铝型材企业能耗计算案例分析

摘要：作者以一个铝型材生产企业清洁生产审核的实例，分析了铝型材企业能耗统计及产品单耗计算方法，一方面使能耗对标的结果更有可比性，另一方面则对企业的能源利用报表填报和能源计量体系的建立提出参考意见。

关键词：铝型材；产品能耗；计算

1前言

铝型材企业在生产过程中需要消耗大量的能源，中大型铝型材企业能源年消耗在万吨数量级。“十一五”期间，广东有 2家铝型材企业列入广东省千家重点耗能企业。而在“十二五”期间，列入广东省万家重点耗能企业的铝型材企业增加至51家。可见铝型材企业作为高耗能企业越来越受到社会的重视。

近几年，我公司给多家铝型材企业进行了开展能源审计和清洁生产审核。在工作中发现，不同企业的生产流程和产品结构差异大：有的企业属于来料加工型企业，生产过程只有铝型材生产过程中的某一段工艺流程；有的企业属于最终成品出售企业，生产过程从铝锭，或废铝到成品的全流程；有的企业有部分最终成品，部分是半成品外售，如铝棒，或基材出售，还有的是部分中间品来料加工生产。

对于产品结构多样的企业，其能耗统计工作遇到以下几个问题：

（1）   如何准确统计企业产品总量；

（2）   如何准确表述企业全流程产品的能耗水平，从而正确评价企业的能耗水平；

（3）   对于重点耗能企业，如何合理填报能源利用状况报表。

本文以一个企业的实际情况作为案例，对铝型材企业能耗统计存在的问题进行讨论，分析以上三个问题，同时，也为企业能源计量体系的建立提出一些建议。

2 铝型材企业能耗计算案例分析

在本案例分析中，审计人员采用典型的数据分析方法，分析步骤主要分四步：

（1）首先，通过企业基本情况分析，确定数据统计范围；

（2）根据统计要求进行数据采集；

（3）把采集的数据进行统计、分析；

（4）综合分析结果，为企业的能源数据填报和计量体系的建立提出参考意见。

2.1 生产企业概况

该企业为广东省一家中型铝型材生产企业，成立于2003年。拥有铝型材和连铸轧铝带两种铝型材产品生产线，两种产品的生产工艺及产品结构特点表1：

表 1 企业各类产品生产工艺流程

下图分别是铝型材、连铸轧铝带的生产工艺流程图。

图 1 铝型材生产工艺流程图

图 2 连续轧铝带生产工艺流程图

2.2 确定产品单耗执行标准

截至2013年底，国家以及部分地方（如天津市）已公布数个铝型材行业的能耗标准。其中，适用于广东省铝型材企业的标准有国家强制性标准、行业标准和地方标准。产品单耗标准是企业能耗水平评定的标尺，同时也为企业的能耗数据统计提供工作方针。通过核对，审计人员确定企业执行的能耗限值，具体汇总至表 2。

2.3 确定能耗统计范围

参照两类产品的国家能耗限额标准，审计人员确定了每类产品的能耗统计范围及指标，详见表 3。

表2 该企业铝型材产品单耗执行标准汇总

表3 能耗统计范围及指标确定

根据上表确定的能耗指标，可以将企业划分为以下几个能耗统计单元：

铝型材产品：把全流程生产工艺分为三部分——圆铸锭生产工艺、基材生产工艺和型材生产工艺。由于部分成品属来料加工，对以上三部分工艺的成品产量也进行了单独统计。

连铸轧铝带产品：以全流程工艺作为一个能耗统计单元，产品产量以合格连铸轧铝带成品计算。

按以上讨论，2013年的能耗和产量数据分别统计在表 4和表 5。

表4 2013年能耗数据统计结果

表5 2013年产品产量统计结果（t）

说明：“加工量”是公司或车间的总合格（半）成品量；输出产品量是公司外售成品量；“中间产量”指交下工序的半成品量

2.4 单位产品综合能耗计算分析及对标结果

1.不考虑产品种类和生产工艺特点，以企业作为一个整体进行评价

企业总产量为表 5中“输出产品量”，即9317.48吨。

综合能耗为表 4中“综合能耗”总和：2454.10吨。

则全厂的单位产品综合能耗为：

对照表 2的能耗限值，虽然该企业的单位产品综合能耗没有超出建筑铝型材和连铸轧铝带的全流程生产能耗限值。但是详细分析企业的产品结构和能耗数据，此值是所有产品（含连铸轧铝带成品、铝型材成品和半成品）单位产品能耗的平均值，不能准确反映企业的单一铝型材产品（建筑铝型材或连铸轧铝带）单位产品能耗水平。因此这种方法的计算结果难以与行业能耗标准进行对比。

2.考虑生产工艺特点，计算各类产品单耗

按照《铝型材建筑型材单位产品能源消耗限额》（GB21315-2008）的“5.2计算范围”，铝型材生产过程的能耗计算范围要求：根据生产过程投入的原料和产品类型，分圆铸锭、基材和铝型材建筑型材成品三个生产工艺流程。

《变形铝及铝型材单位产品能源消耗限额 第2部分：板、带材》中对于连铸轧铝带的统计范围是：从电解铝液或铝锭制成带材成品，与企业的生产流程一致。

以上两个能耗限额对每个能耗计算范围均设定“工艺能源单耗”和“综合能耗单耗”。前者是指审计期内生产某种产品时主要生产系统的单位合格品综合能耗，后者则包括直接生产能耗和间接综合能耗，即工艺能源单耗与辅助能源单耗、损耗分摊量之和。结合该企业的能源计量体系，用这种方法进行计算时，计算结果为各统计范围的综合能耗。对铝型材而言，每个统计范围的“产量”应为表 5中的“加工量”。按以上计算原则，计算出各类产品的单耗结果。详见表 6。

表6 各类产品单耗计算结果

3.铝型材企业全流程产品单耗计算的思考

从表 2可知，适用的能耗标准对全流程产品有能耗定额要求。在本案例中，该企业生产的连铸轧铝带为完整生产流程的成品。而铝型材产品则不然，少量基材为来料铝棒加工，少量型材为来料基材加工，部分外售产品为基材坯料（半成品）。按完整生产流程的能耗计算方法，全流程建筑铝型材的生产能耗不包括来料加工和坯料生产能耗。审计中采用以下两种计算方法：

（1）根据工序产品单耗和工序成品率计算

据统计，基材和型材加工工序的成品率分别87.5%、97.5%，从表 6可知，圆铸锭、基材和型材加工工序的单位产品综合能耗分别是：127.12kgce/t、87.79kgce/t、123.56kgce/t。由此推算出建筑铝型材完整生产流程的单位产品综合能耗为：

e₁

（2）从总能耗中扣除来料加工和坯料生产能耗而计算

E₂=（677.88+824.27+687.04）-1831.48×118.41÷1000-1162.49×97.5%×118.41÷1000

=2189.19-216.87-134.21

=1838.11吨标煤

G₂=[6385.98×87.5%-（1831.48-1606.32×87.5%）]×97.5%=5032.74吨

e₂

以上两种计算方法的结果相近（误差＜2%），误差主要因来料基材的加工量引起。方法一把来料基材加工量按企业表面处理工序的合格率考虑在内。但实际生产中，来料基材加工量的合格率以100%计算。方法一可作为简便计算方法。

计算结果e₁、e₂与e`差值大，但是数值e₁、e₂扣除了产品结构（来料加工）对产品单耗计算的影响，更能准确反映出该企业现有生产装备、生产技术控制等基础条件下，全流程建筑铝型材产品的单位产品综合能耗水平。

采用方法一的简便计算方法，审计人员推算出“铝锭-基材”等生产工段的单位产品综合能耗，并与《铝型材建筑型材单位产品能源消耗限额》（GB21315-2008）进行对标，结果见表7。

表 7 建筑铝型材各工段单位产品综合能耗对标结果

3.重点用能企业能源利用报表数据填报工作建议

从上文案例分析可知，对于产品结构多样的重点用能企业，其能源利用状况报表（下文简称报表）填报时的数据处理应为：

报表表1中产品产量统计：企业统计产品产量一般以出售合格成品总数计算，但从铝型材产品的能耗统计范围来看，统计对象应为每个工序或工段的合格（半）成品产量；

报表表3中产品单耗统计：表3数据统计的目的在于评价企业产品单耗是否符合国家能耗限额标准的要求。结合现行铝型材的能耗限额标准要求，此表统计的“产品单耗”应为每段统计范围——生产工段合格成品的单位产品能耗。

按以上填报方法，便于企业能耗水平的对标评价。但是企业工业产值以“输出产品量”的产值计算，因此这会导致产值和产品产量统计范畴不一致。

4 铝型材企业能源计量体系工作建议

如果一个企业生产的产品是两种或两种以上铝型材产品，能耗数据统计范围就需要先按产品类型确定一级计量单元，并根据产品类型确定对应的能源消耗定额标准。然后按照能源消耗定额标准的统计要求，进行二级计量单元的划分——按生产工艺流程划分，最后按企业计量情况进行三级计量单元的划分，以计算“工艺能耗”和“综合能耗”，其中按《用能单位能源计量器具配备和管理通则》（GB17167-2006）要求，重点用能设备需配套单独计量器具。

按以上划分标准，对该企业而言，企业的能源计量单元划分应如所示。

图 3 该企业的能源计量单元划分

5 结语

受产品销售市场、生产设备配套等因素影响，部分铝型材企业的产品属来料加工或者外发待加工，成品种类的多样化导致企业总能耗的统计对象不仅仅是全流程成品。对于这种情况，企业能源计量器具的配备、能耗数据的统计与分析应依次按产品种类、生产工段、重点用能设备进行划分。