中国可持续能源项目.docx
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中国可持续能源项目
中国可持续能源项目
TheChinaSustainableEnergyProgram
能源基金会
TheEnergyFoundation
项目成果报告系列
TechnicalReport
两化融合促进工业节能新途径
thenewwaysofpromotingindustrialenergysavingthroughintegrationofinformatizationandindustrialization
中国电子信息产业发展研究院
2013年4月
项目信息
项目资助号
GrantNumber
项目期
Grantperiod
所属领域:
工业
Sector:
Industry
项目概述:
ProjectDiscription:
项目成员:
顾成奎;王娜;崔志广;郭士伊;赵越;霍婧;刘飞
Projectteam:
GuChengkui;WangNa;CuiZhiguang;GuoShiyi;ZhaoYue;HuoJing;LiuFei
关键词:
两化融合;工业节能;数字能源
KeyWord:
Integrationofinformatizationandindustrialization;Industrialenergysaving;Digitalenergy
摘要
信息通信技术(ICT)已经渗透到人类经济和社会生活的各个领域,用信息通信技术促进工业节能减排,是完成我国工业节能减排约束性指标要求,实现调结构、转方式的新途径。
本报告主要研究两化融合促进工业节能的新途径——数字能源。
本报告首先阐述了我国工业能源消费情况,并分析了传统节能手段的潜力以及存在问题,结合国际低碳经济发展形势和我国工业领域节能减排战略要求,提出要充分运用两化深度融合促进工业节能减排,在工业领域推进数字能源。
之后对国内外政府、企业和国际组织的两化融合促进节能的策略和实践进行了说明和分析,总结出我国两化融合促进节能方面存在的问题。
在充分理论研究和调研研究的基础上,本报告提出两化融合促进节能减排的工作思路和工作重点,提出“数字能源”在工业领域重点推进方向,包括:
用能设备IP化、企业能源管控中心、流程工业在线仿真系统、企业“数字能源”分级计划等,并分别研究各重点推进方向的发展现状、存在问题,提出具体推进手段并进行节能潜力分析。
最后,本报告提出两化融合促进工业节能减排和推进数字能源解决方案的保障措施,为工业节能决策提供重大支持。
本报告的主要结论:
1.要实现“十二五”工业节能减排目标,推进节能减排,提高资源利用效率和应对气候变化能力,实现绿色和可持续发展等目标,除了继续坚持结构节能、技术节能和管理节能等传统手段,还要充分运用两化深度融合促进工业节能减排,特别是在工业领域推进数字能源。
2.两化融合促进工业节能的基本思路:
切实把数字能源系统建设作为降低工业发展能耗需求的重要举措,以产业链的关键环节和基础环节为突破口,以信息通信技术在工业领域的深度应用为着力点,以企业为实施主体,加强政策引导,充分发挥市场机制的作用,全面推广应用数字能源解决方案,提升工业能源利用效率,增强企业市场竞争能力,促进工业绿色可持续发展。
3.两化融合促进工业节能的工作重点:
用能设备IP化、企业能源管控中心、流程工业在线仿真系统、企业“数字能源”分级计划等。
4.对策建议:
加强组织领导和协调、开展数字能源试点示范工程、建立多渠道的数字能源投融资机制、促进激励创新机制、完善数字能源信息平台建设等。
Summary
(Pleaselimitedtothreepages)
Informationandcommunicationtechnology(ICT)haspenetratedintoeveryfieldofhumansocietyandeconomy,thepromotionofindustrialenergysavingandemissionreductionbyinformationandcommunicationtechnologyisthenewwaytocompletetheconstraintindicatorsrequirementsofChina'sindustrialenergy-saving,adjuststructureandchangethemodeofeconomicgrowth.Thereportmainlystudiesonthenewwayofpromotingindustrialenergyefficiency-Digitalenergy.
ThereportfirstdescribesthesituationofChina'sindustrialenergyconsumption,andanalyzestheenergy-savingpotentialandtheproblemsofthetraditionalenergy-savingmeans.Combiningthesituationofinternationallow-carboneconomicdevelopmentandstrategyrequirementsofChina'sindustrialenergyconservation,thereportproposedthatmakingfulluseofintegrationofinformatizationandindustrializationtoaccelerateindustrialenergyconservationandpromotingdigitalenergyintheindustrialfield.Thenweputforwardtheadvancingdirectionof“digitalenergy”.Westudiestheapplicationstatus,existingproblems,propulsionmeans,andenergy-savingeffectofenergy-usingequipmentIPtechnology,enterpriseenergymanagementandcontrolcenter,theprocessindustryonlinesimulationsystem,enterprise"digitalenergy"gradingplan,respectively.Finally,thereportproposedthesafeguardmeasurestopromotedigitalenergyinindustrialfield.
Themainconclusionsofthisreportareasfollows.
(1)Toachievethetargetsofindustrialenergy-savingandemissionreductionof"TheTwelfthFive-YearPlan",promoteenergyconservation,improvetheenergyefficiency,addressclimatechangeandrealizegreenandsustainabledevelopment,weshouldmakefulluseofintegrationofinformatizationandindustrializationtopromoteindustrialenergyconservation,especiallypromotedigitalenergyintheindustrialsector.
(2)Thebasicideasofpromoteindustrialenergyefficiencybythewayofintegrationofinformatizationandindustrializationincludesystemconstructionofdigitalenergyasanimportantmeasuretoreducetheindustrialenergyconsumption,keyandbasiclinksoftheindustrychainasabreakthrough,thedepthofapplicationofinformationandcommunicationtechnologiesintheindustrialfieldastheoriginofforce,enterprisesasthemainimplementationobjects,strengtheningpolicyguidance,givingfullplaytotheroleofmarketmechanismstopromotetheuseofdigitalenergy,improvingindustrialenergyefficiency,enhancingmarketcompetitiveness,andpromotingthegreenandsustainabledevelopmentofindustry.
(3)Keyworkofpromoteindustrialenergyefficiencybythewayofintegrationofinformatizationandindustrializationincludeenergy-usingequipmentIPtechnology,enterpriseenergymanagementandcontrolcenter,theprocessindustryonlinesimulationsystem,enterprise"digitalenergy"gradingplanandsoon.
(4)Suggestionsofpromoteindustrialenergyefficiencybythewayofintegrationofinformatizationandindustrializationincludestrengtheningleadershipandcoordination,developingdemonstrationprojectsofdigitalenergy,establishingofmulti-channelinvestmentandfinancingmechanism,promotingthemechanismofencouraginginnovation,andimprovingdigitalenergyinformationplatformconstruction.
正文
前言
工业是中国最大的能源消费部门,历来是政府节能管理的重点领域。
“十一五”期间,全国规模以上工业增加值能耗从2005年的2.59吨标准煤下降到2010年的1.91吨标准煤,累计下降26%;主要耗能产品单位能耗大幅度降低,实现节能量6.3亿吨标准煤;以年均8.1%的能耗增长速度,支撑了工业年均14.9%的增长;工业领域节能工作取得了显著成绩。
国家工业节能“十二五”规划中,明确提出了“十二五”单位工业增加值能耗降低21%左右的高要求。
但是,“十二五”开局之年全国节能目标未实现。
2011年单位国内生产总值能耗下降了2.01%,与下降3.5%的目标差距较大,全国有8个地区未完成年度节能目标,有13个地区未完成节能进度目标。
尽管2012年我国节能减排取得新成效,单位国内生产总值能耗初步核算比上年下降了3.6%,但我国节能减排形势仍然不容乐观。
目前我国仍然处在工业化中期阶段,大规模的基础设施建设和家园建设带来对钢铁、水泥等高耗能产品的客观需求,高耗能行业快速增长、结构‘重化’这一阶段性特征短期内难以逾越。
此外,地方政府搞建设、上项目、招商引资发展经济的冲动依然很大,某种程度上刺激和放大了高耗能行业粗放式发展和产能无序扩张,导致我国“十二五”节能减排进入攻坚阶段。
在节能手段方面,经过多年的技术改造,目前依靠技改降耗的空间已经很小,而结构节能工作还面临各种阻碍。
要实现“十二五”工业节能减排目标,仅从常规途径推进工业节能是远远不够的,迫切需要探索促进工业节能的新途径。
国家“十二五”规划明确提出:
加快建设下一代国家信息基础设施,推动信息化和工业化深度融合,推进经济社会各领域信息化。
在2011年11月10日召开的全国工业系统节能减排工作电视电话会议上,工业和信息化部苗圩部长指出:
加快组织实施“数字能源”计划,继续利用中央财政专项资金支持,全面实施水泥、有色金属、化工等行业企业能源管控中心建设。
信息通信技术在促进工业节能减排方面具有很大的发展空间,这引起了国际的广泛关注。
2008年以英特尔为首的ICT公司发起成立了数字能源解决方案联盟,开发数字能源解决方案,并在各领域推广应用;2010年印度提出工业推进数字能源解决方案应用计划。
进一步发挥信息通信技术在工业节能降耗中的作用,实施“数字能源”计划,是促进工业能源利用效率提升,降低工业发展对能耗需求的重要举措和有效途径;对于完成“十二五”工业节能目标,实现全社会节能降耗,减少污染物排放,建设两型工业体系具有重要意义。
本研究报告在充分调查研究的基础上,探索两化融合促进工业节能的新途径,提出“数字能源”在工业领域重点推进方向,分别研究用能设备IP化、企业能源管控中心、流程工业在线仿真系统、企业“数字能源”分级计划的应用现状、存在的问题、推进手段、节能效果,并提出两化融合促进工业节能减排的保障措施,为工业节能决策提供重大支持。
“数字能源”的应用将显著提升重点用能行业能源管理水平,到2015年,用能设备IP化、企业能源管控中心、流程工业在线仿真系统的应用预计实现节能量2400万吨标准煤。
第一章我国工业能效状况及节能潜力分析
一、我国工业能源消费情况
我国工业能源消耗总量逐年增加,由2005年的16.87亿吨标准煤增加到2011年的24.64亿吨标准煤,但占全社会总能耗的比重由2005年的71.48%下降到2011年的70.80%%左右(见表1-1),6年间基本保持稳定。
钢铁、有色金属、建材、石化、化工和电力六大高耗能行业的能源消耗量占工业总能耗的比重由2005年的71.33%上升到2011年的72.65%左右,工业重化结构尚未得到根本扭转。
表1-12005-2011年工业能源消耗状况
年份
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
全国能耗(亿吨标煤)
23.60
25.87
28.05
29.14
30.66
32.49
34.80
工业能耗(亿吨标煤)
16.87
18.49
20.05
20.93
21.92
23.11
24.64
工业能耗占全国比重(%)
71.48
71.47
71.48
71.83
71.49
71.13
70.80
数据来源:
《中国能源统计年鉴(2012年)》
“十一五”以来,工业终端能耗总体上依旧以化石燃料为主(见表1-2)。
以2011年为例,煤和焦炭的消费比重占到工业终端能耗的51.4%,比上年下降1个百分点;油品合计消费量占全体的13.1%,比上年降低0.4个百分点;电力消费比重在23.2%,比上年提高0.9个百分点。
表1-22011年工业终端能源消费状况
能源种类
消费总量(万吨标准煤)
比重(%)
煤合计
50412.97
29.7
焦炭
36857.9
21.7
油品合计
21561.96
12.7
天然气
5972.79
3.5
热力
7799.22
4.6
电力
39316.75
23.2
其他
7904.12
4.7
合计
169825.71
100
数据来源:
《中国能源统计年鉴(2012年)》;煤合计包括原煤、洗精煤和其他洗煤;油品合计包括原油、汽油、煤油、柴油等。
我国工业终端能源消费结构有所优化(见表1-3)。
2011年工业终端能耗中煤的消费比重比2005年下降了8个百分点,焦炭、油品、天然气和热力的消费比重基本保持稳定,电力消费比重比2005年提高了5.7个百分点,工业对电力的依赖性有所增强。
表1-32005-2011年工业终端能源消费结构(单位:
%)
年份
煤合计
焦炭
油品合计
天然气
热力
电力
其他
合计
2005
37.7
19.4
13.1
3.0
4.8
17.5
4.5
100
2006
35.3
20.7
12.8
3.3
4.7
18.6
4.6
100
2007
32.9
20.2
12.6
3.6
4.6
19.8
6.3
100
2008
33.6
19.7
12.7
3.8
4.2
19.6
6.4
100
2009
33.9
20.0
12.0
3.5
4.1
19.7
6.8
100
2010
31.6
20.8
13.1
3.1
4.7
22.3
4.3
100
2011
29.7
21.7
12.7
3.5
4.6
23.2
4.7
100
数据来源:
《中国能源统计年鉴(2012年)》
2011年是“十二五”开局之年,2011年我国能源消费总量升至34.8亿吨标准煤,比2010年增长了2.3亿吨标准煤,是四年来能源消费增量最多的一年。
其中,煤炭消费量增长9.7%,原油消费量增长2.7%,天然气消费量增长12%。
尽管太阳能、风能等新型能源增长很快,但煤炭依然是我国的最主要能源,短期内仍然很难改变。
根据中电联的统计,东、中、西、东北地区用电分别增长9.6%、12.1%、17.2%和7.9%,中西部用电需求明显快于东部和东北地区,考虑到工业仍是我国能源消耗的最大领域,可见中西部、尤其是西部的工业能源消耗增速应远高于东部地区。
2011年,工业仍是全社会总能耗的最重要领域。
根据中电联的统计,2011年全国全社会用电量4.69万亿千瓦时,比上年增长11.7%,需求仍然旺盛。
其中,第一产业用电量比上年增长3.9%。
第二产业及其工业用电量分别增长11.9%和11.8%,占全社会用电量的比重分别为75.0%和73.8%,仍是拉动用电增长的决定因素;其中,轻工业用电增速低于重工业,且差距拉大。
第三产业用电增长13.5%,其中的交运、信息、商业、金融分别增长15.4%、17.6%、16.4%和14.3%,增长势头较好。
工业和信息化部统计数据显示,2011年我国规模以上工业能耗为25.7亿吨标准煤,比2010年增长2.6亿吨标准煤;工业能耗约占全国总能耗的73.7%,比上年提高2.6个百分点;其中,高耗能行业能耗占工业能耗的78.9%,远高于世界主要经济体在工业化过程中的最高占比,且还呈上升趋势。
因此,必须充分利用当前高耗能产品市场需求放缓、高耗能行业能耗增幅下降的有利时机,进一步采取有效措施,从根本上扭转工业能源消耗高、增长快的被动局面,促进工业转型升级和绿色发展。
2011年我国节能减排工作进展并不顺利。
6项节能减排指标中,只完成了3个。
单位GDP能耗强度、单位GDP二氧化碳排放强度和氮氧化物排放等3个节能减排目标未能完成。
工业作为能源消耗和污染物排放的重点领域,节能减排形势严峻。
据国家统计局数据显示,2011年全国万元国内生产总值能耗下降2.01%,距离2011年初制定的3.5%的节能目标还有较大差距。
对于工业全行业节能形势,从存量上看,2011年规模以上工业能源消耗占全社会能源消耗的比重已经达到73%以上,节能减排任务十分艰巨;从增量上看,2011年,全国能源消费量同比增长7.0%,规模以上工业能源消耗量同比增长9.93%,规模以上工业增加值能耗同比下降3.49%,而全年能耗下降目标至少在4%以上,未能完成全年预定目标任务。
全国规模以上万元工业增加值能耗由2010年的1.91吨标准煤下降至2011年的1.84吨标准煤,下降了3.49%。
高耗能行业的反弹加大了工业节能减排目标完成的困难。
高耗能产业是能源消耗的重要载体,能源消耗总量大幅增加的背后是粗放的产业结构和非科学的经济发展方式。
工业和信息化部统计数据显示,2011年六大高耗能行业增加值比上年增长12.3%,2011年钢铁、石化、建材的高耗能行业能耗有所反弹,耗电量几乎占据全国用电量的一半。
以煤为主的能源消费结构仍未改变。
2011年,煤炭在一次能源生产和消费中的一家独大的格局仍未被撼动,煤炭占一次能源生产总量、消费总量的比重与2010年相比均有所上升。
根据煤炭行业协会统计,2011年电力、钢铁、建材和化工行业耗煤占到煤炭消费量的80%以上。
2011年我国非化石能源(水电、风电、太阳能、生物质能等)占一次能源消费总量的比重不升反降,由2010年的8.6%下降至8%左右。
“十二五”期间,主要污染物总量减排目标为:
与2010年相比,化学需氧量和二氧化硫排放总量下降8%,氨氮和氮氧化物排放总量下降10%。
2011年,主要污染物总量减排目标为:
与2010年相比,四项污染物排放总量分别下降1.5%。
环境保护部统计数据显示,2011年,化学需氧量排放总量为2499.9万吨,比上年下降2.04%;氨氮排放总量为260.4万吨,比上年下降1.52%;二氧化硫排放总量为2217.9万吨,比上年下降2.21%;氮氧化物排放总量为2404.3万吨,比上年上升5.73%。
其中,农业源化学需氧量排放量为1185.6万吨,比上年下降1.52%;氨氮排放量为82.6万吨,比上年下降0.41%。
化学需氧量、氨氮和二氧化硫减排目标任务基本完成,但氮氧化物的排放量不降反升,减排压力较大。
工业作为污染排放的主要领域,减排工作机遇与挑战并存。
2012年,我国GDP增速为7.8%,明显低于2011年。
经济增速放缓为我国工业节能减排带来难得机遇,2012年,全国规模以上工业单位增加值能耗下降7%,下降幅度超过2011年全年降幅(下降3.49%)约3.5个百分点,超额完成下降5%的年度目标。
进入2013年,随着国家已出台的一系列“稳增长、调结构”政策措施逐步落实,工业增加值增速开始回升,国民经济运行逐步趋稳,。
随着经济发展企稳回升,工业能源消费量继续增加,在我国工业能耗占国民经济比重依然偏高的情况下,2013年工业节能减排压力将会增大。
二、传统节能手段潜力分析及存在问题
在节能手段方面,经过多年的技术改造,目前依靠技改降耗的空间已经很小,而结构
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