實際上,從國際權(quán)威機構(gòu)對“節(jié)能”和“能源效率”給出的定義來看,兩者的涵義是一致的。按照世界能源委員會1979年提出的定義,節(jié)能是“采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、環(huán)境和社會可接受的一切措施,來提高能源資源的利用效率!边@就是說,節(jié)能是旨在降低能源強度(單位產(chǎn)值能耗)的努力,應(yīng)在能源系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié),包括開采、加工、轉(zhuǎn)換、輸送、分配到終端利用,從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、法律、行政、宣傳、教育等方面采取有效措施,來消除能源的浪費。
世界能源委員會在1995年出版的“應(yīng)用高技術(shù)提高能效”中,把“能源效率”定義為:減少提供同等能源服務(wù)的能源投入。一個國家的綜合能源效率指標(biāo)是增加單位GDP的能源需求,即單位產(chǎn)值能耗;部門能源效率指標(biāo)分為經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和物理指標(biāo),前者為單位產(chǎn)值能耗,物理指標(biāo)工業(yè)部門為單位產(chǎn)品能耗,服務(wù)業(yè)和建筑物為單位面積能耗和人均能耗。
之所以用“能源效率”替代“節(jié)能”,是由于觀念的轉(zhuǎn)變。早期節(jié)能的目的,是為了通過節(jié)約和縮減來應(yīng)付能源危機,現(xiàn)在則強調(diào)通過技術(shù)進(jìn)步提高能源效率,以增加效益,保護(hù)環(huán)境。
物理能源效率指標(biāo)通常用熱效率來表示。聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會的定義是:在使用能源(開采、加工轉(zhuǎn)換、儲運和終端利用)的活動中所得到的起作用的能源量與實際消耗的能源量之比。
根據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會的物理指標(biāo)能源效率評價和計算方法,能源系統(tǒng)的總效率由三部分組成:
開采效率,能源儲量的采收率。
中間環(huán)節(jié)效率,包括加工轉(zhuǎn)換效率和儲運效率,后者用能源輸送、分配和儲存過程中的損失來衡量。
終端利用效率,即終端用戶得到的有用能與過程開始時輸入的能源量之比。
中間環(huán)節(jié)效率與終端利用效率的乘積稱為“能源效率!卑呀K端利用效率混同于“能源效率”是錯誤的。例如,有人說:“中國的能源利用效率約為30%左右,日本和美國在50%以上!睂嶋H上,前者是“能源效率”,后者是“終端利用效率!
按照上述定義計算能源效率(熱效率)相當(dāng)復(fù)雜,需要大量的動態(tài)數(shù)據(jù),而且終端利用效率難以精確計算,特別是沒有考慮價格和環(huán)境因素的影響。
第一定律效率 first law efficiency by thermodynamics
熱力學(xué)第一定律表述為能量既不能產(chǎn)生也不會消失,只會由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。據(jù)此,能源轉(zhuǎn)換效率通常定義為由系統(tǒng)提供的功或者能量與輸入到系統(tǒng)中的能量之比。
第二定律效率 second law efficiency by thermodynamics
熱力學(xué)第二定律表述為系統(tǒng)中的熵總是增加的,也就是說,能量在轉(zhuǎn)換過程中損失了它的“品位”,或者做某種作業(yè)的能力。因此,轉(zhuǎn)換效率既要考慮數(shù)量又要考慮“品位”的損失。據(jù)此,第二定律效率ε定義為完成某種作業(yè)所需的有用功消耗的功之比,即: , Amin是完成該作業(yè)的最小能耗。
按照第二定律效率,大多數(shù)耗能括動的轉(zhuǎn)換效率小于10%,而第一定律效率則已達(dá)到很高的水平。典型的例子是家用燃油爐,第二定律效率只有5%,而第一定律效率高達(dá)60%。根據(jù)第一定律效率,似乎提高能效的潛力有限,但第二定律效率表明還有很大的潛力。
直接節(jié)能 direct energy saving
采取各種措施減少生產(chǎn)和生活中直接消耗的能源。直接節(jié)能的主要途徑是:改進(jìn)能源管理;采用節(jié)能的技術(shù)、工藝、設(shè)備等措施。
間接節(jié)能 indirect energy saving
減少商品生產(chǎn)或服務(wù)所間接消的能源量而實現(xiàn)的節(jié)能,如降低工料、輔助原材料、零部件及其他消耗品的消耗,提高產(chǎn)品質(zhì)量、合理延長設(shè)備和產(chǎn)品的使用壽命,改變經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等。
技術(shù)節(jié)能 technical energy saving
采取技術(shù)措施而實現(xiàn)的節(jié)能。技術(shù)節(jié)能措施主要有:通過能耗監(jiān)測,改進(jìn)操作和維護(hù),提高現(xiàn)有設(shè)備或系統(tǒng)的運行效率;采用成熟的節(jié)能技術(shù),對設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造;采用先進(jìn)技術(shù),更新設(shè)備和工藝等。
結(jié)構(gòu)節(jié)能 structural energy saving
經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)是國民經(jīng)濟(jì)中各種指標(biāo)因素的縱向或橫向的數(shù)量比例關(guān)系的總和。結(jié)構(gòu)節(jié)能系指經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)合理變化而少用的能源量。具體地說,是計算年為完成基準(zhǔn)年的相同產(chǎn)值或產(chǎn)量,靠合理改變經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)而減少的能耗總量,或是相同數(shù)量的總能耗,由于經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)變化而解決了許算年部分產(chǎn)值或產(chǎn)量增長所需要的能源。通常,結(jié)構(gòu)節(jié)能是間接節(jié)能的主要方面。對結(jié)構(gòu)節(jié)能計算分析,一般按五個層次進(jìn)行:部門結(jié)構(gòu)、工業(yè)結(jié)構(gòu)、行業(yè)結(jié)構(gòu)、企業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。通過工業(yè)產(chǎn)值結(jié)構(gòu)模式的理論計算得出,整個工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)值結(jié)構(gòu)節(jié)能量基本等于全國工業(yè)產(chǎn)值結(jié)構(gòu)節(jié)能量,可見工業(yè)其他層次結(jié)構(gòu)節(jié)能量均反映在產(chǎn)品層次的結(jié)構(gòu)節(jié)能量之中。