发布时间:2024-02-28 14:49:10
导语:想要提升您的写作水平,创作出令人难忘的文章?我们精心为您整理的5篇能源循环利用范例,将为您的写作提供有力的支持和灵感!
(一)能源供求数量矛盾突出
我国能源的产量非常大,但增速在放缓。据中国统计年鉴数据显示,2014年我国能源产量36亿吨标准煤,产量非常大。2001至2014年,我国能源产量较上年增速分别是:0.34%、2.21%、3.19%、8.99%、9.10%、3.13%、5.01%、7.93%、6.87%、11.12%、15.60%、14.09%、6.00%和6.39%。可以看出,2001年至2005年,能源产量增速在上升,2006至2014年增速在放缓,整体而言,能源产量增速非常不平稳,增幅波动非常厉害,不连贯。另外,我国能源需求量非常大,供求矛盾突出。以2012年为例,2012年我国每天能源消费量为966.2万端标准煤,如果按照一年365天进行计算,一年需要耗费35.27亿吨标准煤,如果按照366天核算,需要耗费35.36亿吨,而2012年我国能源总产量为35.11亿吨,因此,供求量相差0.16亿吨。实际上,在这部分生产量中包含了我国从国外进口能源加工而成的量。从我国能源进出口的比例可以看出:2012年我国原油进口量为2.82亿吨,出口量为243.2万吨;煤进口量为2.88亿吨,出口量为928万吨;成品油进口量为3982万吨,出口量为2427万吨。因此,可以看出,我国能源贸易以进口为主导。能源的大量进口凸显出我国能源生产供应不足,供求矛盾突出。
(二)能源结构矛盾突出
以煤炭为主导的能源供给结构是我国能源结构的主要矛盾。从能源的生产比例来说(如表1),2000年我国煤炭占比68.5%,石油占比22.0%,天然气占比2.2%,一次性电力等企业能源占比7.3%,而2014年国煤炭占比66.0%,石油占17.1%,天然气占比5.7%,一次性电力等企业能源占比11.2%。虽然天然气、电力以及其他能源消费比例上升,但煤炭一直是能源消费结构的主导;从发展装机容量构成看,太阳能和风电的装机容量虽然占比上升较快,但火力发电依然是发电装机容量的主体。
供给结构矛盾还体现在石油过于依赖进口。根据中国石油集团经济技术研究院2015年1月的《国内外油气行业发展报告》显示,2014年我国石油表现消费量(当年生产力和净进口量的和)超过了5.18亿吨,其中全面石油净进口量约3.08亿吨,同比增长5.7%,占石油表现消费总量的59.5%,即我国石油对外依存度为59.5%,较2013年上升了1.1个百分点。在天然气方面,2014年我国天然气消费量为1830亿立方米,同比增长8.9%,其中进口量为590亿立方米,同比增长11.5%,对外依存度上升至32.2%。可以看出,无论是石油还是天然气,我国对外依存度依然保持上升趋势。
(三)能源生产过程污染问题严重
煤炭、石油等多种能源的开采过程中会排放大量的污染物质。煤炭开采过程中会排放大量的废气,污染大气环境。煤炭开采过程的废气主要有甲烷、二氧化碳以及二氧化硫、一氧化碳等有毒气体。我国每年矿井开采排放甲烷量超过70亿立方米,占世界甲烷排放总量额30%左右。相对于煤炭利用的废气废物回收情况,煤炭开采的废气回收处理还处于萌芽阶段,目前只有5%左右的废气被处理,其他95%的废气都会排放在大气中。煤炭开采过程中经常回遇到煤矸石自然的现象,其自然过程中会排除大量气体。据统计,我国国有煤矸石煤矿1500多个,累计量超过30亿吨,其自然的概率超过了40%。煤矸石自然过程中会排放大量的污染性废气。近年来,我国对洗煤的需求逐渐上升,原煤入洗的过程中会排放大量的煤泥水进入地表,从而对地表形成重要污染、据调查显示,我国因洗煤会排出洗矸4500万吨,洗煤废水4000万吨,煤泥200万立方米。我国石油开采过程中也会产生大量的污染,包括石油开采过程中会产生含油污水污染;石油在开产和生产过程中还会导致大量的挥发性气体,并生成光学污染烟雾,这些烟雾会破坏臭氧层形成温室效应,同时会产生致癌物;另外石油开采会产出大量的废渣,这些废渣含油多种有毒物质,如果不经过处理,直接堆放土壤或污染低下源,直接侵害人类健康。
二、我国能源利用存在的问题
(一)能源利用强度大幅度低于发达国家,也低于部分发展中国家
能源生产的问题反映我国供给的质量,而能源的利用问题反映了我国能源的消费问题。能耗强度、能源消费弹性是衡量能源利用效率的重要指标。1980年至2006年我国能耗强度呈上升趋势。2007年至今,我国能耗强度呈下降趋势,下降幅度较大:2009年下降了1.9%左右;2010年下降了3.5%左右;2011年下降了1.9%左右;2012年下降了3.6%左右;2013年下降了3.7%左右;2014年下降了4.8%左右。虽然能耗强度在不断下降,但能源利用效率是我国能源利用的关键问题之一。我国创造了全球GDP的12.3%,能源消费占了全球总量的21.5%。2013年,我国单位GDP能耗是世界平均水平的1.8倍,是美国的2.3倍,日本的3.8倍,高于巴西、墨西哥等发展中国家。单位产品能耗也能在一定程度上反映出我国的能源效率问题。据IEA统计,我国普通钢、水泥、合成氨等高耗能产品的单位能耗要分比国际最先进的国家分别高出50%、60%和33%。
(二)我国能源消费弹性显著低于发达国家水平
我国能源消费弹性在不断提高,但是依然处于发达国家水平。能源消费弹性是能源消费增长与同期经济增长率的比值,能够反映我国经济增长对能源的依赖程度。如果能源消费弹性系数大于1说明区域经济增长过于依赖能源,系数越大说明经济对能源的依赖度越大,也说明经济增长的能源利用效率越低。一般来说,发达国家的能源消费弹性在0.4左右,一般不超过0.5。目前欠发达国家的能源利用效率普遍较低,能源消费弹性在1左右。我国能源消费弹性近年来一直保持较高的水平,2000年至2014年我国能源消费弹性系数为0.54、0.7、0.99、1.62、1.67、1.19、0.76、0.61、0.31、0.53、0.69、0.77、0.51、0.48、和0.3。2003年至2005年弹性系数都大于1,其他年份我国整体的能源消费弹性大于0.5,显著要大于发达国家水平,因此我国能源消费效率要显著低于发达国家水平。
(三)我国能源利用效率整体低于发达国家水平
我国能源利用效率约36.3%,比发达国家低10%左右,差距非常大。根据能耗与经济增长的密切关系,一些经济学家提出了倒U型曲线,即随着经济的增长,工业化阶段初期和中期能源消费一般呈缓慢上升趋势,而进入后工业发展阶段后,随着经济增长方式的改变,能源消耗强度会逐渐下降。目前大多数发达国家处于后工业化发展阶段,能耗强度在不断下降,而大部分发达国家处于工业化初期和中期阶段,因此能耗利用效率处于上升阶段。日本、美国等发达国家第三产业的比例高达60%以上,远高于第二产业的比重,而我国第三产业的比重在40%左右。与印度相比,我国能源利用效率低,主要是因为印度以信息经济为基础的服务业,其服务业的比重也远远高于中国。这说明我国能耗效率较低的重要原因在于我国产业结构的问题。
(四)能源利用过程污染排放严重
从能源的利用效率问题分析可知,发达国家的利用效率低为50%左右,而我国的利用效率为36%,因此能源中大部分是不能被利用的,实际上即使能源利用效率很高,其也会排放大量的废物废气。煤炭是我国经济发展的主导能源。煤炭的主体是碳、氢、氧,占95%左右。煤化的程度越深,碳含量就越高,氢、氧的含量就越低。煤炭燃烧时,氮不产生热量,而是在高温下转变成氮氧化合物和氨,以游离状态溢出。煤炭中含量硫、磷、氟、氯和砷等等有害成分。煤炭燃烧后,会排放出大量含有硫、磷、氟、氯和砷等有害化合物质于空气和土地中。我国85%的煤炭是通过直接燃烧使用,主要用于火力发电、工业锅炉、民间取暖和家庭炉灶。直接燃烧属于高能耗低效燃烧方式,并且废气的处理不足,会导致其向空气排放大量的二氧化硫、二氧化碳和烟尘。大量煤炭的燃烧是形成中国以煤烟型为主的大气污染的主要原因。煤炭在生产和利用之间的空间差距很大,北煤南运、西煤东输的长距离运输导致运输过程中引起了大量的煤尘污染,这不仅导致煤炭大量流失,也严重污染了煤运沿线周边的生态环境。据统计,我国煤炭运输平均运距约80KM,而因煤炭运输向大气中排放的煤尘超过1000万吨。另外,油类能源的利用过程中也会产生大量的废物废气。以汽车为例可以分析出油类能源在利用过程中的严重污染问题。目前我国机动车主要使用两种能源,汽油和柴油。汽油在常温下是一种透明液体,很难溶解于水,易燃,因此成为世界重要的能源。汽油在使用过程中会是产生二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳、铅或酸的化合物等多种有毒物质。同时汽油在不完全封闭的条件下会挥发,而挥发的气体被人体吸入后会引起急性中毒。在车辆密集的大城市中,空气中50% 左右的污染物来自于汽车的排气或者直接挥发所致。柴油在环保上质量比汽油品质要低,其燃烧效率较低,排放的废气越多,带来的污染性更大。
三、 我国能源资源实现循环再利用的主要途径
(一)能源资源开发的循环再利用
能源资源开发的循环再利用主要包括两个方面:一是实现能源的高效开发,以提高能源开发效率,实现资源的充分利用。能源在生产过程中有浪费,在利用过程中浪费,而在开发过程中本身也存在浪费,这主要是因为技术有限。以煤炭开发为例,在一个大煤矿中,煤炭的开采率一般不足30%:一方面一些煤炭含量低的即使开发出来也不能利用,另一方面很多煤炭资源虽然在当前技术条件下已经可以利用,但因为开发技术不足而导致不能开发出来使用。对此,只能不断优化煤炭利用和开发技术,提高煤炭资源的开发和利用效率。二是充分利用可再生能源,提高可再生能源的利用比例,逐步实现可再生能源取代传统不可再生能源。空气能、太阳能、风能等清洁能源是可以取之不尽用之不竭的,因此其开发和利用可以不断循环。但我国清洁能源利用的比例依然比较低,煤炭等传统能源依然占据主导地位,这主要是因为我国开发利用的技术不足:一方面开发成本高,很多消费者从经济程度考虑不会采用;另一方面利用范围较窄,不能广泛应用到家庭以及工业生产中,这是限制清洁能源取代传统能源的重要因素。以太阳能为例,现在主要应用于热水器、路灯等发热发光设备,利用范围较窄,空气能、风能主要应用于小规模发电。
(二)能源利用的再循环利用
根据上文分析可知,我国能源利用效率只有36%,相比发达国家低10个百分点,因此在能源的利用过程中有64%的被浪费。这些被浪费的能源主要源于以下方面:一是能源的利用设备不足。从工业锅炉而言,我国煤炭在工业锅炉的使用效率为60%,而国外达到了20%,其他的煤炭为不完全燃烧。不完全燃烧导致煤炭不能彻底被燃烧带来浪费,同时也会增加一氧化碳等有毒气体的排放。油类燃烧设备对油类的利用效率也会产生直接影响,例如我国国产汽车普遍油耗较大,而日本汽车燃耗较少。虽然近年来我国汽车工业在不断创新,并且着重在节能减排上创新,但目前我国的创新水平依然不足,在能源利用效率的技术上与发达国家存在很大差距。二是我国被浪费能源没有进行回收处理和再利用。循环经济强调物质的再循环,能源被大量浪费后应该通过创新技术进行回收,然后实现能源物质的再次利用。对此,可以向发达国家学习。在日本,能源的自给率不到20%,但是其早在1991年就制定了《再生资源利用促进法》与《容器包装分类再商品化法》,实现EPR系统,鼓励生产者和消费者尽可能实现废弃物减量化与循环利用,并建立各种类型的废物垃圾处理企业。我国也有企业在研究能源的循环利用问题,如四川达兴能源公司在2015年3月实施的脱硫液循环利用技改项目日前取得成功,但该项技术还没有进行推广。
(三)能源生产过程的再循环利用
玉门市因为石油开采而导致开采的石油废物堆积,严重影响了地下水环境和土壤质量,威胁了区域居民的身体健康。但是如果发展循环经济,将其中的有害物质和有利物质进行回收处理,全部转变为有利物质,那么石油开采工业将成为玉林经济发展的核心产业和优势产业。俄罗斯、阿拉伯等许多国家大量开采石油,但并没有形成我国玉门市这样的废物累积的城市。这说明不是不能实现的问题,而是没有着力去实现的问题。实际上,我国已经有部分区域也在着力推进能源的循环使用。如在我国府谷县境内煤炭资源丰富,该区域创新了煤炭循环利用的新型清洁能源产品“兰炭”。“府谷煤”经低温干馏后,其固态产物“兰炭”具有高固定性、高化学活性等特点,以其低廉的价格,广泛用于高耗能的电石行业、铁合金行业,经再加工可制优质冶金型焦,降低能耗,提高其经济效益。其液体产物低温焦油接近国外低芳烃原油,轻油含量高,加氢可制成石脑油、采油及改制沥青;气态产物煤气,因加热方式不同组分不同,因而利用方式方法不同,或是作城镇生活用气,或是发电,或是用于生产甲醇。可以看出府谷煤在生产过程中通过分析不同的成分实现了煤炭的循环利用。
(四)能源废物废气可以再循环利用
废气废物可以进行再循环,这是因为废气废物可以通过物理、化学等多种方式进行处理后变成有用的物质,然后供消费者使用。无论是个体消费者还是企业消费者,在进行能源消费的过程中会排放大量废气废物,这些废气废物直接排放到环境中会直接对环境形成恶劣影响,但如果能够创新一种方式,改变其影响的方向,那么其有可能成为一种有用的物质,这就是废气废物的再循环使用。在青钢的生产中就在着力实现这一目标。在董家口循环经济区青钢董家口厂区,有一个青钢循环经济配套项目,由中机国能电力投资有限公司和青岛钢铁集团合资建设,总投资21亿元。项目一期投资12亿元,占地245亩,主要为青钢提供生产用电、用热,兼顾周边地区的生产及生活用热。其利用的原理是,钢铁在生产过程中需要耗费大量的煤炭资源,煤炭资源在燃烧过程中会产生大量的热气体和热水,对此,企业利用先进的技术设备在生产钢铁的同时将煤炭热能转变成为电力和热水。据统计,项目投产后,可以实现对外供电10亿度,约占青钢总用电量的60%,对外提供500t/h蒸汽和700万平方米供热面积的热水,该项目正常运行发电后,每年可节约标煤31万吨,减排二氧化碳68万吨,减排二氧化硫2万吨。不仅填补了董家口经济区无集中供热、热电联产的空白,还将创建国内钢铁行业高水平节能减排、废弃能源高效回收、资源循环利用和节能环保等高新技术产业示范工程,能为青钢和合资公司创造预期的经济效益,项目建成后可将青钢打造成董家口经济区循环经济综合利用示范单位和董家口经济区集中供热、热电联产中心。因此可以看出,能源使用后产生的各种物质是可以进行再次循环使用的。
参考文献:
[1]张海龙.中国新能源发展研究[D].吉林大学,2014.
[2]牛庆静. 中国化石能源消费、碳排放与经济增长关系研究[D].山东大学,2014.
1谈心谈话环节与心理咨询的区别
1.1概念范畴不同
心理咨询是指具备专门心理学知识的从业人员,运用心理学的相关理论和方法,对心理适应方面出现问题并希望解决问题的来访者提供心理援助的过程,其目的是要解决来访者的心理适应问题,主要运用到的是心理学的方法。
谈心谈话在比赛环节中,采取现场抽题,辅导员根据题目要求,以情景再现的方式开展谈心谈话,由工作人员进行简单配合,主要考察辅导员对相关知识的运用能力以及沟通技巧。
1.2求助者身份不同
心理咨询是对心理失常的人进行的一种咨询和帮助,通常都是由求助者主动求助,或者在他人的带领下求助,并且根据主诉的问题制定相应的咨询目标、咨询方案,通常需要多次咨询以达到目标。
而谈心谈话环节中的对象通常为学生,或者是学生家长等,主要分为辅导员主动约谈学生和学生主动求助辅导员,会在题目中有所体现。
1.3时间、方案不同
心理咨询通常会在来访者初次咨询时,根据来访者的问题、程度等制定相应的咨询方案,通常每次咨询时间为半个小时,需要进行多次咨询。
而谈心谈话在比赛环节中,要求在六分钟内对学生所反映的问题进行总结、反馈、解决,对辅导员的问题归纳能力、临场反应能力、问题解决能力、现场把控能力都有较高的要求。
2谈心谈话环节与辅导员谈心工作的区别
谈心工作是高校思想政治工教育最为常见的一种方式,它是在深入了解学生基本情况后,运用心理学的相关知识和心理咨询的相关方法,通过科学的手段运用到谈心教育工作中,帮助学生解决思想学习及生活等方面的问题。而在谈心谈话环节中,一般是救火式的谈话,又称为“问题解决”型谈话,一般分为两种情况:其一,针对学生主动反映的问题提供解决的建议;其二,单个学生或学生群体已经出现错误行为或错误思想,辅导员不得不找其谈话,进行说服教育工作。
另外,辅导员的日常谈心工作中,对学生的背景了解都比较全面,也可以通过班干部、宿舍同学、好友的其他关系从侧面了解问题,而在比赛环节中,背景只是在材料中简单描述,因此选手也可利用材料适当设定简单条件,以便谈话顺利进行。
第三,日常谈心工作往往没有时间限制,可根据具体问题决定谈话时间的长短和次数,但是在比赛环节中,选手只有6分钟的时间来进行展示,在这6分钟内,需要有问题阐明、教育引导、建议方案等,还要做好最后的结束环节。所以在比赛中,更考验辅导员对问题的把握、与学生良好关系的建立、对学生的引导等各方面的能力。
3心理咨询技能在谈心谈话环节中的应用
3.1建立良好的咨询关系
心理咨询理论和实践告诉我们,良好的咨访关系是取得较好咨询效果的基础。而良好咨访关系的建立给咨询师提出了应重视双方情感沟通与密切配合的“十二字”工作方针,即“尊重、热情、真诚、共情、积极关注”。
心理咨询中咨访关系的重要性对高校辅导员开展谈心谈话工作有着重要的启示。辅导员工作的主要对象是学生,在谈心工作中引入心理咨询中的“十二字”工作方针,就要求辅导员在谈话中努力做到尊重每一位学生,使学生感到自己是被接纳、尊重的;同时做到真实可信,并在谈话的过程中做到热情、周到;学会共情,做到积极关注,对学生积极的观点进行及时的鼓励,都可以让学生感到被理解,从而有助于良好关系的建立。
而在比赛中,更是要求选手能够尽快与谈话对象建立良好的关系,只有在良好关系建立的基础上,谈话对象才能够在更加安全、宽松、和谐的氛围内将自己的问题阐述清楚,也只有建立了良好的关系,选手所提出的建议及问题解决的方案才更能够被接受,产生良好的谈心效果。
3.2心理咨询技巧在谈心环节中的应用
3.2.1参与性技术在辅导员工作中的应用
在谈心谈话中,应用心理咨询中的参与性技术,有助于辅导员启发、引导学生进行自我探索与分析,从而澄清问题,有利于辅导员发现学生问题的本质。对辅导员工作而言,有指导意义的参与性技术有:倾听、提问、重复与鼓励、释义、情感反应、具体化等技术。 (下转第42页)(上接第37页)
比赛中,在谈心的开始阶段,首先要采用倾听技术,并穿插使用鼓励、情感反应等技术,比如可以说:“我能理解你的感受”,或者“那你一定感到很难过吧”帮助建立良好的谈心关系;通过提问技术,减少使用“是不是”“能不能”等封闭式的问题,多问几个“为什么”,比如对一个情绪低落的学生可以这样询问“能不能告诉我,你为什么不开心呢?”这种提问可以促使学生进行自我剖析与思考,使辅导员掌握更多信息,在随后的谈话中可以提出更加有针对性的引导。
参与性技术的使用,主要能够帮助辅导员与学生快速建立良好的谈心关系,以保证谈心的顺利进行,并能够让谈心对象主动阐述更多自己的困惑、问题、诉求等,这为之后的问题解决奠定了良好的基础。
3.2.2影响性技术在辅导员工作中的应用
影响性技术主要是指在咨询过程中,咨询师对求助者进行干预、帮助求助者解决心理问题,促进咨询目标实现。辅导员与学生谈话是为了帮助学生发现并迅速解决他们遇到的问题。具体来说,辅导员可以通过面质技术、指导技术、情感表达技术和自我开放技术等,进一步地进行自我探索,从而促进问题的解决。
辅导员可以通过面质技术对学生表示同情、理解,又要明确指出学生身上存在的矛盾,激励学生探索自我、认识自我,从而做到更全面了解自己;另外,辅导员可以依据实际工作的具体要求,通过指导技术,对学生进行指导,比如可以说:“我有个建议,你愿意试试看吗”等,引导学生积极主动地做出决定,自愿做出改变;还可以将个人的情感、经验等于学生进行分享,以个人经历鼓励学生,促进学生的自我开放。
二、资源综合利用自备电厂的节能效益
资源综合利用自备电厂的节能量计算目前主要有三种方法,一是根据年发电量计算的节标煤量,二是企业依统计要求上报的当年能源消费量,三是各行业的具体指标,如水泥行业吨熟料发电量等。由于计算节能量统计口径不同,因此计算结果差别较大。以工业生产系统加资源综合利用自备电厂实施前后的实际消耗电量差评价资源综合利用自备电厂的经济效益较易实践。在传统实践中,火电厂与资源综合利用自备电厂的节能量/效益分别采用不同的煤电折算系数,即火电厂1KWh煤电折算系数为0.35kg标煤/KWh(等价系数),而资源综合利用自备电厂1KWh煤电折算系数为0.1229kg标煤/KWh(当量系数),因此同一资源综合利用自备电厂的节能量采用等价系数和当量系数,计算结果有近2.85倍差异(表1)。
资源综合利用自备电厂的企业不宜用等价折算系数计算节能量(节标煤折成实物原煤并按原煤购入结算价计算)。以水泥厂为例,由水泥厂不是发电厂,余热自备发电站所发电量仅是并网但未上网出售,没有相应发电产值,仅体现为在加装了余热自备发电站后窑系统和自备发电站作为一个完整系统,从电网减少了外购电量。根据能源消费量统计原则,“在计算综合能源消费量时,为避免重复计算应扣除二次能源的产出量和余热余能的回收利用量”,其含义是水泥厂由于加装余热自备发电站少消耗相应电力,使购入总电量减少,因此不应按火电厂的等价煤电折算系数计算水泥厂的节能量。水泥厂的节能量计算只能按减少消费电力即采用当量折算系数进行计算(表1)。
三、资源综合利用自备电厂的经济效益
企业计算资源综合利用自备电厂的经济收益,应按加装了自备电厂后工业系统和自备电厂作为一个完整系统,实际减少外购电量乘以当地的外购电价进行核算。若当地下网电价为0.6元/KWh,则对应的经济收益如表1所示。
四、资源综合利用自备电厂的运行方式
据统计,国内目前资源综合利用自备电厂的运行方式普遍采用“并网不上网”的方式进行运行。以水泥余热发电站为例,一般水泥余热发电系统的“并网不上网”实质是一种“内部并网”,即在水泥厂内部供配电网线路上通过电缆直接连接(余热发电机组容量占全厂总变压器容量低于25%),与电力部门的外部电网有空间距离,且所发电量全部由水泥厂自用,即所发电量不能传输到电力部门管理的外部电网上。实际“并网不上网”中的“并网”仅指“设备”,即发电机及发电设备与电力系统间存在物理连接;“不上网”是指严格禁止自备电站发电机组所发电量外送,即不通过电力系统向用户传送和销售。
五、结论
综上所述,工业生产中企业资源综合利用自备电厂在实际运行中,主要结论如下:(1)企业资源综合利用自备电厂的节能量应按自备电站的净发电量和当量煤电折算系数进行核算;(2)对外报告的节能效益应与企业能源购入消费库存统计相一致的当量折算系数进行核算;(3)设计院在编制企业资源综合利用自备电厂的可研报告时,应按当量折算系数核算节能量,避免产生误导,使项目的节能效益变得较为显著;(4)资源综合利用自备电厂几乎都采用“并网不上网”的运行方式。企业自备电厂若未通过资源综合利用认证,必须同时缴纳政府性基金、附加费和自备电厂系统备用费;企业自备电厂若通过资源综合利用认证,也必须缴纳自备电厂系统备用费。
参考文献:
1 引言
钢铁工业是我国国民经济重要的基础原材料工业,但其高速发展也造成了我国能源紧张和污染负荷加重,大力发展循环经济是解决这一问题的主要途径。而在项目建设前期阶段贯彻循环经济思想能最大效率发挥循环经济的作用,因此将循环经济纳入到钢铁项目环评中并加以强化是十分必要的,同时可以大大提高环评的质量,是未来环评工作的重点和发展趋势[1-2]。我国目前项目环评中并未系统的反映出循环经济的要求,本文以具有典型性和代表性的某钢铁联合项目为例进行初步探讨。
2循环经济的基本思路和目标
2.1 建设循环经济型企业的基本思路
按照循环经济的理念,通过采用以清洁生产为主的资源与能源的减量化、再利用和再循环技术与措施,拓展企业的功能,使其除具有钢铁生产功能外,还具有能源转换、废弃物资源化处理和为相关行业提供原料等功能,实现资源与能源在企业、区域和社会层面的循环。建设循环经济型企业的基本思路如图1。
2.2建设循环经济型企业的目标
(1)形成年产铁306万吨、钢(坯)320万吨、钢材310万吨的生产规模,产品包括棒材、大盘卷和线材;
(2) 能源消耗降低,各种污染物排放量减少,环境质量明显改善。综合能耗达到653tce/t钢;NOx、SO2、废水及烟(粉)尘达标排放;
(3)新水耗量为4.2 m3/t钢(不含热电厂),生产水重复利用率为97.5%(不含热电厂)。
(4)固体废弃物综合利用率达到100%,实现废物资源化,并形成新的经济增长点。
3循环经济的具体实施途径和效果
3.1减量化技术和措施
主要是对原料场、烧结、焦化、炼铁、炼钢、热轧、自备电站等各工序所采用的工艺与措施先进性和可行性进行分析与论证,提出进一步提高产品质量和生产效率、延长设备使用寿命、降低物耗与能耗的国内外先进技术与措施,使之从源头达到循环经济的要求,为循环经济的下一步实施创造条件。
3.2资源循环利用途径和效果
3.2.1铁素与非铁素资源的循环利用
铁素与非铁素资源循环利用途径如表1。
表1 铁素与非铁素资源的循环利用途径 单位:104t/a
由表1可知:通过引入循环经济的工序内循环、工序间循环和社会循环理念[3-4],使项目投产后的铁素与非铁素资源得到充分利用,并最终实现铁素和非铁素资源利用率均为100%的目标。
3.2.2水资源循环利用途径和效果
按照循环经济的理念,最大程度减少新水取用水量,并尽可能延长生产过程中水的使用周期,最大限度地减少废水排放并实施无害化处理,实现水资源化再生循环利用。
(1)工序内部串接用水
铁前各工序存在生产杂用新水以及除尘等低质用水,收集杂用优质排水经物理工艺处理后串接用于低质用水系统;焦化工序净环水系统排污水串接用于二次利用水系统;炼钢设备净环水系统排污水作为连铸浊循环水系统的补充水串级利用;热轧净环水系统排污水作为热轧直接冷却水系统的补充水串级使用。
(2)工序外部串接用水
焦化废水采用生化工艺处理后,串接用于转炉焖渣、高炉冲渣和焦炉湿熄焦(干熄焦检修期间使用)系统等处。
(3)污水再生利用
全厂各工序生产排水和生活污水经有组织收集后全部送厂内污水综合处理厂集中处理,达到回用水质要求后进入厂区供水管网,供各生产工序使用,以替代部分补充新水,节约水资源。
采取上述水资源循环利用途径后达到如下效果:生产新水取水量为4.2 m3/t钢(不含电厂),再生回用水量2.6m3/t,废水排放量为0.17m3/t,水重复利用率为97.5%(不含电厂)。
3.3能源循环利用途径
全厂二次能源循环利用主要包括煤气、余压、余热的回收利用。
(1)煤气回收与利用
全厂钢坯产量达320万t/a时,煤气产生量60.42亿m3,折合标煤94.35万t,除少量漏损外,全部回收利用,占全厂回收能源总量的72.64%。
全厂煤气产量的73.12%用于生产系统,如供焦化、烧结、炼铁、炼钢和轧钢等生产工序利用;23.79%用于热电厂发电,0.28%的煤气(民用焦炉气)外供市区民用。
(2)余热回收利用
全厂钢坯产量达320万t/a时,各生产工序回收余热蒸汽量为52.41万t/a,折合标煤6.76万t,除供工序内部使用外,多余蒸汽供其他生产和公辅工序利用。全部回收利用的余热能源占全厂回收能源总量的6.69%。
全厂还有大量具有利用价值的低温余热,如高炉冲渣热水、焦化初冷低温热水,经换热后可作为厂区采暖、洗浴和社区居民采暖等的热源,这部分的余热利用将视企业建成投产后余热能源的多少和供应范围拟定具体循环利用措施。
(3)利用余能发电
利用全厂富余煤气,建设热电联产装置,高炉、焦炉和转炉混合煤气利用率达26.8%。全厂余能、余热自发电装机容量达104MW,自发电比例达到46%,可大幅减少企业外购能源量。
采取上述能源利用途径后达到如下效果:全厂各种煤气、余压、余热副产二次能源利用总量为101.11万t标准煤,全部回用于生产系统,占企业自耗能源总量的48.39%;全厂利用余压、余热和富余煤气发电量7.48亿kWh,占全厂总用电量的46%;全厂各生产工序配有完整节能措施,使吨钢综合能耗达到653kgce/t,可比能耗达到647kgce/t,处于国内先进水平。
随着森林资源日益减少,废纸循环利用开始得到世界范围内的普遍重视,废纸循环利用水平不断提高,如美国的废纸回收率从1990年的33.5%提高到了2008年的58.3%。我国的废纸循环利用水平也逐年提高,废纸回收率从1980年的16.4%提高到2008年的39.5%[1]。
废纸循环利用虽然可以减少废纸处置量和木材等自然资源消耗,但同时需要成本支出,例如废纸收运、分类、运输、利用过程中的资源消耗、劳动力和资本投入等。早在20世纪90年代中期,不少学者已对废纸循环利用的资源与环境净效益提出了质疑。奈杰尔等[2]认为,由于废纸回收、分类、利用需要消耗大量的能源,并且废纸循环利用也带来不可忽视的污染排放问题,综合来说废纸循环利用对环境的负面影响甚至大于原生纤维的利用。国际应用系统分析学会森林资源项目负责人斯特恩教授也指出,“废纸循环利用显然是有利的,但应该有一个限度”[3]。关于废纸循环利用的成本与效益,学术界已经进行了一些探索。芬恩韦登和艾克瓦尔[4]对废旧纸包装材料的循环利用与焚烧处理进行了生命周期分析比较研究,发现循环利用过程的能耗较小。卢志玉[5]采用生命周期分析方法分析了废纸不同处理方法的温室效应,指出与焚烧处理相比,废纸填埋处理产生的温室效应较大。赵会芳等[6]发现与木材制浆造纸相比,废纸再生利用在原材料消耗、能源消耗、环境污染排放等方面具有较大优势。经济评价方面,亚瑟[7]对美国、日本、英国、德国等国家的废纸制浆造纸与木材制浆造纸的企业成本进行了比较,认为废纸制浆造纸最高可节约生产成本110美元/吨。可见,当前围绕废纸循环利用的研究主要集中在比较废纸的循环利用与其他处理方式之间的环境影响的不同和企业成本的不同,对废纸循环利用适度水平的研究较少。本文基于生命周期分析方法,识别并量化废纸循环利用各个环节的实物收益与成本,进一步通过环境价值评估方法得到货币化度量的边际社会效益和边际社会成本,探究社会最优标准下的废纸循环利用水平。
2 废纸循环利用的社会成本与社会效益界定
废弃物循环利用的适度水平是社会福利最大化标准下的循环水平,此时废弃物循环利用的边际社会成本和边际社会效益相等。社会成本与社会效益的识别与货币化度量,是研究废弃物循环利用适度水平的基础。关于废纸循环利用的社会成本与社会效益,首先构建与废纸循环利用系统基本功能相同的传统系统作为参照系统,然后以参照系统为对照基于生命周期分析方法识别出废纸循环利用各个环节的社会效益和社会成本。概括来讲,废纸循环利用的社会成本与社会效益分别指与参照系统相比,废纸循环利用系统多消耗或者节约的环境资源、资本和劳动力的价值。
2.1 参照系统的选择
废纸循环利用系统具有处理废纸和生成造纸纤维两项基本功能,此处选择具有这两项基本功能的传统系统作为参照系统。结合实际情况,可以假定废纸循环利用替代的纤维原料类型为木浆(国内外学者在分析废纸循环利用的资源环境效益时,通常对废纸循环利用与木浆造纸进行比较,如芬恩韦登、艾克瓦尔、赵会芳、方程冉、张建英),替代的废纸处理方式为填埋,即设定参照系统由废纸填埋子系统与木浆造纸子系统共同构成。根据我国普遍采用的工艺流程,将两个系统的工艺环节细化为:
(1)废纸循环利用系统[8]:“废纸分类收集(或收集分类)→运输→碎浆、疏解→筛选、净化→打浆→抄纸→涂布→成纸”;
(2)参照系统:由废纸填埋子系统与木浆造纸子系统构成,其中:
①废纸填埋子系统[9]:“生活垃圾收集(含未回收废纸)→运输→填埋”;②木浆造纸子系统[8]:“木材采伐→运输→备料→蒸煮→漂白→抄纸→涂布→成纸”。
从工艺流程和物料平衡的角度来看,废纸制浆造纸与木浆造纸的差别主要在于制浆过程,之后的“抄纸→涂布→成纸”过程基本一致,为简化分析将这些基本相同的环节划在分析系统之外。经过简化、合并后的两个系统对照如图1所示。
图1 废纸循环利用系统与参照系统的主要环节比较
2.2 废纸循环利用的社会效益与社会成本
基于生命周期分析方法,以参照系统为基准,从各个环节入手识别废纸循环利用的社会效益和社会成本。废纸循环利用的社会效益,是指因改变废纸处置方式(以填埋为对照)以及替代某些类型的原生纤维(以木材为对照)而减少的资源使用及其价值;而社会成本则是相对于废纸的填埋处理方式而言,为实现废纸循环利用需要额外增加的资源使用及其价值。具体来说,社会效益与社会成本主要来自于三个环节的对比:(1)废纸收运环节:对比参照系统,废纸循环利用系统增加了废纸分类工作,从而增加了资本和劳动力的使用。但在废纸收运环节,循环利用与填埋两种方式的自然资源消耗与污染排放大体相同[10],可以认为该环节废纸循环利用的环境资源影响保持不变。(2)制浆环节:对比参照系统,废纸循环利用系统节约了环境资源和资本的使用。(3)木材采运环节与废纸填埋环节:这两个环节仅存在于参照系统,因此,废纸循环利用系统可以节约资源的使用。同时,由于废纸运输与木材运输对环境资源使用差别不大[11],因此可以假定木材采运环节废纸循环利用的环境资源影响保持不变。废纸循环利用在各个环节对三类资源使用的影响见表1。
此外,废纸循环利用系统在木材采运环节节省的资源主要包括资本与劳动力。由于在分析废纸循环利用系统在制浆环节节省的木材成本时,可以认为木材的市场价格包括了采运环节的资本与劳动力投入,因此木材采运环节节省成本的效益不再单独分析。
通过合并处理后,废纸循环利用的社会效益与社会成本进一步确定为:社会效益包括 制浆环节与废纸填埋环节节约的三类资源使用的价值;社会成本则包括废纸收运环节增加的资本和劳动力的价值。
3 我国废纸循环利用适度水平的实证分析
3.1 废纸循环利用边际社会效益的定量分析
在废纸循环利用的过程中,处理的废纸量与生成的纤维量存在一定的对应关系。一般地,消耗废纸1.25吨可生成1吨废纸浆[12]。废纸循环利用的边际社会效益即生成1吨纸浆带来的社会效益增加。一般地,废纸循环利用边际社会效益随着废纸循环利用量的上升而下降,但是由于数据资料限制难以得到这一函数关系,因此假定废纸循环利用边际社会效益不随废纸循环利用量的变化而变化,即边际社会效益固定。从环境资源、资本和劳动力三方面定量分析废纸循环利用的边际社会效益。
3.1.1 环境资源影响及其货币化度量
运用生命周期分析方法识别并量化废纸循环利用系统各个环节对环境资源使用的实物影响,主要包括:(1)废纸收集与运输阶段,包括能源的利用和的排放;(2)木材获取阶段,包括能源的利用和的排放;(3)制浆阶段,包括纤维原料、各种化学药品、水、能源的使用及废水、废气等污染物的排放;(4)废纸填埋阶段,包括和的排放。根据前文界定,此处仅分析制浆环节与填埋环节的环境影响,分原材料、能源和污染排放三类进行计算。进一步地运用环境影响经济评估方法将废纸循环利用对环境资源使用的实物影响进行货币化度量。下文各种资源使用的经济评价均以2008年价格为核算基准。
(1)原材料消耗
与木材制浆相比,废纸制浆少了蒸煮、漂白等工序,进而减少了木材、水和化学药品等材料消耗,所节约的材料分为可再生资源与不可再生资源两类。
可再生资源方面,废纸循环利用节约的可再生资源主要包括森林与水资源。对于森林资源,除可以提供木材和各种林副产品等直接使用价值外,还具有涵养水源、净化空气、休憩与审美等间接使用价值,此处借鉴徐嵩龄[13]对两种价值量比例的估算方法。对于节省的水资源而言,考虑到Ⅳ类水可达到工业用水的要求,此处以Ⅳ类水的价值作为废纸循环利用节约水资源价值的核算单位,此处借鉴王基建等[14]采用恢复支出法对水资源价值量的评估结果。
不可再生资源方面,烧碱、硫化钠、芒硝等化学品均来自于不可再生资源,对这些项目的环境价值评估比较复杂,此处用其市场价格替代其影子价格。
(2)能源利用
造纸对于电能和热能的需求都很大。我国大部分电能和热能来自燃煤发电,可以近似地认为废纸循环利用系统和参照系统利用的能源均来自于煤炭。在制浆阶段,与参照系统相比,废纸循环利用系统单位功能可节省电耗350度,汽耗1吨,相当于节省电力444度。在计算过程中将以能源的市场价格近似地代替其影子价格。
(3)污染排放
制浆环节:产生的水体污染物包括无机污染物和有机污染物。其中,无机污染物主要是酸或碱,有机污染物主要是木素、纤维素及半纤维素的降解物等(以SS、COD、BOD等指标表征)。大气污染物主要是蒸煮工段产生的烟尘和含硫气体(主要包括等)。除此之外,由于在此工段使用的主要能源是煤炭,还会导致、等大气污染物的产生。固体废物主要包括备料工段的树皮、锯末,蒸煮后筛出的木节、浆渣,漂白工段废水二级和三级处理所形成的污泥等。
填埋环节:主要环境影响是温室气体排放,在我国1吨废纸若被填埋处理,进行厌氧降解可产生730kg和270kg[5]。那么废纸循环利用系统“处理1.25吨废纸”可减少912.5kg和337.5kg温室气体排放。
①水体污染物。造纸工业是导致水污染的主要行业之一。据估算,1998年和2000年我国水污染造成的经济损失分别为2 475亿元和2 323亿元[15],假定水污染经济损失与废水排放量成正比,那么1998年和2000年平均每吨工业废水污染的经济损失分别为14.71元/吨和14.43元/吨,此处取均值(14.57元/吨)表示国内单位造纸工业废水排放导致的经济损失。
②大气污染物。与参照系统相比,废纸循环利用减少的大气污染物主要包括可导致大气酸化的氮氧化物、硫化氢、二氧化硫以及温室气体。
采用防护支出法来评价废纸循环利用避免大气酸化的经济价值。首先,根据当量因子[16]将对象系统单位功能大气酸化气体的减排量折算为当量;其次,以脱硫成本作为经济评估依据。不同脱硫技术成本存在一定差异[17],采用各种技术脱硫成本的平均值956.90元/吨作为影子价格。
关于温室气体减排的经济价值,首先将温室气体的减排量均折算为当量。参考世界银行的报告,在清洁发展机制(CDM)推动下形成的国际碳交易市场中,2008年每吨减排量的价格为116.39元,以此作为影子价格。
③固体废物填埋。与参照系统相比,废纸循环利用所节省的土地占用主要包括林地和垃圾填埋空间。林地占用土地的经济价值实际上已包含在森林生态价值当中,这里不再讨论。选取不包含发电项目垃圾填埋场的全生命周期垃圾处理成本52.04元/吨[18]作为垃圾填埋处理的成本。这里的成本不仅包括土地占用成本,还包括垃圾填埋消耗的资本和劳动力的成本。
综上,分项核算我国废纸循环利用制成1吨纸浆因减少环境资源消耗带来的社会效益,结果见表2。可见,与参照系统相比,我国废纸循环利用系统生成1吨纸浆所节约的环境资源的社会效益约为13 999元,其中直接经济效益约为5 185元,占总社会效益的37%。图2反映了各项目社会效益占总社会效益的比例。从图中可以看出,废纸循环利用因节约可再生资源产生的社会效益最高,占总社会效益的65.65%;其次是因减少水体污染物产生的效益,占12.49%;因减少固体废物填埋产生的效益最少,仅占0.65%。
图2 各项目社会效益占总社会效益的比例比较
3.1.2 资本与劳动力价值的经济评价
定量分析废纸循环利用系统在制浆、填埋环节所节约的资本和劳动力。填埋环节节约的资本和劳动力的价值,已经包含在上文的垃圾填埋成本中,故不再讨论。制浆环节减少或者增加的劳动力投入,由于情况比较复杂且无数据支持,这里主要分析废纸循环利用系统在制浆环节节约的资本的市场价值。
废纸循环利用由于生产流程较简单而降低了投资费用[6],其节约的资本主要表现为减少的投资设备折旧数量。以新闻纸为例,在不包括固定设备折旧的前提下,国内新闻纸厂的平均成本为3 910元/吨[22],同时根据陈立等人[23]的研究,折旧费在单位浆纸产品的成本构成中的比例约为2.38%,据此 估算单位新闻纸产品中设备折旧费约为95元/吨。由于废纸制浆的投资约为同等规模木材制浆厂的50%~70%,那么废纸替代木材生产1吨纸浆可以节约的资本量约为29~48元/吨,此处取中值38元/吨。
综上,我国用1.25吨废纸替代木材生产1吨纸浆的社会效益为14 037元,直接经济效益为5 223元。
3.2 废纸循环利用边际社会成本的定量分析
废纸循环利用的社会成本,主要包括废纸收运环节增加的资本与劳动力资源使用的价值,考虑采用基于不同回收率的回收成本的函数进行表征。关于废旧物资回收对城市固体废物收运成本的影响国外学者进行了调查与分析,史蒂文斯[24]基于生态数据对美国60个城市随机抽取调研的结果,对废物总收运成本(即回收物资收运成本与普通废物收运成本之和)的影响进行了估计,如表3所示。
因各种废弃物的收运成本函数形式基本相似,此处借用美国普通废弃物收运成本的定量函数形式,调整以得到我国废纸循环利用的边际社会成本。由于本文界定的废纸循环利用社会成本是相对参照系统而言的,因此需要研究“废纸循环利用收运成本与参照系统收运成本之差”与循环利用率的函数关系。类似地,基于美国废旧物资回收成本调查资料,研究“因回收产生的平均成本增量”与回收率的函数关系。考虑到边际成本递增的经济学假设,这里采用指数函数拟合二者之间的函数关系,结果如下:
其中,c为城市固体废弃物总体平均收运成本增量,RR为垃圾回收率(%)。同时有:
MC的涵义是,每增加1单位的固体废弃物回收量所带来的城市固体废弃物收运总成本增量的增加量。
其次,设定废纸回收边际成本的一般函数形式。基于前文假定,相对于参照系统的废纸回收边际成本具有与城市固体废弃物收运边际成本相同的函数形式,各自的特征以函数的系数表征。以待定系数A代替式(4)中常数,得到废纸回收边际成本函数的一般形式:
式中,MCP为废纸回收的边际成本,RRP为废纸回收率(%),暂不考虑废纸循环利用率为零的情况,即RRP为正;A为地区特征参数,并且满足A≥0①。
由式(5)可见,每回收一单位废纸带来的废纸收运总成本增量随着回收率的提高而增加。
再次,假定现实中废纸回收利用已达市场均衡,即废纸回收利用的边际直接效益与边际直接成本相等,以此求得参数A。根据上文计算,我国废纸循环利用的边际直接效益为5 223(元/1.25吨废纸)(或元/吨纸浆),而边际直接成本的量纲是“元/吨废纸”,对量纲进行统一后,将边际直接效益与2008年我国废纸回收率(39.5%)代入式(5)可确定系数A,从而得到边际成本与废纸回收率的函数关系:
3.3 我国废纸循环利用的适度水平
根据社会福利最大化时边际社会成本与边际社会效益相等得到我国废纸循环利用的适度水平。2008年,我国废纸循环利用的边际社会效益为14 037(元/1.25吨废纸),废纸循环利用的边际社会成本(函数)为(元/1.25吨废纸)。据此得到我国2008年废纸循环利用的适度水平(以废纸回收率表征)RRP*=60.1%。
相比之下,我国2008年实际废纸回收率为39.5%。可见,2008年我国废纸循环利用的水平低于社会最优水平,适当提高我国废纸循环利用水平,可以增加整个社会的福利。
4 结语
废纸循环利用的适度水平是社会福利最大化下的循环水平。本文首先基于功能相同原则设定了由废纸填埋子系统与木浆造纸子系统构成的参照系统,据此界定废纸循环利用的社会效益与社会成本。然后运用生命周期分析方法,识别并货币化度量废纸循环利用的边际社会效益与直接经济效益,得到我国用1.25吨废纸替代木材生产1吨纸浆的社会效益为14 037元,相应地,废纸循环利用的边际直接经济效益为5 223元;并结合发达国家废弃物收运成本与回收率之间的函数关系构建了我国废纸循环利用的边际成本函数(元/1.25吨废纸)。最后,基于社会福利最大化时边际等值原理,得到我国2008年废纸循环利用的适度水平为60.1%,高于同期国内废纸循环利用的实际水平39.5%。因此,适当提高现阶段我国废纸循环利用水平可以增加整个社会的福利。