合同能源管理(EMC)在深圳市LED路燈改造的應(yīng)用和實踐

張少夫 ，吳貴才 ，袁　奇

(深圳市燈光環(huán)境管理中心，廣東 深圳　518000)

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合同能源管理(EMC)在深圳市LED路燈改造的應(yīng)用和實踐

張少夫 ，吳貴才 ，袁奇

(深圳市燈光環(huán)境管理中心，廣東 深圳518000)

摘要：根據(jù)EMC在LED路燈改造應(yīng)用的特點、優(yōu)勢，介紹EMC模式在LED路燈改造中應(yīng)把控和掌握的各環(huán)節(jié)，結(jié)合深圳市LED路燈改造的實踐及取得的效果，總結(jié)了一套可行的、以EMC模式進行LED路燈改造的總體方案。

關(guān)鍵詞：LED路燈；EMC模式；改造；實踐

1EMC在LED路燈改造中的應(yīng)用

1.1EMC簡介

20世紀70年代中期，合同能源管理(簡稱EMC)在西方國家逐步發(fā)展，而基于EMC的專業(yè)化的節(jié)能服務(wù)公司也隨之發(fā)展。合同能源管理已發(fā)展成為一新興的節(jié)能產(chǎn)業(yè)。我國20世紀90年代末引進合同能源管理機制，通過示范、引導(dǎo)和推廣，節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，專業(yè)化的節(jié)能服務(wù)公司不斷增多，服務(wù)范圍已擴展到工業(yè)、建筑、交通、公共機構(gòu)等多個領(lǐng)域。

合同能源管理是一種新型的市場化節(jié)能機制，其定義[1]為：節(jié)能服務(wù)公司與用能單位以契約形式約定節(jié)能項目的節(jié)能目標(biāo)，節(jié)能服務(wù)公司為實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)向用能單位提供必要的服務(wù)，用能單位以節(jié)能效益支付節(jié)能服務(wù)公司的投入及其合理利潤的節(jié)能服務(wù)機制。依照具體的業(yè)務(wù)方式，可以分為節(jié)能效益分享型合同能源管理業(yè)務(wù)、節(jié)能量保證型合同能源管理業(yè)務(wù)、能源費用托管型合同能源管理業(yè)務(wù)、節(jié)能設(shè)備租賃型合同能源管理業(yè)務(wù)。

節(jié)能服務(wù)公司須通過與客戶簽訂節(jié)能服務(wù)合同，為客戶提供包括能源審計、項目設(shè)計、項目融資、設(shè)備采購、工程施工、設(shè)備安裝調(diào)試、人員培訓(xùn)、節(jié)能量確認和保證等一整套的節(jié)能服務(wù)。

1.2EMC應(yīng)用在LED路燈改造中的特點和優(yōu)勢[2]

EMC模式是以合同的方式為用戶通過節(jié)能降低能耗支出，節(jié)能服務(wù)公司從降低的能耗費用中獲得收益。此方式的投資回收期時間較長、初期投資額大、設(shè)備運行期維護任務(wù)較重。

針對以上特點，在選擇用戶方面，節(jié)能服務(wù)公司需選擇用能量大、用能時間穩(wěn)定、用能時間長、需改造用能設(shè)備技術(shù)要求不高、維護較簡單的用戶。

當(dāng)前，我國路燈照明多數(shù)仍采用高壓氣體放電燈。而隨著LED照明技術(shù)的高速發(fā)展，LED路燈性能有了長足進步，擁有以下優(yōu)勢：

1)整燈發(fā)光效率高：LED路燈整燈發(fā)光效率已超過100lm/W，已達到或超過高壓氣體放電燈的整燈效率，且發(fā)光效率仍在提高。

2)配光可控性好、光損失少：LED光源為點光源、光束角窄，能很好地依據(jù)照明要求進行配光，減少光損失，提高利用率。

3)壽命長：LED光源使用壽命可達5萬到10萬小時。隨著LED路燈驅(qū)動電源質(zhì)量的提高，整燈壽命也有大幅提高，可達2萬小時以上。

4)安全、易維護：LED光源采用低電壓直流供電，提高了維護的安全性。同時，LED燈采用模塊化生產(chǎn)，維護時可對損壞部分進行模塊化更換，降低維護成本，提高維護效率。

5)光衰?。弘S著LED芯片技術(shù)的快速發(fā)展和燈具制造技術(shù)的提高，燈具質(zhì)量大大提高，光衰減少。

6)電子化程度高：LED路燈的電子化程度高，與信息技術(shù)的結(jié)合越來越緊密，調(diào)光、控制開關(guān)、信息采集等技術(shù)已在LED路燈上廣泛應(yīng)用。這使LED路燈的后續(xù)改造及進一步節(jié)能更易實現(xiàn)。

7)發(fā)展快、提升空間大：LED照明技術(shù)快速發(fā)展，使LED燈具的生產(chǎn)成本降低，燈具質(zhì)量、發(fā)光效率都得到極大的提高。替換原有傳統(tǒng)燈具的可行性及效益也大大地提高。

基于以上特點，在EMC模式中用LED路燈替換高壓氣體放電燈，節(jié)能服務(wù)公司取得利潤已經(jīng)成為可能。

1.3EMC模式LED路燈改造在廣東省的應(yīng)用情況

2012年，廣東省政府印發(fā)《廣東省推廣使用LED照明產(chǎn)品實施方案》[3]。按照實施方案，廣東省率先在公共照明領(lǐng)域，即道路、公共場所、政府機關(guān)等，完成LED照明產(chǎn)品推廣應(yīng)用。從方案實施之日起，以上領(lǐng)域新建照明工程一律采用LED路燈、庭院燈和景觀燈等產(chǎn)品；原先使用非LED照明產(chǎn)品，到2014年底前實施分期分批改造完成。珠三角地區(qū)在2013年底前率先完成。

實現(xiàn)節(jié)能及產(chǎn)業(yè)發(fā)展綜合目標(biāo)，在同比口徑下照明節(jié)能50%以上，拉動LED產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展。

為保障方案的實施，方案鼓勵采用合同能源管理(EMC)運作模式，并在節(jié)能收益的支付上制定了列支原則，保證EMC項目的資金支付。

在方案印發(fā)后，廣東省各市根據(jù)本地的不同情況積極推進，到2014年10月，全省基本完成各項任務(wù)，LED路燈安裝路段近3萬公里，基本采用EMC模式實施。

深圳市全市采用EMC模式改造LED路燈、庭院燈約15萬盞，整體照明質(zhì)量達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取得很好的節(jié)能效果、社會效益。

2EMC模式在LED路燈改造中各環(huán)節(jié)的掌控和把握

LED路燈改造的EMC模式以合同的方式確定各參與方的權(quán)利、義務(wù)。項目合同期長、投資額大、參與方多、財務(wù)費用高、運行維護的不可預(yù)見性高、風(fēng)險大，同時，路燈的市政照明屬性要求項目的改造效果需得到廣大市民的認可，保證照明質(zhì)量不低于改造前，即取得社會效益與經(jīng)濟效益的雙重要求。各種要求、訴求、目標(biāo)的保障是項目運行的根本。

因此，在項目運作、執(zhí)行中，各利益方：項目管理方(路燈管理部門)、節(jié)能服務(wù)公司、LED燈具生產(chǎn)商的權(quán)利、義務(wù)必須明確規(guī)范，項目合同及執(zhí)行中節(jié)能服務(wù)公司的選取、產(chǎn)品的選擇、照明質(zhì)量、合同全過程質(zhì)量的控制、節(jié)能量及節(jié)能收益的評估、工程監(jiān)理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計等各個環(huán)節(jié)必須掌握、把控好。

2.1LED路燈改造EMC模式運作的基本條件

1)用戶具有穩(wěn)定的節(jié)能效益的支付能力。

2)LED路燈改造后具有合理及穩(wěn)定的節(jié)能效益。

3)須有成熟的改造技術(shù)、替換產(chǎn)品。

4)確定的節(jié)能效益分享模式。

2.2EMC節(jié)能服務(wù)公司的確定

須選擇資金實力較強、管理團隊實力及項目管理經(jīng)驗都較豐富的節(jié)能服務(wù)公司，此是項目建設(shè)及長期正常運行的基本保障。

2.3LED路燈產(chǎn)品的選擇

LED路燈產(chǎn)品的選擇是保障合同全過程照明質(zhì)量、運行維護的可預(yù)見性、提高節(jié)能效益及控制項目總投資的重點。

2.4項目的設(shè)計

依據(jù)CJJ 45—2006《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的要求，對涉及改造的道路進行重新設(shè)計，嚴格執(zhí)行相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，保證照明質(zhì)量，確保市民對改造項目的認同。

2.5第三方檢測和節(jié)能評估機構(gòu)

合同全過程照明質(zhì)量檢測、節(jié)能效益的評估須由一個中立的第三方機構(gòu)來監(jiān)控。需嚴格準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，選擇技術(shù)實力強大、信譽好的檢測機構(gòu)，在合同期內(nèi)，第三方機構(gòu)須每年多次對照明質(zhì)量、節(jié)能量的變化進行檢測。

2.6項目施工監(jiān)理

項目的施工都在現(xiàn)有建成路上施工，交通狀況復(fù)雜，車流、人流大，安全要求高，施工難度大，同時須保證施工質(zhì)量，以減少后期維護，因此，項目需聘請有資質(zhì)、經(jīng)驗的監(jiān)理公司參與。

2.7項目改造量的統(tǒng)計

項目改造量是項目節(jié)能量確定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確地確定更換燈具的數(shù)量、規(guī)格、功率、位置，能保障節(jié)能量的準(zhǔn)確計算及數(shù)據(jù)的可復(fù)核性，提高管理水平有很大的促進作用。

3EMC模式在深圳市LED路燈改造的實踐

依據(jù)《廣東省推廣使用LED照明產(chǎn)品實施方案》的要求，深圳市燈光環(huán)境管理中心從2012年年中開始對LED路燈改造的可行性、改造方式、改造量、節(jié)能效益分享方案、招標(biāo)方式及項目執(zhí)行中涉及的各環(huán)節(jié)進行討論、論證，與深圳市各相關(guān)職能部門進行協(xié)調(diào)。最終確定對市燈光環(huán)境管理中心管轄的具有改造條件的約4萬盞路燈采用EMC模式進行LED路燈改造。改造中，充分考慮各項工作及整體的協(xié)調(diào)。

3.1項目立項及節(jié)能效益分享方案的確定

對約4萬盞路燈一次性進行LED改造，此大規(guī)模改造在深圳市是第一次，依據(jù)《廣東省推廣使用LED照明產(chǎn)品實施方案》中對投資方式要求和深圳市路燈電費支付方式的現(xiàn)狀，市財政部門同意按EMC模式進行路燈的LED改造。在此情況下，確定節(jié)能效益分享方案成為項目能否正常開展及合同能否順利履行的關(guān)鍵。

節(jié)能服務(wù)商為用戶提供合同期內(nèi)的項目設(shè)計、項目融資、設(shè)備采購、工程施工、設(shè)備安裝調(diào)試、人員培訓(xùn)、配合節(jié)能監(jiān)測、計量確認和保證等一整套節(jié)能服務(wù)，其在合同期內(nèi)的投資全部在節(jié)約電費分成中回報并保證合理的利潤；用戶所得到的經(jīng)濟效益為改造后所節(jié)約的電費的分成。因而，節(jié)約電費的計算的準(zhǔn)確性極其重要。

首先，深圳市路燈用電與景觀照明、交通監(jiān)控、通信基站、公交站臺等合用電表，地鐵拆遷、市政建設(shè)造成路燈數(shù)量增減等情況，LED路燈改造節(jié)約電費無法從電表中準(zhǔn)確計量。

其次，路燈電價組成復(fù)雜，現(xiàn)采用普通用電、大量用電、高需求用電等三類計價，峰、平、谷時段電價差別大，不利于項目合同期的費用支付。

再次，因電費中包含基本電價，此部分費用無法從節(jié)約用電中反映。

綜合以上情況，根據(jù)深圳市的電價情況，考慮電價走勢，為方便合同的執(zhí)行，合同期間用電單價實行經(jīng)計算的綜合固定電價。節(jié)約電費為：單位電價×節(jié)能量。

為方便計量和及時支付節(jié)能費，按LED路燈改造前后總功率的差計算節(jié)約電量。在確定計算方式與電費單價后，節(jié)能量的估算，在當(dāng)時LED路燈市場價的情況下決定了合同服務(wù)期限。我中心技術(shù)人員結(jié)合需改造路燈的設(shè)施量、道路狀況、LED路燈的技術(shù)水平等多個條件，按CJJ 45—2006《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》[4]及SJG 22—2011《LED道路照明工程技術(shù)規(guī)范》[5]的要求，經(jīng)多次核算，估算出合理的節(jié)約電量。

最終確定節(jié)能效益分享方案為：節(jié)能服務(wù)商合同期分享年限為九年，九年后保質(zhì)期為兩年；節(jié)能率最高按50%計算；節(jié)能服務(wù)商分享金額為：電費單價×節(jié)約電量×節(jié)約電費分成比例。

在這方面嚴謹?shù)墓ぷ鳛轫椖康捻樌麍?zhí)行及保障合同各方的利益打下了堅實的基礎(chǔ)。

3.2項目招標(biāo)

項目的招標(biāo)按公平、公開、公正的原則擇優(yōu)選取節(jié)能服務(wù)商和LED路燈，是項目能否在合同期內(nèi)得到完整執(zhí)行的重點。

招標(biāo)需求的編制，在招投標(biāo)法規(guī)及政府的相關(guān)約束外，商務(wù)及技術(shù)的要求，要體現(xiàn)整個合同期內(nèi)項目履行中各方面的統(tǒng)籌考慮，不可有偏頗。

在節(jié)能服務(wù)商的要求中，除考慮其資金實力外，還應(yīng)考慮其公司人員組成、項目經(jīng)驗、服務(wù)的便捷性等。

在LED路燈的選擇中，首先，要求投入項目使用的產(chǎn)品必須有由廣東省半導(dǎo)體光源產(chǎn)業(yè)協(xié)會簽發(fā)的LED路燈產(chǎn)品標(biāo)桿體系評測得分報告結(jié)論為符合進入《廣東省LED標(biāo)桿體系推薦產(chǎn)品目錄》要求的LED路燈。這從整體上保證了所用產(chǎn)品的先進性、可靠性。其次，要均衡考慮各項指標(biāo)，不要為追求某項指標(biāo)而導(dǎo)致整燈性能下降。如為達到高節(jié)能率，強調(diào)整燈光效，就可能導(dǎo)致色溫太高，光衰過大，從而造成市民對改造效果不認同，項目后續(xù)管理難度加大等問題。在本項目中，針對當(dāng)時的LED路燈生產(chǎn)技術(shù)，要求整燈光效≥90lm/W，色溫要求在2800～4500K,而在光衰、配光指標(biāo)、安全要求、電源、芯片等綜合考慮，均衡安排。

在項目招標(biāo)中，要求投標(biāo)人提供產(chǎn)品樣品，樣品能較好地體現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)商的生產(chǎn)技術(shù)水平及生產(chǎn)工藝，可以保證選擇較好的LED路燈。

3.3項目的設(shè)計

項目必須按照CJJ 45—2006《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》及SJG 22—2011《LED道路照明工程技術(shù)規(guī)范》等技術(shù)規(guī)范的要求嚴格設(shè)計，才能保證照明質(zhì)量，才能真正體現(xiàn)改造的節(jié)能效果，才能為市民受眾接受，才能體現(xiàn)整個合同期內(nèi)項目的可履行性。為做到以上要求，在招標(biāo)文件及合同中，明確規(guī)定按CJJ 45—2006標(biāo)準(zhǔn)中機動車交通道路照明標(biāo)準(zhǔn)值、交會區(qū)照明標(biāo)準(zhǔn)值等的高檔值執(zhí)行。在合同期內(nèi)，由第三方監(jiān)測和節(jié)能評估單位對照明質(zhì)量每季度跟蹤監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果不能低于標(biāo)準(zhǔn)值，不達標(biāo)將按合同給予處罰。

3.4項目施工、監(jiān)理、驗收

項目的施工必須保證安全、工期、施工質(zhì)量等，更換的燈具數(shù)量統(tǒng)計須準(zhǔn)確、可復(fù)核。在項目中，由用戶聘請施工監(jiān)理及數(shù)據(jù)統(tǒng)計公司。對整個施工期進行監(jiān)控，實時統(tǒng)計安裝LED燈具的數(shù)量、規(guī)格、型號、位置、GPS坐標(biāo)等信息。并依此作為項目驗收及節(jié)能量計算的基本數(shù)據(jù)。同時聘請的數(shù)據(jù)統(tǒng)計公司在統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立《路燈基礎(chǔ)信息管理平臺》，該平臺以專業(yè)地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在每個定位點中記錄詳盡的單燈信息：包括現(xiàn)場實況圖片，每盞路燈的燈桿編號、燈桿類型、燈臂朝向、燈具高度、光源類型等。方便后續(xù)路燈信息查詢及管理系統(tǒng)的升級，提高科技管理水平。

3.5項目改造與用戶維護管理職能的結(jié)合

項目的改造只是對燈具、燈桿內(nèi)燈線進行的更換及后續(xù)燈具的保質(zhì)、保修，在合同執(zhí)行過程中此項目必會與路燈管理部門的對路燈的整體維護產(chǎn)生職責(zé)、利益等沖突，如處理不好，也對合同的執(zhí)行產(chǎn)生不良影響，導(dǎo)致維修效率降低，照明質(zhì)量下降、市民投訴增加等。在本項目中，結(jié)合我中心維護管理的實際情況，節(jié)能服務(wù)商只需提供合格的燈具，將正常的維修工作由我中心委托的專業(yè)維護隊伍執(zhí)行，在每年更換燈具總量不超過一定量的情況下，服務(wù)商無需支付維修費，既減少了多方職責(zé)不明的問題，又降低了項目成本。

3.6項目的第三方檢測和節(jié)能評估

第三方檢測和節(jié)能評估以中立、獨立的身份對改造前的基準(zhǔn)能耗、項目合同期的照明質(zhì)量、節(jié)能量等進行檢測、審核，出具獨立報告，以此作為節(jié)能費支付的依據(jù)。第三方機構(gòu)的重要性不言而喻，因此，在招標(biāo)聘請該機構(gòu)時，對投標(biāo)人資質(zhì)要求較高，須具有中國合格評定國家認可委員會(CNAS)授權(quán)的實驗室認可證書及具有計量認證CMA資質(zhì)。

其服務(wù)內(nèi)容主要有：

1)制定合理可行的抽樣方案，節(jié)能評估燈具抽樣量不少于改造燈具總量的5‰且涵蓋本項目所有標(biāo)段的所有燈型，得到路燈的有功功率、電壓、功率因數(shù)等參數(shù)，并計算分析項目燈具平均綜合電耗，核算項目基準(zhǔn)能耗。

2)制定合理可行的抽樣方案，抽取不少于改造燈具總量的5‰且涵蓋所有標(biāo)段的所有燈型進行有功功率、電壓、功率因素等的檢測，準(zhǔn)確地計算出項目改造后的節(jié)電量。

3)對道路照明設(shè)施改造后照明質(zhì)量參數(shù)進行檢測，抽取不少于改造道路總量2%且涵蓋所有標(biāo)段的不同等級道路進行檢測(只測照度的數(shù)量不少于改造道路總量20%)，出具道路照明質(zhì)量報告。

4)每季度一次的跟蹤測試，并出具季度節(jié)能量評估報告和照明質(zhì)量報告。

在《深圳市LED路燈節(jié)能改造》項目中，嚴格把控主要環(huán)節(jié)， 順利完成項目。

改造燈具數(shù)量超過3.8萬盞，改造道路里程、數(shù)量如表1所示。

表1　改造道路里程、數(shù)量

經(jīng)項目的第三方檢測和節(jié)能評估機構(gòu)對項目的節(jié)能效果的審核評估，改造項目邊界內(nèi)基準(zhǔn)線電耗為5273.65萬千瓦時/年，改造后耗電量為2137.37萬千瓦時/年，各標(biāo)段的節(jié)能率都超過54%，平均節(jié)能率為59.47%，節(jié)能效果明顯。經(jīng)統(tǒng)計，改造后，我中心每年節(jié)省電費約為2000萬元，核算的節(jié)能支付費用與節(jié)約的電費基本平衡，經(jīng)濟效益顯著。

在照明質(zhì)量方面，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)CJJ 45—2006《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》對主干道、次干道、支路的照度、亮度要求，對13條各類道路的路面平均照度、路面照度均勻度、路面平均亮度、路面亮度均勻度等參數(shù)進行檢測；對130多條道路的路面平均照度照度、路面照度均勻度進行了檢測。所有檢測參數(shù)全部合格，各項參數(shù)都有了明顯改善，特別在照度均勻度、平均亮度、亮度均勻度方面改進顯著。

表2～表4為不同等級道路照明質(zhì)量測試分析數(shù)據(jù)。

表2　主干道測試數(shù)據(jù)

表3　次干道測試數(shù)據(jù)

表4　支路測試數(shù)據(jù)

本項目一、三標(biāo)段于2013年12月底完成安裝，二標(biāo)段于2014年6月底完成安裝，通過改造，道路照明質(zhì)量有較大提高，設(shè)備運轉(zhuǎn)良好，通過跟蹤測試，照明質(zhì)量無明顯下降，經(jīng)濟和社會效益明顯。項目運作是成功的，為運用EMC模式大面積改造路燈探索了一整套可行方案。本項目第三標(biāo)段還榮獲了2014年度中照照明獎?wù)彰鞴こ淘O(shè)計三等獎。

4結(jié)語

EMC模式在LED路燈改造中的廣泛運作剛剛開始，已取得了良好的社會效益，推動了產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但EMC項目是一個長期服務(wù)，在合同執(zhí)行中，參與

各方應(yīng)切實履行義務(wù)，保障權(quán)利。同時，短期內(nèi)，EMC模式在LED路燈改造中還不夠成熟。節(jié)能服務(wù)公司除資金外，準(zhǔn)入門檻低、技術(shù)含量不高、參與人多、同質(zhì)化競爭激烈；LED路燈產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、質(zhì)量良莠不齊、惡性競爭等問題還很多。因此需要政府、企業(yè)、銀行、LED專業(yè)咨詢公司等各方共同努力，培育一批有信譽、有實力的節(jié)能服務(wù)公司。政府進一步在融資、稅收、獎勵等方面對LED 路燈的EMC項目實行一些優(yōu)惠政策，多管齊下，以審慎的態(tài)度逐步推進。相信LED 路燈改造的EMC模式之路一定會越走越平坦。

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The LED Street Light Retrofit in ShenZhen Based on Energy Management Contract(EMC)

Zhang Shaofu, Wu Guicai, Yuan Qi

(ShenzhenLightingEnvironmentManagementCenter,Shenzhen518000,China)

Abstract：The paper has introduced all aspects of LED retrofit project based on the feature and advantage of EMC. The LED street light retrofit in Shenzhen was designed by using it. The paper summarized a total solution of LED street light retrofit according to the practical result by using EMC.

Key words:LED street light; Energy Management Contract; retrofit; practical result

中圖分類號：TM923

文獻標(biāo)識碼：A

DOI:10.3969j.issn.1004-440X.2015.03.010