服務單位：內(nèi)蒙古中能創(chuàng)科新能源科技有限公司

案例摘要：海拉爾區(qū)政府大樓“碳能管家”能源托管項目采用能源費用托管合同能源管理模式，由海拉爾區(qū)機關事務服務中心與節(jié)能服務公司簽署能源托管服務協(xié)議，合作期20年，期滿資產(chǎn)無償移交海拉爾區(qū)人民政府。項目內(nèi)容為建設光儲充一體化項目（0.4466MWp光伏車棚發(fā)電單元+充電樁+儲能+電梯節(jié)能），太陽能板所發(fā)清潔電能采取“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”模式，提供給黨政大樓日常用電和新能源汽車充電。2024年全年發(fā)電量超54萬千瓦時，黨政綜合辦公樓消納的新能源約為大樓電能消耗總量的30%。

關鍵詞：機關事務，能源托管，分布式光伏車棚，充電樁，電梯節(jié)能

一、基本情況

（一）用能單位基本情況

海拉爾區(qū)政府大樓“碳能管家”能源托管項目采用能源費用托管合同能源管理模式，本項目由海拉爾區(qū)人民政府與節(jié)能服務公司簽訂綜合能源服務戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，后者與海拉爾區(qū)機關事務服務中心簽署能源托管服務協(xié)議，合作期20年，期滿資產(chǎn)無償移交海拉爾區(qū)人民政府。本項目于2023年11月正式建設成功并投入使用，位于呼倫貝爾市海拉爾區(qū)黨政綜合辦公樓南側(cè)露天停車場區(qū)域。海拉爾區(qū)黨政綜合辦公樓建筑面積9.21萬平方米，用能人數(shù)約3500人。2024年全年綜合能耗共計3066噸標準煤，人均綜合能耗0.87噸/人，單位建筑面積能耗33.27千克標準煤/平方米，同比下降38%；碳排放總量1.055萬噸，單位建筑面積碳排放114.54千克/平方米，同比下降37.36%；用水總量1.93萬噸，人均用水量5.51噸/人，同比下降2.27%。2024年光伏全年發(fā)電量54萬千瓦時，黨政綜合辦公樓消納的新能源約為大樓電能消耗總量的30%。

（二）服務單位基本情況

內(nèi)蒙古中能創(chuàng)科新能源科技有限公司成立于2023年5月5日，注冊地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市海拉爾區(qū)奮斗鎮(zhèn)上東城小區(qū)4號樓106鋪，公司緊跟國家能源發(fā)展戰(zhàn)略，專注于現(xiàn)代能源體系及能源綜合服務行業(yè)，立足本地清潔能源產(chǎn)業(yè)鏈、做優(yōu)能源生態(tài)圈。以“碳能管家”業(yè)務模式著眼于源網(wǎng)荷儲一體化、虛擬電廠、微電網(wǎng)、光儲充一體化等綜合能碳項目的開發(fā)和運營。與生態(tài)圈內(nèi)的戰(zhàn)略合作企業(yè)一同為用戶提供從用能、可再生能源發(fā)電、配電、售電、充電、儲能、虛擬電廠、碳資產(chǎn)管理的全過程綜合能碳服務。

二、實施內(nèi)容

（一）光伏車棚發(fā)電項目

1.項目內(nèi)容

本項目位于呼倫貝爾市海拉爾區(qū)境內(nèi)海拉爾區(qū)人民政府黨政綜合樓南側(cè)露天停車場區(qū)域，利用停車場建設總面積約2200平方米的鋼結(jié)構(gòu)光伏車棚，共88個車位，合計裝機容量446.6kWp。同時建設8臺新能源汽車充電設施，后續(xù)還將在配電室380V低壓側(cè)配置1套分散式儲能設備。根據(jù)現(xiàn)場實際情況配置電能監(jiān)測裝置及管理平臺，開展電梯節(jié)能等相關節(jié)能項目。

本項目每個光伏車棚采用光伏組件豎向排列7排203塊光伏組件組成一個光伏陣列，4個車棚共計812塊光伏組件。光伏陣列輸出的直流電能，經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電能后，再經(jīng)匯流線路和并網(wǎng)柜，分別就近接入?yún)^(qū)政府黨政綜合樓A區(qū)和B區(qū)配電室0.4kV供電系統(tǒng)低壓母線端。

本項目所發(fā)清潔電能采取“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”模式在用戶配電室0.4kV低壓側(cè)母線并網(wǎng)；并網(wǎng)運行后對于海拉爾區(qū)人民政府黨政綜合樓區(qū)域節(jié)約用能成本，提高清潔能源應用比例，逐步實現(xiàn)“雙碳”目標，具有重要的意義和示范效應。

本項目有四個車棚棚頂，同時根據(jù)區(qū)政府黨政綜合樓A區(qū)和B區(qū)的用電差異，A區(qū)的日常用電負荷較低，不能夠完全消納西1和西2兩個車棚的光伏發(fā)電量，考慮盡可能匹配自發(fā)自用容量，因此需要將西1號車棚的一部分約52.25kWp裝機量通過電纜接入到B區(qū)配電室消納。

因此將四個車棚分為5個發(fā)電單元，其中西1號車棚拆分為2個發(fā)電單元（52.25kWp+59.4kWp）。5個發(fā)電單元分2個0.4kV并網(wǎng)點接入，A區(qū)配電室并網(wǎng)點接入171.05kWp，B區(qū)配電室并網(wǎng)點接入275.55kWp，合計446.6kWp。

逆變器的交流輸出接入交流配電柜，配置防雷裝置。經(jīng)交流斷路器接入電網(wǎng)，并配有雙向發(fā)電計量表。每臺交流配電柜裝有交流電網(wǎng)電壓表和輸出電流表，可以直觀地顯示電網(wǎng)側(cè)電壓及發(fā)電電流。

本項目太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽電池板將太陽能轉(zhuǎn)換成直流電能，再通過逆變器將直流電逆變成50赫茲、AC0.4kV的三相交流電。逆變器的輸出端通過配電柜與變電所內(nèi)的變壓器0.4kV低壓端并聯(lián)，對負載供電，并將多余的電通過變壓器送入電網(wǎng)。光伏車棚造型美觀、實用性強、節(jié)能環(huán)保、踐行“雙碳”的示范性強。光伏板替代了傳統(tǒng)車棚的膜結(jié)構(gòu)鋼頂，為藍黑色的光伏電板在陽光下熠熠生輝增添了一道亮麗的風景；不僅能防止車子被日曬雨淋，還可以提供源源不斷的綠色電力供新能源汽車充電、企業(yè)用電等；利用太陽能發(fā)電，無排放、無噪聲、無污染，是綠色環(huán)保的清潔能源；政府辦公大樓利用有利條件建設分布式光伏，使用綠電，為踐行能耗雙控，實現(xiàn)碳達峰碳中和的大政方針起到很好的積極示范作用。

2.項目模式

本項目采用能源費用托管合同能源管理模式，由中能創(chuàng)科投資建設光伏車棚系統(tǒng)和智能充電樁，并配套建設智慧管理平臺。后續(xù)中能創(chuàng)科以能源托管服務協(xié)議的模式回收成本及一定的收益，無需政府投入大量資金。節(jié)約政府財政資金的同時，節(jié)省用能成本，提高了公共機構(gòu)清潔能源應用比例，充電樁的安裝也推動了本地區(qū)新能源汽車的使用。

（二）儲能裝置

本技術方案配備容量為100kW/233kWh的儲能系統(tǒng)。系統(tǒng)由1臺電池預制艙、1套能量管理系統(tǒng)組成。通過光伏車棚380V側(cè)配電箱接入380V電網(wǎng)，用于光伏超發(fā)時進行充電，在新能源發(fā)電不滿足負荷時進行放電，并且在電網(wǎng)低谷時段進行充電，在電網(wǎng)高峰時段進行放電，能量管理系統(tǒng)對儲能系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)監(jiān)測、報警，同時進行控制系統(tǒng)充放電，進行削峰填谷、峰谷套利，結(jié)合不同月份分時段電價機制、新能源發(fā)電功率，進行充放電策略優(yōu)化，實現(xiàn)收益和新能源消納最大化。

表1

（三）智能管理云平臺及電梯節(jié)能項目

1.能源管控系統(tǒng)

能源管控平臺包括總覽大屏、綜合能源、智能運檢、智能營銷、智能規(guī)劃、碳排管理、手機APP，滿足不同層級管理需求，實現(xiàn)光伏、儲能、充電樁及配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)運行，提高綜合能源利用率。運用AI預測等技術進行智能化管控，實現(xiàn)能源全鏈條的實時把控與優(yōu)化調(diào)度。能源管控平臺通過創(chuàng)新的算法架構(gòu)，結(jié)合前沿技術，打造了一個高效、智能、靈活的能源管理體系。

2.電梯節(jié)能裝置

通常電梯在輕載上行，重載下行和平層停梯狀態(tài)下，多余的能量（含動能和勢能）通過電動機和變頻器轉(zhuǎn)換成再生電能，并由發(fā)熱電阻消耗掉，會導致機房內(nèi)的溫度上升，需要配備空調(diào)進行降溫。否則會造成電梯零部件損壞，容易困人或按鈕失靈。安裝節(jié)能回饋裝置后，不僅可以降低機房溫度，還可以將這部分電能反饋到電網(wǎng)上再次利用。電梯回饋制動單元應用于垂直升降電梯，能有效地將電容中儲存的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能回送到電網(wǎng)，將電梯運行過程中產(chǎn)生的再生能量回收到電網(wǎng)，重新利用，且安裝簡單。不改變電梯原有的控制方式，并且與電梯原有的系統(tǒng)“互為冗余”，確保電梯運行。自2023年11月1日至2025年8月31日，4部電梯總節(jié)電量為9171.8千瓦時，節(jié)電率為24%。

三、成果效益

（一）節(jié)能效果分析

自2023年11月1日到2025年8月31日，光伏車棚總發(fā)電量為97.66萬kWh，本項目年均發(fā)電量為57.52萬kWh，以全國平均供電煤耗305g/kWh計算，本項目20年累計可節(jié)約標煤4385.75噸。在環(huán)境保護方面，CO2可減排11403.25噸，SO2可減排37.25噸，減排氮氧化合物量32.5噸，項目節(jié)能減排效果明顯。

目前以燃燒煤炭的火電為參考，火電每發(fā)一度電排放305克二氧化碳、0.0085克二氧化硫、0.0074克氮氧化物、消耗1.23升凈水，按照此標準計算，本項目每年及20年的發(fā)電周期將實現(xiàn)節(jié)能減排效果如下：

表2

表3

（二）經(jīng)濟效益分析

本項目裝機容量為0.4466MW，海拉爾區(qū)政府黨政綜合樓的年平均電價為0.735元/kWh。

表4

光伏電站所發(fā)電量大部分由政府大樓消納，消納比例90%，根據(jù)PVsyst模擬，利用小時數(shù)1288小時，20年累計發(fā)電量1438萬kwh。在節(jié)約政府財政資金、節(jié)省用能成本、提高公共機構(gòu)清潔能源應用比例的同時，企業(yè)也獲得一定收益，最終實現(xiàn)雙贏。

四、經(jīng)驗總結(jié)

海拉爾地區(qū)冬季嚴寒，取暖期長，冬季降雪會直接覆蓋光伏組件表面，遮擋陽光，導致發(fā)電量大幅下降；積雪融化時產(chǎn)生的凍融循環(huán)，還可能損壞組件邊框和玻璃；在極端低溫-30℃以下情況下可能導致組件封裝材料脆化、逆變器等設備啟動困難，整體發(fā)電效率降低。為此項目建設時采用傾斜角度優(yōu)化的支架：將組件傾斜角度從常規(guī)25°-30°調(diào)整為35°-45°，利用重力加速積雪滑落，減少積雪停留時間；選用低溫耐受型組件，采購通過-40℃低溫沖擊測試的組件，并優(yōu)化逆變器配置，選用具備低溫啟動功能的逆變器，并為逆變器加裝保溫艙或電伴熱裝置，確保冬季設備穩(wěn)定運行。同步建立能源管控系統(tǒng)：通過物聯(lián)網(wǎng)技術實時監(jiān)測組件溫度、發(fā)電量、積雪厚度等數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)積雪覆蓋導致發(fā)電量驟降等異常情況時將及時啟動除雪措施。同時要求企業(yè)對設備進行定期維護，并對其進行監(jiān)督，確保設備安全運行。

我中心將繼續(xù)堅持市場主導和政府引導相結(jié)合，充分利用公共機構(gòu)建筑屋頂、立面、車棚頂面等適宜場地空間，有力推進各級各類公共機構(gòu)光伏發(fā)電系統(tǒng)建設，實現(xiàn)既有建筑宜建盡建，使得可再生能源應用比例有效提升，為全社會發(fā)揮示范表率作用。同時結(jié)合本地區(qū)氣候環(huán)境因素，進一步加強清雪融雪措施，改進設備運行指標，提升光伏運行效率。

下一步，海拉爾區(qū)將繼續(xù)牽頭推進本地區(qū)公共機構(gòu)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)建設工作，組織本地區(qū)黨政機關及所屬公共機構(gòu)開展項目建設。教育、科技、文化、衛(wèi)生、體育等系統(tǒng)主管部門負責推進各自系統(tǒng)內(nèi)公共機構(gòu)開展項目建設。發(fā)展改革部門負責優(yōu)化審批流程，鼓勵對公共機構(gòu)集中統(tǒng)一組織建設的分布式光伏項目實行整體打包備案。財政部門負責落實相關財政支持政策，鼓勵有條件的地區(qū)通過財政補貼等方式助力分布式光伏發(fā)展。電力公司負責優(yōu)化接網(wǎng)服務，密切配合相關部門、單位做好配電網(wǎng)絡接入準備，確保安全穩(wěn)定運行。