节能

主管单位:辽宁省重要技术创新与研发基地建设工程中心(辽宁省产业技术研究院)

主办单位:辽宁省科学技术情报研究所、辽宁省能源研究会

编辑出版:《节能》杂志社

邮发代号:8-150

创刊时间:1981

出 版 地:

出版周期:月刊

期刊语种:中文

期刊开本:16开

国际标准连续出版物号:1004-7948

国内统一连续出版物号:21-1115/TK

引言:节能的战略再定位

在“十四五”规划承上启下与“双碳”目标倒排工期的关键节点,节能工作的内涵正在发生深刻嬗变。传统观念中,节能往往被视为应对能源短缺的被动节约措施;而在新的历史坐标下,节能已被提升至“第五能源”乃至“第一能源”的战略高度。据国际能源署(IEA)测算,到2050年,能效提升对全球碳减排的贡献率将超过40%。这意味着,节能不仅是降低能耗强度的短期工具,更是重塑能源结构、倒逼产业升级、催生新质生产力的长期制度安排。对于《节能》期刊所关注的学术共同体而言,如何将碎片化的技术革新整合为系统性的能效革命,是当前亟待回答的时代命题。

一、能源效率:被低估的“隐形能源”

能源效率的本质,是以更少的能源投入获得等量甚至更多的经济产出。从宏观经济学视角看,能源强度(单位GDP能耗)的下降,反映的是一个国家经济增长方式从粗放型向集约型的根本性跃迁。我国在过去二十年中,通过淘汰落后产能、推行能效“领跑者”制度,累计节能约14亿吨标准煤,约占全球同期节能量的三分之一。然而,与发达国家相比,我国单位GDP能耗仍为世界平均水平的1.4倍左右,能效提升空间依然巨大。这种“差距”恰恰意味着“潜力”——在钢铁、化工、建材等高耗能行业中,余热余压回收、高效电机替代、智能燃烧控制等成熟技术若实现全面推广,即可释放数以亿吨计的节能能力。因此,节能的学术研究不应止步于技术参数优化,更应关注能效作为生产要素在宏观经济循环中的配置效率。

二、工业领域:流程再造与系统优化

工业部门占我国终端能源消费的65%以上,是节能减碳的主战场。传统的单点设备节能已难以满足深度脱碳需求,取而代之的是以“系统节能”为特征的流程工业再造。例如,在钢铁行业,通过氢基直接还原替代传统高炉-转炉长流程,不仅能够消除焦炭冶炼过程中的直接碳排放,还可将工序能耗降低30%以上。而在石化行业,基于数字孪生技术的全流程能量系统集成优化,能够实时追踪每一股物流、热流的火用(Exergy)损失,从而精准定位“能效洼地”。《节能》期刊所倡导的“能源管理创新”理念,正是强调从经验驱动转向数据驱动,利用人工智能算法对生产计划、设备运维与能源调度进行全局寻优。值得关注的是,工业余热的高品位利用正成为新的研究热点——通过有机朗肯循环(ORC)或热泵技术,将原本排放至环境的低温废热升级为可用的电力或蒸汽,实现能源的“梯级利用”与“循环再生”。

三、建筑与交通:需求侧响应的深度变革

建筑领域,随着城镇化进程放缓,新建建筑增量趋减,既有建筑存量改造成为节能主攻方向。近零能耗建筑(nZEB)技术体系已从示范走向规模化推广,其核心不在于堆砌昂贵的光伏板,而在于通过高性能围护结构、自然通风设计、智能照明控制等被动式优先策略,将建筑本体能耗需求降至最低。与此同时,柔性负荷技术的引入,使建筑从单纯的能源消费者转变为“产消者”(Prosumer)——通过需求侧响应机制,建筑可在电网负荷高峰时段自动削减空调或充电桩功率,在低谷时段蓄冷蓄热,从而在保障舒适度的前提下为电网提供灵活性调节能力。

交通领域,电动化仅是低碳转型的起点。真正的能效革命在于多模式交通系统的无缝衔接与智能调度。车联网(V2X)技术使车辆能够依据实时路况优化车速轨迹,减少急加速与急减速带来的无效能耗;而“出行即服务”(MaaS)平台则通过共享出行、公共交通与慢行系统的深度融合,从源头上降低人均出行能耗强度。值得强调的是,重型卡车与航空航运的脱碳路径仍依赖绿色氢能、生物燃料等低碳技术突破,这需要能源、材料与装备制造领域的跨学科协同攻关。

四、可再生能源与能效的协同效应

可再生能源的大规模并网为节能赋予了新的维度。传统节能侧重于“少用”,而可再生能源则致力于“绿用”。二者并非彼此孤立,而是存在深刻的协同增益。一方面,高比例波动性电源(风电、光伏)接入后,系统对灵活性资源的需求激增,而能效提升与需求侧管理恰恰是成本最低的灵活性来源。例如,电解铝等高耗能负荷通过参与辅助服务市场,可在风电大发时段增加生产,在负荷高峰时段快速削减,既消纳了绿电,又提升了系统整体能效。另一方面,可再生能源的度电碳足迹远低于化石能源,因此“电能替代”本身就是一种能效与碳效的双重优化。在终端用能环节,热泵、电窑炉、电磁感应加热等高效电技术,其综合能效系数(COP)通常达到2.5-4.0,显著优于燃煤锅炉的0.7-0.8。这种“以电代煤”与“以质用能”的耦合,正是构建新型能源体系的底层逻辑。

五、数字化赋能:能源管理的范式跃迁

如果说设备节能是“点”的突破,系统节能是“线”的优化,那么数字化节能则是“面”的重构。基于物联网(IoT)的智能传感器网络,能够以分钟级频率采集从发电侧到用电侧的亿级数据点;而云端能源管理平台(CEMP)通过机器学习算法,可对能效基准、异常用能、预测性维护进行自主研判。在微电网与综合能源服务场景中,数字孪生技术能够模拟不同运行策略下的能效表现,为园区管理者提供“先仿真、后执行”的决策支持。更为关键的是,区块链技术为绿电证书交易与碳足迹追踪提供了可信基础设施,使得“每一度绿电”的环境价值得以量化与流转,从而激活了节能减碳的市场化激励机制。这种“数据+算法+算力”的融合,正在将能源管理从经验判断推向精准治理的新纪元。

六、政策机制与可持续发展