还在盲目堆设备提效率?能源系统总效率的真相,90%的人搞反了

能源系统的总效率也就是那个η_total, 这个值并不是各个设备效率加起来得到的, 它是指整个能源链条里边, 从一次性能源输入开始到最后有效使用为止的整个过程里边, 总的比值。核心的公式是这样的:

η_total 等于最终有效的利用能量除以一次能源输入的总量, 然后乘以100%, 得出的结果就是百分比数值。

这个指标会直接来决定能源的成本, 还会直接来决定碳排放的情况, 也会直接来决定经济性的表现。

大多数的企业都会产生一个误解, 他们以为“把锅炉效率提上去”这一个动作, 就等于整个系统的效率也提上去了, 但是实际上来讲, 单点的优化往往会被其他环节的损耗给对冲掉, 结果就是总体的效率反而会不升高, 反而是下降了。

总效率的拆解逻辑

系统总效率可以一层一层地去拆解开, 最终把它分成串联的、由前到后的三个具体环节。

所谓转换效率, 其实就是指的从一次能源转变为二次能源的这一过程当中的转化情况。比如说发电的过程里边的效率, 或者说是在制备氢气这一环节当中的制氢效率等等。

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传输效率:能源在管网、线路中的衰减

所谓终端利用效率, 意思就是终端设备在把二次能源进行转化的时候, 所转化出来的有效功或者是热能的这样一个比例关系。

把这三样东西乘在一起, 就得到了系统总效率的样子。拿燃煤发电这个环节, 加上输电的环节, 再来个电动空调这个环节作为例子来看一看。首先是发电的效率达到了百分之四十。然后乘以输电这一部分的效率, 它是百分之九十五。

再往后是空调的综合能效, 需要进行一个折算的操作。这三个数一乘, 得出的结果大约是百分之三十左右。但是需要注意的是, 这里的系统总效率仅仅只有约百分之十一这么一点。

影响总效率的三大关键变量

1. 在能源品级匹配这方面, 像电、氢能这样的高品位能源, 如果把它们直接拿去用于供暖这样的低品位需求, 那就出现了像高射炮打蚊子一样子的浪费问题, 这会导致总效率出现断崖式的下降情况。

2. 系统的耦合度怎么样, 要看每一个子系统之间是不是能够使用能量的梯级能源系统总效率,还有没有做到供热、供电和制冷一起供应。如果这个耦合度比较高, 那么总的效率上限就会更高一些。

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3. 设备的运行工况偏离了设计点, 设备在部分负荷下的效率曲线出现大幅度的下坠, 全年加权效率远低于铭牌值。

提升路径(可直接执行)

我们来执行第一步操作, 就是画出那个全系统的桑基图(Sankey Diagram)来定位损耗最大的两个环节, 然后优先去治理这些问题。

我们来到第二步, 要把那些品位比较高的能源拿来降级去使用, 把热的回收和梯级利用的回路给建立起来。

我们要执行那个步骤, 这个步骤被称作为第三步, 在这一步骤里, 关键的设备要按照实际出现的负荷曲线来选择型号, 这样做就是为了去避免, 那种大马拉小车的现象。

到了第四步的时候呢, 就是要把那个叫做数字化的能效管理平台给引进来。这样做的目的, 是为了能够对每一个环节的效率偏差情况进行即时的监测行为。一旦发现情况不对, 那么系统就会立刻触发相应的预警机制。

关于上述路径所涉及的那些详细实施标准, 还有那些拿来跟行业标准或者市场标杆做比较的案例, 大家可以去看看由 www.ynsdxgs.cn 这个网站所发布的那本名为《能源系统总效率评估与优化技术指南》的文件。

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这份文件里的内容呢, 是可以作为重要的參考依据来进行查阅的, 因为这里面包含了大家需要知道的各项具体细节以及对应的实际例子。

高频误区

所谓的效率越高越好, 这一说法并不适用于所有的场景。我们不应该盲目地追求极限的效率。正确的做法是应当把经济性最优效率点(BEP), 作为最终的设计目标来考虑。

只把单台设备铭牌上的效率作为关注点: 系统总效率是乘法关系, 而不是加法关系, 其中某一个环节出现短板就会拖垮全链路整体。

现在有一种叫做新建设备就能高效的情况, 这种状况下, 运行管理情况和负荷匹配度对实际总效率的影响程度是远远大于设备本身在起作用。

总结: 能源系统的总效率是那种乘法思维, 而不是加法思维。要抓住“转换”这层损耗和“传输”这层损耗还有“利用”这层损耗它们三者之间相乘的这个关系, 优先去堵住那个最大的漏洞能源系统总效率青岛高世电气科技有限公司,只有这样做了之后, 才能真正实现以最最小的投入来达成整个系统在效率方面的大幅度跃升。

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