“双碳”目标下高校能源管理水平提升路径探究.pdf

2023 年第 8 期2023 年 8 月能源是人类一切活动的基础，与人类生存和发展紧密相关。2022 年俄乌冲突引发了欧洲能源危机，对全球经济造成的负面影响在持续蔓延。中国是能源大国，已经连续多年成为世界上最大的能源生产、能源消费和碳排放国。相较于发达国家，目前中国每单位GDP 能耗水平仍然偏高，能源系统整体利用效率较低。破解经济发展与高能耗之间的矛盾，从能源大国转化成能源强国，是中国面临的重大战略问题。而高校具有人员多、建筑物多、用能设备密集的特点，是城市的用能大户1，在“双碳”目标、生态文明建设和“六稳六保”等总体要求下，以数字化技术为依托，探索高校能源管理水平提升路径具有极其重要的意义。1高校能源使用的现状高校用能类型主要包括电力负荷、水、天然气和冷暖负荷2。根据国家供暖政策，秦岭淮河以南不采取集中供暖，因此南方高校冷暖负荷实际均为电力负荷。选取无锡商业职业技术学院作为参考样本，该校师生人数约 15 000 人，建筑面积约 3.0105m2，近 3 年主要用能数据如表 1 所示。表 1无锡商业职业技术学院近 3 年主要用能数据统计注：水耗指标采用 GB/T 25892020 综合能耗计算通则 中新水耗能工质折标准煤系数计算。通过能耗数据分析，电、水、天然气 3 项能耗占全校总用能量的 98%以上，其中电力消耗占平均综合能耗的 70%以上，为高校最大的碳排放项，天然气消耗通常纳入餐饮服务承包商成本控制项，用气主体具有较高的节气自觉性，因此高校能源管理工作的重点仍然在于提升电和水的能效指标。2高校能源管理工作面临的主要问题随着高等教育事业的发展，高校办学层次逐步提收稿日期：2023-02-28基金项目：无锡商业职业技术学院校级课题 叶 数字化改革视域下学校治理能力现代化路径研究 曳渊 KJXJ22598 冤作者简介：铁锐袁 1980 年生袁 男袁 江苏扬州人袁 硕士袁 讲师袁 主要从事学校计算机教学尧 设备管理及节能减排工作遥“双碳”目标下高校能源管理水平提升路径探究铁锐（无锡商业职业技术学院，江苏 无锡 214153）摘要：在 野双碳冶 目标下袁 针对高校能耗高袁 能源基础设施落后尧 管理技术过时尧 整体管理水平较低等不足袁 以一高校节能工作为样本袁 通过采用实地调研尧 数据分析等方法袁 总结了高校能源管理存在的实际问题遥 结合数字化背景袁提出建立高校综合能源管理方案袁 探索新时期高校能源管理水平提升的有效路径袁 对于提升高校能源利用效率尧 建设节约型高校以及全面促进整个社会节能意识的树立具有重要意义遥关键词：高校曰 新能源曰 能源管理曰 数字节能曰 能效提升中图分类号：F206文献标志码：A文章编号：2095-0802-(2023)08-0048-04Ways to Improve Energy Management Level of Colleges and Universities underDouble Carbon GoalsTIE Rui(Wuxi Vocational Institute of Commerce,Wuxi 214153,Jiangsu,China)Abstract:Under double carbon goals,in view of the high energy consumption,backward energy infrastructure,outdatedmanagement technology and low overall management level of colleges and universities,taking the energy conservation work of acollege as a sample,through field research,data analysis and other methods,the actual problems of energy management incolleges and universities were summarized.Combined with the digital background,it is of great significance to establish acomprehensive energy management plan for colleges and universities and explore effective ways to improve the level of energymanagement in colleges and universities in the new era for improving the efficiency of energy utilization in colleges anduniversities,building a conservation-oriented college and comprehensively promoting the establishment of energy conservationawareness in the whole society.Key words:colleges and universities;new energy;energy management;digital energy saving;energy efficiency improvement（总第 215 期）节能减排年份 综合能耗/吨标准煤 电占比/%水占比/%天然气占比/%20201 7577281820212 0497461820221 71471721482023 年 8 月2023 年第 8 期高，办学规模不断扩大，各项能耗也在急剧上升3。“十四五”公共机构节约能源资源工作规划 文件中明确提出，2025 年公共机构单位要实现人均综合能耗下降 6%，人均用水量下降 6%，单位建筑面积碳排放下降 7%的目标。面对新时期的要求，高校能源管理工作仍然存在一些短板问题亟待解决，主要体现在以下几个方面。2.1能源基础设施未能与时俱进当前全社会可再生能源和新能源强势突起，绿色低碳是社会发展的必然选择，而目前新能源应用在绝大多数高校并未得到应有的重视。从占地面积和用能结构的角度来分析，高校占地广、用能设备多，开展新能源项目具备诸多有利条件和合适的应用场景。因此，谋划建立以传统能源为主，新能源为辅的用能格局，加强新能源基础设施建设，是新时期高校能源转型较为合理的选择。2.2能源管理技术需要推陈出新调研显示，很多高校的数字化能源管理系统自建成后并未持续深化，经过多年的运行，不可避免存在以下问题：1)表具陈旧老化，系统功能单一，硬件层面已不支持软件迭代，面临淘汰；2)多年来的维修、改造、调整，导致水电终端回路与表具不对应，计量监测数据不可靠；3)系统数据未纳入学校数据中台，不能共享，形成数据孤岛。能源管理技术已经逐步不能满足新时期的需求，在当前数智化技术蓬勃发展的背景下，推动高校能源管理技术的迭代升级势在必行。2.3管理考核机制未能落到实处许多高校虽设有节能工作领导小组和专门的能源管理机构，但成员以兼职为主，能源管理工作并未得到实质性的重视；能源管理规章制度年代久远，已不能适应当前的工作要求；师生员工用能定额管理和能效考核机制不全，监管、奖惩措施没有得到有效实施，未能形成有效的激励和约束机制。2.4多元社会合作开展不够充分国务院、国家机关事务管理局和国家发改委发布的多项政策文件，均明确鼓励公共机构引入合同能源管理服务模式，推行多元化市场合作机制，调动社会资本参与公共机构能源管理工作。高校应当充分重视将市场化手段引入能源管理工作中，强化能源管理工作的资金保障，并借助社会服务机构专业化的管理手段，进一步提升能效水平，实现降本增效4。3高校能源管理水平提升的有效路径面对新时期的要求，高校能源管理工作需要紧跟国家政策导向，紧扣时代脉搏，以新基建为能源转型支撑，以现代化数智技术为能源管理依托，积极开展多元化社会合作，打造全流程的能效管理新机制，全面提升高校能源治理工作水平。3.1加强基础建设支撑能源管理新业态目前可再生能源和新型电力系统技术被广泛认为是引领全球能源向绿色低碳转型的重要驱动，国际能源署预测可再生能源在全球发电量中的占比将从当前的约 25%攀升至 2050 年的 86%。高校应当顺应社会发展趋势，结合校情校况，积极引入新能源技术，支撑能源管理转型升级。3.1.1分布式光伏发电建设分布式光伏是指因地制宜、分散布局的将太阳能转化成电能的发电系统。2022 年江苏省机关事务管理局联合省发改委和省财政厅发布的 关于推进全省公共机构分布式光伏系统建设的通知 （苏事管 2022 91 号）中明确要求，2023 年年底之前，江苏省学校、医院等公共机构可建面积的光伏建成比例不低于 40%。经测算，无锡商业职业技术学院仅屋面约有 4.0104m2的面积可用于建设分布式光伏发电系统，在光照充足的条件下，发电量按照 150 W/m2计算，理论年发电量可超过 3.0106kW h。考虑到前期建设成本和风险因素，可以按照整体规划、分步实施，成熟一批开发一批的方案逐步建成。3.1.2智能微电网建设高校应用分布式光伏、风能等可再生能源，与储能、能量转换装置等组成校内小型发配电系统，再通过互联网和信息技术实现对分布式能源的集中管控，辅以智能化用电控制策略，分配用电负荷，优化电能运行质量，建设能可靠供给多种形式能源的智能微电网5。3.1.3光电一体充电桩建设随着新能源车的渗透率逐步上升，高校各种电动车保有量也在不断增加，2022 年中国电动车、车桩比为 3颐1，充电桩存在较大缺口，被政府列入新基建范畴。高校可以充分利用自身优势，因地制宜将分布式光伏发电和充电需求相结合，通过在车棚顶部覆盖光伏面板，设计可再生能源充电站，并纳入智能微电网统一管理和调度，在不增加碳排放和学校办学经费的前提下，为校内各种充电需求提供便利。3.1.4太阳能+空气源热泵建设空气源热泵是通过冷媒吸收空气中的低温热量，压缩升温后，通过换热器将热能转化成热水的设备，其年均综合能效比可达 3 以上。2022 年，中华人民共和国住房与城乡建设部在 GB 550152021 建筑节能与可再生能源利用通用规范 文件中明确空气源热泵为可再生能源系统。利用太阳能+空气源热泵建设高校学生洗浴系统具备以下优势：1)绿色低碳，节能环保，能耗远低于传统的电锅炉加热；2)实施刷卡洗浴，通过经济手段促进学生养成节能节水的好习惯；3)可以低廉的价格满足学生 24 h 的洗浴需求，提升学生的幸福感铁锐：“双碳”目标下高校能源管理水平提升路径探究492023 年第 8 期2023 年 8 月和获得感。3.2融合数智技术打造能源管理新模式目前多数高校能源数字化管理技术还停留在能耗监测水平，整体数字化水平较低。2022 年国家能源局、科技部在 “十四五”能源领域科技创新规划 重点任务中，首次系统完整地提出能源系统与新一代信息化技术融合发展的目标和任务。高校融合数字化、智能化技术，打造能够对传统能源、新能源、智能微电网、储能设备等多种终端进行集中管控的全面性综合能源管理系统，是提升高校能源治理水平的必然路径。3.2.1综合能源系统平台构建综合能源系统主要由设备感知层、数据传输层、运行控制层、网络传输层和运营管理层组成。其运行过程主要包括：设备终端传感器采集源、网、荷、储等设备信息，通过物联网通信技术进入优化控制平台，对能源进行监控、调度、协调和管理，优化控制层产生的数据经过分析、挖掘提供给决策层制定合适的能源运营方案，同时接入学校智慧校园的数据中台进行数据共享，为师生提供用能充值、查询等服务6。数字化综合能源系统平台总体架构设计如图 1 所示。图 1数字化综合能源系统平台总体架构图3.2.2能源控制类系统构建能源控制类系统主要包括电力变配电管控、机电设备智慧化管理、新能源设施和储能系