機(jī)場(chǎng)用電成本變動(dòng)因素及管理策略探析

楊燕霞 馬 禎

（西部機(jī)場(chǎng)集團(tuán)寧夏機(jī)場(chǎng)有限公司，寧夏 銀川 750009）

一、機(jī)場(chǎng)能源成本基本情況及研究思路

能源作為機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的重要保障，是除資產(chǎn)、人工外最重要的成本項(xiàng)目。推進(jìn)節(jié)能提效，降低用能成本，既是響應(yīng)國(guó)家節(jié)能降耗的重要舉措，也是民航公司建立成本管控長(zhǎng)效機(jī)制的重要突破口。基于此，本文以筆者所在機(jī)場(chǎng)為例，對(duì)能耗與航空業(yè)務(wù)量變動(dòng)進(jìn)行了相關(guān)研究。

（一）基本情況

機(jī)場(chǎng)公司現(xiàn)有電、煤、水、天然氣四大能源項(xiàng)目，按照使用性質(zhì)分為生產(chǎn)相關(guān)、保障相關(guān)兩大類(lèi)能源支出。電力主要用于空調(diào)、照明、數(shù)據(jù)機(jī)房、辦公等各類(lèi)設(shè)備；燃煤主要用于冬季取暖鍋爐；自來(lái)水主要用于生活用水、空調(diào)用水、供熱鍋爐用水；天然氣主要用于職工餐廳。目前筆者所在機(jī)場(chǎng)全年能耗平均支出占公司年度成本4%。在能源成本中，電、煤、水、天然氣分別占比65%、25%、9%、1%，其中電能占比最高，因此，本文主要針對(duì)用電成本變動(dòng)因素進(jìn)行分析。

（二）研究思路

根據(jù)初步研究，機(jī)場(chǎng)用電指標(biāo)影響因素包括機(jī)場(chǎng)運(yùn)行飽和度、業(yè)務(wù)量、建筑面積等多個(gè)方面，通過(guò)細(xì)分到不同能耗系統(tǒng)，根據(jù)2017年—2022年相關(guān)數(shù)據(jù)，逐項(xiàng)探究能耗與影響因素間的變動(dòng)關(guān)系，為標(biāo)準(zhǔn)體系的建立和能源管理提供重要參考。

二、用電分析

當(dāng)前，筆者所在機(jī)場(chǎng)用電分自用和轉(zhuǎn)供兩部分，其中自用占85%，轉(zhuǎn)供占15%。2017年—2019年期間，自用電平均每年耗電量1818萬(wàn)kW·h；新冠疫情三年（即2020年—2022年）期間，平均每年耗電量2063萬(wàn)kW·h。新冠疫情期間較新冠疫情發(fā)生前平均耗電量有所增加。

從圖1可以看出，2017年—2019年期間，用電量隨旅客吞吐量同向增長(zhǎng)，呈正相關(guān)關(guān)系，主要是部分設(shè)備用電量隨吞吐量增長(zhǎng)而增加，如供水站及污水泵站等。2020年—2021年旅客吞吐量降幅明顯而用電量基本平穩(wěn)，2022年耗電量大幅下降，但仍低于吞吐量降幅30個(gè)百分點(diǎn)。根據(jù)圖1，吞吐量對(duì)耗電量有一定影響，但非完全線(xiàn)性相關(guān)，具體影響程度需結(jié)合各區(qū)域用電系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)化分析。

圖1 2017年—2022年用電量與旅客吞吐量變動(dòng)趨勢(shì)圖

根據(jù)筆者所在機(jī)場(chǎng)近六年各區(qū)域耗電量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，耗電主要區(qū)域按大小排序依次為航站區(qū)、公共區(qū)、飛行區(qū)，占機(jī)場(chǎng)總電量的92%，其中航站區(qū)耗電量最大，平均占比65%以上。因此下文主要針對(duì)航站區(qū)做分析。航站區(qū)耗電源主要是各類(lèi)設(shè)施設(shè)備，分別是照明（大空間照明+應(yīng)急照明）、弱電機(jī)房、一般動(dòng)力電源和空調(diào)機(jī)房、行李系統(tǒng)、登機(jī)橋系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)。其耗電量具體占比如圖2所示，空調(diào)機(jī)房及一般動(dòng)力用電占比45%，屬于航站區(qū)耗電量最大的用電系統(tǒng)，其次是弱電系統(tǒng)及照明系統(tǒng)，分別占比21%及20%，登機(jī)橋、電梯及行李系統(tǒng)合計(jì)占比14%，以下著重對(duì)占比較高的前三項(xiàng)系統(tǒng)進(jìn)行分析。

圖2 航站區(qū)耗能系統(tǒng)占比圖

（一）空調(diào)機(jī)房及一般動(dòng)力

空調(diào)設(shè)備包括組合式空調(diào)機(jī)組、空調(diào)水泵、換熱機(jī)組、機(jī)房專(zhuān)用空調(diào)、多聯(lián)機(jī)空調(diào)等。一般動(dòng)力電源主要是辦公區(qū)域內(nèi)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管、新風(fēng)機(jī)組、衛(wèi)生間的排風(fēng)機(jī)等系統(tǒng)使用，制冷和供暖時(shí)用電較多，受季節(jié)影響明顯。耗電量影響因素包括吞吐量、天氣溫度、建筑面積等，下面進(jìn)行詳細(xì)分析：

1.耗電量與吞吐量的關(guān)系

由圖3可知，空調(diào)機(jī)房及一般動(dòng)力耗電量未隨吞吐量呈規(guī)律性變化，如2021年2月至3月，吞吐量增加101%，耗電量反向減少10%；2018年11月至12月，吞吐量減少3%，耗電量反向增加38%。因此可以得出：無(wú)論在制冷還是供暖期間，耗電量與吞吐量之間無(wú)必然聯(lián)系。

圖3 空調(diào)及動(dòng)力系統(tǒng)耗能與吞吐量對(duì)比趨勢(shì)圖

圖4 空調(diào)及動(dòng)力系統(tǒng)耗電量與天氣溫度散點(diǎn)圖

2.耗電量與天氣溫度的關(guān)系

通過(guò)2018年—2022年這5年的耗電量、平均高溫天氣數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：空調(diào)及動(dòng)力系統(tǒng)耗電量與天氣氣溫有一定的關(guān)系，夏季和冬季是耗電的高峰期，其中夏季耗電峰值低于冬季耗電峰值。這說(shuō)明空調(diào)系統(tǒng)在供暖期比制冷期更耗電，主要原因是冬季供暖期間空調(diào)系統(tǒng)啟用時(shí)長(zhǎng)大于夏季制冷期間，在供期除維持航站樓適宜的溫度外，還要保證夜航結(jié)束后航站樓部分設(shè)施設(shè)備的最低運(yùn)行溫度，以免在低溫環(huán)境下發(fā)生設(shè)備失靈等安全事故。

以月度平均高溫值為自變量，將耗電平均數(shù)作為因變量，繪制散點(diǎn)圖可以發(fā)現(xiàn)，溫度與耗電量變化呈“微笑曲線(xiàn)”，大致分為兩段：月平均溫度＜20℃，月耗電量隨著溫度的下降而升高；月均溫度≥20℃，月耗電量隨著溫度的上升而升高，針對(duì)不同區(qū)間建立回歸模型：

（1）當(dāng)月度平均最高溫＜20℃時(shí)，回歸模型R2為0.815，回歸系數(shù)為-15886，同時(shí)F檢驗(yàn)顯著（F=28.840，p=0.001＜0.05），說(shuō)明氣溫對(duì)空調(diào)及動(dòng)力系統(tǒng)耗電量產(chǎn)生顯著負(fù)向影響，關(guān)系為：

（2）當(dāng)月度平均最高溫≥2 0 ℃時(shí)，回歸模型R2為0.489，回歸系數(shù)為13100，同時(shí)F檢驗(yàn)顯著（F=28.840，p=0.001＜0.05），說(shuō)明天氣氣溫對(duì)空調(diào)及動(dòng)力系統(tǒng)耗電量產(chǎn)生顯著正向影響，具體關(guān)系為：

根據(jù)回歸模型及相關(guān)結(jié)果可以得出：空調(diào)及一般動(dòng)力電源耗電與天氣溫度呈現(xiàn)線(xiàn)性關(guān)系，即當(dāng)月度最高溫度＜20℃時(shí)，每下降1℃，月度耗電量增加15886kW·h；當(dāng)月度最高溫度≥20℃時(shí)，每上升1℃，月度耗電量增加13100kW·h。

3.耗電量與航站樓面積的關(guān)系

空調(diào)及一般動(dòng)力電源耗電航站樓建筑面積呈現(xiàn)正相關(guān)，即面積越大制冷或制熱面積增大，耗電量越大。同時(shí)，與航站樓圍護(hù)結(jié)構(gòu)及建設(shè)面向有關(guān)，河?xùn)|機(jī)場(chǎng)坐東向西，早晨沒(méi)有朝陽(yáng)，午后西曬強(qiáng)烈，同時(shí)樓宇外立面大面積玻璃幕墻難以使夏季隔絕室外熱量，冬季防止室內(nèi)熱量泄出室外，對(duì)樓內(nèi)溫度有較大影響，增加空調(diào)能耗。

因此，根據(jù)目前航站樓建筑面積與近五年航站樓該系統(tǒng)耗電平均數(shù)可以得出，年均41.27kW·h/m2，結(jié)合每年實(shí)際電量推算，上下浮動(dòng)10%。

（二）弱電及照明系統(tǒng)及其他系統(tǒng)耗電量分析結(jié)論

通過(guò)和空調(diào)及一般動(dòng)力電源相同的分析方法得出其他系統(tǒng)的結(jié)論如下：

1.弱電及照明系統(tǒng)耗電量相對(duì)平穩(wěn)，不隨生產(chǎn)量變動(dòng)，其中照明系統(tǒng)耗電量波動(dòng)率大于弱電系統(tǒng)。弱電及照明系統(tǒng)耗電量與吞吐量之間無(wú)明顯變動(dòng)關(guān)系，但可通過(guò)精細(xì)管理，一是優(yōu)化夜航進(jìn)出港機(jī)位，盡量安排在集中區(qū)域，減少照明區(qū)域，二是將航顯系統(tǒng)與航班信息對(duì)接，優(yōu)化啟動(dòng)時(shí)間，有效降低能耗。

2.鍋爐房和制冷站主要為航站樓提供空調(diào)設(shè)備所需的冷熱源，鍋爐房及制冷站的耗電量高峰期與機(jī)場(chǎng)航站樓制冷季（6至9月）、供暖季（11月至次年3月）基本相符，耗電量最大制冷月為7月，耗電量最大的供熱月為1月，最大制冷月的耗電量是最大的供熱月耗電量的2.81倍，因而對(duì)于鍋爐房及制冷站而言，制冷比供熱更耗電，主要原因是供熱時(shí)主要消耗能源是煤，電能為次要能耗，制冷時(shí)主要消耗能源是電；吞吐量不會(huì)對(duì)鍋爐、制冷站的耗電量產(chǎn)生影響直接關(guān)系。鍋爐房與制冷站耗電與天氣溫度呈線(xiàn)性關(guān)系，即當(dāng)月度最高溫度≤22℃時(shí)，每下降1℃，耗電量增加6041.6kW·h；當(dāng)月度最高溫度＞22℃時(shí)，每上升1℃，耗電量增加50890kW·h。

3.飛行區(qū)主要的耗電設(shè)備是高桿燈和助航燈，高桿燈與飛機(jī)起降架次變動(dòng)趨同，助航燈年耗電數(shù)據(jù)基本保持穩(wěn)定。高桿燈耗電量與飛機(jī)架次呈顯著正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)飛機(jī)起降架次增加1千架次，高桿燈耗電量預(yù)計(jì)將增加6789kW·h。除架次外，夜航結(jié)束時(shí)間、停場(chǎng)航班數(shù)量及排布、極端天氣等也會(huì)影響高桿燈耗電量變動(dòng)，夜航結(jié)束越晚，用電時(shí)間越長(zhǎng)，耗電量越大；停場(chǎng)航班越多、停放區(qū)域越分散，耗電量越大；沙塵、霧霾、暴雨等極端天氣越多，耗電量越大。

三、基于用電成本變動(dòng)因素分析的管理策略

（一）應(yīng)用價(jià)值

1.為成本預(yù)測(cè)提供依據(jù)。上述分析結(jié)論將作為機(jī)場(chǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)成本體系的重要組成內(nèi)容，在全面預(yù)算編制、中長(zhǎng)期計(jì)劃、投資測(cè)算等方面提供標(biāo)準(zhǔn)化參考依據(jù)，提高財(cái)務(wù)測(cè)算分析質(zhì)量。

2.為成本管控提供參考。加強(qiáng)執(zhí)行對(duì)比分析，及時(shí)識(shí)別能源成本異常變動(dòng)，洞察跑冒滴漏和異常用能等問(wèn)題，提醒相關(guān)人員及時(shí)干預(yù)，提高財(cái)務(wù)分析質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)價(jià)值轉(zhuǎn)化。同時(shí)，不斷優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)體系，提高業(yè)務(wù)財(cái)務(wù)管理標(biāo)準(zhǔn)。

3.為配置資源提供方向。以提質(zhì)增效為共同目標(biāo)，以能源管理為主要抓手，在不影響運(yùn)行保障的情況下，優(yōu)化資源配置，提高能源成本的投入產(chǎn)出效能。

4.為精細(xì)管理提供指引。根據(jù)對(duì)生產(chǎn)量、面積、天氣等影響因素的預(yù)判，合理預(yù)測(cè)能源變動(dòng)，及時(shí)掌握能源收費(fèi)政策，審慎研判，合理制定精細(xì)化管控措施，避峰就谷節(jié)約成本。

（二）優(yōu)化建議

1.科學(xué)配置進(jìn)出港機(jī)位。在早班、夜航等航班不飽和情況下，合理提高停機(jī)位集中度，優(yōu)化助航燈光運(yùn)行時(shí)間、減少航站樓內(nèi)照明區(qū)域。

2.對(duì)接能源與生產(chǎn)系統(tǒng)。在確保系統(tǒng)有效運(yùn)轉(zhuǎn)、現(xiàn)場(chǎng)有序保障的前提下，評(píng)估不需要常開(kāi)的項(xiàng)目，如航顯系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)，與航班信息對(duì)接，優(yōu)化啟用時(shí)間，有效降低能耗。

3.避峰就谷節(jié)約成本。根據(jù)目前電費(fèi)，峰時(shí)與谷時(shí)電價(jià)相差0.48元/千瓦時(shí)，可考慮分析論證，利用夜間低谷電制低溫水蓄冷，白天高溫釋冷，降低能耗。

4.滾動(dòng)調(diào)控室內(nèi)溫度。在夏季、冬季等用電高峰期，在不影響旅客服務(wù)質(zhì)量的前提下，根據(jù)天氣情況滾動(dòng)控制航站樓內(nèi)溫度，降低用電量。

（三）管理策略及建議

1.優(yōu)化節(jié)能環(huán)保措施。積極使用可再生能源或新型環(huán)保方式，如2019年2#制冷站改造項(xiàng)目，將原2臺(tái)蒸汽溴化鋰制冷機(jī)組更換為2臺(tái)離心式冷水機(jī)組（電驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)組），夏季制冷期不再使用燃煤鍋爐；同時(shí)建議盡快將機(jī)場(chǎng)供熱系統(tǒng)并入國(guó)能供熱管網(wǎng)，以更環(huán)保、節(jié)能、低碳的采暖方式取代目前燃煤鍋爐采暖方式；通過(guò)引入先進(jìn)的綠色節(jié)水技術(shù)，降低對(duì)新鮮水資源的依賴(lài)等。

2.提升智能管理水平。水、電等能源均實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸及后臺(tái)計(jì)量功能，建議加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值轉(zhuǎn)化，助力實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。整合能源系統(tǒng)，并與航班運(yùn)行信息進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，根據(jù)旅客吞吐量變動(dòng)情況，實(shí)現(xiàn)能耗精細(xì)化控制。

3.健全能耗管理機(jī)制。一是建議固化管控措施，已施行的各類(lèi)節(jié)能降耗措施，應(yīng)當(dāng)鞏固并形成機(jī)制，釋放管理效能。二是建議前移管理節(jié)點(diǎn)，將能耗管理節(jié)點(diǎn)前置于工程建設(shè)前期，在可研和設(shè)計(jì)階段充分考慮，將能耗管理滲透于從頂層設(shè)計(jì)到軟硬件配置的各個(gè)環(huán)節(jié)。

四、總結(jié)

本文主要對(duì)機(jī)場(chǎng)公司用電成本從整體情況到變動(dòng)因素進(jìn)行了詳細(xì)分析，探索成本與各影響因素之間的變動(dòng)關(guān)系，以及時(shí)識(shí)別能源成本異常變動(dòng)，洞察異常用能等問(wèn)題，提醒相關(guān)人員及時(shí)干預(yù)，提高財(cái)務(wù)分析價(jià)值轉(zhuǎn)化。同時(shí)，不斷優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)成本體系，在全面預(yù)算編制、中長(zhǎng)期計(jì)劃、投資測(cè)算等方面提供標(biāo)準(zhǔn)化參考依據(jù)，以提質(zhì)增效為共同目標(biāo)，以能源管理為主要抓手，在不影響運(yùn)行保障情況下，優(yōu)化資源配置，提高能源成本的投入產(chǎn)出效能。