第1章 综述
1.1 水电工程节能降耗分析应用研究背景
1.1.1 概况
节约能源是国家发展经济的一项长远战略方针，也是我国的一项长期基本国策。我国人口众多，能源资源相对不足，人均拥有量远低于世界平均水平，能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要因素。与发达国家相比，我国能源效率水平偏低是不争的事实。据国家能源局统计的数据，2012年，我国万元GDP能耗为0.76tce，大约是日本和德国的6倍，欧盟的5倍，美国的3.5倍。不仅与发达国家相比存在巨大差距，我国能源效率甚至低于同为发展中国家的巴西和印度，分别比巴西和印度高出了150%和20%。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》（以下简称《“十一五”规划纲要》）提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》（以下简称《“十二五”规划纲要》）提出了到2015年单位国内生产总值二氧化碳排放比2010年下降17%的目标要求，节能减排任重而道远。
水电站利用水能发电，水能为可再生能源，属高效清洁能源，水力发电可减少原煤的直接使用，减少了温室气体排放量，对改善环境具有深远的意义。水电等清洁可再生能源的开发是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。近年来，我国正处于工业化和城镇化加快发展阶段，能源消耗强度较高，消费规模不断扩大，给大中型及巨型水电站的开发建设提供了契机，水电站在建工程数量及规模不断扩大，水电站工程建设及工程运行的能耗亦在持续增加，节能降耗工作开始提到重要议程。
《水电工程可行性研究节能降耗分析篇章编制暂行规定》（水电规科〔2007〕0051号）施行至今已有数年，积累了大量基础资料和宝贵数据。为推进《水电工程节能降耗分析设计导则》（NB/T 35022—2014）的顺利实施，专门开展了水电工程节能降耗分析应用研究。
1.1.2 水电工程节能降耗分析现状
1.国内水电工程节能降耗分析现状
水电行业节能降耗作为独立篇章专门研究的规定始于2007年，整体起步晚于国内其他行业。水电工程的能耗分为工程建设及工程运行两大阶段。
水电站工程建设期一般较长，从几年到十几年，工程建设的能耗主要分为建筑材料能耗、建筑物能耗、施工生产过程能耗、施工辅助生产系统能耗、生产性建筑物能耗及施工营地能耗。不同施工阶段施工项目不同，所投入的设备亦各不相同，消耗的能源种类有所差异。
水电站工程运行的能耗主要分为生产性能耗和非生产性能耗与损耗。
国内目前针对水电行业节能降耗分析研究的专业性书籍很少，可参考性资料缺乏，无论是工程建设还是工程运行能耗指标和能耗量的计算方法尚属空白。从各个科研院所编制完成的节能降耗篇来看，其能耗统计值相差很大，缘于没有编制指标和能耗量的计算规范，用以统一计算方法和取值。另外，能耗值统计计算后与之对应用来评估节能与否的标准也比较模糊，没有形成规范的评估方法。总体情况是：基础性的研究工作跟不上与之相关标准的落实。为此，收集水电行业的主要用能设备、单位工程量（产品）能耗指标，提供能耗计算方法及行之有效的节能措施并提供节能效益分析评估的方法，是目前需要迫切解决的问题。
《中华人民共和国节约能源法》自1998年1月1日开始实施以来，水电行业在设计、施工、设备选型、运行、维护等方面都积累了一定的经验。现行的《水电工程可行性研究报告编制规程》（DL/T 5020—2007）中已列入了节能降耗分析篇，水电水利规划设计总院还以水电规科〔2007〕0051号文颁布了《水电工程可行性研究节能降耗分析篇章编制暂行规定》，国家发展和改革委员会（以下简称国家发展改革委）以〔2010〕6号令颁布了《固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法》，国家节能中心于2011年8月发布了《固定资产投资项目节能评估工作指南》。此外，《水利水电工程节能设计规范》（GB/T 50649—2011）已于2011年12月实施，《水电工程节能降耗分析设计导则》（NB/T 35022—2014）也已正式颁布，并于2014年11月实施。
2.国外水电工程节能降耗分析现状
近年来，随着全球能源形势的日益严峻，能源价格的日益攀升，各行业的节能降耗已成为许多国家尤其是发达国家非常关注的重要领域。
与水电工程相关行业，如水泥行业，日本利用废弃物发展环保水泥，意大利开发出高科技环保水泥，荷兰加工电厂飞灰代替水泥；建筑业，美国发布国家强制性节能标准，法国改善房屋结构和利用自然能源，德国鼓励老建筑现代化节能改造，瑞典推行鼓励节能住宅的优惠政策。照明业，美国制定发光二极管（LED）长期发展政策，日本LED新产品层出不穷，荷兰抢占全球世界LED市场。汽车制造业，美国优惠税收政策推广混合动力汽车，欧盟先进柴油车在市场上获大众支持，日本政府补贴政策推广混合动力汽车。
由于能源的发展与环境保护之间有着紧密的关系，世界上多数国家都将环境保护作为能源战略的重要目标。针对这一理念，发达国家在电力行业，倡导“绿色电力”，并取得了突飞猛进的发展，如美国明确企业绿色电力购买量，英国实施绿色能源战略，德国3年投入40亿欧元研发绿色能源以及韩国推行“绿色电力定价”体制等。
此外，国外制定了绿色水电认证制度。瑞士是世界上单位面积水电产量最高的国家之一，水电开发对天然河流生态系统的影响受到广泛关注。瑞士联邦水科学技术研究院（Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology，EAWAG）通过多年的案例研究和实践，2001年提出了绿色水电认证的技术框架，建立了绿色水电认证的标准。自2001年以来，该标准已经成功应用于瑞士60多个水电工程，并且被欧洲绿色电力网确定为欧洲技术标准向欧盟其他国家进行推广。
低影响水电认证由美国低影响水电研究所（Low Impact Hydropower Institute，LIHI）进行，低影响水电认证旨在帮助识别和奖励那些通过采取措施将其对环境的影响降至最低程度的水电站大坝，使其在市场上能够以“低影响水电”的标志进行营销，从而通过市场激励机制来鼓励业主采取有效措施减少水电站大坝对生态与环境的不利影响，LIHI的认证程序也可以帮助能源消费者选择他们希望支持的能源产品和水电生产方式。截至2007年1月，LIHI已经对23项水电工程进行了认证，并且开始推广到加拿大。
单纯就水电工程节能降耗分析方面，从目前已收集到的资料看，国外这方面资料不多，尚难系统阐述国外水电工程节能降耗方面的具体做法。
1.1.3 研究目的和必要性
1.推进《水电工程节能降耗分析设计导则》实施的需要
为贯彻落实《中华人民共和国节约能源法》和其他有关节能政策，根据国家能源局《关于下达2010年第一批能源领域行业标准制（修）订计划的通知》（国能科技〔2010〕320号）的要求，水电水利规划设计总院于2010年委托中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司负责《水电工程节能降耗分析设计导则》的制定工作。
水电行业节能降耗作为独立篇章专门研究的规定始于2007年，整体起步晚于国内其他行业。《水电工程可行性研究阶段节能降耗分析和审查暂行规定》（水电规计〔2007〕0001号）施行至今已有数年，积累了大量基础资料和宝贵数据，通过2年多的努力，中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司编制完成了《水电工程节能降耗分析设计导则》（NB/T 35022—2014），日前已正式颁布，并已于2014年11月实施。为顺利推进《水电工程节能降耗分析设计导则》（NB/T 35022—2014）在水电行业的实施，开展水电工程节能降耗分析应用研究是必要的。
2.科学合理的设计需要
水电能源是目前发展比较成熟的可再生能源和清洁能源。大力发展包括水能、核能、风能等在内的非化石能源发电技术是未来电力行业节能减排的重要措施。
水电工程的节能降耗分析，理论及实用性均较强，并且涉及多个专业，技术复杂。对其进行应用研究，可在《水利水电工程节能设计标准》（GB/T 50649—2001）、《水电工程可行性研究报告编制规程》（DL/T 5020—2007）节能降耗分析篇、《水电工程节能降耗分析设计导则》（NB/T 35022—2014）的配套指导下，结合水电工程实际，进一步标准化节能降耗分析及评估方法，深化节能降耗相关理论，总结凝练节能降耗技术，使节能设计的原则、技术要求协调统一，并进一步推动节能技术的应用和发展。