大型铁路客运站能耗控制管理的实践与思考

刘孝先

(中国铁路上海局集团有限公司 计划统计处，上海 200071)

近年来，随着铁路建设的快速发展，以铁路客运站为代表的铁路建筑能耗量日渐上升，为加强客运站能耗控制和管理，进行了大型客运站能耗专项调查[1]，从能耗特点及其影响因素、节能技术、管理体系及能源管控系统开发等方面进行了积极探索和实践，取得了一定成效[2-9]。以中国铁路上海局集团公司为例，其管内大型客运站(候车室使用面积大于5 000 m2的客运站，下同)数量逐年增加，2017年末达到31座，占全路大型客运站总数的20.8%；2017年大型客运站能耗总量占集团公司生产生活能耗(不含牵引能耗，下同)总量的23.3%。因此，加强大型客运站能耗控制管理，对降低能源消耗及运营成本、创建资源节约型企业、适应绿色发展要求具有重要意义。

1 大型客运站用能基本情况

1.1 主要耗能设备情况

大型客运站用能设备包括中央空调系统、照明设备、电梯设备、分体空调、电茶炉等，其中主要的耗能设备是中央空调系统、照明设备和电梯设备。根据近5年统计调查数据分析，中央空调系统能耗约占总能耗的60%～75%，电梯能耗约占10%～15%，照明系统能耗约占8%～15%，其他设备能耗量约占7%～10%。

1.1.1 中央空调系统

中央空调系统主要包括空调主机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔、风机、空调末端设备及输配送设备等。机组类型按照能源方式分类主要有地源热泵机组、电力热泵机组、溴化锂机组及锅炉等，规模较小客运站多选用电力热泵机组、溴化锂机组等单一主机类型，规模较大的枢纽型客运站多选用2种或2种以上主机类型。

1.1.2 照明灯具

上海局集团公司大型客运站共有各类照明灯具约16万盏，主要是日光灯、节能灯、LED灯、钠灯、金卤灯等，详见表1。

从表1可知，高效能节能灯具LED灯数量仅占总数的14.6%，比重较低；传统金卤灯数量比例达29.0%，安装功率占比达到56.0%，相比LED新光源，能效低、能耗高，进行高效能照明光源改造仍有较大潜力。

表1 上海局集团公司大型客运站照明灯具安装情况

1.1.3 电梯设备

上海局集团公司大型客运站共有电梯1 095台(其中直梯299台、扶梯796台)，安装功率15 916 kW；299台直梯中有变频装置的49台、占比16.4%，796台扶梯中有变频装置的714台、占比89.7%。自动扶梯变频装置安装比例已较高，直梯变频节能改造还有较大空间。

1.2 客运站间能耗差异情况

1.2.1 建筑规模不同能耗差异明显

分别选取不同客运建筑面积且均以电力提供冷热源的客运站分析车站能耗情况，详细数据如表2所示。从表2可以看出，能耗总量随建筑面积的增大而增加，当客运建筑面积在10万m2以下时，能源单耗随着面积增大呈减小趋势，当客运建筑面积达到10万m2以上时，能源单耗明显增大。

表2 2017年不同客运建筑面积车站能耗情况

1.2.2 冷热源介质不同能耗差异大

利用原煤、外购热力、天然气等能源介质提供冷热源的大型客运站，不仅车站能耗总量大，而且中央空调系统的能耗比重一般达80%以上。利用电力提供冷热源的大型客运站，车站能耗总量相对较小，中央空调能耗占比一般在70%以下。因此，优化能源结构，选择电力作为中央空调能源介质及控制其消耗量是降低大型客运站能耗的关键。

1.2.3 不同时期建设的车站能耗差异显著

不同时期建成(改扩建)客运站，其用能结构差别明显。以上海站(1987年)、上海南站(2006年)和上海虹桥站(2010年)3个不同时期建成的大型客运站进行比较，3个客运站中央空调系统的能耗分别占总能耗的82.8%、79.1%和59.4%，电梯设备能耗分别占总能耗的8.7%、12.5%和20.9%，照明设备分别占总能耗的5.7%、7.9%和15.1%。建设年份越久，中央空调系统能耗比重相对较大，电梯设备、照明设备能耗比重相对较小；反之，建设年份越近，中央空调系统能耗比重越小，电梯设备、照明设备能耗比重越大。

1.3 大型客运站能源消耗变化趋势

上海局集团公司大型客运站能源消耗从消耗总量上看，随着车站数量增加和旅客发送量的增长呈现小幅攀升；从能耗结构上看，由以煤炭为主的低品位能源向以电力、天然气为主的高品质能源和有利于节能减排的方向发展；从能耗强度上看，总体呈现下降态势。

(1)能耗总量小幅攀升。2012—2017年，大型客运站数量由22座增加到31座、增长40.9%，客流量增长106.7%，同期车站能耗总量增长31.4%。实现以较小的能耗增速支撑了较快的旅客流量增长。其中，国铁客运站由于陆续实施燃煤锅炉清洁能源替代，实现能源结构优化调整，能耗总量下降18.4%；合资客运站因数量从11座增加到19座，规模大幅增加，能耗增长了115.2%。

(2)能源结构不断优化。2012—2017年，在全部大型客运站能源消耗结构中，原煤消耗下降53.3%，天然气、电力消费量则分别增长46.9%和101.4%，其中电力消费比重达到57%，跃居首位。

(3)能耗强度稳定下降。统计调查显示：2017年大型客运站单位客运建筑面积能耗为25千克标准煤/m2，比2012年减少7千克标准煤/m2，下降21.9%；旅客人均能耗为0.072千克标准煤/人，比2012年减少0.041千克标准煤/人，下降36.3%。能耗强度下降表明能源利用效率逐步提升。

1.4 体制机制创新所取得的主要成效

近年来，上海局集团公司积极探索实践，通过创新体制机制和管理手段，在大型客运站能耗和成本控制管理方面取得了较好成果。2012—2017年，大型客运站能耗总量年均增长5.6%、能源费用年均增长8.3%，而旅客发送量则年均增长14.2%。

1.4.1 创新指标管理方式

上海局集团公司从2012年开始将合资托管大型客运站节能指标计划纳入受托站段管理，2014年将合资托管的全部高铁车站能耗总量指标单列下达到各受托站段，实行“三同时”管理，即同时下达计划、同时检查落实、同时考核奖惩，解决了合资大型客运站能耗指标不落实问题，防止出现过度用能和不当用能。

1.4.2 建立动态监测体系

建立大型客运站能源资源消耗指标监测体系，实行统计月报制度，逐月对各车站能耗总量、消耗强度、主要能源品类消耗量等关键指标进行统计监测公布，并进行排名，构成横向到边、纵向到底的大型客运站能源资源消耗监测、跟踪、警示体系，动态监控大型客运站能源消耗状况。

1.4.3 技术改造成效显著

一是对接国家生态文明建设要求，落实地方政府环保政策，对大型客运站燃煤锅炉实施清洁能源改造，大幅减少煤炭消耗及废气污染物排放。二是落实节支降耗要求，用LED高效照明光源替代高能耗照明设备，实施电梯及中央空调系统冷却塔、水泵、风机变频技术改造。三是紧盯运营维护需求，实施照明系统及中央空调风机智能控制改造，实现设备的智能化集中管理和控制。

2 大型客运站能耗控制管理的难点

2.1 用能管理方面

在用能管理方面，存在资产管理、设备管理、维保管理等三重责任主体。以合资控股大型客运站为例，其资产产权归属合资公司，合资公司是资产管理和能耗费用支付主体，负责支付能耗费用而不参与现场管理；受托站段是耗能设备管理责任主体，用能不付费，节能内在动力不足；专业维保单位是设施设备运行、维护与技术支持的责任主体，按照受托单位要求负责设备运行维护，但节约的成本与其无关，节能积极性不高。资产管理主体、设备管理主体、维保管理主体三重责任主体易造成结合部管理衔接不畅问题。

2.2 建筑节能设计方面

在建筑节能设计方面，存在能耗控制管理和考核的不足。新型大型客运站坚持以人为本理念，增强旅客舒适体验和快速换乘体验，车站新颖美观，候车大厅宽敞、明亮，先进节能技术和装备等措施得到广泛应用，但在能耗控制管理和考核方面仍有不完善的地方和设计缺陷，主要表现在以下方面。

(1)客运站站房面积较大，无法实现能量按区域需求合理配置；站房空间过高，加剧空气对流，相对站房面积与空间小的客运站而言，要达到同样的制冷效果需要消耗更多能源，冬季供暖能耗则更加明显。此外，旅客进出站通道多，封闭性差，有的客运站通道与外界直接连通，室内外能量交换使能源损失较大。

(2)保温与隔热、遮阳与采光综合考虑不足，玻璃幕墙和采光窗在一定程度上可以减少照明能耗，但保温与隔热、遮阳与采光如果处理不当，极易增加制冷供暖能耗。

(3)客运站计量器具配备不符合规范要求，主要耗能设备安装计量装置不到位，不能满足划小核算单元需求，各重点用能部位、重点用能场所、重点耗能设备无法计量能源的实际消耗量，不利于用能管理和考核。

2.3 运营管理方面

在运营管理方面，耗能设备缺少智能管理平台。大型客运站用能设备数量众多、类型复杂、功能多样、技术含量高，布设在车站的多个部位，部分用能设备之间关联度高、联动性强，对设备管理和运行维护提出了更高要求。多数客运站各种耗能设备相对独立，未进行有效整合，缺少综合应用、监视、控制和管理平台进行全覆盖动态监控，不能及时掌握设备运行状态和潜在问题。

3 强化大型客运站能耗控制管理的建议

3.1 强化节能设计理念

新建和改建大型客运站，应统筹考虑地域、美观、采光、保温、隔热、空间布局、站舍封闭等因素，进行对比论证，充分考虑节能因素：一是应合理设计客运站建筑规模；二是在耗能比重最大的冷热源方式选择上，应尽量选择电力作为能源介质；三是空调设备选型上采用能效较高的空调机组；四是照明灯具应配备高效节能的LED灯具；五是在电梯、冷却塔、冷却泵等设备上加装变频节能措施；六是配齐能源计量器具，划小能源核算单元，便于用能单位进行能耗写实和考核，为建成节约型的现代化车站奠定基础。

3.2 试点开展节约激励机制

针对合资客运站存在合资公司、受托站段、专业维保单位三方结合部管理的难点问题，为提高节能降耗积极性，可以试点开展合资公司托管车站用能总量节约激励机制，一方面在客运站委托运输管理协议和设备运维协议中明确各方责任：合资公司履行资产管理责任，对所属资产运行状况加强监督并及时对耗能设备进行更新改造；受托站段落实能耗管理主体责任，加强检查考核，及时提出设备更新改造建议；专业维保单位在确保设备正常运维的同时，对节能指标计划承担连带责任；另一方面，三方商定能耗基准量，年末根据节约的总价值，按照一定的分享比例实行节能效益三方共享，超出能耗基准量，三方按同等比例承担。国铁客运站亦可参照这种模式实施节能激励机制。

3.3 推广实施合同能源管理

从调查情况来看，大型客运站可供开展合同能源管理的项目较多，如中央空调系统能耗比重大，实施节能改造能够有效节能；客运站照明系统大功率传统光源仍占较大比例，用LED照明灯具替代传统灯具，同等照度条件下节能率达50%以上；客运站电梯利用率高，实施变频改造节电量可达25%以上。在铁路局集团公司更改、大修资金不足的情况下，推广实施大型客运站合同能源管理项目不仅可以降低车站能源消耗，而且可以减少能源成本支出。

3.4 构建智能监控管理平台

为使大型客运站的用能设备管理适应现代化管理的要求，进一步提升旅客舒适体验和满意度，针对大型客运站能耗特点，利用自动采集、人工智能和集成创新等先进技术，通过对末端耗能设备的监测监控并进行数据传输、分析、处理，实现智能调节控制设备运行。构建大型客运站能效智能监控管理综合平台，对包括空调主机、冷冻泵、冷却塔、风机、照明系统、电梯等在内的耗能设备设施实施监控统一接入，综合监测，集中管理。对车站能耗的组成，如制冷、供暖、照明、电梯、商业等，进行分项统计分析，了解各部分用能水平，实现智能调控，对设备设施安全运行、能耗降低、设备寿命延长起到积极作用。

4 结束语

随着我国铁路的快速发展，铁路大型客运站数量将会快速增加，其能源结构也在不断优化、能耗强度稳定下降，但大型客运站在设计、建设及用能管理体制等方面还存在不能充分满足能耗控制管理需要的问题，节能管理的重要性越发凸显。铁路应从设计优化、能源节约机制建立、合同能源管理推行及节能技术改造等方面着手，进一步提高大型客运站能耗控制、降低能源消耗。