基于合同能源管理的廠房照明改造

王建

摘 要：本文基于合同能源管理，對發光二極管（Light-Emitting Diode，LED）廠房照明改造的可行性、存在的風險和應對措施進行簡要分析，并結合實例，以期為用能單位和節能服務公司采用合同能源管理模式進行LED廠房照明改造提供參考。

關鍵詞：合同能源管理;節能改造;LED燈

中圖分類號：F206文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）16-0108-03

Abstract： Based on the contract energy management， this paper briefly analyzed the feasibility， existing risks and Countermeasures of the lighting transformation of light emitting diode （LED） plant， in order to provide reference for energy users and energy-saving service companies to adopt contract energy management model for LED plant lighting transformation.

Keywords： contract energy management;energy saving transformation;LED

如今大多廠房在照明工具上都選擇使用金屬鹵化物燈，簡稱金鹵燈。金鹵燈會隨著時間逐漸老化，使用后期不僅會導致燈具能耗和維護成本增加，而且會造成廠房照明度不足，容易引起工作人員視覺疲勞，降低工作效率，甚至引發重大安全事故。此外，金鹵燈屬于氣體放電燈，內含汞、鈉等有害元素，處理不當會對環境造成污染。

為積極響應國家節能減排的號召，改善廠房的照明環境，將綠色制造的理念落到實處，采用更加高效、節能、環保、安全的LED燈取代金鹵燈勢在必行。但是，廠房照明使用的大功率發光二極管（Light-Emitting Diode，LED）燈具價格高且無相應的國家標準支撐，燈具質量參差不齊。因此，與專業化的節能服務公司進行合作，采用合同能源管理模式對廠房照明工具進行優化更替的改造方式，受到越來越多用能單位的青睞。

1 合同能源管理簡介

合同能源管理（Energy Performance Contracting，EPC）是20世紀70年代中期在美國、加拿大等西方發達國家的市場經濟體中為應對能源危機而逐步發展起來的一種基于市場的、全新的節能新機制。合同能源管理機制的實質是專業的節能服務公司（國內簡稱EMC）與用能單位簽訂節能服務合同，為客戶提供一整套的節能服務，并從客戶進行節能改造后獲得的節能效益中收回投資和取得利潤的一種商業運作模式。合同能源管理機制的特點是服務專業化、節能有保障和用能單位風險低[1]。

2 合同能源管理LED廠房照明節能改造可行性

LED半導體照明作為第四代高新技術光源，具有高效、節能、環保、舒適、安全以及壽命長等優點，符合《建筑照明設計標準》（GB 50034—2013）對綠色照明的定義。

采用合同能源管理模式對廠房照明進行節能改造，無須改變原有照明線路和燈具控制方式，只需在原燈位直接替換燈具，實施方便且對正常生產秩序影響較小。

隨著LED照明技術的發展和燈具制造技術的提高，LED燈具的生產成本日益降低，燈具光效、光衰、使用壽命等方面的性能不斷提高。因此，采用合同能源管理模式進行LED廠房照明節能改造，節能服務公司能夠在較短的時間內收回成本并取得收益。

3 合同能源管理LED廠房照明改造實施要點

采用合同能源管理模式進行LED廠房照明節能改造，用能單位和節能服務公司都存在一定的風險。對用能單位來說，可能面臨后期燈具維護不及時而影響單位生產的風險;對節能服務公司來說，項目失敗或者項目節能量未達到預期，會面臨合作方收回投資和盈利困難的風險。為確保風險可控，在采用合同能源管理模式進行LED廠房照明節能改造時應把控好以下要點：①節能服務公司須在國家發改委進行備案;②節能服務公司有實施“合同能源管理模式LED廠房照明節能改造”的成功案例;③節能改造方案的設計標準應以廠房的原始設計數據為基準，設計結果應比設定標準適當提高，以保證在合同期內滿足照度標準;④選用優質LED燈具，同時必須具有第三方獨立檢測報告;⑤為便于協調工作，應聯系一家與用能單位有長期合作關系的安裝公司進行燈具安裝;⑥燈具安裝的實施需要與用能單位的生產安排進行協調，周期存在很大的不確定性，應當確定一個對雙方都公平的節能收益起始點;⑦節能量的測量方法、步驟及驗證手段須在合同中詳盡約定。

4 合同能源管理LED廠房照明改造實例

4.1 項目概況

經現場調查統計核實，廠房A到廠房F共安裝金鹵燈356套，合計功率142.4 kW，詳情如表1所示。

為積極響應國家節能減排的號召，認真貫徹《關于加快推行合同能源管理促進節能服務產業發展的意見》文件精神，項目結合廠房照明實際運行情況，采用合同能源管理模式對廠房照明實施節能改造。

4.2 項目改造技術要求

4.2.1 項目改造范圍。廠房A到廠房F金鹵燈共356套。

4.2.2 項目改造思路。線路及燈具控制方式不變，在原燈位置用LED工礦燈替換現有的金鹵燈;在照明配電箱中新增電度表，用于改造后的照明計量。

4.2.3 項目改造標準。以廠房原始設計數據為基準，結合《建筑照明設計標準》（GB 50034—2013）和其他相關技術規范確定廠房的照度和均勻度：廠房A～廠房C平均照度300 lx，均勻度0.6;廠房D～廠房E平均照度500 lx，均勻度為0.6;廠房F平均照度為200 lx，均勻度為0.6。

4.2.4 LED工礦燈主要性能參數和技術要求。LED工礦燈主要性能參數和技術要求，如表2所示。

4.2.5 項目投資方式。采用合同能源管理分享型方式，節能改造項目的全部投入和風險由節能服務公司承擔。項目實施完畢后，雙方按照合同約定比例和周期分享節能收益。合同期滿，燈具的所有權歸用能單位[3]。

4.2.6 節能指標及效益分享。①節能指標要求。節能改造完成后亮燈率在95%以上，并保證改造后的照明效果符合設計標準要求，節能率不小于50%。②節能效益分享比例。用能單位和節能服務公司分享比例不低于1∶9。③節能核定。節能核定的指標即項目改造前原設計標準燈具的實際功率與替換LED燈具功率的差額，其中金鹵燈的實際功率為金鹵燈額定功率和鎮流器的功耗（額定功率的10%）之和。④節能量的確認。在確認節能量時，電費綜合單價以0.75 元/（kW·h）計算，可通過以下計算公式獲得[4]：

首先，節能服務公司開展能源審計獲取現場數據，包括照度值、燈具功率及數量、日均開燈時長、燈具的安裝高度以及燈位布置等。

其次，根據獲取的現場數據，結合技術要求，通過DIALux仿真軟件，按照原燈位布局，模擬LED燈的替換功率，結果如表3所示。廠房D的LED燈具模擬布置結果如圖1所示，用100 W LED工礦燈仿真等照度如圖2所示。

最后，從仿真結果可見，用100 W LED工礦燈替換原400 W的金鹵燈，平均照度為559 lx，最小照度為372 lx，最大照度為628 lx，照度均勻度為0.665。

4.4 合同簽訂

首先，用能單位通過比選方式，按照相應評分標準，對節能服務公司的節能方案評選打分。其次，用能單位與選定的節能服務公司就節能效益的分享比例、分享周期以及付款方式等開展商務談判。最后，用能單位與節能服務公司按照《合同能源管理技術通則》（GB/T 24915—2020）標準合同格式簽訂廠房照明節能改造項目合同，對雙方的責任和義務，以及項目改造后廠房的照度、均勻度、節能量等指標的核定、驗收、后續服務等進行嚴格約定。

4.5 項目實施

項目實施前，節能服務公司根據用能單位的生產計劃安排制定詳細的施工方案，待用能單位最終確認同意后，方可進場施工。

項目實施過程中，為保證施工順利進行，用能單位安排專門的生產調度人員作為甲方管理者代表負責協調施工過程中的相關事宜，同時安排專門的質量管理者代表參與施工過程中的質量把控。

項目實施完畢后，按照合同中約定的驗收標準，用能單位和節能服務公司共同對施工質量、照度以及節能量等指標進行測量驗收。

4.6 實施效果

4.6.1 改善照明環境。實施廠房照明改造后，廠房A平均照度為314 lx，均勻度為0.615;廠房B平均照度為352 lx，均勻度為0.673;廠房C平均照度為375 lx，均勻度為0.666;廠房D平均照度為542 lx，均勻度為0.645;廠房E平均照度為565 lx，均勻度為0.609;廠房F平均照度為218 lx，均勻度為0.670。

4.6.2 經濟效益。改造前356套金鹵燈的實際功率為156.64 kW，改造后356套LED燈具的功率為38.23 kW，節電率約75.59%，每年節電約825 960.93 kW·h，節約電費約61.95萬元（以電費綜合單價為0.75元/（kW·h）計算）。假設按照2∶8分享比例計算，合同期內用能單位每年可分享節能收益約12.39萬元，節能服務公司每年可分享節能收益約49.56萬元。

4.6.3 社會效益。根據國家節能減排標準（每節約1 kW·h的電，可節約標準煤0.4 kg，減排二氧化碳0.997 kg，減排二氧化硫0.03 kg）計算，實施廠房照明改造后，每年節約標準煤約330 384.372 kg，減排二氧化碳約823 483.04 kg，減排二氧化硫約24 778.82 kg[5]。

5 結語

從實例可知，采用合同能源管理模式進行LED廠房照明改造，用能單位零投入能夠實現廠房照明環境的改善和能源利用效率的提高，有利于合同能源管理模式被越來越多的用能單位接受認可，市場前景廣闊。

參考文獻：

[1]山東省世行亞行節能減排項目管理辦公室.合同能源管理60問：實務問題與解決方案[M].北京：化學工業出版社，2015：1-2.

[2]中華人民共和國國家標準.建筑照明設計標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2014：15-16.

[3]謝仲華.合同能源管理實務及風險防范[M].上海：上海大學出版社，2011：7-8.

[4]中國航空規劃設計研究院.工業與民用配電設計手冊[M].北京：中國電力出版社，2005：1-2.

[5]王德輝，黃偉.LED照明在工業廠房中的應用分析[J].資源節約與環保，2014（12）：82-83.