合同能源管理项目的推广实施,不仅提高了能源的利用效率,还有效地减少了温室气体和其他空气污染物的排放,改善了中国的环境质量,对于促进可持续发展和生态文明建设也发挥了重要作用。合同能源管理项目尚未在高校广泛推广。近年来,高校规模日益扩大,招生人数逐渐增加,科研设备也日益增多,能耗量逐渐增加。特别是实验室、办公楼、体育场、洗浴中心等用能单位最具有代表性。
合同能源管理概述
合同能源管理是指节能服务公司与用能单位以契约形式约定节能项目的节能目标,节能服务公司为实现节能目标向用能单位提供必要的服务,用能单位以节能效益支付节能服务公司的投入及其合理利润的节能服务机制。
其实质就是以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能业务方式。这种节能投资方式允许客户用未来的节能收益为设备升级,以降低运行成本;或者节能服务公司以承诺节能项目的节能效益,或承包整体能源费用的方式为客户提供节能服务。
通过采用合同能源管理,用能单位在实施新能源项目时能够有效地解决多种问题,这些问题包括成本过高、融资困难和管理风险等,而合同能源管理可以提供有效的效益保障机制,降低项目成本,促进融资,降低管理风险,提高能源利用率,进而推动新能源的发展,还可以让新能源所具有的绿色价值变成真正的实际效益,从而促进可持续发展。因此,通过实施合同能源管理,有望推动新能源的快速发展,实现经济、环境和社会效益的协同增长。
潍坊理工学院洗浴中心改造前概况
潍坊理工学院洗浴中心改造前概况学校位于山东省潍坊市,现有主校区和中心校区2个校区,总占地超过1600余亩,规划建筑面积超过700000㎡,其中主校区占地超过1000余亩,建筑面积超过400000㎡。主校区在校师生约有13000人。为了满足广大师生的洗浴要求,主校区现建有2个大洗浴中心,即禄禧洗浴中心和历山洗浴中心。其中禄禧洗浴中心建于2014年,建筑面积300平方米,男浴室安装喷淋头60个,女浴室安装喷淋头80个。浴室每天开放6h。
禄禧洗浴中心采用太阳能+空气源热泵的方式提供热水,在周边的宿舍楼和浴室屋顶上安装了约有1200㎡的太阳能光伏板,当天气晴朗,阳光充足时,太阳能完全满足其用热需求,当阴天下雨或光照不充足时,用学校安装的2台24匹(18kW)的空气源热泵进行辅助加热。
随着学校的扩招,对洗浴中心的要求越来越高,而原先的洗浴中心在运行时也出现了各种各样的问题,越来越满足不了学生的洗浴要求。
▌系统自身问题
▌设备老旧问题
实施合同能源管理后的节能改造
2017年学校为节省成本引入了合同能源管理,与青州市一节能公司签订了能源管理合同,以洗浴中心为试点进行了改造。
▌行为管理
学校成立节能管理领导小组,领导小组下设办公室,负责落实与节能服务公司交接的事项,具体任务的布置、实施和督查,并定期邀请节能公司的专业人员举办节能讲座,开展能源岗位培训。
●设置管理岗位明确专人负责
为了加强沟通,及时维修,提高服务质量,根据规定,设立管理岗位。专人负责设备的运行、维护和管理。管理人员上岗需要具备专业技能和知识,并熟悉节能管理政策和措施。
●建立详细的用能设备设施台账
除了设置管理岗位外,还根据能源管理合同设置了完善的设备管理体系。通过制定用能设备的说明书、操作流程、注意事项以及资产明细台账等一系列规章制度,确保设备使用和维护工作的标准化和规范化。
▌设备改造
●洗浴系统调整
为解决寒暑假期间太阳能热量没有充分利用以及太阳能集热器老化的问题,节能公司投入约35万元将原来的太阳能集热器+空气源热泵的洗浴系统改为太阳能光伏板+空气源热泵系统。
改造后的系统,在晴朗天气太阳光照充足时,光伏板先将太阳能转化为电能,优先供给空气源热泵使用,剩余的电能并网,当遇到阴雨天气时,通过市电补充,实现了“自发自用,余电并网,不足市电补充”。
●节能灯具改造
为了降低能耗和避免因洗浴环境过于昏暗导致学生滑倒受伤,节能公司对浴室现有灯具进行了节能改造。更换为节能灯具大幅度降低了照明的用电费用。浴室改造后使用的LED日光灯和改造前相比,可节电高达80%以上,并且其寿命是改造前灯具的10倍以上,不需要经常更换灯管、镇流器或增辉器等,这一举措减少了替换成本,实现了“一劳永逸”。此外,这些灯具是绿色环保型的半导体电光源,具有光线柔和、光谱纯净等优点,能够有效保护师生的视力和身体健康。另外,采用全密封设计,能有效隔绝蚊虫、灰尘等物质,非常容易清洗和维护。
▌智能管理
为提高校园水资源有效利用率,校方与节能服务公司签订合同,引入智能平台和集散系统进行全方位监测,收集洗浴中心用电、用水、用热细节数据,并用于日常运行管理和维护。
●手机APP使用
●太阳能光伏系统
学校和节能公司还对洗浴中心的光伏发电系统数据及设备运行进行了实时监测和统计。引入了先进的监控系统,可以实时监测设备的工作状态和发电量。监控方式能够及时反馈设备的工作情况,迅速发现并排除问题,从而确保设备能够安全运作。通过智能系统实现远程数据采集和过程控制,节约了人力,控制系统自动启停。
●计量器具
学校和节能公司还对洗浴中心的水电管路进行了改造,在洗浴中心使用水电的地方安装了计量表,确保用水用电量都得到了精准的计量。计量设备的完善,防止了能源的浪费。
节能效益分析
合同能源管理模式主要有3种,即节能效果保证型、节能收益共享型和设备租赁型。在本项目中学校和节能公司选择节能收益共享型,节能服务公司在完成洗浴系统节能改造后,按照合同约定内容从节能收益中收取一定的利润,以便于回收投资成本。在合同到期后,再将项目移交给学校,同时负责做好技术培训和后续维护。在洗浴中心推行合同能源管理以来,学校在能源消耗量、能源管理等方面都取得了突破性的进展。
▌光伏自发自用余电并网
学校在周边宿舍屋顶安装有400块太阳能光伏板,每小时发电量为220kW·h,其中2台24匹(18kW)空气源热泵每小时耗电量是36kW·h,浴室每天开放6h,则2台空气源热泵每天的耗电量为216kW·h,并网电价按0.3元/(kW·h)计算,一年发电的收益约81815元。
▌降低能耗减少支出
学校在实行合同能源管理之后,洗浴中心的能耗明显减少。耗电量约减少了28000kW·h,折算成标煤为3.4t。
太阳能光热+空气源热泵热水系统在未改造之前,遇到学生放假离校,太阳能的热量就无法充分利用,不仅造成了能源的浪费,还缩短了太阳能集热器的使用寿命。改造后的太阳能光伏+空气源热泵系统,不仅避免了能源的浪费,还实现了“自发自用,余电并网”,产生了直接的经济效益。
洗浴中心产生的废水温度较高,可以进行再利用。学校在洗浴中心的旁边建立了一个污水池,洗浴废水先经过处理,进入污水池。洗浴的冷水进入热泵加热之前,先通过一个板式换热器被洗浴废水加热,再进入空气源热泵,加热之后回到蓄热水箱,这样废水的热量得到了利用,污水池里的污水还可经过处理之后用于冲厕。
▌管理创新能力得到了提升
学校在引入合同能源管理之后,加强了和节能公司的交流沟通,并通过节能公司日常能源管理、现场指导等方式,掌握了先进的能源管理经验,并将先进的管理经验运用到能源管理工作中去。在洗浴中心节能改造取得成功后,学校的其他高耗能项目如实验室、体育馆等纷纷采用了合同能源管理模式,取得了很好的社会效益和经济效益。2018年,学校被评为“国家级公共机构节能示范单位”,2022年,学校被山东省教育厅评为“山东省绿色学校”。
合同能源管理是一种新型的节能机制。以基于合同能源管理的潍坊理工学院洗浴中心节能改造为例,首先分析了改造前洗浴中心存在的问题,后学校为节省资本引入了合同能源管理进行改造,将原先的太阳能+热泵的洗浴系统改为了太阳能光伏+热泵的洗浴系统。改造后的系统不仅节能效果最佳,且经济效益明显,可以在太阳能资源丰富的地区进行推广利用,也为高校的洗浴中心的改造提供了借鉴。(文/赵玉祝,陈钊)