张智权 张伟江

上海碳索能源环境服务有限公司

0 前言

根据中国节能协会节能服务产业委员会截至2017年底的统计数据，全国大约有6 000多家节能服务企业，从业人员近70万人，节能服务产业总产值超过4 100亿元，合同能源管理投资额1 100多亿元，所形成的年节能量超过3 800万t标准煤、减排CO2超过1亿t。上述数据表明节能服务产业最近十多年了取得了长足的发展和巨大的成绩。随着能源服务行业的深入发展和不断创新，涌现出一大批新的技术、装备和商业方案，其中包括覆盖能源设备设施全周期的能源服务模式，通过专业第三方服务打通了从设计、建造、运营的职能壁垒，这种全过程、一站式能源服务模式对推动行业深度发展有着积极的作用和深远的意义。

以冷冻、供热、空压作为最常见的三种公用动力系统，常常集中布置于同一设施站房，为生产、办公和生活提供冷源、热源和压缩空气等能源介质，称为“能源站”。“能源站”通常是生产或商业设施中能耗占比最大或较大的部分，也是节能技术应用和服务发展最为深入的领域之一。基于“节能量保证”、“效益分享”的节能服务或其衍生形态是最常见的商务合同模式，贴合能耗基准比较清晰、工况与负荷较为稳定和节能量可计量的既有改造项目；“能效保证”是“节能量保证”模式的发展，具有更普遍的适用性，更适合“能源站”全周期能源服务。

1 模式内涵

1）设计、建造和运营三者职能的分离和由此造成的壁垒、没有形成设计建造-运营管理-改善迭代的闭环，是“能源站”和其他能源用能设备设施运行效率低下、能耗成本高的根本原因之一。三者之中，“能源站”的设计者和设计企业最熟悉节能技术及其应用方案，但其距离运营最远，无法切身体会、理解运营管理阶段的成本之“痛”。设计企业往往为了经营效率和规避设计风险追求保守、固化、标准的设计模式，以致系统和设备配置容量因较为保守的设计规范和设计习惯层层加码、远远大于实际需求的项目比比皆是，造成设备和系统的工作点严重偏离最佳效率点。此外，在设计建造阶段一旦择定规划、工艺流程和设备，往往意味着在运营阶段由于时间、空间、配套设施、安全消防等规范限制，导致很多节能项目无法实施。由此可见，设计毫无疑问是节能工作最重要但也是最缺失的环节。

目前，建造环节的承担者即工程承包企业和业主单位代表在节能中也时常扮演着负面角色，经常为控制工程成本想方设法降低标准甚至削减“不重要”配置(较典型的如取消能效和能耗计量装置、忽视辅机质量和效率标准等)，在工程实施过程中很少对能效或运行能源成本的考量。

2）目前国内的运营管理是最遭忽视的一个环节，为了控制运行操作人员费用开支，常常压缩人数和忽视人员资质和素质的重要性，从而造成了待遇低-企业经营效益差-待遇更低的恶性循环，最终形成了目前运行管理人员群体总体素质较低、流动性极大的困局，由于运营管理人员缺乏足够的专业素养和能力，不能对技术和管理改善进行主动作为，以至成为第三方服务的障碍。

综上所述，虽然设计、建造和运营职能分离是社会分工的必然结果，但也在很大程度上阻碍了新节能技术的转化应用，造成了潜在的巨大的投资和能源开支浪费，由此也给第三方专业能源服务企业带来了机会和挑战——如何以专业化能力打通三者壁垒、形成闭环——作为社会分工和产业的进化，将“能源站”设计、建造和运营三个独立过程转变为由专业能源企业以服务的形式为客户提供一站式服务乃至由能源服务商变为能源供应商(协议生产和供应冷、热、气、电等)。如此，专业能力、责任和利益才会集于一身，才能由结果倒逼过程，从源头导入节能的理念和技术，取得从源到流的效果。

影响节能量的因素较多，其中关于节能量的计算公式“节能量=基准能耗×节能率”，由于能源系统的宽广多变的负荷与工况，以及强烈的非线性特性，基准能耗和节能率在大部分节能项目中难以精确评估，尤其是缺乏运行数据的新建项目。因能效所含变量更少、变化范围更窄，能源服务商提供能效保证的服务模式在一定程度上可以缓解这个难题，可以衍生形成多种方案。

2 项目实践

2.1 上海天马有机发光显示技术有限公司“能源站”项目

“上海天马有机发光显示技术有限公司第5．5代AM-OLED量产线能源站节能项目”，是为天马微电子股份有限公司上海浦东基地设计建造的新建能源站项目，包括冷冻、供热、空压三大公用动力系统的深化设计和建造，基于基本功能要求和设计单位提供的基本功能设计集成了LCD/LED/OLED显示面板工厂常见的具有经济性的节能措施(在半导体相关产业，如集成电路、分立器件等行业中也具技术复制性)，在商业模式上综合了“BT+EMC”的方式，为专业第三方能源服务企业参与新建能源站项目的技术和商业模式进行了有益的探索和实践。

项目集成了中低温双温级冷冻系统和干湿盘管技术、自然分层水蓄冷、原水冷量回收利用、冰机和空压低温梯级热回收与MAU低温双级加热喷淋加湿技术、中低温冷冻负荷迁移、空调循环系统局部增压、厂务监控系统(含冰机和空压智能化节能群控系统以及其它节能系统的控制策略)与能效能耗管理分析系统等节能技术和系统，见图1、见图2。

上海碳索能源环境服务有限公司（简称“碳索公司”）作为专业第三方服务单位，提供了包括深化设计、设备供应、安装调试、维保在内的整体综合性服务。通过上述优化设计和节能措施，相对基本设计，可以节约“能源站”运行能源开支约522万元/年(较常规设计能源费用下降30%～40%)，节能量折合标煤1 145t/年。双方灵活运用和结合“BT+EMC”组合型商务模式，约定在达到承诺能效指标(在一定计价参数基础上的单位冷量、热量、压缩空气的成本)的基础上，先期由“碳索公司”全额投资，与基本功能系统相关的投资和服务费用以BT(建设-移交，Build-Transfer)的方式固定分期支付，节能措施相关的增量投资和服务费用按照EMC能源服务费支付方式与节能效益挂钩并浮动。

图1 上海天马能源站项目蓄冷水池、管廊和冷冻站照片

图2 上海天马能源站项目控制系统和空压站照片

2.2 紫江集团磁悬浮冷水机组应用项目

紫江集团是上海老牌的饮料生产及饮料食品包装印刷材料制造的代表性企业集团，旗下拥有100多家控参股企业，这些工厂运营时间大都在十五年以上，设备技术代次和水平落后以及老旧因素造成其能效水平远低于现在全新装备的性能指标。目前“碳索公司”针对紫江集团上海地区工厂的冷冻站做了全面综合性改造，应用磁悬浮离心式冷水机组、辅机最佳工作点选型匹配和更替、智能群控等在内的节能措施，各个冷冻站节能率达到20%～40%之间。结合各个项目的实际情况，双方采取了以下能效保证或衍生模式。(1)保证型方案：服务方承诺能效比保证值，用能单位支付服务费额度与实际测定的能效比挂钩和变动。(2)单位成本核算方案：双方根据历史数据商定单位冷量或单位产品的供冷成本基准数据，节能效益按冷量或产品产量×服务方取得实际单位成本与基准单位成本差额，服务方取得其中的一部分作为服务费收益。(3)总成本承包和运营托管方案：双方商定一个总成本基准数据(低于系统改造前的运行成本)，由服务方进行技改并负责冷冻站的运行操控和维保，实际运行成本低于总成本基准数据的部分作为服务方的收益。

2.3 合肥视涯显示科技有限公司能源站项目

合肥视涯显示科技有限公司主要生产微型OLED显示器器件，用于VR等消费电子终端，本项目以基于能效保证的BT方式为客户设计和建造能源站(冷冻、供热和空压)和厂务监控系统，集成了包括冷冻智能群控、空压智能群控、冰机和空压热回收在内的节能措施。

2.4 江南造船(集团)有限公司长兴基地供热系统改造项目

江南造船长兴基地原使用长兴岛热电厂的管网蒸汽，用于喷涂车间新风空调箱除湿转轮再生、冬季新风加热和厂区生活供热，因输配距离长达20km，且管网年久失修、总运行负荷较低，以至管网损失严重，导致蒸汽费用远高于正常系统所需运行成本。该项目由集中式管网蒸汽供热改为分散式、个性化的供热系统：食堂和浴室热水利用空压机余热、喷涂车间转轮再生使用电加热作为热源、喷涂车间新风空调箱加热使用燃气热风炉、局部小流量蒸汽使用小型电或燃气蒸汽发生器、宿舍区和宾馆采暖及热水采用空气源热泵系统，相当于完整重建该生产线的供热系统。经测算，项目节能量达到6 000吨标准煤/年。“碳索公司”负责项目设计、投资、建造和运维，以合同能源管理的方式执行。

3 问题分析

综上所述，能效保证应以设计为“源”，专业综合性能源服务公司应同时兼具节能和其它相关技术应用和评估的广度和深度，不然则无法达到有效和显著节能效果，甚至给项目评估结果带来不确定性和风险。

以能效替代节能量为考核依据的方式可以免除或削减掉负荷参数带来的不确定性影响，但影响能源系统效率的变量仍然较多，包括负荷、工况参数和设备本身性能等，且非线性特性强烈，因此能效的测量和验证是一个比较复杂的问题。一般选取单个或多个工况点作为考核基准工况点，使用一个或某种加权平均的效率指标作为考核指标；比较复杂的方式也可采用效率曲线作为考核依据，把主要影响因素涵盖进来，并对次要影响变量偏离基准点的情况下加以修正。在特殊情况下，某些不确定性因素可能带来实际工况严重偏离或超出考核基准工况范围导致无法有效修正，例如产能的巨幅减少，此时应对这些特殊情况在合同中给予例外约定，协商某种明确的支付方式和额度。

运营和维保管理工作对能效和节能率能否达到预期水平至关重要，而且这是一个长期和持续的过程，如不能得到良好的运行操控和维保，足以对项目的预期收益产生严重甚至致命的影响。为此，应建设一支专业和运行良好的运营和维保队伍，保障设备得到良好的操控和及时的维修、保养；在技术上可应用远程实时的能源管理和分析系统，实时动态掌握系统运行状态和能效，及时发现和解决潜在和已发生的问题，并可通过长期的数据积累和分析挖掘潜在的节能效益。

4 结论

本文提倡能源服务企业向全周期能源服务模式转变，打破和贯穿“能源站”设计、建造、运营的职能壁垒，提供面向全周期的一站式服务，让专业能源服务企业转变为责任主体和利益主体，构筑实施-改善的闭环，从“源头”和“全周期”视角开启能源服务行业发展的新里程。