能源使用分析

9．3．1　能源使用分析

1）全生命周期能源消耗分析

产品生命周期的每一个阶段都存在能源消耗，因此分析产品的全生命周期能源消耗状况，不仅应考虑原材料的选择、产品生产和使用过程，还要将产品维修和回收处理等过程也考虑进去⁽³⁸⁾。

（1）原材料选择能耗

原材料的组成成分以及加工成形之后的规格尺寸等都将直接影响产品的结构、特性、制造加工、效能和可靠性、生产进度、工艺装备、成本、价格以及以后的维修、回收处理工作，影响制造系统的资源能源消耗。同时，不同的原材料在其开采、加工过程中所消耗的能源是不同的。因此，材料的选择在产品系统能源消耗特性分析中是一个非常重要的影响因素。例如，汽车的油耗和重量呈线性关系；如果自重降低，其他条件不变，油耗就会降低。因此，为减轻汽车重量，纵梁和横梁一般都采用低合金高强度钢板，这样可减轻自重、减少燃料消耗、节约能源。

（2）产品加工能耗

制造系统中造成能量消耗以及能源利用率低的原因是多方面的，产品设计、工艺规划、制造过程、装配过程等都是要考虑的因素。其中产品设计是影响能源消耗的关键环节；而在产品设计方案已定的情况下，制造能源消耗又在很大程度上取决于工艺方案的设计及实施。影响工艺过程能量消耗的主要因素是产品零件设计的制造加工方法、工艺路线、工艺设备和工艺参数。

（3）产品装配能耗

产品装配能耗与产品加工过程类似，主要由产品设计和装配系统所决定。产品设计中确定的产品几何形状、空间结构以及装配系统决定了装配过程的能耗。

（4）产品使用能耗

产品设计时所确定的系统工作原理，决定了产品不同使用状态下的结构和功能；而产品使用过程中的结构、功能设计影响产品使用的能量消耗。因此对产品的使用功能进行改进，也是减少能源消耗的重要途径之一。

（5）产品维修能耗

在产品的使用过程中，维护是一个重要环节。在某些情况下，如果能多次重复地使用产品，或方便地进行零部件的替换、维修，将延长产品使用过程。与新制造的产品相比，这将大大减少能源的消耗量。维修过程的能量消耗主要为更换零部件和维修操作行为的能量消耗。

（6）产品回收再处理能耗

产品回收是一个复杂的过程，一般涉及到产品拆卸和材料回收两大主要过程。回收再处理过程不仅消耗能量，同时也对能量进行回收。根据产品的情况，可对产品或其零部件采取部件级回收、材料级回收、焚烧、填埋和抛弃等不同的处理方式。

（7）产品传输能耗

在产品生命周期各阶段之间，产品都或多或少的需要空间上的转移，因此，会产生一定的产品传输能耗。产品传输能耗与运输方式、运输条件、运输距离、材料、产品的体积和质量等因素相关。

2）能源审计

在工业生产中，监控整个生产设施的能耗较为容易，但是掌握其中某个单元或者某一些单元的能耗却很难。能源审计可以帮助企业分析评价各个单元能源消耗的详细情况，为企业寻找节能方向，确定节能方案，提高能源利用效率。

企业能源审计的主要内容包括⁽³⁹⁾：

（1）能源管理状况，包括组织、人员与管理标准；

（2）企业用能情况；

（3）生产工艺与用能流程；

（4）主要用能设备的运行效率；

（5）能源计量、监测系统和统计台账；

（6）单位产品能耗

（7）节能技术改造项目；

（8）企业能源使用的经济分析和环境影响。

在能源审计中，企业的能源消耗状况分析是主要的审计内容。根据企业的规模和工艺流程，能源审计对能源利用流程的各个环节，如购入储存、加工转换、输送分配、最终使用等的能耗情况进行分析，找出节能方案。例如，铝罐生产的大部分能耗发生在从矿石中分离和提纯铝的阶段（见图9．3）⁽⁴⁰⁾。虽然铝板和铝罐生产的能耗也较大，但还是远远小于前者。而不同生产阶段之间原材料运输的能耗非常小，只占总能耗的极小一部分。因此，应该减少从矿石中开采铝来生产铝制品，而尽量多使用再生铝。同样，其他金属再生利用的节能潜力也非常大。

图9．3　铝罐生产过程能耗图