EPC在分布式供能改造項目中節能收益的測算方法

上海航天能源股份有限公司 張 丹

1 概述

EPC(合同能源管理)方式是運用市場手段促進節能的服務機制。其運作模式為：節能服務公司，一種基于合同能源管理機制運作的、以贏利為直接目的的專業化公司，與愿意進行節能改造的用戶簽訂節能服務合同，為用戶的節能項目進行投資（或融資）和節能改造。在節能改造之后，用戶利用節能收益（改造后能源費用相比改造前能源費用的節省）支付節能服務公司的費用。合同期滿，即在節能服務公司的項目資金、運行成本、所承擔的風險及合理的利潤得到補償之后，用戶享有全部的節能效益。

分布式供能系統，即（冷）熱電聯供系統，以靠近用戶、一次能源利用效率高、環境友好、能源供應安全可靠等特點，已逐漸成為用戶節能改造中的一種重要節能方式。它以天然氣為主要燃料，在用戶側安裝燃氣輪機或燃氣發動機發電機組，利用燃料高品位的能量進行發電滿足用戶的電力需求，同時通過余熱利用設備（如溴化鋰吸收式空調機組或換熱設備）回收發電所產生的煙氣熱量，向用戶供熱、供冷。

EPC(合同能源管理)方式在分布式供能節能項目中的應用是促進分布式供能行業發展的有力措施，同時也是建設資源節約型和環境友好型社會的客觀需要。然而這種應用成功的關鍵在于：節能收益測算方法的合理確定。本文將主要從這個方面展開詳細闡述，以期能夠與所有節能行業同仁共同探討，對EPC(合同能源管理)方式在分布式能源行業，乃至節能行業的發展應用作出些許貢獻。

2 節能收益測算方法

EPC(合同能源管理)的實質是一種允許用戶使用未來的節能收益為工廠設備升級和節能的投資方式。因此節能收益測算是EPC(合同能源管理)項目實施的重要部分。

分布式供能項目中，用戶可按季度付給節能服務公司節能收益。

每季實際節能收益的計算方法如下：

式中S收益——項目的季度節能收益（元）；

S電——項目的季度電收益(元)；

S余熱——項目的季度余熱收益(元)；

Z燃氣——項目的季度燃氣支出（元）。

2.1 季度電收益（S電）

式中q平電，q峰電——本季平、峰時段分布式供能系統累計發電量（kWh）；

p平電，p峰電——同季平、峰時段分時電價（元/kWh)；

2.2 季度余熱收益（S余熱）

分布式供能系統的煙氣余熱經一定方式利用后，可作兩種用途：供應冷/熱空調；產生可使用的生活熱水或蒸氣。因此其余熱收益可分為空調收益和生活熱水/蒸氣收益。

1)空調收益

分布式供能節能改造項目實施后，利用余熱供應空調，相比改造前空調設備（利用電或燃氣等能源驅動）耗能量的節省即為節能量，乘以該種所耗能源的實時價格即為節能收益。該節能收益可由兩種方法進行測算。

（1）面積平均法

將用戶的冷/熱空調能耗費用按空調面積的大小來平攤。前提是需對改造前的冷/熱空調設備季度耗能量進行記錄統計，以建立單位空調面積的季度耗能量“基準線”。 利用該“基準線”可以得出用戶任何空調面積下，改造前空調設備的季度耗能量，即分布式供能改造項目余熱的季度節能量，對應節能收益計算如下：

式中S余熱——同前所示；

q1——單位空調面積的季度耗能量（kWh/m2)；

A——實際空調面積（m2)；

P——為用戶空調改造前所耗能源（如：電）的實時價格，隨政府定價的波動而波動（元/kWh）；

（2）能量型計費法

將用戶的冷/熱空調能耗費用按空調冷/熱量的大小來平攤。前提條件，除了需對改造前的冷/熱空調設備季度耗能量進行記錄統計；還需通過監測空調系統的冷／熱水流量和溫差，利用對溫度和流量信號進行積算的能量儀表，得出用戶同季度下的耗冷／熱量。以這兩個前提條件，建立單位冷/熱量的季度耗能量“基準線”。利用該“基準線”可以得出用戶實際空調耗冷/熱量下，改造前設備的季度耗能量，即分布式供能改造項目余熱的季度節能量，對應節能收益計算如下：

式中S余熱，p，——同前所示；

q2——單位空調冷/熱量的季度耗能量；

Q空——與q2對應季度下，用戶實際消耗的空調冷/熱量（kWh）。

2）生活熱水/蒸氣收益

分布式供能節能改造項目實施后，利用余熱產生生活熱水/蒸氣，相比改造前設備（利用燃料燃燒供應生活熱水/蒸氣）的燃料節省即為節能，乘以該種所耗燃料的實時價格即為節能收益。該節能收益可由兩種方法進行測算。

（1）熱效率法

改造前利用燃料燃燒供應生活熱水/蒸氣的設備，其燃料消耗量很大程度取決于設備的熱效率。經專業機構測試出改造前供熱設備的熱效率，并通過用戶和節能服務公司（即合同雙方）確認后，在合同中對該效率進行約定。約定后，具有法律意義的熱效率可作為節能收益的計算依據。具體公式如下：

但是，目前國內高等教育，尤其是本科教育階段，對這部分知識的講授未能達到實際應用所要求的深度。大多數院校在大學物理、理論力學等課程中講授相關內容，在運動學方面，介紹質點在三維空間的運動以及剛體的“平面運動”；在動力學方面，介紹質點在三維空間的動力學以及少量剛體“平面運動”的動力學。講授多個剛體在三維空間的運動學及動力學的院校較少。而實際應用中，機械系統大多是多個剛體組成的系統；而且很多情況下，剛體在三維空間的運動并不能簡化為“平面運動”，如行駛的車輛、飛行的飛機、衛星、多關節的機器人等，且二者在理論上區別較大，自學難度較高。

S余熱——同前所示；

Q熱——用戶實際使用的生活熱水/蒸氣量（t）；

h——生活熱水/蒸氣焓值（kJ/t）；

M——改造前供熱設備所消耗燃料的低位熱值（kJ/m3）；

η——改造前供熱設備熱效率；

P'——改造前供熱設備所消耗燃料（如：天然氣）的實時價格，隨政府定價的波動而波動（元/m3）；

（2）噸數平均法

將用戶使用生活熱水/蒸氣的能耗費用按生活熱水/蒸氣的噸數來平攤。前提是需對改造前的供熱設備季度耗能量和同季度內生活熱水/蒸氣噸數進行記錄統計，以建立該項目單位生活熱水/蒸氣噸數的季度耗能量“基準線”。利用該基準線可計算實際生活熱水/蒸氣量下，改造前設備的季度耗能量，即分布式供能改造項目余熱的季度節能量，對應的節能收益為：

式中S余熱，Q熱，P'——同前所示；

q3——單位生活熱水/蒸氣噸數的季度耗能量（m3/t）

2.3 季度燃氣支出（Z燃氣）

Q燃——分布式供能系統季度累計消耗燃氣量（Nm3），按燃氣公司實際抄表數計；

P''——分布式供能系統消耗的燃氣單價（元/Nm3）。

根據項目實際情況，將（2）式，（3）式（或（4）式），（5）式（或（6）式）及（7）式代入（1）式可得出用戶按季度付給節能服務公司的節能收益。

3 結論

用戶與節能服務公司采用EPC（合同能源管理）方式實施分布式供能改造項目，可以使得這項節能技術盡快為用戶使用。然而在該種合同能源管理節能投資模式推廣時，節能效果的評估和確認極其重要，甚至是決定性的，關系到節能服務公司和用戶的收益與承擔的風險。因此尋找一種合理易行的節能收益測算方法是合同能源管理項目順利實施的關鍵之一。

本文通過對分布式供能系統節能收益測算的思考，提出了多種不同余熱利用情況下節能收益測算公式，公式中變量均可得可測，具有一定的可實施性和合理性，希望能對EPC方式的應用推廣起到些許幫助。