于 珊
(北京節能環保中心,北京 100000)
綠色照明是在提高照明質量的前提下,通過采用LED等高效節能光源、智能系統控制等手段,深挖照明節電潛力,進一步降低照明用電量,進而降低發電所需的能源消耗、污染物排放和溫室氣體排放,創造一個高效、舒適、安全、經濟、有益的光環境,以改善人們工作、學習、生活條件和質量,對節能減排、大氣污染治理具有重要意義,同時有益于人們身心健康,并充分體現現代文明。
北京市綠色照明工程是一項惠民工程、亮點工程、節能減排重點工程。2016年,中國照明學會在總結中國綠色照明實施與發展經驗的基礎上,經充分論證,為北京市提出“十三五”時期綠色照明規劃建議。同年9月,北京市在全國率先發布首個省級綠色照明專項規劃——《北京市“十三五”時期綠色照明工程實施方案》(京發改〔2016〕1586號)(以下簡稱《方案》),提出2016—2020年將緊緊圍繞“內涵促降”的工作主線,堅持“突出重點、高效利用、統籌規劃、分步實施”的原則,推廣200萬只LED高效照明產品,實施一批智能照明示范工程[1]。
2016—2019年,北京市投入政府補貼資金,推廣LED高效照明產品約200余萬只,實施了9項智能照明示范工程,研究推動了3項智慧照明產品(系統)技術要求,儲備多項智能照明示范項目,提前一年完成《方案》目標。
LED高效照明產品的推廣、智能照明示范項目的實施,切實起到了節能減排、帶動行業發展的良好效果,同時也為使用者帶來了一定的經濟效益,社會反響熱烈,成為政府推動節能減排的重要抓手之一,在實現惠民生、促增長的同時,為實現“十三五”節能減碳目標,助力北京市智慧型低碳城市建設發揮了積極的作用[2]。
2016—2019年,按照《方案》總體要求,有計劃逐步推進,4年來推廣LED直管燈、LED感應燈、LED筒燈、LED面板燈和LED投光燈5種類型共200余萬只。
燈型方面,LED直管燈歷年來推廣數量最多,應用領域最廣,包括學校、醫院、寫字樓、物業小區等;其次是LED感應燈,主要用于地下車庫、物流倉儲等,LED感應燈通過加裝智能控制裝置,節能效果顯著;LED筒燈主要用于賓館飯店、寫字樓等;LED面板燈和LED投光燈是2019年新增兩種燈型,LED面板燈主要用于高級寫字樓、學校等,替代原有格柵式直管燈具,照度均勻防眩光且更加美觀,是未來主流產品之一;LED投光燈主要用于體育場館等,包括專業比賽用及業余訓練用兩種。
建筑類型方面,辦公樓、寫字樓、物業小區等使用量最大,包含領域主要是科研院所、央企、軍隊、養老機構及民政服務機構、寫字樓物業服務單位、物流倉儲企業、展覽館等文化場所等,產品主要是1 200 mm直管燈,用于辦公室、走廊、宿舍、公共區域等,以格柵燈具形式為主,地下停車場及倉庫廣泛使用LED感應燈;第二大領域是學校,包括高校、中小學及幼兒園,高校用于辦公室、公共區域、學生宿舍及教室,中小學及幼兒園主要用于辦公室及公共區域;商超領域主要推廣單位是連鎖超市及連鎖商場等,主要使用產品為LED直管燈,用于賣場及辦公區域;工業企業主要使用產品為LED直管燈,用于辦公區域;賓館飯店主要產品為筒燈及直管燈、感應燈,分別用于走廊、辦公區域及地下停車場;交通領域主要使用產品為LED直管燈,用于地鐵站臺及辦公區域,高速公路收費站及服務區,火車站候車大廳及辦公區域等;醫院潛力最大,據調研全市醫院公共領域LED使用率不足40%,主要原因是醫院自身配套資金申報流程繁瑣,且醫院由于其特殊性安裝改造時間較為苛刻等。
從2017年起,北京市綠色照明工程啟動開展智能照明試點示范項目,與規模推廣不同,試點示范主要面向重點領域廣泛征集試點項目,以單一建筑場所為單位進行系統化照明改造,側重通過LED加裝智能控制系統取得場景式、主動式、定制化、智能化照明,使整體照明環境得到優化并較傳統光源替換取得更好的節能效益。
2017年實施了北京展覽館等2家試點,2018年實施了國貿、金海湖等7家試點,2019年征集了多家試點單位并將于2020年完成施工改造。改造產品類型最多的是智能路燈,主要用于園區、校區街道等,平均節能率約為70%左右,其他包括展覽館、賓館飯店、寫字樓等室內照明產品,以及金海湖等景觀照明。
照明改造是所有終端用電設備中,節電率和發電污染物減排量最高、成本效益最好的一種節電技術措施。
LED燈替換熒光燈改造平均投資回收期(不計折舊)為0.4年(4.8個月),與普通節能燈相比,節電率約為50%,與白熾燈相比,節電率約為75%,以辦公樓和居民家庭為例測算如下:
一個約30 000 m2的辦公樓,如全部由自鎮流熒光燈更換為LED燈,年節電約為600 000 kWh以上,如加裝智能控制裝置實現照度控制,不僅改善照明條件實現情景式照明,節能效果更為可觀;一戶居民家庭,如全部由節能燈更換為LED燈,年節電約為220 kWh,節約電費超過100元,如由白熾燈直接更換為LED燈節能效果更加顯著。同時,LED照明美化了環境,給居民帶來了更多的獲得感。
節能效益方面:根據2018年清華大學建筑設計研究院對該工程項目出具的中期評估報告,200萬只LED高效照明產品年節電2億kWh,折合標煤為2.4萬噸,對北京市年照明用電降耗貢獻2個百分點。
經濟效益方面:200萬只LED高效照明產品為社會年節約電費2.2億元,依據項目總投資和政府投資測算,該項目總投資強度約3 700元/噸標煤,政府投資強度約1 500元/噸標煤,單位節能量所需投資效益較好,與此同時,該項目拉動社會總投資超過8 500萬元,經濟效益顯著。
減排效益方面:200萬只LED產品年減排二氧化碳17萬噸。(依據2010年中國省級電網平均二氧化碳排放因子,北京市0.829 2 kg CO2/kWh計算),減排效果顯著。
環境效益方面:LED是環保光源,不產生汞污染,壽命長,更新換代周期長。據測算,一只T8熒光燈的含汞量約 5 mg 左右,200萬只LED燈替換節能燈將減少汞污染10 kg,間接降低了36億噸水污染和1 000 000 m3空氣污染對環境造成的安全風險。
安全效益方面:良好的夜間道路照明降低城市道路交通事故率30%。2018年北京航空航天大學沙河校區全部改造為LED智能路燈,據校方分析,綜合節能率75%,而且通過加裝智能控制系統,實現了路燈遠程控制、按需照明、故障報警、遠程抄表等,進一步保障校園照明安全,減少了校園安全事故率。
綠色照明項目采用“不限領域、雙向選擇”的模式開展推廣,鼓勵學校、醫院等公共機構積極參與,推廣用戶中公共機構占比50%以上。通過公共機構率先垂范,社會反響強烈、積極響應,更多的用戶了解、認識到LED產品的優勢,用戶滿意度達95%以上,在提高照明環境質量的同時將節能、降耗的理念深入人心[3]。
政府補貼推廣,帶動社會投資、加快高效節能產品普及應用,2016—2018年,政府補貼推廣直接帶動社會投資,間接帶動居民家庭及公共建筑LED普及使用率逐年提升。其中,公共機構LED使用率提升效果顯著,LED使用率全國領先,北京市照明市場LED產品占有率近90%,其中北京市綠色照明項目起到重要的助推作用。
北京市綠色照明項目參與企業都是知名品牌企業,有京東方、廈門通士達、佛山電器、浙江陽光、歐普照明、雷士照明、飛利浦(昕諾飛)等行業領軍企業,質量和服務均代表目前LED產品最先進的技術和水平。在北京等地LED支持政策引導下,國內一些公司更加重視品牌效應,通過調整營銷結構,加大了國內市場投入,在全行業銷售持續低迷的情況下,銷售業績卻逆勢提升,內銷占比逐年提升是至關重要的原因。 對于英智特、艾瑞光輝等中小企業,通過參與推廣、政策扶持,提高了社會對其品牌認識和正面反饋,引導企業向行業領軍企業看齊,幫助中小企業做大做強。
與此同時,北京市綠色照明項目的影響不斷擴大。2019年7月,北京市人民政府外事辦公室邀請北京節能環保中心帶領照明領軍企業開展了“攜手共建綠色絲綢之路,北京市綠色照明宣傳展示”的活動,走進蒙古烏蘭巴托“北京日”活動現場,中國外交部官網報道“北京市高科技智慧照明展示展現了中國制造的高水平和中蒙經貿合作的廣闊前景”。
2016—2019年,根據市場需求及產業發展,推廣產品類型逐年增加,從僅有國家標準的LED筒燈一種類型逐步發展為LED直管燈、LED感應燈、LED筒燈、LED平板燈和LED投光燈五種類型,取得很好的推廣效果。
對于國家標準尚不能統一的產品類型,北京市在推廣工作準備階段,編制出臺相關標準和技術要求,并通過實踐檢驗完善標準(技術要求)。近年來,北京發揮行業協會、科研院所和高校等機構集聚優勢,在北京照明學會等技術支撐單位的大力支持下,編制出臺了《智能路燈技術要求》、《智能射燈技術要求》、《智慧照明控制系統技術要求》等3項智慧照明產品(系統)技術要求,引導行業向著規范、健康方向發展[4]。
北京市發揮全國科技創新中心優勢,2018年實施的北京國貿地區智能路燈試點集結了監控、安防、通知屏顯、環境監測等智能化照明功能,并在2019年繼續擴大范圍和規模,作為國貿地區高科技智能照明整體布局中的重要環節,同時為新中國成立70周年慶典LED燈光秀提供了重要保障和支持。
目前,全國城市公共照明耗電量約占總照明耗電量的30%,并將持續增長。北京市照明能耗占比隨著現代城市“夜間經濟”的不斷發展而演變,隨著物聯網、5G等新技術在智慧城市中的廣泛應用而不斷增長[5]。同時,物聯網、5G等新科技也為響應復雜公共照明需求提供了工具,照明的管、養、建等環節納入云端綜合管理平臺,將極大突破LED僅用于照明的界限[6]。
北京市2017年實施的太陽物業小區地下停車場LED感應燈改造,充分證明這一點。采用LED感應照明,車來燈亮、車走燈滅。改造還試點了駐車LIFI定位,無需網絡信號支持,僅通過多點定位的數只LED燈管,形成地下車庫LIFI全覆蓋,在手機等移動終端實現“室內導航”尋車。未來還可與自動泊車等功能融合,發展空間廣闊。LED照明與物聯網的結合,將助力“共享經濟”等產業發展并培育新的增長點,滿足人們對美好生活的向往。
北京市綠色照明工程在政府的推動下,居于全國領先水平,加快了北京市LED推廣應用進程。
2017年國家發展改革委、教育部、科技部等聯合發布《半導體照明產業“十三五”發展規劃》,明確提出到2020年LED產業發展目標,產品質量不斷提高、結構持續優化、規模穩步擴大、產業集中度逐步提高、應用領域不斷拓寬、市場環境更加規范等發展目標。在國家規劃指導下,中國照明學會經過專家團隊的充分調研及論證,為北京市提出科學、可行的規劃建議,在此基礎上,北京市在全國率先發布首個省級綠色照明專項規劃,在專項實施方案年度計劃具體指導下,“十三五”推廣工作扎實推進,提前一年完成推廣200萬只任務,實施了一批試點示范工程,取得了較好的經濟、環境和社會效益[7]。
同時,“十三五”時期,逐步由分領域定向推廣轉為“廣而告之”全覆蓋,由高效光源替換轉向系統控制和智慧照明,引領全國加快由節能燈向LED更新的速度,通過照明與信息技術相結合的發展方向,突出科技創新之都的高端定位,通過照明與城市環境相融合的發展模式,打造首善之區的示范應用高地。
北京市綠色照明工程采取政府統一招標方式“優中選優”選擇推廣產品,通過對招標文件全面論證和對招標流程的充分把握,招標過程全程公開,現場答疑,廣泛接受全行業監督,數年來招標過程全程零瑕疵、零質疑、零投訴。
為嚴格把握招標文件技術指標,確保推廣產品符合照明標準、契合用戶多樣化實際需求且切實起到節電省錢效果,項目實施單位每年對招標文件進行全面論證,做到百項千條,細致無誤,針對國家標準尚不統一的智能化照明產品,組織編制相關要求并通過實踐檢驗,逐年更新,在推動國家相關標準出臺的同時,對招標產品質量牢牢把握。
2016—2019年,通過公開招標,參與北京市綠色照明工程的LED照明生產企業都是照明行業領軍企業,產品質量和服務均代表國內LED產品最先進的技術和水平,通過政府引路,在首都各行業應用和示范,進一步強化品牌意識,領跑LED行業先進水平進一步提升。
北京市綠色照明工程參照國家綠色照明工程要求,在推廣的政府補貼產品包裝及本體必須“噴印”“政府補貼 綠照工程”標識,安裝前后,通過委托第三方專業機構核查、委托監測機構現場測試以及專家組抽查三種方式加強監管,項目全程由北京照明學會專家團隊作為實施過程中技術指導,確保推廣產品符合中標產品技術指標。
為保障用戶的后期維護,招標文件中予以明確規定,三年質保期內質量問題免費更換(24 h內響應),五年(壽命期內)承諾維保,且維保價格不高于中標價。
在嚴格要求、規范監管下,推廣LED燈數年來,產品抽檢無一出現問題。2018年開展“回頭看”調查,通過中國建筑科學研究院有限公司現場測試情況顯示,2013年通過政府招標安裝的LED燈,在壽命期幾近結束時,照度仍達到環境使用標準(平均光衰遠低于國家標準),損壞率在5%以下(重新裝修等除外),用戶反應“質量好、美觀、舍不得更換”,幾乎全部仍在使用,北京市綠色照明工程得到用戶一致好評。
通過政府引導,北京市綠色照明工程得到了社會各界的廣泛關注,據清華大學建筑設計研究院對北京市綠色照明工程做的專項中期評估報告及現場調研情況,由于政府補貼產品質量高、售后服務好且價格合理,以公共機構為主、大型公建等用戶對政府補貼更換LED改造呼聲很高,“十三五”之前更換的產品已臨近壽命期,亟待政府給予支持、更換,同時進行規模化回收,節能環保效益良好。
與此同時,據相關調研,北京市室內照明LED平均普及率不足50%,路燈等室外照明尚未大規模推廣應用,普及率遠低于廣東、江蘇、浙江等省市,醫院、文化、景區、產業園區等未來仍有很大的改造空間和潛力,社會、經濟效益非常可觀。
根據《北京市“十三五”時期民用建筑節能發展規劃》,預計2020年,公共建筑電耗在全市能源消費總量中占比將會達到15%,在提高生活工作質量的同時控制照明能耗,這意味著推廣綠色照明很有必要”。目前,在政府支持和引導下,北京很多公共建筑已經自發地開展了照明工程改造。
LED技術早已克服技術難點,作為一項成熟技術產品,不同于節能燈等過渡產品,其與信息技術高度融合將成為可預見的未來照明產業發展的大勢所趨,而目前LED使用率不高,亟需政府繼續支持和引導[6]。
智能照明是新一代綠色照明,通過采用先進信息技術,構建智能照明控制系統。實施綠色照明工程,有利于用能單位實現節電節費、改善照明環境;有利于促進先進節能技術與信息技術的融合發展,新技術新產品研發、生產和推廣應用,助推節能環保產業健康發展;也有利于拉動居民的綠色消費,實現惠民生促增長。
根據清華大學建筑設計研究院對北京“十三五”綠色照明工程實施情況的中期(2016—2018年)評估,該工程在當前推進過程中也存在一些問題,例如:推廣應用產品品種和規格與實際需求之間還有差距,尚不能全面滿足用戶需求;在推廣應用中,除節能指標外,對替換后與原照明設計標準之間的匹配度關注不夠,下一步應對此加強專業評估。
伴隨大數據、物聯網、邊緣計算等新興技術的飛速發展,智慧照明將是未來的普遍趨勢;隨著LED技術快速進步,在農業、健康醫療、光通信等跨界融合領域將實現跨越式發展。當前,北京已經有成功的試點案例,下一步將進一步增加LED在智慧、農業、健康醫療等領域的試點力度[8]。
自2013年起,北京市綠色照明推廣主要是LED高效照明產品,面向領域主要是大宗用戶,包括交通、教育、衛生等公共機構,寫字樓、商超、酒店等大型公建等,而面向居民家庭推廣LED產品未曾開展。據了解,北京市居民LED產品使用比例較低,推廣潛力很大[9]。
通過北京市“十三五”時期綠色照明推廣,使越來越多民眾從單位、從身邊認識到LED高效照明產品帶來的優勢,為下一步面向居民家庭推廣普及LED照明產品奠定了良好基礎,北京市現有常住居民家庭約850萬戶,調查顯示,每戶居民家庭平均配備燈具數量為7只,其中LED燈比例不超過40%,如按超半數的推廣率進行估算,則推廣潛力約為3500萬只,節能效果非常可觀。與此同時,拉動居民綠色消費,提升全民節能減排意識,營造節約環保良好氛圍,共同為綠色北京發展貢獻力量。
本文梳理了“十三五”時期北京市綠色照明工程發展與實施的基本情況,分析了該工程實施的經濟、環境及社會效益,提供了該工程實施的“北京經驗”,并對未來發展進行了探索和展望。
北京市吸收全國LED產業最優質資源,向全國提供最具影響力的推廣示范,筆者相信,北京市綠色照明將在今后的發展中,通過不斷完善制度迎合多樣化的市場需求,逐步開創新潛力推動先進技術的發展,勾畫照明與環境融合、企業與政府互利的新藍圖,打造節能與環保并進,綠色發展與可持續發展共贏的新典范。