1 概述
由于受气源条件的限制，国内部分城市燃气一直以煤制气和轻油制气为主，近几年原料价格的不断上涨导致人工煤气主营单位连年亏损。引进天然气将缓解燃气供需矛盾，有利于减轻财政负担，改善城市大气环境，促进节能减排工作。本文从精益生产的角度分析现有能源形势下天然气和人工煤气的优劣，比较两种气源的经济社会效益，有助于决策者改善现有能源结构，帮助企业实现价值提升和提供质量保证。
2 精益生产分析
精益生产又称精良生产，其中“精”表示精良、精确、精美;“益”表示利益、效益等，其核心就是最大限度降低浪费[1]。精益生产管理将所有浪费归纳成8类：加工的浪费、搬运的浪费、不良修理的浪费、库存的浪费、动作的浪费、管理的浪费、制造过多过早的浪费、等待的浪费。主要分析人工煤气和天然气在能源加工、搬运和库存等过程中存在的浪费现象，比较两种气源的精益性，总结出近几年人工煤气主营单位出现投入与产出比例不相匹配、成本居高不下等现象的原因。
2.1 加工的浪费
一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源。由一次能源经过加工转换后得到的能源产品，称为二次能源。一次能源加工转换成二次能源的过程中存在能源浪费，不符合精益生产的思想。
①人工煤气加工的浪费
通过调查某人工煤气主营单位，发现能源在二次加工过程中浪费严重。该单位下设两个制气厂，分别采用不同的生产工艺生产人工煤气。A厂以轻油为原料，采用常压循环式轻油催化裂解制气工艺生成轻油制气;B厂以焦炭为原料，采用机械发生炉制气工艺生成煤制气。两种生产方式生产的人工煤气均通过能源的二次转换，近几年两厂的实际能源效率见表1、表2。
2010—2013年间，A厂实际能源效率为67.1%～70.2%，年浪费能源量最高值折合标准煤43907t;B厂实际能效为83.5%～86.7%，年浪费能源量折合标准煤最高10017t。两种生产方式在能源的二次加工转换过程中都存在严重的浪费现象，不符合精益生产避免浪费的思想。
②天然气加工的浪费
以某人工煤气主营单位某年生产人工煤气与生产等热量天然气进行对比(见表3)。某年生产人工煤气(低热值14.7MJ/m3)折合标准煤142133t，需投入的一次能源(包括液化石油气、焦炭、干气、天然气、沼气、水)及电能等折合标准煤214871t。以生产等热量天然气(低热值35.5MJ/m3)作对比，所消耗的天然气及电能折合标准煤146300t，产出天然气折合标准煤142133t。人工煤气的投入产出比为1.512：1，而天然气从生产到用户使用的过程只需消耗少量电能，投入产出比为1.029：1，天然气加工的浪费可以忽略不计。
通过以上对比得出，人工煤气在液化石油气、焦炭的转换、加工过程中存在严重的能源浪费。天然气的加工工艺过程是将高压天然气通过调压装置调节到用户所需压力，直接供给用户，整个过程实现高压到低压的转换。天然气做为产品直接使用，不需要经过二次加工、转换过程，避免了加工的浪费。从能源加工的浪费角度讲，天然气比人工煤气更具精益性。
2.2 搬运的浪费
从精益生产管理的角度，搬运是一种不产生附加价值的动作，而不产生价值的动作都属于浪费。燃气产品搬运的浪费产生于输送过程，压缩机和调压站的电消耗、燃气输送泄漏损失等都会造成能源浪费。
①人工煤气搬运的浪费
人工煤气先被送入煤气储气罐中以保证煤气生产、输送、使用的稳定，以适应城市煤气使用的不均匀性，储气罐内煤气经压缩机加压后送入煤气管网。在该过程中，主要消耗的能源有电能、水。其中电能主要用于煤气压缩机及其他泵等耗电设备，管理人员的空调、照明等也消耗少量电能;水主要用于设备的循环冷却，同时满足生活需要。
②天然气搬运的浪费
天然气的输送过程主要利用高压天然气的压力，能源消耗主要是门站和加气站的压缩机、消防泵、电动阀门、仪表等的电能消耗，以及管理人员的空调、照明等少量的电能消耗。
从以上两种气源的输送过程看出，人工煤气的输送主要靠压缩机消耗电能来实现，为顺利度过高峰期不可避免地需要二次倒罐(中压管网的人工煤气被送至煤气储气罐，待高峰时再送回中压管网)，额外消耗大量电能。而天然气利用自身的压力优势和高压管道完成燃气输送和调峰过程，门站和调压站等的电能消耗量很少。天然气利用本身的压力优势完成输送，避免了人工煤气使用压缩机加压和二次倒罐造成的电资源浪费。从精益生产管理的搬运的浪费方面，天然气比人工煤气更具有精益性。
2.3 其他浪费
不良修理的浪费。人工煤气主营单位的生产设备和储气罐设备的大修维护费用每年高达几千万元。相比之下，天然气没有生产设备，不存在生产维护费用，储存所用的高压管道设备管理和维修费用要低很多。天然气比人工煤气更节约人力资源，更节省设备维修费用。
库存的浪费。为保障人工煤气的正常生产和供应，企业会库存一定数量的主要原料满足生产所需，库存将占用企业流动资金。在焦炭、液化石油气等原料价格较低时，为降低企业生产成本通常会增加库存量，但库存的升高可能导致现金断流，引发企业的经营风险。存在库存就需要为防止库存商品被盗或者受损增加库存管理和维护费用。从精益生产角度讲，过量库存会引起巨大浪费[2]，人工煤气存在生产原料的库存本身就是一种浪费。
3 经济社会效益分析
①经济效益
从精益生产角度讲，天然气避免或减少了人工煤气生产过程中存在的8类浪费现象，节约能源将为企业带来经济效益。由于存在加工的浪费，近几年来输配生产单位体积人工煤气平均亏损2元左右，年亏损几亿元。实施天然气直供的整个运营过程相对简单，能源、人力等消耗较少，据测算至少能达到保本微利。搬运的浪费方面，天然气由于本身的压力很高，消耗的电能和水比人工煤气少很多。不良修理的浪费方面，天然气由于没有生产设施维护费，储气设施维护费也相对较低，设备管理维修费也将大大降低。库存的浪费、管理的浪费、制造过多过早的浪费、等待的浪费方面，由于燃气的生产运营是复杂的动态工程，该部分的经济效益数额无法简单估计，但天然气避免了原材料库存并且生产工艺相对简单，必然更加经济。
以上分析得出，天然气比人工煤气经济效益更好。调整能源结构，实施天然气替代人工煤气，将使企业扭亏为盈，减轻财政负担。
②社会效益
天然气的工艺过程主要是将高压天然气调压后供给用户，由于充分利用压差输送天然气，电能消耗很少，节能效益显著。除此之外，工业企业燃料由煤、油改成天然气后，生产能耗将大大降低，为节能减排作出贡献。由于发展管道天然气居民用户，以及城市内瓶装液化石油气用户的减少将大量节约槽车运输量及汽柴油消耗量。天然气汽车尾气中不含铅，排放的污染物低于以汽油、柴油为燃料的汽车。引进天然气有助于转变以煤为主的燃料结构，大量减少因燃煤排放的SO2及烟尘、灰渣，使城市空气环境得到很大改善，使城市空气质量进一步提升。
4 结语
人工煤气存在的8类浪费现象比较严重，不利于企业节能降耗和增收减亏。天然气避免或减少了浪费现象，节约资源和能源，更经济环保，更符合精益生产管理的思想。
