我国推广高效照明电器的节电效益分析

照明工程学报我国推广高效照明电器的节电效益分析有节约照明用电、提高照明质量、改善照明环境和减少环境污染等效益。对终端节电量及其效益计算方法进行了研究,并具体计算分析了1996~2000年我国推广以紧凑型荧光灯、细管型荧光灯(T8以下)、高压钠灯、金属卤化物灯为主的高效电光源及器件取得的节电效益、环境效益和经济效益。
  我国照明电光源是以光效低和寿命短传统的白炽灯为主,采用高效的照明产品替代传统的低效照明产品,具有节约电量和电力的双重作用,与电力开发相比具有投入少、见效快、易操作、影响大的特点,成为终端用电设备中节电率和发电污染减排率高、成本效益好的一种节电措施。

  1996年9月国家经贸委制定了《中国绿色照明工程实施方案》。实施绿色照明工程,旨在我国发展和推广高效照明器具,逐步替代传统的低效照明电光源,节约照明用电,建立优质高效、安全可靠、有益环境和改善人们生活质量、提高工作效率、保护人们身心健康的照明环境,以满足国民经济各部门和人民群众日益增长的对节约电能、提高照明质量、改善照明环境和减少环境污染的需要。

  绿色照明工程实施以来,积极发展和推广以紧凑型荧光灯、细管型荧光灯(T8以下)、高压钠灯、金属卤化物灯为主的高效电光源,取得了明显的节电效果和经济效益。但对节电量至今还没有具体的计算公式,对实施绿色照明工程以来所取得的节电量及其效益,尚未进行具体分析。为此,我们对计算方法、节电量及其效益进行了以下的研究和计算分析。

  1终端节电量计算公式推广某一高效光源替代低效光源,在光源发出相同的光通量时,所节省的功率(即低效光源功率G′减高效光源功率G)与点燃时间(d)的乘积为节电量,见公式(1)。所有种类高效光源替代低效光源的年节电量和为年总节电量,见公式(2)。

  在宏观计算节电量时,由于各种光源的点燃时间及寿命各不相同,各种光源的实际替代量又很难统计,也就很难计算出每年的节电量,只能求得n年内总节电量,然后求得年平均节电量。n年内的节电量公式推导结果见公式(3~8)。设Q为某j种产品的使用量, S为其光源(灯泡)的寿命, d为其日燃点时间。那么寿命不到1年的产品,即1 0 , n≥1时,则n年的节电量公式为:寿命大于1年不到2年的产品,即2 i n≥2时,则n年的节电量公式为:寿命大于2年不到3年的产品,即3 i n≥3时,则n年的节电量公式为:寿命大于3年不到4年的产品,即4 i n≥4时,则n年的节电量公式为:寿命大于z年不到z 1年的产品,即z 1 i≥z , n≥z 1时,则n年的节电量公式为:―――照明终端n年总节电量(亿千瓦时)―――照明终端年均节电量(亿千瓦时)――― n年内j种高效光源的使用量(万只)―――n年内j种高效光源平均功率(瓦只)―――n年内j种被替代低效光源平均功率(瓦只)―――j种高效光源平均寿命(小时)―――j种光源平均日燃点小时使用寿命(取整数)。

  2系统照明节电量的计算公式从系统节能考虑,照明节电量除了计算终端配电外,还应计算电网输配电损失和发电厂厂用电系统照明节电量,系统照明节电量计算公式为:公式(9)中:ΔWe―――系统照明节电量―――照明终端节电量t―――终端配电损失系数α―――电网输配电损失系数β―――发电厂厂用电率。

  3高效光源推广数量高效光源的使用量为生产量减出口量加进口量,并考虑10~15 的商店库存和周转量,紧凑型荧光灯由于以产定销只考虑5~10 的库存和商品周转量。据有关资料统计1996年~2000年期间,推广使用高效照明电器约10.6亿只,其中T8型荧光灯使用量为4.29亿只,紧凑型荧光灯使用量为4.8亿照明工程学报只,高压钠灯为2676万只,金属卤化物灯为731万只,电子镇流器为1.2亿只。1996年~2001年期间,推广使用高效照明电器约14.78亿只。从1999年开始,紧凑型荧光灯产量大幅度上升,比1998年增加56 ,年使用量达到1.25亿只,到2000年达到1.55亿只,详。

  单位:万只荧光灯其中:T8紧凑型荧光灯高压钠灯金属卤化物灯电子镇流器注:使用量为年产量减出口量加进口量4高效光源平均功率由于推广高效光源企业多、品种多、产量分散,很难统计某类产品平均功率。在本文中平均功率的计算采用不同光源功率的产量(光源产量比例是专家分析估计数)进行加权平均。接近或相同流明的高效光源替代低效光源的平均功率为:紧凑型荧光灯分7个功率等级按产量加权平均,每只8.32瓦紧凑型荧光灯替代每只45.8瓦的白炽灯, T8型荧光灯替代T12型荧光灯分4个功率等级按产量加权平均,每只32.5瓦T8型替代每只37.5瓦T12荧光灯,见表3 高压钠灯和金属卤化物灯替代高压汞灯功率分二步加权平均,相同或接近的光通量的高压钠灯和金属卤化物灯替代高压汞灯功率分4级加权平均,见表4 ,然后将高压钠灯和卤化物灯的平均功率与其它不同功率的高压钠灯和卤化物灯加权平均,每只158.6瓦金属卤化物灯替代每只235瓦高压汞灯,每只152.3瓦高压钠灯替代每只平均250瓦高压汞灯,见表5和6.电子镇流器采用平均每只5瓦替代每只平均8瓦电感镇流器。

  紧凑型荧光灯瓦相当白炽灯瓦年产量比例年产量万只荧光灯功率数万瓦白炽灯功率数万瓦T8功率瓦光通量流明瓦光通量流明产量比例年产量万只T8荧光灯功率万瓦T12荧光灯功率万瓦汪渊等:我国推广高效照明电器的节电效益分析自镇流高压汞灯高级光色型汞灯高压汞灯瓦合计注光通量流明金属卤化物灯功率瓦光通量流明金属卤化物灯产量比例卤化物灯相当高压汞灯平均每只功率高压汞灯功率万瓦金属卤化物灯功率万瓦高压钠灯瓦光通量流明高压钠灯产量比例高压钠灯年产量万只高压钠灯相当汞灯平均每只功率平均替代功率万瓦汞灯使用功率万瓦金属卤化物灯功率瓦光通量产量比例产量万只金属卤化物灯功率万瓦功率为245.65只与100.5只不同产量时金属卤化物灯平均功率年金属卤化物灯平均功率瓦只金属卤化物灯替代金属卤化物灯产量比例高压汞灯平均功率金属卤化物灯产量万只金属年卤化物灯总功率万瓦5高效光源燃点时间及寿命根据1998年中国绿色照明工程实施效果调查评估报告,高效光源燃点时间:紧凑型荧光灯多为饭店、餐馆、家庭使用,燃点时间饭店为20小时天、餐馆为12小时天、家庭为4小时天,平均燃点时间为每天10小时细管直管型荧光灯(T8)和电子镇流器多为写字楼、商厦使用,燃点时间按写字楼每天8小时计、商厦按12小时,平均燃点时间为10小时计算高压钠灯、金属卤化物灯多为道路和广场照明,考虑冬夏燃点时间的差异,按平均每天10小时计算。高效照明产品的寿命周期,紧凑型荧光灯国家标准规定自镇流荧光灯的额定平均寿命不得低于5000小时,考虑我国目前产品质量差异,按4500小时计, T8荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯及电子镇流器按8000小时计。

  6节电量的确定影响节电量大小的因素主要是平均功率、寿命和每天燃点时间的确定。寿命和每天燃点时间在上面第5节中已叙述。不同光源功率的产量将影响节电量计算结果,因各种原因无法进行抽样调查,因照明工程学报不同高压钠灯功率及光通量高压钠灯功率瓦光通量流明产量比例年产量万只高压钠灯功率万瓦不同高压钠灯功率及光通量高压钠灯瓦光通量流明产量比例年产量万只高压钠灯功率万瓦每只高压钠灯功率为123.5瓦与每只195.5瓦采用产量加权计算平均功率高压钠灯功率瓦只高压钠灯替代高高压钠灯产量比例压汞灯平均功率高压钠灯产量万只年高压钠灯总功率万瓦高效光源低效光源每只平均瓦数每只平均瓦数高效光源使用万千瓦低效光源使用万千瓦灯泡平均寿命年均节约亿千瓦时T8荧光灯紧凑型荧光灯高压钠灯金属卤化物灯电子镇流器合计年均节电量此我们采用不同产量比例得出多种平均功率,从中选择出上面(第4节中)的平均功率。我们按照中国绿色照明工程评估报告替代功率计算,将紧凑型荧光灯的寿命从3000小时提高到4000小时,1996~2000年期间的节电量为196.04亿千万时,见表8.如果将紧凑型荧光灯的寿命从3000小时提高到4500小时, 1996~2000年期间的节电量为201.0亿千瓦时,结果都偏小。选择高压钠灯和卤化物灯采用接近或相同的光通量功率进行加权平均数,1996~2000年期间的节电量为235.99亿千瓦时,所得的节电量结果略大,见表9.因此我们认为节电量应介于两者之间。

  7推广高效照明的节电效益照明终端节电量根据公式(7)和(8)计算。

  1996~2000年推广高效照明电器产品累计终端节约电量为1.4~9.96亿千瓦时,年均节电量为汪渊等:我国推广高效照明电器的节电效益分析222.4~236亿千瓦时,见表7和表8.总节电量中紧凑型荧光灯节电量约占总节电量的67.16~71.26 ,其次是T8直管荧光灯节电量约占10~11 .照明系统节电量根据以上公式(9)计算。计算时采用终端配电损失系数t =0.02 电网配电损失按1999年全国平均为0.081 ,即α=0.08 燃煤发瓦时。

  如果考虑系统备用设备容量系数取0.2 ,可避免峰荷容量系数为0.68 , 1996~2000年即可避免峰荷容量为393.5~。5万千瓦。按系统节电量计算,发电设备年运行5000小时计,可减少装机容量为642.1~681.4万千瓦。按照每千瓦装机成本5000~6000元计算,可减少电力投资385.3~408.8亿元。

  8高效照明节能环保效益按1999年全国平均发电煤耗369gce kWh计算,准煤,约合1382~1466.7万吨原煤。按照表8排放系数计算,年均可减少碳排放648~783.6万吨, 5年累计减少碳排放3240~3918.0万吨。年均减少二氧化硫排放22.1~23.5万吨, 5年累计减少二氧化表81996~2000年不同光源采用加权平均功率计算的年均照明节电量高效光源低效光源每只平均瓦数每只平均瓦数高效光源使用万千瓦低效光源使用万千瓦灯炮平均寿命高效光源低效光源年均节约亿千瓦时每只平均瓦数每只平均瓦数灯泡平均寿命年均节约亿千瓦时T8荧光灯紧凑型荧光灯高压钠灯金属卤化物灯电子镇流器合计年均节电量表9国内研究项目煤炭污染物排放系数单位排放系数排放系数:GEF项目为0.748, ADB项目为0.726,北京项目为0.656,中国工程院为0.680,美国能源部信息署为0.702,日本能源经济所为0.756.

  绿色照明绿色奥运专题研讨会论文集, 2001年11月中国绿色照明发展报告(初稿), 2002年。

  陈燕生。2002年绿色照明经验交流会。我国照明电器行业现状及发展趋势。


【上一个】 低压开关电器行业在我国曾经得到迅猛发展 【下一个】 大部分低压电器企业产品主要集中在中低端及国内市场


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