【摘要】
本文剖析了能源績效參數(shù)、能源基準和能源目標指標與能源績效的關(guān)系，以加強對能源績效方法的理解，通過示例論述了能源績效改進的計（核）算方法，解決了能源績效方法的應(yīng)用難點-歸一化的理解和具體應(yīng)用，同時也對同一行業(yè)用能組織的能源績效比對方法進行了介紹，以期望用能組織在能源管理體系建設(shè)、實施和保持過程中能有效的應(yīng)用能源績效方法，不斷改進能源績效，提升管理效率。
This paper analyzes the relationship between energy performance indicator, energy baseline，energy objective and energy performance, to enhance the understanding of energy performance methods. The difficulties of energy performance method application, which is the understanding and concrete application of normalized is solved, by discussing examples on calculation method of energy performance improvement. At the same time, it also introduces the energy performance comparison methods of energy-using organizations in the same industry, expecting that the energy-using organizations can effectively apply energy performance methods in the process of energy management system construction, implementation and maintenance, so as to continuously improve energy performance and enhance management efficiency.
【關(guān)鍵詞】
能源管理體系，能源績效，能源績效參數(shù)，能源基準，歸一化
Energy management system； Energy performance；Energy performance indicator（EnPI）；Energy baseline（EnB）；Normalization
【作者簡介】
張敬,女，1970.12出生，碩士研究生學(xué)歷，工程師，現(xiàn)任職北京三星九千認證中心有限公司技術(shù)部經(jīng)理，國家注冊質(zhì)量、環(huán)境、職業(yè)健康安全、能源管理體系審核員，在管理體系認證機構(gòu)從事質(zhì)量、環(huán)境、職業(yè)健康安全、能源管理體系管理標準研究工作十余年。
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【引言】
隨著ISO50001標準的不斷推廣和應(yīng)用，企業(yè)通過建立和實施能源管理體系，不斷改進能源績效和管理績效，能源績效的持續(xù)提升（在節(jié)能降耗方面績效的提升）可帶來直接的經(jīng)濟效益，已得到獲證組織廣泛的共識，并為高耗能組織所接受。
然而組織在應(yīng)用能源管理體系績效管理方面經(jīng)常遇到很多問題，本文就能源管理體系績效方法的理解、實施和應(yīng)用方法進行了詳細論述，期望組織在能源管理體系建設(shè)、實施和保持過程中能有效的應(yīng)用能源績效方法，不斷改進能源績效，提升管理效率。
【正文】
眾所周知，自能源管理體系誕生以來，能源管理體系的靈魂就是聚焦于持續(xù)的能源績效改進。2018年8月發(fā)布實施的ISO 50001:2018《能源管理體系 要求和使用指南》將能源績效作為標準的核心貫穿于標準的全部要求中，而且特別提出了能源績效方法。能源績效方法就是應(yīng)用能源績效參數(shù)和能源基準證實組織能源績效的改進或持續(xù)改進。
因此，對于能源企業(yè)而言，如何正確理解能源績效參數(shù)、能源基準、能源目標指標幾個概念的內(nèi)涵，應(yīng)用其證實能源績效的改進成為能源管理體系成功的關(guān)鍵。
一、能源績效參數(shù)、能源基準、能源目標指標與能源績效的關(guān)系
能源績效是與能源效率、能源使用和能源消耗有關(guān)的、可測量的結(jié)果。能源績效的改進離不開能源績效參數(shù)和能源基準這一對關(guān)聯(lián)要素以及能源目標指標的理解和應(yīng)用，故應(yīng)用能源績效方法應(yīng)充分理解這幾個要素與能源績效的內(nèi)源關(guān)系。
能源績效參數(shù)是能源管理體系最核心的要素，顧名思義，能源績效參數(shù)就是為確定和核算組織能源績效而生，充分理解和應(yīng)用能源績效參數(shù)才能真實客觀的測量和比較組織的能源績效。
能源績效參數(shù)通俗講就是用什么來衡量能源績效，考慮組織層面、部門層面、工序?qū)用婧拖到y(tǒng)、設(shè)備層面如何確定指標衡量績效，這些指標就是能源績效參數(shù)。如對于煉油企業(yè)，組織層面的綜合能耗、萬元產(chǎn)值綜合能耗，用能單元或裝置層面的煉油（單位)綜合能耗、單位能量因素能耗、單位乙烯能耗，用能設(shè)備層面的加熱爐熱效率、設(shè)備耗電量、設(shè)備效率等指標就是不同層面的能源績效參數(shù)。
組織各層面確定了能源績效參數(shù)后，就應(yīng)建立相應(yīng)的能源基準和能源目標指標。組織不同層面的能源績效參數(shù)在以往選定特定時段（基準期）的數(shù)據(jù)值，就是能源基準。換句話說，能源基準是基準期內(nèi)能源績效參數(shù)的數(shù)值，用來確定基準期內(nèi)的能源績效，能源基準所使用的單位和量度與能源績效參數(shù)一致。如對于石化行業(yè)的很多企業(yè)，基于相關(guān)方能源統(tǒng)計上報要求通常按年度統(tǒng)計能耗數(shù)據(jù)，所以常見規(guī)定將上一年度統(tǒng)計期的能源績效參數(shù)值作為能源基準。
ISO 50001:2018《能源管理體系 要求和使用指南》給出了目標和能源指標的定義。目標可能包括能源管理體系的總體改進目標，也可包括特定的、可測量的能源績效改進指標，也就是說目標可以是定量的能源績效改進的指標，也可以是定性的能源管理體系改進的度量。能源目標中的能源指標是指能源績效改進的可量化的目標。由標準中“能源績效”定義的注1可知，組織的能源目標指標的實現(xiàn)/完成情況也是能源績效的一項表征。
能源基準是作為能源績效改進措施實施前后，或有無實施能源績效改進措施的參照，基于特定時段和條件下的數(shù)據(jù)。能源目標/指標的制定建立在考慮了重要的能源績效參數(shù)和基準值之上，因此能源指標必然優(yōu)于能源基準。
二、能源績效方法對用能行業(yè)企業(yè)能源績效改進的要求
組織建立能源管理體系的目的是提升能源績效和能源管理體系績效。能源績效方法要求組織把能源績效參數(shù)和能源基準的建立作為能源管理體系策劃的關(guān)鍵部分。
組織通過能源評審獲得組織能源使用的相關(guān)統(tǒng)計信息，包括過去的和現(xiàn)狀能源使用和能源消耗，經(jīng)識別和分析可確定主要能源使用，并進一步識別和確定對該主要能源使用的相關(guān)變量。
根據(jù)能源評審結(jié)果，組織在充分考慮能源使用和消耗的特點（包括能源使用人員使用因素）后，選擇適合的能源績效參數(shù)類型，確定能源績效參數(shù)，繼而建立相應(yīng)的能源基準和能源目標指標。通常情況下，組織采用統(tǒng)計期能源績效參數(shù)的實測值和能源基準進行比較來計算和分析能源績效的變化，并據(jù)此進行相應(yīng)改進。
為實現(xiàn)不同層次的能源績效改進要求，企業(yè)應(yīng)在組織、部門、過程、系統(tǒng)、設(shè)備設(shè)施等不同層面上建立并應(yīng)用能源績效參數(shù)、能源基準和能源目標指標，以核算不同層面的能源績效。如采油廠的綜合能耗、油（氣）生產(chǎn)綜合能耗等能源消耗量可以直接作為組織層面的能源績效參數(shù)，通過計算基準期和報告期相應(yīng)能耗數(shù)據(jù)，并對其進行對比來獲得能源績效的變化信息。定量的能源績效指標的比較值也是能源績效的改進值。
三、能源績效方法應(yīng)用的難點----“歸一化”
組織的能源績效經(jīng)常被許多相關(guān)變量和靜態(tài)因素所影響，這些變量和因素可能與市場需求、銷售量和利潤率等商業(yè)條件有關(guān)，也可能與操作條件、環(huán)境條件、產(chǎn)量、變更等有關(guān)。為確保能源績效比較值的準確性，一旦確定了對能源績效產(chǎn)生重大影響的相關(guān)變量和靜態(tài)因素，就應(yīng)引入歸一化的方法進行能源績效比較。
ISO50001:2018標準修訂過程中明確了歸一化的要求，如在標準6.5能源基準條款內(nèi)容中明確“當有數(shù)據(jù)顯示相關(guān)變量顯著影響能源績效時，組織應(yīng)對能源績效參數(shù)值和相應(yīng)的能源基準進行歸一化”。但應(yīng)用標準的企業(yè)和認證機構(gòu)對于歸一化的理解和應(yīng)用還存在較多問題。
什么是歸一化呢？歸一化是為了準確計算能源績效改進程度而采用的一種方法。通俗的講，歸一化的目的是實現(xiàn)能源績效的同等可比較，也就是需要創(chuàng)造一個同等可比能源績效的條件。
組織可以采取兩種方式實現(xiàn)歸一：可采納將能源基準按變化條件歸一化，以便和同條件下統(tǒng)計期的能源績效對比；也可采取將統(tǒng)計期的能源績效參數(shù)值按基準期條件歸一，與基準期數(shù)據(jù)進行比對的方式計算能源績效改進。
最典型的是應(yīng)用回歸分析方法進行數(shù)據(jù)歸一，GB/T 13234-2018《用能單位節(jié)能量計算方法》給出了回歸分析計算的若干種方法，GB/T 36713-2018《能源管理體系 能源基準及能源績效參數(shù)》附錄F給出了歸一化示例，組織可根據(jù)相關(guān)變量的數(shù)量采用一元線性回歸或多元線性回歸方式對能源績效參數(shù)值或基準進行歸一。
四、能源績效方法的具體應(yīng)用-能源績效改進的計（核）算
對于某個組織能源績效改進或持續(xù)改進的計（核）算可以有多種方式，可能采用節(jié)能量計算、綜合能耗降低、產(chǎn)品單耗降低、能源效率提升、常規(guī)下降趨勢減緩等確認能源績效的改進。本文僅選取下述幾種通常情況進行描述。
節(jié)能量計算法
很多情況下，企業(yè)應(yīng)用節(jié)能量來評估能源績效，如針對用能單位、用能單元節(jié)能量計算，及針對技改項目的節(jié)能量計算。很多行業(yè)的國家標準和行業(yè)標準給出了節(jié)能量的具體計算方法，明確的公式已將相關(guān)變量的影響進行了考慮。如采油采氣企業(yè)的油田自然衰減率和油田綜合含水率對油田企業(yè)的綜合能耗影響顯著，能源績效核算時應(yīng)考慮油田自然衰減率和油田綜合含水率的影響，應(yīng)用GB/T 35578-2017《油田企業(yè)節(jié)能量計算方法》，將該兩個影響因素進行了量化，折成油田開發(fā)影響修正系數(shù)k，通過比較組織統(tǒng)計期和基準期油田油氣生產(chǎn)綜合能耗數(shù)據(jù)來計算油田能源績效，見示例1。
示例1：油氣生產(chǎn)產(chǎn)值節(jié)能量計算
某油田企業(yè)2018年單位產(chǎn)值綜合能耗0.734tce/萬元；2019年單位產(chǎn)值綜合能耗0.784tce/萬元，2019年實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值（2010年不變價）490260萬元。
依據(jù)《油田企業(yè)節(jié)能量計算方法》（GB/T 35578-2017），計算2019和2018兩年油氣生產(chǎn)產(chǎn)值節(jié)能量。計算方法如下：
ΔEz=（ebz-k·ejz）·Gbz=（0.784-1.156×0.734）×490260=-31621.8tce
式中：
ΔEz為油田生產(chǎn)產(chǎn)值節(jié)能量，單位為噸標準煤；
ebz統(tǒng)計報告期單位工業(yè)產(chǎn)值綜合能耗，單位為噸標煤每萬元;企業(yè)2019年單位產(chǎn)值綜合能耗0.784tce/萬元；
ejz基期單位工業(yè)產(chǎn)值綜合能耗，單位為噸標準煤每萬元；企業(yè)2018年單位產(chǎn)值綜合能耗0.734tce/萬元；
Gbz統(tǒng)計報告期工業(yè)總產(chǎn)值（可比價），單位為萬元；企業(yè)2019年實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值（2010年不變價）490260萬元。
k油田開發(fā)影響修正系數(shù)
k=[1-（1-σ）*δ]/（1-δ）， k值若超過1.36，則按1.36計算。
其中：
σ為基期油田綜合含水率，以百分數(shù)（%）表示；2018年為92.78%。
δ為統(tǒng)計報告期油田自然遞減率，以百分數(shù)（%）表示；2019年為14.39%。
k=[1-（1-0.9278）*0.1439]/(1-0.1439)=1.156
單因素（相關(guān)變量）計算法
對于單因素的相關(guān)變量歸一相對容易，可以采取多種方式進行歸一。應(yīng)用最普遍的是采用簡單的比率法確定能源績效參數(shù)，將單一的影響因素歸一為可直接比較的參數(shù)，以計算能源績效是否提升。
此種方法實際是線性歸一法的特例，也就是僅當基礎(chǔ)負荷較小時，才可采用簡單比率對能源績效參加進行歸一。企業(yè)經(jīng)常使用的幾種單耗就屬于這種情況，如：產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗（即：統(tǒng)計報告期內(nèi)，用能單位生產(chǎn)某種產(chǎn)品或提供某種服務(wù)的綜合能耗與同期該合格產(chǎn)品產(chǎn)量的比值）是僅將產(chǎn)品產(chǎn)量作為相關(guān)變量進行了歸一后的能源績效參數(shù)；單位產(chǎn)值綜合能耗（即：統(tǒng)計報告期內(nèi)，綜合能耗與期內(nèi)用能單位總產(chǎn)值或工業(yè)增加值的比值）是僅將產(chǎn)值作為相關(guān)變量進行了歸一后的能源績效參數(shù)；煉油企業(yè)的煉油（單位）綜合能耗就是將原油加工量作為相關(guān)變量進行了歸一后的能源績效參數(shù)。
可見，這類能源績效參數(shù)的確定已經(jīng)考慮了相關(guān)變量的影響，其值可直接進行比較計算，確認能源績效的改進程度。
多因素（相關(guān)變量）計算法
多元回歸法
對于多因素的相關(guān)變量，可采取多元線性回歸的方式進行歸一，也可建立統(tǒng)計模型或工程模型進行歸一。
如對于生產(chǎn)、用能環(huán)節(jié)復(fù)雜的煉油企業(yè)，需充分考慮不同組織不同過程用能的復(fù)雜程度進行歸一。通常采用的單位能量因數(shù)法就是考慮了煉油企業(yè)裝置數(shù)量和復(fù)雜程度，儲運能耗、污水處理能耗、熱力損失、輸變電損失等能量因數(shù)，以及溫度的影響，非常系統(tǒng)的歸一了各項影響因素對煉化企業(yè)綜合能耗的影響（可參見GB 30251-2013《煉油單位產(chǎn)品能源消耗限額》）。單位能量因數(shù)也可進行同類組織能源績效的比較。
多因素簡化法
也可考慮分別對多個因素中比較突出的一個或兩個因素選取適宜方法多次進行歸一的方式實施，將復(fù)雜問題簡單化。
如：根據(jù)油田企業(yè)油井生產(chǎn)的特點，考慮到油田自然衰減率和油田綜合含水率兩個因素是持續(xù)變化的，而且對于油田的綜合能耗有顯著影響，將該兩個影響因素進行了量化，折成油田開發(fā)影響修正系數(shù)k，就是一種典型的雙變量簡化為單變量的歸一方法，通過修正系數(shù)k歸一化基準期數(shù)據(jù)，通過比較組織統(tǒng)計期和歸一后基準期單位油田油氣生產(chǎn)綜合能耗數(shù)據(jù)來計算油田生產(chǎn)節(jié)能量方法見示例3。
示例3：取示例1同一油田企業(yè)數(shù)據(jù)，選擇組織層面的能源績效參數(shù)-單位產(chǎn)值綜合能耗比對2019年度和2018年度的能源績效改進。
考慮油田綜合含水率和油田自然遞減率兩個因素對單位產(chǎn)值綜合能耗的顯著影響，將2018年數(shù)據(jù)進行歸一，與2019年數(shù)據(jù)進行比較計算，如下：
2018年數(shù)據(jù)后歸一計算：
e2018歸=k·e2019=1.156×0.734=0.849tce/萬元
2019年與歸一后的2018年單位產(chǎn)值綜合能耗比較值:
Δe=e2019-e2018歸=0.784-0.849=-0.06tce/萬元
同比綜合能耗比較法
同比綜合能耗（單位產(chǎn)品同比綜合能耗）是將環(huán)境溫度進行了歸一后的能源績效參數(shù)，也就是我們常說的同期比較，很多組織采用同比方式衡量改進程度。
5、特殊時期排除法
對于特定時段存在特殊狀況的情況，可采取減去特殊工況能耗的方式進行歸一，此種情況應(yīng)選擇同樣的工況和時間段進行比較，如組織大修期間能耗變化影響較大，應(yīng)除去檢修時段能耗，再和往期同條件比對也是可以接受的歸一化。
五、同行業(yè)組織能源績效比對方法
對于發(fā)展成熟的大型企業(yè)均有行業(yè)組織對標比較的需求，為此很多企業(yè)制定的能源目標為基礎(chǔ)值和先進值，先進值往往考慮行業(yè)標桿值。部分高耗能行業(yè)發(fā)布了產(chǎn)品或過程的能耗限額、能耗準入和能耗標桿；國家發(fā)布了《高耗能行業(yè)重點領(lǐng)域能效標桿水平和基準水平》，明確了高耗能企業(yè)能耗基準值和標桿值，選取的能耗指標其實就是同行業(yè)組織進行比較的能源績效參數(shù)（值）。
另外，對于同一行業(yè)不同組織的能源績效，可采用產(chǎn)品單位產(chǎn)量可比綜合能耗（即：在同行業(yè)中實現(xiàn)相同最終產(chǎn)品能耗可比，對影響產(chǎn)品能耗的各種因素加以修正所計算出來的產(chǎn)品單位產(chǎn)量綜合能耗），通過計算統(tǒng)計期的產(chǎn)品單位產(chǎn)量可比綜合能耗值進行比對。如：能量密度指數(shù)（EII）法就是一種國際通行的典型煉化企業(yè)適用的產(chǎn)品單位產(chǎn)量可比綜合能耗法，綜合考慮了裝置類型、進料性質(zhì)、操作條件及產(chǎn)品質(zhì)量等多種因素確定標準裝置能耗作為可比的基礎(chǔ)，從而進行同行業(yè)能源績效的比較，并為各大石油公司采納。
六、結(jié)語
總之，用能行業(yè)企業(yè)應(yīng)建立并使用能源績效參數(shù)和能源基準，合理制定目標和能源指標，通過測量并量化設(shè)備設(shè)施、過程、系統(tǒng)的能源績效變化，同時要深刻理解能源績效方法，并靈活應(yīng)用歸一化方法計（核）算能源績效改進，對其能源績效進行有效管理。
參考文獻：
[1]ISO 50001:2018《能源管理體系 要求和使用指南》
[2]GB/T 13234-2018《用能單位節(jié)能量計算方法》
[3]GB/T 36713-2018《能源管理體系 能源基準及能源績效參數(shù)》
[4]GB/T 35578-2017《油田企業(yè)節(jié)能量計算方法》
[5]GB 30251-2013《煉油單位產(chǎn)品能源消耗限額》
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