烧窑不能停 但用电能调吗？解码陶瓷行业的柔性可调负荷潜力

国家能源局相关数据统计，2024年全社会用电量达98521亿千瓦时，其中第二产业用电规模为63874亿千瓦时，占全社会用电量的64.8%。在经济持续向好的背景下，用电需求呈现刚性增长态势。在此形势下，工业行业的负荷调节能力愈发关键，通过科学调节工业负荷，不仅能够实现电力资源的优化配置，降低备用电源建设成本，还能显著提升发电设备利用率，避免因短时尖峰负荷导致的发电设备过度投资，为电网的安全稳定运行筑牢防线。然而，工业行业具有显著的特殊性，产品品类繁多，生产工艺流程复杂多样，设备启停节奏与运行规律也各不相同。这些因素相互叠加，导致难以对工业企业实施统一的负荷管理。本文聚焦陶瓷行业这一工业重点领域，通过构建生产机理模型、剖析典型日负荷数据，系统评估其负荷调节潜力与价值，助力企业在保障生产的同时，推动电力供需平衡与产业绿色发展。

陶瓷行业的生产机理模型

陶瓷生产离不开电力的支撑，用电方面有着负荷高、需要连续供电、对电压稳定性比较敏感的特点。陶瓷的品类特别丰富，常见的建筑用陶瓷、日常用的餐具陶瓷、质感细腻的骨质陶瓷、卫生间用的卫生陶瓷等都属于陶瓷范畴。供电稳不稳定，直接关系到陶瓷产品的质量好不好，以及生产过程中的能耗成本高不高。所以陶瓷企业都会想办法优化用电，比如通过一些技术手段提升用电效率，还有不少企业会配套建设光伏、储能等新能源设施，以此减少传统电力的消耗，降低能耗成本。

陶瓷制品的生产有着一套完整的核心流程，下面以大家比较熟悉的建筑陶瓷为例：从原料的初步处理开始，接着做成纸浆状的原料浆，再通过干压的方式做成陶瓷坯体，之后进入烧制环节，烧制完成后进行抛光处理，最后打包入库就完成了。从产业链来看，陶瓷生产的上游是黏土、矿石等开采行业，为陶瓷生产提供黏土、瓷土、陶土等基础原料；而生产出来的陶瓷制品，主要供应给下游的建筑、装修等行业使用。

图1  行业生产工艺流程

表1  行业生产流程介绍

图2  陶瓷制造企业回路-设备-工序一张图

如图2所示，陶瓷生产工艺企业供电系统架构特征显著，高压侧采用10kV电压等级，低压侧为0.4kV，配电回路严格按照各生产车间布局分配，契合各道生产工序的逻辑关联。从设备功率与负荷占比维度来看，抛光机、球磨机、抽湿风机等单台功率较高，均属于核心生产设备，结合实地调研数据，烧成工序在企业生产总负荷中占比较高且不具备调节弹性，其余生产工序的负荷均具备一定调节空间，非生产性办公用电负荷则仅具备少量调节能力。该行业主要通过调整运行设备台数实现用电负荷的调节管控，其中常规生产负荷调节需提前1日发出通知，响应时间等级为T5级（4~24小时），非生产性负荷调节需在当日内完成通知，响应时间等级为T3级（15~30分钟）。

典型日行业负荷特性分析

典型日负荷特性分析以迎峰度夏、迎峰度冬、周末及节假日等关键节点为研究对象，以某中部地区的数据为基础，通过对行业典型日负荷数据进行分析，有助于精准把握行业生产负荷的日内波动规律与峰值时段，清晰识别产能利用瓶颈环节，为企业优化生产排班、合理调配设备提供数据支撑，为负荷调控策略的科学制定与动态优化筑牢基础。

图3  某中部地区负荷数据

如图3所示，以迎峰度夏、迎峰度冬、周末这些关键节点为研究方向，结合某中部地区的行业负荷数据，梳理典型日的负荷波动规律，可进一步明晰负荷峰值时段与产能瓶颈所在，给企业调整生产排班、调配设备，还有优化负荷调控策略，提供点实际的参考，具体如下：

（一）夏天：烘干+冷却，用电需求有点“双高”

夏天空气潮乎乎的，陶瓷坯体自然干得慢，电烘干窑、热风炉就得长时间开着大功率才行，加上天气热，窑体散热也慢，加热系统得一直使劲维持窑里的温度，冷却段还得开强制通风、水冷这些设备，两边的用电需求一叠加，夏天的负荷自然就上去了。

（二）冬天：自然干燥+余热取暖，悄悄省了不少电

冬天空气干，坯体不用怎么靠设备烘就能自己干得差不多，烘干设备可以少开一会儿、调低点儿功率；而且天气冷，窑体不用额外降温，冷却系统也不用费什么电，窑炉出来的余热还能顺便给车间取暖，由此，冬天的辅助用电就省了不少。

（三）周末：轮休带来的“天然小低谷”

多数陶瓷企业实行轮休制度，行政人员休息且部分生产设备减少运行，使得负荷较工作日略有下降，企业也可以根据实际情况，在工作日做个错峰调休，实现峰谷电差的节省。

挖掘陶瓷行业负荷调节潜力

基于陶瓷行业负荷数据分析，对行业避峰、错时、轮休、检修价值体系进行评价，挖掘行业的调节潜力。

图4  负荷调控潜力价值图

（一）避峰潜力评价：能临时“省”多少电？

主要看三个关键点：一是可中断负荷，公式是X1=Ppeak-Pesl（Ppeak是最大峰值负荷，Pesl是经济生产保障负荷），即平时用电的顶格数减去保障基本生产最少得用的电，算出来的数就是不耽误干活时能临时砍掉的负荷；二是负荷波动率，公式是X2=δ/μ（δ是工作日负荷标准差，μ是负荷均值），简单说就是工作日用电的波动幅度除以平均用电量，这个数越大，说明用电弹性越足，真遇到紧急情况要减负荷反而越稳；三是避峰成本，就是临时减负荷可能带来的生产调整、产量损失这些经济账。

（二）检修潜力评价：检修顺便帮电网“减负”

核心指标有三个：一是检修负荷，公式是X6=Ppeak-Psl（Ppeak是电网高峰时段最大负荷，Psl是安保负荷），意思是电网高峰时企业的最大用电负荷，减去检修时只开安保设备的负荷，这个差值越大，检修能帮电网减的负荷就越多；二是检修率，公式是X7=Drest/Dtotal（Drest是最大连续厂休天数，Dtotal是连续采样天数），算这个数能快速找到那些经常有长休、适合安排检修的企业；三是检修成本，主要就是设备停机耽误生产计划，会带来多少经济损失。

（三）轮休价值评价：歇一歇能不能帮电网削峰

重点看这三个点：一是周休负荷，公式是X3=Pwd-Pwe（Pwd是工作日负荷均值，Pwe是周末负荷均值），就是工作日平均用电量减去周末平均用电量，能直观看到周末比平时少用多少电；二是周负荷下降率，公式是X4=(Pwd-Pwe)/(Pwd-Psl)，算的是周末少用的电占“工作日用电减安保用电”的比例，这个数能直接体现轮休的削峰力度；三是轮休成本，比如调整生产计划、多付员工加班费这些，都是轮休要考虑的开销。

（四）错时潜力评价：企业的用电高峰“挪个点”

关键指标有三个：一是错时负荷，公式是X9=Ppeak-min(Pel,Pdl)（Pel，Pdl是以地区高峰时刻为中心提前/推迟K小时的负荷，K根据高峰持续时间确定），就是电网高峰时企业的最大负荷值，减去错时后最少负荷值，这个差值就是错时能减下来的负荷；二是峰时用电占比，公式是X10=Wpeak/Wday（Wpeak是高峰时段用电量，Wday是全天用电量），这个比例越高，说明企业用电越集中在高峰，把用电时间错开后，帮电网减负的效果就越好；三是错时成本，就是调整生产时间可能带来的各种开销，都要算在里面。

图5  负荷调控价值评估雷达图

经量化测算，该地区行业在避峰、检修、错时具备一定的价值，且检修环节的负荷调控潜力较为突出。（测算基于避峰、轮休、检修、错时多维价值评估体系，结合地区历史负荷调节实绩数据进行对比分析，最终形成负荷调控价值潜力研判结论。）

陶瓷负荷调节特点及价值

基于行业生产机理模型、设备的启停特点、负荷数据分析结果、负荷调节潜力和价值等，总结行业负荷调节的条件、调节时间、持续时间，以及对生产的整体影响等。

（一）常规调控场景（产能损失可控）

在确保产能损失处于可接受范围的前提下，原料加工设备需要至少提前12小时通知才能安排调节；成形、施釉、后处理和包装设备则灵活很多，至少提前1小时通知就可以进行相应的调节安排。单次调节最长能连续进行4小时，可调节的负荷占比过半。好在各工序的半成品当天能短暂存放，设备停机期间也只会产生少量人工成本，而且通电就能快速恢复正常生产，所以对整体生产的影响不大。

（二）电网紧急场景（优先保供）

遇到电网紧急情况时，除了窑炉必须保持连续运行，同时保留能保障设备基本运转的保安负荷外，其他设备都可以临时关停。至少提前24小时通知，就可以实现长达24小时的持续调节。需要注意的是，设备要是长时间停机，喷雾干燥塔、干燥器会慢慢散失热量，这样不仅会浪费能源、增加一点人工成本损失，还可能耽误订单交付，因此提前制定好协商应对方案，这样会更稳妥。

总结

综上，本文所提出的建筑陶瓷行业负荷调控价值评估方法，能够为衡量建筑陶瓷企业参与各类负荷调控措施的适配性提供参考。研究过程中，我们从行业生产机理模型构建、典型日负荷特性分析、负荷调节潜力评估与负荷价值挖掘等多个角度，对建筑陶瓷行业的整体负荷特点进行了系统梳理。

结合行业特性来看，其生产流程环环相扣，整体负荷运行状态相对平稳，夏季负荷通常高于冬季负荷。得益于生产过程中各类半成品可临时储存的特点，除窑炉设备因启停成本较高、不适合频繁调节外，其余多数生产设备均具备一定的负荷调节空间，仅需提前4-24小时给予企业通知即可。从调节时长的影响来看，1-4小时的短时间调节对企业的整体影响较小，但若调节时间过长，不仅可能带来人工、能源等方面的成本损失，也可能对订单交付进度造成一定影响。

从负荷调节的价值层面而言，建筑陶瓷行业在避峰用电、设备检修、错峰生产等多个场景中，都具备一定的调节潜力，其中以设备检修期间的调节价值相对突出。同时，可以结合各区县企业的负荷分布情况，也能够为合理确定负荷调节的区域优先顺序提供有益依据。