本文摘要:[摘要]北京是特大型缺水城市,节约用水是保障首都水安全的根本之策。为全面落实北京市节水行动方案,建立和完善北京市制造业用水定额标准体系,在深入分析北京市汽车制造企业年用水量以及节水措施的基础上,结合汽车制造业生产特点、节水措施以及用水效率等方面,提出
[摘要]北京是特大型缺水城市,节约用水是保障首都水安全的根本之策。为全面落实北京市节水行动方案,建立和完善北京市制造业用水定额标准体系,在深入分析北京市汽车制造企业年用水量以及节水措施的基础上,结合汽车制造业生产特点、节水措施以及用水效率等方面,提出企业用水定额标准制订方向及核心内容。
关键词:汽车制造;用水量;节水措施;用水定额
引言水是生命之源、生产之要、生态之基,是事关国计民生的基础性自然资源和战略性经济资源。众所周知,地球上的水,尽管数量巨大,但能直接被人们生产和生活利用的,却少得可怜。尤其是近年来,随着人口增加、生态环境的破坏、水资源的污染等,造成水资源越来越缺乏,水资源问题已不仅仅是资源问题,更成为关系到国家经济、社会可持续发展和长治久安的重大战略问题。
1水资源的情况
1.1全球水资源情况
全球水资源总量约为13.86亿立方千米,其中咸水占比为97.47%,淡水占比为2.53%。在当前的技术条件下,地下水资源及咸水还不能大规模开发利用,容易利用的淡水仅占淡水总量的1%左右,约占全球水资源总量的0.026%。尽管水资源是可再生资源,但受世界人口增长、人类对自然资源的过度开发、基础设施建设投入不足等因素影响,水资源供应可能会成为制约经济和社会发展的重要因素[1]。
1.2我国水资源的情况
根据国家统计局数据显示,2019年,我国水资源总量为29041.0亿立方米,仅为世界平均水平的1/4。
1.3北京市水资源的情况
北京是特大型缺水城市,节约用水是保障首都水安全的根本之策。多年来随着节水型社会建设的深入推进,节水优先、量水发展逐步得到落实,南水北调工程通水以来,在一定程度上缓解了北京水资源短缺的局面,但水资源供需矛盾仍未得到根本解决[3]。近5年《北京市水资源公报》[4]的数据显示:北京市人均水资源的占有量有逐年下降的趋势。2016至2019年四年的北京市人均占全国人均水资源的情况,由此看出,北京市的人均水资源仅能达到全国人均水资源的5%~8%左右的水平,水资源紧缺是北京的基本市情水情。 早在1991年,市人大通过了《北京市城市节约用水条例》,这是全国第一部关于节约用水的地方性法规。
2001年,《北京市主要行业用水定额》发布,用水定额覆盖了全市90%以上的行业。2005年,《北京市节约用水办法》颁布,2012年进行了修订。2016年北京市在全国率先发布实施了《关于全面推进节水型社会建设的意见》。2020年10月9日,中共北京市委生态文明建设委员会发布《北京市节水行动实施方案》。多年来随着节水型社会建设的深入推进,节水优先、量水发展逐步得到落实。
2北京市汽车制造业的用水现状
根据《北京市2020年国民经济和社会发展统计公报》,2020年工业生产总值占北京市地区生产总值的11.7%,在所有产业排行中排第三,仅次于金融业、软件信息服务业,而汽车制造业占工业总产值的比重达18.7%,一直以来北京市汽车工业都是北京工业的支柱产业。
2.1北京汽车制造业的总体情况
北京的汽车制造企业生产的产品涉及到乘用车、大客车、重型货车(半挂牵引车)以及专用车。截止2021年5月在北京区域生产的整车企业8家,其中:5家乘用车生产企业,2家大客车生产企业和1家重型货车生产企业;专用汽车企业20家。2018年~2020年,北京地区汽车生产量占全国汽车生产总量分别为4.1%、4.4%和4.3%。
2.2北京市汽车制造业的产品类型及特点
2.2.1乘用车包括普通乘用车、越野型乘用车,属于大批量、流水线的生产模式。生产主要包括四大工序:冲压、焊接、喷涂、总装。
2.2.2重型货车包含半挂牵引车,生产特点与乘用车类似,属于大批量、流水线的生产模式。生产主要包括四大工序:冲压、焊接、喷涂、总装。
2.2.3大客车以订单化的模式生产,产量相对乘用车、重型货车数量少很多。生产主要包括四大工序:冲压、焊接、喷涂、总装。
2.2.4专用汽车生产特点是多品种、小批量。在完整车辆或二类底盘的基础上,进行特种作业功能的改装。生产工艺各不相同,差别较大。
2.3汽车制造企业用水情况2018~2020年北京汽车生产量分别为:113.5万辆、111.9万辆、109.7万辆。整车制造企业的年总用水量分别约为:522万吨、508万吨和505万吨。平均单台用水量为(4.54~4.60)吨/辆。
3北京市地方标准制定的必要性
如前所述,作为北京市制造业的支柱产业,在北京市节水控水的政策引导下,各汽车制造厂一直把节水措施作为企业能效管理的一项重点内容。但截止2019年底,北京市并没有制定整车制造相关的用水定额标准。受种种因素的影响,北京市各企业用水量各不相同,差距较大。
为顺应北京市绿色高质量发展的趋势,引导企 业进一步提升节水能力,挖掘企业节水的潜能,有必要制订具有科学性、可操作性的整车制造用水定额北京地方标准。通过标准规范汽车行业用水管理,引领和促进节水载体的建设,强化企业用水分级计量管理、促进水的梯级循环利用、扩大非常规水的利用,从而促进和推动《北京市节水行动实施方案》目标的实现。
4标准框架及核心内容的研究确定
4.1标准适用范围
在前述2.1章节中介绍:北京市生产的汽车产品涉及到乘用车、大客车、重型货车(半挂牵引车)以及专用车。GB/T17350—2009《专用汽车和专用半挂车术语、代号和编制方法》将专用汽车定义为:装置有专用设备,具备专用功能,用于承担专门运输任务或专项作业以及其他专项用途的汽车,主要是在基本车型的基础上装设专用车身或用来完成某种货物装运的容器以及完成某种作业项目的装备。
根据近年来统计数据,北京20余家专用车企业平均年生产不足500辆,企业规模普遍偏小,且由于专用车是在完整车辆或二类底盘的基础上,进行专用作业功能的改装,所需的工艺与专业作业功能紧密相关,复杂程度各不相同,因此企业用水量的统计比较复杂,很难形成统一的用水定额。本文选取了两年内有产量的18家专用车企业,其单车用水情况如图7所示。其中年产量超过100台以上的企业单车水耗从低于10吨/辆以下到最高588吨/辆呈无规律的分布状态。基于此,地方标准的适用范围暂不包括专用车。
4.2标准的总体结构
参照北京市关于用水定额系列标准中其他领域的标准以及国内其他省市关于汽车制造用水定额标准的结构,确定整车制造用水定额地方标准,其结构上划分为范围、规范性引用文件、术语和定义、计算方法、用水定额以及管理要求6个章节。
4.3标准关键指标的研究确定
依据“北京市实施《中华人民共和国水法》办法”第五章,第五十条“工业用水应当采取节约用水措施,提高水的重复利用率,降低用水单耗,用水定额标准关键指标应具有科学性、引领性和可操作性,因此地方标准指标的确定需充分研究整车制造企业的用水环节、各环节的用水特点以及用水影响因素,同时广泛了解、研究对比其他省市的地方标准。
项目组对在北京的所有整车生产企业的用水情况进行了调研,同时对京津冀地区、长三角地区、东三省等主流的汽车企业进行了走访交流。不同企业在生产组织模式、自动化程度、节水措施等方面各有不同,但大同小异。在对企业进行实地调研的同时,项目组还对全国23个省市关于汽车整车制造用水的地方标准(或规定)进行了充分的研究。
4.3.1整车制造企业用水的供给范围
企业用水量是指企业从各种常规水资源提取的水量,包括地表水(以净水厂供水计量)、地下水、城镇供水工程,以及企业从市场购得的其他水或水产品(如蒸汽、热水、地热水等)的水量。企业用水量供给范围包括生产用水、辅助生产用水和附属生产用水。生产用水包括冲压、焊接、涂装、总装工艺制造用水;辅助生产用水包括锅炉房、空压站、冷却塔等用水;附属生产用水包括企业办公、食堂、职工浴室、绿化、职工单宿和茶炉饮水等用水。
生产用水是企业用水量的主要环节。不同企业的用水范围细节上会有所差异,但大的用水供给范围都一致,因厂区规划和经营模式的不同,部分企业专用车企业单车水耗的用水总量中包含了研发办公、试验室以及零部件制造等,为便于标准考核指标和计算方法的统一,北京市地方标准单车制造用水量的计算范围确定为仅包含整车生产用水、与生产相关的生活用水和辅助生产用水。
4.3.2企业用水量的影响因素分析
(1)企业年度内用水情况走势分析项目组对某企业近三年的月度用水情况进行了汇总分析。
企业年度用水量与产能的关系比较紧密,每年12月、1月、2月期间逢元旦春节放假,产能下降,单辆水耗略高,其他月份用水量基本平稳。全年月均水耗量在6.7~8.7吨/辆之间。(2)企业单车制造用水量受产能影响分析以乘用车生产企业为例,通过分析绘制北京市5家企业的单车制造用水量与产能利用率之间的变化趋势,以及京外企业的单车用水量变化情况,发现单车制造用水量受产能利用率的影响比较大。
由5家企业的单车用水数据可以清晰的看到:企业单车用水受产能的影响较大,产能利用率越高,单车用水量就越低。不论德系、美系、日系、韩系、还是自主品牌企业,产品生产过程中,冲压、焊接、涂装、总装的四大工序是基本相同的,企业主要生产用水量占总用水量的45%~50%,而其中的涂装工序的用水量占主要生产用水量的80%~90%。
在工艺确定的情况下,工序的基础用水量是基本固定的,约占涂装总用水量的40%,这些用水不随产量的变化而变化。除非特殊情况,无论企业的产能如何,企业通常会维持正常的生产秩序不会轻易裁减工人、停线或放假,因此辅助生产用水和附属生产用水的基础水量也是相对稳定。这就导致产能利用率的高低对单车水耗影响巨大,产能利用率越低,单位产品分担的基础水量越高。
4.3.3国内相关省市、地区地方标准的情况
在现有汽车制造企业的地方中,除了宁夏回族自治区没有针对汽车领域制定用水定额指标外,其他地方均已有或正在制订汽车整车用水定额指标,新疆只规定了重型载货车、大型客车用水定额。根据(1)轿车单车水耗情况除甘肃、海南、山西、云南、重庆,黑龙江只设置了通用值外,其他省市地区在轿车单车水耗上均设定了通用值和先进值,其中通用值作为现有企业的年度考核评价指标;先进值是用于制造企业开展新、改、扩建项目时,应达到的指标。
其中河南省先进值和通用值均最低,分别为19吨/辆和33吨/辆,福建省通用值和先进值最高为120吨/辆。其他省份先进值在(20~55)吨/辆之间,限值在(34~114)吨/辆之间。注:黑龙江、四川、广东、海南、重庆、云南、湖北、山西8个省市客车用水没有先进值的规定。重型货车单车水耗情况16个省市地方标准中,有13个省市的标准中,规定了货车单车用水定额的先进值。其中广西先进值最低为8吨/辆,贵州省最高各地方单车用水定额限值(通用值、先进值)对北京市地方标准用水定额限值的确定具有一定的参考价值。注:云南省、山西省、重庆市3个省市货车用水没有先进值的规定。
4.3.4用水定额指标的确定
指标的确定以首都的节水目标、及整车制造企业近几年生产(正常/非正常)实际用水量、工厂的节水措施以及未来企业可能发展的空间、可挖掘的节水潜能为核心,同时兼顾了国内其他省市地区的指标情况,将地理位置、环境的差异影响以及行业竞争对北京汽车制造企业的影响等全方位要素一并纳入了指标设定的考虑因素中。(1)通用值的确定(仅以乘用车为例)采用加权平均的方法。选取产能利用率最接近 100%(90%~105%)的条件下,各企业单车用水量进行加权平均,得出结果再乘以80%后的值确定为单车用水定额的通用值。(注:80%是按北京市节水实施方案中规定到2022年,万元工业产值水耗要比2015年下降20%)。按此方式计算确定通用值为5.5吨/辆。
5标准实施的可行性分析
《北京市节水行动实施方案》第13条的要求,“大力推进工业节水改造。完善取供用水计量体系和在线监测系统。推广高效冷却、洗涤、循环用水、废污水再生利用、高耗水生产工艺替代等节水工艺和技术。”项目开展过程中发现:整车制造企业在废水回用、非常规水源利用如再生水、雨水收集等方面还具有进一步挖掘节水的空间;对于新建企业来说,采用低耗水生产结束工艺和技术则是达到先进值的必备措施。标准发布之后,汽车制造企业应做到:(1)强化节水意识。加强单位供水管网和用水设备的检查,巡检、确保其完好,杜绝“跑、冒、滴、漏”现象发生。积极推广应用节水新技术、新设备、新器具。促进合理用水,提高能源与资源利用的经济效益,为实施可持续发展提供保证。(2)制定或完善各项用水节水管理制度,将节水措施落实到实处。
(3)结合企业原有的水处理设施,增加水回用处理设备,尽可能提高污水回收利用率。(4)加强节水宣传。定时或不定时的组织单位全体人员召开用水节水会议,普及节水知识,强化节水意识,在公共用水区域张贴节水标识养成良好的用水习惯,同时成立节水专职机构,由专人负责制,加强各部门用水节水巡查与用水监管,发现问题及时整改。
6结束语
我国是一个水资源相对贫乏的国家,节约用水是关系国计民生的大事,用水定额是衡量各行业节水水平的重要依据,为全面落实北京市节水行动方案、建立和完善北京市制造业用水定额标准体系,推行节约用水、优化配置和合理利用水资源、加强用水管理、提高水利用效率具有十分重要的意义,也是今后水行政主管部门科学核定取水许可数量、推进水价改革,建立水权分配制度的重要依据。企业应在加强节水宣传,强化节水意识,积极推广应用节水新技术、新设备、新器具,促进合理用水,提高能源与资源利用的经济效益,为实施可持续发展提供保证。制定或完善各项用水节水管理制度,结合工业企业原有的水处理设施,增加水回用处理设备,尽可能提高污水回收利用率。
参考文献
[1]北极星水处理网.水务行业发展研究报告[EB/OL].(2021-03-22)[2021-07-22].
[2]前瞻产业研究院.2021年中国水务行业市场需求现状及发展趋势分析[EB/OL].(2021-06-30)[2021-07-22].
[3]中共北京市委生态文明建设委员会.北京市节水行动实施方案[A].北京:北京市委生态文明建设委员会,2020.
[4]北京市水务局.北京市水资源公报(2016~2020)[Z/OL].[2021-07-22].
作者:张丽丽1,苑春霞2,徐华3,张晨航1
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