本次直播是能源管理课程的第二期，围绕园区能源管理展开，有幸邀请到给我们忻世科技高级能源顾问-李水扬分享关于前沿的节能技术在产业园区的应用实践和效益分析。通过不同的类型，不同规模的园区的成功案例。详细的解析我们项目的背景、实施过程、技术方案、投资收益等关键信息。
某体育园，项目规划建设总用地面积约 5.7 万多平方米，总建筑面积达 6.88 万多平方米，于 2022 年 3 月真正开始启动运营。在用电数据方面，前年用电量约 200 多万度，去年约 400 多万度。用电量涨幅较大的原因主要在于项目新建不久，且去年新开设了部分场馆，并安装了充电桩，这一些因素对用电量的上升产生了显著影响。基于目前的运营情况，预计往后每年用电量约 400 多万度，也存在进一步增长的可能性。
在能耗构成中，该体育园空调暖通系统的能耗约为 150 多万度。接下来详细的介绍其空调系统主要设备的情况。该系统配备四台由汉顿布舍生产的全封闭螺杆热泵机组，并设有简单的群控系统。空调主机和水泵通过上位机来控制，目前仅支持工作人员在群控系统上手动控制主机和水泵的启停。该群控系统的基本功能包括控制空调末端，即控制每个体育场馆和办公室的出风开关，以及空调主机的开关机和楼顶空调水泵的启停。不过，系统各板块的可视化程度相比来说较低，较为粗糙。
针对该空调系统的节能改造，我们为其引入了一套中央空调主机全链路控制管理系统。经实际测算，该系统节能率可达 26% 以上，平均每年可降低费用 40 万以上。从投资成本来看，大概在几十万元，投资回报周期约为两年。
部分人士可能会关注该系统的节能原理，从硬件层面简要介绍，主要是配备一个类似 PLC 柜及常见配电柜的设备，并添加温度传感器、湿度传感器、控制阀门等感应元器件。在此过程中，需与空调主机的原厂家沟通，获取其开放的通讯接口。若项目采用空调锅炉，操作方式也与之类似，即增加感应元器件、连接接口并添加控制元件等。这些设备最终接入统一的控制管理系统平台，进而实现对主机的调控。系统会依据不同的室内温度、天气状况以及供暖需求，自动调节运行模式。例如，在室外温度为 10 度时，系统会通过智能运算判断开启一台还是两台主机更为合适。并非开启设备数量越少就越节能，在天气严寒的情况下，适当多开设备反而能提高运行效率。同时，系统还会对供水阀门和水泵的开启数量、运行功率等进行实时调节。与之形成对比的是，原系统缺乏这些调控功能，设备启动后便以固定功率持续运行，无法根据实际的需求进行调节。
我们运用 AI 测算模型，实现了对系统的自动调控。从空调主机的运行原理分析，主机开机后通常会接近满负荷运转（达到预设负荷后保持稳定运行）。以夏天制冷为例，若未配备冷水机组自控系统，无论室外温度是 30 度、40 度还是 45 度，只要设定主机冷冻水温度为 10 度，主机就会持续维持该温度运行。当室内温度从 30 多度降至设定的 24 度后，原系统不会降低主机功率，而我们的全链路控制管理系统则会在室内温度达标后，适度降低主机能耗，在不影响室内制冷效果的前提下，实现节能目的。因为在实际运行中，多数传统空调主机缺乏类似的智能控制功能。
在项目实践中，怎么样来判断中央空调项目是不是具备节能空间呢？这主要根据暖通控制水平所处的阶段。一般而言，暖通控制水平可划分为五个阶段：
（1）状态监控阶段：此阶段仅能对设备正常运行状态进行粗略监控，如设备的开关状态、当前运行温度、冷冻水温度设置、水泵开启数量及频率等信息，仅能实现基本的运作时的状态查看。
（2）远程操作阶段：该阶段在状态监控的基础上，实现了远程控制设备的开关机、温度设置等功能。目前，市面上约 60% 的暖通系统处于这一阶段。
（3）局部自动调节阶段：部分设备具备自动调节功能，如水泵可进行自动调节，或空调主机为变频设备并带有一定的自动调节控制能力。约 27% 的项目能达到这一阶段的控制水平。
（5）接入虚拟电厂阶段：该阶段涉及更为深入的能源管理与调配模式，后续将对其进行详细讲解。
需重点指出的是，多数项目的暖通系统处于远程操作阶段，且功能并不完善，例如在水温设置、水泵功率设置等方面存在缺失。像某体育园项目，此前不仅远程操作功能不全面，甚至在水温调节等操作上，需要工作人员爬到屋顶，在主机面板上手动操作，能耗较高。在这种未配备冷水机组自控系统的情况下，将其改造为自动智能调节系统后，大多数中央空调暖通系统的节能率至少可达 15%，部分系统甚至能达到 30%。
该项目为以高层建筑为主的综合性大楼，总建筑面积达 43,250 平方米，其中地上面积约 32,000 平方米，地下面积约 11,000 平方米。大楼共 33 层，地上 31 层，地下 2 层，这种建筑结构在城市中较为常见，每层建筑面积约一万多平方米。
该大楼的空调系统预计每年运行时长超过 8 个月，涵盖夏季制冷和冬季制热时段，每年耗电量约 224 万度。大楼配备了 58 台 BRB 空调外机，然而，所有空调均需人工手动启停操作，原系统未配备智能控制管理系统。
（1）制冷系统：一是对制冷机进行升级改造，将原有的制冷剂更换为第四代制冷剂；二是对 VRB 主机控制系统来进行优化，重新规划空调运行策略，实现精细化调控，从而在空调系统运行过程中挖掘并压缩冗余功率。此外，还包括对地下车库照明系统的节能改造。
在制冷剂选择上，目前常用的 R410A 属于第二代制冷剂，而第一代制冷剂为氟利昂（R22）。与氟利昂相比，R410A 在节能和安全性方面已有一定提升。但第四代制冷剂在节约能源的效果上更为显著，相比 R410A，其能耗可降低 20% 以上，在制冷量保持不变的情况下，可以在一定程度上完成一度电制取更多冷量的效果。同时，第四代制冷剂提高了制冷机的燃点，突破了公司原有制冷剂易燃的技术瓶颈。从高效节能的角度来看，新一代制冷剂在质量上仅为 R410A 的 45%，但制冷速度更快、制冷量更大。而且，其改善了冷凝器和蒸发器的换热流动性能，在酷暑炎热天气下，表现出更好的适应性，更适用于各类管道制冷系统。在安全性方面，第四代制冷剂采用更天然的原料，不含氟，更高效、节能且环保。
在本次项目中，制冷剂更换以及中央空调 BRB 主机控制管理系统改造的总成本约为 100 万元。经评估，空调系统的综合节能率超过 25%，每年仅空调部分节省的费用就超过 40 万元，投资回收期预计不到三年，投资回报率接近 40%，投资效益较为可观。
（2）地下车库照明：将原有的 1000 盏 18 瓦 LED 灯更换为低功率、高光效的雷达感应灯。改造前，这 1000 盏灯 24 小时持续照明，每年电费约 15 万元。改造后，节能率可达 85% 以上，每年可节省电费约 13 万元。虽然 13 万元对于整个项目的成本节约而言可能占比不高，但对于地下车库照明能耗来说，已实现了较高程度的成本压缩。若其他项目方想要估算地下车库照明的节能潜力，可通过 “18 瓦 ×24 小时 ×365 天 × 灯具数量” 的公式进行大致测算。目前，我们新型灯具的节能率普遍能达到 85% 以上。
该园区作为集制造业、高校、医疗等多种功能于一体的综合性智慧生态示范区，引入了 “一致网 N 站能源平台”。截至目前，已有 1042 个设备接入该平台，平台的峰值调节容量达 126 兆瓦。通过平台的高效运作，园区每年在能源成本上实现了显著节约，年节约费用高达 11261.5 万元，这在某种程度上预示着每年节省的电费超过一亿元。平台的应用场景范围广泛，涵盖酒店、冷库等多种场景，并取得了出色的节能成效。
以某酒店为例，我们对其冷库的温度、功率等参数进行了优化调节，并将相关设备接入平台，通过实时调风调频等智能调控手段，大大降低了能源消耗。经核算，该酒店的总体成本节约了 8.5%，同时新能源的消耗比例提升了 55.3%，节约能源的效果十分显著。
对于园区内的其他项目而言，接入这套能源平台，能够将项目的暖通控制水平提升至最高效阶段，实现能源的精细化管理与高效利用，为园区的可持续发展提供有力支撑。
（1）地库照明：地下车库常规配备的节能灯具主要有两种。其一为两档调节灯具，可实现亮度在较亮与较暗之间切换。其二是当下应用更广泛的微波雷达感应物联网灯具。
这种微波雷达感应物联网灯具具备智能感应与信号传输功能。以地下车库过道为例，当有人从过道一端进入第一盏灯的感应范围时，第一盏灯便会迅速将信号传递给相邻的下一盏灯，通过这种相邻灯具间的信号传输机制，可使整条过道从一端至另一端依次亮起。当人员离开后，灯具并不会完全熄灭，而是保持某些特定的程度的微弱光亮，既能满足基本的可视需求，又避免了完全黑暗给人带来的不适感。
此外，该灯具在亮度调节方面采用渐变方式，这种变化极为细微，人眼几乎难以察觉，极大地提升了使用者真实的体验。像银泰、万达等周边商业综合体的地下车库，目前均已采用此类灯具，通过智能感应实现人来灯亮、人走灯暗的效果，与物联网技术相结合，营造出更为舒适便捷的地下空间环境。
从投资回报角度来看，此类灯具节约能源的效果显著，通常半年至一年即可收回成本。若您的项目目前仍在使用常亮灯，建议考虑来更换，以实现可观的节能收益。
（2）光伏：在光伏项目规划中，通常可按每平方米 1000 瓦的装机容量进行初步估算。例如，若拥有 1000 平方米的屋顶，理论上可安装 1000 千瓦的光伏设备。但真实的操作中，屋顶结构、杂物遮挡以及空调外机等因素都会影响光伏铺设。一般而言，考虑到这一些因素，以 80% 的可用面积计算，1000 平方米的屋顶可安装 800 千瓦的光伏设备。假设成本为每瓦 2 元，那么投建成本约为 160 万元。不过，实际成本会因场地面积、楼层高度、屋顶材料（如水泥或彩钢瓦）等因素而有所波动，成本可能低至每瓦 1.8 元，也可能高达每瓦 2.5 元。场地面积越大，单位面积的一次性搭建成本越低。
对于大型场地，如一万平方米的屋顶，可粗略估算投建成本约为 1600 万元。若企业或项目方考虑投建光伏，可先邀请专业公司出具方案，评估发电量与投建成本，再决定是自行投建，还是提供场地与其他投资方合作。若选择合作，可通过获取优惠用电电价或场地租金实现收益。场地租金一般在每平方米 5 - 8 元，具体金额可根据场地条件协商确定。
在光伏电力的消纳方面，自发自用模式最为经济。以浙江为例，光伏电力上网价格为每度 0.41 元（此价格因各省份能源结构和政策不同会略有差异）。而商业项目的用电价格一般为每度 0.8 元左右，园区、写字楼等执行峰谷电价的场所，高峰时段电价可达每度 1.1 - 1.3 元。若使用光伏自发电，每度电可节省 0.3 - 0.9 元，回本周期大幅度缩短。目前，光伏投建市场活跃，众多国企因相关指标要求，积极投入光伏项目，使得该领域投资热度较高。
值得注意的是，并非所有场地都适合建设光伏项目。例如，一些屋顶因建有网球场、放置空调外机等设备，导致可用面积不足或受到遮挡，没有办法进行光伏建设。一般来说，平坦开阔、无遮挡的屋顶更适宜开展光伏项目。
（3）储能：储能项目多适用于执行峰谷电价且白天用电集中的场景，但要求用电量较大且稳定。以之前提到的体育园项目为例，由于其用电量不稳定，部分场馆新开且出租率不稳定，现阶段暂不适合投建储能项目。但预计一两年运营稳定后，可考虑引入储能设备。
储能的核心原理是峰谷套利。在夜间电价较低时，将电能存储到电池中，例如每度电价格可能在 0.2 - 0.4 元。而在白天尖峰时段，电价升至每度 1 元以上，此时使用存储的低价电，每度可节省 0.6 - 0.8 元，实现显著的经济效益。
（4）充电桩：以之前上城某大楼为例，该项目中，中石化投建了 20 多个快充桩和 80 多个慢充桩，特斯拉也投入建设了 6 个快充桩，蔚来则建设了一个换电站和两个快充桩。需明确的是，不同产业园区的情况存在非常明显差异。部分园区出于配套服务考量，会自行投建充电桩，园区在做决策时，需依据自身人流量等因素进行科学测算。若园区资金充裕且人流量较大，同时有资本预算，可考虑自行投资建设充电桩；不过，对于大多数园区而言，建议与专业的充电桩投建公司合作。
不建议园区自行盲目投资建设充电桩。若投资规模把控不当，也许会出现充电桩闲置、无人使用的情况，导致投资无法在 3 - 5 年内回本，造成资源浪费。此外，若计划建设充电桩，园区必须充分考量自身变压器容量是否充足。假设园区剩余变压器容量仅为 600，却一次性安装 10 个充电桩，可能会引起容量耗尽。后续若再有企业入驻园区，就会面临变压器容量不够的问题，届时进行增容操作将极为繁琐且成本高昂。
若充电桩位于地下车库，更需谨慎规划变压器容量。若充电桩设置在地面，投建方可申请专用变压器，这对投建方具有一定吸引力。一方面，使用专用变压器的用电成本可能更低；另一方面，还可能享受有关政策优惠和奖金补贴。当然，这些政策福利归投建方所有，对园区而言，此举可避免占用自身变压器容量，实现双方共赢。
考虑到新能源汽车的普及，充电桩已慢慢的变成为园区的一项基础配套设施。若园区旨在为自身提供配套服务，建议优先设置少数的慢充桩。慢充桩成本相比来说较低，且不会过多影响车位的正常使用。若园区内快充桩数量过多，可能引发一系列管理问题。例如，园区车位资源有限，大量快充桩可能吸引众多网约车司机频繁进出充电，导致园区内部车位紧张，车流量过大，增加管理难度。此外，还也许会出现诸如网约车司机随地大小便等不文明现象，给园区管理带来困扰。因此，园区在规划充电桩建设时，务必提前做好全面的风险评估与管理预案，以保障园区的正常运营秩序。
（5）虚拟电厂：虚拟电厂是综合能源项目内部生产运营与外部市场交易的智慧中枢。它依托通信技术与软件系统，将分布式发电（如光伏发电）、储能设施、充电桩以及其他可控负荷能源（例如中央空调、锅炉等）进行资源聚合与协调优化。通过需求侧响应来调控电力辅助服务、参与电力现货交易、绿电交易以及碳交易，从而助力电力系统稳定运行，提升新能源消纳水平。通俗来讲，虚拟电厂的核心功能大多数表现在峰谷套利和需求侧响应两个方面。
①需求侧响应：在夏季等用电高峰期，如下午一点到三点，居民和企业大量使用空调，导致国家电网负荷压力剧增。当负荷超出一定限度时，电网运营方会出台需求侧响应政策，要求部分用户在特定时段减少用电或暂停供电。具体措施为，针对用户在规定时段内减少的用电量给予相应补贴。例如，若某用户在政策要求的时段内，相比正常用电量减少了一定度数，电网将按照每度电一定的补贴金额给予奖励。
对于配置了储能设备的用户，在需求侧响应时段，可利用储能设备放电，减少对电网电力的依赖，从而获得相应的奖金补贴。以空调系统为例，中央空调具有一定的储能特性。中央空调通过主机对冷冻水进行制冷，将冷量存储在冷冻水系统中。若提前知晓下一个小时需要降低能耗，可提前将冷冻水制冷至设定温度，存储冷量，下一小时便可减少主机运行时间，降低用电量，达到响应需求侧政策的目的。
②峰谷套利：2025 年，浙江开通电力现货交易市场，此前已有部分省份先行开通。在传统的电价模式下，用电价格相对固定，要么是一口价，要么按照峰平谷时段设定固定价格，每月价格波动极小。而电力现货交易市场的电价如同股票和期货价格一样实时波动，每一秒的电价都可能不同。
虚拟电厂具备电价走势预测机制，能够分析一天内的电价波动规律，判断何时电价较低，何时电价较高。用户都能够依据这一预测，在电价低时增加用电，电价高时减少用电，以此降低用电成本。例如，在电价低时，将空调主机功率调高，多制取并储存冷量；电价高时，利用储存的冷量供应空调，减少主机运行，降低用电成本。虽然总用电量可能不变，但电费支出得以减少。
此外，虚拟电厂可以与储能、光伏设施联动，利用现货电价的价差进行套利。通过整合空调、储能和光伏系统，实现能源的优化配置和高效利用。在国网山西电科院试验基地，该虚拟电厂系统接入了 126 兆瓦时的负荷、48 兆瓦时的负荷、7500 瓦的光伏、4020 瓦的风机、1930 瓦的磷酸电池、12600 瓦的冷水机组以及 1950 千瓦时的水蓄能。实践证明，该系统使园区的总经营成本降低了 14.3%，综合能效指数提升了 21.5%，节省的电费带来了百万级别的利润。
上述提及的各类节能举措，涵盖光伏发电、储能设施、充电桩建设以及空调暖通系统优化等多个领域。从系统集成的视角出发，借助平台化运作以及软硬件协同的模式，能够在园区运营过程中实现暖通系统的显著节电与高效节能。这些综合性平台不仅助力园区在暖通系统节能方面取得成效，还能够从数字化维度推动园区升级，为园区申报绿色园区、低碳园区等评定提供坚实有力的支持。
在前沿技术应用方面，分布式光伏储能综合能源调度优化技术发挥着关键作用。该技术通过对能源的高效整合与科学调配，实现能源的高效利用以及低成本供应。在明显降低园区能源成本的同时，有效提升了企业的经济效益。从环境效益层面来看，此技术的应用大幅度降低了碳排放，减少了废气排放，积极做出响应了国家 “3060” 双碳政策。通过持续优化节能策略，为园区的绿色可持续发展奠定了基础，助力园区在环保领域做出积极贡献，这也是园区成功申报绿色低碳园区的重要技术支撑。
在园区运营管理方面，强化能源管理系统建设具备极其重大意义。借助该系统，能轻松实现对设备故障的远程监控与实时跟踪，对能源数据来进行精准分析与深度挖掘。通过及时有效的设备故障处理，能够最大限度减少生产的全部过程中的中断现象，避免能源浪费，进而全方面提升园区的整体运营效率，确保园区运营的稳定性与高效性。
