基于合同能源管理的廠房照明改造

王建

摘 要：本文基于合同能源管理，對(duì)發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode，LED）廠房照明改造的可行性、存在的風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并結(jié)合實(shí)例，以期為用能單位和節(jié)能服務(wù)公司采用合同能源管理模式進(jìn)行LED廠房照明改造提供參考。

關(guān)鍵詞：合同能源管理;節(jié)能改造;LED燈

中圖分類號(hào)：F206文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）16-0108-03

Abstract： Based on the contract energy management， this paper briefly analyzed the feasibility， existing risks and Countermeasures of the lighting transformation of light emitting diode （LED） plant， in order to provide reference for energy users and energy-saving service companies to adopt contract energy management model for LED plant lighting transformation.

Keywords： contract energy management;energy saving transformation;LED

如今大多廠房在照明工具上都選擇使用金屬鹵化物燈，簡(jiǎn)稱金鹵燈。金鹵燈會(huì)隨著時(shí)間逐漸老化，使用后期不僅會(huì)導(dǎo)致燈具能耗和維護(hù)成本增加，而且會(huì)造成廠房照明度不足，容易引起工作人員視覺疲勞，降低工作效率，甚至引發(fā)重大安全事故。此外，金鹵燈屬于氣體放電燈，內(nèi)含汞、鈉等有害元素，處理不當(dāng)會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

為積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，改善廠房的照明環(huán)境，將綠色制造的理念落到實(shí)處，采用更加高效、節(jié)能、環(huán)保、安全的LED燈取代金鹵燈勢(shì)在必行。但是，廠房照明使用的大功率發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode，LED）燈具價(jià)格高且無相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支撐，燈具質(zhì)量參差不齊。因此，與專業(yè)化的節(jié)能服務(wù)公司進(jìn)行合作，采用合同能源管理模式對(duì)廠房照明工具進(jìn)行優(yōu)化更替的改造方式，受到越來越多用能單位的青睞。

1 合同能源管理簡(jiǎn)介

合同能源管理（Energy Performance Contracting，EPC）是20世紀(jì)70年代中期在美國(guó)、加拿大等西方發(fā)達(dá)國(guó)家的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體中為應(yīng)對(duì)能源危機(jī)而逐步發(fā)展起來的一種基于市場(chǎng)的、全新的節(jié)能新機(jī)制。合同能源管理機(jī)制的實(shí)質(zhì)是專業(yè)的節(jié)能服務(wù)公司（國(guó)內(nèi)簡(jiǎn)稱EMC）與用能單位簽訂節(jié)能服務(wù)合同，為客戶提供一整套的節(jié)能服務(wù)，并從客戶進(jìn)行節(jié)能改造后獲得的節(jié)能效益中收回投資和取得利潤(rùn)的一種商業(yè)運(yùn)作模式。合同能源管理機(jī)制的特點(diǎn)是服務(wù)專業(yè)化、節(jié)能有保障和用能單位風(fēng)險(xiǎn)低[1]。

2 合同能源管理LED廠房照明節(jié)能改造可行性

LED半導(dǎo)體照明作為第四代高新技術(shù)光源，具有高效、節(jié)能、環(huán)保、舒適、安全以及壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，符合《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50034—2013）對(duì)綠色照明的定義。

采用合同能源管理模式對(duì)廠房照明進(jìn)行節(jié)能改造，無須改變?cè)姓彰骶€路和燈具控制方式，只需在原燈位直接替換燈具，實(shí)施方便且對(duì)正常生產(chǎn)秩序影響較小。

隨著LED照明技術(shù)的發(fā)展和燈具制造技術(shù)的提高，LED燈具的生產(chǎn)成本日益降低，燈具光效、光衰、使用壽命等方面的性能不斷提高。因此，采用合同能源管理模式進(jìn)行LED廠房照明節(jié)能改造，節(jié)能服務(wù)公司能夠在較短的時(shí)間內(nèi)收回成本并取得收益。

3 合同能源管理LED廠房照明改造實(shí)施要點(diǎn)

采用合同能源管理模式進(jìn)行LED廠房照明節(jié)能改造，用能單位和節(jié)能服務(wù)公司都存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)用能單位來說，可能面臨后期燈具維護(hù)不及時(shí)而影響單位生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn);對(duì)節(jié)能服務(wù)公司來說，項(xiàng)目失敗或者項(xiàng)目節(jié)能量未達(dá)到預(yù)期，會(huì)面臨合作方收回投資和盈利困難的風(fēng)險(xiǎn)。為確保風(fēng)險(xiǎn)可控，在采用合同能源管理模式進(jìn)行LED廠房照明節(jié)能改造時(shí)應(yīng)把控好以下要點(diǎn)：①節(jié)能服務(wù)公司須在國(guó)家發(fā)改委進(jìn)行備案;②節(jié)能服務(wù)公司有實(shí)施“合同能源管理模式LED廠房照明節(jié)能改造”的成功案例;③節(jié)能改造方案的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以廠房的原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)比設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)提高，以保證在合同期內(nèi)滿足照度標(biāo)準(zhǔn);④選用優(yōu)質(zhì)LED燈具，同時(shí)必須具有第三方獨(dú)立檢測(cè)報(bào)告;⑤為便于協(xié)調(diào)工作，應(yīng)聯(lián)系一家與用能單位有長(zhǎng)期合作關(guān)系的安裝公司進(jìn)行燈具安裝;⑥燈具安裝的實(shí)施需要與用能單位的生產(chǎn)安排進(jìn)行協(xié)調(diào)，周期存在很大的不確定性，應(yīng)當(dāng)確定一個(gè)對(duì)雙方都公平的節(jié)能收益起始點(diǎn);⑦節(jié)能量的測(cè)量方法、步驟及驗(yàn)證手段須在合同中詳盡約定。

4 合同能源管理LED廠房照明改造實(shí)例

4.1 項(xiàng)目概況

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)核實(shí)，廠房A到廠房F共安裝金鹵燈356套，合計(jì)功率142.4 kW，詳情如表1所示。

為積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，認(rèn)真貫徹《關(guān)于加快推行合同能源管理促進(jìn)節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》文件精神，項(xiàng)目結(jié)合廠房照明實(shí)際運(yùn)行情況，采用合同能源管理模式對(duì)廠房照明實(shí)施節(jié)能改造。

4.2 項(xiàng)目改造技術(shù)要求

4.2.1 項(xiàng)目改造范圍。廠房A到廠房F金鹵燈共356套。

4.2.2 項(xiàng)目改造思路。線路及燈具控制方式不變，在原燈位置用LED工礦燈替換現(xiàn)有的金鹵燈;在照明配電箱中新增電度表，用于改造后的照明計(jì)量。

4.2.3 項(xiàng)目改造標(biāo)準(zhǔn)。以廠房原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，結(jié)合《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50034—2013）和其他相關(guān)技術(shù)規(guī)范確定廠房的照度和均勻度：廠房A～廠房C平均照度300 lx，均勻度0.6;廠房D～廠房E平均照度500 lx，均勻度為0.6;廠房F平均照度為200 lx，均勻度為0.6。

4.2.4 LED工礦燈主要性能參數(shù)和技術(shù)要求。LED工礦燈主要性能參數(shù)和技術(shù)要求，如表2所示。

4.2.5 項(xiàng)目投資方式。采用合同能源管理分享型方式，節(jié)能改造項(xiàng)目的全部投入和風(fēng)險(xiǎn)由節(jié)能服務(wù)公司承擔(dān)。項(xiàng)目實(shí)施完畢后，雙方按照合同約定比例和周期分享節(jié)能收益。合同期滿，燈具的所有權(quán)歸用能單位[3]。

4.2.6 節(jié)能指標(biāo)及效益分享。①節(jié)能指標(biāo)要求。節(jié)能改造完成后亮燈率在95%以上，并保證改造后的照明效果符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，節(jié)能率不小于50%。②節(jié)能效益分享比例。用能單位和節(jié)能服務(wù)公司分享比例不低于1∶9。③節(jié)能核定。節(jié)能核定的指標(biāo)即項(xiàng)目改造前原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)燈具的實(shí)際功率與替換LED燈具功率的差額，其中金鹵燈的實(shí)際功率為金鹵燈額定功率和鎮(zhèn)流器的功耗（額定功率的10%）之和。④節(jié)能量的確認(rèn)。在確認(rèn)節(jié)能量時(shí)，電費(fèi)綜合單價(jià)以0.75 元/（kW·h）計(jì)算，可通過以下計(jì)算公式獲得[4]：

首先，節(jié)能服務(wù)公司開展能源審計(jì)獲取現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，包括照度值、燈具功率及數(shù)量、日均開燈時(shí)長(zhǎng)、燈具的安裝高度以及燈位布置等。

其次，根據(jù)獲取的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，結(jié)合技術(shù)要求，通過DIALux仿真軟件，按照原燈位布局，模擬LED燈的替換功率，結(jié)果如表3所示。廠房D的LED燈具模擬布置結(jié)果如圖1所示，用100 W LED工礦燈仿真等照度如圖2所示。

最后，從仿真結(jié)果可見，用100 W LED工礦燈替換原400 W的金鹵燈，平均照度為559 lx，最小照度為372 lx，最大照度為628 lx，照度均勻度為0.665。

4.4 合同簽訂

首先，用能單位通過比選方式，按照相應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)節(jié)能服務(wù)公司的節(jié)能方案評(píng)選打分。其次，用能單位與選定的節(jié)能服務(wù)公司就節(jié)能效益的分享比例、分享周期以及付款方式等開展商務(wù)談判。最后，用能單位與節(jié)能服務(wù)公司按照《合同能源管理技術(shù)通則》（GB/T 24915—2020）標(biāo)準(zhǔn)合同格式簽訂廠房照明節(jié)能改造項(xiàng)目合同，對(duì)雙方的責(zé)任和義務(wù)，以及項(xiàng)目改造后廠房的照度、均勻度、節(jié)能量等指標(biāo)的核定、驗(yàn)收、后續(xù)服務(wù)等進(jìn)行嚴(yán)格約定。

4.5 項(xiàng)目實(shí)施

項(xiàng)目實(shí)施前，節(jié)能服務(wù)公司根據(jù)用能單位的生產(chǎn)計(jì)劃安排制定詳細(xì)的施工方案，待用能單位最終確認(rèn)同意后，方可進(jìn)場(chǎng)施工。

項(xiàng)目實(shí)施過程中，為保證施工順利進(jìn)行，用能單位安排專門的生產(chǎn)調(diào)度人員作為甲方管理者代表負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)施工過程中的相關(guān)事宜，同時(shí)安排專門的質(zhì)量管理者代表參與施工過程中的質(zhì)量把控。

項(xiàng)目實(shí)施完畢后，按照合同中約定的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，用能單位和節(jié)能服務(wù)公司共同對(duì)施工質(zhì)量、照度以及節(jié)能量等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量驗(yàn)收。

4.6 實(shí)施效果

4.6.1 改善照明環(huán)境。實(shí)施廠房照明改造后，廠房A平均照度為314 lx，均勻度為0.615;廠房B平均照度為352 lx，均勻度為0.673;廠房C平均照度為375 lx，均勻度為0.666;廠房D平均照度為542 lx，均勻度為0.645;廠房E平均照度為565 lx，均勻度為0.609;廠房F平均照度為218 lx，均勻度為0.670。

4.6.2 經(jīng)濟(jì)效益。改造前356套金鹵燈的實(shí)際功率為156.64 kW，改造后356套LED燈具的功率為38.23 kW，節(jié)電率約75.59%，每年節(jié)電約825 960.93 kW·h，節(jié)約電費(fèi)約61.95萬元（以電費(fèi)綜合單價(jià)為0.75元/（kW·h）計(jì)算）。假設(shè)按照2∶8分享比例計(jì)算，合同期內(nèi)用能單位每年可分享節(jié)能收益約12.39萬元，節(jié)能服務(wù)公司每年可分享節(jié)能收益約49.56萬元。

4.6.3 社會(huì)效益。根據(jù)國(guó)家節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)（每節(jié)約1 kW·h的電，可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤0.4 kg，減排二氧化碳0.997 kg，減排二氧化硫0.03 kg）計(jì)算，實(shí)施廠房照明改造后，每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約330 384.372 kg，減排二氧化碳約823 483.04 kg，減排二氧化硫約24 778.82 kg[5]。

5 結(jié)語

從實(shí)例可知，采用合同能源管理模式進(jìn)行LED廠房照明改造，用能單位零投入能夠?qū)崿F(xiàn)廠房照明環(huán)境的改善和能源利用效率的提高，有利于合同能源管理模式被越來越多的用能單位接受認(rèn)可，市場(chǎng)前景廣闊。

參考文獻(xiàn)：

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