IPMVP在某酒店合同能源管理項目中的應用分析

江森自控公司 陳一

國家《節能減排“十二五”規劃》明確將合同能源管理項目的推廣作為節能減排重點工程之一，支持重點用能單位采用合同能源管理方式實施節能改造，公共機構實施節能改造要優先采用合同能源管理方式。

1 合同能源管理簡介

合同能源管理 EPC（EnergyPerformance Contracting）是指節能服務公司ESCO（Energy Services Company）與用能單位以契約形式約定節能項目的節能目標，節能服務公司為實現節能目標向用能單位提供必要的服務，用能單位以節能效益支付節能服務公司的投入及其合理利潤的節能服務機制[1]。項目前期，ESCO負責相關的能源審計、節能診斷、方案設計及節能量核算；實施階段，ESCO將負責整個項目的投資，施工及管理；竣工后的合同期內，ESCO還將承擔節能系統的維護保養，同時，客戶從實際節能收益中按照約定比例付款給ESCO；合同期結束后，全部節能系統無償移交給客戶。整個項目中，ESCO承擔主要的財務和技術風險，相應的可以獲得比傳統業務更高的收益率和政府節能補貼；對于用能單位，不用承擔資金壓力和項目風險，節能收益有保障；因此，作為一種雙贏的能源服務模式，合同能源管理得到政府在財政和稅收政策上的大力支持。

表1 EPC模式與傳統模式的比較

合同能源管理與傳統節能改造的區別如表1所示[2]：

由表1可知，大部分合同能源管理項目采用整體節能解決方案，項目資金由ESCO負責融資，節能收益得到保障，這也是合同能源管理與傳統節能改造的最大區別。

2 IPMVP簡介

制約合同能源管理發展的一個重要因素就是如何精確客觀地測量與驗證項目的實際節能收益。合理的節能量測量與驗證規程（M&V：Measurement and Verification）是合同能源管理順利實施的技術保障。目前，國際上普遍認可的M&V標準是由國際能效評價組織（EVO：Efficiency Valuation Organization）制定的國際節能效果測量和驗證規程（IPMVP：International Performance Measurementand Verification Protocol）。規程指出：節能量是通過比較節能措施實施前后的能耗量，再對實施前后運行工況的變化進行適當調整而得出的。其基本概念如圖1所示。

實際能耗量會受到天氣，運營時間、使用率等許多不可控因素的影響，因此不能簡單得通過比較節能改造前后的能耗量來確定實際節能量，需要引入相應的調整量來排除這些不可控因素的影響。該調整分為常規調整和非常規調整。前者指預期會發生的正常變化，例如天氣，工廠產量，酒店入住率等；后者指不可預見的對能耗有決定性作用的因素，例如工廠班次，住戶類型等等。節能量的計算采用以下公式：

節能量=（改造前基準期能耗量-改造后報告期能耗量）±調整量 （1）

IPMVP定義了四種M&V的方案來確定節能量[3]，參見表 2。

上述四種M&V方案的成本各不相同，在選擇采用哪種方案時應進行M&V的成本效益分析，具體數據可參考表3[4]。

3 IPMVP的應用案例分析

上海某五星級酒店建筑面積5900m2，共有328間客房，2010年總能耗費用約900萬元人民幣。酒店采用合同能源管理的模式，針對空調、照明、鍋爐、蒸汽等主要能耗系統實施了整體節能改造。節能措施涵蓋節電和節省天然氣兩部分，如表4所示：

表2 IPMVP方案概覽

表3 各種M&V方法的成本費用比例

針對上述各項節能措施，我們依據IPMVP制定了不同的節能量測量與驗證方案。

3.1 節電量的M&V方案：采用IPMVP選項C

1）M&V方案選擇

本項目的節電措施主要涵蓋照明和空調等主要的耗電系統，項目預計每年節電量約為191萬kWh，同2010年酒店總耗電量928萬kWh相比，節電率達到20%。選擇節電量的測量與驗證方案時，我們考慮了以下因素：

（1）改造前酒店沒有分項計量，缺少照明、制冷站系統的耗電基準；

（2）多項節電措施共同作用于同一系統，相互影響，很難單獨區分開各自的節電效果；

（3）節能率達到20%，大于IPMVP推薦的10%，電耗受未知因素的影響較小。

因此采用IPMVP選項C-整體耗能系統能耗比較作為節能量測量與驗證的方案。

2）基準耗電量的數學模型

根據酒店的能耗特點，選擇客房入住率，室外氣象條件及每月天數等影響因素作為自變量，同每月實際耗電量一起進行線性回歸分析，建立酒店的基準耗電量的數學模型。其中，客房逐月入住率以及月耗電量來源于酒店原始記錄，室外氣象條件用制冷度日數-CDD18%表示。制冷度日數-CDD18℃是指某天室外日平均溫度高于18℃時，將高于18℃的度數（室外平均溫度值減去18）乘以1天得到當日的制冷度日數-CDD18℃（單位：℃·日），每月制冷度日數指該月每日制冷度日數之和。

表4 案例節能措施介紹

為了保證耗電量數學模型的準確性，我們選取酒店2008年1月至2010年12月共計36個月的逐月耗電量、月入住率、月制冷度日數CDD18℃、月天數等數據進行線性回歸分析，得到酒店月耗電量的數學模型，如公式2所示：

月耗電量(kWh)=3,371×酒店月入住率(%)＋637×月制冷度日數CDD18℃＋25,061×每月天數 -312,551 （2）

為了驗證該能耗模型的準確度，我們根據公式2計算出2008年至2010年酒店的逐月耗電量并與實際耗電量進行對比，結果如表5所示，平均誤差率在5%以內，數學模型的準確度符合要求。

3）節能效益分析

根據公式1，本項目每月的節電量=調整后的月基準耗電量-驗證期的實際耗電量。調整后的月基準耗電量根據公式2計算所得，驗證期的實際耗電量以實測為準。我們以項目完成后的2012年6至8月作為節能驗證期，節能效益分析如表6所示：

3.2 鍋爐天然氣節約量的M&V方案：采用IPMVP選項B

1）M&V方案選擇

本項目中，鍋爐天然氣節約措施包括鍋爐排煙熱回收和蒸汽冷凝水閃蒸氣熱回收，預計每年節氣量約為1.2萬m3，同2010年酒店總天然氣耗量94萬m3相比，節電率約1.3%。選擇鍋爐天然氣節約量的M&V方案時，我們考慮了以下因素：

（1）節能比例偏小，不適合用改造前后鍋爐的天然氣耗量進行比較；

（2）節能措施相對獨立，彼此之間幾乎沒有影響。

因此采用IPMVP選項B-隔離改造部分：測量所有參數作為節能量測量與驗證的方案。

表5 月耗電量數學模型的計算值與實際值比較

表6 采用IPMVP選項C的節電量

2）M&V方法

通過在熱回收裝置上加裝能量表，實時測量兩套熱回收裝置回收的熱量，根據等熱量原則，按照蒸汽鍋爐的測試效率，換算出生產同樣熱水所需要的天然氣量。該天然氣量即是如果不加裝余熱回收裝置鍋爐所需消耗的天然氣量。計算過程如公式3所示：

天然氣節約量（m3）=余熱回收量(kcal)/(天然氣熱值×鍋爐效率) （3）

其中：余熱回收量由熱回收裝置上的能量表實測所得，天然氣熱值取8500kcal/m3，鍋爐效率參照改造前的實測值81%；

3）節能效益分析

根據2012年6至8月實測的回收熱量值，通過公式3可以計算出相應的天然氣節約量，如表7所示：

表7 采用IPMVP選項B的鍋爐天然氣節約量

3.3 廚房灶具天然氣節約量的M&V方案：采用IPMVP選項A

1)M&V方案選擇

廚房灶具節能改造每年預計節能量約為5000m3，約占酒店2010年總天然氣量的0.5%。由于灶具改造的節能量存在眾多未知的影響因素，例如就餐人數，使用時間，廚師習慣等等，而且節能量偏小，很難直接用改造前后廚房的天然氣耗量進行比較。因此采用IPMVP選項A-隔離改造部分：測量關鍵參數作為節能量測量與驗證的方案。

2)M&V方法及節能效益分析

選取兩臺灶具作為測試對象，一臺為現有的傳統灶具，一臺為改造后的節能灶具。在為期兩周的測試周期內，分別測量兩臺灶具的天然氣耗量，測試結果見表8：

表8 灶具節能改造測試結果

根據公式4，可以計算出灶具節能改造的天然氣節約量：

灶具天然氣節約量 (m3)=單臺節能灶日均節氣量 (m3)×使用天數×改造的灶具臺數×灶具同時使用系數 （4）

其中，單臺節能灶日均節能量取測試值：1.57m3，使用天數按照與客戶的約定值取365，改造的灶具臺數為13，灶具同時使用系數也按照與客戶的約定值0.7計算，從而得到廚房灶具節能改造每年的天然氣節約量為5214.8m3。

4 結論

近幾年，隨著國家積極推動節能減排、綠色環保事業，合同能源管理得到政府和企業的廣泛關注和應用。為了保證合同能源管理項目的客觀公正，節能效益的測量與驗證成為項目實施過程中的重點和難點。在國內合同能源管理相關機制尚不成熟的條件下，作為國際上普遍認可的能效評估規程,IPMVP可以為項目實施提供參考和指導。同時，相關部門正通過借鑒國外先進經驗并結合國內合同能源管理項目的特點,制定符合中國國情的能效評估規程,《GB:節能量測量和驗證技術通則（征求意見稿）》的發布為未來中國合同能源管理節能評估體系的建立奠定了很好的基礎。

[1]合同能源管理技術通則.中華人民共和國國家標準 GB/T24915—2010∶1

[2]陳輝俊.臺灣ESCO節能績效測量與驗證的案例分析[J].太原理工大學學報,2010,(9)∶532-537

[3]Efficiency Valuation Organization.International Performance Measurement and Verification Protocol.-Conceptsand Optionsfor Determining Energy and Water Savings[S].Volume1,2010∶19-20.

[4]李巖,許艷,沙瑞麗.IPMVP在合同能源管理中的應用模式研究[J].環境經濟,2010,(7)∶46-48.