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节能计算-1

GDP能耗降低指标如何分解?

      摘要:本文针对近期全国各地进行的“十一五”期间单位GDP能耗降低20%的目标分解工作进行探讨,并提出了分解模型及分解计算方法。 “十一五”规划提出,“十一五”期间单位GDP能耗要降低20%(约束性指标)。目前正在进行节能20%目标的层层分解工作。国家节能目标的层层分解是一项比较复杂的工作。在目标分解过程中将涉及GDP结构、GDP增长率、单位GDP能耗降低率、能耗增长率、节能量、能源平衡、各行业节能潜力等问题。本文通过建立相关数学模型,分析总结了目标分解过程中的几个问题。
一、“十一五”期间单位GDP能耗降低20%,那么平均每年降低率是多少?
      假设“十一五”期间(2006-2010年)每年的单位GDP能耗降低率分别为:K1、K2、K3、K4、K5,则:(公式一)
      总降低率K = 1-(1- K1)×(1- K2)×(1- K3)×(1- K4)×(1- K5) 国家提出“十一五”期间单位GDP能耗降低20%,假设年平均单位GDP能耗降低率为k,则  20% = 1-(1-k)5   经计算后 k = 0.043648 = 4.3648%。年均单位GDP能耗降低率与单位GDP能耗总降低率之间的对应关系如表1所示:

表1:单位GDP能耗降低率与年平均降低率之间的换算表

“十一五”期间
单位GDP能耗降低率

单位GDP能耗
年平均降低率

“十一五”期间
单位GDP能耗降低率

单位GDP能耗
年平均降低率

10%

2.09%

21%

4.61%

11%

2.30%

22%

4.85%

12%

2.52%

23%

5.09%

13%

2.75%

24%

5.34%

14%

2.97%

25%

5.59%

15%

3.20%

26%

5.84%

16%

3.43%

27%

6.10%

17%

3.66%

28%

6.36%

18%

3.89%

29%

6.62%

19%

4.13%

30%

6.88%

20%

4.37%

31%

7.15%

      各地区可以根据本地的“十一五”期间单位GDP能耗下降率目标,依表1查出年均单位GDP能耗降低率目标。若每年的降低目标值有差异,则可根据公式一,确定各年应该达到的目标值。如我国提出2006年单位GDP能耗降低4%,若2007-2010年单位GDP能耗降低率分别达到4.1%、4.2%、4.5%、5.0%,则“十一五”能耗降低20%的任务能够完成。
二、“十一五”期间单位GDP能耗降低20%,那么每年的节能量是多少、累计节能量是多少?
      计算方法:本年度节能量 = 本年度GDP总量×(上年度单位GDP能耗 - 本年度单位GDP能耗)需要指出的是,这里的节能量指的是宏观节能量,既包括通过设备节能技术改造措施取得的技术节能量,也包括通过加强管理、提高终端设备能效等措施取得的管理节能量,还包括通过产业结构调整优化后取得的结构节能量,具体测算见表2:
      测算依据:根据国家统计局2006年2月28日公布的《中华人民共和国2005年国民经济和社会发展统计公报》,GDP总量为182,321亿元,全年能源消费总量222,468万吨标准煤,单位GDP能耗为1.2202吨标准煤/万元。根据“十一五”规划,未来五年年均GDP增长率为7.5%(价格按2005年不变价),单位GDP能耗降低20%、年均降低率为4.3648%。

表2:“十一五”期间每年的节能量及节能总量测算表

项 目

单位

2006年

2007年

2008年

2009年

2010年

GDP总量

亿元

195995

210695

226497

243484

261745

能耗总量

万吨标煤

228707

235136

241740

248524

255516

单位GDP能耗

吨标煤/万元

1.1669

1.1160

1.0673

1.0207

0.9762

节能量

万吨标煤

10447

10724

11030

11346

11648

节能量合计

万吨标煤

55195

计算方法说明:
(1)本年度GDP总量 = 上年度GDP总量×(1+GDP年均增长率%);
(2)本年度单位GDP能耗 = 上年度单位GDP能耗×(1-单位GDP能耗降低率%);
如:1.1669=1.2202×(1-4.3648%);
(3)本年度能耗总量 = GDP总量 × 单位GDP能耗;
(4)本年度节能量 = 本年度GDP总量×(上年度单位GDP能耗 - 本年度单位GDP能耗);如:10447=195995×(1.2202-1.1669)
(5)能源消费年均增长率(%)=(1+GDP年平均增长率%)×(1-单位GDP能耗年平均降低率%)-1 = (1+7.5%)×(1–4.3648%)- 1 = 2.8078%
 因此,我国“十一五”期间的节能总量为55,195万吨标煤,年均节能量11,039万吨标煤。需要指出的是,以上节能量计算的前提是“十一五”期间每年的单位GDP能耗降低率都为4.3648%,若各年的降低率不同,则节能量有所差异。另外,若GDP年均增长率越高,单位GDP能耗降低率越大,则节能量也越大。     各地区可以根据本地2005年的GDP总量、能耗总量,“十一五”期间GDP年均增长率、单位GDP能耗降低率等指标,根据上表的计算方法,计算出本地“十一五”期间每年的节能量及总节能量,为进一步向各部门、各行业、各企业细化分解指标做准备。
三、“十一五”期间节能量目标5.5195亿吨标准煤,将采取何种政策措施实现行业的节能量?
      工业节能:一是2006年4月7日国家发改委等5部门出台“关于印发千家企业节能行动实施方案的通知”,公布了全国1008家重点用能工业企业,要求“十一五”期间节能1亿吨标准煤。7月26日召开的全国节能工作会议上,国家发改委与各省、自治区、直辖市政府签订责任状,各地政府与企业签定节能具体指标(即1亿吨标准煤已分解到了1008家企业)。二是7月25日国家发改委等8部门联合发布“关于印发‘十一五’十大重点节能工程实施意见的通知”, 提出通过实施十大重点节能工程,“十一五”期间实现节能2.4亿吨标准煤。由于“十大工程”将大量用于千家企业,因此节能量有重复之处,我们取工业节能量为2.4亿吨标准煤。(占总节能量比例约44%)
      建筑节能:在全国节能工作会议上,建设部副部长仇保兴发言指出,“十一五”期间,将从三个方面进行节能:一是新建建筑节能。通过加强监管,使新建建筑节能率达到50%(部分地区节能率达65%)。预计在“十一五”期间,新建建筑可实现节能7000万吨标准煤的目标。二是既有建筑节能改造。在北方采暖地区,结合供热体制改革,进行既有居住建筑节能改造和热计量改造。在大城市进行政府办公建筑和大型公共建筑的节能运行与改造。预计在“十一五”期间,这两部分可实现节能3000万吨标准煤的目标。三是可再生能源在建筑中规模化应用。通过与太阳能与建筑一体化的光热、光电利用,浅层地能向建筑物供暖制冷,预计在“十一五”期间,太阳能应用面积1.6亿m2,浅层地热应用面积2.4亿m2,可实现替代常规能源960万吨标准煤。以上三项合计实现建筑节能1.096亿吨标准煤。(占总节能量比例约20%)
      管理节能:全国节能工作会议上,财政部副部长廖晓军表示,继续完善财税政策进一步促进节能工作。具体包括:一是2006年4月1日起,开始实施新的消费税政策,规定将石脑油、航空煤油等成品油纳入消费税征收范围。调整小汽车消费税的税目和税率,油耗大的车型适用高税率、油耗小的车型适用低税率;二是提高煤炭、石油、天然气的资源税税额;三是限制高污染、高能耗及资源性产品出口,逐步降低或取消相关源性产品的出口退税政策;四是鼓励可再生能源开发利用的增值税政策;五是加大对各项节能工作的财政资金支持力度;六是理顺能源产品价格,抑制能源低成本消费,,能源价格要考虑其稀缺性、不可再生和环境成本;七是积极创造条件,推动燃油税尽快出台;八是积极开展政府采购,支持采购节能产品;九是进一步支持国家标准体系建设,完善能效标识制度。此外,还要完善节能法律法规、加强节能监督管理、加大节能宣传力度等,加大能源价格、税收、信贷、财政等市场杠杆作用。   以上措施取得的节能量难以量化。
      结构节能:大力发展高科技及第三产业,严格限制高耗能产业发展,对高耗能产业实行实行能耗评估准入制度。实现结构节能,取得的节能量其实也难以量化,根据专家测算,如果GDP中第三产业比重提高1%、第二产业比重降低1%,则单位GDP能耗也将降低1%。因此结构节能也许是决定GDP能否降低20%的关键因素之一。
四、单位GDP能耗降低20%指标如何向各省、自治区、直辖市分解?
    2006年6月30日,国家统计局等3部门联合公布了“2005年各省、自治区、直辖市单位GDP能耗等指标公报”,公报指出此次发布的数据将作为计算“十一五”时期各地区单位GDP能耗等指标降低率的基数。万元GDP能耗广东省最低为0.79,最高为宁夏回族自治区的4.14,全国平均为1.22。   一是国家将对各省、自治区、直辖市进行指标分解,以确保20%能耗降低率的实现。预计各地的分解指标将根据各地能耗比重、产业结构和节能潜力等因素,不同地方的节能率有所差异。   二是各省、自治区、直辖市将国家分配的GDP能耗下降率指标进一步向各地、市、(县)分解。预计各市县的分解指标也将根据各地能耗比重、产业结构和节能潜力等因素,不同市县的节能率有所差异。
    假设前提:2005年国内生产总值为182,321亿元,2005年能源消费总量222,468万吨标准煤,根据此测算则单位GDP能耗为1.2202吨标准煤/万元。未来五年年均GDP增长率为7.5%(价格按2005年不变价),单位GDP能耗降低20%(年均降低率为4.3648%)。既然国家统计局公布了“2005年各省、自治区、直辖市单位GDP能耗等指标公报”,则各省2005年的GDP总量、能耗总量是确定的,为便于分析,假设只有3个省,2005年GDP总量和能耗数据见表3。
    平衡关系:GDP增长7.5%和单位能耗降低20%的比例分解到各省以后,如何保证各省数据与全国数据想吻合、目标相一致,分解依据的平衡关系式就非常关键。依据的平衡关系有两个:
   “十一五”期间各省GDP总量(5年合计)=全国GDP总量
   “十一五”期间各省能耗总量(5年合计)=全国能耗总量

表3:GDP能耗指标分解计算表(模拟)

项目

2005年GDP
总量

2005年能源消费总量

“十一五”
GDP年均
增长率

“十一五”单位GDP能耗总节能率

“十一五”单位GDP能耗年均降低率

“十一五”能耗年均增长率

“十一五”期间GDP总量

“十一五”期间能
耗总量

单位

亿元

万吨
标煤

%

%

%

%

亿元

万吨
标煤

栏目

A

B

C

D

E

F

G

H

A1省

82321

68400

9%

16.2%

3.473%

5.214%

537007

399368

B2省

60000

96000

7.5%

25%

5.59%

1.491%

374641

501898

C3省

40000

58068

4.2165%

10.132%

2.114%

2.013%

226767

308355

小计

182321

222468

1138415

1209621

全国
目标

182321

222468

7.5%

20%

4.365%

2.808%

1138416

1209621

计算说明:
1、以上全国目标栏为实际值,A1、B2、C3省数据为模拟值(假设只有三个省)。
2、A、B栏目的值为实际值(已知),C、D栏目值由各地上报,并要根据平衡式进行调整。
3、C栏调整依据:G栏的数据可由A栏和C栏计算出来,如果G栏小计不等于全国目标数据,则必须调整各省的各省C栏数据,只有这样,各省的GDP增长率才能与全国十一五规划值相符。
4、E栏数据根据D栏测算而来,见本文第一部分(换算表);
5、F栏数据根据C、E栏测算而来,F=(1+C)×(1-E)-1;
6、D栏调整依据:H栏的数据可由B栏和F栏计算出来,F栏又由C、E栏计算而来,C为已确定数据,E栏数据根据D栏测算而来,因此,调整D栏数据,使各省H栏小计之和与全国目标值相等,本表中1209621与1209621相等,D栏调整就算完成。
  通过以上方法进行调整,既可以保证“十一五”期间GDP增长率7.5%全国与各省目标一致,又可以保证单位GDP能耗降低率20%全国与省的目标一致。通过表3计算出来的全国节能总量与各省节能总量(根据本文第二部分的方法)并不一致,由于宏观节能量是一个动态的数据,它会随GDP增长率和单位GDP能耗降低率的变化而变化,也会随各年单位GDP能耗降低率的不同而不同,因此不能以节能量为依据简单的将目标分解到各省。表3为全国向各省分配指标的模型,同样,全省向各地(市)分配指标时完全可以借鉴。 以上能耗指标分解计算,建议通过Excel软件建立计算模型,则很容易进行数据调整。(见附件)
五、各市(县)如何将GDP能耗降低率和节能量等指标向各相关部门、相关行业和相关企业进行详细分解?
    各市(县)节能目标建议按三级分解:一级为市政府将节能目标分解到各相关职能部门及行业协会(分解项目包括工业节能、建筑节能、交通节能、政府机构节能等,负责部门如经贸局、建设局、交通委、机关事务管理局、各类行业协会等);二级为市政府各相关职能部门将节能目标分解到企事业单位(如经贸委与工业企业、建设局与建筑与房地产业、旅游局与宾馆酒店业、贸发局与商贸企业、机关事务管理局与机关物业及学校医院及事业单位等);三级为企事业单位将节能目标分解到企业内部各职能部门(如工业企业将能耗目标分解到分厂、车间、工段、班组,并落实各项节能管理制度和节能措施,节能目标分解为具体的各个节能项目等)。如表4所示:

表4:各地市“十一五”期间节能量分解表(模拟)

节能量

一级分解

二级分解

三级分解

节能量A

工业节能
(节能量B)

国家重点耗能企业B1

分厂、车间、工段、班组

省市重点耗能企业B2

。。。

一般耗能企业Bn

建筑节能
(节能量C)

建筑房地产公司C1

节能设计、建造、验收部门

宾馆酒店餐饮公司C2

工程部门

大型商场写字楼C3

工程部门

政府机关大楼C4

物业管理部门

学校、医院C5

后勤部门

市政园林(路灯)C6

设备部门

城乡居民小区Cn

居民住户、家庭能耗

交通节能
(节能量D)

长途运输公司D1

采购部、维修部等

公共交通公司D2

出租车公司D3

轮船公司D4

航空公司D5

铁路运输D6

私人轿车Dn

个人用户、宣传节能

农林牧渔
(节能量E)

农场E1

灌溉、农机、沼气

林场E2

设备维修部门

渔业公司E3

牧场En

计算方法:(1)A=B+C+D+E
(2)B=B1+B2+。。。+Bn
(3)C=C1+C2+C3+C4+C5+C6+。。。+Cn
(4)D=D1+D2+D3+D4+D5+D6+。。。+Dn
(5)E=E1+E2+E3+。。。+En
 各行业完成节能量的相关政策措施:
工业节能:结构调整、技术改造(十大节能工程)、节能管理、政策资金引导、节能篇
建筑节能(建筑房地产):新建建筑严格实施节能50%的设计标准,结合城市改建,开展既有居住和公共建筑节能改造。
建筑节能(宾馆酒店商场写字楼):中央空调、照明的节能改造,建筑围护结构改造,应用保温隔热材料。采用太阳能、热泵的可再生能源,加强节能管理与运行。
建筑节能(政府机构节能):政府机构建筑物及空调、照明系统节能改造;路灯节能改造;推广使用高效节能产品,将节能产品纳入政府采购目录;实施公务车改革,带头采购低油耗汽车。
建筑节能(家庭节能):加强宣传,采用节能灯具、节能电器、采用太阳能、热泵热水器,养成节约的生活方式。
交通节能:淘汰高耗能的老旧汽车、优先发展公共交通、提高综合交通运输系统效率;航空采用节油机型、提高载运率、客座率和运输周转能力;水上运输加速淘汰老旧船舶;采用新船型和先进动力系统。
农林牧渔节能:淘汰落后农业机械;采用先进柴油机节油技术,降低柴油机燃油消耗;开发水能、风能、太阳能等可再生能源在农业机械上的应用。通过淘汰落后渔船,提高利用效率,降低渔业油耗。
节能计算-2

各种能源与标准煤的参考折标系数

      能源计量当量:计算某种能源的能源量时与标准燃料的热值相对应的数量。各种能源直接或间接地都与热有联系。不同能源的热值有高有低。按照其热值把它们折合成标准燃料,便能对各种燃料进行统计、对比和分析。国际上采用的标准燃料有两种:煤和油。以煤作为标准燃料来计量时称为煤当量,以油作为标准燃料来计量时称为油当量。中国采用煤当量作为能源计量当量。折算的方法是:用1千克标准煤的热值29.3兆焦去度量一切燃料、动力能源。即,煤当量系数等于某种能源1千克实际热值除以1千克标准煤热值29.3兆焦。水电作为一次能源计量时,中国按照火电厂当年生产1千瓦•时电能实际消耗的燃料的平均煤当量值来计算;联合国统计资料则是按电的热功当量计算,1千瓦•时水电相当于3.6兆焦,换算成煤当量的系数是0.123。 核电换算成煤当量的方法与水电相同,但这种方法不能反映核燃料的转换效率。

各种能源与标准煤的参考折标系数


名 称

参考折标系数(吨标煤)

原煤(吨)

0.7143

洗精煤(吨)

0.9000

其他洗煤(吨)

0.2850

型煤(吨)

0.6000

焦碳(吨)

0.9714

其他焦化产品(吨)

1.3000

焦炉煤气
(万立方米)

6.1430

高炉煤气
(万立方米)

1.2860

其他煤气
(万立方米)

3.5701

天然气(万立方米)

12.1430

原油(吨)

1.4286

汽油(吨)

1.4714

煤油(吨)

1.4714

柴油(吨)

1.4571

燃料油(吨)

1.4286

液化石油气(吨)

1.7143

炼厂干气(吨)

1.5714

其他石油制品(吨)

1.2000

热力(百万千焦)

0.0341

电力(万千瓦时)

4.0400(自备电厂电力则标系数采用本厂实际发电煤耗折算)


参考折
标系数

参考折
标系数

原煤

t

0.7143

燃料油

t

1.4286

洗精煤

t

0.9000

液化石油气

t

1.7143

其他洗煤

t

0.2850

炼厂干气

t

1.5714

型煤

t

0.6000

其他石
油制品

t

1.2000

焦碳

t

0.9714

热力

百万kj

0.0341

其他焦
化产品

t

1.3000

电力

万kWh

4.0400
(自备电厂电力则
标系数采用本厂实
际发电煤耗折算)

焦炉煤气

万m3

6.1430

电石

kg

2.0786

高炉煤气

万m3

1.2860

乙炔

m3

8.3143

其他煤气

万m3

3.5701

低压蒸汽

kg

0.0929

天然气

万m3

12.1430

新鲜水

kt

0.2571

原油

t

1.4286

压缩空气

m3

0.04

汽油

t

1.4714

氧气

m3

0.4

煤油

t

1.4714

柴油

t

1.4571

附表二:各种能源折标准煤参考系数

能源名称

平均低位发热量

折标准煤系数

原煤

5000千卡/千克

0.7143千克标准煤/千克

洗精煤

6300千卡/千克

0.9000千克标准煤/千克

其他洗煤

洗中煤

2000千卡/千克

0.2857千克标准煤/千克

煤泥

2000-3000千卡/千克

0.2857-0.4286千克标准煤/千克

焦炭

6800千卡/千克

0.9714千克标准煤/千克

原油

10000千卡/千克

1.4286千克标准煤/千克

燃料油

10000千卡)/千克

1.4286千克标准煤/千克

汽油

10300千卡/千克

1.4714千克标准煤/千克

煤油

10300千卡/千克

1.4714千克标准煤/千克

柴油

10200千卡/千克

1.4571千克标准煤/千克

液化石油气

12000千卡/千克

1.7143千克标准煤/千克

炼厂干气

11000千卡/千克

1.5714千克标准煤/千克

天然气

7700-9310千卡/立方米

1.1-1.3300千克标准煤/立方米

焦炉煤气

4000-4300千卡/立方米

0.5714-0.6143千克标准煤/立方米

其他煤气

发生煤气

1250千卡/立方米

0.1786千克标准煤/立方米

重油催化裂解煤气

4600千卡/立方米

0.6571千克标准煤/立方米

重油热裂解煤气

8500千卡/立方米

1.2143千克标准煤/立方米

焦炭制气

3900千卡/立方米

0.5571千克标准煤/立方米

压力气化煤气

3600千卡/立方米

0.5143千克标准煤/立方米

水煤气

2500千卡/立方米

0.3571千克标准煤/立方米

煤焦油

8000千卡/千克

1.1429千克标准煤/千克

粗苯

10000千卡/千克

1.4286千克标准煤/千克

热力(当量)

 

0.03412千克标准煤/百万焦耳

电力(当量)

860千卡/千瓦小时

0.1229千克标准煤/千瓦小时

注:此表平均低位发热量用千卡表示,如需换算成焦耳,只需乘上4.1816即可。
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中华人民共和国生态环境部
中国清洁生产网
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浙江省生态环境厅
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