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2014年市住建局城市建设和管理课题调研专刊十五(衢州市路灯节能改造的思考)

来源:- 时间:2014-11-5 10:15:00 作者:- 阅读 4257 次

衢州住房和城乡建设信息

2014〕第84

衢州市住房和城乡建设局办公室编     二〇一四年十一月五日 

2014年市住建局城市建设和管理课题调研专刊十五 

衢州市路灯节能改造的思考

    摘要:近年来,我市电力消耗总量在不断增加,城市路灯作为一个重要方面,如何做到节能改造成为人们关注的焦点。本文针对我市道路照明存在的问题,提出了道路照明节能途径,为缓解我市道路照明与电力供应紧张的矛盾提出了解决的方案。

    随着城市化进程的加速,我市城市路灯照明取得了长足发展,其中景观路灯更是扮靓了城市,但是随之而来的却是不菲的电费支出。我市绿色照明工作还刚起步,加大路灯节能改造工作,进一步做好绿色照明工程是当务之急。

   一、市区路灯现状

    随着城市的发展,城市规模不断扩大,市区路灯的数量不断增加,截至目前路灯约30000盏,采用的光源主要为高压钠灯、金卤灯和节能灯等传统光源,偏僻路段也采用了少量LED路灯,路灯专用电缆400多公里,架空线30多公里,路灯专用变100多台,控制柜和操作箱700多台,另外还有市政处、园林处管理的景观亮化设施。考虑镇流器等电器功耗,系统总功率约2000 KW,一年应消耗1752万度电,按每度电0.91元计算,每年应支出电费1594.32万元。

    每年市区收取电力公用事业附加费约1700万元,电费及维护费支出约2000万元,每年缺口300万元。随着产业集聚区规模的扩大,路灯数量快速增加,加上近年景观亮化项目较多,公用附加费缺口将进一步加大。

    二、路灯节能模式

     路灯的节能方式较多,主要有以下几种:

    (一)功率因数补偿电容。对钠灯、金卤灯之类的电感镇流器

    来说,功率因数在0.45左右,加装电容后功率因数在0.85以上,线路电流可以变为原来的1/2,线路及变压器损耗可降为原来的1/4,同时提高了变压器的利用率。目前,该方法被普遍采用。

    (二)选用高效节能光源

    1、陶瓷金卤灯。优点:高光效、高显色和长寿命。一般来说,用150W的陶瓷金卤灯替代250W的高压钠灯。缺点:目前陶瓷金卤灯的开发和应用在我国起步较晚,生产陶瓷金卤灯厂家主要是国外的GE、飞利浦和欧司朗三家,价格比普通的高压钠灯高很多。陶瓷金卤灯的另一个缺点是启动困难,必须用专门的触发器。启动后亮度逐渐增加。如果启动能量过大,启动速度过快,会影响灯泡寿命。

    2LED灯。优点:LED路灯的节能效果比较突出,与传统的高压钠灯相比节约电能约50%。缺点:LED灯具存在四个不足之处:第一,LED照明产业尚缺乏产品统一标准,一个厂家生产的产品跟另外一个厂家完全不兼容;第二,LED芯片散热效果差,光衰严重,其结果会造成LED路灯照度明显下降;第三,雨雾天气LED路灯光线穿透能力差;第四,LED路灯成本高、后期维护费用也大。

    3、陶瓷氙气灯。优点:陶瓷氙气灯的光谱最为接近日光光谱,是目前显色性最好的电光源,具有高亮度、高光效,低光衰、低耗能的优点,比高压钠灯、白炽灯和卤素灯具有更持久的使用寿命。缺点:色温衰退、故障率高,易产生炫光。由于使用范围较小,其优缺点还未完全得到论证。

   (三)选择节能照明电器配件

    1、节能电感镇流器。采用节能电感镇流器取代普通电感镇流器,可节电约5%

    2、电子镇流器。电子镇流器取代普通电感镇流器,可节电约10%,但是稳定性不够,寿命短,容易烧坏。不仅需要重复投资,而且加大了后期维护工作量。

    3、路灯节电箱。在线路输入端安装节电箱,通过一定的控制使节电器输出的电压稳定在220V或者降低10-20V之间,达到降低用电量,减少电费支出的目的。该方法节电效率为10%-28%,但是由于线路压降,在较长道路的末端,灯泡会因电压低而出现闪烁,甚至个别灯熄灭的现象,影响照明质量。

    4、变功率节能器。通过在路灯灯具中安装功率转换器,实现对路灯电压及照度的动态智能化管理。高峰时段控制路灯保持较强的照度。在后半夜车稀人少时,开始自动调光,控制路灯保持基本照明。通过降低光源的功率,既维持了路面基本照度和均匀度,又有效地节约了能源,节电率可达到20%-30%

    (四)路灯智能控制系统。通过对路灯智能控制系统对路灯的启闭、运行状态、故障检测等进行遥控、遥测、遥信,实现半夜灯、间隔亮灯、光感控制等多种智能化控制,从而达到节能目的。

    (五)私拉乱接用电清理。对市区的照明亮化设施运营情况以及接入设备使用情况全面调查摸底,对存在违规用电以及私拉乱接用电的现象,采取切实有效措施加以处理。     

    (六)峰谷表和居民用电。目前衢州市区路灯及部分居民生活区公共用电被划分为一般工商业及其他用电类别。如市区路灯采用峰谷表分时计价方式和将居民生活公用电改为居民用电,每年可节省100-200多万的电费支出。根据浙江省物价局关于调整省电网销售电价有关事项的通知(浙价资〔2011382号文件,路灯用电可采用峰谷表分时计价方式。居民生活区公用电应归属为居民生活用电。

    三、我市现有的节能措施

    市城市亮化管理中心作为市区路灯维护管理单位,在做好路灯日常维修养护的同时把节能减排作为提升路灯设施品质的重要抓手。结合城市路灯现状,在满足夜间道路照明的前提下,我市现有的节能措施主要为:

    ()功率因数补偿电容。对没有加装电容补偿的路段路灯根据实际情况增设电容补偿。

    (二)更换光源。逐步将居民小区里的高压钠灯、金卤灯更换成节能灯,减小路面照度超标的路段光源功率。

    (三)调整维修时间。路灯日常维修均安排在夜间亮灯后进行,避免白天开启路灯维修,达到节约电能损耗。

    (四)实行半夜灯。根据道路实际情况,对城市外围人流量较小的路段实行半夜灯。压缩景观亮化照明时间,从而节约电能。

    (五)路灯智能控制系统。市亮化中心在市区重要路段加装300台路灯终端控制器,并建设路灯智能控制中心。通过控制中心和分布在市区300个路灯控制箱内的终端控制器实现了对路灯的无线通讯、控制、数据采集。根据实际道路光照度科学开关路灯。

   (六)私拉乱接用电清理。对私接公用电的茶馆、广告等单位进行清查处理。

    四、下一步节能工作

    为了更深入开展路灯节能工作,市城市亮化管理中心下一步的工作计划为:

    (一)申请峰谷表和居民用电向供电部门。申请市区路灯改为峰谷表分时计价方式,居民生活区公用电划分为居民用电。

   (二)安装变功率节能器。今年5月份开始,以荷花西路(荷三路至荷四路)26150W高压钠灯为试点,安装变功率节电器,从实验结果看节电率达到30%

   (三)LED路和变功率节电叠加模式。在相对偏僻、车流量和行人较少,对交通影响较小的路段进行LED路灯改造,按照“先辅路、后主干道、最后快速路”的步骤,逐步推进我市LED路灯改造项目往前发展。利用LED良好的调光性能,我们计划采用叠加法更大程度实现路灯节能。

    1LED路灯改造,实现第一次节能。

    2、在第一次节能基础上,采用调光技术使LED路灯的输出功率随着深夜交通流量的减少而逐渐降低,实现第二次节能。

    五、叠加节能模式分析

    各地LED路灯改造项目能源托管方案各异,既有EMC模式也有BT模式,甚至政府直接投资模式。在综合分析各模式的优缺点基础上,我们提出衢州市区路灯LED光源更换和变功率节电器相结合的叠加节能模式,即先进行LED光源更换,再采用变功率节电(含单灯控制)。考虑变功率节电要在LED光源改造以后实施,我们不多作说明,仅对LED光源改造做详细阐述。

    根据各地经验和结合我市实际情况,我们对LED光源改造提出了分包模式和全包模式,两种模式都通过EMC实施。

    (一)EMC模式介绍。合同能源管理(EMC),是一种基于市场运作的全新的节能新机制。合同能源管理不是推销产品或技术,而是推销一种减少能源成本的财务管理方法。EMC公司的经营机制是一种节能投资服务管理,客户见到节能效益后,EMC公司才与客户一起共同分享节能成果,取得双嬴的效果。EMC公司通过与客户签订节能服务合同,为客户提供包括:能源审计、项目设计、项目融资、设备采购、工程施工、设备安装调试、人员培训、节能量确认和保证等一整套的节能服务,并从客户进行节能改造后获得的节能效益中收回投资和取得利润的一种商业运作模式。在合同期间,EMC与客户分享节能效益,在EMC收回投资并获得合理的利润后,合同结束,全部节能效益和节能设备归客户所有。合同能源管理机制的实质是:一种以减少的能源费用来支付节能项目全部成本的节能投资方式。

    (二)分包模式

    1、分包模式时序和片区安排

    把市区路灯划分为三个区域,即乌溪江以东片区(含高新园区)为第一期改造区域;衢江以西为第二期改造区域;老城区(含巨化片区、乡镇)为第三期改造区域。

    每年实施一期,每年招标一次确定投资商,投资商可能会有三个。在实施过程中,改造灯具所需要的维护材料及维护费用由投资商承担。维护费用按改造完灯的数量占全部路灯数量的比例计算。投资商可自行组建维护队伍或委托市城市亮化管理中心统一维护。如果委托亮化中心统一负责,则现有市政处、园林处管理的景观亮化,上下街、坊门街、水亭街、北门街等处质保期满后的景观亮化由财政部门和住建部门共同核定维护费,投资商愿意承接的由投资商承接,不愿承接的由市亮化中心对外统一招标。

    2LED产品的选择

    高品质的LED产品是路灯稳定运行的重要保障。如何正确选择LED产品,主要从以下几方面入手:

    (1)建立参数标杆体系。由政府牵头对灯具的光效、色温、显色指数、配光曲线、防护等级和安全性能等相关参数设立标杆体系。达到标杆体系要求的产品才能参与LED光源改造。要求有意愿参与的企业提供包括对灯具的详细说明资料、技术参数、有关图表以及国家级权威检测机构出具的相关检测报告或证明材料,并附灯具照片。

    (2)产品测试。入围企业根据测试要求,向路灯管理单位提供50套灯具,其中2套送检测机构检测,其余进行路面测试。测试灯具由参与企业负责安装,测试期为三个月,期间要求测试企业不能维修、更换灯具,测试结果产生的数据用于招投标,送检产品即为中标后现场安装产品的样品。

    3、节能服务公司的选择

    为保证节能改造的顺利实施,承担LED路灯改造的节能服务公司必须具备国家或省(市)有关主管部门认可的节能服务资质、注册资本3000万元以上、银行授信额度2亿元以上,社会融资能力3亿元以上,专业技术雄厚,具有保障项目顺利实施和稳定运行的能力。

    LED产品参数及对投资商的具体要求,由亮化中心统一参考广州、深圳等地标准确定。

    4、相关细节问题

    (1)投资商提供能源审计、项目设计、项目融资、设备采购、工程施工、设备安装调试、人员培训、节能量确认和保证等一整套的节能服务。LED改造电费节能收益按投资商与政府共享,预计投资商与政府共享比例预计9182,共享比例通过招标确定,合同年限8年(从竣工验收通过之日起计算)。

    (2)新接入路灯线路的公安天网、信号灯等设备用电量另装表计量。

    (3)改造后,涉及改造范围的路灯维护和材料(如光源、驱动器等)费用由投资商承担,原市城市亮化管理中心关于维护材料限额以外的维护费用由业主承担的文件继续有效。除投资商承担范围以外的维护和材料费用仍由亮化中心承担。

   4)合同结束,全部节能效益和节能设备归政府所有。

    (5)协议约定政府在LED改造的基础上,采用其他节能改造方案,所得收益归政府所有。

    (6)因节能改造产生的政府补贴,碳排放交易收益归政府所有。

    (7)政府对改造后的LED路灯亮灯率、照度、节电率进行考核,并要求LED光源色温在2000-3500K之间的暖黄光。

    (8)路灯的启闭时间由政府统一控制。

    (9)对于更换下来的灯具材料由投资商收购,或存入仓库用于后续维修。

    (10)新增路灯一并纳入改造,但招标合同期不变。

    (11)原半夜灯模式继续保留,如需新增半夜灯模式,则所得收益归政府所有,在计算节省电量时予以扣除。

    (12)电费的计算执行物价局文件,采用峰谷电价,纯居民小区的按居民用电计算。

    (13)做好LED路灯改造前的摸查工作。对我市城市道路路灯的功率、数量及平均照度全面摸查。全面了解我市城市道路照明现状,预算LED路灯改造节能空间。数据的准确性直接关系能源托管方案的成败,因此在实施改造前,对路灯的功率、数量、照度、是否半夜灯等要进行彻查。

    (14)节电量的计算方法。节电量每月计算一次,采用市电力部门上一年度该月份的电表电量作为计算基准量。以当年该月份实际用电量(不包含新增信号灯、天网等用电量)和上一年度该月份用电量进行对比,计算出当年该月份节电量。当年该月份节电量乘以电费单价得出当年该月份节电收益。按分成比例政府每月支付投资公司相应的节电收益。市亮化中心根据考核情况每月向投资商支付节电收益,每年度决算一次,市财政局按照原预算数量给亮化中心安排预算资金,并每年预留100万元左右的机动经费给市亮化中心作为机动维护费、材和盲区扫除经费。

    (15)对改造后,政府又进行道路及路灯改造的,对改造期间的节电收益参照未改造前的收益来确定。

    采用上述能源托管方案,政府不但每年在材料费、维护费方面可节约开支,又可获得其他方面的收益,而且能避免人工上涨的风险增加维护费的风险,但无法避免电价上涨增加电费支出的风险。分包模式的另外一优点是经过几年的发展,LED技术能更加成熟,投资商的投资成本将进一步降低,政府的分享比例可相应提高。亮化中心在选择LED产品和投资商方面的经验也更加成熟。

    (三)全包模式

    1、全包EMC模式时序和片区安排。全包EMC模式分三个片区实施。每片区的实施间隔根据上一片区实施情况确定。如在实施过程中出现重大问题,则政府可以终止该项目的实施。

    第一期:乌溪江以东片区(含高新园区)。竣工验收后,市政、园林管理的景观亮化维护和材料由投资商承担,政府每年补贴40万。

    第二期:衢江以西区域。竣工验收后,市政、园林管理的景观亮化维护和材料由投资商承担,政府每年补贴30万。

    第三期:老城区(含巨化片区、乡镇)。竣工验收后,市政、园林管理的景观亮化维护和材料由投资商承担。

    该模式只需招标一次,确定一家投资商。上下街、坊门街、水亭街、北门街等处景观亮化待质保期满后,由财政部门和住建部门共同核定维护费,投资商愿意承接的由投资商承接,不愿承接的由市城市亮化管理中心对外统一招标。新增路段可由投资商更换成LED,由市城市亮化管理中心计算电费支付给投资商,由投资商采用包材料、包维护的模式,同时节电收益与政府分享。在分年实施过程中,相关费用也按灯的数量比例承担。分享比例通过招标确定,预计投资商与政府的比例在91左右。

    2LED产品的选择。同分包EMC模式。

    3、节能服务公司的选择。同分包EMC模式。

    4、相关细节问题。

   1)以2014731为基准日,统计2014年度电费(含路灯、景观亮化、天网、信号灯),全额支付给能源投资商,由投资商向供电部门支付电费。LED改造电费节能收益按投资商与政府共享,共享比例通过招标确定,合同年限8年(从竣工验收通过之日起计算),合同期内每年年度电费固定不变。

    (2)政府原先支付给路灯维护费(2014年度为260万)由投资商支付,投资商也可另行组建维护队伍。对改造的灯具所需的维护材料由投资商承担,原市城市亮化管理中心关于维护材料限额以外的维护费用由业主承担的文件继续有效。

    (3)合同结束,全部节能效益和节能设备归政府所有。

    (4)现有市政、园林管理的景观亮化维护和材料在LED路灯改造完成后由投资商承担。

    (5)协议约定政府在LED改造的基础上,采用其他节能改造方案,所得收益归政府所有。

    (6)因节能改造产生的政府补贴,碳排放交易收益归政府所有。

    (7)政府对改造后的LED路灯亮灯率、照度、节电率进行考核,并要求LED光源色温在2000-3500K之间暖黄光。

    (8)路灯的启闭时间由政府统一控制。

    (9)对于更换下来的灯具材料由投资商收购,或存入仓库用于后续维修。

    (10)新增路灯一并纳入改造,但合同期不变。电费在原有固定年度电费的基础上予以增加。

    (11)原半夜灯模式继续保留,新增半夜灯模式所得收益归政府所有,在计算节省电量时予以扣除。

    (12)电费的计算执行物价局文件,采用峰谷表计电费,纯居民小区的按居民用电计算。

    (13)做好LED路灯改造前的摸查工作。

    (14)电费及节电收益支付。市亮化中心按上一年度同月份电费支付给投资商。全部改造完成后,投资商每年固定支付市亮化中心分享收益,分享收益值通过招标后确定。

    (15)对改造后,政府又进行道路及路灯改造的,对改造期间的节电收益参照未改造前的收益来确定。

    采用上述能源托管方案,政府不但每年在材料费、维护费方面可节约开支约400万左右,还可获得其他方面的收益,同时还能避免电价上涨和人工上涨的风险。但因为是一步到位方案,缺少相关经验,在LED改造后可能会出现不可预测的因素。存在因LED技术能更加成熟,投资商的投资成本将进一步降低,政府的分享比例可相应提高。

    六、节能改造实施流程

    为了顺利推进衢州市区LED路灯节能改造,建议按10步走:

    1、市城市亮化管理中心起草LED路灯节能方案,由住建局组织财政、电力、经信委、发改委等相关部门进行讨论。

    2、提交市照明管理协调小组讨论,确定改造模式。

    3、出台相关会议纪要。

    4、开展市区路灯改造前的摸底工作。

    5、选择高品质的入围LED产品,委托检测。

    6、设置入围条件选择优质的入围合作企业。组织考察有意愿企业在其他地区改造的项目。

    7、入围企业LED光源进行路面测试。

    8、通过招标确定合作投资商。

    9、按照方案进行路灯改造

    10、市亮化中心负责对考核、监督。 

    在实施第456步时,须产生前期经费,财政局要安排50万左右前期经费,用于摸底、委托检测、考察等工作。

 

 

 

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