許正燁

一般認(rèn)為能源系統(tǒng)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中包括能源開采、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)換、分配直到最終使用的能源供應(yīng)體系。它涉及能源資源的種類，一次能源的構(gòu)成，能源開采、加工和轉(zhuǎn)換技術(shù)，以及終端能源利用的種類和形式：涉及從能源工業(yè)的生產(chǎn)到最終消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)，是整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中一個(gè)重要的子系統(tǒng)。工業(yè)企業(yè)能源系統(tǒng)是相對(duì)微觀的系統(tǒng)。對(duì)于工業(yè)企業(yè)能源系統(tǒng)的分析有利于更加深入、全面的了解企業(yè)用能現(xiàn)狀，并為企業(yè)能源管理體系的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

工業(yè)企業(yè)的各類能源，在企業(yè)內(nèi)部縱橫交錯(cuò)形成錯(cuò)綜復(fù)雜的系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)上看，它由各類能源組成，從順序上看，由加工、轉(zhuǎn)換、輸送、利用等多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。

一、系統(tǒng)要素及結(jié)構(gòu)

不同的行業(yè).以及同一行業(yè)的不同企業(yè).企業(yè)的生產(chǎn)工藝原理、設(shè)備、原料以及對(duì)生產(chǎn)中副產(chǎn)品和廢料的處理與回收都是不同的，使用原材料和燃料（或能源）的品種不同，能耗產(chǎn)品和能源污染物不同。但這些企業(yè)的共同特點(diǎn)是：除了直接消耗燃料能源外（如：原煤、原油、天然氣等），還消耗大量二次能源（如：電力、熱力、焦炭等國家統(tǒng)計(jì)制度所規(guī)定的能源統(tǒng)計(jì)品種）和耗能工質(zhì)（如：水、氧氣等）；企業(yè)從初始原料到最終產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，一般都要經(jīng)歷一系列物理和化學(xué)變化，經(jīng)過若干道生產(chǎn)工序，每道工序既消耗能源又消耗非能源，還產(chǎn)生各種污染物或廢棄品：在生產(chǎn)過程中，通常存在三種不同的物質(zhì)流：能流（如煤炭、蒸汽、煤氣、電、水等能源物質(zhì)的流動(dòng)）、物流（即產(chǎn)品和中間產(chǎn)品等非能源物質(zhì)的流動(dòng)）和污染物流（即CO₂、SO₂、殘?jiān)任廴疚锏牧鲃?dòng)）。即不同的企業(yè)雖然其工藝流程、用能設(shè)備以及用能類型都不同，但存在著共同點(diǎn)：a）除了消耗一次能源，還消耗二次能源和耗能工質(zhì).b）能耗過程同時(shí)貫穿著能源流、物質(zhì)流、信息流：c）工藝流程雖不同，但都存在著多裝置、多過程、多工序的并行、串行、繞行、返流等結(jié)構(gòu)特性。

根據(jù)企業(yè)能源種類還可以把工業(yè)企業(yè)能源系統(tǒng)分為煤炭利用系統(tǒng)、石油利用系統(tǒng)、天然氣利用系統(tǒng)等各類子系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)功能及與其他系統(tǒng)的關(guān)系

工業(yè)企業(yè)加工生產(chǎn)需要用到各類形式的能源。但是能源進(jìn)入企業(yè)生產(chǎn)需要符合一定的條件，遵循一定的規(guī)律。能源系統(tǒng)是企業(yè)系統(tǒng)的子系統(tǒng)，為企業(yè)的制造過程提供動(dòng)力，基于這種觀點(diǎn)，能源系統(tǒng)的主要作用是為企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)提供動(dòng)力服務(wù)，為企業(yè)生產(chǎn)提供符合滿足條件的各類能源，并滿足企業(yè)能源成本、環(huán)境等各方面要求，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)值（利潤）的目的。

三、系統(tǒng)環(huán)境

工業(yè)企業(yè)能源系統(tǒng)是區(qū)域（國家）能源系統(tǒng)的子系統(tǒng)，為區(qū)域（國家）能源系統(tǒng)的子系統(tǒng)的“利用”子系統(tǒng)，受能源供應(yīng)的約束。工業(yè)企業(yè)能源系統(tǒng)同時(shí)是企業(yè)系統(tǒng)的子系統(tǒng)，受到企業(yè)經(jīng)濟(jì)及社會(huì)方面的約束。

（1）經(jīng)濟(jì)約束

企業(yè)生產(chǎn)追求利潤最大化，要求企業(yè)能源成本的最小化。能源系統(tǒng)需要在保證生產(chǎn)活動(dòng)正常運(yùn)行的前提條件下，優(yōu)化能源系統(tǒng)的要素或結(jié)構(gòu)，滿足企業(yè)能源成本的要求。

（2）環(huán)保約束

能源的加工轉(zhuǎn)化與利用同時(shí)伴隨著廢棄物的產(chǎn)生，基于環(huán)境保護(hù)的要求，能源系統(tǒng)輸出的有害氣體、塵、固體廢棄物等要低于一定水平。

（3）政策約束

能源系統(tǒng)的效率、管理等指標(biāo)要符合國家法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)以及地方有關(guān)政策的要求。

四、系統(tǒng)特征

（1）開放性

能源系統(tǒng)本身及其子系統(tǒng)與周圍的環(huán)境有物質(zhì)的交換、能量的交換和信息的交換，是一個(gè)可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)。

（2）復(fù)雜性

很多工業(yè)企業(yè)是多工序、多環(huán)節(jié)的現(xiàn)代化生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè)，設(shè)備類型多，部分設(shè)備需要消耗大量的能源，有時(shí)設(shè)備不僅僅是能源的消耗者也是轉(zhuǎn)換者，企業(yè)二次能源的分配和使用根據(jù)企業(yè)不同具有不同的復(fù)雜性，能源系統(tǒng)可以再利用的余能有時(shí)也比較多，且企業(yè)能源系統(tǒng)受企業(yè)很多因素的影響，如企業(yè)管理方法和水平、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝流程等。另一方面，企業(yè)能源系統(tǒng)受企業(yè)生產(chǎn)約束、管理模式指導(dǎo)，所以企業(yè)能源系統(tǒng)的元素及其關(guān)系具有復(fù)雜性特征。

（3）方向性

能源系統(tǒng)及其子系統(tǒng)具有能量流動(dòng)的方向性。能量沿著購入→加工→傳輸→利用→回收的方向流動(dòng)，能量最終形成有效能、損失能以及回收能。