年终处理等实现不同的数据分析功能。数据中心同时为用户提供了采用各种主流的终端设备访问数据中心或家庭网关的途径。用户通过短信、手机客户端系统、智慧家庭门户网站,了解到诸如月度末的用电清单,阶梯用电限额信息,峰谷电信息或者是供电公司实时限电、停电等信息,这些信息采用主动推送或自助选择服务的方式,由数据中心发给用户。随着智能手机功能不断发展,数据中心还将逐步的拓展彩信、飞信等模式供越来越多的用户使用。
4家庭网关
家庭网关处于智慧家庭智能用电设备和位于小区内的区网控制中心之间。他一方面接收区网控制中心的调度控制命令,一方面安装预设程序负责智慧家庭的管理工作,通过对家庭用电情况的监测、分析和控制服务,实现有序用电管理和能效服务智能化的重要途径,达到家庭智能用电、进行家庭能源管理、实现智慧家庭的目的。家庭网关的主要功能是:实现数据采集,包括智能插座数据采集;家庭环境温度、光照度、燃气浓度、烟雾浓度的数据采集。数据管理和存储,包括家庭网关所采集到的各种信息的保存和处理,用电分析等。用电设备控制,包括近程控制、远程控制、家庭用电模式控制、峰谷电控制和定时控制等。数据通信,包括上行到楼宇集中器、小区区网的上报数据和接受其的指令;下行到智能插座的数据采集指令和控制指令等。数据接收和转发,包括通过Zigbee、Wifi等方式转发用户和其他职能设备发出的数据。家庭网关逻辑架构图如图2.
在某大型煤炭企业的实际应用案例中,用户共需要冬季采暖用煤粉工业锅炉系统16套(6座锅炉房),以单套系统规模20蒸t/h计算总装机容量约为320蒸t/h。煤粉锅炉采用先进的燃烧技术和膜式壁本体结构,无耐火浇注料,可长期保持较高的热效率,经当地锅炉检验所测试热工效率均达到90%以上。与传统工业锅炉相比,链条锅炉采用原煤散烧方式,锅炉本体需浇注耐火材料辅助燃烧,使用寿命短,需经常修缮,使用一两年后锅炉运行热效率大幅降低。通过往年链条锅炉运行数据分析,6座煤粉锅炉房比链条锅炉房节省燃料费用1152万元/a(原煤价格为320元/t),此举既符合国家节能政策,又为企业降低了生产成本。根据测算,当产能相同时上述锅炉房采用传统燃煤链条锅炉年煤炭消耗量为10.1万t,如采用煤粉锅炉年煤粉消耗量为5.71万t,折合原煤为6.50万t,因此年节省原煤3.6万t,节煤率达到36%,节能效果显著。
2项目其他应用效果
2.1减员效果上述案例项目中煤粉锅炉房为矿区集中采暖与供热,每座锅炉房设备自动化集中控制水平得到较大提高,减少运行人员数量。与布置分散、操控落后的链条锅炉房相比较,目前6座锅炉房可减少运行人员155人,减员率达到67%,人员管理难度显著降低,具体见表1。
2.2节能减排效果煤粉锅炉采用清洁燃烧技术,污染物减排效果显著,可有效改善企业周边冬季生产、生活环境,经测算6座煤粉锅炉房每年可向大气减少97%的烟尘排放量,折算总减排量为345t;煤粉锅炉排放烟气中酸性氧化物含量较链条锅炉大幅降低,SO2和NOx的减排率分别达到89%和88%,折算总减排量分别为881和1222t。煤粉锅炉燃烧效率高,节煤效果明显,大量减少CO2排放量。
3项目经济性和节能效益
合作项目本身的资金来源于自有资金。因为资金量相对较少未进行融资,规避了融资风险,但对于很多刚刚起步的EMC公司,初期的融资困难本身就是巨大的挑战。另外,该案例项目属于分享型合同能源管理。
3.1单台20t/h煤粉锅炉EMC项目经济性分析以虚拟单套20t/h煤粉工业锅炉系统采用合同能源管理服务形式为例对项目做简单财务分析如下:锅炉房装机容量:20t/h;锅炉年运行时间:工业用汽,6000h(80%出力);原料煤粉价格:1200元/t;水价:4元/t;电价:0.8元/kWh;人工费:8人,4.5万元/(a•人);维修及维护费:20万元/a;蒸汽销售价格:200元/t;建设周期为1a,服务周期为5a。财务内部收益率40.69%,高于行业平均水平13%。项目盈利能力强,经济效益好。对项目进行敏感性分析结果见表2。由表2可知,蒸汽产量(最高81.80%)及销售价格(最高76.10%)是影响项目经济性的最敏感因素。综上所述,此项目具有较强的盈利能力和抗风险能力。
3.2节能分享及政府补贴投资加节能运行服务模式实质是合同能源管理的简化模式,如能以节能服务公司得到国家认证,按照技术标准执行项目,则可以同时分享节能效果和国家补贴。实际上,尽管EMC模式使用户的初期投资降低,但其今后的实际运行成本并没有显著降低,因此国家的补贴和税收优惠也是节能效益的重要组成部分。以上述锅炉房为例,采用煤粉锅炉系统后年节约原煤超过1万t,按当地680元/t的价格节能效益超过680万元,同时国家对东部地区节能超过1万tce/a的项目奖励每吨煤250元,因此可获得国家奖励250万元,总计实现节能效益930万元。
4项目风险分析及控制
4.1重油、天然气与煤粉燃料的价格差距缩小从原材料价格波动的角度来看,基于中国富煤、缺油、少气的资源现状分析,短期内有价差缩小的可能,但长期分析,价差应该是逐步拉大的趋势,煤粉燃料的竞争优势会越来越大。
4.2地方限制在中国一些少数重要城市出台了禁煤令[14],限制了燃煤锅炉的使用,但这并不是科学、合理的做法。鉴于中国的能源结构形式,中国的能源消费形式必将在相当一段时期内以煤为主。同时,煤粉工业锅炉符合中国能源结构特点,具备节能环保优势,符合国家政策要求,也必将会引起重视。
4.3用能企业蒸汽用量减少或停止用汽能量需求的确定性也是项目风险的来源之一。随行业经济状况的波动,企业产能或随之变动,因而对蒸汽的需求量会不稳定,因此需要在合同中明确规定企业的最低用能限制,低于此限制值时统一按照此值结算。
4.4应收账款到账问题在设备销售模式下,节能设备在货款未全部付清的情况下,就已将标的物的所有权和使用权移交到用户手中,设备销售企业对客户的约束性小,应收账款回收比较困难。在EPC模式下,因为合同执行期内节能设备的所有权、使用权为节能公司所有,一旦客户发生款项拖欠,节能公司可以立刻停止运行锅炉设备,客户的节能收益也随之消失。EMC企业对客户的约束性较大,不易发生拖欠款项的现象。
就在1998年,中国的广大地区还在为大量的煤和电卖不出去而发愁,短短的6年后,中国能源供需普遍紧张的时代就到来了,油、电、煤“三荒”同时发生,敲响了中国能源供需的警钟。1997年,我国的能源消费量达到一个高峰期,此后情势趋缓。而2001~2003年,我国的能源消费量急速增长,2004年,情况更为严重了。
从经济学角度分析,能源作为资源的重要组成部分,具有稀缺性。由于新能源的开发和生产需要巨大的投入和较长的周期,其替代品较少,因此能源的供给在一段时间内比较稳定;而能源是人们生产和生活的必需品,人们对其需求有增无减,需求的增加将使需求曲线向右移动,造成能源价格的大幅上涨。根据计算,为了保证GDP年均增长7%以上,我国面临能源供应保持每年递增4%左右的压力。到2050年,能源年消耗量将达到标煤38亿t(相当于2000年的3倍),成为世界第一能耗大国。如果我们不能解决能源发展的问题,未来我国经济的发展将受到能源短缺带来的价格波动的影响,这势必会阻碍我国经济的增长。
对于能源的短缺问题,有许多人认为是经济增长的必然结果,是国内生产总值增长的“附属品”,但实际情况真的那么简单吗?下面我们从三方面进行分析。
1从需求方面进行分析
1.1中国工业化、城市化阶段对能源的依赖性
(1)近几年工业发展情况表明,中国工业进入了工业化中期,即重工业化阶段。2002年,景气指数居前的机械、汽车、钢铁等重工业化行业快速发展,成为拉动经济增长的主要力量。重工业单位增加值的能耗明显高于轻纺工业,这是近年经济增长对能源需求明显提高的重要因素。
(2)在未来的一个时期内,农村人口向城市的大量转移。城镇人口平均年消耗能源为农村的3.5倍,如果城市化水平每年提高一个百分点,就意味着将增加
1300万城市人口,能源供应也需相应增加。随着人均收入的增加,居民消费进入新的结构升级阶段,如每千人拥有汽车数量提高、家用电器拥有率提高等,都使人均能耗呈增长趋势。
(3)从世界经济发展的格局来看,中国正成为世界制造基地之一。由于进出口结构不同,单位进口价值与单位出口价值的能源消耗不同,形成了国际间能源需求的转移。随着进出口量的增加,在国际贸易中能源需求向中国转移的趋势短期内难以改变。
1.2落后的经济增长方式对能源的浪费
回顾20年的发展,我国仍然采取的是高增长、高消耗、高污染的粗放型扩张和外延为主的经济增长方式。2001年,全国能耗费用支出达12500亿元,占GDP的13.5%,而同期美国只占7%。中国11个高能耗产业的33种产品能耗比国际先进水平高46%左右,这些部门每年多耗能约2.3亿t标煤。此外,中国大气污染造成的损失已经占到GDP的3%~7%。这样的发展方式必然造成我国能源需求的不断上升,同时也产生大量的环境污染,从另一个方面减少了我国可利用的资源的数量,造成资源供给的严重不足。
1.3能源的使用结构不合理造成的浪费
我国是世界上少数几个以煤炭为主的国家,能源的消费远远偏离当前世界以油气燃料为主的基本趋势。我国一次性能源的消费构成为煤炭占73.5%,原油占18.6%,天然气占2.2%,水电占5.7%。煤炭高效、洁净利用的难度远比油、气燃料大得多。而且我国大量的煤炭是直接燃烧使用,用于工业锅炉、窑炉和采暖的煤炭占47.3%,用于发电或热电联产的煤炭只有38.1%,而美国为89.5%。此外,我国终端能源消费结构也不合理,电力占终端能源的比重明显偏低,国家电气化程度不高。
2从供给方面分析
2.1国际局势的影响
国际局势的动荡不安造成能源供给的波动,这在很大程度上影响了我国经济的发展。中国从1993年由一个石油出口国变成一个石油进口国之后,原油紧缺问题就一直存在。目前中国每年要进口7000万t石油,已经成为国际石油市场上一个重要买家。随着中国石油消费量的显著增长和对国际市场依赖的加深,一旦受到国际石油价格变动的冲击,国民经济的方方面面就会受到影响,这也进一步加剧了我国能源供需的不平衡。
2.2能源工业产业升级受到阻碍
改革开放以来,我国通过放松市场准入管制,迅速提高了能源产量,缓解了我国能源紧缺的矛盾,但是低水平的规模扩张影响了能源工业的正常发展。小煤窑、小火电过多,导致煤耗高、效率低,资源浪费严重,环境污染加剧。从表面来看,我国当前能源供应紧张与关闭一些小煤矿、小火电导致煤炭产量和发电量下降有关,实质是从规模上提高了能源生产的准入标准后,我国能源工业不能在较高的技术水平上保证我国能源的供需平衡,即能源工业的产业升级受阻。
3应当采取的相关措施
由于能源的开发和生产需要高强度投资和较长的周期,而节能和环境效益具有很强的外部性,因此单独依靠市场通过价格杠杆来调整供需是不能有效解能源问题的。这就需要国家通过宏观调控,转变经济增长方式、改革能源供销机制,实现能源的可持续利用。具体包括以下几点:
3.1强化节能
根据研究,如果采取强化节能和提高能效的政策,到2020年能源消费水平可以减少15%~27%,单位GDP能耗将每年下降2.3%~3.7%,这将促进经济以一个更合理有效的方式发展。
首先是推动经济体制的改革和结构调整,加大企业的技术创新,使其主动去寻求更经济的能源技术。企业从市场出发,自主寻找更节能的生产方式,一方面使经济增长更趋于合理,提高企业的经济效益;另一方面也从根本上减少对能源的消耗,达到节能的目的。
其次,应加快技术创新的步伐。加大政府在能源领域的研发投入;根据终端能源需求选择关键技术,动员产学研各方力量组织攻关;通过建立能够形成有效竞争的市场结构和规范的公司治理结构,形成不断推动技术创新的有效激励机制,从而步入良性发展的轨道。
3.2实施调整和优化能源结构的政策
目前,世界能源消费结构已经完成了固体能源向液体能源的转化,并开始向气体能源转化。而我国在一次能源消费中仍以煤炭为主。根据研究,2020年中国能源消费结构中煤炭的比重每下降一个百分点,相应的能源需求总量可降低1,000多万t标准煤。因此,我国应着重进行能源消费结构的调整,充分利用结构优化所产生的节能效果。从未来走势看,由于对石油、天然气等优质能源消费增加迅速,将出现由需求策动的结构性变动,这就为能源结构的调整和优化提供了较好的市场基础。根据上述原则和中国的资源禀赋条件,应逐步降低煤炭消费比例,加速发展天然气,依靠国内外资源满足国内市场对石油的基本需求,积极发展水电、核电和先进可再生能源,逐步形成结构多元的局面,提高优质能源的比例。
为了达到对能源结构的调整,从根本上就要求不同能源工业之间达到协调的发展。近年来,由于缺乏综合的能源宏观管理部门,国家能源发展缺乏总体规划,导致在市场需求发生变化时,不同能源行业对市场做出不同的反应,影响能源行业的协调发展。因此,我国的能源发展战略要关注不同能源行业的市场结构、产业组织,以及管理体制的协调,使不同能源行业之间协调发展。
3.3推行全球化能源战略
能源发展应从依赖国内资源的“自我平衡”转变到国际化战略,充分利用国内外两种资源、两个市场。在WTO框架下进一步对外开放,充分利用国际市场,调整和选择我国最优化的能源结构。所有能源来源应适应经济全球化的发展趋势,选择最经济可靠的供应途径,以此进行能源的战略规划和总体布局。要有正确的能源规划,实现进口多元化、多样化与经济化,建立长期可靠的能源进口基地,防止由于国际局势的动荡而引起的供给和价格变化对经济的发展产生的不利影响。
其中最为重要的就是石油问题。对于国家来讲,石油是一种战略物资,在某些用途上具不可替代性,在非正常情况下不能与货币等价。把海外石油资源运往国内消费,实质上是保护了国内石油资源,减少我国未来石油短缺的压力,增强我国未来石油自给的能力和在国际石油市场上的主动权。随着我国石油工业“走出去”战略的实施,我国在海外获得的石油资源逐年增长。此前,由于没有明确制定国内外石油资源的利用顺序,一些企业在海外开发的石油资源受到进口配额的限制,不能销往国内,常常就地销售或外销。因此,我们应明确石油资源的利用顺序,改革石油进出口管理体制,为进口海外石油提供便利条件。通过完善能源市场和价格机制,减少国际能源价格波动对我国经济的震荡。
3.4推进能源工业的结构调整和产业升级
我国当前能源需求的增长,使我国能源工业又进入一个快速发展的时期。但是,我们不能再重蹈低水平规模扩张的旧辙。提高能源企业的进入门槛,加大其中的技术含量,将能源企业的发展限制在一定水平以上,在短期内可能会造成能源的供需不平衡,但从长期经济发展来看,将有助于产业升级,建立适应经济发展的能源工业结构,这是解决我国能源问题的根本所在。由于能源产业改革的艰巨性和关键性,就要求政府运用财政、税收、信贷等手段,促进能源科技成果的产业化。提高能源生产领域的技术门槛,使能源工业发展建立在较高的技术水平之上。
能源问题是一个全球性问题,20世纪70年代,石油危机引发了人们对全球性资源短缺的担忧。在我国,能源问题越来越严重,如果现在不能从根本上解决能源供需不平衡的问题,持续的能源紧缺将制约经济的发展,严重时将造成经济的动荡甚至衰退。因此,应当加快建立起一个更有效、更完善的能源供需体系。
参考文献
基础管理优势。总公司经过多年的发展和积累,建立起较为健全的现代企业管理机制,基础管理工作巩固,基本实现现代化管理,从而为打造符合市场经济所要求的管理体系创造了较好条件。为区域公司在生产管理、安全管理、质量管理、经营管理、技术管理、生产自动化与信息化管理、文化建设等方面设立完善的管理机制提供了基础保障。资源整合优势。区域公司有利于资源整合、不浪费,集中管理,提升效率,并且在总公司的统一运作与协调下,各区域企业凝聚在一起,能够共享资源,充分发挥区域优势、资源整合优势(如:项目资源、社会资源、人力资源等),统筹区域资源、市场开发,提升区域竞争能力,为区域公司的发展奠定良好的基础,实现跨越式的发展。区位优势。一般而言,省会城市是新能源企业区域公司首要考虑因素,在吸引人才、信息获取、沟通与协调政府职能部门等方面显得更为有利。除此之外,区域公司除了选择在经济发达的地区,还会依据总公司的总体发展情况而选择合适的地理位置,这样能充分发挥出区位优势。人才优势。新能源企业经过多年的发展,拥有一套合适的人才选拔、引进、培养与运用的体系,区域公司也可沿用相关的体系,培养一批高素质的市场开拓、经营管理、专业技术人才,而且利用现有人才资源进行合理调配,实现人力资源的优化配置等。竞合优势。区域公司相对于具体的项目公司,因其在资金、技术、人员、管理等方面的不断加强,在本地市场会有更强的竞争实力和优势。在参与区域市场竞争中,相比一些小的项目公司,行业、社会认同度更高,赢取与企业、政府的合作机会更大;在区域市场角逐中的竞合优势会更加明显。
(二)新能源企业区域公司管理的劣势
区域公司与总部部门内部合作欠缺有效的沟通。区域公司相对于总公司而言,相当于异地经营。区域公司本身技术人员、管理人员等的实战经验可能有所欠缺,这需要总公司对区域公司从不同层面给予大力支持和指导,若总公司相关部门的支持力度有所欠缺,则会直接影响区域公司的管理效果和经营业绩。区域公司刚起步,管理机制不统一。因为区域公司战略部署仍处于初级阶段,在某一区域设立公司,实质上就等于在白纸上填写,区域公司要设立组织架构、制定规章制度等等。并且区域公司技术、管理人员都不可能全部从总公司派出,因此,区域公司人员需要在当地招聘入职,这样有利于管理,节约成本,也使得员工能够安心稳定工作。但是由于区域公司发展没有总公司成熟,新入职员工对总公司的企业文化缺乏了解,不熟悉总公司的处理事务流程与各项规章制度,上述原因都会直接导致区域公司与总公司在短期内部分事务的不协调,因此需要一段磨合期。区域公司缺乏有力的管控力。在开展年度财务报表审计等重要事项的时候,需要各个区域公司的积极配合,按照总公司的要求提供对应的财务资料。但有的区域公司并非能完全按照要求在规定的时间提交所需的资料,区域公司内部管控也会因为异地一些原始资料提供滞后等,这很容易导致企业总体工作的进度,降低了工作效率,管控也会不及时。如果总公司对此并没有强而有力的监督措施,容易导致工作存在着极大的风险隐患。区域公司缺乏明确的定位。首先,区域公司自身对区域范围内的项目管控,可能会因为项目资源分散、人员层次、项目本身管理要求差异等原因带来一定的管理矛盾。其次,区域公司在发展前期,往往因为需要处理的前期事务较多,可能会造成对区域内的市场定位、行业定位不是很明确,从而影响到区域公司在区域市场内的发展。
二、促进新能源企业区域公司发展的策略
(一)区域公司与总公司要加强沟通
为了能够进一步加强区域公司与总公司的沟通,可建立相关的报告、沟通体系,就区域公司在市场拓展、经营管理等方面所遇到的问题及状况进行沟通、协调并给予解决,总公司要实时确切地给予子公司支持与帮助。例如,在充分了解区域公司资源情况、项目实施等方面加强总公司与区域公司的有效沟通,将每项工作的关键时间点落实。总公司也可通过更新、整理所负责的典型项目的解决方案,汇编成册,方便区域公司更好地开展实施相关业务。
(二)统一区域公司与总部的管理体系区域
公司在成立初期,要依据总公司的管理机制并依据实际建立规章制度,将每项业务处理流程明确化、规范化。由于地域的限制,再加上新能源产业要时刻追随国家政策,因此相对的流程也会随之有所变更,可能容易导致区域公司的员工不能全面及时了解总公司的业务、财务、项目、人力等管理制度与流程的更新。因此,相关管理人员要定期组织区域公司的员工培训相关变动的流程,使得区域公司的员工能够更好地掌握要点,顺利地开展工作。除此之外,还要依照各个区域公司自身的特点,在重大事项不受影响的范围内,可灵活设立更为适用的管理制度,以便让区域公司的管理更加规范。
(三)提高人才选拔质量,完善绩效考核机制
新能源企业在人才招聘中,重视应聘者的学历与实践经验,尽管这样的方式能够为企业注入新鲜的血液,但是随着区域公司的成立,相关的工作人员对于出差、外派等公司人事调动有所抗拒。因此,过去的招聘方式并不能适应新能源企业长远的发展。所以,要改变过去的人才招聘方式,为企业提供更多人才,为区域公司的发展奠定良好的基础。首先,建立完善的选拔机制,这样能够让企业职工都能够参与到竞争中,在自己的岗位上做出成绩,调整员工的工作状态,把握员工最新的工作进程,这样有利于为公司以后的人事调动铺垫道路;其次,管理者要落实素质测评工作。通过素质测评,让领导者了解员工的岗位贡献率与工作情况,了解每位员工的工作才能,让人才培养工作更加具有针对性;再者,健全绩效考核制度,若绩效考核没有落实,就难以激活整个企业的发展活力。因此,建立完善的绩效考核,能够激发员工的工作热情,使其主动愿意为企业贡献力量;最后,区域公司需要建立完善的薪酬制度,好的薪酬体系能提高员工的战斗力,提升企业的凝聚力,增强企业的竞争优势,利于更好地促进公司发展目标实现。
(四)加强监管控制区域公司的关键事项区域
公司与总公司由于地域的限制,不可能实时了解区域公司的经营、管理过程情况,因此,在某些事项中总公司应授权清晰,部分事务可以放手让区域公司自行处理,但在一些重要的项目与控制关键点上,则有必要参与其中,控制大局,加强监管控制。第一,区域公司可以委派总经理,进行业绩管理考核,从根本上掌控区域公司的大致事项;第二,区域公司财务负责人与上述总经理相同,可由总部直接委派与考核,财务管理是公司的核心,因此应定期轮换,防止财务舞弊的情况发生;第三,总公司对于区域公司的项目开发、合同签订、资金调拨、项目预算等涉及重大事项的情况,要严加控制,都要通过相关的人员严格审批,在某些重大的领域要实施总公司集权管理,不定期检查区域公司是否按照流程处理业务;第四,区域公司的财务处理必须要严格控制在总公司的管辖范围内,集中核算,这样才能保证总公司能够及时获取、监控区域公司的财务信息,降低财务风险。
1.2设备要求
1.2.1能耗计量装置1)具备数据通信功能,并符合行业标准的物理接口和通讯协议。2)具有断电数据保护功能。当电源停止供电时,所采用的计量表装置能保存所有数据,再次供电后,恢复正常计量功能。3)能耗计量装置应抗电磁干扰。4)具体计量装置要求可参见《多功能电度表》(DL/T614)、《交流电测量设备》(GB/T17215)、《多功能电表通信规约》(DL/T645)、《电流互感器》(CB1208)、《热量表》(CJ128)、《封闭满管道水流量的测量饮用冷水水表与热水水表》(GB/T778)。能耗计量装置具有CMC认证标志。同一能源计量系统中采用相同通讯协议的计量装置。
1.2.2数据采集器1)支持根据计量系统命令采集和主动定时采集两种模式;支持对各分类能耗、不同品牌的计量装置实行数据采集,以及本地数据传输和远程数据传输。2)采集的能耗数据加上时间标记,有足够的专用存储空间。3)具有本地配置和管理功能,支持软件升级功能,能支持接收来自数据中心的查询、校时等命令。4)严禁在数据采集器上设计后台程序,以免数据采集器受到非法远程控制或私自远传数据包到其他无关服务器。5)数据采集器的性能和电磁兼容性指标应符合《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统》的要求。
1.2.3现场仪表1)具有数据远传功能。2)具有数据补偿、时间补偿、故障响应、数据修正、数据缓存、数据预处理功能。
1.2.4现场控制器1)具有处理、存储、传感信号采集、数字量/模拟量输入输出以及通信能力,支持网络化配置。2)具有远程编程、检测和管理功能,支持专用软件进行本地和远程参数配置及维护,还应具有可视的故障显示装置。3)具有总线短路保护、负载过载保护功能。
1.3能源计量与管理软件系统功能1)系统能够在线检测系统内各计量装置和传输设备的通信状况,具有故障报警提示功能。2)管理分析软件应具备能源审计辅助、能耗定额管理、节能专家诊断及能耗评价功能。3)对以自动方式采集的各分类分项总能耗和单位面积能耗进行逐日、逐月、逐年汇总,并以坐标曲线、柱状图、报表等形式显示、查询和打印。人工方式采集的能耗以月为最小统计时段。4)应将除水耗量外各分类能耗折算成标准煤量,并得出建筑总能耗的标煤量。能够对各分类分项能耗(标准煤量)和单位面积能耗(标准煤量)进行按月、按年同比或环比分析。5)系统软件应具有的管理功能(1)应具有用户权限管理、系统日志、系统错误信息、系统操作记录、系统词典解释以及系统参数设置等功能。(2)应具有良好的开放性,即具有符合用户应用需要的后续开发功能,能在基本功能基础上,为用户提供个性化报表与分析模板。(3)先进性。应采用先进的软件技术满足用户需求。随着互联网的快速发展,须采用灵活的软件架构保证软件的易扩展性和易维护性。6)应符合《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统软件开发指导说明书》中对软件功能框架的描述和对软件功能的要求。