低碳经济与设备工程和企业发展

赵维印

（北京设备管理协会，北京 100010）

近年来，“实行节能减排、发展低碳经济”已成为世界各国政府和人民的强烈呼声。特别是2009年9月在联合国总部召开的气候变化峰会和12月在哥本哈根召开的联合国气候变化大会，更是在政治、经济、技术、生活各领域，聚焦了人们的目光。我国政府态度积极、负责，提出减排承诺：争取到2020年单位GDP的CO2排放量比2005年下降40%~45%。对此，全国各行业、各单位以及全国人民（包括设备工作者） 都应积极行动起来，为发展低碳经济和低碳社会而努力奋斗。

一、低碳经济的内涵和推行低碳经济的必要性

1.低碳经济的内涵

当人类社会进入19世纪，欧美一些国家先后实现了产业革命，特别是蒸汽机以及后来的发电机、电动机的发明和应用，使得煤炭和石油等化石燃料大量消耗，CO2大量排入大气，破坏了大气成分的平衡。“低碳”是指采取各种措施，降低地球大气中过多的CO2含量。

目前，对低碳经济的认识与表述还缺乏权威的说法。一般可以概括为以下四层意思：它是一种发展社会经济的模式；指社会经济体系的构建和发展能够实现低碳排放；对不同国家所处经济发展水平，低碳排放的标准是不一致的；经过共同努力，最终实现全球统一的低碳排放的经济体系。

具体地讲，低碳经济就是以低能耗、低污染、低排放为特征的经济发展模式，其实质是能源的高效利用和清洁能源的开发，其核心是能源技术和减排技术的创新、产业结构和制度的创新，以及人类生存发展理念的根本性转变。

实现低碳经济是人类可持续发展的必由之路。它与之前倡导和推行的集约经济、循环经济，包括4R（减量化、再利用、再循环、再制造） 模式，都是一致和相互关联的。

2.温室效应威胁人类和其他生物生存

近年来全球生态环境严重恶化，多种自然灾害频发，引发更多人对气候变化问题的关心与研究。联合国政府间气候变化专门委员会 （IPCC） 先后于1990年、1995年、2001年和2007年四次发表关于地球气候评估报告，指出大气层CO2浓度快速增高、环境温度不断上升。该委员会主席帕乔里指出，如果不采取有效措施，到2100年全球气温将上升6.4℃，会引发毁灭性灾难。

一些科学家相信，全球温室气体排放必须在21世纪中叶削减1/2，才能防止冰川融化、洪水泛滥、大面积土地干旱和海平面上升等灾难性后果。所以，推行低碳经济和新的生活方式，是世界各国人民迫在眉睫的使命。

二、实现低碳经济的主要途径

实现低碳经济的方法与措施主要包括以下两个方面。它涵盖了科研开发、企业生产，同时也与设备工程密切相关。

1.降低资源消耗

（1） 节电是降低CO2排放的主要手段

国民经济的发展和各种产品的制造以及居民日益提高的生活水平，均需大量电能供应与支撑。目前，我国发电装机的75%还是依赖燃煤，因此CO2的排放量居高不下，占到全球排放量的22%。很明显，节电对于减排有立竿见影的效果。

对于工业企业，特别是企业的设备动力部门要有针对性地采取节电措施。

①选购节电型设备。企业要跟踪国家有关部门定期发布的“耗能高淘汰产品目录”和“节能产品推荐目录”，适时进行设备更新。2009年11月，国家发展改革委在深圳召开“稀土永磁无铁芯电动机推广现场会”。据悉，该产品取得高效节电重大突破。此外，开关磁阻电动机其运行调速和节电效果均十分明显。

②减少设备运行阻力。采用优质润滑剂或添加剂，降低摩擦系数，改善润滑效果。对设备的安装要调整精确，保证传动系统联接零件的对中性；使导轨、齿轮、轴承等零件间隙适当。这些都能降低阻力，减少耗电。

③降低能源浪费。在企业中，浪费能源的地方是很多的，要仔细查找，认真治理。如一些工厂的风机、水泵运行方式落后，实行恒定输出模式，造成的浪费是很大的。对此应选用变频装置和送量反馈系统，实现自动调速供应适量风量和水量。

不少工厂以压缩空气为二次动能。在整个输送系统中有不少泄漏点。据有关单位估算，平均泄漏量达20%以上。据专业部门测定，全国工业空压机耗电量约占工业总耗电量的6%，这样，浪费的电量竟高达400亿kW·h。

④依靠社会技术力量进行节能改造。专业技术单位为企业进行节电改造的服务方式有很多，其中一种叫“合同能源管理（EMC）”。服务单位 （乙方） 承担的工作有：负责为企业（甲方） 设备运行耗电进行测评；提出技术改造方案；支付改造资金，包括购置改造所需的装置。完成改造后，乙方在合同期 （一般为2~3年） 内获得节电效益的80%~90%。合同期结束后，节电效益和乙方投资的改造成果（包括购置的设施） 全部归甲方所有。这样的节电改造双方获利，而对甲方而言是“零投入”和“零风险”。

此外，还有“电力需求侧管理（DSM）”服务方式，同样可以使企业节电。

（2） 关于节煤和节材

①节煤。企业的各式锅炉，如能在运行中节约煤炭和燃油，自然会少排CO2。常用的节煤方法有：选用热效率高的新型锅炉；应用微机控制锅炉运行要素（供煤、水、风等），实现智能型燃煤；采用高温低氧燃烧技术 （HTAC）等新塑技术，其热效率≥90%；安装疏水阀，节约蒸汽。

此外，近年来应用较广的热泵技术值得关注。电动热泵和吸收式热泵可以把低温（30~50℃） 热能，提高到100~250℃。这种技术的节能减排效果显著。如北京奥运村再生水热泵冷暖热源工程，利用热泵技术为41万m2建筑提供热水、暖气和空调制冷等服务，每年可节约标煤8 000t，减排有害气体350t和粉尘80t。

②降低各种原材料消耗间接减排CO2。这在设备工程领域是大有可为，首先是优化设备设计与制造水平，尽量在零件加工过程中减少材料消耗；再者保证零件制造精度和热处理性能，使之延长零件使用寿命，减少备件耗用。

对于失效的设备零件应尽可能用修复（再制造） 的方法，恢复其原有精度与性能得以再利用。设备（零件） 再制造有着突出的优越性，与新件相比，节约原材料70%、节约能源60%，所以可以降低成本50%。近年来，再制造工程受到国家的重视，它被列入国家经济发展规划；在《循环经济促进法》 中也有明确要求。2010年4月，国家发展改革委表示将编制《再制造产业发展规划》 以及相关配套政策。再制造工程的发展必将有力促进低碳经济的进程。

2.开发利用新能源

所谓新能源，是指在清洁能源和可再生能源中，迄今尚未取得到大规模开发与利用的能源，主要包括太阳能、风能和生物质能等，也有人把核能包括在内。这些能源的开发与利用，可以大大降低大气中CO2的浓度。

（1） 太阳能

太阳能来源于太阳内部氢核聚变反应产生的辐射能量，包括光能和热能等。太阳每年投放到地球表面的能量相当于130万亿t标准煤的发热量，是一种宝贵的清洁能源，应充分利用。人们利用太阳能的一种主要方式，是利用它转化的电能。太阳能发电主要有两种形式，即光发电和热发电。

目前，世界多数国家着力开发光发电，即光伏（PV）效应。现代技术能使太阳能电池的转化率达到10%~40%，一般在25%左右。现有的民用光伏技术，在光照强度为100%时，1m2的太阳辐照度可以产生0.5kW·h/h的电。

中国的光伏产业发展很快。目前，中国已是全球最大的太阳能电池板生产国，光伏产品的国产化率已超过50%。但由于建设成本较高，约为8 000元/kW，限制了其发展。不过，国家决心加大研发投入，努力降低成本。据国家发展改革委的规划，预计到2020年，我国的光伏发电将达到0.18亿kW。

（2） 风能

从本质上讲，风能是太阳能的一种表现形式。据估算，地球吸收太阳能约有1%~3%转化为风能。

人类利用风能由来已久。1888年，美国克里夫州建造了第一座风力发电站。1931年，苏联在雅尔塔建造了现代化发电站，最大单机功率只有100kW。近年来，丹麦成为利用风力进行商业发电的先驱，已生产占全球1/2的风电装置。现在丹麦西部Thisted市海岸30km处修建全球最大的风电站群，拥有风机91座。现在，丹麦是全球第一个风电占电力供应20%的国家，计划到2020年占50%，到2050年占85%，完全摆脱对化石燃料的依赖。

近年来，国家加大风能开发的力度，2004年全国生产风电机组的企业只有六家，到2009年已超过70家，风电机组的国产化率已超过80%。据资料显示，2008年全世界风电总装机容量为1.2亿kW，中国为1 221万kW，占10%，居世界第四位。

（ 3） 核能

现在谈核能，就是指重原子核（例如U-235或Pu-239）裂变时释放出的能量。1kgU-235产生的能量约相当2 500t优质煤燃烧时产生的能量。

核能在工业发达国家开发应用较早，技术也比较先进。按核电站数量排名，美国第一，法国第二，日本和俄罗斯排在其后，其中法国核电占电力供应总量的8%。目前，全球核电平均利用率为17%，我国仅为2%。据世界核工业联合会披露，到2050年，核电平均利用率将提高到35%。

2003年，我国提出积极发展核电的方针。2007年国家批准的《核电中长期发展规划》 提出，到2020年沿海13个核电站的装机容量将达到4 000万kW，在建1 800kW。最近，有关部门透露拟将装机容量提至7 000~8 000万kW。这样核电比例将达到4%~6%。我国不仅在核电站数量上突飞猛进，在技术上也在迎头赶上。最近，先后从法国和美国引进第三代压水堆EPR和AP1000技术。同时我国自主研发的第三代技术CAP1400和CAP1700也将在全国推广。

（4） 生物质能

生物质能是一种可再生能源，主要是利用某些植物的茎、根和种子以及少量动物粪便制取，主要品种为甲醇、乙醇和甲烷等。我国在生物质能开发方面采取谨慎的态度，仅开展了小规模的研究和试验。

综上所述，多种清洁能源和可再生能源的开发利用，将逐步替代化石燃料，到21世纪中叶必能实现低碳的目标。

三、企业经营要适应低碳经济发展战略

推行低碳经济，构建低碳社会是整个国家的各行各业和所有人民，乃至全人类都有为之长期奋斗的目标。作为工业企业，当然也身在其中。它的经营发展必须适应低碳经济的规划与目标。

1.认清形势，承担社会责任

毋庸置疑，在整个社会中工业企业相比事业单位、机关团体和居民，在能源消耗和环境污染等方面都是占有很大比重的。据统计，全国工业能耗占全社会能耗的70%以上。因此，在当前应在气候变化的问题上，工业企业有义务率先实现节能减排。企业不仅要出产品、要盈利，更要承担保护环境的社会责任。

在工厂中，耗能和污染的源头主要是各类设备，尤其是各种炉窑、反应釜以及大型、重型机床和装配生产线。企业设备管理部门要加强技术改造和环保治理，使之达到节能减排的目标。

2.积极进行企业结构和经营方向的调整

不少企业特别是国有企业在长期计划经济体制下运营，不仅企业结构和经营思想陈旧，还存在粗放经营和大手大脚浪费现象。在新形势下一定要把企业经营纳入集约经济、循环经济和低碳经济的轨道。要注意资源综合利用，处处精打细算。

要把企业的经营方向和产品开发转向“三低” （低消耗、低污染、低排放） 的方向，在新的市场分配当中占据自己位置与份额。如原来经营燃气器具的民企“新奥能源公司”快速转型，开发光伏产品，并迅速打入国际市场，在新形势下取得新发展。同时，他们开发的“生物柴油”项目（利用油藻吸收CO2，生成生物柴油，还排出O2） 已列入863计划而得到国家支持。

3.熟悉新事故，应对新政策

随着“低碳经济”口号的唱响，一些有关“低碳”的新名词、术语和一些新政策、法规也陆续出台。对此，企业也应熟悉、实践，并加以利用。

（1） 碳足迹

对企业来讲，是指其全部经营活动以及员工生活等全部行动中，所产生的CO2的排放过程与数量。为了掌握这些情况，就要安排跟踪与统计。如加工一个齿轮，就应从原材料购进、毛坯成型、切削加工、热处理、精加工等各道工序入手，累计其能耗并折算成排碳，以便采取对策。

（2） 碳中和

人们生产或生活不可避免要排放CO2。为了不使大气中的CO2浓度升高，可以采取抵消 （中和） 的办法。如植树。树木在生长过程中吸收CO2，可以抵消CO2排放。据测算，1公顷森林1天能吸收1tCO2，可以中和970人呼吸排出的CO2；又如英国汇丰银行是通过贷款给企业发展风电，来中和银行活动产生的CO2。

（ 3） 碳汇

泛指从空气中消除CO2的过程、活动与机制，植树造林就是形式之一。如北京市2010年3月1日新实施了《绿化条例》，规定公民的植树义务，每人每年植树3~5株。对于没有能力和时间的单位和个人，可以通过购买碳汇的方式履行义务。个人买60元碳汇可以折算植了3株树。

（ 4） 碳税

从本质上讲就是一种环境污染税，即对企业生产中耗能或产生CO2征收的一定税金。征收碳税会增加企业生产成本，但对减排有利，其效果可达20%。

世界上许多国家已开征低碳税，其中瑞典税率最高，为0.08欧元/kgCO2。其温室气体排放控制在低于1990年37%的水平。我国正在研究碳税征收工作。据专家建议碳税仅占煤价的3%左右。我国准备征收碳税，一方面是为了促进减排，并把一部分税金用于补贴给采取环保技术的企业；另一方面是为了应对国际策略。美国准备出台《碳关税法》，要对进口产品制造过程中CO2排量高于美国同行业排碳量的产品征收碳关税，预计将涉及85%的进口产品。

（5） 碳交易

根据《京都议定书》 的条款和联合国有关规定：对发达国家大型企业达不到减排目标时，允许向发展中国家购买减排指标，以冲减他们排放量的一种交易行为。发展中国家的减排指标是根据发展中国家申报的“清洁发展机制（CDM）”项目，由联合国有关部门审定批准后核发的。目前，中国是CDM项目审批最多的国家（680个），占34.75%，也是全球累计签发“CO2当量 （CER）”约3.58亿t最多的国家，约占签发总量的47.78%。

碳交易在中国还是新生事物，交易所少，交易规则还不完善。虽然中国拥有大量排碳指标，可供交易，但是没有市场定价权。此外，碳交易市场还衍生出许多金融产品：碳贷款、碳基金、碳保险、碳证券等。对此，企业都应了解它、利用它。

综上所述，低碳经济既是个重要议题，又是个有待深入研究和逐步落实的新任务，它既是国家的大政方针，又关系着老百姓的起居生活。对这样影响人类可持续发展的大问题，应持有科学的态度，既要积极应对，又要妥善处理。不能一哄而上，赶时髦、走过场，而是要有规划地细致做工作，要真正取得节能减排的实际效果。