基于能源管理平臺下的機(jī)場能耗及節(jié)能策略解析
——南京祿口國際機(jī)場節(jié)能應(yīng)用案例分析

張鳳鳴

（南京天溯自動化控制系統(tǒng)有限公司）

基于能源管理平臺下的機(jī)場能耗及節(jié)能策略解析
——南京祿口國際機(jī)場節(jié)能應(yīng)用案例分析

張鳳鳴

（南京天溯自動化控制系統(tǒng)有限公司）

結(jié)合目前民航局關(guān)于建設(shè)綠色機(jī)場、加強(qiáng)節(jié)能監(jiān)管的要求，通過詳細(xì)分析南京祿口國際機(jī)場能耗以及通過能源管理平臺實(shí)施前后能耗對比，具體分析出通過精細(xì)化管理的節(jié)能效果，以及針對機(jī)場行業(yè)特點(diǎn)的客流量、航班起降次數(shù)、氣候等行業(yè)指標(biāo)與能耗相結(jié)合的關(guān)聯(lián)性；通過借助能源管理平臺加強(qiáng)能源管理后，節(jié)能效果明顯，且在保障用能安全、設(shè)備管理等設(shè)計特色的機(jī)場能源管理平臺方面都有針對性的應(yīng)用。

綠色機(jī)場；節(jié)能；精細(xì)化；管理；關(guān)聯(lián)分析

1　引言

南京祿口國際機(jī)場通過建設(shè)機(jī)場行業(yè)特色的能源管理平臺，在保障機(jī)場用能安全的前提下，對能源進(jìn)行系統(tǒng)化、精細(xì)化管理，結(jié)合一系列的管理措施，節(jié)能效果明顯；并在能源管理系統(tǒng)中通過航班與照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、行李分揀等設(shè)備的聯(lián)動，從技術(shù)角度節(jié)約能源。做到了技術(shù)節(jié)能與管理節(jié)能相結(jié)合。

2　背景

2.1民航機(jī)場能耗分析

自“十二五“以來，民航機(jī)場發(fā)展迅速，民航“十二五”規(guī)劃中，改擴(kuò)建機(jī)場超過100個，為滿足日益增長的客流、貨運(yùn)量，機(jī)場區(qū)域越來越大，但隨之而來的是能源消耗成幾何級增長。

1） 民航業(yè)總能耗占整個交通運(yùn)輸行業(yè)（鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸、水路運(yùn)輸、航空運(yùn)輸和管道運(yùn)輸）總能耗的8%左右，而機(jī)場能耗占民航業(yè)總能耗的3%～4%。

2） 2008年全國民用機(jī)場（不包括港澳臺地區(qū)）能耗超過50萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤；省會和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的大型機(jī)場，年耗能量都在1萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上。到2015年，全國運(yùn)輸機(jī)場總數(shù)將達(dá)到230個以上，機(jī)場總能耗預(yù)計將超過90萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

3） 通過機(jī)場綠色規(guī)劃，若每個航班地面滑行節(jié)約4min，則每年可節(jié)約航油9.4萬噸，節(jié)約航空公司運(yùn)行成本16億元，減少CO2排放29.5萬噸。

2.2民航局節(jié)能降耗政策

“十二五”期間，民航發(fā)展在建設(shè)綠色民航方面的基本原則是堅持節(jié)能環(huán)保、建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型民航；并首次在規(guī)劃中對節(jié)能減排的主要目標(biāo)提出了量化要求，即噸公里的能耗和二氧化碳排放量，5年平均比“十一五”下降3%以上。

根據(jù)“十二五”規(guī)劃的建設(shè)綠色民航的基本原則和主要目標(biāo)，在未來一段時期，民航業(yè)加快推進(jìn)節(jié)能減排工作的指導(dǎo)思想是，全面貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀和安全民航強(qiáng)國的戰(zhàn)略要求，通過技術(shù)改造、管理創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)調(diào)整、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和新技術(shù)應(yīng)用等手段，努力降低節(jié)能減排的成本，實(shí)現(xiàn)到2020年我國民航單位產(chǎn)出的能耗和排放指標(biāo)達(dá)到航空發(fā)達(dá)國家的水平。

2.3南京祿口國際機(jī)場能耗現(xiàn)狀

南京祿口國際機(jī)場是由江蘇省政府投資、管理的中國重要的干線機(jī)場，是華東地區(qū)的主要貨運(yùn)機(jī)場，1997年7月1日正式通航。祿口機(jī)場的戰(zhàn)略定位是“中國大型樞紐機(jī)場，航空貨運(yùn)和快件集散中心”。

為更好地服務(wù)江蘇經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，經(jīng)國家發(fā)改委批準(zhǔn)，2011年4月1日，祿口機(jī)場二期工程以2020年為目標(biāo)年，按年旅客吞吐量3000萬人次、貨郵吞吐量80萬噸、飛行26萬架次的規(guī)模設(shè)計建設(shè)。2014年7月12日投入運(yùn)營。

機(jī)場目前擁有通往60個國內(nèi)主要城市、20個國際和港澳臺地區(qū)城市的130多條航線，每周進(jìn)出港航班達(dá)到2800班。2009年，機(jī)場客流量首次突破1000萬人次，躋身全國千萬級大型機(jī)場行列。截至2013年底，累計保障飛行117.77萬架次，旅客吞吐量1.17億人次，貨郵吞吐量224.97萬噸，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展做出了應(yīng)有貢獻(xiàn)。

隨著客流量逐年的上升，機(jī)場能耗也在不斷地上升，2014年7月份T2航站樓啟用后，能耗直線上升。T2航站樓運(yùn)行僅4個月就消耗電能超過1000萬元。2014年機(jī)場電費(fèi)較2013年增長較大，能源成本壓力巨大。

3　南京祿口國際機(jī)場精細(xì)化節(jié)能管理措施分析

3.1機(jī)場能源管理狀況分析

當(dāng)前機(jī)場能源保障部水、電、燃油等能源的管理分別在供水科、供電科、暖通科，管理分散，基礎(chǔ)薄弱，還沒有實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)管，統(tǒng)一調(diào)用，怎么統(tǒng)一管理、保障機(jī)場用能安全是當(dāng)前機(jī)場能源管理部門急需解決的問題。

機(jī)場各用能部門缺少節(jié)能意識和措施，沒有形成和參與節(jié)能的機(jī)制，能源浪費(fèi)較為嚴(yán)重，怎么通過管理措施提高節(jié)能意識，變被動節(jié)能為主動節(jié)能是機(jī)場能源管理部門的另一大難題。

面對T2航站樓投運(yùn)后能源消耗的急劇上升，機(jī)場公司制定節(jié)能降耗1000萬元目標(biāo)，這個指標(biāo)怎么完成是機(jī)場能源管理部門的第三個難題。

3.2機(jī)場實(shí)施能源管理系統(tǒng)前后對比分析

針對當(dāng)前機(jī)場能耗現(xiàn)狀以及機(jī)場能源管理狀況，南京祿口國際機(jī)場于2014年下半年著手建設(shè)T2航站樓能源管理系統(tǒng)，從管理措施上入手，通過精細(xì)化、系統(tǒng)化的管理措施，挖掘節(jié)能機(jī)會。通過近半年的精細(xì)化管理，T2航站樓的用能占比持續(xù)下降。

圖1　機(jī)場整體用能及T2航站樓用能（近4個月用電數(shù)據(jù)分析）

通過圖1分析，2014年11月份機(jī)場開始建設(shè)能源管理系統(tǒng)，將末端用能單位數(shù)據(jù)實(shí)時采集到系統(tǒng)中，并且逐步發(fā)現(xiàn)節(jié)能機(jī)會點(diǎn)，逐步加強(qiáng)能源精細(xì)化、系統(tǒng)化管理，從2014年12月份、2015年1～2月份來看，隨著冬季來臨，空調(diào)用能加大，在整個機(jī)場能耗持續(xù)上升的情況下，T2航站樓能耗卻呈現(xiàn)下降趨勢，整個T2航站樓能耗占比持續(xù)下降。

3.3機(jī)場能源精細(xì)化、系統(tǒng)化管理具體措施

1） 對機(jī)場用能區(qū)域、單位進(jìn)行詳細(xì)梳理，用能區(qū)域劃分到最小用能單元，實(shí)行能源精細(xì)化、系統(tǒng)化管理，及時發(fā)現(xiàn)異常能源消耗，為節(jié)能管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2） 實(shí)時監(jiān)測各用能區(qū)域、用能單位的用電量，及時發(fā)現(xiàn)異常用能；通過實(shí)時數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)填報并存的方式，及時獲取重點(diǎn)用能區(qū)域能源消費(fèi)數(shù)據(jù)；通過各種高新技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)計匯總、智能分析，實(shí)現(xiàn)了能源數(shù)據(jù)的預(yù)警預(yù)測，為主管部門和重點(diǎn)用能單位提供了完善科學(xué)的決策支持。

（1） T2照明插座節(jié)能情況：通過系統(tǒng)用能柱狀圖（見圖2）分析，在非工作時段以及可以降低照度區(qū)域，航站樓工作區(qū)內(nèi)照明燈具仍然有較高能耗。發(fā)現(xiàn)該能耗異常后，及時進(jìn)行管理，因此在2月份日均用電同比1月份降低0.27萬kW?h（見圖3）。

圖2　系統(tǒng)用能柱狀圖

圖3　照明系統(tǒng)1～2月份日均用電量

圖4　空調(diào)系統(tǒng)1～2月份日均用電量

圖5　貴賓區(qū)管控前后用能對比

（2） T2空調(diào)系統(tǒng)節(jié)電情況：通過系統(tǒng)分析，可看出在1月份日均用電量較2月份高，主要原因是對于非工作區(qū)域、非工作時段的空調(diào)未及時關(guān)閉所致。因此，通過針對性的管理后2月份日均用電同比1月份降低0.31萬kW?h（見圖4）。

（3）貴賓區(qū)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能情況：通過系統(tǒng)分析可以看出，在未進(jìn)行系統(tǒng)化管理之前，貴賓區(qū)空調(diào)24小時全開，能耗浪費(fèi)嚴(yán)重，通對非工作時段的空調(diào)及時關(guān)啟：貴賓區(qū)日用電量由原來0.5萬kW?h下降到0.3萬kW?h左右，日均減少近0.2萬kW?h，達(dá)到合理用能狀態(tài)（見圖5）。

（4） 廊橋系統(tǒng)節(jié)能情況：通過系統(tǒng)分析可看出，在未進(jìn)行管理時，在0：00～6：00的無航班期間，廊橋空調(diào)仍然處于開啟狀態(tài)，造成能源浪費(fèi)。通過實(shí)施精細(xì)化管理后，在0：00～6：00間無航班期間空調(diào)已及時關(guān)閉，廊橋系統(tǒng)由起初日用電量1萬kW?h左右降至2月份日均用量0.5萬kW?h左右，日均節(jié)約0.4萬kW?h（見圖6）。

圖6　廊橋系統(tǒng)調(diào)整前后用能對比

（5） 停車樓節(jié)能情況：通過系統(tǒng)分析可看出，在未進(jìn)行管理時，在9點(diǎn)鐘后能耗已經(jīng)突增（空調(diào)機(jī)組全部開啟）。進(jìn)行精細(xì)化管理后，在9：00～12：00能耗緩慢上升，12：00才出現(xiàn)能耗最高值，通過對13臺空調(diào)機(jī)組的精細(xì)化管控，開啟臺數(shù)下降為4～5臺，2月份日均用電同比1月份日均節(jié)電0.32萬kW?h （見圖7）。

上述幾項精細(xì)化管理措施僅是借助能源管理系統(tǒng)實(shí)施能源系統(tǒng)化、精細(xì)化管理的前后對比案例，僅通過這幾項管理措施，日均節(jié)電量可達(dá)1.5萬kW?h，年均節(jié)電量547.5萬kW?h。

（6） 機(jī)場能耗中航站樓能耗約占機(jī)場總能耗的67%，而航站樓能耗與機(jī)場關(guān)鍵指標(biāo)（如航班架次、夜航結(jié)束時間、氣溫、客流量等因素）緊密相關(guān)，從中進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，找出規(guī)律，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)節(jié)能機(jī)會點(diǎn)，制定合理的能源管理策略，同時對于單位面積能耗、單位旅客能耗、單位架次能耗、單位產(chǎn)值能耗等，進(jìn)行機(jī)場能耗指標(biāo)KPI考核。

3.4機(jī)場能源中針對多系統(tǒng)統(tǒng)一管理具體措施

針對于當(dāng)前機(jī)場能源保障部水、電、燃油等能源的管理還沒有實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)管，統(tǒng)一調(diào)用的問題，通過能源管理系統(tǒng)對供配電監(jiān)控單元、供水管網(wǎng)單元、燃油鍋爐監(jiān)控單元、照明控制單元實(shí)行統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度、節(jié)約人力，提高效率。

3.5機(jī)場能源管理中針對設(shè)備管理具體措施

祿口機(jī)場能源消耗如圖8所示：照明、空調(diào)、動力設(shè)備能耗為機(jī)場航站樓主要能耗，因此，對于航站樓內(nèi)大型動力設(shè)備的用能管理以及設(shè)備管理極為重要。

針對于大型用能設(shè)備，借助能源管理系統(tǒng)對大型用能設(shè)備建立電子化檔案，構(gòu)建設(shè)備的全生命周期管理模型，建立設(shè)備的生命周期預(yù)測曲線，并對設(shè)備故障維修進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，便于用戶制定維護(hù)計劃，提高設(shè)備工作效率。

圖8　主要用能設(shè)備能耗占比

4　結(jié)束語

從南京祿口國際機(jī)場能源管理平臺的應(yīng)用來看，在機(jī)場里要真正地用好能源管理平臺，第一，要通過建立機(jī)場適用的能耗模型，進(jìn)行最小用能單元劃分，且盡可能劃分到可以考核單元，能耗模型劃分的適用性直接關(guān)系到能源的系統(tǒng)化、精細(xì)化管理的效果；第二，通過對于機(jī)場行業(yè)指標(biāo)與能耗的關(guān)聯(lián)性分析，找出適合機(jī)場用能的管理策略，在保證舒適度、照度的前提下，節(jié)約能源，節(jié)約人力；第三，最重要的是在保證用能安全的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、節(jié)約人力、提高效率，因此多系統(tǒng)集中監(jiān)管是非常重要的一項功能；第四，機(jī)場航站樓內(nèi)大型設(shè)備用能約占30%的比例，因此應(yīng)分析大型設(shè)備通過數(shù)據(jù)采集、最小用能單元用能分析，制定相應(yīng)的能源管理措施，開展機(jī)場節(jié)能減排工作，既落實(shí)了民航局提出的“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型和人性化的綠色機(jī)場”的發(fā)展戰(zhàn)略，又提高了機(jī)場人員的節(jié)能意識，使運(yùn)行管理不斷調(diào)整、優(yōu)化、提升，在能源管理上探索出一條新路子。作為我國大型骨干機(jī)場管理節(jié)能的一個典型案例，其管理方式和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可供其他機(jī)場的建設(shè)和運(yùn)營者借鑒參考。

的運(yùn)行趨勢曲線，盡可能使設(shè)備處于最佳工作曲線范圍內(nèi)，并通過提早制定維護(hù)保養(yǎng)計劃來延長設(shè)備壽命，提高設(shè)備運(yùn)行效率，節(jié)約能源。

圖7　停車樓管控前后用能對比

［1］ 徐軍庫，張雯，孫施曼.國內(nèi)民用機(jī)場能耗情況簡析［J］.機(jī)場建設(shè)，2011，2：1-7.

［2］ 江億.我國建筑耗能狀況及其有效的節(jié)能途徑［J］.暖通空調(diào)，2005，35（5）：30-40.

Analysis of Airport Energy Consumption and Energy Saving Strategy Based on Energy Management Platform——Case Analysis of Energy Saving in Nanjing Lukou International Airport

ZHANG Feng-ming
（Nanjing Tiansu Automation Control System Co.，Ltd.）

green airport； energy saving； refinement； management； correlation analysis

【 Abstract】 Based on the requirements of the Civil Aviation Administration on the construction of green airport， strengthening energy supervision， through detailed analysis of the energy consumption and energy management platform， specific analysis of the energy saving effect， and the characteristics of the airport industry， such as the combination of traffic， flight number， climate and other industry indicators and energy consumption.