付学谦
(华北电力大学 电气与电子工程学院,北京 10022220066)
印度是世界上排名第6的能源消耗大国,消耗量占全球总能耗的3.4%。由于印度经济的崛起,在过去的30年里,能源需求增长率为年均3.6%。2009年3月,印度的装机容量已超过14.7万MW,年人均耗电量为612 kWh。在亚洲的发展中国家中,印度的装机容量位居第二。印度已经成为世界上排名第5的电能生产大国。印度政府计划到2012年拥有200万MW发电量。
印度的电力需求远远没有得到满足。根据电力部门统计,在2003至2006年间,印度的电力需求在逐年递增,增量分别为3082 MW、3332 MW、5349 MW和7460 MW。在2007至2008年间,该国的用电需求为10.9 MW,而高峰发电量仅为9.1万MW。印度电力总需求将在2030年超过95万MW。对于印度来说填补电能缺口的最有效、最经济的方法就是节能。
节能比发明新的高效设备更为经济。
印度严重不足的电力供应日益成为印度经济增长的最大障碍。如果不能满足支柱产业经济的电力需求,将会导致失业、通货膨胀和社会经济崩溃。
仅仅依靠未开发能源根本无法填补电能缺口,必须依靠高效节能的配合。估计仅在印度的电力部门,通过提高能效节省的电能将近2.5万MW。工业和农业节能的经济潜力最大,占总节能潜力的23%。印度节能前景很广阔。
印度政府的“五年计划”中主要关注的是发电,而输电也应该受到重视。
印度输电效率低下,损耗率约20%。而发达国家的输配电损耗仅为8%~9%,中国已经达到了把输配电损耗控制在10%以下的水平。
输配电损耗可以分为2部分,即技术线损电量和管理线损电量。可以利用下面的方法限制技术线损电量:①减少线路连接点数量;②确保变压器运行在最佳负载状态;③改进配电站的设计;④选择更高更合理的一次侧电压(与子输电系统和供应电压相配合);⑤改进辅助线路的设计,选择合理的连接和导体型号;⑥利用小的独立电网,例如在农村及偏远地区的可再生光伏发电等。
对于管理线损电量应该减小电能表误差,避免错抄、漏抄、计算错误和设备漏电。印度的窃电现象严重,应该严厉打击无表用电,窃电。
这样输电损耗可以减少至原来损耗的10%。研究表明,用于节能的投资不仅远小于用于扩大发电容量的投资,而且回收期也要比其少6~8年。
节能分为短期措施和长期措施2种。短期措施可以马上实施,5~8年内就会有效益。长期措施要在启动10年后才能收到成效。
完成节能目标的一个关键因素是终端用户的行为。成功与否的关键在于终端用户是否能够在态度上意识到节能。一些具有挑战性的因素如下:
(1)因为量化是维护的主要步骤,所以能源审计和管理人员要有准确的测量技术支持;
(2)在印度,电费不是电力生产成本的真实指标。尤其是家庭用电和农业用电中,电费得到了很大的补贴;
(3)鼓励民众提高能效和节能的收效甚微。机构本身就没有尽全力,而且机构间缺乏协调。
节省的1 W就消费而言大于产生的1.5 W。用4到5年创造1 MW的发电能力成本大约是4亿卢比,除此之外还要加上输电和配电系统的额外开支。同样数额投资用于节能可以减少发电容量2~3 MW,并在1~2年后产生效益。
印度政府通过立法,建立研发机构,制定政策和实施项目等方式来实现高效节能。
(1)立法
颁布《节能法》,该法以国家中央级别提供了节能的法律框架、制度性安排和监管机制,促使节能运动在全国开展。
颁布《电力法》,中央政府成立美国式的电力管制委员会(ERCs)管理电力需求侧管理(DSM)计划,并负担其经费。
(2)在电力联邦部下设能效局(BEE)
制定减少能源密集度的政策和战略;把权力下放给国家能源发展机构;为冰箱、空调、电动机、农用水泵和配电变压器制定标准与标识。
(3)行业项目计划
印度绿色商务中心(GBC)和印度工业联会(CII)为企业提供技术援助和培训。
节能仍有许多其他途径,在家庭、工业和农业中都可以做到节能。
(1)如节能灯(CFL)和发光二极管(WLEDs)这样的高效设备不仅能耗更少,而且使用寿命长。节能灯比白炽灯泡最大可以节省60%的电能。把一个普通灯泡换成节能灯泡,还可以每年减少150磅二氧化碳排放;
(2)寻找用电设备的能效标签,例如荧光灯、电冰箱、电扇以节约电能;
(3)最大限度地利用日光照明,减少人工照明,进而降低人造光消耗的电能;
(4)当完全不使用音乐系统、电视和DVD播放机时,要关掉它们。即使是待机模式,它们也会继续消耗电能;
(5)目前印度新能源部提供4%利息的软贷款用来鼓励用太阳能热水器替换电热水器。
(6)集中供热、热电结合,以之代替中、小型锅炉,可提高能效,又有利于保护环境。
印度政府一直重视农业发展,农业用电量也很大。2007年印度农业用电量为1041.82亿kWh。2009年印度遭遇高温天气时,印度旁遮普邦政府2007年6月24日曾签发了指示,禁止所有政府机关使用空调设备,以节约电能,确保农业每天8小时用电的不间断。由于没有重视合理地选择、安装、操作和维护抽水泵组,导致了抽水泵组运行效率低下,进而电能浪费严重。很明显,过度浪费地消耗能源增加了农民的灌溉成本。应该提高灌溉效率,实现农业节能。节能有助于农业发展,而且有助于减少印度邦电力局(SEB)商业损失[1]。以下是农业节能的一些可行措施:
(1)维修现在运行的抽水系统;
(2)目前抽水泵组运行的损耗率是20%~30%。据估计可以通过使用高效电动机、安装电容器、用塑料管代替铁管和应用无摩擦底阀使损耗降低到7%~10%的水平;
(3)为进一步降低损耗,应该提高农业供电质量。高质量电压可以增加排水量,减少电动机烧毁次数。
工业消耗的能量最多,但是通常效率低下。为了减少生产成本,许多工厂开始重视能源审计并开展节能工作。加强管理,改进操作,使生产稳定是最大的节能。以下是不同产业的一些可行措施[2]:
(1)铝的工业熔炼过程能源消耗量占其总能消耗量的90%以上。改进的高效设计如耐蚀铝合金和碳热法炼铝将减少能源消耗量;
(2)钢铁厂可以在焦碳炉、碱性氧气转炉、烧结玻璃、高炉、加热炉、公用设施等方面实施节能;
(3)氮肥、磷肥、钾肥和其他复合肥的化肥厂可以在它的一些加工过程中实施节能;
(4)水泥厂可以通过提高窑的运作效率,优化磨削效率,换焙烧炉,富氧,变速驱动器实施等措施节能。应用这些技术后的现代化工厂中生产1 t水泥需要消耗电力65~90 kWh,与之相比在老工厂中需要95~120 kWh[3];
(5)纺织工业装备了极低效率的旧型燃煤锅炉和电动机,因此改进这些将达到节能的目的。
造纸、制糖、陶瓷和铝制造业中使用旧型窑炉、锅炉、异步电动机、柴油发电机组等设备。它们需要修理或者被换成节能的环保设备[4]。
目前,节能工作已在印度各用能部门全面开展,节能效果不断增大,节能技术正进入一个更加有效的新阶段。
[1]Murthy S.Energy Conservation Aspect of Induction Motors Using Improved Design and Power Controllers[C].Washington DC:Energy Conversion Engineering Conference,1989.
[2]Khan A Z.Electrical Energy Conservation and its Application to a Sheet Glass Industry[J].IEEE Transactions on Energy Conversion,1996(9),666-671.
[3]Conroy G H.Modern Cement Plant Design with a View to Efficiency and the Environment[C].Seattle:36th IEEE Cement Industry Technical Conference Record,359-393.
[4]Palanichamy.Budget Constrained Energy Conservation-An Experience with a Textile Industry[J].IEEE Power Engineering Review,2001(10),58-58.