IPMVP在某酒店合同能源管理项目中的应用分析

江森自控公司 陈一

国家《节能减排“十二五”规划》明确将合同能源管理项目的推广作为节能减排重点工程之一，支持重点用能单位采用合同能源管理方式实施节能改造，公共机构实施节能改造要优先采用合同能源管理方式。

1 合同能源管理简介

合同能源管理 EPC（EnergyPerformance Contracting）是指节能服务公司ESCO（Energy Services Company）与用能单位以契约形式约定节能项目的节能目标，节能服务公司为实现节能目标向用能单位提供必要的服务，用能单位以节能效益支付节能服务公司的投入及其合理利润的节能服务机制[1]。项目前期，ESCO负责相关的能源审计、节能诊断、方案设计及节能量核算；实施阶段，ESCO将负责整个项目的投资，施工及管理；竣工后的合同期内，ESCO还将承担节能系统的维护保养，同时，客户从实际节能收益中按照约定比例付款给ESCO；合同期结束后，全部节能系统无偿移交给客户。整个项目中，ESCO承担主要的财务和技术风险，相应的可以获得比传统业务更高的收益率和政府节能补贴；对于用能单位，不用承担资金压力和项目风险，节能收益有保障；因此，作为一种双赢的能源服务模式，合同能源管理得到政府在财政和税收政策上的大力支持。

表1 EPC模式与传统模式的比较

合同能源管理与传统节能改造的区别如表1所示[2]：

由表1可知，大部分合同能源管理项目采用整体节能解决方案，项目资金由ESCO负责融资，节能收益得到保障，这也是合同能源管理与传统节能改造的最大区别。

2 IPMVP简介

制约合同能源管理发展的一个重要因素就是如何精确客观地测量与验证项目的实际节能收益。合理的节能量测量与验证规程（M&V：Measurement and Verification）是合同能源管理顺利实施的技术保障。目前，国际上普遍认可的M&V标准是由国际能效评价组织（EVO：Efficiency Valuation Organization）制定的国际节能效果测量和验证规程（IPMVP：International Performance Measurementand Verification Protocol）。规程指出：节能量是通过比较节能措施实施前后的能耗量，再对实施前后运行工况的变化进行适当调整而得出的。其基本概念如图1所示。

实际能耗量会受到天气，运营时间、使用率等许多不可控因素的影响，因此不能简单得通过比较节能改造前后的能耗量来确定实际节能量，需要引入相应的调整量来排除这些不可控因素的影响。该调整分为常规调整和非常规调整。前者指预期会发生的正常变化，例如天气，工厂产量，酒店入住率等；后者指不可预见的对能耗有决定性作用的因素，例如工厂班次，住户类型等等。节能量的计算采用以下公式：

节能量=（改造前基准期能耗量-改造后报告期能耗量）±调整量 （1）

IPMVP定义了四种M&V的方案来确定节能量[3]，参见表 2。

上述四种M&V方案的成本各不相同，在选择采用哪种方案时应进行M&V的成本效益分析，具体数据可参考表3[4]。

3 IPMVP的应用案例分析

上海某五星级酒店建筑面积5900m2，共有328间客房，2010年总能耗费用约900万元人民币。酒店采用合同能源管理的模式，针对空调、照明、锅炉、蒸汽等主要能耗系统实施了整体节能改造。节能措施涵盖节电和节省天然气两部分，如表4所示：

表2 IPMVP方案概览

表3 各种M&V方法的成本费用比例

针对上述各项节能措施，我们依据IPMVP制定了不同的节能量测量与验证方案。

3.1 节电量的M&V方案：采用IPMVP选项C

1）M&V方案选择

本项目的节电措施主要涵盖照明和空调等主要的耗电系统，项目预计每年节电量约为191万kWh，同2010年酒店总耗电量928万kWh相比，节电率达到20%。选择节电量的测量与验证方案时，我们考虑了以下因素：

（1）改造前酒店没有分项计量，缺少照明、制冷站系统的耗电基准；

（2）多项节电措施共同作用于同一系统，相互影响，很难单独区分开各自的节电效果；

（3）节能率达到20%，大于IPMVP推荐的10%，电耗受未知因素的影响较小。

因此采用IPMVP选项C-整体耗能系统能耗比较作为节能量测量与验证的方案。

2）基准耗电量的数学模型

根据酒店的能耗特点，选择客房入住率，室外气象条件及每月天数等影响因素作为自变量，同每月实际耗电量一起进行线性回归分析，建立酒店的基准耗电量的数学模型。其中，客房逐月入住率以及月耗电量来源于酒店原始记录，室外气象条件用制冷度日数-CDD18%表示。制冷度日数-CDD18℃是指某天室外日平均温度高于18℃时，将高于18℃的度数（室外平均温度值减去18）乘以1天得到当日的制冷度日数-CDD18℃（单位：℃·日），每月制冷度日数指该月每日制冷度日数之和。

表4 案例节能措施介绍

为了保证耗电量数学模型的准确性，我们选取酒店2008年1月至2010年12月共计36个月的逐月耗电量、月入住率、月制冷度日数CDD18℃、月天数等数据进行线性回归分析，得到酒店月耗电量的数学模型，如公式2所示：

月耗电量(kWh)=3,371×酒店月入住率(%)＋637×月制冷度日数CDD18℃＋25,061×每月天数 -312,551 （2）

为了验证该能耗模型的准确度，我们根据公式2计算出2008年至2010年酒店的逐月耗电量并与实际耗电量进行对比，结果如表5所示，平均误差率在5%以内，数学模型的准确度符合要求。

3）节能效益分析

根据公式1，本项目每月的节电量=调整后的月基准耗电量-验证期的实际耗电量。调整后的月基准耗电量根据公式2计算所得，验证期的实际耗电量以实测为准。我们以项目完成后的2012年6至8月作为节能验证期，节能效益分析如表6所示：

3.2 锅炉天然气节约量的M&V方案：采用IPMVP选项B

1）M&V方案选择

本项目中，锅炉天然气节约措施包括锅炉排烟热回收和蒸汽冷凝水闪蒸气热回收，预计每年节气量约为1.2万m3，同2010年酒店总天然气耗量94万m3相比，节电率约1.3%。选择锅炉天然气节约量的M&V方案时，我们考虑了以下因素：

（1）节能比例偏小，不适合用改造前后锅炉的天然气耗量进行比较；

（2）节能措施相对独立，彼此之间几乎没有影响。

因此采用IPMVP选项B-隔离改造部分：测量所有参数作为节能量测量与验证的方案。

表5 月耗电量数学模型的计算值与实际值比较

表6 采用IPMVP选项C的节电量

2）M&V方法

通过在热回收装置上加装能量表，实时测量两套热回收装置回收的热量，根据等热量原则，按照蒸汽锅炉的测试效率，换算出生产同样热水所需要的天然气量。该天然气量即是如果不加装余热回收装置锅炉所需消耗的天然气量。计算过程如公式3所示：

天然气节约量（m3）=余热回收量(kcal)/(天然气热值×锅炉效率) （3）

其中：余热回收量由热回收装置上的能量表实测所得，天然气热值取8500kcal/m3，锅炉效率参照改造前的实测值81%；

3）节能效益分析

根据2012年6至8月实测的回收热量值，通过公式3可以计算出相应的天然气节约量，如表7所示：

表7 采用IPMVP选项B的锅炉天然气节约量

3.3 厨房灶具天然气节约量的M&V方案：采用IPMVP选项A

1)M&V方案选择

厨房灶具节能改造每年预计节能量约为5000m3，约占酒店2010年总天然气量的0.5%。由于灶具改造的节能量存在众多未知的影响因素，例如就餐人数，使用时间，厨师习惯等等，而且节能量偏小，很难直接用改造前后厨房的天然气耗量进行比较。因此采用IPMVP选项A-隔离改造部分：测量关键参数作为节能量测量与验证的方案。

2)M&V方法及节能效益分析

选取两台灶具作为测试对象，一台为现有的传统灶具，一台为改造后的节能灶具。在为期两周的测试周期内，分别测量两台灶具的天然气耗量，测试结果见表8：

表8 灶具节能改造测试结果

根据公式4，可以计算出灶具节能改造的天然气节约量：

灶具天然气节约量 (m3)=单台节能灶日均节气量 (m3)×使用天数×改造的灶具台数×灶具同时使用系数 （4）

其中，单台节能灶日均节能量取测试值：1.57m3，使用天数按照与客户的约定值取365，改造的灶具台数为13，灶具同时使用系数也按照与客户的约定值0.7计算，从而得到厨房灶具节能改造每年的天然气节约量为5214.8m3。

4 结论

近几年，随着国家积极推动节能减排、绿色环保事业，合同能源管理得到政府和企业的广泛关注和应用。为了保证合同能源管理项目的客观公正，节能效益的测量与验证成为项目实施过程中的重点和难点。在国内合同能源管理相关机制尚不成熟的条件下，作为国际上普遍认可的能效评估规程,IPMVP可以为项目实施提供参考和指导。同时，相关部门正通过借鉴国外先进经验并结合国内合同能源管理项目的特点,制定符合中国国情的能效评估规程,《GB:节能量测量和验证技术通则（征求意见稿）》的发布为未来中国合同能源管理节能评估体系的建立奠定了很好的基础。

[1]合同能源管理技术通则.中华人民共和国国家标准 GB/T24915—2010∶1

[2]陈辉俊.台湾ESCO节能绩效测量与验证的案例分析[J].太原理工大学学报,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]李岩,许艳,沙瑞丽.IPMVP在合同能源管理中的应用模式研究[J].环境经济,2010,(7)∶46-48.