有效地利用能源是发展国民经济的重要问题 [复制链接]

第3版()
专栏：

有效地利用能源是发展国民经济的重要问题
陈 希 黄志杰 胥俊章
能源是发展生产、保证人民生活需要的重要物质基础。一九七四年资本主义世界发生“能源危机”以来，国际市场上石油价格上涨四、五倍，而且还将继续上涨。由于石油价格的上涨，造成各种产品成本提高，社会公用事业费用加价，并引起通货膨胀。因此，近几年来，不少国家对能源问题越来越重视。
我国有极为丰富的能源资源，但目前在能源供应方面也存在着严重问题。许多企业由于燃料、电力供应不足，不能充分发挥生产能力，影响了国民经济的发展速度。城乡居民对燃料、电力的需要，也不能充分供应，影响了正常的生活。所以，能源问题是急需研究解决的一个重大问题。
一九七八年，我国煤炭的产量超过了六亿吨，加上石油、天然气和已开发利用的水力资源，全年消费的能源按发热量来计算，居世界第三位，仅次于美国和苏联。但是，我们消耗了这样多的能源，还不能满足工农业生产和人民生活的需要，这值得很好研究。
一九七七年日本使用的能源数量，按每公斤七千大卡的标准煤折合，是五亿四千万吨，比我国去年消费的能源数量，还要少一些。但他们却生产了一亿零二百万吨钢，八千六百万吨铁，四千多亿度电。还供应了二千六百万辆汽车用油，一亿一千万人口现代化生活所需要的燃料和电力。国民经济产值达五千多亿美元。为什么呢？因为他们非常注意有效地使用能源，提高了能量利用效率。
日本是当前世界上能量利用效率最高的国家，各部门平均为百分之五十七。美国能源使用虽很浪费，但能量利用效率并不低，平均是百分之五十一。西欧经济共同体各国均在百分之四十以上。而我国能量的利用效率却只有百分之三十左右，比一些工业发达的国家低得多。就拿我国去年消费的六亿吨煤来看，我国有效利用的部分只相当于一亿八千万吨煤的热量。大量的热能没有很好地利用起来，白白地浪费了。如果采取一些措施，把能量利用效率由百分之三十提高到百分之四十，达到目前世界上一般的水平，就可以增加相当于六千万吨煤的有效能量。若按目前的利用效率来取得这么多的有效能量，就需要增加二亿吨煤的消费，需要增加几百亿元的投资，还要增加近千亿吨公里的铁路运输量。如果将能量利用效率提高到目前世界的先进水平，也就是比现在提高百分之二十几，消费六亿吨煤就可以增加相当于一亿六千万吨煤的有效能量。若按目前的利用效率来取得这些有效能量，就要增加五亿四千万吨煤的生产。这是一个十分惊人的数字！
国民经济的发展，要求能源有一定比例的增长。在当前的技术条件下，国民经济和能源需要增长的比例，工业发达国家是一比零点八，发展中国家是一比一。按照我国二十几年来工业每年平均增长百分之十三点五来考虑，就要求相应地每年增加八千万吨煤的产量。如果不从提高能量的利用效率考虑，只是依靠增加能源生产来满足国民经济发展的需要，实现高速度是很难的。
工业发达国家所以能取得较高的能量利用效率，是同他们节约和合理使用能源分不开的。例如，日本于一九五一年公布了“热管理法”，对节约能源消费起了促进作用。现在正酝酿制定新的“节能促进法”。除对热能外，还将对电能的使用进行管理。为了使“热管理法”能够得以贯彻执行，二十多年来，他们还专门培养了二万三千余名热管理工程师，负责指导和监督工厂的热能利用工作，同时每年在全国还开展“节能月”等宣传活动。从一九七八年起，日本正在执行一项对节约能源技术进行大规模研究的“月光计划”，研究高效率的联合循环发电装置、燃料电池等新的节能技术，并将着重研究目前难以回收利用的低温热源问题。美国对节约能源的工作也很重视。能源部一九七九财政年度，节约能源的研究经费预算就有三亿八千一百万美元。
我国能量利用效率不高的原因很多，主要的有以下三个方面。
一是不注意多次利用和合理利用。一般来说，能量被利用的次数越多，其利用效率就越高。例如，在工业生产中需要使用大量低压蒸汽，这些蒸汽一般都由本厂自备锅炉房生产供给。锅炉以煤、油、天然气作燃料。这些燃料可以燃烧到一千多度的高温，使锅炉产生很高压力的蒸汽。而生产工艺中大量使用的，只是三——五个大气压或更低压力的蒸汽。如果利用蒸汽压力差发电，每度电可比我国目前一般采用的凝汽式发电要节约燃料一半左右。用锅炉生产的蒸汽经过背压式汽轮发电机组先发电，再按生产工艺所需蒸汽的压力将汽抽出来供生产使用，不但对生产没有影响，反而因蒸汽压力稳定，温度均匀，可以提高产品质量。这样蒸汽先发电，后供生产用热，能量被利用了两次，利用率可达百分之六十五——七十，比一般凝汽式火力发电利用率高一倍以上。如果将锅炉蒸汽参数再提高，能量利用效率还可提高。
在工业生产中，各种窑炉、加热炉等，都有很高的排烟温度。利用高温烟气的热量可以通过余热锅炉生产蒸汽，用来发电和供热，使能量被利用三次，甚至四次。这样，既可提高能量利用效率，又可节约燃料消耗，降低生产成本。例如，从国外引进的化肥设备，能的利用达四次之多，而能的消耗只相当于我国中型化肥厂的一半，小化肥厂的三分之一。
城市居民做饭用的小煤炉，热能利用效率很低，只有百分之十五——十八。一座一百万人口的城市，仅民用（不包括取暖）和商业用，每年就需要四十万吨标准煤，折原煤五十万吨。如果将煤制成气体燃料供应民用，比煤直接燃烧的热效率要提高一倍左右，只需要二十五万吨。若使用液化石油气，热效率可以提高三倍多，只要七万吨就够了。所以，从合理利用能源和提高能量利用效率来看，城市民用燃料发展煤气很有必要。日本全国有百分之九十八的居民使用气体燃料。如果我国百万人口以上的城市，环境保护的重点城市，以及有条件发展煤气的城市，都基本上实现煤气化，使使用气化燃料的人口达到四千万人，仅居民做饭消耗燃料这一项，每年就可以为国家节约八百多万吨煤。能源利用率提高，还可以大大减少排气对城市空气的污染。如果每年减少两亿吨煤的使用量，就等于少排入大气有毒物质上千万吨。
改革农村的民用燃料更是个重要方面。如靠国家供应农村烧煤，一年就要消耗近三亿吨，这是不可能的事。用秸秆作燃料，烧柴灶的热能利用效率只有百分之十左右，而且还不够烧的。这样，既浪费了能源，又不能将秸秆还田，影响农业生产。如用部分秸秆、杂草和人畜粪便发酵制取沼气，则是综合利用生物能资源，提高能量利用效率，节约燃料消耗的好办法。如果每天烧秸秆二十——二十五斤，每户每年共需五千斤左右。发展沼气，只需八百——一千斤作物秸秆，每户每年可以节约四千斤秸秆，或作饲料，或还田作肥，或作造纸原料等。如果全国有七、八千万农户使用沼气的话，每年就等于节约七千五百万吨煤。
二是机器设备和技术落后。例如，现仍大量使用着的蒸汽动力机车，热能利用效率只有百分之八到十。而内燃机车的热能利用效率可以达到百分之二十五——三十，是蒸汽机车效率的三倍。所以，在工业发达国家，已实现了铁路牵引的内燃化和电气化。
我国不少工业部门，至今还使用着热效率只有百分之四十——五十的低效率锅炉“煤老虎”。而工业发达的国家均采用热效率达百分之七十——八十的锅炉了。因此，对这些设备应考虑改造或更新。
电力工业是一个耗能大的部门。根据我国能源资源的特点，发展电力工业主要依靠煤和水，一方面要开发利用丰富的水力资源，另一方面则要研究和采用火力发电新技术。现在采用的锅炉——汽轮机——发电流程，发电热能利用效率最高约百分之四十。目前，世界上研究较多的联合循环发电装置，如燃气轮机——蒸汽循环，磁流体——蒸汽循环等，可使热能利用效率提高到百分之五十以上。
我国工业生产的流程，不少还是五十年代的水平，对加工原料有时需要进行多次加热，使单位产品的能量消耗很大。例如，在钢铁厂将煤炼成焦炭，铁矿石进行烧结，在高炉中炼铁，用铁炼钢，再把钢锭轧制成各种钢材，都需要将原料加热到一千多度的高温。这些生产过程分别进行，就要加热五次。如果把某些生产过程连贯起来，减少重复加热的次数，就能节约很多燃料，大大提高能量的利用效率。国外炼一吨钢所消耗的能量一般不到一吨标准煤，日本全国平均只用八百多公斤，他们还认为仍然有节能的很大潜力。我国炼一吨钢能量消耗是，一九七七年平均为二点六吨，要比国外先进水平高二、三倍，可见我们节约能耗的潜力就更大了。
三是能源使用的管理体制有待改进。由于我国在能源使用方面没有统一的科学管理体制，许多部门使用能源不讲经济效果，因而能量利用效率低，单位产品能量消耗高，浪费很大。
新建一座工厂，或者老企业的锅炉更新、扩建，从合理利用能源来看，本应同时考虑利用蒸汽压力差发电。这样既可以生产一部分电能满足本厂的用电需要，又可以减少能源消耗，降低成本。但是，由于管理体制的关系，供电属电力部门管，用电的生产部门就不愿意增加这部分发电设备的投资，即使是经济的事情也办不成。
建一座化肥厂必须建造制气设备。如果利用煤加压气化，同时考虑解决化肥生产的原料用气，又供应城市民用的燃料气，一套造气设备两种用途互不矛盾，这是非常合理的。但是，由于生产化肥是化工部门的事，发展城市煤气是城建公用事业部门的事，象这样一个既能合理利用资源，又能为人民群众谋利益的事情也得不到合理的解决。
液化石油气作为城市煤气化的过渡气源，供分散住户使用，本是合理利用资源的重要途径，外国也有许多这方面的经验可以借鉴。可是我国液化石油气用作民用燃料的数量极少。有一部分作为化工原料，但大部分是本企业作为锅炉燃料烧掉了。甚至有些企业以尚未确定的远景设想为依据，宁愿将液化石油气长期放空白白烧掉，也不愿意供给城市居民作燃料。这样的问题，需要国家研究液化石油气的合理利用，制定经济规章，加以解决。
因此，我们认为，国家对能源的使用，应进行统一的管理。为了提出合理的经济管理依据，制定章程和制度，就必须加强对能源科学的研究工作。能源科学是一门综合性很强的科学，它涉及到国民经济各个部门，并与许多学科领域有着密切的联系。能源科学的研究内容，有能源政策问题，又有各种能源在各个部门的合理利用问题。在利用中，有技术问题，也有经济问题；有应用问题，也有理论问题。有新能源的开发技术问题，也有常规能源的科学技术和技术经济问题等等。因此，能源科学不可能由某一个部门或某几个专业来研究，必须有统一的组织领导，调动各行各业的力量来开展这方面的研究工作。
我们认为，负责煤炭、石油、天然气、电力生产的部门，要着重研究能源开发的技术问题，同时也要研究如何提高劳动生产率、减少投资、降低成本等技术经济问题。使用能源的各个部门，也应研究如何提高能源的利用率。以液化石油气的利用为例，石油部门认为它可做炼油厂锅炉燃料，既能节约，（一吨液化石油气可以顶两吨煤，并能提高锅炉效率百分之十左右）还可以就地取材，免得再往厂内运煤；化工部门认为可以作为化工原料，既可节省造气设备的投资，又可做到使用简单、方便；机械部门认为，用于金属切割代替电石比较合理；而公用事业部门则认为，供城市民用比较合理，一吨液化石油气可以顶替出七、八吨煤。究竟液化石油气如何使用最合理，经济效果最好？这就要进行综合的研究。
我们对一百万吨液化石油气作为燃料使用的经济效果进行了分析。如供给城市作民用燃料，可以用于五百万户，二千万人口，替代出七百五十万吨煤来。如把这些煤转供给电厂发电，就可以顶替出现在被烧掉的四百多万吨原油和重油。如将其中的一百余万吨重油返回炼油厂替代液化石油气作锅炉燃料，还可以为国家节省出三百万吨原油。如将这些原油出口，每年可以换得三亿美元的外汇。这三百万吨原油就是各种能源在各个部门合理利用所取得的效果。
我们希望科学研究部门和生产部门，协同努力，把能源科学研究工作切实地开展起来，为早日实现四个现代化作出贡献。