能源系統行業分析范文
時間:2023-10-31 17:59:41
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篇1
【關鍵字】新能源產業;傳統能源產業;戰略選擇
前言
在世界經濟不斷發展的趨勢下,各國對于經濟發展的持續性也更加關注,各國間的能源戰爭也不斷上演。正是因為能源已經成為各國經濟和社會發展所必需的物資,逐漸成為影響一個國家乃至世界穩定的重要因素。在能源的地位不斷上升的今天,如何有效對能源的開發和利用進行有效的管理,是值得全世界思考的問題,也是各國持續發展所必須解決的問題。在我國不斷提倡可持續發展戰略的同時,能源的發展和管理也成為影響我國可持續發展戰略的重要因素。筆者在認真研究我國能源產業的發展現狀基礎上,結合自身的工作經驗,對我國新能源產業的發展現狀和傳統能源行業的戰略選擇進行論述,希望可以豐富我國新能源研究理論與傳統能源研究理論體系的內容,也可以為筆者的工作起到促進作用。本文所指的新能源主要是太陽能、生物能、風能等能源。
一、中國新能源產業的發展狀況
1、新出臺的產品發展扶持政策。隨著新能源在我國社會經濟發展中占據的地位越來越高,國家和社會各界對于新能源的發展的重視程度也逐漸增大,這就促進了我國相關新能源產業扶持政策的不斷出臺。在諸多政策的指向和引導下,使得我國很多企業開始加大對新能源產業的投資和開發,促進了我國新能源產業的不斷發展進步。不僅是新能源產品扶持政策的出臺,很多保障政策實施的配套措施也在不斷完善中。其中比較典型的就是國家出臺的一系列新能源產品使用的補貼政策,這不僅激發了更多企業積極投入到新能源的開發研究中,也鼓勵了更多的公民選擇使用新能源產品,為我國新能源產品的研究開發提供了強有力的保障。
2、產業規模逐步擴大,發展迅速。作為一個能源消耗大國,我國持續了很長時間的高能耗發展道路,這使得我國為社會經濟發展付出了很大的代價。在認識到新能源發展戰略的重要性之后,國家大力推動新能源產業的發展規模,積極促動新能源產業的發展速度。其中比較突出的就是我國太陽能資源的利用率和利用質量在逐漸提高。我國是世界上太陽能熱水器使用最多的國家,占到世界總量的一半以上。不僅如此,我國太陽能產業的規模也在逐漸擴大,而且產業鏈條也在逐漸完善中,開始形成比較完備的太陽能產業發展格局。另外,我國風能產業的發展也取得了長足進步,甚至成為我國新能源發展中速度最快的一項產業。這些新能源產業的發展為我國社會經濟的發展節約了大量的不可再生資源,也為我國可持續發展戰略的實施起到了很好的推動作用。
二、中國新能源產業發展存在的問題
雖然我國新能源產業的發展取得了很多的成績,也為我國社會經濟的全面發展起到了很大的推動作用,但是,我國新能源產業的發展還是存在一定的問題,因此,筆者將對這些問題進行闡述,希望可以對我國新能源產業的發展有更加全面的認識。
1、未來發展的制約因素?,F階段我國新能源產業的發展還處于不斷進步的階段,很多新能源產業的制度和體系還在逐步完善中,但是,目前我國在新能源產業的發展上所發揮的宏觀調控力度不夠,各項政策和措施的激勵機制還有待進一步加強。首先,我國的新能源產業市場競爭力的分布不均勻,除了市場競爭力比較強的水電和太陽能熱水器等產業之外,很多新能源在市場上的競爭力都是比較弱的。因為很多新能源產業相對來說其開發利用的成本比較高、生產資源比較分散、生產的規模比較小等,這就使得這些新能源在市場上的競爭力比較,甚至是沒有市場競爭力。再加上我國的宏觀調控政策在這些新能源產業的引導和扶持力度又不夠,這就使得這些新能源產業未來的發展狀況比較艱難,制約因素也比較多,發展的難度也比較大。其次,新能源產業缺乏足夠的市場需要。任何產業的發展都必須要有一定的市場需求,這樣才能保證產業的生產和發展。我國新能源產業的發展也不例外,但是現階段我國新能源產業的市場需要是不夠的,由于新能源發展缺乏長期性的戰略目標和管理手段,這就使得新能源產業在市場上的需求明顯不夠,而市場的缺乏又會影響到新能源產業的進一步發展,這就容易產生惡性循環的發展模式。最后,我國新能源產業的整體水平不高,這就對新能源產業的發展起到很大的制約作用。新能源產業的研究和發展是需要有足夠的技術和專業知識作為支撐的,而現階段我國的很多新能源產業技術研究水平都嚴重缺乏,對國外先進技術的依賴性比較大,新能源研究的高端人才培養不足等嚴重制約了我國新能源產業的整體水平。
2、如何有效推動我國新能源產業的發展。(一)加大國家政策對于新能源產業發展的扶持力度。筆者在前文中已經論述我國新能源產業存在的問題,其中一個重要問題就是國家政策對于新能源產業發展的支持力度不夠,因此,要推動我國新能源產業的發展,首先就要大家國家政策對新能源產業發展的扶持力度。借鑒國外新能源產業發展的經驗,加大國家政策對新能源產業發展的支持力度,才可能推動我國新能源產業的不斷發展,也只有加大國家政策對新能源產業發展的支持力度,才能避免市場調節對新能源產業發展造成的不利影響,進而促進新能源產業的健康發展;(二)完善扶持我國新能源發展的法律法規。不斷完善扶持我國新能源發展的法律法規,盡量從法律上保護我國新能源產業的發展,使得我國新能源產業發展的成本盡量降低,進而提高新能源產業研發者的積極性,也為新能源產業發展爭取更多的市場份額提供支持,為我國新能源產業的發展提供更完善的法律保障。
三、新能源時代下傳統能源的戰略選擇
1、傳統能源面臨的挑戰。首先,傳統能源的儲備是十分有限的,在人類不斷發展的背景下,對能源的索取是越來越多的,所以傳統能源不能保證人類無限期的使用。其次,在自然環境不斷遭受破壞的趨勢下,很多傳統能源的開采和使用都受到了限制。最后,很多傳統能源的開采和使用技術長期沒有更新,使用傳統能源的成本更高,并且在使用傳統能源之后人類所付出的代價更大,這就使得傳統能源在市場上的競爭力會越來越小。
2、傳統能源未來發展的戰略思考。首先,不斷降低傳統能源開采和使用的成本,提高傳統能源使用的效率。其次,大型煤炭產銷基地積極開發下游業務,開展煤基化工產業業務,利用自身的資源優勢完善整個行業的產業鏈建設,實現行業做大做強,由傳統單一能源企業向綜合性能源集團轉變。最后,加快行業結構調整步伐,在適當的時機積極實施“走出去”戰略,實現資源優勢互補,在國際范圍內實現資源優化配置。
篇2
目前,我國能源消耗已占到世界的第二位,能源利用率僅為33%,遠低于43%的世界平均水平,單位GDP能耗比世界平均水平高出許多。工業是我國能源消費大戶,其能源消費量占全國能源消費總量的70%左右,占發電總量的3/4。“十二五”規劃綱要要求,堅持把建設資源節約型、環境友好型社會作為加快轉變經濟發展方式的重要著力點,明確提出一系列資源環境約束性指標,單位國內生產總值能源消耗降低16%。能源審計是節能減排的重要措施之一,對企業節能降耗以及降低整個國家能源消費都具有十分重要的意義。能源審計是一套集企業能源系統審核分析、用能機制和企業能源利用狀況核算評價為一體的科學方法,它科學規范地對用能單位能源利用狀況進行定量分析,對用能單位能源利用效率、消耗水平、能源經濟進行審計、監測、診斷和評價。為企業找出在能源利用方面存在的問題和薄弱環節、挖掘節能潛力、尋找節能方向、降低能源消耗和生產成本、提高企業經濟效益。能源審計能摸清企業能耗指標底細,為政府制定宏觀能源政策提供客觀、真實的能耗指標數據;開展企業能源審計,是政府加強能源監督,規范企業能源管理,提高企業能源利用效率最有效的方法之一。
1國內外能源審計發展狀況
1.1國外能源審計發展狀況
20世紀70年代的能源危機引發了西方國家對節能的重視,在嚴峻的能源形勢與沉重的能源費用負擔面前,能源審計正是應這種需要而生。發達國家不斷總結能源管理方面的經驗教訓,逐步形成了一套行之有效的管理制度和方法,能源審計在發達國家經過長期的實踐已日趨成熟并廣泛采用,并取得了明顯的成效。比如,英國政府多次制定和實施了推進節能的政府支持計劃,把能源審計作為一項基礎性工作,80年代英國9萬多個企業,有4萬多個企業進行了能源審計調查,費用全部由政府承擔。日本免費對企業的用能設備進行節能診斷,促進企業能源利用效率的提高。由于能源審計是企業申請節能示范項目或其他節能補助的有效依據,所以能源審計在國外深受企業歡迎。
1.2國內能源審計發展狀況
目前我國能源審計機構少、專業性差,能源審計主要停留在一些大型能源企業,還處于推廣階段,企業存在應付差事的心理,沒有實現從被動向主動的轉變,能源審計缺乏強制性,能源審計機構缺乏法律定位和權威,相應的配套制度和標準不夠完善,沒有形成體系,難以滿足能源審計工作的急切需要,嚴重制約了我國能源審計的發展,因此我國能源審計與先進的國家還有很大的差距。
1.3機械工業企業開展能源審計的狀況
由于機械工業單位產值綜合能耗不高,企業規模不大,廠點分散等原因尚未引起政府和企業的充分重視,行業能源審計工作開展存在很多困難,主要體現在:
(1)機械工業企業數量多,但規模小、廠點分散,不利于開展能源審計,尚未大范圍開展能源審計。機械工業年綜合能源消費量大于5000噸標準煤的企業數較少,目前只有少數大型企業開展了能源審計,絕大部分企業尚未開展能源審計,行業尚未建立能源審計的節能機構。
(2)行業能源管理監督、計量、監測體系不健全。機械行業企業節能管理工作剛剛起步,能源計量和統計管理方面比較欠缺,缺乏專業的能源審計人才,大部分企業沒有專職的能源計量、統計員。缺乏行業性專業檢測監督機構、隊伍、人員不健全,人員資格缺乏國家嚴格認證。
(3)行業標準體系不健全,特別是缺乏能效標準。機械工業各行業節能工作缺少可執行的相關標準,尤其是缺少各行業經濟規模的行業準入標準、產品能耗標準、高能耗產品的淘汰標準等。
(4)工藝裝備水平落后,裝備能耗指標有待提高。機械工業技術裝備良莠不齊,部分技術裝備性能低下,生產工藝落后,導致制造加工能耗居高不下,總體用能效率低。尤其中小型企業因節能意識淡薄、缺乏技改投資等因素,仍沿用20世紀90年代甚至60~70年代落后的工藝裝備。
(5)企業節能觀念不強,能源審計的認識不足,能源審計流于形式。企業粗放式的耗能比較普遍,能源管理意識非常薄弱。對能源審計的認識不充分,造成能源審計容易流于形式。
2機械工業開展能源審計工作思路與方法
2.1開展能源審計的基本思路
能源審計是對用能單位(單元)的生產、轉換和消費進行全面檢查和監督,了解造成能量損耗和損失的原因、分布等情況,然后有的放矢地提出政策,制定節能方案,提高能源利用率和經濟效益,從而實現“節能、降耗、增效”的目的。分析用能單位能源利用狀況,尋找節能潛力,提出節能降耗的整改措施,能源審計思路可用一句話概況,即判明能源浪費和效率低的部位,分析產生能源浪費和效率低的原因,提出節能降耗的整改措施。要分析能源浪費和效率低產生的原因和提出節能降耗的整改措施需要從生產過程中能源利用的主要途徑入手。從圖1可以看出,一種生產過程中的能源利用可以抽象成八個方面,能源利用率低和浪費的原因與這八個方面都可能相關。(1)能源:能源本身所具有的質量和種類等,在一定程度上決定了生產過程中能源利用的效率,因此選擇與生產相適應的能源是能源審計所要考慮的重要方面。(2)技術工藝:生產過程中的技術工藝水平基本上決定了能源的種類和數量,先進技術可以提高能源利用效率,從而減少或避免能源浪費。結合技術改造提高能源利用效率是實現節能降耗的一條重要途徑。連續生產能力差、生產穩定性差或技術工藝水平落后等都有可能導致能源利用效率低和能源浪費的產生。(3)設備:設備作為技術工藝的具體體現,設備的搭配、自身的性能、設備的維護保養、設備的自動化水平等均會影響設備的運行效率,從而影響能源利用效率。(4)過程控制:過程控制對生產用能過程十分重要,反應參數是否處于受控狀態并達到優化水平對能源利用效率都具有直接影響。計量檢測、分析儀表不齊全或精度達不到要求,過程控制水平不能滿足技術工藝要求,都可能導致能源利用效率低和能源浪費。(5)管理:能源管理系統不健全、管理水平低,這也是導致能源利用效率低的重要原因。(6)產品:產品本身決定了生產過程,產品性能、種類的變化也要求生產過程作出相應的調整。(7)員工:員工素質的提高和積極性的激勵是提高能源利用效率的重要途徑。(8)廢棄能:廢棄能的循環回收和梯級利用都是提高能源利用效率的重要途徑。
2.2企業能源利用的四個環節
在能源審計中,企業用能系統可簡化成一種標準形式,系統由能源供入企業,按照能源流向將企業能源利用的過程依次劃分為購入儲存、加工轉換、輸送分配和最終使用四個環節。能源審計通過對用能單位(單元)的能源生產儲存、轉換、分配和最終消費進行全面檢查和監督,了解造成能量損耗和損失的原因、分布等情況,然后有的放矢提出對策,制定節能方案,以促進節能,制止浪費,不斷提高能源利用率和經濟效益,從而實現“節能、降耗、增效”的目的。圖2表述了能源審計的思路。企業能源審計的基本方法是依據能量平衡與物料平衡的原理,對企業的能源利用狀況進行統計計量分析,包括企業基本情況調查、生產與管理現場檢查、數據收集與審核匯總、典型系統與設備的運行狀況調查、能源與物料的盤存查帳等項內容,必要時輔以現場檢測。對企業生產經營過程中的投入產出情況進行全方位的封閉審計,分析各個因素影響企業能耗、物耗水平的程度,從而排查出存在的浪費問題和節能潛力,并分析問題產生的原因,有針對性地提出整改措施。根據企業能源審計的不同要求,按照審計工作的范圍、目標、時間與對象的不同,能源審計一般分為三種類型:初步能源審計、重點能源審計、詳細能源審計。無論開展何種類型的能源審計其目的就是挖掘企業節能潛力,提出節能整改措施,促進企業節能目標的實現。圖3表述了實現企業節能目標流程圖。
2.3機械工業開展能源審計工作的方法
(1)針對機械行業能耗情況,分級管理,抓好重點用能企業能源審計,建立健全重點用能單位能源利用狀況報告制度。根據機械工業年耗能情況,將年耗能3000噸標煤以上的重點用能企業納入節能監督體系,實行掛牌督辦。對年耗能2000噸標準煤以上的企業進行建檔工作,健全各項能源管理制度。積極支持重點用能企業建設能源管理中心、開展能源管理體系試點、完善能源管理人員隊伍。全面開展能源審計工作,實行能源利用狀況報告制度,加強主要工業產品耗能限額管理,開展主要工業產品、設備能效水平對標活動,督促重點用能企業落實節能管理措施。
(2)充分發揮行業協會的紐帶作用,積極配合國家有關部門開展行業能源審計服務,作為國家能源審計工作的重要補充。機械行業企業數量多、規模不大,中小企業數量多。這種行業結構造成機械工業的能源審計工作很難重點依靠國家節能管理部門來全面嚴格監督和管理。作為政府和企業的紐帶,應充分發揮行業協會上聯政府、下系企業的獨特優勢,建立健全機械行業能源審計工作機制:①積極申請能源審計機構資格;②培育專業化節能技術服務體系;③組織行業能源審計培訓;④開展重點企業能源審計試點工作,通過試點企業總結機械行業能源審計工作的經驗,逐步在行業中推廣。并圍繞試點企業,研究提出能源審計的激勵政策機制。
(3)在全行業開展能源審計和能源審計宣傳培訓活動。在機械工業全行業開展能源審計宣傳和能源審計培訓活動,組織能源計量、統計、管理和操作人員業務學習和培訓等,提高行業節能意識和能源管理工作者的業務水平:①加強能源資源統計、計量工作;②舉辦企業能源審計專業培訓班,舉辦能源審計專業培訓班,為企業開展能源審計做人才儲備。
(4)在重點行業和重點企業先進行試點工程。比如汽車行業、電工行業,進行能源審計試點,對目前的機械工業能源審計方法進行補充完善。
篇3
關鍵詞:能源管理中心;建陶企業;節能減排
1 背景
建材工業是國民經濟的重要基礎產業,其能源消耗總量在全國工業部門中位于電力、冶金、石化之后,居第四位。近年來,隨著社會資源與環境問題日益突出,國家和社會對節能減排、環境保護的大力倡導和支持,建材行業結構調整、節能減排效果日益凸顯。建材行業水泥、平板玻璃、石灰制造、建筑陶瓷、磚瓦和輕質建材等主要產品單位綜合能耗大幅降低。2010年,建材行業單位工業增加值綜合能耗比2005年降低52%,其中,建筑陶瓷單位工業增加值綜合能耗累計下降25%。主要污染物排放總量呈明顯下降趨勢,其中,煙氣粉塵排放量、二氧化硫排放量分別比2005年明顯減少,建材工業利用各類工業固體廢棄物超過6億t。當前,我國建材工業發展面臨嚴峻挑戰和新的發展機遇,傳統的粗放型發展模式已難以為繼。迫切要求陶瓷企業積極推進節能減排,進行產業結構調整、轉變發展方式,利用高新技術和信息化技術改造、提升行業技術管理水平,走科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染少的新型工業化道路。
國家“十二五規劃”提出,到2015年,全國萬元國內生產總值能耗下降到0.869噸標準煤(按2005年價格計算),比2010年的1.034噸標準煤下降16%,比2005年的1.276噸標準煤下降32%;“十二五”期間,實現節約能源6.7億噸標準煤。國務院“十二五節能減排綜合性工作方案”要求強化重點用能單位節能管理。依法加強年耗能萬噸標準煤以上用能單位節能管理,開展萬家企業節能低碳行動,實現節能2.5億噸標準煤,加強工業節能減排。重點推進電力、煤炭、鋼鐵、有色金屬、石油石化、化工、建材、造紙、紡織、印染、食品加工等行業節能減排,并要求廣東省十二五期間單位國內生產總值能耗降低18%(約束性指標),陶瓷產業作為典型的高耗能產業,能源成本往往達到全部成本的50%以上。而據德國節能研究部門的研究結論,通過加強企業的能源管理可為企業減少15%~20%的能源消耗,即節約能源又節約成本,故作為國家調整產業結構、產品結構、降低高能耗產品的重點行業,推行能源管理體系,開展能源的有效管理、提高能源的利用效率,并實施必要的認證,已成為調整產業結構、產品結構、逐步淘汰高能耗產品的一種手段。
2 能源管理中心的架構及模式
2.1 能源管理中心組織架構
企業能源管理中心主要是通過綜合運用信息技術、網絡技術、自動化技術;結合陶瓷生產特點;利用生產過程能量系統建模技術、能量綜合優化方法、能量梯級利用技術、工藝裝備優化集成技術等,建立以企業建模與信息系統集成為核心的能量系統優化調度管理信息平臺。通過合理的管理模式和精確的生產模型,對陶瓷企業的能量流、物料流、信息流進行綜合、透明、實時的監控與優化調度,旨在實現陶瓷企業的高效生產,提高陶瓷企業的資源利用率,降低陶瓷企業的單位產品綜合能耗、綜合水耗。
該平臺的建設需要企業決策層的高度重視并參與,其體系架構的組建大體上由公司、科室部門和車間三級能源管理體系組成。公司決策者(董事長或總經理)任能源管理小組組長,主要統籌全局;生產負責人任能源管理小組副組長,負責全公司節能方案、節能措施的制定,密切聯系市、區經貿委等政府部門,傳達國家政策和節能要求。科室部門主要指設備科、人力資源部、財務部、研發技術中心、質管部、PMC科等,其中,設備科是主要的能源管理部門,具體負責各項能源管理工作,而其它科室部門起協調能源管理作用。車間部門主要指各個生產車間及生產輔助車間,主要職責就是執行能源管理制度,盡最大能力完成公司的能源目標與方針。公司的能源管理架構如圖1所示。
2.2 能源管理中心監督及運行模式
企業能源管理中心平臺是一項政府對重點耗能企業監測的系統工程。除了對節能設備的監測外,還提供具體的耗能設備數據以便于針對性的管理。陶瓷企業通過對耗能數據的掌握、分析,從而加強節能管理,視不同企業的生產模式預計可減少5%~20%的能源消耗。同時,政府相關部門也可以在能源管理平臺上監測到陶瓷企業最新的耗能數據。
能源管理中心監督管理模式如圖2所示。
2.3 能源管理中心網絡架構
建陶企業的耗能主要為電能、水煤漿、天然氣、柴油、水,配電房和用電設備已配置的計量儀表大多為機械式電度表。為建立在線監測系統,須更換為三相多功能電力參數計量儀,配以MiniFC,將MiniFC接入企業內部局域網絡,通過本地構建的服務器實現遠程監控。自來水的采集通過超聲波流量計采集數據,配以無線PCC通訊,將數據傳至MiniFC,再將MiniFC接入企業內部網絡;用戶可以實現web方式的本地服務器的登錄查看實時數據。
本地服務器的建設采用B/S 設計結構與分布式管理。系統服務器由數據服務器、通訊服務器雙機熱備份組成,并配置正版的服務器軟件系統,包括SQL server 數據庫,Windows Server 2008 中文企業版,IBM24服務器。能源管理中心平臺架構層次結構示意圖如圖3所示。
最底層的是基于計量智能傳感網絡的能源監控平臺,采用物聯網技術,將所有能源形式的計量儀表通過通訊設備按照智能傳感網絡的技術進行組網,對陶瓷企業內部的各站點用能設備、各車間的能源消耗狀態進行網絡化自動采集,一方面為陶瓷企業內部管理節能提供準實時的信息;另一方面,借助企業的Internet出口,將相關信息遞交到相關的管理單位。
第二層為協議轉換接口層。智能傳感網絡將企業內部所有的監測設備的信息與數據采用自定義的通信規約和數據轉換形式,設備通過RS-485 總線或者無線方式將數據傳至MiniFC 現場控制器。由MiniFC實現規約轉換和高速數據傳輸。
第三層為數據管理層。采集的數據在MiniFC層分類管理、保存以提供后臺系統實時訪問和歷史數據的提取。針對不同的智能監測設備在數據管理層提供唯一的數據庫鏈接和實時狀態查詢訪問功能。作為系統監測中心的后臺軟件,將為用戶提供數據的顯示、統計、分類管理和建檔。對節能措施的方案制定、能源統計、能耗分析與預測、用能質量的評估,以及能源進行審計。能源管理中心拓撲結構如圖4所示。
圖4中SCADA、IFIX CLIENT為計算機,HISTORIAN 和PORTAL為服務器。SCADA節點用于采集現場數據,HISTORIAN作為歷史數據庫服務器,PORTAL服務器用于WEB。
3 能源管理中心的意義及存在的問題
3.1 建立企業能源管理中心的必要性
開展企業能源管理中心建設,是建設資源節約型、環境友好型社會的需要;是落實國家節能減排目標、實現兩化融合的重要舉措;也是企業管理增效、提高競爭力、實現可持續發展的有效途徑。
3.1.1社會和產業發展需要
我國陶瓷行業經過三十多年的迅猛發展,已成為世界上傳統陶瓷磚最大生產國(年產量達90億m2以上)、消費國和出口國。每年要耗用1.7億t不可再生的天然礦物原料,耗用能源達5000萬t標煤,對自然環境造成一定的損害和污染,資源、能源和環境問題已經成為陶瓷行業發展的瓶頸。同時,陶瓷行業存在生產資源消耗大、能耗高、污染嚴重等主要問題,成為我國能源消費大戶,因此,是一個存在巨大節能潛力的產業。隨著相關生產原料和能源的成本不斷上升,企業整體經濟效益日益下降,節能減排既是國家可持續發展的需要,也是企業生存和發展的需要。
3.1.2踐行國家產業政策需要
國家產業政策也鼓勵和支持建材企業建立能源管理中心。2009年工信部與財政部在聯合下發的《工業企業能源管理中心建設示范項目財政補助資金管理的暫行辦法》中提出,為提高工業企業能源管理水平和能源利用效率,將在鋼鐵、有色、化工、建材等重點用能行業逐步開展能源管理中心建設的示范工作。在大中型建材企業建立能源管理中心,推進合同能源管理,提升能效水平,最大限度實現能源梯級利用。
建設能源管理中心是國家節能降耗的要求,也是推進兩化融合的要求。我國提出以信息化帶動工業化,以工業化促進信息化,走新型工業化道路。兩化融合的核心就是信息化支撐,追求可持續發展模式。我國在工業領域尤其是重點用能行業中推廣企業能源管理中心項目建設,是信息化和工業化融合的表現之一,是促進“兩化”融合的重要內容。
3.1.3企業實現可持續發展需要
隨著“兩型”社會建設步伐的加快,國家從嚴從緊的節能減排政策的陸續出臺,作為高能耗、高排放和依賴能源資源的建材企業面臨著進一步提高能源利用效率,降低單位能耗和二氧化碳排放量,進一步削減氮氧化物和二氧化硫排放總量等多重挑戰。建材企業要提高發展質量和效益,實現可持續發展,就必須加強能源使用管控。
3.2 能源管理中心對企業的現實意義
隨著計算機技術、控制技術的發展,能源中心管理技術也突飛猛進,數據庫管理、集散控制技術、網絡技術、分析決策系統、智能系統和智能管理等已經應用于工業企業,成為企業能源管理現代化的基本支撐。通過建立企業能源管理中心,可為企業帶來顯著的效益,如:
(1) 通過建立企業能源管理中心,運用信息化手段,可提高企業對用能情況監督管理的能力;
(2) 通過建立企業能源管理中心,建立一套有效的自動化能源數據獲取系統,對能源供應進行監測,以便企業實時掌握能源狀況,為實現能源自動化調控打下堅實的數據基礎,同時方便企業的計量和成本核算工作。
(3) 通過建立企業能源管理中心,利用能源數據獲取系統,對各重點耗能設備的能源利用狀況實時監控,了解和掌握各重點耗能設備實時能源利用情況。
(4) 通過建立企業能源管理中心,運用數學模式進行比較分析,對重點耗能設備進行能效評價,分析各耗能設備的能源利用狀況,采用先進適用的節能技術、設備,降低能源消費,對原有工藝系統進行自動化改造。使能源數據更標準化、專業化、科學化、時效化,從而提高能源管理水平。
3.3 建陶企業能源管理中心存在的問題
通過調研,筆者認為目前陶瓷企業的能源系統現狀已難于適應新的管理要求,從企業能源管理信息化角度講,雖然一些公司信息化技術的運用近年來取得了一定的成績,但是其僅限于ERP等生產經營信息化方面。而能源管理的模式以及能源調度和管控自動化水平,仍然落后于生產經營信息化步伐,僅在能源管理的某些專業領域建立了局部的采集、監視和控制自動化系統。就整體而言,陶瓷能源管理的手段、人力資源和信息化水平不高,主要表現在:
(1) 能源從輸入到使用的各個環節使用效率不高,能源綜合利用水平有待提升。
(2) 能源平衡調度信息缺乏,能源的產生和使用過程綜合利用效率低。
(3) 能源系統運行穩定性有待提高,異常情況下的調度手段單一,反應速度慢。
(4) 能源設備裝備水平低,與公司所需安全、穩定、快捷的生產格局不相匹配。
(5) 關注局部工藝技術節能,工序間聯系較少,沒有“系統節能”的科學的技術評價和節能效益評價平臺體系,不能達到最終的節能效果。
(6) 綜合能耗和可比能耗與國內外同行先進水平相比,仍有差距。
4 能源管理中心的籌建措施
能源管理中心建設是一項全面系統的能源管理提升工程,主要包括“三個系統”,即現場控制系統改造、數據采集系統建設和信息管理系統建設。實現能源計劃、能源計量管理、能源監控、能耗分析、數據報送、重點設備能耗管理等功能。
4.1 現場控制系統改造
現場控制系統是能源管理中心建設的基礎。主要是通過企業對能源輸送、生產、應用控制系統進行改造,為能源管理中心的采集、傳輸、調控提供用能現場數據支撐。其中,包括能源輸送控制系統改造、能源生產控制系統改造、關鍵生產環節現場改造等。
4.2 數據采集系統建設
數據采集系統是能源管理中心建設的保障。企業各能源介質存在于工業現場的不同環境中,因性質不同,計量設備的計量方式差異較大。針對不同介質和不同計量方式,結合現場實際情況,采用不同采集方式建設數據系統。
4.2.1配備能源計量器具
對重點用能設備加裝或改造能源計量器具,實現用能數據的數字化讀取及傳輸,計量準確度等級應達到GB 17167-2006的要求。鋼鐵、有色、化工等有國家或省產品能耗限額標準要求的企業,應根據限額標準中規定的統計范圍及計算方法,配備滿足測量要求的能源計量器具。
4.2.2定期檢定計量儀表
編制檢定、校準計劃,對計量器具進行定期檢定、校準。根據計量類型不同,分別由質監部門或自行檢定,確保能源計量器具的準確性,提高能源管理中心能源供需平衡調度精度。
4.2.3健全能源計量管理制度
建立完善的計量管理體系,明確崗位工作職責,組織能耗限額管理、能源計量器具檢定等培訓,提高能源計量數據基礎管理能力,規范能源計量管理制度。
4.3 信息管理系統建設
信息管理系統是能源管理中心建設的核心。通過基礎軟件、控制系統、基礎硬件、現場視頻監控和能源管理中心大廳建設,實現企業能源管理的集中控制。
4.3.1基礎軟件建設
軟件建設是能源管理中心數據采集、傳輸、存儲的基礎,是完成系統監控、進行數據分析、處理和加工的先決條件。重點開發網絡監管軟件、操作系統、開發工具軟件、備份軟件、遠程運行維護軟件、實時數據庫、操作站監控軟件、服務器平臺軟件、服務器驅動、WEB客戶端授權、現場操作站軟件、實時庫客戶端授權軟件以及與省節能信息系統互聯互通的接口軟件等。
4.3.2控制系統建設
控制系統是對基礎軟件功能的開發應用,企業根據行業特點采用不同的控制系統。一是監控系統。對采集的不同能源介質實時數據進行集中監控,呈現實時調配的“人機界面”。二是基礎能源管理系統。進行能源計劃管理、能源調度管理、用能過程管理、能源計量管理、能耗數據統計分析、能源指標績效管理考核、能源成本結算等。三是運行維護系統。能源管理中心的數據采集、網絡支撐、軟件系統是同步運行的整體,依靠運行維護系統保障整體的持續穩定運行。
4.3.3基礎硬件建設
硬件建設是構筑能源管理中心實時數據采集、交換的平臺,包括工業以太網交換機、一體化以太網交換機、核心交換機、匯聚交換機、光纖線路以及其它建設安裝材料和設備等。
4.3.4現場視頻監控建設
視頻監控是通過監控裝置實現對生產環節和用能環節的現場實景展示,是保證調控可靠性的直接反映。主要是在生產、水電油氣(汽)各主要控制點安裝視頻,通過遠程監控實施協調調度,進行扁平化的故障監測及分析處理等。
4.3.5能源管理中心大廳建設
能源管理中心大廳是企業能源調度指揮中心,是實現能源調度、分析、調控的核心組成。包括能源管理中心機房、大屏幕顯示系統、空調和電源系統、通信和安防系統等基礎設施建設。
5 結論
企業能源管理中心的能源平衡調度過程,是將采集的能源工藝系統數據(發生和消耗量等)傳送能源管理系統,經系統分析和處理,獲得能源平衡及其預測模型需要的信息,并將平衡預測結果以數據和圖示方式展示。調度可根據能源平衡預測結果發出調度指令。企業能源管理中心系統采用的基礎技術包括系統集成和應用集成技術、現代計算機和網絡技術、數據庫和實時數據庫技術、數據分析和預測技術等。
目前,企業能源管理中心技術的發展已從單純設備監控轉向過程和系統綜合監控,并繼續向管控一體化方向發展;部分陶瓷企業著手開展優化節能調度和綜合平衡方法的研究,在應用功能上,成功引入預測模型和平衡模型等技術。由于能源利用與環境保護的高度關聯性,企業能源管理中心系統將逐步與環境監測系統融合,以實現相互促進、協同管理,這將是未來企業能源管理中心系統的發展方向。
參考文獻
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篇4
“SAP S/4 HANA就是答案?!盨AP公司能源與資源行業總經理麥恩平(Peter Maier)近日在談完能源與資源行業所面臨的挑戰和問題后,反復這樣強調。
S/4 HANA就是答案
“能源與資源行業企業別無選擇,必須加速新技術的應用,以應對不斷變化的市場環境所帶來的挑戰。”談到能源與資源行業的信息化應用趨勢,麥恩平指出,企業應該充分利用IT工具提高經營的靈活性,一方面降低經營成本,另一方面不斷調整業務方向。
麥恩平認為,當前能源與資源行業面臨巨大的變化、越來越復雜的環境:大宗商品價格和油價大幅波動;能源需求結構發生較大變化,節能減排關注度高,水電燃氣行業企業告別主導地位;全球政治、經濟格局不斷變化,對油氣行業發展產生重大影響;信息技術加速發展。如何駕馭復雜情況,成為當前能源與資源企業要應對的關鍵挑戰。
在麥恩平看來,當前能源與資源行業對IT系統的需求集中在以下三個方面:第一,實時了解設備的情況,保證設備的穩定、可靠和安全,提高設備的可用性;第二,告別冗長的批處理過程和不太友好的應用界面,支持移動應用,提高用戶體驗;第三,提高系統的靈活性,支持業務流程和業務決策的簡化。
他透露,為此SAP計劃在三大領域提供相應的支持:第一,將所有解決方案搬到SAP HANA平臺上去,并提供實時的大數據分析功能,支持移動應用;第二,滿足各行各業、不同業務線的應用需求,支持業務網絡的運行,以幫助用戶降低采購成本、優化員工管理,SAP已經為此收購了基于云供應商管理軟件Ariba、基于云的人力資本管理軟件SuccessFactor和基于云的差旅管理軟件Concur等;第三,投入大量的人力物力打造消費級的用戶體驗。
總而言之,“S/4HANA就是答案”,麥恩平說。S/4HANA是SAP在今年3月才推出的第四代商務套件。SAP S/4HANA 是構建于內存平臺 SAP HANA 之上,通過SAP Fiori 提供個性化的用戶體驗,支持云部署和企業預置部署模式,能幫助企業化繁為簡,推動企業在各條業務線和行業快速實現價值。
穩步推進
但是,不能忽略的是,一直以來能源與資源行業對于系統穩定性、安全性要求都比較高,而SAP HANA卻是一個較新的產品。那么,能源與資源行業客戶能否接受SAP HANA呢?
對此,麥恩平表示,作為一個既了解SAP HANA,又了解能源行業的人,他曾在過去一年中擔任SAP HANA市場策略全球負責人,負責SAP HANA的市場推廣工作。他透露,在此過程中,他們確實關注到了能源與資源行業的這一關注點,并且為此采取了比較保守的策略:一方面,一步一步穩步推進,先從報表系統開始推廣,在確定沒有問題后再拓展到ERP,對基于SAP HANA的ERP功能進行簡化;另一方面,每個周五他們都會對相關的項目進行回顧、總結。因此,到目前為止,SAP HANA在能源與資源行業的項目都沒有出現過重大故障。
此外,SAP還針對SAP HANA推出了一條龍支持服務,不僅支持軟件產品,還支持整個解決方案的安全、運維工作。
正是因為有了以上一系列有效的保障措施,SAP HANA在能源與資源行業的接受度已經非常高。麥恩平介紹,能源與資源行業帶來的S/4HAHA收入在SAP整個行業體系中是數一數二的,其中既有SAP的一些老客戶,也有一些新用戶。特別是新用戶通常會直接采用SAP S/4HANA,而不會再選擇傳統的SAP商務套件。
他介紹,殼牌就是SAP HANA的一個擁護者。殼牌起初應用了BW on HANA,后來逐漸將應用拓展到S/4 HANA。
在中國,SAP HANA在能源與資源行業的表現不錯。SAP中國能源與資源行業負責人徐勐介紹,SAP S/4HANA在今年正式后,很快就有客戶采用。比如,安東油服就用SAP S/4HANA來簡化流程,提高決策速度,簡化用戶界面。
支持業務模式創新
在麥恩平看來,SAP HANA在能源與資源行業最大的價值,是關注未來而非跟傳統軟件那樣只能分析過去,將問題消滅在萌芽中,創新業務模式。
比如說,在能源與資源行業非常重要的設備管理領域,以往的情況可能是,設備出了故障以后,被動地對故障進行排查,然后考慮如何把設備維修好。未來則可能借助SAP HANA的應用,相關人員隨時隨地能獲悉設備的情況,并在設備出現故障之前進行預警,化被動維修為主動維修。麥恩平透露,美國休斯頓已經有一家水電燃氣行業用戶采用SAP HANA相關解決方案對所有設備資產進行實時監控。
對于很多用戶來說,SAP HANA更大吸引力恐怕在于它能支持業務模式創新,因為對于能源與資源行業的某些細分行業來說,如果繼續采用傳統的方式來經營,生存發展將變得越來越困難。麥恩平舉例說,德國有一家制造壓縮機的廠商,起初把壓縮機賣給汽車供應商,因為汽車供應商用其壓縮空氣。后來他們直接把壓縮好的空氣按數量定價賣給汽車供應商。
“如果我們將物聯網技術和S/4HANA結合起來,會極大地簡化企業與用戶互動的方式,簡化業務流程,降低數據的吞吐量至1/7以下,從而降低用戶的系統總擁有成本?!丙湺髌脚e例說,“這樣用戶就有更多的精力和資金與SAP共同創新?!?/p>
因此,麥恩平恩認為,未來SAP的關注點可能集中到傳統SAP解決方案無法覆蓋的領域,比如說,如何利用SAP HANA提升油井的產出;如何通過SAP HANA對結構化和非結構化數據進行分析,進而提升產品的分銷能力。
篇5
關鍵詞:能源計量信息;管理系統;計量器具;標準化
能源計量信息管理系統,是把分布在不同地點的多臺計量儀表進行聯網,實現計量儀表的在線實時數據采集和管理[1]。系統的組成通常由計量檢測設備、數據集中器(分站)、用戶終端、管理服務器(主站)、管理軟件和網絡器件等構成,具有能源數據采集、數據傳輸、數據處理、數據存儲等能源計量功能,其輸出數據可用于能源統計與能源審計。
一、能源計量信息管理系統的現狀分析
目前,中國各行業開發和使用的能源計量信息管理系統無統一規范標準。因為缺乏國家規范性的指導文件,企業按照自行需求進行設計和開發,能源計量管理系統模式較混亂。許多企業因為沒有相關標準或規范的指導而茫然。據浙江省醫藥化工行業能源計量信息管理系統調查顯示,現階段企業在能源計量系統由于系統結構、功能模塊、數據結構與輸入輸出報表等多方面的不規范,使得企業在計量器具選擇、計量數據采集點設置的規范導致企業能計量與源平衡的不確定性。因為缺乏相關標準或規范,很多企業的能源計量管理系統輸出政府能源監管部門的需要的各類申報報表(企業耗能設備一覽表、企業能源計量器具一覽表、能源工業企業能源購銷存表、能源消耗統計及分析報表、生產信息報表),誤報和漏報的情況時有發生。這種政企不一致的狀況,使得政府能源監管部門較難統一管理企業的能源統計與審計工作。本文就結合當前中國用能行業能源計量信息管理系統的特點,對系統的設計規范做一些淺層次的探討與研究。
二、能源計量信息管理系統建設的一般要求和設計原則
1.系統的軟硬件環境設計要求
在設計能源計量信息管理系統時,對設計硬件上要考慮企業的經濟承受能力,逐步完善。同時,配備的計量器具必須要能在線檢定或校準;軟件設計要考慮全面,給予必要的完善及升級的空間。
2.確定現場能源計量檢測點設置與計量器具配置要求
(1)現場能源檢測點確定。用能單位能源計量信息管理系統,應能采集行業不同種類能源的數據。所稱能源數據,指煤炭、原油、電力、天然氣、焦炭、水、蒸汽等和其他直接或者通過加工、轉換、回收而取得有用能的各種資源[2]。
能源計量信息管理系統采集點的設置原則是以能夠準確和實時采集數據的作為計量檢測點,并且要考慮能滿足能源平衡、能源統計與審計要求[3]。具體數據采集范圍包括:
a)輸入用能單位、次級用能單位和用能設備的能源及載能工質;b)輸出用能單位、次級用能單位和用能設備的能源及載能工質;c)用能單位、次級用能單位和用能設備使用(消耗)的能源及載能工質;d)用能單位、次級用能單位和用能設備自產的能源及載能工質;e)用能單位、次級用能單位和用能設備科回收利用的余能資源。
(2)計量器具配備率要求。根據GB/T17167—2006標準要求,能源計量信息系統數據采集點的能源計量器具配備率不低于表1的規定(見下頁表1)。
3.合理選用現場能源計量器具
根據GB/T17167—2006標準要求,能源計量信息管理系統所選用的能源計量器具,要依據不同用能設備所耗的能源類型不同,而選用相應的計量器具。所選用的計量器具必須要能提供數計量據輸出接口。選用的計量器具除了保證精度要求,也要根據生產工藝、使用環境等條件的要求,進行選擇相適應的計量器具。
能源計量信息系統數據采集的計量器具準確度不低于表2的規定(見下頁表2)。
4.能源管理信息系統主要功能模塊設計原則
(1)計量器具系統模塊。計量器具系統模塊的功能是能源計量管理系統與能源供應部門收費端計量數據聯網,實時監控一級計量和二級計量能源數據偏差,并將所采集計量數據形成對比圖,出現不合理偏差系統立即報警。系統對電能供應質量進行實時監控,并有報警提示和報警記錄。
(2)能源數據采集系統模塊。能源數據采集系統模塊的功能是自動采集各類能源計量點的實時瞬時量和累計量,采集周期在1分~24小時范圍內可調。采集數據項目完全符合能源統計和能源計量管理部門的要求。
(3)采集數據傳輸、存儲、查詢系統模塊。采集數據傳輸、存儲、查詢系統模塊應滿足實時傳輸的要求,考慮到數據傳送速度,有線傳輸200米以內可采用雙絞線串口傳送,超過200米宜采用光纖以太網傳送,也可采用無線傳輸;各采集點數據傳輸到人機交互界面的時間不應超過1秒。數據輸出應滿足集中化管理的需要,可通過人機交互界面查詢到所有的能源計量數據輸出。能源數據中心服務器實時監控歷史數據一般要求保存不少于60天。
(4)數據匯總和計算分析系統模塊。數據匯總和計算分析系統模的功能是對能源消耗計量數據進行匯總,并按照系統設定各種能耗定額指標和節能量化指標計算分析,并自動形成對比分析圖表。超過指標系統立即報警提示。通過報警提示,企業能夠及時發現能源浪費現象和能源消耗異常情況,及時進行糾正與改進,及時有效控制能源消耗和能源成本開支。能耗定額指標和節能量化指標主要包括企業單位產值綜合能耗、單位產品綜合能耗、企業工業增加值綜合能耗、企業和車間能源消耗定額及用能設備單耗等。數據匯總和計算分析系統模塊功能能夠對每個產品能源成本、每個車間能源成本和企業能源成本進行監控和分析,并自動形成對比分析圖表,用能成本超過預定費用,系統立即報警提示。
(5)報表統計系統模塊。報表統計系統模塊功能是能夠根據政府、各級公司及分公司需要,自動導出所有的各類滿足政府能源統計與審計要求的用源申報報表(企業耗能設備一覽表、企業能源計量器具一覽表、能源工業企業能源購銷存表、能源消耗統計及分析報表、生產信息報表等),能源統計報表數據均能追溯到系統計量檢測記錄。
(6)企業、車間、設備能源管理系統模塊。企業、車間、設備能源管理系統模塊功能是實時監控企業、車間、設備能源實時消耗量,監控各項用能指標不超過定額指標。超過定額指標經報警提示查找原因,及時進行改進。設備管理系統功能能對重點用能設備能耗狀況、負荷率、有效利用時間、開啟、停止時間等影響能源消耗的各項參數進行實時監控,確保設備的高效、經濟運行,減少設備的空載時間和能源浪費的地方。
5.能源管理信息系統的安全設計和維護原則
信息系統應做好防電磁干擾,采集信號線應采用屏蔽線,并禁止與強電信號線混敷;與信息系統相連的外網系統應做好防火墻等病毒隔離措施。用能單位應設系統維護人員負責能源計量信息系統的整體維護;各車間也應有專人負責每天不少于一次的儀表值和信息系統反饋值的一致性檢查,發現問題應及時通知系統維護人員。
三、能源計量信息管理系統規范化工作成效
在上述研究的基礎上,2009年3月,浙江省標準化研究院聯合上虞新和成生物化工有限公司、上虞市質量技術監督局,聯合制定了《醫藥化工行業能源計量信息系統》聯盟標準,建立了能源計量信息管理系統的統一的管理模式,實現能源計量管理標準化。通過近一年的標準實施表明,統一規范的能源計量管理系統進一步提高了工藝過程中的能源計量數據的分析和研究的正確必可靠性,為改進生產工藝,提高技改節能效益提供了科學的依據,真正發揮了能源計量數據的功效。其次應用能源管理的科學方法,結合計算機信息網絡技術,通過精確計量,自動采集能源量值數據信息,對能耗數據進行計算匯總、圖形對比、經濟分析、量化評價,控制能源消耗,節約了能源成本開支,提升企業能源管理水平。例如,浙江省重點試點企業上虞新和成生物化工有限公司發酵車間經過對蒸汽消耗數據的分析,將滅菌工藝由原來的間歇消毒改為連續消毒,使車間每月蒸汽消耗量下降30%。精餾車間強化循環水溫差管理,優化了操作參數,耗汽量從原來6噸/小時下降為4.5噸/小時,循環水用量從910噸/小時下降到450噸/小時,使該車間每噸產品能源成本下降15%。通過考核,公司萬元增加值能耗同比下降14.6%。
為了扎實推進企業能源計量工作,將節能工作落到實處,我們對企業能源計量信息管理系統相關的設計規范和標準進行了初步的研究。規范、有效、科學的能源計量信息管理系統不僅能規范企業能源計量與管理,也將進一步推動國家依法實施節能減排監督管理。
參考文獻:
[1]楊濤.能源管理系統的應用[J].黑龍江科技信息,2009,(17):274.
篇6
關鍵詞:文本表示;特征提??;SVM分類器;規則過濾
中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)03-0061-04
1 背景
能源行業主要包括煤炭行業,石油行業,電力行業,核電行業和新能源行業,隨著我國經濟的快速發展,國內各個領域對于能源的需求也是與日俱增,也促成了我國能源行業的快速發展。但有些能源生產單位只注重產量,對能源的安全生產缺少科學管理,導致能源行業事故時有發生。
總體而言,對于能源的開采工作都是一些高風險的作業,一旦發生事故,不僅會對企業造成巨大經濟損失,而且會造成巨大的環境破壞。因此,消除和控制能源行業的安全生產事故,降低能源行業事故造成的影響,有效保護環境,已經是政府和相關能源生產單位的當務之急。
在當下,政府對于能源行業安全生產相關事故的關注,一般是通過相關生產部門的匯報以及能源行業相關網站的報道。但是由于能源行業涉及的部門眾多,層級復雜,當基層部門發生安全生產事故時,無法及時有效地做到對上級通報實時情況。通過瀏覽相關能源事故網站的方法可以及實地了解底層生產安全的狀況,但是相關網站通報的信息繁雜,安全事故信息零星地分散在各個網站上,無法做到信息的分類與匯總。所以,對于密切關注能源生產安全事故的政府部門以及相關責任部門來說,擁有一套可以實時監控能源安全事故發生,并且可以根據事故的類型做分類與匯總的監控系統系統,是十分必要的。
本文主要介紹能源行業安全事故網上監控系統的設計架構以及核心分類算法。該系統的主要目的是抓取現各大搜索引擎以及能源行業門戶網站中的新聞,對抓取的新聞進行事故的識別以及事故的分類,對分類后的信息匯總到系統的客戶端上,對用戶實時展示。本文安排如下:介紹使用機器學習方式對文本進行分類算法的研究方法和研究現狀,并介紹如何利用機器學習與規則相結合的方法來提高文本分類的準確性,最后介紹系統的架構以及采用的技術。
2 文本分類相關技術
2.1 文本分類
描述信息技術的發展使得互聯網成為人們獲取信息的重要手段,但互聯網上的信息量十分巨大,而且大多沒有次序,人們很難快速找到有效的信息。為了應對巨大的信息量,許多文本分類技術應運而生,其中,利用機器學習按照文本內容實現文本自動分類是解決信息快速檢索的途徑之一[1,2]?;跈C器學習的自動方式主要是通過對若干不同類別文本的學習,自動建立特征詞庫。而且當供學習的樣本文本更新后,通過重新學習就可自動更新特征詞庫,以適應對新的文本類別的分類識別[3]。
目前,應用于文本分類的技術和算法很多,例如有樸素貝葉斯算法,K 最近鄰算法,神經網絡,支持向量機(Support Vector Machine 即 SVM) 等。其中,支持向量機(SVM)是依托統計學習理論的基礎,根據有限的信息條件得到較好的結果[4]。SVM分類算法是以結構風險最小化為目標,所求得的解是全局最優解,該算法克服“維數災難”問題,有比較深厚的理論基礎。文本自動分類的概念可以歸納為[5]: 在確定的分類目標下,將待分類的網頁文本根據內容自動的劃分到某個類別中,使得網頁文本具有正確的標簽。文本分類是個有監督的學習過程,在構建自動分類的系統之前,需要通過對足夠量的現有文本進行類別的標注,構造訓練集,以已構造的訓練集為基礎,通過分類器找出文本類別與文本特征之間的關系,然后利用這個關系模型對新的文本進行類別的判斷。
2.2 文本特征提取
為了將文本表示成文本分類器所是別的形式,通常文本以向量的形式出現在向量空間模型里,向量空間模型有以下要素構成:
1)文檔:由一定數量的文字片段構成,像由若干句子、句群、段落和整篇文章構成的文檔。
2)特征項:向量空間模型中最基本且不可分的單位是特征項,字、詞、短語都能做特征項。
3)項的權重:文檔D(t1,t2,...tn)中有n個特征項,其中每一個特征項tk,都依據它們在文檔中的重要程度,被賦予相應的權重,表示為D (Wl,W2,...,Wn)。
因此一個文檔可以表示成n維向量空間中的一個向量,可以將D=D (Wl,W2,...,Wn)稱為文本D的向量空間模型或者向量表示。通常待分類的文本可以表示為特征空間中的一個特征向量,而其中混雜的大量高維的無關特征將影響分類模型的分類效果。為了降低向量空間的維度,消除無關特征的噪音,需要對特征向量進行特征選擇,通過選擇可區分性強的少量特征來提高分類器的分類精度和效率。對于大規模文本的分類處理,常使用的是過濾式特征選擇方法[6]。其原理是首先計算各個特征的權重,然后選取高于設定閾值的最重要特征用于分類。典型過濾型特征選擇方法有基于文檔頻率的方法與基于互信息的方法。
文本特征提取過程中,需要對提取具體的特征項賦予一定的權重,特征權重是衡量某特征項在文檔中的重要程度的一種量化指標。?;谖谋镜慕y計信息來計算該權重,其主要方法是先統計詞頻,再為每個特征項賦予一個合適的權重。比較常用的計算特征權重的方法有基于詞頻的方法,計算逆文檔頻度[7]的方法和TF-IDF[8]。
2.3 支持向量機理論
SVM 算法是Vapnik和其領導的貝爾實驗室小組在 1995年提出的一種基于統計學習理論的新型的通用學習方法,它是基于統計學習理論的 VC 理論和結構風險最小化原理的基礎上發展起來的。支持向量機主要思想在于試圖尋找一個最優的分類決策面,該分類決策面能夠使得邊距最大化[9]。SVM的基本原理如圖1所示:
圖1中的空心圓點和黑心圓點代表兩類不同類別的樣本; H 為分類線,H1H2分別為平行于分類線的直線,它們經過離分類線最近的那些少量的樣本點,兩間距離稱為分類間隔。H線將兩個不同的類正確隔離,同時使分類間隔最大化。設樣本集為 ( xi,yi) ,i = 1,2,…,m,yi∈{-1,1},并滿足公式1:
[yi[(w*xi)-b]-1≥0] (1)
則該分類的間隔是,其最大間隔可簡化為求的最小值,H1,H2兩條線上的訓練樣本點稱為支持向量,SVM訓練的結果是找到一組支持向量,使得向量間的間隔達到最大值。
2.4 規則定義
由于SVM分類器的精準度受到訓練樣本數量和使用不同的核函數的影響,分類的效果可能與實際有一定的偏差。在對SVM的分類結果進一步使用人工定義的語義規則進行進一步的過濾,可以有效提高精準率和召回率。本文使用TML文本挖掘語言構造語義規則,根據語義規則從文本中篩選出符合規則的語義要素,實現文本自動分類。
TML是一個自然語言處理平臺,旨在提供一種簡單通用的途徑,讓用戶在各個領域進行文本分析和語義挖掘[10]。類似于使用SQL對關系型數據庫進行建模和分析計算一樣,可以使用TML語言對網絡文本中的語義進行建模和分析計算。TML實現了大部分常用的文本挖掘技術,包括分詞,詞性標注,概念抽取,關系抽取,分類,情感分析,關鍵詞抽取和主題模型等,可以廣泛用于文本挖掘,語言分析和自然語言處理等領域。
3 系統架構
與能源安全事故分類的實現能源行業安全事故網上監控系統的事故新聞主要來源于各大能源行業的安全事故網站和各大新聞搜索引擎,通過爬蟲技術獲得上述網站的相關新聞文本,提交給系統進行文本的預處理和手工類別標注,得到符合規范的SVM訓練語料對SVM分類器進行訓練,當訓練語料的數量達到一定數量使得分類器的精準率和召回率達到預期的要求后,便可使用訓練好的分類器對向量化的文本進行分類,確定文本中描述的事故屬于哪一類安全生產事故。分類結束后,在對分類器的分類結果,使用已經定義好的規則進行再次過濾,篩選出符合規則要求的文本。最后將分類的結果展示在系統網頁上。系統分為網頁文本挖掘模塊,文本分析模塊與網站展示模塊,系統總體架構如圖2:
3.1 文本挖掘模塊
本系統所需要提取的語料應該是與能源行業事故有關的新聞報道,文本挖掘模塊要從海量數據中提取與能源事故相關的新聞報道,進行網站抓取,對抓取下來的新聞進行分詞,特征選取,文本向量化表示,最后把向量化的文檔提交到SVM處理。
文本挖掘過程中抓取的數據源來自煤炭安全網,國家石油和化工網等政府網站,還有百度,搜狗等國內主流搜索引擎。爬蟲得到的文本不具有任何類別特性,需要對爬取的文檔進行中文分詞,對文本中的所有詞進行特征抽取,最后將向量化的文本提交給SVM進行處理。在中文分詞階段采用python語言的”結巴”分詞工具進行分詞,針對分詞后的單個詞語,使用TF-IDF計算出單個詞的權重,最后文檔便可表示成由詞權重組成的向量。
3.2 文本分類
能源行業主要包括石油化工行業、電力行業、核電行業、煤炭行業和新能源行業,系統的文本分類模塊主要針對這五個比較常見的能源行業進行分類,SVM的訓練集和測試集都應來源于這五個能源行業,語義規則也應該按照這五個行業的事故特征進行定義。
系統的SVM分類器使用臺灣大學林智仁副教授開發的LIBSVM模式識別軟件包完成,該軟件包具有跨平臺,支持多種語言,并且對SVM所涉及的參數調節相對比較少的特征。使用LIBSVM實現文本分類的過程如下:
1)針對量化后的文檔,手動標注一定量的訓練數據集和測試數據集,使其具有類別標簽。
2)選擇文本訓練數據集和測試數據集,這些數據來自于手工標注的文本文檔,所有數據的類別標簽都是已知的。
3)訓練文本預處理,將文本集轉化為特征向量集的形式。并選擇文本分類所使用的特征向量,選出的特征向量在多個類別之間具有一定的區分度。
4)輸出LIBSVM支持的量化的訓練樣本集文件,輸出的文件必須滿足使用LIBSVM訓練所需要的數據格式。
5)測試數據集預處理,同樣將測試數據集轉化為特征向量集的形式。
6)輸出LIBSVM支持的量化的測試樣本集文件。
7)使用訓練集訓練LIBSVM分類器。
8)使用測試集驗證LIBSVM分類器的精度。
9)如果經過LIBSVM訓練出來的分類模型精度很差,可以通過LIBSVM自帶的交叉驗證功能來實現參數的尋優,通過搜索參數取值空間來獲取最佳的參數值,使分類模型的精度滿足實際分類需要。
經過LIBSVM分類模型分類后的文本還需要經過規則的優化,去除掉一些由于SVM分類精度不足而錯誤分類的文本,系統中采用TML文本挖掘語言實現規則的編寫,TML可以自定義上下文的語義環境,從而可以自定義語義規則和語義關系。我們把符合語義規則的文本篩選出來,從而提高文本分類的準確率與召回率。
在使用規則進行過濾SVM結果的過程中,我們采用TML語言來定義語義規則。新聞中的語義要素一般以一定的格式出現,例如新聞首句一般介紹相關事故的發生時間地點,以“*年*月*日**地點”的格式出現,相關責任單位一般以“***有限責任公司”的形式出現,如果文章中出現“瞞報”,“隱瞞未報”等字眼時,表示這場事故有瞞報的嫌疑,還有如果出現“造成**受傷”,可匹配出傷亡人數。如匹配傷亡人數的tml語義規則為:
CONCEPT create := OR("造成","已有","另有","已致","導致");
CONCEPT worker := OR("工人","礦工","人","名工作人員","學生");
CONCEPT death :=OR("死亡","受傷","遇難","被困","沒有出來","倒地","生死不明","中毒","身亡","傷亡","灼傷","重傷");
PREDICATE death_num_2(create c , worker w , death d){
DIST_8(ORD(c,w,d)));}
規則中先定義表示“發生”的概念,命名為create;又定義了工人對象的概念,命名為worker;最后定義表示遇難的概念,命名為death;最后的關系表示如果create,worker,death三個概念表示的詞語按順序出現,并且兩個概念中間間隔的詞不超過8個,就匹配到了文中表示傷亡的語句。
最后還應該對得出的事故類型應該與SVM分類器得到的分類結果一致,如果分類結果不一致,則按照規則得到的事故類型作為分類最后的結果展示。與事故類型一同展示的還有由規則得到的事故發生時間,發生地點,相關企業,是否瞞報,傷亡人數這些語義要素。
3.3 結果展示
根據以上的技術框架,我們以單純使用機器學習做分類的方式與使用機器學習與規則相結合做分類兩種方式來對實驗數據進行分類展示,實驗的訓練集為爬蟲得到的1000個各類能源安全事故新聞,測試數據同樣規定為1000條各類能源安全事故新聞。錄入訓練集后,我們把1000條測試集作為樣本總量,從SVM分類結果中計算出正確分類的總數來計算準確率和召回率。本實驗平臺基于LIBSVM,使用LIBSVM的python接口函數實現機器分類。試驗中影響分類果的主要是文本分類的準確率和召回率,準確率和召回率計算公式為:
測試數據需要打上對應能源類型的標簽。系統的結果是把抓取的新聞分為石油化工行業能源事故、電力行業能源事故、核電行業能源事故、煤炭行業能源事故和新能源行業能源事故五種事故類型,測試數據同樣需要事先標注好事故類型,最后計算精準率與召回率時,分別根據不同的行業類型計算。
正確劃分的樣本會經過機器分類與規則的過濾,最后呈現在系統上。我們把單純使用機器學習分類與使用機器學習與規則相結合的方式進行對比,針對1000篇測試數據,實驗得到的準確率與召回率如表1:
經實驗結果得知使用機器分類與規則結合的方式準確率有所提高。除了對行業類別進行劃分外,規則還對文檔中的事故時間,事故地點,相關事故企業,有無瞞報這些語義要素進行了識別。分析出這些語義要素后,可以更加直觀地反映出事故發生的情況,用戶可以更加直觀地了解事故概況。
4 結束語
能源行業安全事故網上監控系統旨在向政府部門以及關心能源安全的各種社會機關提供互聯網上實時的能源安全事故快報,系統核心算法是基于SVM的文本分類算法與基于規則的類別識別方法,將兩者結合起來使用不僅可以改善機器分類精準率不高的缺點,也可以克服規則適應性不強的問題。分類結果受限于機器學習所使用的訓練樣本數量以及規則定義的好壞,在今后的工作中需要提高訓練樣本數量和規則的質量,以提高系統分類準確率和召回率。
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篇7
新能源產業知識產權集群管理系統是以政府資助建設、聯盟組織推動、企業參與應用、第三方機構提供服務等為特征的公益性、開放式信息管理與服務系統。系統構建以行業聯盟為支點,立足于對新能源產業知識產權管理現狀、集群管理工作方式以及公共服務平臺運行模式的調查研究,并深度結合新能源企業實際需求,以“集群管理”的數據、模塊和系統為中樞架構,集新能源知識產權信息服務、知識產權應急及預警分析、知識產權維權援助、知識產權培訓指導、知識產權工作交流等為一體。
2資源組成
集群管理系統以各類數據庫為基礎支撐資源。其資源組成包括:(1)聯盟專利數據庫:新能源產業聯盟成員專利(發明、實用新型、外觀設計)數據庫;(2)專題專利數據庫:新能源產業重點領域(新能源汽車、光伏、儲能)專利數據庫;(3)專利“池”(企業專利信息共享數據庫):新能源產業聯盟成員核心專利數據庫;(4)研究成果庫:新能源產業相關知識產權專題報告、研究論文、數據匯編等;(5)知識百科庫:新能源產業相關知識產權培訓課件、業務知識、基礎知識等;(6)行業專家庫:新能源產業相關技術專家、知識產權專家;(7)服務機構庫:新能源產業相關知識產權信息、、咨詢、商用化、法務等機構;(8)企業數據庫:新能源產業聯盟成員基礎信息;(9)標準數據庫:新能源產業相關國家、行業、地方、聯盟標準等。
3功能模塊
集群管理系統依托數據庫資源開發功能窗口,提供分類關聯展示與互動服務,并依托各子系統實現對外服務功能。其功能模塊包括:(1)知識產權信息服務功能:提供專利檢索、跟蹤、專題數據庫查詢、知識產權信息獲取與展示、會員注冊、留言板和登錄入口等。(2)知識產權信息功能:提供知識產權公告、重大事件、態勢、熱點、風險預警、供求、評估、質押融資信息等。(3)知識產權分析預警功能:提供定期預警(根據設定條件周期性檢索指定領域的文獻信息并發送給指定用戶)和高級預警(對用戶感興趣的專利從技術和競爭對手等角度進行預警)。(4)知識產權分析評議功能:提供企業并購、技術進出口、技術標準、技術創新、人才引進、境外展會等活動時提供咨詢參考,包括重大經濟科技活動和專利統計分析等。(5)知識產權維權援助功能:提供境內外知識產權糾紛時申請和獲得援助的窗口,設立網上維權援助中心,對維權事務實施統一管理。(6)知識產權知識培訓功能:提供知識產權講座、培訓和教育服務模塊,包括基礎知識培訓、在線交易、企業講堂。(7)知識產權工作交流功能:提供各相關方在線互動交流界面,包括知識產權專家解讀、專題咨詢、線上答疑等。
4應用要點
集群管理系統致力于促進信息資源的交流和共享,發揮知識產權在聯盟集聚創新中的推動作用,引導聯盟成員合理高效利用現有資源,規避知識產權相關風險,推動內部合作和協同。其應用要點包括:(1)知識產權專業信息資源應用:調用聯盟企業專利數據庫、重點領域專利數據庫等,為聯盟秘書處及企業的知識產權管理工作提供集群系統支撐;(2)知識產權公共服務產品應用:知識產權態勢信息、風險預警信息服務,開展知識產權培訓,組織知識產權工作交流等;(3)知識產權合作交流渠道應用:開展相關項目聯合申報、專利交叉授權、專利池共建,支持公共協調和協同操作。
5結語
篇8
關鍵詞:煤炭企業 轉型升級 延伸產業鏈
中圖分類號:F426.21 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)08(a)-0076-02
煤炭資源作為國民經濟發展的“頂梁柱”,占據了我國能源結構的60%,極大地拉動了國內經濟發展,改善了人民生活質量,但自2012年下半年,中國煤炭“黃金十年”漸入尾聲,煤炭市場供大于求,煤炭資源滯銷飽和,煤炭行業發展受阻嚴重。目前,煤炭企業急需找到轉型升級最優方向和產業鏈延伸最佳模式。
1 煤炭企業面臨的主要問題
首先,由于煤炭的開采、利用及處理過程給生態環境(大氣、水質、植被)帶來一系列危害,煤炭企業面臨環保主義、清潔能源開發利用等方面的阻力,煤炭消費增速減緩。其次,在世界產業結構、能源結構調整大背景下,我國實施政策調整能源結構、控制煤炭消費,煤炭市場需求疲軟。再次,受進出口煤炭價位的影響,進口煤炭大幅增加,企業嚴重產能過剩。最后,煤炭企業發展方式傳統粗放,生產技術較落后,生產成本高,產品單一,煤炭采出利用率偏低。
諸如此多重因素制約著煤炭企業,我國政府雖然出臺政策保障煤炭企業平穩發展,但是大的市場背景是難以扭轉的,所以煤炭企業與其坐等政府救市、市場轉暖,不如抓住國家轉型升級關鍵時期積極自救、主動變革創新。
2 煤炭企業延伸產業鏈模式
2.1 煤炭企業轉型升級方向
煤炭企業轉型升級要本著低碳、綠色、節約的方向建立碳循環經濟體系(王云等,2012年;黃繼新,2014年;前瞻產業研究院;2014年),從經營管理、產業結構、創新發展3個層面統籌規劃,注重結構調整,根據SWOT模式分析(見圖1),煤炭企業要避開劣勢和威脅,充分利用機遇和優勢,協調產業轉型、循環經濟、體制轉型、管理創新、資產重組、跨區域開采、轉型資金來源、職工安置以及國際化發展等諸多方面共同發展。
煤炭企業產業鏈的延伸,可以緩解當前產能過剩的現狀,加大企業內部煤炭消費和轉化力度;可以發展多元化煤炭經濟,帶動其他相關產業的發展;可以充分利用煤炭內蘊價值,提高產品整體附加值;可以保護環境,完全契合當前國家號召的低碳、循環、可持續發展策略(王漢斌等,2009年;前瞻產業研究院,2014年)。所以,煤炭企業產業鏈的延伸是煤炭行業“轉型升級”的最優路徑和方式之一。
2.2 煤炭行業產業鏈分析
煤炭行業生產相關度最大的4個下游行業,即火電、鋼鐵、建材和化工行業(總消耗煤炭量超過80%)(張小強,2014年;中金在線網,2016年)。根據碳循環系統細分煤炭行業下游產業鏈,可追蹤到煤炭消費的最終端:基礎建設和房地產。同時根據煤種對煤炭產業鏈條圖譜進行細化(見圖2),電力行業、鋼鐵焦化行業、化工行業分別占據了動力煤、煉焦煤和無煙煤的大部分消耗量(中金在線網,2016年)。
2.3 煤炭行業鏈延伸模式
煤炭產業鏈延伸升級可概括為兩種方案,一是產業鏈縱向延伸,通過改進生產技術,調整產品結構形式,提升煤炭產品附加值,使得支柱產業帶動相關產業的發展(張梅芬等,2015年;劉彬,2008年;王漢斌等,2009年;任一鑫等;張小強,2014年);二是產業鏈橫向拓展,謀求可替代產業,開拓新的發展領域。
首先,以科學技術為動力源,以煤炭為原材料,大力發展清潔高效能源。以煤熱解、煤氣化為基礎,發展煤制油、煤液化、煤制烯烴、煤制二甲醚、煤制甲烷氣、煤制乙二醇為主導等先進工藝技術(余中剛等,2014年);在轉化過程中保證零污染排放,并且實現半生資源(鋁、鎵、鍺、鈾等)進行高效綜合利用、廢棄物及低等廉價散煤整合重新利用(能源網,2014年)。
其次,借助互聯網時展新型智能銷售模式。煤炭電商有助于煤企降低庫存成本,增加新的銷售渠道,同時便于發展、綁定客戶,助力企業良好經營和持續發展(李旭軒,2013年;路克嘉,2011年)?;谖锫摼W系統,統籌一次能源(化石能源、可再生能源、核能)、二次能源(電力、清潔燃料、液體燃料)、智能電網、儲能與燃料電池技術和終端用戶,建立多能源智能調配、清潔低碳能源與智能能源系統科學結合、高效利用體系(郭衛東,2012年;中金在線網,2016年)。
最后,促進煤炭與新能源、可再生能源聯產技術結合。結合我國目前情況,將以水電、風電、在建核電為代表的新能源、可再生能源與煤電、煤化工多聯產技術相結合,不僅技術可行,而且成本可控(郭衛東,2012年)。最終實現炭由能煤源主體向新能源、可持續能源協同發展。
3 煤炭產業鏈延伸可能遇到的問題
多數煤炭企業在轉型升級、產業鏈延伸拓展時都會遇到棘手的問題。首先在選擇下游產業方向上,需要避開基礎能源原材料產能過剩、避免產業鏈延伸受限;其次在技術創新上,煤化工是高端技術產業,要避免由于現代技術不到位而可能造成更為嚴重的環境污染和資源浪費(劉雁,2010年);最后資金問題,煤炭行業入不敷出、財政困難,行業風險加大造成貸款能力不足,籌資能力下降(劉彬,2008年;中國能源報,2014年)。綜上,煤炭企業如同擱淺的鯨魚,要重回大海,困難重重。
4 結語
煤炭企業轉型升級每一條產業鏈的拓展延伸,都是煤炭的一次加工改造、一次突破轉化、一次價值的提升實現升?!昂诮稹泵禾拷涍^現代高科技加工改造,不管是煤制油、煤化工,或是煤炭煤種物理性質的改變,一定可以涅重生,成為奇貨可居的“白金”,將煤炭的價值充分利用起來。
參考文獻
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篇9
關鍵詞:工業企業,節能現狀,節能措施
一、前言
工業企業屬于第二產業,是國家經濟發展的重要力量,也是能源消耗和污染物排放的大戶,是節能減排工作的重中之重。隨著工業經濟的飛速發展,工業企業對能源和資源的需求量持續攀升,傳統粗放式的能源利用方式,不但對自然生態環境造成了很大程度的破壞,同時還制約了經濟的可持續發展。工業企業實現節能降耗,能夠使生產成本獲得有效降低,同時可以促使企業經濟效益快速增長,從而為工業企業的健康、穩定、持續發展奠定基礎。
二、工業企業存在的節能現狀
一是節能意識不強。企業負責人更多關注生產經營,對節能環保重視不夠。特別是小微型企業發展方式粗放、結構不合理、工藝裝備水平落后等情況較為嚴重。二是節能基礎管理薄弱。小微型企業普遍沒有設置負責節能管理的專門機構和配備節能專業人員,節能基礎數據缺失,節能基礎情況不清。三是數量多、節能監管難。工業企業遍布各個行業,數量多。按規模大小分為規上和規下企業,政府部門主抓規上企業,但是規下企業數量遠超過規上企業,特別是小微型企業由于能源消耗量相對較少,政府主管部門對其日常監管較為困難。四是經濟形勢不好影響節能投入。節能的高投入與企業經營狀況、資金、技術實力弱的矛盾突出,工業企業節能普遍存在融資難、擔保難等問題。這些都成為制約工業企業節能改造的主要障礙。工業企業可分為小微型企業和大中型企業,不同規模的工業企業和不同行業類別,節能關注點和節能措施應該有所不同。
三、小微型企業采取的節能措施
一是借助外力加強能源基礎管理。可以聘請專業節能中介機構,作為節能外包服務單位開展日常節能管理工作,幫助小微型企業建立節能制度、完善能源臺帳、能源數據申報、排摸節能潛力、定期開展內部節能培訓和節能宣傳等一站式貼身管家服務。二是定期開展節能監測。通過最新公布的“寧波市小微企業創業創新服務網上平臺服務機構”,選擇專業節能監測公司,通過熱力設備能效測試、電平衡測試、鍋爐效率測試、水平衡測試等手段,找到節能部位和節能潛力。三是實施成熟的節能技術改造。采取以變頻水泵、變頻風機、電機伺服節能改造、余熱余壓利用、保溫節能改造等常規成熟節能技術,實施有針對性節能改造。四是采取合同能源管理、節能設備租賃方式。小微企業財力薄弱,可以借助有實力的節能設備租賃公司,采用合同能源管理的方式,實現節能效益共同分享。
四、大中型企業采取的節能措施
一是轉變節能模式。大中型企業經過前幾年大力推進節能技術改造,單臺設備節能、生產流程的末端節能,基本上已解決初級節能模式。隨著自動化控制技術、信息技術、網絡技術的不斷發展,大中型企業應著眼于向生產工藝節能以及生產流程全過程節能的高級模式,從而最終形成整個生產流水線或者整個工業系統生產全流程的節能。目前,國家層面提出的綠色工廠、綠色制造就是建立在生產全流程的基礎之上。例:寧波華一包裝有限公司(一家鎮海企業)在2017年,對2條多層瓦楞紙生產線通過采用智能溫控系統,來替代原來人工經驗控制,實施智能控制系統的節能改造,單臺設備就節約蒸汽18-20%,一年節約標煤700噸以上,屬于較為成功的生產流水線工藝節能案例。二是建立能源管理中心。是采用自動化、信息化技術和集中管理模式,對企業能源系統的生產、輸配和消耗環節實施集中扁平化的動態監控和數字化管理,改進和優化能源平衡,實現系統性節能降耗的管控一體化系統。大型企業,特別是化工、鋼鐵、建材等行業生產流水線均是DCS集散控制系統,對于建立能源管理中心具備數據采集、處理和顯示等硬件條件。國家層面在“十二五”期間,也提出過大型企業建立能源管理中心的設想和要求。三是精準節能服務。通過對大中型企業開展自愿性清潔生產審核、實施能源審計等節能服務,結合國家強制性能耗標準、行業節能環保標準及清潔生產標準的對標分析,找準企業行業定位和存在能效差距,有針對性實施節能改造。
五、結論語
篇10
關鍵詞:園林;太陽能;環境;能源
中圖分類號:X382文獻標識碼:A文章編號:16749944(2013)02009804
1引言
改革開放30多年,我國的經濟飛速發展,取得了舉世矚目的成就,這也意味著需要更多的能源來支持經濟的發展。據有關研究報告顯示,目前我國單位生產總值在資源方面的消耗大大高于世界的平均水平。為此早在2004年9月舉行的黨的十六屆四中全會就提出:要大力發展循環經濟, 建設節約型社會??偫碓谌珖龊霉澕s型社會近期重點工作電視電話會議上也強調:加快節約型社會建設, 促進我國經濟社會全面協調可持續發展。太陽能以其取之不盡、清潔無污染等優點開始越來越受到人們的關注,這也大大地推動太陽能技術的發展并取得了一定的成果。作為與“光”息息相關的園林行業,近年來也提出了“綠色園林”的口號。隨著人們對園林環境的生態性、節約性的關注,太陽能技術也將被越來越廣泛地用于我們的園林行業。
2前提條件
2.1豐富的太陽能資源
我國土地遼闊,幅員廣大,有著豐富的太陽能資源。太陽輻射總量達3350~8370mJ/m2,獲得的能量中值為5860mJ,這相當于200kg的標準煤炭完全燃燒所發出的能量。全年平均日照時間在2000h以上、太陽輻射量在5016mJ/m2以上的區域占我國國土面積的2/3以上,太陽能資源在我國具有非常大的潛在的可利用價值\[1\]。我國的太陽能資源與同緯度的其他國家相比更加豐富,具有發展太陽能事業得天獨厚的優越條件。
2.2建筑行業率先垂范
在我國的能耗結構中,建筑占據了大約1/4,用電結構中建筑也占據了約1/4,在現有的430億m2建筑面積中,95%為高耗能建筑,每年新建的建筑面積的80%仍為高耗能建筑,在建筑中注入綠色已經被現代建筑師看成是行業的發展趨勢,而太陽能技術也已經被建筑行業廣泛地用以作為減少能量消耗的最主要的手段之一。目前太陽能技術在建筑行業的應用主要分為3種類型:一是太陽能發電技術,包括太陽能光伏發電和太陽能熱發電;二是太陽能熱利用技術。目前主要的應用形式有太陽能熱水系統和作為輔助能源對建筑供暖。我國的太陽能熱水技術已經發展成熟并且完全商業化運行,太陽能建筑供暖技術現在也已經發展成熟;三是太陽能電器技術。世界各國都加緊了對于太陽能冰箱、太陽能空調的研究,并已經進入實用化示范階段\[2\]。建筑行業與園林行業具有一衣帶水的關系,目前在園林行業中太陽能技術已經開始有了一定程度的應用,但是可以說它在園林行業的發展才處于剛起步的階段。太陽能技術在建筑行業的發展已經進入相對比較成熟的階段并取得了比較豐碩的成果,這為我們園林行業在如何更好地利用太陽能方面提供了學習的榜樣。
3太陽能技術目前在園林行業中的應用
目前在我們周圍的園林環境中,已經可以看到有一些太陽能技術正在為我們服務,目前太陽能技術在園林中的應用類型主要分為兩種。一種是作為獨立的發電系統,例如我們在園林中常見的太陽能路燈、草坪燈、庭院燈等,白天它通過其自身附帶的太陽能電池板發電儲存到蓄電池中,晚上用來供應照明,這類燈由于是整體運輸和安裝,不需要架設輸電線路或開溝埋設電纜,不會破壞環境,安裝使用方便,特別適合于在園林行業使用。還有些交通工具,例如上海世博會期間在黃浦江中巡游的太陽能游船\[3\]。還有一些靠太陽能供電的指示牌、標志燈等,也被設計師廣泛應用于園林中。另一種是分布式并網發電系統。它是將用戶光伏系統與電網相連,在有日照時,光伏系統發出的電力除了供用戶自己使用外,如有多余,可以輸入電網;在晚上或陰雨天,光伏系統發出的電力不足時,則由電網向用戶供應一部分或全部電力。這種系統有以下優點。
(1)太陽能電池板可以就近安裝在屋頂,不會占有大面積的土地資源。在園林中可以和園林建筑和園林小品結合。
(2)可以實現就近供電,不需要長距離的輸送,減少了線路上的電力的損耗。
(3)電力可以隨時輸入到公共電網中,不需要為光伏系統配備儲存裝置,減少了施工維護的麻煩。
(4)由于不受蓄電池的容量的限制,光伏系統所發的電全部都可以得到利用\[4\]。
在我國園林最早的大規模應用光伏并網發電的項目可能就是深圳國際園林花卉博覽園1MW的太陽能光伏發電系統了,該系統的發電總容量1000.322kW,光伏組件總面積為7600m2,年發電能力約為100萬kW·h,相當于每年可節省標準煤炭約384t,年減少排放CO2約170t,減排SO27.68t,與常規能源相比,具有非常明顯的環境效益,同時也具有一定的經濟效益\[5\]。
2013年2月綠色科技第2期
徐 雷,等:太陽能技術對園林行業的影響淺析園林與景觀
4經濟效益、環保效益分析
4.1經濟效益
太陽能作為21世紀最有發展潛力的綠色能源之一,具有很多優點:取之不盡用之不竭;不用燃料運行成本很低;無污染對環境不會造成不良的影響,但是太陽能也有很明顯的缺點,它的密度很低;標準情況下,地面上接受到的太陽能輻射強度為1000W/m2,大規模使用要占用很大面積;特別容易受到氣候條件的影響,晚上、陰天和下雨就很少能發電。在經濟效益上體現在同等條件下太陽能系統發的電能是常規能源發電價格的5~10倍,初始投資比較高。以深圳國際園林花卉博覽園為例,2004年建成,總投資750萬美元,總發電裝機容量為1MW。2005年這個發電系統為深圳市提供了98萬kW·h的電源。假如這個系統的運行壽命是30年,按此數據計算,30年的時間能夠為深圳市提供2940萬kW·h電力(不計系統的損耗和維護費用)。它的發電的成本為0.255美元/(kW·h)\[5\]。再例如,標準的一套3kW太陽能發電裝置,在國際市場上的平均售價為2~2.5萬美元。按它的使用壽命為20年,每天平均發電為4h,則發電總量為:3kW×4h/d×365d×20=87600kW·h。
按此數據推算,這套太陽能系統的發電成本大概為:0.228~0.285美元,其發電成本要遠遠高于常規的電廠發電。這樣看來,太陽能的經濟效益低下,這可能是目前影響其大規模推廣應用的主要因素\[6\]。
4.2環境效益
太陽能系統發的電是無污染的能源,但是在制造太陽能光伏發電系統的過程中也需要消耗一定的能量,那么太陽能所發出的能量能否抵消制造它時所消耗的能量呢?對于環境效益的分析,我們從太陽能的能量償還時間和光伏系統減少CO2排放量兩個方面來考慮。
4.2.1能量償還時間
能量償還時間的含義是在系統壽命周期內輸入的總能量與系統運行時每年產生的能量之比,它是衡量一種發電系統是否有效的指標之一\[4\]。由于涉及的數據相對專業,繁瑣,復雜,我們引用權威專家對我國不同城市的太陽能發電的能量償還時間的分析數據來說明太陽能光伏發電系統在環境方面所體現出來的效益(表1)。
表1顯示在我國能量償還時間最短的是拉薩,在最佳角度和垂直角度下分別為1.57年和2.50年;最長的時間為重慶,分別為3.76年和6.92年。相比較太陽能的壽命周期30~35年來說,所產生的能量,遠大于其制造、運輸、運行等階段全部輸入的能量\[4\]。
4.2.2光伏系統減少CO2的排放量
常規電廠在燃燒化石燃料發電時要產生大量的溫室氣體,造成對環境的破壞,而太陽能作為綠色能源在發電過程中避免了常規能源發出同樣電力所產生的溫室氣體,我們主要通過分析溫室氣體排放因子和光伏減排CO2潛力兩個方面來分析太陽能發電系統在減少CO2排放量方面的效益。溫室氣體的排放因子是指某種燃料單位發電量所排放CO2的數量,單位是t CO2/(MW·h)\[4\]。根據國際能源部的太陽能光電系統項目的聯合報告,不同種類的燃料在電力生產中的溫室氣體的排放因子見表2。
表2電力生產過程中不同種類燃料的溫室氣體排放因子
能源1213tCO2/(MW·h)煤炭12130.999石油12130.942太燃氣12130.439太陽能等12130
通過表2可以看到每生產1MW·h的電能,太陽能、核能等綠色能源與常規的三大化石能源(煤炭、石油、天然氣)相比,能分別減少排放溫室氣體0.999、0.942、0.439t的CO2氣體。
我們分析的另一個數據是光伏減排CO2的潛力,它是衡量光伏系統減少CO2排放量的又一個重要的指標。它定義為:由給定的單位功率光伏系統輸出的電能能夠減少的溫室氣體排放量,即安裝單位功率(通常用1kW)的光伏系統,在其壽命周期內,所輸出電能可相當減少排放CO2的數量(t CO2 /kW)\[4\]。光伏減排CO2的潛力不僅與光伏系統在當地的發電量有關,還與當地每年的總發電量以及每年用于發電的各種燃料的百分比等數據有關。涉及的數據相對比較專業,在此我們也引用有關專家對我國不同城市的光伏系統減排CO2的潛力的有關數據來說明太陽能系統在減少溫室氣體排放方面所體現出來的效益。
從表3中可以發現,在拉薩市太陽能光伏并網發電減排CO2的潛力最大,在最佳的安裝角度和垂直的安裝角度下,每安裝1kW的太陽能光伏系統能減排CO2分別為37.15t和22.64t,而在減排潛力最差的重慶,在最佳的傾斜角度和垂直角度下,每安裝1kW的太陽能光伏并網系統能分別減少14.34t和6.87t的CO2。
通過對溫室氣體的排放因子和光伏發電系統的減排CO2的潛力分析,發現太陽能大大減少溫室氣體的排放,環境效益非常突出。
5結語
太陽能作為清潔能源之一,又被稱為園林綠地的天然盟友,它是園林植物生長、生存所必需的物質。園林植物吸收太陽光,通過光合作用,減少空氣中的CO2,為人類提供賴以生存的O2,同時園林植物又是園林景觀的肌膚。園林行業是以改造環境、美化生活為己任,但要是只注重園林的好看與否,脫離環境問題來談規劃、談設計,那一切都是無意義的。太陽能作為綠色能源符合了園林行業建設綠色園林的趨勢。目前制約太陽能技術大規模應用的關鍵因素是太陽能的電池板的價格比較昂貴,太陽能系統建設的首期投資比較高,現在太陽能技術在園林行業已經有一定程度的推廣,但是規模有限,隨著科技的進步,太陽能電池板生產成本的下降,太陽能光伏系統經濟效益的提升,我們有理由相信太陽能技術可以為園林行業真正建設綠色園林、節約型園林、生態型園林提供源源不斷的綠色動力。
參考文獻:
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