大型客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公司计划统计处

近年来，随着铁路建设的快速发展，上海局集团公司管内大型客站（候车室使用面积大于5 000 m2的客站，下同）数量逐年增加，2017年末达到31座，占全路大型客站总数的20.8%。2017年大型客站能耗总量为62 978 t标准煤，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，加强大型客站能耗控制管理，对降低集团公司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 大型客站用能基本情况

1.1 主要耗能设备情况

大型客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、电茶炉等设施设备，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。根据近五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 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、空调末端设备以及输配送设备等。机组类型按能源方式分类主要有地源热泵机组、电力热泵机组、溴化锂机组以及锅炉等，规模较小客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站多选用两种或两种以上主机类型。

1.1.2 照明灯具

集团公司大型客站共有各类照明灯具约16万盏，主要是日光灯、节能灯、LED灯、纳灯、金卤灯等类型，详见表1。高效能节能灯具LED灯具数量仅占总数的14.6%，比重较低；传统金卤灯数量比重达29.0%，安装功率比重更是达到56.0%，相比LED新光源，不仅能效低而且能耗也高，若进行高效能照明光源改造仍有较大的节能潜力。

表1 大型客站照明灯具安装情况统计表

1.1.3 电梯设备

集团公司大型客站共有电梯1095台（其中直梯299台，扶梯796台），安装功率15 916 kW，2017年消耗电力5 574万kWh。299台直梯中有变频装置的有49台，占比16.4%，796台扶梯中有变频装置的有714台，占比89.7%。自动扶梯变频装置安装比例已经较高，直梯变频节能改造还有较大空间。

1.2 客站之间能耗差异情况

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在且均以电力提供冷热源的合资客站，如表2所示，能耗总量随建筑面积的显著增大而增加，当客运建筑面积在10万m2以下时，能源单耗随面积增大而呈减小趋势，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 不同客运建筑面积车站2017年能耗情况

1.2.2 冷热源介质不同，能耗差异巨大

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站，车站能耗总量相对较小，且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站能耗的关键。

1.2.3 不同时期建设的大型客站能耗差异显著

不同时期建成（改扩建）客站，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）三个不同时期建成的大型客站作比较，三个客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 大型客站能源消耗变化趋势

大型客站能源消耗从消耗总量上看，随着大型客站数量增加和客发量增长呈现小幅攀升；从能耗结构上看，由以煤炭为主的低品位能源朝着以电力、天然气为主的高品质能源和有利于节能减排的方向转换；从能耗强度上看，总体呈现下降态势。

1.3.1 能耗总量小幅攀升

2012～2017年，大型客站能耗总量由47 913 t标准煤增加到62 978 t标准煤，增长31.4%；同期大型客站数量由22座增加到31座，增长40.9%，旅客流量更是增长106.7%。实现以较小的能耗增速支撑了较快的旅客流量增长，详见图1。其中，国铁客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，能耗总量从30 038 t减少到24 509 t，下降18.4%；合资客站由于数量从11座增加到19座，规模大幅增加，能耗从17 875 t增加到38 469 t，增长115.2%。

图1 2012～2017年大型客站数量及综合能耗变化趋势图

1.3.2 能源结构不断优化

2012～2017年，在全部大型客站能源消耗结构中，原煤消耗由10 274 t下降到4 801 t，下降53.3%，天然气、电力消费量则分别增长46.9%、101.4%，其中电力消费比重达到57%，跃居首位。

1.3.3 能耗强度稳定下降

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

1.4 体制机制创新所取得的主要成效

近年来，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

2012年集团公司开始将合资托管大型客站节能指标计划纳入受托站段管理，2014年又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，解决了合资大型客站能耗指标不落实的问题，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，逐月对各大型客站能耗总量、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、纵向到底的大型客站能源资源消耗监测、跟踪、警示体系，动态监控大型客站能源消耗状况。

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 大型客站能耗控制管理的难点问题

2.1 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，用能但不付费，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、维保管理主体这三重责任主体易造成结合部管理衔接不畅问题。

2.2 在建筑节能设计方面，存在影响能耗控制管理和考核的缺陷

新型大型客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一些不够完善的地方和设计缺陷，主要表现在：

一是客站站房面积较大，无法实现能量按区域需求合理配置；站房空间过高，有的客站净空高度达到30 m，加剧空气对流，相对站房面积与空间小的客站而言，要达到同样的制冷效果需要消耗更多的能源，冬季供暖则更加显著；此外旅客进出站通道多，封闭性差，有的客站通道与外界直接连通，室内外能量交换致使能源损失较大。

二是保温与隔热、遮阳与采光综合考虑不足，大量的玻璃幕墙和采光窗虽然在一定程度上可以减少照明能耗，但保温与隔热、遮阳和采光若处理不当，极易增加制冷供暖能耗。

三是客站计量器具配备不符合规范要求，主要耗能设备没有安装计量装置，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 在运营管理方面，耗能设备缺少智能管理平台

大型客站用能设备数量众多、类型复杂、功能多样、技术含量高，布设在客站的多个部位，有的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。多数客站各种耗能设备相对独立，没有进行有效整合，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 强化大型客站能耗控制管理思考与建议

3.1 强化节能设计理念

新建和改建大型客站，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：一是要合理控制客站建筑规模；二是在耗能比重最大的冷热源方式选择上，要尽量选择电力作为能源介质；三是空调设备选型上应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

针对合资客站存在合资公司、受托站段、专业维保单位三方交叉结合部管理难点问题，为提高节能降耗积极性，可试点开展合资公司托管车站用能总量节约激励机制，一方面在客站委托运输管理协议和设备运维协议中应明确各方责任：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，实施节能改造能达到约15%的节能率；客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；客站电梯利用率高，实施变频改造节电量可达25%以上。在集团公司更改、大修资金不足的情况下，推广实施大型客站合同能源管理项目不仅可以降低大型客站能源消耗，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，均起到积极作用。