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(jié)能的服務(wù)機制。其運作模式為：節(jié)能服務(wù)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(yè)化公司，與愿意進行節(jié)能改造的用戶簽訂節(jié)能服務(wù)合同，為用戶的節(jié)能項目進行投資（或融資）和節(jié)能改造。在節(jié)能改造之后，用戶利用節(jié)能收益（改造后能源費用相比改造前能源費用的節(jié)省）支付節(jié)能服務(wù)公司的費用。合同期滿，即在節(jié)能服務(wù)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(jié)能效益。

分布式供能系統(tǒng)，即（冷）熱電聯(lián)供系統(tǒng)，以靠近用戶、一次能源利用效率高、環(huán)境友好、能源供應(yīng)安全可靠等特點，已逐漸成為用戶節(jié)能改造中的一種重要節(jié)能方式。它以天然氣為主要燃料，在用戶側(cè)安裝燃氣輪機或燃氣發(fā)動機發(fā)電機組，利用燃料高品位的能量進行發(fā)電滿足用戶的電力需求，同時通過余熱利用設(shè)備（如溴化鋰吸收式空調(diào)機組或換熱設(shè)備）回收發(fā)電所產(chǎn)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(jié)能項目中的應(yīng)用是促進分布式供能行業(yè)發(fā)展的有力措施，同時也是建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的客觀需要。然而這種應(yīng)用成功的關(guān)鍵在于：節(jié)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(jié)能行業(yè)同仁共同探討，對EPC(合同能源管理)方式在分布式能源行業(yè)，乃至節(jié)能行業(yè)的發(fā)展應(yīng)用作出些許貢獻。

2 節(jié)能收益測算方法

EPC(合同能源管理)的實質(zhì)是一種允許用戶使用未來的節(jié)能收益為工廠設(shè)備升級和節(jié)能的投資方式。因此節(jié)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(jié)能服務(wù)公司節(jié)能收益。

每季實際節(jié)能收益的計算方法如下：

式中S收益——項目的季度節(jié)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(tǒng)累計發(fā)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(tǒng)的煙氣余熱經(jīng)一定方式利用后，可作兩種用途：供應(yīng)冷/熱空調(diào)；產(chǎn)生可使用的生活熱水或蒸氣。因此其余熱收益可分為空調(diào)收益和生活熱水/蒸氣收益。

1)空調(diào)收益

分布式供能節(jié)能改造項目實施后，利用余熱供應(yīng)空調(diào)，相比改造前空調(diào)設(shè)備（利用電或燃氣等能源驅(qū)動）耗能量的節(jié)省即為節(jié)能量，乘以該種所耗能源的實時價格即為節(jié)能收益。該節(jié)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(diào)能耗費用按空調(diào)面積的大小來平攤。前提是需對改造前的冷/熱空調(diào)設(shè)備季度耗能量進行記錄統(tǒng)計，以建立單位空調(diào)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(diào)面積下，改造前空調(diào)設(shè)備的季度耗能量，即分布式供能改造項目余熱的季度節(jié)能量，對應(yīng)節(jié)能收益計算如下：

式中S余熱——同前所示；

q1——單位空調(diào)面積的季度耗能量（kWh/m2)；

A——實際空調(diào)面積（m2)；

P——為用戶空調(diào)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(diào)能耗費用按空調(diào)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(diào)設(shè)備季度耗能量進行記錄統(tǒng)計；還需通過監(jiān)測空調(diào)系統(tǒng)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(diào)耗冷/熱量下，改造前設(shè)備的季度耗能量，即分布式供能改造項目余熱的季度節(jié)能量，對應(yīng)節(jié)能收益計算如下：

式中S余熱，p，——同前所示；

q2——單位空調(diào)冷/熱量的季度耗能量；

Q空——與q2對應(yīng)季度下，用戶實際消耗的空調(diào)冷/熱量（kWh）。

2）生活熱水/蒸氣收益

分布式供能節(jié)能改造項目實施后，利用余熱產(chǎn)生生活熱水/蒸氣，相比改造前設(shè)備（利用燃料燃燒供應(yīng)生活熱水/蒸氣）的燃料節(jié)省即為節(jié)能，乘以該種所耗燃料的實時價格即為節(jié)能收益。該節(jié)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(yīng)生活熱水/蒸氣的設(shè)備，其燃料消耗量很大程度取決于設(shè)備的熱效率。經(jīng)專業(yè)機構(gòu)測試出改造前供熱設(shè)備的熱效率，并通過用戶和節(jié)能服務(wù)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(jié)能收益的計算依據(jù)。具體公式如下：

但是，目前國內(nèi)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(yīng)用所要求的深度。大多數(shù)院校在大學物理、理論力學等課程中講授相關(guān)內(nèi)容，在運動學方面，介紹質(zhì)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(zhì)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(yīng)用中，機械系統(tǒng)大多是多個剛體組成的系統(tǒng)；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(wèi)星、多關(guān)節(jié)的機器人等，且二者在理論上區(qū)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(shè)備所消耗燃料的低位熱值（kJ/m3）；

η——改造前供熱設(shè)備熱效率；

P'——改造前供熱設(shè)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(shù)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(shù)來平攤。前提是需對改造前的供熱設(shè)備季度耗能量和同季度內(nèi)生活熱水/蒸氣噸數(shù)進行記錄統(tǒng)計，以建立該項目單位生活熱水/蒸氣噸數(shù)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(shè)備的季度耗能量，即分布式供能改造項目余熱的季度節(jié)能量，對應(yīng)的節(jié)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(shù)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(tǒng)季度累計消耗燃氣量（Nm3），按燃氣公司實際抄表數(shù)計；

P''——分布式供能系統(tǒng)消耗的燃氣單價（元/Nm3）。

根據(jù)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(jié)能服務(wù)公司的節(jié)能收益。

3 結(jié)論

用戶與節(jié)能服務(wù)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(jié)能技術(shù)盡快為用戶使用。然而在該種合同能源管理節(jié)能投資模式推廣時，節(jié)能效果的評估和確認極其重要，甚至是決定性的，關(guān)系到節(jié)能服務(wù)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(jié)能收益測算方法是合同能源管理項目順利實施的關(guān)鍵之一。

本文通過對分布式供能系統(tǒng)節(jié)能收益測算的思考，提出了多種不同余熱利用情況下節(jié)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(yīng)用推廣起到些許幫助。