公路隧道合同能源管理研究

時(shí)間:2022-09-10 11:13:11

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公路隧道合同能源管理研究

1合同能源管理的概念及特點(diǎn)

1.1合同能源管理的概念

合同能源管理就是由專業(yè)的節(jié)能服務(wù)公司和用能單位簽訂合同進(jìn)行節(jié)能服務(wù)的約定,以此來幫助用能單位進(jìn)行節(jié)能改造。合同的制定基于用能診斷、工程設(shè)計(jì)、資金籌措、設(shè)備采購、施工安裝、調(diào)試和驗(yàn)收、員工培訓(xùn)和維護(hù)保養(yǎng)等方面。節(jié)能服務(wù)應(yīng)該按照合同的約定進(jìn)行設(shè)計(jì),采用合同能源管理模式為用能單位進(jìn)行節(jié)能改造設(shè)計(jì)。節(jié)能服務(wù)公司在項(xiàng)目實(shí)施之前用合同的形式將目標(biāo)和服務(wù)的內(nèi)容進(jìn)行約定,項(xiàng)目實(shí)施后用取得的節(jié)能效益回收投資,以取得合理的利潤。合同能源管理是一種通過非行政手段的方式來解決高能耗問題的機(jī)制。雖然政府確定了一些節(jié)能減排的項(xiàng)目,但是很難推動(dòng)用能單位自主進(jìn)行節(jié)能改造。利用合同能源管理方式,用能單位可以零投入進(jìn)行節(jié)能改造,還可以減少投入的風(fēng)險(xiǎn),在實(shí)現(xiàn)盈利的同時(shí)達(dá)到節(jié)能減排的目的。同時(shí)節(jié)能服務(wù)公司也能夠通過對能源的有效節(jié)約而獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。因此,合同能源管理模式是一種雙贏的機(jī)制。

1.2合同能源管理模式的特點(diǎn)

(1)在進(jìn)行合同能源管理中,節(jié)能項(xiàng)目審計(jì)、方案設(shè)計(jì)、融資和設(shè)備采購、施工測量以及運(yùn)營維護(hù)和認(rèn)證等都由節(jié)能服務(wù)公司統(tǒng)一負(fù)責(zé),用能單位只需參與配合。(2)采用合同能源管理模式,節(jié)能服務(wù)公司需對用能單位培訓(xùn),以確保在合同期結(jié)束后,公路隧道用能單位也能夠自己管理節(jié)能設(shè)備,確保節(jié)能效果。如果節(jié)能服務(wù)公司達(dá)不到合同中規(guī)定的要求,則在項(xiàng)目過程中造成的損失由節(jié)能公司承擔(dān)。節(jié)能服務(wù)公司在和用能單位簽訂節(jié)能服務(wù)合同時(shí),在合同中約定好節(jié)能改造效果,將節(jié)能改造前后對比,其所消耗的能源的總量有預(yù)期的下降。(3)用能單位不用提供節(jié)能改造資金,節(jié)能改造的前期資金投入由節(jié)能服務(wù)公司來負(fù)責(zé),有效降低了節(jié)能改造投入及風(fēng)險(xiǎn)。資金的來源一般有以下三個(gè)方面:通過租賃節(jié)能改造過程中需投入的設(shè)備;節(jié)能服務(wù)公司對該項(xiàng)目進(jìn)行融資;節(jié)能服務(wù)公司自己對該項(xiàng)目投入。

2合同能源管理的模式及特點(diǎn)

2.1節(jié)能效益分享型

節(jié)能效益分享型的模式就是節(jié)能服務(wù)公司通過提供資金的方式對項(xiàng)目進(jìn)行節(jié)能改造,用能單位和節(jié)能服務(wù)公司共同享受節(jié)能的效益。節(jié)能效益分享型的特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面。用能單位以及節(jié)能服務(wù)公司的節(jié)能收益通過合同約定進(jìn)行分配。合同期限以及分配方案經(jīng)雙方協(xié)商一致后確定,節(jié)能收益的分享比例分為固定式和不固定式兩種。為了能夠盡快的收回成本,節(jié)能服務(wù)公司一般都會(huì)在節(jié)能改造完成的最早的幾年內(nèi),收取收益的比例較高,然后隨著成本的不斷收回逐漸的下調(diào)收回比例。如項(xiàng)目的節(jié)能改造完成投入運(yùn)營后,收益分享的期限為十年,則前五年內(nèi),公路隧道用能單位和節(jié)能服務(wù)公司的收益比例分別為30%和70%,第六年到第八年內(nèi),分享比例分別為50%,最后兩年內(nèi)用能單位和節(jié)能公司的分享比例為70%和30%。合同期滿之后,所有的節(jié)能設(shè)施和設(shè)備都將無條件的交付給公路隧道用能單位。這種模式受能源價(jià)格影響比較大。只有能源價(jià)格保持不變或者價(jià)格上漲,才能保證項(xiàng)目的收益,才能確??傮w的節(jié)能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

2.2節(jié)能量保證型

在進(jìn)行合同能源管理的過程中應(yīng)向用能單位承諾節(jié)能指標(biāo),以此保證項(xiàng)目在后期運(yùn)營中的收益,如果節(jié)能公司無法達(dá)到節(jié)能效益就進(jìn)行一定的賠償。同時(shí)用能單位也應(yīng)在公路隧道驗(yàn)收合格后將所有的工程款立刻支付給節(jié)能公司。如果后期的節(jié)能效益沒有達(dá)到節(jié)能公司在合同中的約定,節(jié)能公司應(yīng)退回公路隧道用能單位的收益差額。這個(gè)模式的特點(diǎn)是由用能單位負(fù)責(zé)全部的融資工作,節(jié)能公司只是做技術(shù)上的改造。該模式能否開展,除節(jié)能技術(shù)本身外,還受用能單位的資金、開展節(jié)能改造的積極性等因素的影響。其次,由于這種模式缺少節(jié)能監(jiān)督機(jī)構(gòu)以及保險(xiǎn)機(jī)構(gòu),難以有效測定節(jié)能效果以及減少或轉(zhuǎn)移合同能源管理項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的能力。

2.3能源費(fèi)用托管型

這個(gè)模式是指用能單位的能源費(fèi)用都交給節(jié)能服務(wù)公司來進(jìn)行管理,如果滿足相應(yīng)的規(guī)范以及使用功能,節(jié)能服務(wù)公司的改造和節(jié)約效益就都?xì)w節(jié)能公司所有。如該水電站庫區(qū)公路隧道每年用電賬單為1000萬元,該水電站庫區(qū)公路隧道以5年4000萬元費(fèi)用支付給節(jié)能公司,由節(jié)能公司代為繳納電費(fèi)。節(jié)能公司通過節(jié)能改造和管理,花去成本600萬元,節(jié)電率達(dá)到40%,因此只用花用3000萬元即夠繳電費(fèi),利潤為400萬元,利潤率為10%。而用能單位在五年中可節(jié)約1000萬元。這種模式能夠有效的避免用能單位在節(jié)能效率上的分歧,但是此模式對節(jié)能公司的要求較高。節(jié)能公司要對用能單位提供節(jié)能改造的設(shè)計(jì)、設(shè)備以及材料的采購、融資和能效審計(jì)甚至是后期的測評以及運(yùn)行的管理方案等一系列的服務(wù),由于節(jié)能公司承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)變大,所以對該公司的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)要求也較高。

3合同能源管理項(xiàng)目的技術(shù)方案

3.1照明能效管理方案

(1)隧道照明設(shè)計(jì)說明。隧道能效管理系統(tǒng)照明方案設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵照照明設(shè)計(jì)規(guī)范。該實(shí)施合同能源管理模式的水電站淹沒復(fù)建公路隧道屬于三級(jí)公路,共9個(gè)隧道,隧道總長度約16km,隧道設(shè)計(jì)車速30km/h,隧道建筑限界為9m×5.3m,雙向雙車道,混凝土路面,隧道車流量較小。白天洞外環(huán)境亮度取3000cd/m2。原設(shè)計(jì)采用高壓鈉燈照明,能效管理系統(tǒng)照明設(shè)計(jì)選用高品質(zhì)的飛利浦專用隧道照明燈具,燈具的光通保持性好,光衰小,使用壽命周期內(nèi)可維持光衰量在20%以內(nèi)。在整個(gè)燈具使用周期內(nèi),亮度值都高于標(biāo)準(zhǔn)值。(2)照明節(jié)能措施和節(jié)能原理。該系統(tǒng)主要從設(shè)備、工藝技術(shù)和管理三個(gè)方面進(jìn)行節(jié)能。①設(shè)備節(jié)能。采用品質(zhì)較優(yōu)的LED照明燈替換傳統(tǒng)的高壓鈉燈,可有效節(jié)能。②工藝節(jié)能。采用亮度傳感器及時(shí)序控制,實(shí)現(xiàn)隧道的自動(dòng)化控制,減少不必要的照明能耗,節(jié)約電能。③管理節(jié)能。建立照明能效管理系統(tǒng),均衡照明燈具的使用壽命,優(yōu)化控制方案。(3)系統(tǒng)功能。①系統(tǒng)組成:隧道能效管理系統(tǒng)由現(xiàn)地控制單元和通訊網(wǎng)絡(luò)、LED照明燈具、檢測傳感器、照明能效管理系統(tǒng)等組成?,F(xiàn)地控制單元以PLC為核心,負(fù)責(zé)對現(xiàn)地照明設(shè)備的信號(hào)采集和處理,通過通訊網(wǎng)絡(luò)將照明設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)傳輸至相鄰的現(xiàn)地控制單元,實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)的數(shù)據(jù)共享和時(shí)序同步,達(dá)到節(jié)能的目的。②控制對象:控制對象為隧道內(nèi)除應(yīng)急照明外所有的LED照明燈具。③控制信號(hào):控制信號(hào)主要有:亮度傳感器、電參數(shù)傳感器等。④系統(tǒng)功能:隧道照明分為自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩類。自動(dòng)控制:正常情況下,系統(tǒng)根據(jù)控制流程自動(dòng)實(shí)現(xiàn)照明燈組的開啟和關(guān)閉。手動(dòng)控制:當(dāng)自動(dòng)控制失效或者需要手動(dòng)操作時(shí),可以在各個(gè)照明段的現(xiàn)地控制柜上通過“開啟”和“關(guān)閉”按鈕實(shí)現(xiàn)各燈組的手動(dòng)開關(guān)。

3.2通風(fēng)能效管理方案

(1)隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)說明。隧道能效管理系統(tǒng)的通風(fēng)方案設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵照通風(fēng)規(guī)范,每座隧道均采用22kw的射流風(fēng)機(jī)。(2)通風(fēng)節(jié)能措施和節(jié)能原理該方案主要從設(shè)備、工藝技術(shù)和管理三個(gè)方面進(jìn)行節(jié)能。①設(shè)備節(jié)能原理。采用變頻器替代接觸器控制,實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)無極調(diào)速和高效運(yùn)行,節(jié)約電能。電機(jī)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中,需要考慮建設(shè)前、后長期工藝要求的差異和過載、重載啟動(dòng)、系統(tǒng)安全等因素,因此都留有一定的余量。這些電動(dòng)機(jī)大多在滿負(fù)荷下運(yùn)行,電能利用率低、耗電量過大,浪費(fèi)嚴(yán)重。變頻調(diào)速技術(shù)已成為節(jié)約能源及提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效措施。很多用戶實(shí)踐的結(jié)果證明,節(jié)電率一般在10%~30%,有的高達(dá)40%,變頻調(diào)速技術(shù)作為高新技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)和節(jié)能技術(shù),已經(jīng)滲透到各行各業(yè)中。采用變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速,可使電動(dòng)機(jī)回到高效運(yùn)行狀態(tài),變頻器通過降低電機(jī)轉(zhuǎn)速減少輸出功耗,實(shí)現(xiàn)按需供能。設(shè)備的轉(zhuǎn)速降低后,可減少磨損,延長使用壽命,節(jié)約電能,獲得可觀的間接經(jīng)濟(jì)效益。使用變頻器進(jìn)行交流變頻調(diào)速,并與PLC、CO/VI傳感器等進(jìn)行配合,可以實(shí)現(xiàn)高精度控制,提高通風(fēng)效率,有效節(jié)能,使隧道空氣質(zhì)量明顯改善。②工藝節(jié)能原理。采用CO/VI、風(fēng)速儀等傳感器,實(shí)現(xiàn)隧道通風(fēng)的自動(dòng)化控制,節(jié)約電能。該系統(tǒng)采用PLC控制,根據(jù)傳感器對隧道內(nèi)CO/VI濃度實(shí)際檢測情況進(jìn)行風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),確保通風(fēng)條件、空氣質(zhì)量良好的狀態(tài)下,最大化的提高節(jié)能效果。③能效管理節(jié)能原理。建立隧道能效管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)智能控制、無人或少人值守,節(jié)約管理成本。采用最新的設(shè)計(jì)理念對通風(fēng)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行綜合監(jiān)測,如對風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視,運(yùn)行時(shí)間監(jiān)視、運(yùn)行次數(shù)監(jiān)視。在這些監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,自動(dòng)調(diào)整各各組風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間和次數(shù),需要啟動(dòng)風(fēng)機(jī)時(shí),優(yōu)先啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)間短的風(fēng)機(jī),延長風(fēng)機(jī)的使用壽命。(3)系統(tǒng)功能。①系統(tǒng)組成:公路隧道能效管理系統(tǒng)由現(xiàn)地控制單元、通訊網(wǎng)絡(luò)、風(fēng)機(jī)、檢測傳感器、通風(fēng)能效管理系統(tǒng)等組成?,F(xiàn)地控制單元以PLC為核心,負(fù)責(zé)對現(xiàn)地風(fēng)機(jī)設(shè)備的信號(hào)采集和處理,通過通訊網(wǎng)絡(luò)將通風(fēng)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)傳輸至相鄰的現(xiàn)地控制單元,實(shí)現(xiàn)隧道內(nèi)的風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)共享和時(shí)序同步,達(dá)到節(jié)約電能的目的。②控制對象:控制對象為隧道內(nèi)的所有的風(fēng)機(jī)。③控制信號(hào):控制信號(hào)主要有:CO傳感器、VI傳感器、風(fēng)速傳感器、電參數(shù)傳感器等。④系統(tǒng)功能:隧道通風(fēng)分為自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩類。自動(dòng)控制:正常情況下,系統(tǒng)根據(jù)控制流程自動(dòng)實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的開啟和關(guān)閉。手動(dòng)控制:當(dāng)自動(dòng)控制失效或者需要手動(dòng)操作時(shí),可以在各個(gè)現(xiàn)地控制柜上通過“開啟”和“關(guān)閉”按鈕實(shí)現(xiàn)各風(fēng)機(jī)的手動(dòng)啟停。

4水電站庫區(qū)公路隧道合同能源管理項(xiàng)目的體會(huì)

(1)從技術(shù)方案的角度,考慮到目前新了《公路隧道照明設(shè)計(jì)細(xì)則》和《公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)細(xì)則》,后續(xù)能效管理系統(tǒng)的通風(fēng)、照明節(jié)能改造要滿足新的規(guī)范要求。在照明調(diào)光控制上,還可以采用無級(jí)調(diào)光的方式控制LED照明燈具,比該項(xiàng)目更節(jié)能,更加滿足運(yùn)營安全的需要,在以后的照明改造中可以選用無級(jí)調(diào)光控制LED照明燈具。該項(xiàng)目節(jié)能效益良好:節(jié)能改造初步估算投入600萬元,年節(jié)約電費(fèi)193.46萬度,年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤696.44噸,年減排CO21855.23噸,年節(jié)省電費(fèi)125.75萬元。(2)傳統(tǒng)照明均采用高壓鈉燈,其初期投入相對較低,但耗電量高、燈泡易壞,維修工作量大。LED燈具供電安全等級(jí)高,其為冷光源,無熱輻射,無危害人體健康的紫外線輻射,無有害金屬汞,可減少環(huán)境污染,降低溫室效應(yīng)和能源消耗,符合國家節(jié)能減排的要求,維修工作量小。在進(jìn)行合同能源管理中,節(jié)能服務(wù)公司負(fù)責(zé)節(jié)能改造的投入、能源審計(jì)、方案設(shè)計(jì)、融資和設(shè)備采購以及運(yùn)營維護(hù)和認(rèn)證等工作,公路隧道用能單位只需參與配合。節(jié)能服務(wù)公司需滿足安全運(yùn)營相關(guān)規(guī)范要求,承擔(dān)合同期內(nèi)安全運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn),這就促使節(jié)能服務(wù)公司選用品質(zhì)較好的LED燈具和先進(jìn)的控制方式,以達(dá)到運(yùn)營安全、節(jié)能的目的。

5結(jié)語

隨著我國的不斷發(fā)展,公路隧道的建設(shè)越來越多,交通量越來越大,隧道運(yùn)營能耗的問題越來越突出,合同能源管理能夠有效地應(yīng)對公路隧道的節(jié)能減排問題。因此,應(yīng)該注意在運(yùn)營過程中實(shí)施能源節(jié)約措施,推廣合同能源管理機(jī)制的應(yīng)用,在保證經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),努力做到節(jié)能環(huán)保。

作者:劉運(yùn)龍 單位:四川省交通運(yùn)輸廳交通勘察沒計(jì)研究