浅谈造纸行业能源绩效参数和能源基准的建立



编者按:能源绩效参数(EnPi)和能源基准(EnB)是能源管理体系中两个相互关联的主要因素,是ISO 50001标准的核心要素,对其含义的正确理解与运用是组织建立能源管理体系的关键,同时也有助于审核人员对能源管理体系实施审核。本文结合造纸行业能源绩效参数和能源基准的建立过程,谈谈对这两个核心要素的理解。

一、能源绩效参数和能源基准与能源绩效的关系

为了有效管理自身设施、系统、过程和设备的能源绩效,组织需了解能源是如何被使用的,以及随着时间的推移究竟消耗了多少能源。组织需要建立能源绩效参数和能源基准测量其能源绩效的改进。

能源绩效参数是量化设施、系统、过程和设备中有关能源效率、能源使用和能源消耗结果的数值或度量。组织使用能源绩效参数作为其能源绩效的测量。

能源基准量化的是特定时间段内的能源绩效,以作为比较能源绩效的基本参考依据。能源基准可用作在选定的时间段之间比较能源绩效,从而使组织可以评估时间段之间能源绩效的变化。能源基准是引入能源绩效改进措施之前,描述和量化组织能源绩效的参考依据。能源基准也可作为能源绩效改进方案实施前后的参照来计算节能量。

能源绩效参数和能源基准的关系主要表现在:

(一)组织通过建立并使用能源绩效参数和能源基准,测量并量化设施、过程、系统的能源绩效变化,从而对其能源绩效进行有效管理。

(二)能源绩效参数能提供能源绩效信息,有助于组织的不同部门理解能源绩效并采取措施进行改进。为满足不同层次的要求,可在设备设施、过程、系统层面上建立并使用能源绩效参数。

(三)能源基准是基准期内能源绩效参数的数值,用来确定基准期内的能源绩效。一旦选定能源绩效参数,就应建立相应的能源目标和能源基准。建立能源基准所需的信息类型由具体的能源绩效参数决定。能源绩效参数的数值与能源基准所使用的单位和度量应保持一致。

(四)一旦确定了如天气、产量、产品种类等可能对能源绩效产生重大影响的相关变量,组织应将能源基准规一化,以便和相同条件下的能源绩效进行对比。

(五)能源绩效受许多相关变量和静态因素的影响,这些变量和因素都可能与市场需求、销售量和利润率等商业条件有关。

二、从能源评审中获取相关的能源绩效信息

能源评审能够为确定能源绩效参数和能源基准提供有用的能源绩效相关信息,组织需对能源绩效相关信息进行收集、分析和处理,以此为基础开展能源绩效的测量和量化。

(一)界定能源绩效参数测量边界

为了测量和量化能源绩效,应先确定每一项能源绩效参数的测量边界(即能源绩效参数的边界)。不用能源绩效参数测量的边界可能会重叠。

造纸行业生产组织界定能源绩效参数测量边界时应考虑以下几点:

1、能源绩效参数边界内有主要能源使用的存在,如:电、蒸汽、煤、天然气、燃油等;

2、从测量的角度易将能源绩效参数边界隔离,考虑需要管理的特定设备、过程和子过程(能源种类及相关变量),如:制浆生产线、造纸生产线、制品生产区域、蒸汽锅炉、热电联产锅炉等较容易隔离划分的区域;

3、能源绩效参数的边界与组织责任相关联的程度,如:国家能源主管部门对行业能源消耗的限额,GB31825《制浆造纸单位产品能源消耗限额》等标准要求,及不同地区地方标准对产品能源消耗的限额等;

4、能源绩效参数边界内能源管理的职责被清晰分配给特定个人、团队或小组的程度;

5、围绕着组织指定的优先控制和改进的每一个主要能源使用(或主要能源使用的组合)来界定。

能源绩效参数的边界通常可分为三个层次,组织层面、系统层面和单个设施/设备/过程层面的边界。

——组织层面:当组织为了法律或商业相关的需求被要求报告能源绩效时,该边界类型精车会被使用,如:为满足国家能源主管部门对行业能源消耗的限额及单位产品能源消耗限额,而进行的能源绩效监测;

——系统层面:代表组织或设施能源消耗主要部分的系统,如:制浆生产线、造纸生产线、锅炉等;

——单个设施/设备/过程层面:希望改进的单个设施/设备/过程,生产系统中的某一台主要耗能设备。

(二)确定和计算能流

一旦明确了能源绩效参数边界,需识别跨边界的所有能量流动。组织可依据GB/T28749《企业能量平衡网络图绘制方法》、GB/T28751《企业能量平衡表编制方法》标准绘制能流图或能量平衡表。

组织应测量所有通过能源绩效参数边界的能源流入和流出(能流量),如:电的输入和输出、蒸汽输入和输出、一次能源(煤、天然气、汽柴油、生物质能等)的输入及库存的改变等。进行测量时要考虑测量仪表的准确性和可重复性,定期进行检定和校准。

(三)确定和量化相关变量

一旦确定了能源资源和主要能源使用,组织应在每一个能源绩绩效参数层面确定和量化可能会对能源绩效产生影响的相关变量。组织应把对能源绩效影响较大的变量与对能源绩效影响较小的其余变量分离。

(四)确定和量化静态因素

影响能源绩效的因素在数值上可能是经常发生变化的。应分析这些因素,以判断是经常发生变化的相关变量,还是非经常性或显著性变化的静态因素。如:产品生产的数量和质量每天或经常发生变化,则产量(或合格量)就是相关变量;若设备设施、产品结构不是经常变化,就是静态因素。

三、确定能源绩效参数

能源绩效参数需要考虑使用者的需求。能源绩效参数应是清晰地,以便告知持续改进所做出的努力,使使用者能够做出决定并采取行动。能源绩效参数可以为外部或内部使用者制定。外部使用者通常使用能源绩效参数来满足从法律法规和其他要求派生出来的要求。内部使用者通常使用能源绩效参数来管理能源绩效的改进。

造纸行业生产组织在确定能源绩效参数时,首先要考虑GB 31825《制浆造纸单位产品能源消耗限额》标准及行业和地方能耗限额标准的规定。一般来说,存在上述能耗限额标准的产品,能源绩效参数通常选取限额标准给定的参数,不存在国家能耗限额标准的产品,能源绩效参数一般采用行业惯例所采用的参数。政府主管部门有能耗指标要求时,通常采用政府主管部门要求的参数作为能源绩效参数。如:吨浆产品能耗(kgec/Adt),吨纸产品能耗(kgec/t)等。同时,组织为了内部管理能源绩效的改进,根据不同情况还会设立例如:吨产品电耗(kwh/t)、吨产品蒸汽消耗(t/t)、锅炉单位供热能耗(kgec/Gj)、以及热电联产机组单位供电能耗(gec/kwh)和单位供热能耗(kgec/Gj)等能源绩效参数。

四、建立能源基准和数据收集

能源基准可用基准期内能源绩效参数的值来表征。将能源基准和报告期的能源绩效参数值进行比较,能够说明组织为达到目标所取得的进展。

建立能源基准通常采取以下步骤:

——为将要使用的能源基准确定明确的目的和相应的能源绩效参数;

——确定合适的数据周期;

——数据收集;

——计算和测试能源基准。

例如:通过与能源管理体系建立前能源基准的比较,确定体系对能源绩效的改进;通过与上一周期或年度能源基准的比较,确定本周期能源绩效的改进。

(一)确定合适的数据周期

当建立能源基准时,组织应考虑实际运行特性以确定合适的基准期。基准期和报告期应足够长,以确保运行方式的改变都能够反映在能源基准和能源绩效参数上。基准期的选择应考虑能源消耗和相关变量的季节性变化等,通常选择12个自然月。

(二)数据收集

能源和相关变量的数据通常是使用仪表和分仪表,在永久安装、临时性或现场测量的基础上进行测量的。能源数据收集面临的困难包括:

——缺乏通过仪表测量的准确的能源消耗数据,如:主要设备、设施能源消耗数据,特别是蒸汽消耗数据;

——缺乏相关变量的数据;

——与能源数据不相符的数据形式,如:从供应商发票上得到的能源数据,与实际有较大的差异。

组织可能会发现一些被识别为具有显著作用的能源绩效参数可能由于数据限制或其他阻碍而无法测量。在这种情况下,组织需要进行评估,从而修订能源绩效参数或添加测量仪表。

(三)测量

组织宜测量每个能源数值和必要的相关变量,以计算选定的能源绩效参数和相应的能源基准。组织宜分析哪些相关变量需要被测量,评估已有的测量和监视能力。应注意:

——能源计量器具的配备应符合GB17167的规定,测量应足够精确且可重复,测量仪表应定期校准;

——能源消耗应使用特定时间段的数据来进行测量和计算,造纸行业生产组织通常为正常生产的12个月,尽量消除天气状况、生产的季节性等相关变量对结果的影响;

——当测量单位产品的能源使用时,如果有中间产品,无论中间产品报废、销售或购入,都有可能造成最终产品能耗结果的偏差;

——当存在能源转换时(如:蒸汽锅炉,热电联产等),应分阶段或区域进行能源测量和计算,并注意转换过程中的能源输入或输出。

(四)计算和测试能源基准

在计算能源绩效参数和相应的能源基准之前,组织应对测量的数据和相关变量进行评审以确定数据的质量是否符合要求。如果存在一些测量异常的数据,则应注意不要将这些数据放入计算中。

组织建立能源基准时,应使用基准期内的能源消耗和相关变量数据对相应的能源绩效参数进行测量和计算。适用时,应对能源基准的有效性进行测试以确定其是适宜的。

五、使用能源绩效参数和能源基准

(一)计算能源绩效的变化

为了评估能源绩效的变化,组织宜量化报告期内的能源绩效参数,并将这些数据与相应的能源基准进行比较。组织也宜将这些能源绩效和其能源目标指标进行比较,然后采取行动。

(二)归一化需求和方法的确定

归一化的目的是为了将基准期的能耗值和统计报告期内的能源绩效参数值在同等条件下进行比较。通过归一化来消除基准期和统计报告期之间由于相关变量变化所带来的影响。

造纸行业对能耗值影响最大的相关变量是产品产量,同时设备、设施基本符合较小,可使用能源消耗与产品产量的简单比率进行归一化,即单位产品能源消耗,以消除由于产品产量变化所带来的能耗影响。另外,由于部分造纸产品能源消耗受天气状况的影响,所以造纸行业能源基准期和统计报告期通常为12个月,以消除一年四季天气状况不同对能源消耗的影响。

六、能源绩效参数和能源基准的保持和调整

当组织的设备设施、过程或系统发生变化时,其能源使用、能源消耗、能源效率和相关变量也会受到影响。组织应确保当前能源绩效参数和相应的边界以及能源基准依然适用,并且能对能源绩效进行有效测量。若不再适用,则组织应制定新的能源绩效参数或者调整能源基准。调整能源基准的目的是为了在报告期和基准期在相同条件下比较能源绩效。

可通过以下方法确定能源绩效参数和能源基准是否适用:

­——将相关变量的基准值和报告期内的值进行比较,判定是否在同一个有效的统计范围内;

——识别静态因素的主要变化。如:主要设备设施的变化,主要生产工艺过程的调整,主要产品类型的变化等均属于静态因素发生了变化,只有在相同条件下计算得到的能源绩效才是有效的。

以上是在参考能源基准和能源绩效参数相关标准和资料基础上,对如何在造纸行业能源管理体系中建立能源绩效参数和能源基准进行了讨论,希望能给ISO 50001标准的建立和转版提供帮助。


(作者:乔梁)



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