沥青搅拌设备节能减排能效等级划分探讨

李亚敏

（交通运输部科学研究院，北京100029）

0 引言

沥青混凝土搅拌设备作为道路工程施工的关键设备，在施工设备中所占的投资比重最大。此外，在沥青搅拌设备使用时，还会排出大量的烟尘（PM10、PM2.5）、有害气体（CO、CO2）等，会对环境造成严重的污染。

为了促进间歇式沥青搅拌设备节能工作的深入开展，需要对间歇式沥青搅拌设备的节能量或能效进行测量、监测，确定其能效等级，但在沥青搅拌设备领域的能效标准还处于空白状态，致使间歇式沥青搅拌设备的能效等级得不到准确评价。因此，对沥青搅拌设备节能减排能效等级划分进行研究，可以有效促进施工单位建立用能绩效和设备用能单耗考核制度，保证施工设备处于科学用能、合理用能的良好运行状态，可尽快实现筑路机械生产和使用的节能化，推动节约能源工作开展的需要。

1 我国沥青搅拌设备节能减排现状及意义

沥青混凝土搅拌设备是施工的关键设备。一方面，从投资成本角度看，它在施工设备中占据较大的投资比重，另一方面，从运行成本角度看，其运行过程中的用电量和燃料消耗成本量也非常可观。据统计，目前国内不同型号的沥青混凝土搅拌设备有千余台，使用年限超过5年的约占总数的65%以上，使用年限超过10 年的约是总数的1/5。陈旧的沥青混凝土搅拌设备，普遍存在设备技术落后、操作不规范、检修不及时等问题，能源消耗量更加惊人。

在节能减排领域实施标准化战略，已成为国内外交通运输行业界的共识。标准化的本质，是以共同遵守的技术依据为形式，以提高效率和效益为目标。近些年来，国内各行业出台的产业政策和规划，都把标准化工作作为重要内容。标准化已成为促进产业结构调整和优化升级、有效参与国际竞争的重要工具和手段，企业也成为标准化工作的主要参与者、投资者和受益者。

标准具有引领和协调作用，是保证我国经济、社会、环境可持续发展、建设节约型社会的重要技术保障，是政府在节能减排工作中，实施科学、有序和定量化管理的重要依据。同时，标准还是将节约能源的先进技术转化为现实生产力的桥梁，是评价、衡量能源利用效率高低和能源利用过程是否科学合理及其先进程度的有力工具。

交通运输行业一贯重视标准化工作，为配合交通运输节能减排工作的有效开展，近年来制修订了大量节能减排标准，这些标准在公路运输、水路运输、港口装卸、物流、交通基础设施建设（养护及运营管理）等各领域均有涉及，是交通运输节能管理与节能技术的经验提炼，对推广应用先进的节能产品、节能技术发挥了重要作用。

目前，交通运输行业对沥青搅拌设备能耗排放的研究还处于初步阶段，对设备能效利用和减排方式等方面尚未形成有实践价值的成果。开展沥青搅拌设备节能减排的标准研究和制定工作，一方面可有效地促进施工单位建立设备用能绩效考核制度，保证设备处于科学用能、合理用能的良好运行状态；另一方面，可以不断优化设备技术含量，促进产业结构调整，在筑路机械生产和使用中对节能减排工作起到技术支撑保障作用。

2 沥青搅拌设备能效等级确定

为开展沥青搅拌设备能效等级确定的研究，需确定能效指标并选取适当数量的样机进行试验，综合统计分析得出合理的指标值范围，依据节能减排需求，结合设备特点以及生产实际情况，最终得出合理的能效等级及相应指标值。

2.1 试验概况

对国内施工的沥青混合料搅拌设备进行能耗、环保参数检测，检测内容如图1所示。

图1 沥青搅拌设备能耗环保参数检测项目示意图

2.1.1 样机选取

样机的选取应充分考虑样机的代表性、典型性和可操作性。第一，样机应尽量能够反映我国沥青混合料搅拌设备的主流产品，在实际施工中普遍应用的产品；第二，选取主流生产企业生产的沥青混合料搅拌设备，产品的结构性能具有一定的典型性；第三，还要充分考虑试验的可行性，一是考虑实际试验过程的可操作性，二是根据经费预算，合理的确定样机的数量。

2.1.2 试验环境条件

为了充分反映沥青混合料搅拌设备真实的节能减排水平，必须保证试验环境的一致性。在试验过程中，执行《道路施工与养护机械设备沥青混合料搅拌设备》（GB/T 17808—2010）对试验环境的规定。要求无雨，搅拌设备在标准工况下（环境温度20℃、标准大气压下，冷骨料平均含水率5%，热骨料温度160℃或成品料温度140℃时，对应为中粒式普通沥青混合料的工况）连续作业，且热料仓不等料、不溢料，生产的热料或混合料符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）的要求。

2.1.3 试验方法

试验过程中的场地、仪器设备、试验步骤、数据记录、数据处理等试验要求，执行《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）的规定。

2.1.4 试验指标综合结果

综合试验所测的设备能耗和环保指标，确立各项指标的检测结果平均值和检测结果波动范围。确保检测结果能基本体现国内沥青混合料搅拌设备的技术和应用现状。各个指标的综合结果见表1。

表1 沥青混合料搅拌设备能耗和环保指标综合结果

2.2 能效等级

2.2.1 能效分级

充分分析研究国家节能产品的能效分级方法，经调研了解到，国家节能产品中相关类别产品、特别是电机产品的能效标准，几乎全部划分为三级。根据间歇式沥青搅拌设备的特点，结合国家其他产品的能效等级划分方法，可将间歇式沥青搅拌设备的能效等级划分为三级，其中一级能效最高，能源利用率最高。

2.2.2 能效限定值

沥青搅拌设备的能耗主要来自冷骨料加热烘干（主要消耗燃油），沥青、重油、管路、阀门等的加热保温（主要消耗电能）和电机的驱动。综上，沥青搅拌设备消耗的主要能源是燃油和电，所以对设备使用中燃油和电能的消耗情况进行评价，可以作为其能效评定的主要指标。

能效限定值是对产品能量消耗的最低要求，“燃油消耗率”的最低要求，引用了《道路施工与养护机械设备沥青混合料搅拌设备》（GB/T 17808—2010）的要求，指标值为每生产1t 沥青混合料消耗的燃油，折合成标准油不大于7kg/t。“整机电能耗”的最低要求，根据项目对样机的实际测量数值确定，实际测量样机的平均值为1.64kWh/t，检测结果的波动范围为1.4～1.9kWh/t，因为样机的技术性能在国内市场是比较好的，所以“整机电能耗”的最低要求在上限的基础上，略有放宽，取2kWh/t。

2.2.3 节能评价值

节能评价值主要根据对样机的检测结果确定，能耗指标检测综合结果见表2。

表2 能耗指标检测综合结果

节能评价值的2级，标油消耗率确定为检测结果的平均值6.5kg/t，整机电能耗确定为检测结果的平均值1.64kWh/t，从检测样机分析，半数样机低于平均值，定在半数可达到2级能效的标准；节能评价值的1级，标油消耗率确定为6kg/t，整机电能耗确定为1.4kWh/t，这两个指标值都接近最低的检测结果值，但要求略有提高，检测的产品还没有能够达到，主要目的是为了促进现有产品水平的提高，需要进行技术改进等措施才能达到1 级水平。

2.3 排放要求

搅拌设备的排放主要有：烟尘排放、飘尘（PM，PM10，PM2.5）、烟气黑度、CO2烟气（主要有CO2、CO、SO2）排放几个方面。虽然有些国家对沥青搅拌设备进行飘尘的测量，如美国，但目前我国各检测机构尚未开展飘尘的测量，对沥青搅拌设备规定飘尘指标技术还很不成熟，所以本标准没有规定飘尘指标，选择了烟气黑度、烟尘排放深度、CO2含量、CO含量、SO2含量。

排放指标值主要根据对样机的检测结果和相关的国家标准确定，样机的排放指标检测综合结果见表3。烟气黑度、烟尘排放浓度指标值引用了《道路施工与养护机械设备沥青混合料搅拌设备》（GB/T 17808—2010）的要求，确定烟气黑度为不大于Ⅰ级、烟尘排放浓度不大于100mg/Nm3；CO2含量、CO 含量根据检测结果的平均值和波动范围，分别确定为不大于6.5%和800ppm；SO2含量参考相关环保标准确定为4ppm。

表3 环保指标检测综合结果

3 存在的问题

交通运输节能减排标准化作为交通运输节能减排的重要基础性工作，必须要做到系统、先行，才能在交通运输行业有效贯彻党和国家的节能减排长远战略方针，为实现交通运输节能减排目标提供标准化技术支持。研究建立体现交通运输行业节能减排技术进步、协调一致、完善适用的交通运输节能减排标准体系是统筹规划、指导交通运输节能减排标准制修订工作的基础，也是发挥交通运输节能减排标准总体效能的基本条件。但目前我国有关交通运输节能减排领域的标准不完善，节能减排标准化工作滞后，现有管理体制尚存在一些问题亟待解决，不适应交通行业综合节能减排工作的需要。

近年来随着我国高等级公路建设的快速发展，国内外不少筑路机械行业的生产企业都参与到设备的生产中来。为了促进间歇式沥青搅拌设备节能工作的深入开展，需要对间歇式沥青搅拌设备的节能量或能效进行测量、监测，确定其能效等级，制定间歇式沥青搅拌设备能效等级标准。然而，无论是从标准体系规划还是标准制定实施角度，还面临很多问题。

（1）交通运输节能减排标准尚未建立体系

交通运输节能减排标准系统化、全面化，必须包括设备设施能源消耗标准、设备节能操作规范标准、管理节能减排标准、设备能源消耗监测评价标准、设备性能维护标准、公路建设项目节能评估标准等许多方面。交通运输行业制定的节能减排标准共有38 项，现有标准大部分都是测量方法、能耗计算方法方面的标准，标准比较单一，缺乏运输装备能效和限额、节能作业方法、能效评价及管理节能类标准、有害气体排放限值标准等方面的标准，特别是有害气体排放限值标准缺失严重，突出的问题是标准缺失严重，不成体系。

（2）重点耗能设备无准入及退出机制配套标准

公路基础设施建设及配套设施技术对于交通运输公路行业是节能工作的源头，其技术水平的高低对本领域能源消耗起着决定性影响。然而，数十年来，我国交通运输节能减排标准侧重于在用车辆的技术状况控制，在重点耗能设备技术方面没有建立进入交通运输市场的能源消耗限值标准，不能从源头上消除能源浪费和能源低效利用。如目前公路施工设备能耗指标无具体要求，也未制定高耗能设备的准入和退出制度，高耗能设备准入关把得不严，淘汰高耗能设备也无依据。同时，在测算设备能耗时缺乏统一标准和方法。

（3）关键性、共性技术指标难以确定

具体到沥青搅拌设备标准制定过程，标准制定的关键技术是合理的确定沥青搅拌设备电耗、油耗、综合能耗等指标值，然而，由于沥青搅拌设备产品型号种类繁多，设备结构较为复杂，用能种类来源广泛，指标的确定不仅仅需要综合考虑生产厂家、施工单位和政府管理者等各类利益相关方的意见，还要结合国家现有法律法规的要求和政策形式的发展，也要综合考虑市场情况和淘汰落后产能、促进科学技术进步的因素，因此，确立该项指标需要开展广泛的调研，做大量的前期技术研究工作。

（4）节能激励措施有待健全

在搅拌设备中有很多技术、工艺，可以提高节能排放水平，但这些技术的采用增加了设备采购成本，因此需要国家出台相关政策措施，鼓励施工单位采用先进节能技术，并为符合条件的节能技术研究开发、节能产品生产以及节能技术改造等项目提供资金支持。

4 建议

（1）强化政策引导和法律法规建设

提高全行业对节能减排标准的认识，进一步完善节能减排法规制度和行业政策，推进节能减排评价等节能减排行业管理方面的标准化工作，引导各级管理机构强化标准化意识，完善节能减排标准，提高交通运输节能减排科学化、现代化管理水平。

现阶段我国在节能减排方面已经制定了《中华人民共和国节约能源法》，但节能减排工作涉及面非常广泛，现有的法律和标准尚不够完整化，尤其是节能减排监管方面的法规和技术标准还较缺乏。各地区可结合当地施工情况和施工特点，综合考虑企业实际情况，明确沥青搅拌设备的节能减排总体目标和各地区、各施工项目的子目标；应根据交通行业标准和国家标准细化不同类型和不同燃料搅拌设备的能耗和排放标准。

（2）加大标准宣贯力度

理解标准是执行标准的前提，加强标准的执行力度，首先应加强标准的培训和宣贯，加大交通运输节能减排标准的宣传贯彻力度，加强对专业管理人员、标准化管理人员以及相关从业人员的培训，提高管理部门、企事业单位对节能减排标准的认识，大力推进节能减排标准在行业的宣贯实施工作，推动节能减排标准化工作的全面展开。充分利用报刊、网络等媒体，多层面、多方位宣传节能减排标准。

（3）加强节能减排监管能力

我国在节能减排方面还缺乏全面的监管部门和完善的管理机制和体制，有关节能减排的监督管理工作的职责划分、监管的办法和措施不够清晰，特别是对于节能的监管在执法主体和执法权上还不清晰。此外，节能减排的检查力量还比较薄弱，当前仍无法满足节能减排工作的监管需要。综上所述，政府部门迫切需要完善其节能减排体制，理清监管部门的职能，需要明确在节能减排监管过程中涉及到的监管部门、监管办法、执法机构和执法权等问题，建立全方位的节能减排监管网络，保证节能减排的监管执法工作行之有效。

（4）拓宽资金渠道

进一步争取国家和行业经费支持，加大政府对节能减排标准化工作资金投入的力度，对节能减排标准化经费予以倾斜；充分发挥企业参与节能减排标准化工作的积极性，多渠道筹集节能减排标准制修订经费。

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