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2018 年第 07 期

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业

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专

栏

率，发挥市场机制作用，促进循环经济发展，操作中

实行减量化、再利用和再循环的3R原则［16］

。

3 制造企业技术性和管理性节电增效措施的

协同推进机制

3.1 新技术和信息化时代带给节能增效工作的新

要求

从发展历程看，节电措施已经从单台设备的考

量，发展到20世纪70年代的系统节电，再到21世纪

的智能节电的新阶段。智能节电包括系统角度考虑

的节电（基于全过程和多个子系统的节电技术）、合

理用电（基于电能平衡管理技术和电力负荷管理技

术）、经济用电（基于优化的经济性分析技术）、分布

式能源与能源系统优化利用（能源梯级应用、资源综

合利用、新能源和可再生能源的综合优化利用）、电

力供需企业的管理信息化（包括发电、输电、配电和

用电的全过程的管理信息系统技术）［17］

五个要素。

由于制造企业往往在节电技术方面存在创新资源

不足和技术专业能力欠缺等问题，因此创新技术的

获取可以通过外部渠道，如合作开发、引进和技术

联盟等方式。

运用物联网技术的智能电网和管理信息系统，

为制造企业的节电增效提供了前所未有的技术条

件，也为节电增效工作的管理带来了巨大的挑战

（如实时数据收集和分析）。因此，管理性节电工作

也需要考虑诸如信息技术和精益模式等新方法。

图2说明了新时代下的节电增效项目涉及的技术创

新和管理改善的分类。

3.2 基于创新驱动的节电增效工作重点项目规划和

落实

为了落实节电增效的规划，涉及的配电、输送

和用电部门需要建立跨职能的改善团队。其中，对

企业用电和损耗情况进行准确的数据收集，然后进

行细致的分析是规划项目的前提。比如制造企业

中的各种电机，其用电成本占整个生命周期成本的

95%，包含电机设备的 70%能耗消耗在电机上，因

此有必要对企业的电机进行额定效率和实际效率

的调查研究［18］

。

为了发现这些节电增效的机会，高层管理人员

需要建立专门的项目团队进行这方面的技术分析

和管理研究。前期分析人员以技术骨干为主，项目

启动后，需要整合技术和管理人员进行协同行动。

在考察所有潜在的改善机会时，人员的责任和工作

的聚焦点是核心。项目规划前期的可行性评估以

及项目的管理，既要符合企业职能管理的方式又要

符合企业的总体目标。图3演示了企业节电增效项

目的管控流程。整个流程中，管理层的推动是管理

性和技术性节电的基础。

表2 常用的企业用电管理绩效指标

涉及用/节电管理的指标

单位产品耗电量

万元增加值的电力综合消耗

能源（用电）效率

节电率

电能综合利用率

用电事故次数

定义

生产单个产品平均消耗的电能

企业总体或者部分生产车间每万元工业

增加值的用电成本

单位电量所生产出来的产品数量

实际用电量与额定的用电量相比的节省比例

考虑了设备电能利用率和管理电能利用率后

的综合值

不符合安全用电规范并造成的用电事故次数

计算公式、定标

=实际总耗电量

生产的产品总数

=使用电力后生产的产品数量

消耗的电力

= (∑生产多种产品的耗电量 - ∑多种产品的额定用电量)

∑多种产品的额定用电量× 100%

η = (电能总耗量 - 设备电能损耗量 - 管理电能损耗量)

电能总耗量 × 100%

轻微事故目标

重大责任事故目标（通常为0）

制造企业节电增效的技术与管理协同推进机制

1793

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持续的节能减排活动，需要全员的参与和管理

层的参与。项目管控流程中的职责分工与激励机

制，是一个不断改善的长效制度。这种制度的建设

和持续改善，还有赖于管理层的不断推进。另外，

只有理解了新的技术条件和信息化的力量，才能充

分识别节能减排的新要求和新机遇，从而建立相关

的项目规划，并运用合适的管理机制进行落实。

3.3 基于技术创新和管理改善的节电增效协同推进

机制

考虑到节电技术创新的机会识别、经济性评

估、方案选择、实施和审查，都离不开资源和管理投

入，因此，所有这些技术性的节能项目，不论是战略

规划，还是具体执行，均需要各级管理层的介入和

图2 技术创新和管理创新在节电增效中的应用

图3 企业节电项目的管理流程和内部利益相关者

1794

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专

栏

推动。而管理性的节电增效举措，包括培训和宣

传、战略和战术目标管理、资源规划和投入、制度化

和文化建设，除了打破原有的管理习惯而进行创

新，也往往涉及技术性的支持。因此，建立基于技

术创新和管理改善的节电增效协同推进机制，有利

于促进技术和管理的融合作用，并解决技术创新的

能力问题和资源协调瓶颈。

建立企业层面的节电增效管理机制，重点是解

决技术和管理两个领域从人员参与到相互协作的

难点，从而解决项目执行力的问题。企业技术创新

要素可以细分为思想因素、技术因素、产品因素、市

场因素和组织因素，它们之间相互联系、相互配合、

相互制约，主导企业技术创新的全过程［19］

。 设备的

节电属于生产技术领域，但它也涉及产品（成本）和

组织等要素，因此，需要管理领域的协助与推进。

从技术创新的驱动力角度看，外部驱动力需要通过

内部因素起作用，而高层管理团队是企业特别是中

小企业最重要的技术创新驱动力［20］

。

在图4演示的全流程协同推进管控机制中，为

了达成节电增效的总目标和分目标，需要从整个企

业电力系统的全流程考量，注重技术和管理的协

作，以及结果的常规化和制度化。

图4 节电增效的技术和管理创新协同驱动机制模型

4 基于技术和管理协同驱动的中小制造企业

节电增效管理案例分析

重点用能工业企业，其年综合能源消耗在

4 000万kWh以上，按照法律和政策要求他们建立

了较为健全的用电管理体系并有规范运作的制

度。中小制造企业在用电技术水平和管理资源投

入等方面，与重点用能企业有不小的差距。另外，

节电工作是个系统工程，包括了电力供给和使用的

各个阶段。即使是系统中的单个用户或工作岗位，

也可能对用电效率具有显著的影响，比如用户的用

电习惯就往往是一个影响能源节约工作的重要因

素，随着生活水准的提升，如果没有节能减排意识，

他们将倾向于选择高耗能的生活和工作方式［21］

。

为了验证上述关于制造企业的技术和管理协

同驱动机制对于节电增效工作的应用价值，特选择

了四家中小型制造企业，用该机制对这四家企业的

节电增效实践进行分析，检讨他们的得失和改善机

会，同时也利用对这四家案例企业的分析来反证模

型的实用性。

4.1 四家中小型制造企业的总体经营情况和其节电

管理系统评述

四家中小型民营制造企业均位于广东省境

内。分别属于建材和电子安防产品制造行业，企业

成立至今都在25年以上，目前全部处于盈利状态，

在细分行业中具有一定的知名度。从表3的企业经

营规模和用电等情况看，他们在节电增效的管理方

制造企业节电增效的技术与管理协同推进机制

1795

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面，都处于不是很规范的状态，没有重点用能企业

的规范管理系统，只是将用电成本和节电管理纳入

日常的运营管理而没有进行专门的技术性和管理

性节电协同管理。这四家制造企业的用电（节电）

情况具有一定的代表性，可以一定程度上反映我国

目前民营中小制造企业在能源管理方面的实际情

况，值得行业政策制定者和电力供应企业参考。

4.2 四家中小民营制造企业的节电增效管理效果分

析和改善潜力

运用前面所述的技术性节电增效主要举措（供

电节电技术、生产节电技术、辅助和办公楼宇节电

技术），管理性节电增效举措（培训和制度化、精益

化生产用电管理减少浪费、指标化管理、引进新技

术和新理念），以及企业层面的技术和管理的协同

推进机制，对四家案例企业进行简明分析，将有利

于理解案例企业的节电管理问题，也有利于加深对

模型的应用理解。

虽然这四家中小民营制造企业的总体用电管

理还处于没有系统和没有专业技术的状况，但通过

横向比较，还是可以看得出他们的一些方法差别和

效果上的不同。从整体看，这四家企业的能耗成本

都属于整个生产成本的小部分，但在制造业总体附

加值不高的情况下（四家企业的利润率为 5%~

12%），特别是目前不论是技术性节电还是管理性

节电，这四家企业都处于能力有待开发的初始阶

段，提升他们的节电能力，具有非常明显的经济价

值和社会价值。

全社会的节能减排，除了重点企业，数量上占

绝大多数的中小企业，多数还处于节能增效的能力

待开发状态，具有非常好的节电增效潜力，这种情

况需要引起政策制定者和中小企业管理人员的重

视。案例企业的节电增效工作的总体评价见表4。

4.3 对技术和管理协同推进机制的应用评价

对四家案例企业的用电（节电）分析显示，制造

企业，特别是中小制造企业，运用合适的管理方法

对其节电增效工作进行协同推进，具有重要的理论

和实践价值。

技术性节电的推进，需要接触最新的技术成

果，但中小企业往往没有大企业的资源优势和资金

优势，因此，要考虑从政策上和技术上都进行适当

的扶持。而在管理性节电上，更是需要对企业的高

层领导进行必要的培训。这些培训要建立在实用

表3 四家中小民营制造企业的用电和主要经营数据列表（2021年）

案例

企业

A公司

B公司

C公司

D公司

备注：上述4家企业，由于其产品和生产工艺等方面均存在差异，因此其电费占生产成本的比例不具有横向比较价值

企业销售规模

区间（亿元）

5~6

5~6

6~7

2~3

总用电量

（万kWh)

525.8

1 200

1 932

660

电费占生产

成本的比例

4.9%

5.7%

6.2%

5.5%

节电管理方式

设立每个部门的费用KPI，电费归入各部

门的总费用中进行考核

因为生产部门是用电大户，所以节电KPI

由生产部门负责，由其提出具体的节电措

施，年度进行考核。EHS系统中有节能减

排和水电资源管理的规范文件

年度绩效指标驱动，相关KPI由指定的设

备职能部门负责

设立了各部门的费用KPI，电费等归入部

门的总费用管理，并进行总的绩效考核

技术性节电的投入

无规划，无单列的项目投

入

无系统性的规划，年度讨论KPI并采取多级意见收

集的方法，定义完成KPI的主要行动为：①换装节

能型照明；②换装节能型空压机；③解决生产车间

的压缩空气管路泄漏问题

无系统性的规划，公司制定部门负责制的年度KPI

进行推进，由部门进行具体的规划和执行协调

无规划，无单列的投入项

目，随生产车间等部门的

生产工艺和设备成本节省

项目

管理性节电的投入

常规的节约和减少

浪费意识培训，无特

别针对用电的措施

常规的节约和减少

浪费意识培训，无特

别针对用电的措施

1796

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展

专

栏

的工具基础上，因为具有可操作性的管理工具和模

型，将有助于各产业开展节电工作。

政策的铺开、外部资源的利用和内部管理的同

步推进，是解决目前中小企业节能减排工作进展不

力的重点。对于企业领导而言，技术性和管理性节

电措施的协同推进，是快速取得成效的必选路径。

5 总结与建议

不论是技术性的节电增效创新还是管理性的

节电方法，都需要在企业中实行变革才能产生所需

的驱动力。特别是技术性节电的潜力，会因为没有

理顺管理推进机制而得不到落实，所以制定并贯彻

企业层面的节电增效协同推进机制，对于解决制造

企业，特别是中小制造企业在节电增效方面工作乏

力的状况，具有现实和理论的意义。

技术性节电和管理性节电属于不同的途径，但

它们都需要有效的管理才能落实。相关的节电增

效协同推进模型，还需要与企业的实际运营模式和

能耗情况相结合，才能发挥其指导作用。管理层自

身的提升和对相关工作的协同推动是关键。

参考文献

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2014, 40(14): 124-125.

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220-221.

［13］BIN SONG, YINTAI AO, LI XIANG, et al. Data-driven approach for

表4 案例企业的节电增效的概况性评价（基于技术和管理节电增效协同推进机制）

评价项目

设立节电增效管理的KPI

设立节电增效管理的兼职

或全职综合管理人员

进行技术性节电机会的探

寻和立项

进行管理性节电机会的探

寻和立项

建立了自上而下的对技术

性和管理性节电项目的跨

部门协同推进管理

进行全流程（输电、用电等）

的节电评估和管控

具备了制度化的节电（节

能）管理机制

总体评价：欠缺节电增效的全面能力，更没有系统性改善这种能力问题的推进机制

案例企业 - A公司

无，将电耗列入部门的

总费用控制

无

无

无

无

无

无

（计划推进EHS系统管

理，并将节电减排列入

EHS规划中）

案例企业 - B公司

有电耗方面的KPI（年度节电

5%）

由生产部门进行协调管理，KPI

由生产部门领导负责

生产性部门进行了部分探寻，

如升级节能照明和空压机

生产性部门进行了部分探寻，

如车间的能源浪费

生产部门领导承担主要的协同

推进的职能

无

EHS中有定义节能减排和水电

资源管理的规范文件

案例企业 - C公司

有电耗方面的KPI（年

度节电2%）

由设备设施保障部负

责

由设备设施保障部负

责进行空压机和相关

的管道改造

无

设备设施保障部承担

主要的协同推进职能

无

EHS系统文件有涉及

节能降耗的程序性要

求

案例企业四 - D公司

无，将电耗列入部门的总费用

控制

无

无

无

无

无

无制度化的管理规范，依靠人

治进行减少浪费等方面的管

控

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1797

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2023

制造业绿色发展专栏

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discovery of energy saving potentials in manufacturing factory［R］.

25th CIRP Life Cycle Engineering (LCE) Conference, 30 April – 2

May 2018, Copenhagen, Denmark, Procedia CIRP 69 ( 2018 ):

330-335.

［14］张志刚, 马光文. 基于节电潜力分析的重点工业企业电力需求侧管

理研究. 北京: 中国水利水电出版社, 2014: 80-81.

［15］马福民. 面向企业能效评估的能耗过程建模、仿真与优化分析［M］.

北京: 经济科学出版社, 2017: 12-13.

［16］杨申仲, 岳云飞, 吴循真. 企业节能减排管理［M］. 北京: 机械工业出

版社, 2017: 120, 131.

［17］周梦公. 智能节电技术［M］. 北京: 冶金工业出版社, 2016: 3-8.

［18］MANUELA KRONES, EGON MULLER. An approach for reducing

energy consumption in factories by providing suitable energy efficiency measures［R］. Variety Management in Manufacturing, Proceedings of the 47th CIRP Conference on Manufacturing Systems, Procedia CIRP 17 ( 2014 ): 505 – 510.

［19］张振刚, 张小娟. 企业技术创新要素及其关系研究［J］. 科技进步与

对策, 2014(3): 79-83.

［20］郭露西, 周智恒, 易小明. 高层管理团队是中小企业技术创新最重

要的驱动力［J］. 五金科技, 2021, 4: 84-91.

［21］JIHONG ZHU, DEYING LI. Current situation of energy consumption

and energy saving analysis of large public building［R］. 9th International Symposium on Heating, Ventilation and Air Conditioning (ISHVAC) and the 3rd International Conference on Building Energy and

Environment (COBEE), Procedia Engineering 121 ( 2015 ):

1208-1214.

12月19日，上海市委书记陈吉宁会见了国家石油天然气管网集团有限公司董事长张伟一行。上海市

委副书记、市长龚正出席国家管网集团储能技术有限公司揭牌活动，与张伟共同为储能技术公司在沪成立

揭牌。

陈吉宁对国家管网集团为上海发展提供能源保障表示感谢。他说，我们把学习宣传贯彻习近平总书记

考察上海重要讲话精神作为当前和今后一个时期的首要政治任务和头等大事，结合贯彻落实中央经济工作

会议精神，召开十二届市委四次全会作了全面部署，一以贯之推动中央决策部署在上海落实落地。国家管

网集团是国内最大的专业化能源基础设施运营商，随着上海加快推动经济社会发展全面绿色转型，双方合

作空间更为广阔。希望以在沪新机构设立为契机，进一步加强沟通对接，加大新型储能、清洁能源等领域合

作，推动更多新技术、新装备在沪研发应用，更多新业务、新模式在沪探索试点，助力打造绿色低碳供应链体

系，更好服务新兴产业高质量发展和市民群众高品质生活。上海将持续优化营商环境，为企业在沪发展提

供便利服务、创造更好条件。

张伟介绍了集团发展及在沪业务开展情况，感谢上海给予企业发展的大力支持帮助。他说，上海始终

是企业开拓布局的重点区域，将牢牢把握重大发展机遇，着眼服务国家能源安全新战略，聚焦绿色低碳发

展，持续推动科技创新，加快优化业务布局，深化新型储能合作，加强区域能源保障，共同推动绿色低碳供应

链体系和现代能源交易体系建设，为服务国家发展大局作出更大贡献。

上海市领导李政参加会见。

揭牌活动上，黄浦区与国家管网集团储能技术有限公司签署了战略合作框架协议。

储能技术公司注册在上海黄浦，注册资本50亿元。公司将加快建设油气基础设施，全面融入上海“五个

中心”建设，全力保障上海市及长三角地区能源安全，积极稳妥推进碳达峰碳中和。同时，依托上海科技创

新和人才优势，加快开展储气、储氢、储二氧化碳、储空气等技术研究，催生新产业新业态新模式。

（来源：上海经信委）

国家管网集团储能技术公司在沪成立

陈吉宁会见国家管网集团董事长张伟，龚正出席揭牌活动

1798

2022年上海市公共建筑

能耗监测平台数据分析

吴蔚沁1 荆 瑞1 徐闻娴 2

1. 上海市建筑科学研究院有限公司

2. 上海市建筑建材业市场管理总站

摘要：通过对上海市国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测平台

2022年数据分析，总结了上海市及主要类型公共建筑能耗监测和用能情

况。2022年上海市累计有2 195栋公共建筑联网，覆盖建筑面积逾1亿m2

，

联网建筑年总用电量为88.1亿kWh，年用电强度为84.4 kWh/m2

。对不同

类型公共建筑峰谷用电情况进行了对比，冬季峰谷比明显小于夏季，商

场建筑峰谷比最大，旅游饭店建筑和医疗卫生建筑峰谷比较小。根据上

海市推出的最新分时电价机制，对主要商业公共建筑尖峰时段用电量情

况进行了统计分析，尖峰时段用电量可占尖峰所在月的总用电量的10%

以上，尖峰电价的推出对促进削峰填谷具有一定的帮助。最后基于未来

发展趋势，对在能耗监测基础上的公共建筑虚拟电厂建设和发展提出了

展望。

关键词：公共建筑；能耗监测；尖峰电价；虚拟电厂

DOI: 10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2023.12.007

Data Analysis of Shanghai Public Building Energy Consumption Monitoring

Platform in 2022

WU Weiqin1

, JING Rui1

, XU Wenxian2

收稿日期：2023-10-25

基金项目：上海市建筑建材业科研项目，上海市建筑领域碳排放智慧监管研究（沪建科2022-005-003）

第一作者（通讯）：吴蔚沁（1989-01-），女，博士，高级工程师，主要研究方向为建筑能耗大数据分析、

建筑节能等

SHANGHAI ENERGY SAVING

上海节能 No.12

2023

ENERGY SAVING FORUM

SHANGHAI ENERGY CONSERVATION

上海节能 No.08

2018

节能论坛

1. Shanghai Academy of Building Research Co., Ltd.

2. Shanghai General Station for Market Management of Building Materials Industry

Abstract: Through the analysis of the 2022 data from the energy consumption monitoring platform for

state-level office buildings and large public buildings in Shanghai, the monitoring and utilization of energy consumption in Shanghai and main types of public buildings are summarized. In 2022, a total of 2,195 public buildings were connected to the network in Shanghai, covering a construction area of over 100 million m2. The total

annual electricity consumption of the connected buildings is 8.81 billion kWh, and the annual electricity intensity

is 84.4 kWh/m2

. The peak-valley electricity consumption of different types of public buildings is compared. The

peak-valley ratio in winter is significantly lower than that in summer, with the largest peak-valley ratio in shopping mall buildings, and the smallest in tourism hotel buildings and medical and health buildings. According to

the latest time-sharing electricity pricing mechanism launched by Shanghai, a statistical analysis is conducted

on the electricity consumption of major commercial public buildings during the peak period. The electricity consumption during the peak period can account for more than 10% of the total electricity consumption in the

month of the peak. The introduction of peak electricity pricing has certain help in promoting the peak shaving.

Finally, based on the future development trend, prospects for the construction and development of public building virtual power plants based on energy consumption monitoring are put forward.

Key words: Public Building; Energy Consumption Monitoring; Peak Electricity Price; Virtual Power Plant

0 引言

2022 年 11 月，上海市住房和城乡建设管理委

员会联合上海市发展和改革委员会印发了《上海市

城乡建设领域碳达峰实施方案》（以下简称《方

案》）。《方案》明确要求到2025年，城乡建设领域碳

排放控制在合理区间，到 2030 年城乡建设领域碳

排放达到峰值［1］

。2022年，为充分贯彻国家和上海

市“双碳”战略目标，上海市住房和城乡建设管理委

员会、上海市发展和改革委员会会同相关单位，进

一步加强上海市国家机关办公建筑和大型公共建

筑能耗监测平台运行实践和数据应用，探索多系统

融合方案，完善标准体系建设，研讨升级建设上海

市建筑碳排放智慧监管平台需求，持续推动上海市

公共建筑节能减排工作，助力建筑领域碳达峰。

本文基于上海市国家机关办公建筑和大型公

共建筑能耗监测平台 2022 年数据，通过多层次多

角度展现上海市公共建筑用能情况及建筑运行特

征，为建筑业主、研究机构、行业单位和政府部门等

不同层面的读者提供有价值的参考依据。

1 上海市能耗监测平台发展规模

能耗监测平台自2010年启动建设和逐步拓展

完善，已运行十余年，至2022年12月31日，上海市

累计有2 195栋公共建筑完成用能分项计量装置的

安装并实现与能耗监测平台的数据联网，覆盖建筑面

积10 442.5万m2

，其中国家机关办公建筑230栋，占

监测总量的10.5%，覆盖建筑面积451.0万m2

；大型

公共建筑1 965栋，占监测总量的89.5%，覆盖建筑

面积9 991.5万m2

。按建筑功能分类统计情况如表

1所示。

2022 年新增联网建筑共计 52 栋，新增建筑面

积341.4万m2

。近年来，由于节能管理工作的持续

推进以及相关管理制度的完善，未联网的存量建筑

1800

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2023年第 12 期

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上海节能

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2018 年第 08 期

节

能

论

坛

在逐步减少，新竣工建筑联网数逐年增加。

2 上海市公共建筑能耗总体情况分析

2022年，与能耗监测平台联网的公共建筑年总

用电量约为88.1亿kWh，按《上海市生态环境局关

于调整本市温室气体排放核算指南相关排放因子

数值的通知》（沪环气〔2022〕34 号）中电力排放因

子4.2 t CO2/104

kWh计算［2］

，折合碳排放量约369.6

万tCO2。按不同类型建筑分别统计，办公建筑、商

场建筑、综合建筑与旅游饭店建筑用电总量较大，

依然是用电消耗主力，四类建筑用电量占总量的

81.3％。各类型建筑年总用电量占比如图1所示。

图1 2022年与能耗监测平台联网的建筑年用电量占比情况

2022年与能耗监测平台联网的公共建筑逐月

表1 2022年与能耗监测平台联网的各类型公共建筑分布情况

序号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

总计

建筑类型

国家机关办公建筑

办公建筑

旅游饭店建筑

商场建筑

医疗卫生建筑

综合建筑

教育建筑

文化建筑

体育建筑

其他建筑

数量(栋)

230

708

215

278

140

268

235

42

18

61

2 195

数量占比（%）

10.5

32.3

9.8

12.7

6.4

12.2

10.7

1.9

0.8

2.8

100.0

面积(m2

)

4 509 559

34 766 181

9 743 737

15 809 291

5 267 901

22 511 792

6 875 160

1 362 404

904 493

2 674 922

104 425 439

注：其他建筑包含交通运输类建筑、会展建筑、商住两用建筑等

图2 2020-2022年与能耗监测平台联网的建筑逐月用电强度

2022年上海市公共建筑能耗监测平台数据分析

1801

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用电强度如图2所示。由于2022年上半年受疫情影

响，特别与2021年及2020年同期数据进行了比较

分析，从三年的数据对比和变化体现出两个特点：

1）受疫情期间建筑运行时长缩短及人流减少

等因素影响，2022年3-5月份的建筑能耗水平明显

低于2021年同期，与2020年同期趋势较为一致，但

随着上海复工复产的推进以及疫情得到有效控制，

6 月份开始，能耗水平有了明显增长，恢复至 2021

年同期相近水平。

2）建筑逐月用电强度变化情况与气温变化趋

势基本一致，夏季随着气温不断升高，空调制冷需

求逐渐增大，导致用电量也逐渐增加，同时，冬季随

着气温不断降低，空调采暖需求逐渐增大，用电量

也逐渐增加。

从历年用电情况变化趋势来看，由于联网建筑

总量不断增加，公共建筑年总用电量缓慢增加，但

单位面积年平均用电量呈平缓波动态势，无明显的

增长趋势（如图3所示）。 2022年公共建筑单位面

积年平均用电量为 84.4 kWh/m2

，受疫情影响，较

2021年用电水平有明显的下降，虽不具有代表性，

但仍符合近几年公共建筑用电强度平缓下降的预

期，这与上海市在能耗监测、能源审计、节能改造、

图3 2018~2022年与能耗监测平台联网的建筑历年用电量变化情况

能效提升等监管工作的持续推进以及广大楼宇业

主节能意识的提高不无关系。

3 主要类型公共建筑能耗情况分析

3.1 用电强度情况

2022年，与能耗监测平台联网的各类公共建筑

逐月用电强度如表2所示，年度用电强度情况如图

4所示。文化建筑、体育建筑和其他建筑因上传数

据样本量有限，用电量数据仅供参考。从图表中可

以看出，医疗卫生建筑和商场建筑用电强度明显高

于其余类型公共建筑，这与其服务量有一定关系，

两者都具有大人流量的特性。

表2 2022年与能耗监测平台联网的各类型建筑逐月用电强度

单位: kWh/m2

国家机关办公建筑

办公建筑

旅游饭店建筑

商场建筑

医疗卫生建筑

综合建筑

教育建筑

文化建筑

体育建筑

其他建筑

1月

8.2

7.3

8.4

10.7

11.0

7.6

3.1

7.2

4.9

5.7

2月

7.4

6.6

8.1

10.0

10.6

7.0

3.0

6.8

4.8

5.3

3月

6.1

5.2

6.6

7.6

9.8

5.5

2.9

5.9

4.5

5.1

4月

5.1

3.1

5.3

4.1

8.5

3.5

2.6

5.6

4.3

5.0

5月

5.3

3.3

5.5

4.5

8.8

3.7

2.6

5.6

4.4

5.0

6月

7.5

6.6

7.2

9.9

11.6

6.5

2.8

6.3

4.4

5.4

7月

10.5

9.4

10.1

13.9

13.8

9.3

3.1

8.0

5.0

6.0

8月

10.7

10.1

11.1

14.8

14.7

10.2

3.2

8.3

5.2

5.6

9月

7.1

6.9

8.8

11.5

11.6

7.5

3.3

6.6

4.9

5.5

10月

5.4

5.1

7.6

9.9

9.8

6.3

2.9

6.1

4.8

5.0

11月

5.7

5.5

7.3

9.4

9.7

6.3

2.9

6.1

4.7

5.2

12月

7.7

6.9

8.0

9.8

11.0

7.0

3.4

6.8

4.9

5.4

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能

论

坛

过去 5 年主要类型建筑用电强度变化情况如

图 5 所示（教育建筑缺乏历年样本故不作分析）。

经分析可得，除 2020 年及 2022 年受疫情影响，其

余几年用电强度主要受气温影响出现波动，无明

显增长趋势，说明公共建筑单耗得到了较为有效

的控制。

3.2 分项用电情况

从主要类型建筑 2022 年分项用电占比来看，

各类型建筑照明与插座用电和空调用电这两项之

和均超过75%（如图 6所示）。

空调用电占比最高的为医疗卫生建筑，这是由

于其人员流动性和密度、室内空气质量要求所导致

的全年制冷采暖需求高于其他类型建筑。

照明与插座用电占比较高的为综合建筑、商场

建筑和办公建筑，办公建筑主要由于除照明用电

外，其办公设备插座用电也较多。商场建筑主要由

于营业环境需求，照明功率密度一般高于其他类型

建筑。

3.3 峰谷用电情况

根据以往电力数据，电网高峰负荷一般出现在

夏季和冬季，因此选取2022年1月和7月数据进行

峰谷用电情况分析。

图 4 2022年与能耗监测平台联网的各类型公共建筑年用电强度情况

图5 2018-2022年主要类型建筑单位面积年平均用电量变化情况

2022年上海市公共建筑能耗监测平台数据分析

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计算每栋样本建筑 2022 年 1 月和 7 月日平均

逐时用电量，得到总样本峰时段用电量与谷时段用

电量比值如表3所示，其中峰时段与谷时段分别按

照2022年12月上海市发改委最新发布的《关于进

一步完善我市分时电价机制有关事项的通知》（沪

发改价管〔2022〕50 号）中一般工商业两部制用电

计算。

从结果可以看出，冬季峰谷比明显小于夏季，

旅游饭店建筑和医疗卫生建筑冬季峰谷用电量基

本持平。这主要由三个原因造成：一是冬季峰时段

比夏季谷时段少 4 h；二是冬季部分建筑使用非电

能源采暖；三是冬季夜间寒冷，对于夜间仍运行的

图6 2022年主要类型建筑分项用电量占比情况

表3 2022年1月和7月与能耗监测平台联网的公共建筑峰谷比情况

序号

1

2

3

4

5

6

7

注：1. 峰谷比=峰时段用电总量/谷时段用电总量

2. 冬季峰时段：8:00-11:00、18:00-21:00；谷时段：22:00-次日6:00

3. 夏季峰时段：8:00-15:00、18:00-21:00；谷时段：22:00-次日6:00

建筑类型

商场建筑

综合建筑

办公建筑

国家机关办公建筑

旅游饭店建筑

医疗卫生建筑

所有联网建筑

1月8日峰谷比

2.3

1.7

1.5

1.3

1.0

0.8

1.6

7月14日峰谷比

4.6

3.4

3.4

2.6

1.8

1.5

3.2

建筑，谷时段用能需求大于夏季。

商场建筑无论在冬季还是夏季都是峰谷比最

大的，这与其营业时长有关，商场建筑比起办公类

建筑在峰时段运行时间更长，但比起旅游饭店建筑

和医疗卫生建筑基本24 h运转的特性，其谷时段又

基本停止运行，所以造成了较大的峰谷比。

1 月与 7 月峰谷平用电量占比情况如图 7 所

示。从图中可以看出，冬季与夏季各类型公共建筑

峰谷平分布趋势是一致的，冬季平时用电量占比最

大，占 40%~55%；夏季峰时用电量占比最大，占

45%~60%。旅游饭店建筑和医疗卫生建筑谷时用

电量占比较大，占总用电量的四分之一左右。这是

由于这两类建筑运行特点导致其在夜间仍有较大

的用电需求。

1804

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节

能

论

坛

3.4 尖峰电价效益分析

最新发布的分时电价增加了尖峰时段收费标

准，较峰时时段电费上涨25%。对于一般工商业两

部制用电，尖峰时段分别为 7、8 月的 12:00-14:00

和 1、12 月的 19:00-21:00。尖峰时段一般是电网

出现最高负荷的时段，尖峰电价的出台即是通过经

济杠杆削减峰值，以减轻电网负担，确保用电安全。

对主要商业公共建筑（办公建筑、旅游饭店建筑、

商场建筑和综合建筑）尖峰时段用电量进行统计，

2022年商业建筑尖峰时段用电量约为3.5亿kWh，冬

季尖峰用电量占1月和12月总电量的10%左右，夏

季尖峰用电量占7月和8月总电量的13%左右。如

所有联网商业建筑为保持能源费支出不变，通

过各种措施使尖峰时段用电量降低 25%，则可

削减尖峰用电量约 8 750 万 kWh，降低尖峰负荷

约50万kW。

为进一步分析商业建筑逐时用电需求变化规

律，对每个样本2022年1月与7月日平均逐时用电

量离差标准化值分布进行统计，各类型建筑尖峰时

段用电情况如图8所示。

从结果可以看出，1 月（冬季）和 7 月（夏季）尖

峰时段用电情况差异较大。

1月尖峰时段，办公建筑仍处于高峰运行（标准

值大于0.7）的样本数量较少，仅占15%不到。旅游

饭店建筑和商场建筑仍处于高峰运行的样本数量

较多，在 70%左右。综合建筑包含了上述三种业

态，因此仍处于高峰运行的样本数量居于中间，占

（a）1月

（b）7月

图7 2022年1月和7月主要类型公共建筑峰谷平用电量占比情况

2022年上海市公共建筑能耗监测平台数据分析

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比约40%。

7月尖峰时段，各类型建筑仍处于高峰运行（标

准值大于0.7）的样本数量占比均大于90%。

由此可见夏季削峰是商业公共建筑的主要任

务。建筑业主可以通过节能改造、优化调适、削峰

填谷等手段来降低尖峰电价的出台对企业能源消

费的影响。

4 基于能耗监测平台的公共建筑虚拟电厂建

设展望

上海市国家机关办公建筑和大型公共建筑能

耗监测平台至今已运行十余年，形成了上海市建筑

能耗数据权威数据库，有着大量的楼宇数据基础，

通过本文的分析可以看出公共建筑有着一定的调

峰潜力。近年在“双碳”的大战略背景下，国家和上

海市政府对于能源系统改革尤为关注，需求响应及

虚拟电厂建设是重点之一，政府发布了一系列文件

推动该项工作的开展［3-6］

，上海的商业建筑基本都配

备能耗监测装置和能源管理系统，已经实现了建筑

能源的数字化管理，有完备的数字化基础来建设实

施虚拟电厂的需求响应。目前，上海市公共建筑虚

拟电厂建设刚刚起步，仅黄浦区进行了规模化的需

（a）1月

（b）7月

图8 2022年1月和7月主要类型商业尖峰时段逐时用电标准化值分布情况

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节

能

论

坛

求响应试点示范，公共建筑的虚拟电厂市场还未完

全建立，亟须融合现有能耗监测平台等相关数据资

源，聚焦建筑能源需求侧管理等核心功能，挖掘公

共建筑负荷响应潜力，打通需求响应上下游链路，

完善需求响应机制，为上海市建筑领域碳达峰、碳

中和目标的实现提供技术支撑。

参考文献

［1］上海市住房和城乡建设管理委员会. 关于印发《上海市城乡建设领

域碳达峰实施方案》的通知: 沪建建材联〔2022〕545 号［EB/OL］.

https://zjw.sh.gov.cn/jsgl/20230308/88f4035ebce8431b955f413b4ce

72526.html, 2022-11-1.

［2］上海市生态环境局.上海市生态环境局关于调整本市温室气体排放

核算指南相关排放因子数值的通知:沪环气〔2022〕34 号［EB/OL］.

https://www.shanghai.gov.cn/gwk/search/content/ec12e83686d2441

b979fb1ec838bcbb7, 2022-2-11.

［3］国务院. 国务院关于印发 2030 年前碳达峰行动方案的通知: 国发

〔2021〕23 号［EB/OL］. https://www.gov.cn/zhengce/content/2021-10/

26/content_5644984.htm, 2021-10-4.

［4］国家发展改革委, 国家能源局. 关于完善能源绿色低碳转型体制机

制和政策措施的意见: 发改能源〔2022〕206号［EB/OL］. https://www.ndrc.

gov.cn/xxgk/zcfb/tz/202202/t20220210_1314511_ext.html, 2022-1- 30.

［5］上海市公共机构节能工作联席会议办公室. 关于印发《上海市公共机

构绿色低碳循环发展行动方案》的通知［EB/OL］. https://www.shanghai.gov.cn/nw12344/20220118/405667a886cf4132b38f0776b777acc3.

html, 2022-1-14.

［6］上海市人民政府办公厅. 关于印发《上海市数字经济发展“十四五”

规划》的通知: 沪府办发〔2022〕11号［EB/OL］. https://www.shanghai.

gov.cn/hfbf2022/20220712/d3f5206dec5f4010a6065b4aa2c1ccce.html, 2022-6-12.

近日，中国燃料电池汽车大会在北京大兴召开。此次大会以“示范引领 氢动未来”为主题，举办了燃料

电池汽车示范工作推进会、大会开幕式、示范之声等活动。在大会开幕式上，中国科学技术协会主席万钢作

主旨报告。国务院国资委副主任苟坪，北京市副市长于英杰出席并致辞，中国科学院院士、清华大学教授欧

阳明高作主题报告，上海市经济信息化委副主任汤文侃代表上海城市群出席了开幕式。财政部、工信部、科

技部、国家发改委、国家能源局及京津冀、上海、广东、郑州、河北5个示范城市群相关领导出席。

开幕式现场，汤文侃与郑州市，中汽中心、中国石化、国家能源集团、亿华通等单位负责同志共同发布

《共建中国氢能高速行动倡议》。倡议提出了“政策引领、场景先行、创新驱动、协同聚力”更好推动氢能高速

战略实施。

活动现场，各示范城市群代表，同济大学、上海交通大学、华北电力大学、大连化物所等高校及研究机构

专家，北汽福田、亿华通、未势能源等企业高层在大会中充分研讨中国氢能与燃料电池汽车产业发展前景，

提出加快产业高质量发展的建议。

上海市经济信息化委智能制造推进处、市财政局企业处有关负责同志参加大会。

（来源：上海经信委）

示范引领 氢领未来 中国燃料电池汽车大会召开

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“双碳”目标下浙江省用能权交易特征

分析及建议

张天佑 俞明东 叶津宏

浙江省经济信息中心

摘要：浙江省作为用能权交易改革较早的省份，在能源要素市场化改革上先行先试，积累了一定的经验，

对浙江省用能权交易制度创新和成效开展全面分析。在“双碳”的背景下，分析当下开展用能权交易工作

的形势，提出浙江省优化用能权交易工作的思路，构建了存量交易的模式。最后，对下一步如何优化用能

权交易工作提出建议。

关键词：用能权；交易；“双碳”目标；建议

DOI: 10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2023.12.008

Characteristic Analysis and Suggestions on Energy Use

Rights Trading in Zhejiang Province under \" Double Carbon\" Goal

ZHANG Tianyou, YU Mingdong, YE Jinhong

Zhejiang Economic Information Center

Abstract: As a province that has carried out energy trading reform earlier, Zhejiang Province has taken the

lead in the marketization reform of energy factors and accumulated certain experience. This paper comprehensively analyzes the innovation and effectiveness of the energy trading system in Zhejiang Province. In the context of \"Double Carbon\", this paper analyzes the current situation of energy trading work, proposes ideas for

optimizing energy trading work in Zhejiang Province, and constructs a mode of stock trading. Finally, this paper

puts forward suggestions on how to optimize energy trading work in the next step.

Key words: Energy Use Right; Trading; \"Double Carbon\" Goal; Suggestion

收稿日期：2023-06-30

基金项目：国家社会科学基金项目（No. 15BGL169）；浙江省自然科学基金项目（No.LQ17D010004）

第一作者：张天佑（1989-07-），男，博士，长期从事绿色低碳发展、节能降碳相关工作

通讯作者：叶津宏（1994-07-），女，硕士研究生，经济师，长期从事绿色低碳发展相关咨询研究

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能

论

坛

0 引言

为推动经济绿色可持续发展，党中央、国务院

对建立健全用能权、用水权、排污权、碳排放权交易

制度十分重视，决策部署了节能减排的相关规定。

在此背景下，2015年，中共中央、国务院发布了《关

于加快推进生态文明建设的意见》，次年，国家发展

改革委印发《关于开展用能权有偿使用和交易试点

工作的函》（发改环资〔2016〕1659号），提出将浙江

省、河南省、福建省、四川省设立为用能权有偿使用

和交易制度试点［1］

。

强化能源消费强度控制是实现“双碳”目标的

重要举措，而用能权交易制度是推动实现双控目标

的关键市场化手段，在未来也将影响“双碳”目标的

实现。用能权从定义上是指用能单位经核发或交

易取得、允许其使用或投入生产的综合能源消费量

权益［2］

。基于用能权的公共性、公法性等特征，用能

权应当作为一种特许权［3］

，在此基础上进行完善用

能权交易制度，确保用能权交易市场的健康运行。

浙江省作为首批全国四个用能权交易试点之一，在

制度创新方面开展了大量的探索，对控制地方新上

高耗能高排放项目、推动地方落实能耗双控制度起

到了正向作用［4］

。

1 浙江省用能权交易制度特点及成效分析

1.1 用能权交易制度特点

浙江省为推进用能权交易工作，逐步建立了

“1+2+X”的用能权交易制度体系，包括了《浙江省

用能权有偿使用和交易试点工作实施方案》以及用

能权交易管理和第三方审核机构管理办法，明确了

浙江省开展用能权交易的交易主体、交易范围、交

易价格、交易程序等。

浙江省用能权交易采用“统一标准、网上交

易、实时监测”的方式进行。初始阶段以企业与政

府交易为主，市场成熟后交易主体为企业与企业、

企业与政府和政府与政府。交易流程一共分为七

个步骤：

1）用能单位在线提交用能权申购、出让申请的

相关材料。

2）主管部门对申请材料的规范性、真实性、完

整性进行审核，受理满足条件的项目。

3）委托第三方机构确权审核（区域当年新增用

能量除外）。

4）受理申请后发布申购和出让公告。

5）预交易，并出具预交易确认书，公告交易

结果。

6）签订交易合同。

7）交易履约，申购方应当在合同签订后3个工

作日内完成费用支付。交易款项支付后，节能主管

部门应当会同有关部门负责划转用能指标。

从交易制度特征上，浙江省与其他省市不同，

以增量交易作为突破口，对于单位工业增加值能耗

超过一定标准的新上项目，需要通过用能权交易有

偿取得用能指标后才能通过节能审查，从源头控制

高耗能行业项目投产，引导有限的能源要素向优势

行业、优势项目倾斜（见表1）。

1.2 用能权交易成效

浙江省用能权交易制度实施以来，形成了完

善的制度体系，建立了全省统一的用能权交易平

台，并组织了一批高耗能项目开展交易。根据浙

江省用能权平台交易数据，截至 2023 年 6 月底，

通过用能权交易系统完成的交易笔数是 127 笔，

涉及能耗指标约 320 万 tce，交易规模目前在全国

四个试点中位列第一。

进入“十四五”时期后，宁夏回族自治区也启动

了用能权有偿使用和交易改革，使用的交易模式也

参考了浙江的增量交易方式，证明了以增量交易为

突破口的交易模式得到了认可，浙江省用能权交易

工作的经验得到了传播。

2 开展用能权交易工作的新形势和新思路

2.1 开展用能权交易面临的形势

在全球推动应对气候变化等因素共同作用下，

世界能源清洁低碳发展大势已成。“力争2030年前

实现碳达峰，2060年前实现碳中和”是我国对国际

“双碳”目标下浙江省用能权交易特征分析及建议

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社会作出的郑重承诺，碳达峰碳中和已经纳入我

国生态文明建设整体布局。2021 年 9 月 16 日国

家发展改革委印发的《完善能源消费强度和总量

双控制度方案》中指出，要充分发挥市场配置能源

资源的决定性作用，推动用能权有偿使用和交

易。国务院印发的碳达峰顶层文件中也提出要完

善用能权有偿使用和交易制度，加快建设全国用

能权交易市场。

进入“十四五”时期以来，能耗双控制度不断

创新和完善，原料用能、可再生能源不纳入能源消

费总量和强度，对促进可再生能源发展起到了推

动作用。用能权交易作为市场化交易手段，可以

进一步撬动能源要素的支撑作用，将可再生能源

用于地方新上项目，有利于进一步引领能源低碳

转型。

近年来，受俄乌冲突、新冠疫情等多因素影响，

国家整体经济形势较为严峻，有必要持续加大对重

点项目的投资，鼓励各地新上项目。用能权交易作

为优化能源要素配置的市场化工具，有必要发挥更

大的作用，为优质项目提供要素保障，引导和倒逼

落后产能退出，实现经济稳质提升和产业低碳转型

的双重目标。

2.2 浙江省深化用能权交易工作思路

浙江省作为用能权交易试点，进入“十四五”时

期后，将进一步拓展交易范围，在开展的增量交易

基础上，启动存量交易和政府间交易等模式，建立

项目能效水平、区域经济社会发展现状等交易价格

浮动机制，切实反映能耗指标稀缺程度。

2.2.1 增量交易

增量交易继续按照浙江省“十三五”的交易模

式，交易主要以政府和企业交易为主，能耗指标的

申购方是单位工业增加值能耗高于一定标准（现阶

段是0.52 tce/万元）的新增用能项目。可出售的指

标包括一定比例区域年新增用能量、淘汰落后产能

和压减过剩产能腾出的用能空间、企业通过节能技

术改造产生的节能量。另外，根据国家能耗双控政

策的调整，对地方新增可再生能源消费量也纳入出

售指标。

2.2.2 政府间交易

政府间交易主要考虑不同区域发展不平衡

的问题，对不同省市、设区市、县级政府之间，可

以在五年考核当期内进行交易，能耗强度降低基

本目标未完成的地方政府，向完成能耗强度降低

目标的地方政府购买能耗指标。上一级的主管部

门根据交易结果调整相关地区用能指标，这有利于

实现能源要素区域间的优化配置，保障优势地区的

经济发展。

表1 各省用能权交易对比

交易主体

交易标的

交易程序

定价机制

交易平台

交易履约

指标确定

河南

钢铁、化工、建材、有色行业

（年耗能5 000 tce以上）

主管部门分配给用能单位指定时期内的能源消费额度；1单位用能权指标相当于1 tce

账户开立（资金、银行）、资金划转、指标交易、清算交收

用能权配额分配采取免费和有偿相结合的办法，初期以免费分配为主，逐步提高有偿分配比例

依托中原股权交易中心

用能权配额一年一分配,一年一清缴

采用基准值法和历史强度下降法

福建

火力发电、有色、石化、化工、平板

玻璃（年耗能5 000 tce以上）

依托海峡股权交易中心

四川

水泥、陶瓷、造纸

（年耗能10 000 tce以上）

四川联合环境交易所

有效期两年

浙江

单能耗高于0.6 tce/

万元的新增项目

项目新增用能量、区域年新增用能

量、淘汰落后产能和压减过剩产

能、节能技改产生的节能量

申购、出让、确权、审核、交易、履约

对于需购买超过单位工业增加值

能耗2.0 tce/万元的新增量的，按

一定比例提高交易价格

浙江省用能权交易平台

五年考核当期内有效

用能权确权技术规范

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能

论

坛

2.2.3 存量交易

存量交易主要发生在企业之间，预计是交易活跃度

最高的交易种类，交易开展的思路设计见图1所示。

存量交易主要与用能预算化管理、能效诊断等工

作结合，交易主体主要是纳入用能预算管理范围

的重点行业企业，通过对企业确定一个初始用能

配额，根据企业的实际用能是否超过配额确定是

申购方或出售方。存量实际交易中，为调动企业

交易积极性，交易指标当年有效，企业可以根据生

产预期在一年期内随时启动交易。另外，还可以

鼓励企业开展能效诊断，推动企业将节能量进行

交易来获取收益。

3 优化用能权交易工作的几点建议

3.1 国家层面出台统一的交易制度

根据浙江省开展用能权交易工作经验，由于缺

少国家上位法，推进用能权交易工作存在技术规

图1 存量交易思路图

范、配套政策等多个层面的困难，不利于建立全国

用能权交易市场。2021年国家制定《全国用能权交

易实施方案（讨论稿）》并征求各省意见，对在全国

层面实施用能权交易的主要目标、总体安排、重点

任务等进行了初步明确，但该方案后续未正式印

发，目前国家仍未正式出台用能权交易相关制度文

件和法律法规。同时，“十四五”地方开展用能权交

易改革亟须国家上位法的支持，以进一步明确开展

用能权交易的合法性。建议国家及时修订《节约能

源法》、增加用能权交易内容、出台“十四五”全国用

能权交易实施方案，为地方开展用能权交易提供法

律、制度支撑。

3.2 制定并出台明确的资金管理办法

当前，浙江省用能权交易资金均留存在各县

级主管部门财政专户，虽然已经明确用能权交易

中通过出售用能指标产生的收入列入“其他国有

资源（资产）有偿使用收入”科目，但交易资金的使

用办法未明确，存在交易资金“躺在”账户上、无法

使用的情况，这也就无法发挥交易资金对节能工

作的支持作用。因此，建议国家有关部门会同专

业机构，强化对用能权交易资金使用的研究，明确

环境资源要素类交易的资金使用科目、办法等内

容，规范交易资金的使用，以促进用能权交易资金

可以使用在节能降碳工作上，助力实现碳达峰碳

中和目标。

3.3 探索启动跨区域用能权交易

传统的能耗双控考核制度在目标分解时主要

考虑各地区经济发展水平，在能耗基准上叠加经济

增速和能耗强度下降率，以计算得出各地区新增区

域用能量。但由于能耗双控目标为五年周期，不同

地区发展速度存在一定的波动，存在能源增速过快

或过慢的情况，导致部分地区能耗指标稀缺，部分

地区指标盈余，无法充分发挥能源要素对经济的支

撑作用。因此，建议国家有关部门，推动开展跨地

区用能权交易，实现能源要素的跨地区流动，以便

于能源要素紧张地区与用能指标宽裕地区开展对

接，开展省际、市际间的用能权指标交易，为重大项

目落地做好用能保障。

“双碳”目标下浙江省用能权交易特征分析及建议

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4 结束语

新的形势下，用能权交易是助力实现碳达峰碳

中和目标的重要手段，有必要继续深化用能权制度

改革。根据浙江省用能权交易改革工作经验，不断

拓展交易种类，并与用能预算化管理、能效诊断等

工作加强协同，充分调动企业参与用能权交易的积

极性。

参考文献

［1］胡楠,裴庆冰.完善用能权交易制度 推动节能增效［J］.宏观经济管理,

2020(12):43-49.

［2］夏洪伟,郑骥.用能权存量交易模式的探讨［J］.上海节能,2020(12):

1413-1417.

［3］叶榅平,王怡昕.论“双碳”目标下用能权的法律属性［J］.湖南师范大

学社会科学学报,2022,51(5):86-95.

［4］康家梁,杭莎妮.用能权制度与碳减排制度协同——以浙江省为例

［J］.河北环境工程学院学报,2020,30(6):78-82.

（上接封二）

习近平强调，上海作为我国改革开放的前沿阵地和深度链接全球的国际大都市，要在更高起点上全面深化改革开

放，增强发展动力和竞争力。要全方位大力度推进首创性改革、引领性开放，加强改革系统集成，扎实推进浦东新区综

合改革试点，在临港新片区率先开展压力测试，稳步扩大规则、规制、管理、标准等制度型开放，深入推进跨境服务贸易

和投资高水平开放，提升制造业开放水平，进一步提升虹桥国际开放枢纽能级，继续办好进博会等双向开放大平台，加

快形成具有国际竞争力的政策和制度体系。要坚持“两个毫不动摇”，深化国资国企改革，落实保障民营企业公平参与

市场竞争的政策措施，打造国际一流营商环境，激发各类经营主体活力，增强对国内外高端资源的吸引力。

习近平指出，要全面践行人民城市理念，充分发挥党的领导和社会主义制度的显著优势，充分调动人民群众积极性

主动性创造性，在城市规划和执行上坚持一张蓝图绘到底，加快城市数字化转型，积极推动经济社会发展全面绿色转

型，全面推进韧性安全城市建设，努力走出一条中国特色超大城市治理现代化的新路。要把增进民生福祉作为城市建

设和治理的出发点和落脚点，把全过程人民民主融入城市治理现代化，构建人人参与、人人负责、人人奉献、人人共享的

城市治理共同体，打通服务群众的“最后一公里”，认真解决涉及群众切身利益的问题，坚持和发展新时代“枫桥经验”，

完善基层治理体系，筑牢社会和谐稳定的基础。

习近平强调，要贯彻新时代中国特色社会主义文化思想，深化文化体制改革，激发文化创新创造活力，大力提升文

化软实力。坚持不懈用新时代中国特色社会主义思想凝心铸魂，广泛践行社会主义核心价值观，巩固马克思主义在意

识形态领域的指导地位，在各种文化交汇融合中进一步壮大主流价值、主流舆论、主流文化。要注重传承城市文脉，加

强文物和文化遗产保护，传承弘扬红色文化，深入实施文化惠民工程，扎实推进群众性精神文明创建，深化拓展新时代

文明实践中心建设，推进书香社会建设，全面提升市民文明素质和城市文明程度。

习近平指出，坚持党的领导是中国式现代化的本质要求，也是根本保证。上海是我们党的诞生地，要用好一大会址

等红色资源，弘扬伟大建党精神，教育引导广大党员、干部牢记“三个务必”，在新征程上开拓创新、奋发进取、真抓实

干。要贯彻新时代党的组织路线，落实新时代好干部标准，建设一支与社会主义现代化国际大都市相匹配的高素质专

业化干部队伍。要把握超大城市特点，创新基层党建工作思路和模式，完善党的基层组织体系。要坚决反对和惩治腐

败，一体推进不敢腐、不能腐、不想腐，保持风清气正的政治生态。第二批主题教育临近收官，要坚持标准不降、劲头不

松，把主题教育同各方面工作结合起来，做到两手抓、两不误、两促进。

12月3日上午，在返京途中，习近平在江苏省委书记信长星和省长许昆林陪同下，来到盐城市参观新四军纪念馆。

展厅里，一张张照片、一份份史料、一件件文物、一个个模拟实景，完整展现了新四军浴火重生、浴血奋战的光辉历史。

习近平不时驻足察看、同大家交流。他强调，新四军的历史充分说明，民心向背决定着历史的选择，江山就是人民、人民

就是江山。这是开展革命传统教育、爱国主义教育的生动教材，要用好这一教材，教育引导党员、干部传承发扬不怕困

难、不畏艰险，勇于斗争、敢于胜利的精神，紧紧依靠人民，把强国建设、民族复兴伟业不断推向前进。

中共中央政治局常委、中央办公厅主任蔡奇陪同考察。

李干杰、何立峰及中央和国家机关有关部门负责同志陪同分别参加上述有关活动，主题教育中央第五巡回指导组

负责同志参加汇报会。 （来源：上海经信委）

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推进上海虚拟电厂发展的建议

姜 越

上海明华电力科技有限公司

摘要：随着新型电力系统的发展，对于具备灵活性的调节资源需求日益增加。虚拟电厂作为一种技术手

段，能够高效地聚合分布式资源，以响应电网需求调度，缓解电力供需矛盾。全面探讨了虚拟电厂的发

展，借鉴了国外的发展趋势，分析了国内的现状，同时考察了上海城市的用电特点、虚拟电厂的现状和未

来规划，以及聚合商的应用案例。在综合考虑了上海虚拟电厂建设过程中所面临的问题后，提出了相关

的建议。

关键词：虚拟电厂；分布式资源；需求侧响应

DOI: 10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2023.12.009

Suggestions for Promoting The Development of Shanghai

Virtual Power Plant

JIANG Yue

Shanghai Minghua Electric Power Technology Co., Ltd.

Abstract: With the development of new power systems, the demand for flexible regulation resources is increasing. As a technical means, virtual power plants can effectively aggregate distributed resources to respond

to grid demand dispatch and alleviate the contradiction between power supply and demand. This article comprehensively discusses the development of virtual power plants, draws on foreign development trends, analyzes the current situation in China, and examines the characteristics of electricity consumption in Shanghai, the

status quo and future planning of virtual power plants, as well as application cases of aggregators. After considering the problems faced in the construction of virtual power plants in Shanghai, relevant suggestions are proposed.

Key words: Virtual Power Plant; Distributed Resource; Demand-Side Response

收稿日期：2023-09-12

作者简介：姜越（1997-02-），女，硕士研究生，工程师，主要从事虚拟电厂业务和综合智慧能源管理平台开发研究

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0 引言

我国新能源发电在过去的数十年内发展势头

迅猛，已在短时间内实现新能源高比例渗透电力系

统。从电力供需情况来看，尖峰负荷逐年增加，顶

峰装机不及预期，顶峰容量裕度逐渐萎缩的情况

下，电力系统缺电问题频发。电源侧，在日电力平

衡上，新能源的日波动性大，存在反调峰特征及光

伏“鸭型曲线”问题。用户侧，居民和三产用电负荷

快速增长，多元、互动、灵活的用能设备大量接入，

终端无序用电的增长提高了系统净负荷峰谷差，功

率波动问题更是日益突出。因此，对灵活性资源的

挖掘成为了构建新型电力系统的关键，虚拟电厂的

建设就是一个优质的解决方案。

1 虚拟电厂发展背景

虚拟电厂是将分布式资源进行聚合，通过统一

管理来进行协调优化的控制系统。其价值在于为

电力系统提供高效安全、快速爬坡的灵活性以及为

海量、分散、多元、异构的分布式资源创造参与系统

调节或市场交易的机会，使其获得一定收益。

从参与资源角度来看，一切在配网层级可以灵

活调节自身出力及负荷的资源均可参与虚拟电

厂。以其自身特性划分，可分为“源、荷、储”三类。

其中，源类资源包括分布式光伏、风电、小型水电及

小型火电机组（三联供、燃气轮机、自备电厂等）。

荷类资源包括商业楼宇空调负荷、工业园区生产及

冷热负荷。储类资源包括常规的工商业储能、独立

储能以及其它形式的能量储能（蓄热罐，储气罐等）

和电动汽车充电桩等。

从应用场景角度来看，虚拟电厂可根据电力

市场化改革推进情况参与不同市场，多角度辅助

电力系统平衡供需，多方位获得收益。目前在无

现货市场的地区，虚拟电厂商业化运营的应用场

景以需求侧响应和调峰辅助服务为主。对于部分

开展现货市场并允许虚拟电厂进入市场的地区，

虚拟电厂可以选择参与现货市场、调峰及调频辅

助服务市场。

从经济分析角度来看，建设虚拟电厂来提升电

力系统灵活性的性价比较高。根据《电力系统灵活

性提升》研究，煤电机组的灵活性改造投入成本为

600~700元/kW。储能和抽水蓄能虽能在短时内完

成从零到满发的调整，但建设投入成本高达6 300~

7 200元/kW。虚拟电厂规模建设目标达到最大负

荷的3%~5%，考虑推广费用和相关智能设备以及管

理运维平台成本后，单位投资为 200~400 元/kW。

因此，综合考虑灵活性资源建设、改造成本、运行维

护等费用后，虚拟电厂的构建更具优势。

2 国内外虚拟电厂发展情况

2.1 国外发展情况

国外虚拟电厂的发展较早，已有商业化和多样

化的发展模式。虚拟电厂主要集中在欧洲和北

美。欧洲以聚合分布式发电资源为主，如德国

Next Kraftwerke 公司是欧洲最大的虚拟电厂运营

商，管理了生物质能发电、热电联产、水电站、灵活

可控负荷、风能和太阳能光伏电站等4 200多个分

布式资源，规模达到280万kW，参与电力市场交易

和电网调频等。北美侧重用户侧可控负荷需求响

应，如特斯拉 2022 年在美国加州实施了虚拟电厂

项目，在用电高峰期，用户的Powerwall1

响应电网调

度指令，每度电可收益2美元，是加州平均住宅电价

的8倍。

纽约和东京与上海同为国际化大都市，在产业

结构、人口密度、气候条件等方面具有共性特征。

从需求的类型看，两城市采用的需求侧响应主要包

括综合型和特定型。综合型是由电网在峰时向签

约用户发送指令或要约，由用户响应并自主调节用

电负荷，电网给以相应的经济补偿(响应到位)或罚

款(响应不到位)。如纽约独立系统运营商 (NYISO)

的日前需求响应计划、紧急需求响应计划，纽约州

能源研究与发展局(NYSERDA) 的商业系统用电缓

1

Tesla Powerwall：特斯拉研发的一种专为家庭能源存储而设计的可充电锂离子电池系统

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能

论

坛

解计划，东京电力公司负荷高峰转移计划等。特定

型是针对特定负荷类型，如空调等，通过聚合和远

程控制实现峰谷调节。如纽约联合爱迪生公司

(Con Edison) 的智能空调计划、NYSERDA 的住宅

峰值负荷降低计划、纽约长岛电力局 (LIPA) 的智能

空调计划、东京市政府家庭能源管理系统(HEMS)

计划等。由于同类负荷具有类似的变化趋同和控

制技术，聚合调控有助提升需求响应速度。研究表

明，需求侧响应能够有效降低城市尖峰电力负荷，

具体幅度可能在 10%(东京)~20%(纽约)之间。而

数据也显示，东京地区夏季平均峰谷差自 2014 年

的 19.0 GW 下降至 2018 年的 14.9 GW，降幅约

22%。纽约在疫后复苏和夏季高温背景下，2022年

尖峰负荷31 765 MW 比2021年下降562 MW，说

明相关措施产生了积极作用。

2.2 国内发展情况

国内虚拟电厂的发展起步虽较晚，但近几年，

从国家到地方层面都在优化需求响应模式机制的

政策，积极试点虚拟电厂。2023年5月，国家发改

委就《电力需求侧管理办法（征求意见稿）》《电力负

荷管理办法（征求意见稿）》向社会征求意见，对电

力需求响应的主体范围、响应能力等提出新要求，

目标到 2025 年，各省需求响应能力达到最大用电

负荷的3%~5%，其中年度最大用电负荷峰谷差率

超过40%的省份达到5%以上。

江苏试点园区虚拟电厂，涉及冷热电源网荷储

协调互补控制、楼宇负荷管理、电动汽车、分布式储

能、园区智能路灯等多个模块，以园区微网为平台，

探索虚拟电厂在大电网中的参与模式。为进一步

推动园区微网的扩大应用，江苏正在探索建立以一

个省级负控平台和一批协控子站构成的区域综合能

源协调控制系统。深圳虚拟电厂通过“互联网+

5G+ 智能网关\"技术，接入分布式储能、数据中心、充

电站、地铁等类型负荷聚合商，截至2021年共接入14

家，总容量87万kW，计划到2025年建成100万kW

级虚拟电厂，逐步形成年度最大负荷 5%左右的稳

定调节能力。2022年，深圳进一步推动光伏项目接

入虚拟电厂，鼓励以虚拟电厂形式参与电力市场交

易，并优先安排电费结算。

除此之外，对分布式储能发展的多元支持，也

是加快虚拟电厂建设的优质配置。目前，全国已有

20多个省市提出建设分布式光伏配合储能建设的技

术要求，其中江苏、浙江(义乌)、安徽、天津等地要求

新建分布式光伏要按照装机容量的10%，海南要求

按光伏容量15%~30%配置储能。2022年10月，深

圳发文鼓励数据中心、5G 基站、充电设施、工业园区

等结合电网需求布局储能系统，对已并网投运且装

机规模1 MW以上的电化学储能项目，按照实际放

电量给予最高0.2元/kWh的支持，每个项目支持期

限3年，资助总额最高300万元。据测算，储能设备

每日一充一放的平准化成本约为 0 .7 元/kWh，在

我国部分省市当前峰谷电价差水平下，可实现

盈利。

3 上海虚拟电厂发展情况

3.1 上海整体用能情况

上海电力消费兼具“生产型”和“消费型”特征，

第二产业用电量规模大、刚性强(829亿 kWh，占比

47.5% )，同时居民生活用电增速快(从 2018 年

15.6%上升至 2022 年 18.4%)。2022 年，全社会

用电 量和最高用电负荷分别达到 1 746 亿 kWh

和 3 807万kW。“十四五”前两年用电量和最高负荷

年均增速分别达到5.2%和7.2%。

上海电力峰谷差逐年波动增长，峰谷差率近年趋

势上行。日峰谷差方面，2022年上海电网最大峰谷

差日(8月22日)峰值和谷值负荷分别为3 658万kW

和2 042万kW，日内峰谷差1 615.9万kW，峰谷差率

44.2%。从全年极值看，年内最高负荷3 807万kW

(8月16日)，最低负荷1 089万kW(4月15日)，年内

峰谷差率71.4%。横向对比国内外典型大都市，上

海电力负荷峰谷差相对水平低于北京，但高于广

州、杭州以及纽约、伦敦、东京等，处于较高水平。

从历史增长情况看，上海电力峰谷差绝对值逐年波

动上行，最大日内峰谷差近五年年均增长6.36%，尤

其是2022年在高温热浪影响下，同比增长9.3%创

推进上海虚拟电厂发展的建议

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历史新高。最大日内峰谷差率基本维持在 40%~

45%之间，2017年以来呈现趋势上行态势。季节峰

谷差方面，波动较大，因降温和采暖用电需求不同，

上海全年负荷呈现“两峰两谷”形态。夏、冬是高峰，

2022年最高负荷分别为3 807万kW、2 838万kW。

春、秋是低谷，2022年最低负荷分别为1 089万kW、

1 303万kW。最大季节峰谷差2 718万kW，出现在

春、夏季之间，峰谷差率达71%。

作为我国负荷规模最大、供电密度最高的城市

电网之一，上海电网呈现电能质量要求高、可靠性

要求高、资源约束强的特点。电力负荷峰谷差持续

拉大将使得上海电网增加外购电保供成本，而若要

通过配建更多的火电机组备用来解决，则需要投入

大量建设成本，并且由于火电更频繁、更大幅度的

调峰配合，也会减缓能源低碳转型、削弱电力系统

碳减排效果，

所以上海电网也在紧锣密鼓地布局和拓展虚

拟电厂的业务以缓解当前出现的一些新问题。

3.2 上海虚拟电厂发展现状

2014年，国家发改委在上海开展国内首个虚拟

电厂试点，建成了黄浦区商业建筑需求侧管理示范

项目。2015年，国家发改委在上海成立了全国首家

需求响应管理中心，负责需求响应及虚拟电厂研究

和试点推广。上海现有聚合商22家，已初步实现虚

拟电厂市场交易和调度系统的优化整合以及联合

调控。

目前，上海虚拟电厂管理平台 1.0 接入负荷总

量 153.3 万 kW，包括楼宇空调 62.5 万 kW、数据中

心6.3万kW、分布式三联供8.4万kW、非连续性生

产48.7万kW，可调能力达44.8万kW，实际最大调

用功率达22万kW。从实战应用来看，2014年至今

已累计开展需求响应64次，其中削峰响应50次，填

谷响应 14 次，累计响应电量 3 384 万 kWh，市场补

偿价格为2.4~9元/kWh。

从储能参与需求响应情况看，上海需求响应平

台已注册储能用户1.4万户，绝大部分为铁塔基站

备用储能，总装机容量19万kW。总体来看，储能用

户参与需求响应积极性较高，调控意愿和能力较

强。但是用户侧储能的发展还是有一定约束存在，

上海市区范围建设大规模新型储能项目的制约较

多、技术路线有限，且在用户侧增配储能设施往往

受到场地空间限制。从经济性的角度来看，用户既

可以将储能用于峰谷套利节约用能成本，也可以参

与需求响应获取补贴，但由于储能建设回报期与用

户的预期还有偏差，目前看来用户对于自投储能还

是比较保守。

上海还将电动汽车 V2G 作为构建虚拟电厂的

重要技术路径之一，目前上海已建设了10个电动汽

车V2G站。以蔚来汽车在嘉定创新港园区部署的

15个V2G充电桩为例，职工利用家中充电桩进行谷

时补电（0.33元/kWh），在单位停车场峰时对楼宇大

厦进行放电（按1.1元/kWh结算）。2022年9月建成

至今，累计V2G订单629笔，放电电量15 979 kWh

（车主收益约0.7元/kWh）。从已开展的试点来看，

V2G 技术上已没有障碍，但从补贴结算模式上来

看，还未有明确标准。目前，上海市虚拟电厂补贴

按户号进行结算，根据监测该户号下的总用电负荷

与前五个工作日的平均负荷基线的差额电量作为

响应量来计算，但由于园区存在自身负荷使用的波

动，V2G对园区的放电量不完全等于园区真实的降

负荷量，此时出现的偏差又会需要建设新的结算规

则来平衡。

3.3 聚合商应用案例

上海电力股份有限公司的虚拟电厂平台——

综合智慧零碳电厂（后简称“零碳电厂”）于2018年

开始建设，是当时除了国网综能平台唯一的一家聚

合商。平台经过五年的积累，已形成非常成熟的

“云、管、边、端”架构。云是管控平台，平台与电网

运营商、电力交易平台和边缘服务器互联，支持资

源管理、计划实施与运营交易，零碳电厂已与电网

虚拟电厂交易平台打通，可进行实时数据传收以及

市场竞价。管是通信网络，利用专网或公网，保障

与各方信息交互安全性、准确性和时效性，零碳电

厂目前是首家也是唯一一家与电网打通专线调频

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能

论

坛

接口并通过测试的聚合商。边是边缘服务器，用作

信息汇聚分析、本地自治或根据上级平台生成调节

控制策略，从户用场景来看，零碳电厂集成了国内

首个批量运用分布式光储一体机项目，并针对每户

的用能特点落实不同的光储协同控制策略，从能源

站场景来看，零碳电厂结合当下工况和负载可调能

力，分解并精准下达指令于设备端。端是检测与调

控装置，作用于采集电、热、环境参数，执行调节控

制操作，零碳电厂聚合多种终端设备，对其进行状

态监测和快速调节控制（见图1）。

目前，平台聚集资源场景丰富，涉及三联供能源

站、工商业储能、分布式光储一体、分布式光伏、充电桩

（包含V2G）、商业智能楼宇等。平台当前接入总容量

为8.4万kW，顶峰能力达3.5万kW，调峰和调频能力分

别为2.2万kW和1.7万kW。2023年迎峰度夏已进

行三次调峰响应（响应电量40 380 kWh，补贴金额

227 592元）和一次调频测试，均达到考核指标。

4 对上海发展虚拟电厂的建议

目前，虚拟电厂相关技术壁垒已基本攻破，但

作为聚合商，优质的资源是虚拟电厂更好运转的压

舱石。上海的虚拟电厂还在发展培育阶段，若要在

未来达到3%~5%的尖峰可调能力，仍需在前期用

户资源开发的相关政策上有一定倾斜。在用户开

发的调研及交流过程中，发现有80%的用户都对虚

拟电厂的概念非常感兴趣，即使是连续生产型企

业，也可以通过配置储能，或者活用生产线中的储

能性质设备来挖掘可调的能力。但一旦落实到实

施层，用户依然会因为接入费用成本、未来预期收

益、数据产品安全、聚合商选择方案等问题减缓合

作的推进。基于在用户开发时遇到的问题，提出以

下五条建议：

1）明确资源接入标准、技术路线及费用标准

虚拟电厂的有效运行依赖于优质资源的接

入。在这方面，制定明确的资源接入标准至关重

要。这包括对各种资源类型（如柴油发电机、能源

站、V2G等）的技术要求和改造指导，以确保在不影

响原有运行满足虚拟电厂的要求。此外，需要对接

入资源的费用进行明确的落实，包括改造、并网和

维护等方面的成本。这将有助于用户明确投入资

源所需的资金成本，并提高资源接入的透明度。

2）提高用户收入的可预期性

图1 综合智慧零碳电厂接入架构图

推进上海虚拟电厂发展的建议

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为了吸引用户积极参与虚拟电厂，可以通过规

范或明示实施细则来帮助用户更好地理解虚拟电

厂的运作方式和可预期的经济回报。借鉴江苏、广

东、天津等地公示实施细则的成功经验，明确响应

次数和单价机制，同时说明响应启动条件、资金池

管理、预计时间段以及结算机制等内容。这种透明

度不仅可以提高用户对虚拟电厂的信任，还可以为

用户和聚合商提供更清晰的参与和合作框架，从而

推动虚拟电厂的广泛应用。

3）规范聚合商的准入标准

随着虚拟电厂市场的不断扩张，聚合商的能力

参差不齐。为解决这一问题，建议明确制定官方的

准入标准。这些标准可以涵盖技术能力、平台建设

能力、资源聚合能力、数据安全保障等方面，这将有

助于行业内的有效竞争并提高用户对聚合商的信

任度，聚合商优胜劣汰，用户择优挑选。

4）推进与聚合商的结算模式

目前补贴结算主体对象依然是用户，并且是在

来年的结算单上单列“需求响应补贴”单项做电费扣

除。这样的模式增加了聚合商和用户之间的分成实

施难度、降低了聚合商的积极性。通过直接结算，并

鼓励聚合商在下游探索多样性的商业模式，将有助

于简化流程、提高效率，促进市场的高效发展。

5）引导用户侧储能的发展

储能依然是虚拟电厂中调节能力最强的资

源。为了鼓励用户侧储能的发展，政策制定者可以

考虑倾斜政策，提供激励措施，以降低用户投资储

能系统的成本。此外，考虑是否可以打破隔墙售电

的限制，鼓励共享储能的试点概念，提高储能资源

的可用性，这将为虚拟电厂提供更多的潜在参与者

和灵活性资源。

总之，通过明确接入标准、预期收益、聚合商认

证、结算模式和储能激励政策，可以促进和引导更

多用户参与到虚拟电厂的发展中，这些举措有助于

解决虚拟电厂在实施层面遇到的问题，并能推动其

在能源领域的可持续发展。

（上接封三）

在局域电网及综合能源微网数智化建设应用方面，方融科技介绍了为央企能源集团提供循环经济“源

网荷储用”整体优化运行调控平台、将区块链技术应用于各主体电力交易的新型电力系统能碳管控案例，以

及为城市热力集团提供热力平衡管理平台、降低管损成本、提升运营收益的数字化案例。

阮力充分肯定了方融科技的数字化技术在能源“双碳”管理领域积累的大量落地实践经验和取得的成

果。阮力表示，方融科技的数字化技术在能源“双碳”管理领域积累的落地实践经验和取得的成果显著且有

意义，此类工作推动了数字化技术充分应用到城市“双碳”管理中，为企业和社会带来了直接的减排降碳效

果，是城市绿色低碳可持续发展的有力保障。同时，阮力鼓励方融科技要注重新型技术以及能源管理解决

方案等方面的持续创新，选择最合理技术路线，不断夯实企业在能碳管理领域的优势。

（来源：方融科技）

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我国居住建筑能耗现状和节能降碳

途径

严丽叶 王天一

苏州市陆零碳中和科技有限公司

摘要：居住建筑节能降碳是减少建设领域碳排放量的关键环节。了解我国居住建筑能耗现状，研究其节

能降碳途径，对于降低居住建筑能耗水平、减少其碳排放具有重要意义。首先分析了我国居住建筑能耗

统计情况，然后综述了不同气候地区居住建筑能耗现状，最后从新建居住建筑节能设计、既有居住建筑节

能改造和提升民众节能降碳意识三个方面提出了居住建筑节能降碳途径。

关键词：居住建筑；能耗；节能降碳；改造

DOI: 10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2023.12.010

Current Situation of Residential Building Energy Consumption and Ways of Energy Conservation and Carbon

Reduction in China

YAN Liye, WANG Tianyi

Suzhou Lvling Carbon Neutral Technology Co., Ltd.

Abstract: Energy saving and carbon reduction in residential buildings is a key link to reduce carbon emissions

in the construction sector. Understanding the current situation of energy consumption of residential buildings in

China and studying the ways of energy saving and carbon reduction are of great significance for reducing energy consumption and carbon emissions of residential buildings. Firstly, the statistical situation of energy consumption in residential buildings in China is analyzed. Then, the current energy consumption status of residential buildings in different climate regions is summarized. Finally, it puts forward the ways of energy saving and

carbon reduction in residential buildings from three aspects: energy saving design of new residential buildings,

energy saving transformation of existing residential buildings and raising people's awareness of energy saving

and carbon reduction.

Key words: Residential Building; Energy Consumption; Energy Saving and Carbon Reduction; Renovation

收稿日期：2022-10-25

作者简介：严丽叶（1988-10-），女，本科，工程师，主要研究方向为建筑节能低碳、建筑能耗大数据分析等

王天一（1993-06-），女，硕士，工程师，主要研究方向为建筑节能、低碳环保等

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0 引言

全球正处于城市化快速发展阶段，经济社会的

快速发展和生活水平的不断提高使得能源需求及

能耗相关的碳排放日益增加，能源和环境之间的矛

盾日益突出。能源作为社会的主要发展动力，是维

系日常生活的物质基础，关联着各行各业。全球建

筑能耗约占全球能源总量的30%，建筑用能排放的

CO2占到了全球排放总量的1/3

［1］

。而根据《中国建

筑能耗研究报告（2020）》，2018年我国建筑全过程

能耗总量为21.47亿tce，占全国能源消费总量比重

为46.5%。2018年我国建筑全过程碳排放总量为

49.3亿tCO2，占全国能源碳排放比重为51.2%［2］

。

据统计，世界各国的能源消耗有10%～35%来自

居住建筑［3］

。根据《中国建筑能耗研究报告（2020）》，

我国2018年居住建筑运行阶段能源消耗占全国建筑

运行阶段能源消耗61.7%，居住建筑运行阶段碳排放

占全国建筑运行阶段碳排放62.9%［2］

。随着经济社会

的不断发展，居民收入水平日渐提高，空调、电视机、

电热水器及各式各样的智能家电等电器越来越普

及，导致居住建筑能源消耗亦快速增长，尤其是电

力消耗［4］

。根据《中国统计年鉴（2021 年）》，2019

年，全社会用电消费量为74 866亿kWh，其中居民

生 活 用 电 消 费 量 为 10 637 亿 kWh，同 比 增 长

5.76%。由此可见，居住建筑节能降碳是减少建设

领域碳排放量的关键环节。

1 我国居住建筑能耗统计情况

我国民用建筑能耗统计工作起步较晚。为了

解和掌握民用建筑能源消耗情况，2007年住房和城

乡建设部发布了《民用建筑能耗统计报表制度》（试

行）（建科函［2007］271 号），自此我国民用建筑能

耗统计工作正式展开［5］

，城镇居住建筑作为能耗统

计对象包含其中。能耗统计工作首先在23个城市

试行，其中包括北京、石家庄、哈尔滨、上海、深圳、

西安等。

累计至2021年住房和城乡建设部一共对该统

计报表制度进行了六次修订，同时统计工作逐渐扩

展至全国范围。在多次修订中，不断总结经验，统

计对象、统计范围、统计内容、统计方法等逐渐完

善，例如居住建筑的统计对象最初只有城镇居住建

筑，修订后将乡村居住建筑也包括在内；居住建筑

的统计范围由最初的23个城市扩展至106个城市；

居住建筑的统计内容除能源消耗之外增加了水资

源消耗，可再生能源利用方面增加了地热能利用系

统内容和生物质能的调查等；居住建筑的统计方法

由抽样调查改为重点调查。

在修订过程中，为了加强对统计工作的管理，

提高统计数据的质量，住房和城乡建设部于 2012

年9月发布了《民用建筑能耗和节能信息统计暂行

办法》，重点对统计机构和人员职责、统计工作的管

理、统计资料的管理和发布、统计工作的考核和奖

惩等方面作出了明确的规定，以解决统计工作中遇

到的实际问题［6］

。

虽然民用建筑能耗统计工作已实施十多年，但

统计数据的质量尚无法满足各种节能工作开展的

需求，需要进一步完善。

2 我国不同气候地区居住建筑能耗现状

我国许多学者针对不同气候地区的居住建筑

开展了能耗现状的研究。张洪恩、郑武幸［7］

对石家

庄市（寒冷地区）既有居住建筑进行了抽样调查，通

过统计397栋各时期既有住宅楼的能耗，计算得出

单位面积耗标煤约 28.0 kgce/m2

，统计结果表明，

建造时期越早的居住建筑单位面积能耗越大。潘

斗松等人［4］

针对昆明市（温和地区）主城五区的居住

建筑开展了调研工作，通过问卷调查形式共调研了

298户居民，调研结果表明，该地区居住建筑单位面

积耗标煤为4.67 kgce/m2

，该值为2015年全国居住

建筑能耗指标的61%。黄战等人［5］

在马鞍山市（夏

热冬冷地区）选取了410栋城镇居住建筑作为研究

对象，通过计算得出样本建筑的单位面积综合能耗

为 10.02 kgce/m2

。彭娜等人［8］

将西安市（寒冷地

区）分为7个区域，采取均匀分布原则，在每个区域

内选取 6%的典型楼盘作为研究对象，最终确定了

10个具有代表性的样本小区，统计结果显示，西安

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市居住建筑单位面积综合能耗约为19.01 kgce/m2

，

略高于全国城镇住宅能耗 17 kgce/m2 的平均水

平。俞泓霞等人［9］

调查了上海（夏热冬冷地区）4个

典型的住宅小区（共包括 81 栋建筑，3 727 户居

民），抽取其中858户发放了问卷，共回收有效问卷

446份，统计结果显示，2009-2010年间，被调研小

区单位建筑面积用电 31.4 kWh/m2

，单位建筑面积

能耗为12.9 kgce/m2

。田国华等人［10］

调查了徐州市

（寒冷地区）范围内18个具有代表性的既有居住建

筑，调查表明，徐州市既有居住建筑户均单位面积

电耗 24. 3 kWh /m2

。李晓瑞［11］

对深圳市（夏热冬暖

地区）居民家庭进行了抽样调查，发放800份问卷，

收回580份有效问卷，通过对调研数据进行计算，样

本单位面积电耗为32.18 kWh/m2

。雷浩等人［12］

调研

了云南昭通市（温和地区）的15个居住小区，涉及不同

的建设年代和多种建筑类型，收集到有效问卷

527 份，获取了10个居住区的用能数据，调研结果表

明。建筑年代为 1990-2000 年、2000-2010 年及

2010年以后的居住建筑单位面积用电能耗分别为

34.14 kWh/m2

、30.65 kWh/m2

、31.90 kWh/m2

。何敏

嫦等人［13］

以广州市（夏热冬暖地区）为调查对象，统计了

某城区478栋居住建筑（近万户居民）2011年的用电

情况，调查结果显示，建筑平均电耗为45.85 kWh/m2

。

能耗数据是开展建筑节能工作的基础，分析节

能潜力必须以能耗数据为依据。然而目前我国居

住建筑能耗统计工作还有待完善，且不同气候地区

居住建筑能耗现状差异较大，相关研究数据较少，

只有详细了解居住建筑的基本信息、居民的用能习

惯以及能耗数据，才能作出较为科学的判断，从而

提出具体可行的节能措施。

3 居住建筑节能降碳途径

居住建筑节能降碳可以从以下几个途径考虑。

1）新建居住建筑节能设计

一方面在建筑设计之初按照《建筑节能与可再

生能源利用通用规范》GB 55015-2021，全面执行

新建居住建筑节能设计标准，合理优化居住建筑体

形系数、窗墙面积比和围护结构热工性能，并充分

利用自然通风、天然采光、建筑遮阳与保温隔热措

施；另一方面在建筑建造之时扩大绿色建材应用类

别和比例，同时尽可能采用高效用能设备，提高能

源和资源利用效率，并充分利用可再生能源，从而

减少化石能源消耗。

2）既有居住建筑节能改造

既有居住建筑节能改造主要包括围护结构改

造和用能系统改造。

既有居住建筑围护结构改造主要包括外窗、外

墙和屋面改造。外窗具有采光、通风的作用，是室

内外热交换的主要通道［14］

。外窗节能改造有以下

几种方式：

（1）提高外窗的气密性。

（2）外窗贴隔热膜或将原有外窗更换为节能窗。

（3）加设遮阳设施。外墙是分隔室内与室外的

屏障，针对既有居住建筑，大范围替换外墙的可能

性很小，外墙的节能改造主要方式是增设保温层。

屋面的改造可以选择增加保温隔热层、布设太阳能

吸收板、喷涂反射隔热涂料、平屋顶改坡屋顶、屋顶

绿化等措施。

既有居住建筑用能系统改造主要包括照明系

统、采暖系统和热水系统改造。照明系统改造主要

考虑节能光源以及采用智能控制系统。采暖系统

改造需根据采暖方式具体分析，针对集中式供暖的

住宅，考虑采用分户热计量装置，适量、按需供热；

针对分散式设备供暖的住宅，考虑采用燃气壁挂炉

替代空调供暖［15］

。热水系统改造优先考虑太阳能

热水或空气源热泵系统，并设置自动温控装置。

3）提升民众节能降碳意识

充分利用“节能宣传周”“全国低碳日”等主题

活动，通过“线上+线下”相结合的模式，开展节能宣

传工作。“线上”通过电视台播放新闻和广告的形式

宣传日常生活中的节能措施和途径，比如在保证人

体舒适度的情况下，合理调节室内制冷和供暖温

度，夏季设定在26℃及以上，冬季设定在20℃及以

下，避免室内外温差过大。“线下”可以通过在住宅

小区内的醒目位置如公告栏、电梯间等张贴节能宣

传海报，在公共区域显示屏上循环播放节能降碳知

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识宣传片，倡导绿色低碳的消费理念和生活方式，

提升民众的节能降碳意识。同时也可在居民社区

内举办一些节能产品的展示推广活动，鼓励民众采

购并使用节能灯、绿色家电和高能效的燃气灶。

4 结语

居住建筑节能降碳要因地制宜，统筹兼顾。居

住建筑能耗受地理情况、气候条件、建筑形式与居

民生活习惯等多方面因素影响，不管是新建居住建

筑节能设计还是既有居住建筑节能改造，都要充分

考虑地区特色，具体情况具体分析，同时既有居住

建筑节能改造还需要在了解其能耗现状的基础上，

考虑改造措施的技术可行性、经济可行性以及居民

的意愿，探索适宜的居住建筑节能降碳措施。

参考文献

［1］涂逢祥. 住宅建筑节能形势［J］. 住宅科技, 2005(9):20-26.

［2］中国建筑节能协会．中国建筑能耗研究报告2020［J］. 建筑节能(中

英文), 2021,49(2):1-6.

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［4］潘斗松, 王志浩, 邓诗涵, 等. 昆明市居住建筑能耗调研分析［J］. 暖

通空调, 2021,51(1):37-41.

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定额研究［J］. 建筑科技, 2019,3(5):80-83.

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据基础［J］. 建设科技, 2011(13):54-55.

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［9］俞泓霞, 杨霞, 古小英, 等. 上海典型居住建筑能耗调研分析［C］.第

十届国际绿色建筑与建筑节能大会暨新技术与产品博览会, 中国北

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［10］田国华, 季翔, 刘伟, 等. 徐州地区既有居住建筑能耗调查与节能改

造分析［J］. 建筑节能, 2018,46(6):79-84.

［11］李晓瑞. 深圳市典型家庭负荷特性研究［D］. 重庆大学, 2014.

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［13］何敏嫦, 丁云飞, 徐晓宁. 广州市区居住建筑能耗现状与节能措施

分析［J］. 建筑热能通风空调, 2013,32(2):39-41.

［14］孙亚丽, 方建平. 浙西地区既有居住建筑能耗现状及节能改造方法

探析［J］. 中国建材科技, 2014(5):31-33.

［15］张皓宸. 西安市既有居住建筑能耗调查与节能改造分析［D］. 西安

建筑科技大学, 2020.

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基于苏州智慧住区的绿色智慧管控

平台功能与技术研究

邓华艳 李振全 马思聪 卢 颖

苏州市建筑科学研究院集团股份有限公司

摘要：为推进智慧化城市建设，智慧住区受到广泛关注，但仍存在问题，如缺少智能集约的统一管控平

台。通过对苏州市部分智慧住区建设情况进行调研，分析既有平台类型及需求，结合“绿色、智慧、安全、

服务”等设计原则，建立高集成度的绿色智慧住区管控平台，以期为今后住区的绿色智慧管控平台建设提

供技术指导与建议。

关键词：绿色；智慧住区；管控平台

DOI: 10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2023.12.011

Research on Function and Technology of Green Smart

Control Platform Based on Smart Residential Area in Suzhou

DENG Huayan, LI Zhenquan, MA Sicong, LU Ying

Suzhou Construction Science Research Institute Group Co., Ltd.

Abstract: In order to promote the construction of smart cities, smart residential areas have received widespread attention, but there are still problems, such as the lack of a unified intelligent and intensive control platform. Through the investigation of the construction of some smart residential areas in Suzhou, the types and

needs of existing platforms are analyzed, and combined with the design principles of \"green, intelligence, safety, and service\", a highly integrated green and intelligent residential area control platform is established, in order to provide technical guidance and suggestions for the construction of green and intelligent control platforms

in residential areas in the future.

Key words: Green; Smart Residential Area; Control Platform

收稿日期：2022-10-13

第一作者（通讯）：邓华艳（1994-08-），女，硕士，工程师，主要从事绿色建筑与节能工作

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0 引言

2020年7月，住房和城乡建设部、国家发展和改

革委员会等6部门联合印发《绿色社区创建行动方

案》（建城［2020］68号），提出提高社区信息化智能

化水平，推进社区市政基础设施智能化改造和安防

系统智能化建设，搭建社区公共服务综合信息平台，

整合社区安保、车辆、公共设施管理、生活垃圾排放

等级等数据信息，推动门禁管理、停车管理、社区活

动区域监测、公共服务设施监管等领域智能化升级。

2021年9月，工业和信息化部、中央网络安全和

信息化委员会办公室、科学技术部、生态环境部、住

房和城乡建设部、农业农村部、国家卫生健康委员

会、国家能源局等8个部门联合印发《物联网新型基

础设施建设三年行动计划（2021-2023年）》，明确到

2023年底，在国内主要城市初步建成物联网新型基

础设施，社会现代化治理、产业数字化转型和民生消

费升级的基础更加稳固，提出了贯通“云、网、端”、充

分利用5G网络、构建协同创新机制等任务，推动在

智慧城市、数字乡村、智能交通、智慧能源、公共卫

生、智慧环保、智慧家居等方面的发展。

在推进新型智慧城市建设进程中，为贯彻实施

国家“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念，智慧

住区的绿色化发展逐步成为社会共识。绿色智慧

住区是指利用大数据、物联网等新一代技术，通过

对各类与居民生活密切相关的信息进行感知、分

析，从数据的角度将居民生活数字化、网络化、智能

化、互动化和协同化，为居民提供更加安全、便利、

舒适、愉悦生活环境的居住区［1］

。但是一些高价的

智慧住区被吐槽“伪智慧”，仍然停留在玩概念的阶

段，或者只是一些“局部功能智能化”，比如人脸识

别、识别车牌号等。此外，智慧住区难以落地的原

因还体现在系统不稳定、缺乏维护和升级、物业服

务跟不上、智能家居成摆设等。绿色智慧住区的建

设，若产业无法协同，技术不能集成，各种资源就难

以产生联系，绿色+智慧也形成不了一个有机的整

体，因此需要推动各类技术加快集成应用［2］

。

为此，本文基于调研苏州市智慧住区管控平台

发展情况，结合“绿色、智慧、安全、服务”等设计原

则，提出建立高集成度的绿色智慧住区管控平台。

该平台利用物联网、云计算、大数据、人工智能等新

一代信息技术，融合住区场景下的人、事、地、物、

情、组织等多维数据资源，提供面向政府、物业、居

民的住区管理与服务类应用，提升住区管理与服务

的科学化、智能化、精细化水平，实现绿色、共建、共

享的居住模式。

1 苏州市智慧住区平台建设现状

2020 年 10 月 30 日，住房和城乡建设部印发

《住房和城乡建设部关于开展新型城市基础设施建

设试点工作的函》（建改发函〔2020〕152 号），正式

将苏州市列入全国新型城市基础设施建设（简称

“新城建”）首批试点城市。“以惠民生为初心，推进

智慧住区建设，丰富应用场景”成为了苏州市新城

建推进的六项任务之一。2021年，为贯彻落实住建

部的要求，苏州全市上下紧跟国家步伐，围绕“让城

市更智慧，让生活更美好”的目标，加快城市有机更

新，推动产业转型升级，推动新技术、新产业、新模

式与城市建设深度融合，奋力开创工作新局面，取

得了一定成效。

张家港——智慧住区工作专班积极推进智慧

住区建设，新建了住宅专项维修资金管理系统，通

过优化“互联网+”管理模式，提升了资金使用管理

水平，强化了智能监管与决策、物业公共事务、便民

服务平台、数据共享交换平台等服务功能，让维修

资金使用更加公开透明，进一步提升了群众的获得

感和幸福感。

常熟——部分小区进行智慧住区改造，主要包

括技防升级改造、智能识别系统建设、物联感知系

统建设和智慧社区综合运用平台建设。推进天然

气IC卡表智能化改造，配套建设物联网表数据采集

平台。改造后用户可通过微信、支付宝、苏周到等

多种平台线上购买天然气，改造后的物联网表还具

有数据采集、在线监测、预警、指令下达等功能，一

旦出现预警，天然气公司可以远程紧急关阀，防止

事故发生。加快智慧住区的智慧电梯改造，对首期

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能

论

坛

796台电梯加装设备，对商住场所和住宅小区电梯

加装电瓶车、液化气瓶监控装置，管控电瓶车及液

化气瓶乘梯引发的消防安全隐患。着力搭建市电

梯智慧监管平台，覆盖电梯信息管理、远程监测、应

急救援、维保监管、大数据统计分析5模块，配套客

户端及网页端，供使用维保单位查看电梯监测状况

并进行处置。

太仓——主要针对二维码门牌项目、居民用户

智能表远程传输系统展开对策研究。太仓市二维

码门牌建设工作同步开发配套管理和应用平台，建

成二维码门牌综合管理平台和二维码门牌公共服

务平台并投入使用。综合管理平台主要进行二维

码门牌的申报、制作和安装管理。公共服务平台主

要通过扫描门牌二维码进入服务页面，实现地图定

位、警务人员信息显示、出租房和租住人员申报，出

租屋超市、小区人员登记管理、防范电信网络诈骗

宣传等功能，并实现与公安、综治、教育、卫生等公

众服务号链接。居民用户智能表远程传输系统则

战线颇长，预计于2025年完成既定目标。

昆山——智慧住区建设中，利用物联网技术对

人员、车辆、房屋等信息进行管理和分析，实现信息

数据的应用，实现人车出入小区实时管控，相关信

息实时查询，相关服务实时精准，助推小区物业管

理提升。对老旧小区、车库、消防、电梯等进行了智

能化和信息化改造，提高数字化社会治理效率。同

时，当所有物理设施数字化改造后，基于卷积运算

的神经网络系统可以自主学习和创新，能够有效降

低城市运行的边际成本，实现城市高质量发展。

吴江区——鲈乡二村、三村老旧小区改造项目

是国家城镇老旧小区改造的先行试点，而智慧社区

建设则是旧城改造的重要组成部分，主要涉及小区

出入口、单元楼道、公共区域及监控室四个部分。吴

江区智慧社区项目包含了人行门禁、车辆道闸、烟感

探测仪、高空抛物摄像头、应急广播等前端物联网设

备和相关智能应用，系统而整体地实现了人房车信

息的管理和更新、对安防事件的监控和预警，并通过

大数据分析辅助社区的管理决策。智慧小区的政府

端涵盖社区户籍统计、房屋结构、房屋预警、分析研

判、车辆预警、特殊人员关注和人员预警等功能板

块，也对小区居民数量、车辆数量、房屋数据等要素

进行实时监测，充分保障社区、小区的安全。

绿色智慧住区的建设内容不应仅仅是信息化

系统的建设，更是让所有系统之间能够互联互通，

让数据能够承载更多的应用价值，将“高效绿色”和

“互联互通”作为重要指标。目前，我国绿色智慧住

区建设覆盖面较低，应用于住区的绿色开发设计仍

然较少，绿色智慧应用仍处于初级阶段，绿色智慧

住区产品尚不成熟，缺乏统一的指导性建设标准和

规范，大量结合现代信息技术的住区绿色建设还处

于试验性应用阶段。因此，建立系统完备的绿色智

慧管控平台，对推进新城建工作与构建可持续发展

的低碳绿色社区具有积极作用。

2 绿色智慧管控平台功能需求分析

绿色智慧管控平台依托实时数据库系统搭建，

利用互联网和总线技术，针对各子系统信息的多元

异构性和分布性的特点，将异构数据进行数据整合

和集中管理，实现各子系统间数据的通信和互操作

性，从整体的角度，利用数据基础实现各种住区智

能化系统的集成应用和管理［3］

。结合其他地区绿色

智慧住区建设的优秀经验［4-7］

与目前苏州市智慧住

区建设的调研情况，本文拟构建的绿色智慧住区管

控平台各项子系统的主要功能如表1。

表1 绿色智慧住区管控平台功能

类 别

绿 色

智 慧

安 全

服 务

功 能

既有改造住区

能源管理系统

智能环境监测

照明智能控制系统

门禁管理系统

车辆管理系统

物流管理系统

安防监控系统

建筑结构安全监测

设备维护系统

移动端信息服务系统

新建住区

能源管理系统

智能环境监测

照明智能控制系统

门禁管理系统

车辆管理系统

物流管理系统、

自动呼梯系统

安防监控系统

建筑结构安全监测

设备维护系统

住户报警系统

住区服务系统

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2.1 绿色

1）能源管理系统

通过建设住区能源管理系统，实现住区能耗实

时动态监测与分析，使用能源设备信息化管理及能

源信息数字化管理。系统支持水、电、气等系统的

数据采集、存储、分析、展示的功能。既有住区建设

平台时应满足公共区域用能上传至能源管理系

统。新建住区建设平台时宜考虑居住区域总用水、

电、气数据能上传至能源管理系统。

2）智能环境监测

在典型室外区域和典型房间设置监测点对住

区空气质量、热环境、光环境和声环境进行监测，并

对各类数据进行处理、分析和上报，同时通过终端

设备对住区内相关的环境数据向居民进行展示。

既有住区应在室外设置小型气象站，并将数据上传

至系统平台。新建住区宜在室内安装室内空气质

量监测装置，并将数据上传至系统平台。

3）照明智能控制系统

公共区域的照明装置根据使用功能，采用分

区、定时、感应等一种或多种结合的控制措施，实现

节能控制。照明装置包括地下室、走道等公共区域

照明，及室外路灯等照明设备。

2.2 智慧

1）门禁管理系统

通过物联网等技术实现业主、访客身份的自动

识别，实现进入住区大门、楼栋单元门自动读取身份

信息。门禁控制系统应具有IC卡开门功能，宜支持

二维码识别、活体指纹识别、人脸识别等多种新技术

开门，门禁控制系统与楼宇对讲系统应完成对接。

对访客宜使用二维码扫描、指纹识别机、第二代身份

证信息采集设备等方式，做到进出小区外来人员全

部留下痕迹。使用二维码识别方式开门的，二维码

有效时间应在10 min以内，只能使用1次，重复使用

无效。在无网络信号环境下也可扫码开门。

2）车辆管理系统

车辆管理系统应对出入口、停车库（场）出入

口、住区内车辆违停、住区充电桩、电动车进楼等进

行综合管理。

（1）智能停车

通过智能设备使感应卡记录车辆及持卡人进

出的相关信息，引导住区车辆停车，通过智能停车

提供车位管理、车位共享、停车引导和反向找车等

功能。

（2）违停管理

采用视频监控、人员录入等方式，对住区内违

停车辆进行登记，并通过手机端或后台短信的方式

发送通知。

（3）充电桩管理

物业公司通过充电桩管理功能可对充电桩使

用情况进行动态监控与管理，为住户提供充电桩位

置手机端查询、扫码充电。住户或访客可通过手机

端程序查询可用充电桩数量、位置并完成充电缴

费。对于车库中住户个人安装的充电桩装置，也可

在平台中增加充电桩共享的功能。

（4）智能识别梯控

采用视频监控、AI 识别的方式，在电动车入电

梯时进行安全报警。由于近年来电瓶车楼道内充

电引发火灾的事故时有发生，消防部门一再严令电

瓶车禁止上楼，但住区内该行为屡禁不止。因此，

新建住区电梯应设置电瓶车进入电梯报警装置，并

将警报信息发送至物业管理后台，便于物业进行制

止和留证后续消防部门进行处罚。

3）物流管理系统

实现物流信息查询与通知，具备物流收发件预

约、自助收发件服务功能。平台宜建设有可供快递

公司租用的储物柜，实现住区内快件集中收取，方

便居民取件，实现物流信息查询与通知，实现物流

收发件预约、自助收发件服务。

4）智能家居控制系统

家庭内部的智能家居设备宜与平台对接，实现

灯光控制、窗帘控制、电器控制等家居控制功能。

智能家居控制系统是利用计算机、智能终端、人工

智能、通信与网络、自动控制等技术，用有效的传输

网络，将多元信息服务与管理、住宅智能化系统集

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节

能

论

坛

成在一起，构建高效的住宅设施与家庭日常事务的

管理系统，提供使用便捷、安全舒适的家居控制系

统，包括灯光控制、窗帘控制、影音控制、电器控制

等，同时宜具备安防设备联动控制报警功能和远程

操作时二级密码授权防护功能。

5）自动呼梯系统

将梯控系统与门禁系统、楼宇对讲系统、用户

终端联动，为住户和访客呼叫电梯至相应楼层。住

户可通过门禁卡或人脸自动识别解锁单元门禁的

同时，系统判定住户所在楼层，呼叫电梯至首层。

住户外出时，可通过手机端预约电梯到所在楼层。

对于外来访客，梯控与门禁对讲系统联动，实现叫

梯至来访者所在楼层。

2.3 安全

1）安防监控系统

住区应设有视频监控、入侵报警、电子巡更等

基本安防子系统，为有效应对火灾、非法入侵、自然

灾害等突发事件提供应急技术支撑，切实保障居民

的人身和财产安全。

（1）视频监控系统

住区公共区域（住区和楼栋出入口、主干道、电

梯、制高点等位置）安装视频安防监控设施，对建筑

实现7×24 h的动态监控，对所监控的重要部位进

行录像，并支持本地和云端存储，在时间上和空间

上具有一定可追溯性。可实现对社区高空坠物和

建筑外围护坠落进行预警和溯源。

（2）入侵报警系统

针对出入口以外范围的周界通过视频监控、电

子围栏和红外对射等报警系统进行防范，有目标触

发警报规则时作出报警响应。同时通过平台的电

子地图，可显示报警防区状态、设备的开启、关闭及

撤防状态，并可对报警记录生成报表显示。

（3）电子巡更系统

安保巡更人员或者社区高清摄像头对住区设

定路线进行巡查，并对接综合管理平台，发现安全

情况，及时进行联动并快速作出响应。

2）建筑结构安全监测

住区宜结合现场勘查情况，通过沉降传感器、

倾斜传感器、裂缝传感器对建筑结构安全进行监

测，通过三维可视化精确定位传感器空间位置，并可

通过平台和移动终端报警信息实时掌握危险情况，及

时排查。新建住区应开展基础沉降安全指标的监

测。既有住区应根据建筑结构安全情况，在基础沉降

监测的基础上，宜增加倾斜和裂缝指标的监测。

3）设备维护系统

建筑设备管理系统的主要内容宜包括但不限

于暖通空调监控系统、供配电监测系统、公共照明

监控系统、给水排水监控系统、电梯监测系统、能效

监管系统等。通过管理平台可实现设备远程巡检、

自动预警及远程报警、计量设备标定提醒、派单和

维修过程跟踪等功能，实现可视化、精细化、智能化

管理。建筑设备管理系统应实现以下功能：

（1）自动预警功能，通过分析历史运营大数据

对可能出现的异常情况进行预警。

（2）远程报警功能，异常情况能够通过短信、电

话、微信等及时通知到责任人。

（3）派单和维修过程跟踪功能，对故障维修应

能自动下派工单，跟踪整个维修过程的进展，并给

予维修绩效评估。

（4）满足对建筑物的物业管理需要，实现数据

共享（包括设备具体信息及使用寿命、计量设备标

定情况等），以生成节能及优化管理所需的各种相

关信息分析和统计报表。

（5）共享所需的公共安全等相关系统的数据信

息等资源。

4）住户报警系统

通过统一的平台管理各种设备、获取相关信

息、联动烟感报警、燃气泄漏报警、浸水报警等。

2.4 服务

1）住区服务系统

住区服务系统应包含信息发布、便民服务、养

老服务和住区家政等功能。

（1）信息发布

平台应具备信息发布的功能，包括物业信息发

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布、信息查询、广告发布等。信息发布功能可以方

便住区居民查询所在街道、社区、物业发布的信息，

同时可以对房屋租赁等广告进行发布。信息发布

功能应具备向住区电子信息屏、客户移动端推送通

知公告等信息的功能。

（2）便民服务

平台具备公用事业缴费服务、住区健康服务、

热线服务等。便民服务中公用事业缴费服务包括

水、电、气等生活缴费，物业费、停车费、充电桩充电

费用的缴费等服务。住区健康服务可通过平台信

息化手段为住区居民提供健康咨询、送药上门等服

务，构建居民健康档案，提升住区健康服务水平。

（3）养老服务

通过智能终端实现应急服务、一键式上门服

务、远程健康咨询、身体健康监测、安全监控、紧急

报警等。居家养老服务是通过充分借助互联网、物

联网、云计算和大数据分析等先进技术手段，为居

住在家的老年人提供解决日常生活困难和健康问

题的服务。身体健康监测服务通过老人随身携带、

固定安装的物联感知设备随时检测老人生命体征

情况，一旦出现异常，系统会即时收到预警信息并

进行弹屏显示，以便住区工作人员和子女即时获知

消息，联系医疗机构提供医疗救助。安全监控可通

过具备智能报警功能的视频监控设备，实现人员倒

地、活动区域等智能行为分析功能，并联动报警，保

证老人生命财产安全。

（4）住区家政

通过与门户网站的对接实现保姆、护理、保洁、

家庭管理、家政服务在线预约。家政服务咨询、投

诉等业务服务应接入统一便民服务热线。平台住

区家政服务功能通过对接家政服务网站或整合家

政服务公司和专业家政服务人员等资源，为住区居

民提供包括保姆、护理、保洁、家庭管理等家庭生活

服务。

2）移动端信息服务系统

平台应提供移动端信息服务系统，实现住户通

过智能手机、智能电视、可穿戴设备等智能终端产

品获取住户所需信息的服务。信息服务系统提供

的内容应包含绿色、智慧、安全、服务中功能在线查

看与应用。

3 绿色智慧住区平台构建设计

3.1 智能化系统集成

本文中绿色智慧住区管控平台以互联网、大数

据等关键技术为基础，融合了多种功能的子系统，

主要分为环境监管（绿色）、智能控制（智慧）、安全

管理（安全）、住区服务（服务）四个功能模块，每个

功能模块通过不同子系统的协同控制来实现数据

的共享，达到联动控制与智能监管的作用。

智能化集成系统主要包括展示层、管理服务

层、监控系统层和现场采集层。采集层为各建筑智

能化子系统的现场控制器，监控系统层为各子系统

的工作站和相应的网关，展示层、管理服务层为集

成服务器、数据库服务器、局域网客户端及远程客

户端。本次设计集成平台为各子系统单独接入，部

分子系统的集成功能说明详见表2。

3.2 智慧管控平台架构

1）系统架构

图 1 为本文绿色智慧住区平台设计的系统架

构方案。此次构建的系统架构实现了物联网设备、

数据库、多个引擎程序之间互相通信，最终通过

WebRTC 与 STUN 实现浏览器端的访问。平台通

过接收已有和新设物联网设备软件上的数据，基于

物联网、云计算、大数据分析等信息技术，采用

SpringCloud 与数据库的一体化数据管理方式，基

于微服务架构技术、采用Kafka实现系统的数据通

信、WebSocket 技术、基于 JSON 标准数据格式访

问，采用云端或本地的统一存储、统一服务的数据

服务模式。

2）业务逻辑架构

本平台需要处理的数据是从业务系统平台获

得数据。通过Kafka或约定的方式从业务系统接收

数据并作相应处理，再转发给引擎展示平台。

3）服务器技术架构

可视化系统架构后端采用SpringBoot+MyB1828

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atis 框架，前端采用 VUE 框架和 Element 组件库。

采用 Kafka 消息队列和 WebSocket 协议进行数据

通信，数据统一采用Json标准数据格式。

4）展示平台架构

引擎通过像素流技术实现轻量化的展示方式

（如图2所示）。利用像素流送可以在服务器上远程

运行虚幻引擎应用程序。虚幻引擎将使用该电脑

可用的资源（CPU、GPU、内存等）来运行游戏逻辑

并渲染每一帧。它会不断将此渲染输出编码到一

个媒体流送中，再通过一个轻量级的网页服务堆栈

进行传递。用户即可在其它电脑和移动设备上运

行的标准网页浏览器中查看直播流送。

3.3 数据通信规范

引擎数据驱动模型：引擎除了能轻量化展示精

致的模型外，用户还可以通过输入设备（鼠标、键

盘、网页UI按钮、收到的平台数据等）给引擎发送指

令，达到可以操作引擎场景、UI、模型互动等需求。

1）与现有系统对接方式

目前已经有的系统，可以通过添加网页链接的

形式跳转，不需要作账号密码验证，对接比较方

便。此系统能作账户权限区分，不同权限浏览的内

容不一样，可以根据具体需求实现。

2）协议对接方式

表2 平台部分子系统的集成功能说明

子系统

楼宇

自控系统

能耗计量

系统

视频安防监

控系统

门禁系统

电子巡查

系统

停车场管理

系统

信息引导及

发布系统

动力环境监

控系统

访客管理

功能说明

楼宇自控系统提供BACNET等接口给主系统。楼宇自控系统向主系统提供各子系统设备的信息点属性表、编码表和相应布点位置

图及系统图，提供系统设备联动程序列表及监控流程与各子系统原理图。在楼宇自控系统厂家开放控制权限前提下，可做到对楼宇

自控系统的可监可控。实现监控空调、新风设备、排风设备运行/停止状态、手动/自动状态、正常/故障状态、回风温度、送风温度、开/

关控制权限，回风温度设置权限控制以及运行时间等功能

能耗计量系统通过提供OPC或ODBC的通信接口方式与平台系统进行集成，平台主要实现对水电，能量表（能源站及多联机）、燃气

表的数据读取。实现显示水电气三表的实时数据，在电子地图上显示智能抄表位置。能实现相关数据的同比、环比等数据分析，并支

持手动抄表功能，同时能采用曲线、图表等方式对相关数据进行展示

视频安防监控系统提供平台SDK或者设备SDK同时开放矩阵的控制接口（RS232、API等）给平台系统，并开放相关监控数据接口，

对视频监控系统可监部分可控。实现在电子地图上显示，每个监控点的位置，在电子地图中查询任意摄像机的监控画面等功能，并支

持监控画面调用，云台控制

门禁系统提供统一的OPC接口给平台，从而实现系统的集成。实现监控每个门的开关状态、监视每个门的故障状态、监视每个门的

报警状态、控制门禁的开和关

电子巡查系统提供（OPC或ODBC）接口给平台系统，电子巡查系统通过通信接口提供巡查信息的历史记录（巡查人员、巡查时间、巡

查地点、未巡查点闪烁报警）等相关数据给平台系统。对电子巡查系统只监不控。实现在电子地图上显示寻查位置、查信息的历史记

录等功能

停车场管理系统提供实时的通信接口方式（如OPC或ODBC）给平台系统，并提供相关的数据库字段以及查询权限，停车场管理系统

必须提供以下监控数据并开放权限，从而使平台能做到对停车场管理系统的可监可控。实现在电子地图上显示停车位的总数情况、

在电子地图上显示停车位的剩余情况、能对停车场进行实时和历史记录查询

信息引导及发布系统提供通信接口（如OPC接口等）给平台系统，在平台系统上对信息引导及发布系统进行管理，做到可监可控。实

现监测屏幕运行状态，控制大屏设备运行和停止，在电子地图上显示信息发布设备位置等功能

动力环境监控系统自成一套完整系统，平台对此系统只监不控，在动力环境监控系统提供数据的前提下可实现功能如下：环境数据，

机柜容量状态，UPS运行状态，精密空调运行状态，各类检测及报警信息。接口形式：API，协议HTTP

访客管理自成一套完整系统，平台对此系统只监不控。在访客管理系统提供数据的前提下可实现展示在访人数，历史数据的同比、环

比等功能。接口形式：API，协议HTTP

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图1 系统架构图

图2 像素流数据技术实现方式

SupAPI通信协议是引擎与Web（浏览器）端双

方约定用于完成每一组数据交互、过程管理、指令

发送、功能调用以及场景切换等数据的通信协议，

双方消息通过WebRTC的RTCDataChannel（数据

通道）进行传输，双方消息发送与接收要严格按照

协议基本格式，可满足目前的使用需求和未来已预

知的使用需求。

3.4 访问模式

1）单点访问

单点访问即在服务器上运行一个应用程序，只

有一个客户端访问，若有多人访问则他们所看到内

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能

论

坛

容是一样的。虽然也能多人操作，节省资源，但会

互相影响，多人不能同时按照自己意愿操作。

2）多点访问

多点访问即每个用户都可以访问它，并且彼此

之间操作互相独立。缺点是在服务器上要运行多

个应用才可以，对服务器的资源消耗比较大，主要

体现在带宽、CPU、GPU、内存的消耗。该方式在局

域网中部署最合理，硬件上电脑必须使用支持硬件

加速视频编码（NVENC）的NVIDIA GPU硬件。

4 结论

本文结合苏州市新型城市基础设施建设中关

于各地智慧住区建设成效调研，从“绿色，智慧，安

全，服务”角度出发，分析住区绿色智慧管控平台构

建功能需求，并提出平台构建设计方案，进行智能

化集成，实现住区环境监管，能耗管理，系统智能化

控制，建筑与设备安全监测等多种功能，推进物管

数字化资源的有效整合，促进城市智慧化发展进

程，有效解决住区居民的需求和痛点，营造绿色智

慧、便捷安全的生活环境。

参考文献

［1］中华人民共和国住房和城乡建设部.智慧社区建设指南（试行）.

［2］陈婉.绿色+智慧:城市发展新方向［J］.环境经济,2018(13):46-49.

［3］王少林,王晓乐,朱万民.绿色智慧住区综合信息集成服务平台的建设

及应用［J］.智能建筑与智慧城市,2020(3):64-66.DOI:10.13655/j.cnki.

ibci.2020.03.025.

［4］刘晓燕.智慧住区:实现信息化管理［J］.中国建设信息化,2019(9):

40-41.

［5］李晓,王磊.绿色智慧住区建设的探索与实践——山东省绿色智慧住

区建设创新情况调研与思考［J］.中国建设信息化,2019(18):43-45.

［6］构建智慧胶州绿色智慧住区［J］.中国建设信息化,2021(23):24-26.

［7］樊静静.绿色智慧社区创建与老旧小区改造势在必行［J］.中国建设信

息化,2019(24):63.

（上接封三）

在开幕当天举行的“绿色低碳发展战略与路径”主论坛上，万钢作题为“创新引领、跨界协同，共建新能

源汽车产业发展新生态”的主旨报告时指出，希望全球汽车产业要坚定全面电动化发展信心，持续加强动力

电池体系、新型底盘架构、自动驾驶系统等关键技术协同突破，推进车、能、路、云一体化发展的典型场景应

用和新型基础设施建设。要以燃料电池汽车示范为契机，着力推动氢能及燃料电池汽车核心技术创新，联

通“氢能高速”，推动跨区域规模运营；合理布局和建设氢能设施，构建“氢能走廊”，形成具有综合性、规模化

的氢能交通重大示范工程。与本次论坛同期举行的新能源汽车展上，氢能元素也格外突出。除申能集团

外，宝马、丰田、现代等国际厂商以及中国重汽、海马汽车等国内厂商也纷纷重点展示了各家的氢能产品和

规划，展品面积接近总面积的近一半，充分凸显了业界对于氢能及燃料电池路线在实现绿色交通和可持续

发展中作用的高度重视。

近年来，申能能创围绕申能“三纵三横”战略目标，加快推进氢能新技术研发，依托申能系产品的整合联

动优势，多手段多渠道打造多元应用场景，打通了氢能发展的“制—储—运—加—用”关键环节，推动工业、

交通等领域的减污降碳。

本次展会，申能能创积极推广新型氢能产品，加深与氢能产业专业交流，扩大企业品牌影响力。海南作

为中国重要的旅游胜地以及第一个提出在2030年全面禁售燃油车的省份，正在积极推动清洁能源的替代

和绿色出行的发展。未来，申能能创将继续推进申能“三纵三横”的氢能发展战略，进一步发挥在氢能产业

链上的优势资源和实践经验，加大和海南相关伙伴的合作，积极布局海南氢能交通、氢能物流、氢能旅游和

风光氢储综合能源利用等应用场景，为申能在氢能全产业链上开拓新的领域增添新的发展动能。

（来源：申能能创）

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欧盟建筑物节能管理法规解读

及节能管理行为分析

李预江

南京中比企业管理有限公司

摘要：在欧盟，建筑因占到40%的能源消耗和35%的温室气体排放而成为最大的能源消耗来源。目前，欧

盟约 35%的建筑物使用年限已经超过 50 年，约 75%的存量建筑属于低能效建筑，但每年却只有 0.4%~

1.2%(取决于不同成员国家)的建筑翻新率。因此，建筑节能成为欧盟实现其减排目标的优先发展领域，它

可以将欧盟的总能源消耗降低 5%~6%，将 CO2排放降低约 5%，并在清洁能源转型中发挥关键作用。重

点介绍了欧盟的建筑能效指令和德国在近零能耗建筑方面的实践成果，并提出对提升国内建筑能效的发

展建议。

关键词：欧盟建筑能效指令；近零能耗建筑；德国；建筑节能

DOI: 10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2023.12.012

Interpretation of EU Building Energy Conservation Management Regulations and Analysis on Energy Efficiency

Management Behavior

LI Yujiang

Nanjing Sino-Belgian Enterprise Management Co., Ltd.

Abstract: In the European Union, buildings account for 40% of energy consumption and 35% of greenhouse

gas emissions, making them the largest source of energy consumption. Currently, about 35% of buildings in the

EU have a service life of more than 50 years, and about 75% of existing buildings are low energy buildings, but

only 0.4% to 1.2% (depending on different member countries) of buildings are renovated every year. Therefore,

building energy efficiency has become a priority development area for the EU to achieve its emission reduction

targets, which can reduce the total energy consumption in the EU by 5% to 6% , reduce CO2 emissions by

about 5%, and play a key role in the clean energy transition. This article focuses on the EU's Building Energy

收稿日期：2023-04-26

作者简介：李预江（1973-03-），男，硕士，经济师，主要从事农业经济研究

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0 前言

随着全球气候变化和能源消耗增加，建筑能效

逐渐成为了国际社会关注的焦点。欧盟是当今全

球仅次于美国的能源消耗大户。为了提高建筑能

效，减少建筑能耗，降低碳排放，欧盟制定了包括建

筑能效指令在内的一系列法规和标准。德国作为

欧盟的一员，其近零能耗建筑更是在全球范围内引

起了广泛关注。本文通过分析欧盟建筑能效指令

和德国近零能耗建筑措施的实施情况和效果，探讨

了其在减少碳排放和保护环境方面的作用，并提出

了对提高中国建筑能效方面的启示。

1 欧盟建筑能效指令概况

为了提高能源效率、减少能源消耗和温室气体

排放、提高建筑物的能耗性能，欧盟于 2010 年和

2012年分别制定了包括《建筑物能效指令》(Energy Performance of Buildings Directive，下称《指

令》)和《能效指令》(Energy Efficiency Directive)在

内的法律架构。这两项指令在2018年进行修订后

成为“惠及全民的清洁能源一揽子计划”的一部

分。《指令》与《能效指令》共同构成了促进建筑物能

效提高和推动欧盟区建筑物翻新的主要法令，有助

于欧盟在2050年之前实现存量建筑的高效节能改

造和碳减排的目标［1］

。

《指令》要求欧盟成员国在建筑能效方面制定

国家法规，并制定逐年提高能效标准的计划，还规

定了成员国对建筑能效标准的评估、审核和报告要

求，以确保其实施效果得到监督和评估。同时，《指

令》规定了最低能效标准、效能证书的办法、独立第

三方机构的检查和授权程序等，鼓励成员国采取措

施促进建筑物的能源供应多元化，例如太阳能或其

他可再生能源的使用。

随着《指令》在国家建筑规范中引入能效要求，

与20世纪80年代的典型建筑相比，如今的建筑能

耗仅为一半。修订后的2018版《指令》涵盖了广泛

的政策和支持性措施，有助于欧盟各成员国提高存

量建筑及新建建筑的能效。

除此之外，根据《能效指令》，欧盟成员国必须

对中央政府所有正在使用建筑的至少3%进行节能

改造，并建议各国政府只购买高能效建筑［2］

。

为协助欧盟成员国妥善实施修订后的《指令》，

欧盟委员会制定了针对《指令》实施的具体支持措

施，由欧洲标准化委员会负责管理。此外，欧盟委

员会还就新法规的建筑更新及建筑现代化方面发

布了一系列建议和意见。

2021年12月，欧盟委员会建议对《指令》进行

修订。修订版升级了现有的监管框架以反映气候

变化和社会行动方面的更高目标和更紧迫的需求，

同时考虑到欧洲各地建筑存量的差异，新版本也具

备更大的灵活性。

修订版阐述了欧盟计划在2050年实现零排放

新建筑和所有存量建筑脱碳的目标。修订后的《指

令》将使存量建筑更加现代化，在使用功能上更具

弹性和可操作性，它还将支持提高空气质量、建筑

能源系统的数字化，以及推出为可持续交通服务的

基础设施。

为了确保建筑符合“2030年气候目标计划”中

提出的设想，欧盟委员会的新提案旨在帮助建筑部

门实现2030年比2015年减排至少60%的目标，并

到 2050 年实现碳中和。它将与欧盟“惠及全民的

清洁能源一揽子计划”的其他举措共同开展，特别

是拟议中的建筑燃料排放交易体系、能源效率指

令、可再生能源指令以及替代燃料基础设施法规。

Efficiency Directive and Germany's practical achievements in near-zero energy buildings, and proposes development suggestions for improving domestic building energy efficiency.

Key words: EU Building Energy Efficiency Directive; Near-Zero Energy Building; Germany; Building Energy

Conservation

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2 近零能耗建筑概况

近零能耗建筑是欧盟为了推动建筑行业可持

续发展而提出的新概念。根据《指令》中第9条第3

款的内容阐述，近零能耗建筑是指通过有效的设计

和措施，能够使建筑在正常使用条件下实现非常低

的能源消耗，并且这些消耗可以通过可再生能源来

覆盖。

根据《指令》，欧盟所有成员国必须确保：到

2020 年 12 月 31 日，所有新建建筑几乎都是近零

能耗建筑；2018 年 12 月 31 日以后，公共部门使

用和拥有的新建建筑几乎都是近零能耗建筑。成

员国必须制定增加近零能耗建筑数量的国家计

划，这些国家计划可以根据建筑类别的不同设定

不同的目标，并需及时通知欧盟委员会各自的国

家计划。

近零能耗建筑的具体定义是由德国联邦政府

在大量科学研究支持下并充分考虑经济层面的因

素后制定的。在近零能耗建筑的概念中，重点是

“KfW效率屋”的定义。目前在德国，KfW效率屋按

照40、55和70三种等级来提供支持资金(在建筑翻

新领域，KfW效率屋分为55和70两级)。该数字显

示的是根据现行《建筑节能条例》的规定，每个建筑

每年的一次能源消耗量占同类新建建筑物(参照建

筑物)的百分比。例如，一幢KfW为40的能源效率

屋，其耗用的能源不会超过相应参照建筑每年一次

能源消耗的40%［3］

。

在下一部分的论述中，将展示德国的国家计划

在近零能耗建筑领域的探索实践。

3 增加近零能耗建筑数量的德国国家规划

3.1 背景描述

德国由于纬度较高，冬季较长，建筑能耗尤其

是供暖能耗占德国能源消耗总量的比例达到 40%

左右，建筑节能的潜力巨大。统计数据显示，2011

年德国有近4 050万套住宅和非住宅建筑，其中住

宅建筑约 1 820 万套。近 70%的住宅建筑和近

75%的非住宅建筑是在 1977 年以前建造的，能耗

很高。为了降低建筑物的能源消耗，德国联邦政府

于 1977 颁布实施了第一部建筑节能法规《建筑保

温条例》，该条例在1984年及1995年进行了修订。

2002年，为贯彻欧盟对建筑节能的要求，德国联邦

政府开始实施《建筑节能条例》，该条例于2005年、

2007 年、2009 年、2014 年分别进行了修订。经过

40多年的实践探索，德国在降低建筑能耗方面取得

了国际瞩目的成果。

如第2节所述，欧盟所有成员国必须制定增加

近零能耗建筑数量的国家计划，这些计划可以根据

不同建筑类型设定不同的目标。《指令》的第9条第

5款中规定，欧盟委员会应在2012年后每三年发布

一份关于成员国增加近零能耗建筑数量进展情况

的报告。为了满足《指令》的这些要求，德国联邦政

府采取制定了多种措施。

3.2 德国政府的能源计划和建筑行业战略

2010 年 9 月 28 日，德国联邦政府通过了能源

计划和“能源与气候基金”的相关法案，计划和法案

中的关键要素是降低能源消耗、提高能源效率、发

展可再生能源。充满节能潜力的建筑翻新领域对

于减排达标起着关键作用，其目标是到 2050 年使

几乎所有的存量建筑达到低碳建筑标准，存量建筑

物的一次能源消耗将减少约80%。

德国联邦政府在提高能源效率方面采取了差

异化战略。在建筑领域，该方法的重点是“要求、支

持、通告-加强市场力量”。

“要求”由相应的监管法律,尤其是《建筑节能条

例》和《可再生能源法》来一一明确。“支持”则是通

过财政刺激来实现。“通告-加强市场力量”是通过

专业能源咨询、能源认证的持续扩展和提质、开展

试点项目和提高认识以及竞赛活动来达到。

根据德国宪法规定的相称性原则，管理法律只

是规定了最低要求。《建筑节能条例》替代《建筑物

能效指令》对建筑物的能耗(年度一次能源消耗)提

出了最低要求。

“支持”方面的主要工具包括德国复兴开发银

行的“高耗能建筑及翻新支援计划”“城市能源更新

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计划”以及推广使用可再生能源系统的“市场奖励

计划”。投资援助方案“城市能源更新计划”补充了

与建筑有关的方案，为城市邻近地区的设施改善提

供促进资金，提供的资金特别用于创造一体化的邻

里概念来提高市政基础设施的能源效率，例如以邻

里地区为基础的供暖系统改造。

到 2020 年，以上各种措施的联合使用已显著

增加近零能耗建筑的数量。鉴于业主和建筑结构

的高度多样化以及高比例的建筑私有化，德国联邦

政府选择采用自愿措施、财政奖励和信息提供等举

措，严格遵守宪法规定的辅从原则和相称性原则。

为了使这些目标与社会经济发展目标相一致，

德国联邦政府制定了复兴路线图。作为该路线图

的一部分，政府将建立一个监测现有建筑能耗(一次

能源与最终能源)的项目，该项目还将提供关于近零

能耗建筑数量的调查结果。

3.3 增加近零能耗建筑数量的国家规划

多年来，德国一直致力于提高能源效率，加强

建筑部门的气候目标实现力度，有力实现近零能耗

建筑数量的增加。基于上一节所述的内容“( 要求、

支持、通知-加强市场力量”)并且综合考虑自愿性

和成本效益而发布的一系列有关措施非常关键，下

面将详细描述用于新建建筑和现有建筑翻新的一

系列方案。

3.3.1 新建建筑

1）德国复兴信贷银行 (KfW)“节能建筑”项目

KfW目前实施的“节能建筑”项目始于2009年

4月，前身是KfW管理实施的“生态建设”项目。

在“ 生 态 建 设 ”项 目 中 ，为 能 耗 限 额 达 到

60 kWh/m2

/年的建筑提供资金（能耗限额达到

40 kWh/m2

/年即为标准节能建筑）。随着《建筑节

能条例》对参考建筑方法的修订，2009年4月的“节

能建筑”计划中引入了 KfW 效率屋标准，其中包括

KfW效率屋55、70和85级。为了进一步支持技术

发展，停止推广按照 KfW 效率屋 85 标准建造的建

筑，又于2010年引入了一个新的、要求更高的标准

(KfW效率屋40，包括被动房)。

自2003年以来，已经有463 000套新建节能建

筑得到了资助。2003年至2012年期间获资助的不

同级别的KfW效率屋情况如表1、表2所示。

2）市场激励计划

市场激励计划(MAP)是联邦政府的另一个关键

融资工具，该计划为太阳能加热系统、生物质能系

统和热泵提供资金。该计划关于投资补助金方案

一节规定了通过奖励金制度提供资金(即基本金加

上奖励金)。

在资助部分的导言中，能源效率是指根据现行

适用的 2009 年《建筑节能条例》，符合 KfW 效率屋

表1 2003至2008年期间获资助的效率屋情况

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55级的建筑围护结构要求的住宅楼宇，奖励金目前

相当于基本金的50%。自2012年8月以来，在新建

筑中使用创新的但是经济上尚不具备可行性的可

再生能源技术可以获得额外资助，这有助于鼓励人

们超越《可再生能源法》的最低要求，建造可再生能

源使用比例高的建筑物。通过这种方式，为可再生

能源使用比例更高的新建筑的开发做出贡献。

3.3.2 存量建筑

存量建筑的翻新也是实现建筑节能的重要内

容之一。大约 70%的建筑(大约 75%的公寓)是在

《建筑保温条例》生效之前建造的，以现在的要求来

看隔热性能相对较差。因此，联邦政府试图通过建

立一个合适的总体政策框架，鼓励业主从降低能源

消耗的角度来翻新他们现有的房屋。

除了《建筑节能条例》的法规要求外，KfW“节能

改造支持计划”也是联邦政府节能政策的一个重

点。除了 KfW 方案，还有其他方案和措施作为补

充，特别是采用供暖制冷供应和储存的技术解决办

法和可再生能源市场奖励方案（MAP）。为了确保

翻新工程的规划和实施的质量，首先要对当地的能

源情况提供调研支持。此外，除了投资措施外，KfW

方案还包括资助一名专家参与规划和监督翻新措

施的施工阶段，以及对规划师和工程师资格的认

证、对业主进行相关信息的告知和普及等。

1）KfW的“节能翻新”发展计划

当前KfW的发展计划是联邦政府“CO2建筑翻

新计划”的一部分，也为节能标准的更新提供了支

持措施。除了住宅建筑外，市政和社会基础设施建

筑的翻新工程自2007年起也获得资助。这笔资金

以低息贷款的方式提供给所有类别的业主，或以赠

款的方式提供给“共同持有协会”持有的为单一家

庭使用业主或者两户家庭共用的住宅(住宅建筑)和

公寓的业主，该项资助不能重复享有。

根据现行《建筑节能条例》的规定，该发展计划

为满足KfW效率屋55、70、85、100和115级别标准

实施的建筑物翻新进行资助。

自 2005 年起，除了以低息贷款和赠款来资助

全面翻新外，个别住宅楼宇的优质翻新措施亦获得

资助。到 2010 年，总共有 230 078 份申请获得批

准，共计 586 293 套公寓的翻新得到了财政支持。

从 2011 年开始，对翻新措施的要求进行简化。截

至2012年6月底，共有45 349份申请获得批准，涉

及145 415套公寓。现有符合KfW效率屋标准的建

筑数量将通过个别措施和综合翻新措施来逐步增

加。特别是个别翻新措施的逐步实施，为私人业主

翻新楼宇提供了便利。

自2012年4月起，已列入名册的楼宇及需要特

别保护的楼宇(住宅及非住宅楼宇)均获特别拨款。

资金将用于对列入名单的建筑物或被列为需要特

别保护的市政建筑进行符合 KfW 效率屋标准的翻

新，从而可以从能源使用改进的角度提高建筑的质

表2 2009年至2012年期间获资助的不同级别的KfW效率屋情况

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量，同时也保护了它们的历史价值。

表 3 显示了 2001 年至 2008 年期间，使用联邦

基金进行CO2建筑物翻新计划的申请数目（AZ），以

及获资助住宅单位数目（WE）的趋势。

在 2009 年《建筑节能条例》的修订版中，要求

一次能源消耗和传输热损失减少约30%。2010年

7月，大力翻新的资金被集中到更有效的标准上，其

中包括停止使用 KfW 效率屋 130，以及通过引进

KfW效率屋70和55来引入新的更严格的标准。自

2009年实施各项资助标准以来，审批数字及获资助

住宅单位的趋势如表4所示。这反映人们进行建筑

物高效节能翻新的意愿在不断提高。现有建筑物

（包括采用被动式房屋标准的建筑物)的55及70级

效率屋的拨款需求大幅增加。

2）为热电联产提供财政支持

《热电联产法》(CHP)的最新修订特别包含了增

加热电联合系统的发电量和供热系统的资金,为系

统现代化升级提供支持,包括供热厂、冷凝电厂热电

联合系统以及冷热存储系统的改造等。修订版于

2012 年 7 月 19 日生效。此外，修订版加入了高效

小型热电联产系统(最高20 kW)的支持计划以满足

联邦政府的热电联产目标。

表3 2001-2008年期间建筑物翻新获资助的情况

表4 2009-2012年6月末建筑物翻新获资助的情况

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3）KfW“能源城市更新计划”

为了更深入地挖掘节能潜力，在更广阔的城市

发展基础上建立超越单体建筑的翻新工程将变得

更加重要。特别是在有历史保护价值建筑物的市

中心地区，需要仔细平衡与能源有关的翻新措施和

建筑保护措施。“能源城市更新计划”旨在为邻近地

区的建筑物和基础设施提供全面的能源效益措施，

扩大可再生能源的使用范围，并让更多的投资者团

体参与翻新过程。该计划为翻新管理人员提供赠

款，翻新管理人员要特别监督翻新措施的深入实

施。此外，联邦基金提供的优惠贷款也有助于促进

对基础设施的投资(供暖、供水和卫生设施、街道照

明等)。

4 对推动中国超低能耗建筑发展的启示

欧盟建筑能效指令和德国在近零能耗建筑推

行上的政策措施，对中国在提升建筑能效、发展超

低能耗建筑方面提供了一些有益的启示，主要包括

以下几个方面：

1）强化法律法规及相关标准的引领作用

欧盟从2010年开始制定了较全面的建筑能效

指令，并以较高频率进行内容的修订以适应新的气

候变化目标，德国更是从 1977 年开始就实施第一

部建筑节能法规，此后不断修订并出台新的法律法

规，至今已40多年，在建筑节能减排和近零能耗建

筑的推行中确定了清晰的法律框架和技术路线。

中国由于不同区域气候环境差异巨大，建筑节能技

术的发展路线需要做到因地制宜。2019年，中国政

府出台了推荐性标准GB/T 51350-2019《近零能耗

建筑技术标准》，向近零能耗建筑的发展迈出了新

的一步，在“双碳”的新形势、新背景下，建筑领域是

实现节能降碳的重要领域，需要进一步加强超低能

耗建筑方面的法规标准建设，助力低碳发展。

2）加大政策补贴及资金扶持

德国为采用可再生能源和节能设备的建筑提

供税收优惠和补贴，鼓励建筑业注重能源效率和环

保，且德国政府的节能建筑经济激励措施透明细

致，实施效果好。我们可以进一步完善目前已有的

激励政策，鼓励建筑开发企业采用更加环保和节能

的技术和设备，建设高于法定节能标准的高品质居

住建筑和公共建筑。

3）采用科技创新和智能化手段

德国鼓励建筑业通过创新和科技手段来提高

能源效率和环保水平，促进建筑的可持续发展。中

国在建筑智能化领域已经处于比较领先的地位，如

何深入挖掘建筑智能化的潜力，与建筑节能相结

合，也是需要进一步研究的方向。

4）完善建筑节能监管措施

德国建立了建筑能效证书体系，在能效证书上

会标识每平方米建筑每年的能耗数值，根据不同能

耗水平，显示建筑物的能效级别，该体系为社会广

泛接受并有利于公众进行监督。中国目前大量绿

色建筑采用 USGBC LEED 的评级标准，虽然中国

国内绿色建筑的评价体系已经建立，但还不够深入

细致，可以借鉴德国能效证书体系中的节能监管措

施进一步完善。

参考文献

［1］卢求. 从德国近零能耗建筑的发展看中国绿色建筑的节能问题［C］//

中国城市科学研究会, 苏州市人民政府, 中美绿色基金, 中国城市科

学研究会绿色建筑与节能专业委员会, 中国城市科学研究会生态城

市研究专业委员会. 2020国际绿色建筑与建筑节能大会论文集. 中

国城市出版社, 2020: 728-734.

［2］张淼, 程志军, 任霏霏. 欧盟建筑技术法规简介［J］. 工程建设标准化,

2015(3): 49-53.

［3］徐伟, 孙德宇, 路菲, 等. 近零能耗建筑定义及指标体系研究进展［J］.

建筑科学, 2018, 34(4): 1-9.

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工业汽轮机技术应用及未来发展研究

伍赛特

上海汽车集团股份有限公司

摘要：介绍了工业汽轮机的定义、技术特点及其在工业生产过程中的实际应用。考虑到工业汽轮机运行

工况的复杂性，对其变工况特性进行了研究。随后，对汽轮机这类动力装置的结构特征及实际运行进行

了重点研究，将汽轮机与传统蒸汽机进行对比，重点研究了二者之间的差异及实际应用领域，并对汽轮机

未来的技术发展趋势进行了展望。汽轮机以其卓越的技术特点，已完全取代了蒸汽机的地位，目前已在

火力发电、核能发电、船舶动力及石油化工等诸多领域得到了广泛应用。作为汽轮机中重要的一类分支

产品，工业汽轮机在国民经济发展中扮演着重要角色，针对其开展的通用化、标准化及系列化进程也在高

速推进中。

关键词：汽轮机；蒸汽机；工业汽轮机；旋转机械；往复机械；热力发动机

DOI: 10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2023.12.013

Research on Technical Application and Future Development of Industrial Steam Turbines

WU Saite

Shanghai Automotive Industry Group Co., Ltd.

Abstract: This article introduces the definition, technical characteristics, and practical applications of industrial

steam turbines in industrial production processes.Considering the complexity of the operating conditions of industrial steam turbines, their off-design characteristics are studied. Subsequently, the structural characteristics

and practical operation of steam turbines and other power plants are focused on. By comparing steam turbines

with traditional steam engines, the differences and practical application fields between them are studied, and

the future technological development trend of steam turbines is prospected. With its excellent technical characteristics, steam turbines have completely replaced the position of steam engines, and are now widely used in

收稿日期：2022-12-20

作者简介：伍赛特（1990-02-），男，工学硕士，工程师、经济师、信息系统项目管理师、知识产权师，研究方向为内燃机与动力装置

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0 引言

为推动国民经济的发展，对电力工业体系相应

提出了要求，从而可为扩大工农业生产及提高劳动

生产率创造条件。在国民经济发展进程中，电能有

着举足轻重的地位和作用。我国电能的来源主要

依赖于火力发电与水力发电，其中水力发电的特点

是建设成本高、建设时间长、发电设备距离用户较

远，但运营成本较低。火力发电则与其相反，其特

点是建设成本低、建设时间短、发电设备距离用户

较近，但会消耗较多的煤及其它燃料，运营成本较

高。因此，必须结合具体情况进行分析，以此确定

水力和火力发电的比例，使水电与火电起到相辅相

成的作用。在我国电力工业的发展进程中，对水力

发电和火力发电都较为重视。我国水力资源较为

丰富，目前还未得以完全开发。火力发电建设成本

低、建设时间短，因此特别适于满足国民经济高速

发展的需求。就目前而言，水电和火电都应得到充

分发展，以满足工农业对电力的需要。

在以煤、石油和天然气为燃料的火力发电

站，以及核能发电站中，均通过汽轮机来驱动发

电机［1］

。就目前而言，汽轮发电机组为人类提供了

80%以上的电能。

作为一类最为常见的叶轮机械，汽轮机从19世

纪末即正式登上历史舞台。虽然发展历史较为悠

久，但由于当时既缺乏工业方面的迫切需求，又有

许多技术层面上的问题尚未得到解决，因此曾一度

没有得到重视。但近几十年来，随着时代的进步，

汽轮机技术也得到了长足发展。

在我国，汽轮发电机组的装机容量约占发电总

装机容量的70%。在热电厂中，还可利用汽轮机的

排汽或中间抽汽来满足工业和生活用热的需求。

这种热电联产的汽轮机在热能综合利用方面具有

较高的经济性［2］

，可充分满足能源梯级利用的理

论。因此，汽轮机对我国工业体系的发展具有重大

的意义。

汽轮机的工质为蒸汽，一般都由锅炉供给。在

核电站及船用核动力装置中，通常由核反应堆产生

蒸汽［3］

，并供给汽轮机实现做功。因此，在和平年

代，汽轮机也是有效利用核能的重要设备之一。不

仅如此，汽轮机也被广泛地应用于交通运输业，并

作为大型船舶的动力来源［4］

。此外，在冶金及化工

等领域中，汽轮机还被用于驱动泵与风机等设备，

因此也是矿冶、石油、化工等工业领域中不可缺少

的设备。

1 工业汽轮机的定义及技术特征

用于驱动泵、风机等设备或兼具供热功能的汽

轮机，被统称为工业汽轮机［5］

。换言之，除去发电用

汽轮机及船用汽轮机以外，其余各类汽轮机通常均

可被称为工业汽轮机。工业汽轮机广泛应用于钢

铁冶金、石油化工、轻工业等部门，以及机关、医院、

学校等公共事业单位。民用船舶和军用舰艇上用

于驱动各种辅机和发电机的汽轮机，以及发电站中

用于驱动给水泵和风机的汽轮机也属于工业汽轮

机的范畴。工业汽轮机之所以能得到广泛应用，与

其技术特点密切相关。总体而言，工业汽轮机具有

以下特点：

1）按质用能、综合用能

工业汽轮机可用于驱动工作机械或实现供热，

many fields such as thermal power generation, nuclear power generation, marine power, and petrochemical industry. As an important branch product of steam turbines, industrial steam turbines play an important role in the

development of the national economy, and the process of generalization, standardization, and serialization for

them is also advancing rapidly.

Key words: Steam Turbine; Steam Engine; Industrial Steam Turbine; Rotating Machinery; Reciprocating Machinery; Thermal Engine

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2018 年第 08 期

节

能

论

坛

因此适于满足工矿企业节能降耗的目标，并缓解用

电危机，以此降低生产成本的要求。部分企业可利

用余热发电，从而实现能源自给，并具有较好的综

合效益。

2）良好的动力性能

与电机相比，工业汽轮机具有更为优越的动力

性能。工业汽轮机不仅启动扭矩大，还能带负荷启

动，并且启动时升速平稳，同时也能直接与高速运

转的压缩机、鼓风机及给水泵等机械设备进行联

接，不必采用复杂的齿轮变速机构，并且能在广阔

的工况区域内改变运行转速，以适应工作机械变负

荷的需求。

3）安全、可靠、经济

与电机相比，利用工业汽轮机来驱动各种工

作机械，更容易满足防火、防爆的需求。在电源发

生事故时，工业汽轮机不会像电机一样突然停止

运行［5］

。对于像给水泵等对安全性有着较高要求的

工业设备而言，上述特性尤为重要。工业汽轮机通

过蒸汽直接驱动，并有着较高的能量转换效率。相

比用蒸汽发电，再用电维持电机的运转，从而驱动

工作机械的方案，前述方案的总效率更高。

4)良好的适应性

在现代化企业中，往往有许多台功率和转速各

不相同的工业汽轮机在一个系统中共同运作，构成

—个庞大的热力系统。上述工业汽轮机所驱动的

工作机械各不相同，但都能稳步投入运作。

因此，综上所述，工业汽轮机一方面可以按需

求任意选定工作转速，并具有高功率、高转速，可充

分利用低压蒸汽潜热等优势。另一方面，通过充分

利用工业炉产生的排烟废热及化学反应热，又可产

生低品位蒸汽，以供工业汽轮机使用，从而大幅提

升了热能的利用率。由此可见，工业汽轮机可称得

上是热电联产的枢纽设备。

2 工业汽轮机的应用研究

近几十年来，随着工业的发展，工业汽轮机的

使用规模也在迅速扩大，许多新兴产业都对其有着

较高的使用需求。因此，工业汽轮机在类型、品种

及装机容量等方面都得到了长足发展，在国民经济

建设中起着不可忽视的作用［5］

。

在发电站中，按能源输出类型的不同，工业汽

轮机通常有着发电及供热两种型式。这类工业汽

轮机主要应用在既需要电能，同时又需要蒸汽，并

且能提供大量废热的产业中，例如造纸等领域。不

仅如此，通过热电联合生产的方式也可显著降低生

产成本。在钢铁、石油及化工等产业的生产过程

中，可以回收大量废热。在该情况下，利用工业汽

轮机即可将废热转换为机械功，或进一步转换为电

能，使能量得到综合利用，以降低总生产成本。

不仅如此，按驱动类型的不同，工业汽轮机也

可分为驱动及供热两种型式。该两类汽轮机多数

会以变转速的模式运行，主要用于驱动泵与风机。

尽管工业汽轮机用途广泛，结构型式多种多

样，但按工作过程来分，则只有背压式、凝汽式，抽

汽背压式及抽汽凝汽式这四种主要型式。由于工

业汽轮机的工作条件差异较大，因此与发电用汽轮

机有所不同，每一类工业汽轮机在功率、进排汽参

数、抽汽参数及转速等方面的变化范围都较为宽

广。近年来，随着工业汽轮机产业的持续发展，机

组性能得到了充分提升，基型品种及参数也得到了

进一步扩展。

目前，单级工业汽轮机的功率范围约在几千瓦

到数千千瓦之间变动。多级工业汽轮机的功率可

低至数百千瓦，而用于驱动大型压缩机的多级凝汽

式工业汽轮机，其功率可达十几万千瓦，用于热电

联产的多级工业汽轮机最高功率可达数十万千瓦。

在进排汽参数方面，目前在单级工业汽轮机中，进汽

压力较低的只有几兆帕，高的则达到10 MPa。多级

工业汽轮机也由早期应用低温、低压蒸汽发展到如

今的高参数蒸汽，参数目前仍在进一步提升。需要

指出，和单机功率增长方面的情况相似，对于工业

汽轮机而言，采用高参数蒸汽一方面可用于提高装

置循环效率，另一方面可适应工业领域的特殊需

求。所以在采用高参数蒸汽时，同样也会采用部分

中、低参数的蒸汽，这与常规火力发电用汽轮机的

情况有所不同。同样，背压式汽轮机的背压与抽汽

工业汽轮机技术应用及未来发展研究

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式工业汽轮机的抽汽压力，也会因工业部门的不

同，从而有着显著差异。

工业汽轮机的应用范围及基型体系之所以得

到迅速发展，与其能量转换过程及动力特性密不可

分。从经济性角度而言，其提供了一类可实现热电

联产，并综合利用废热的方案。因此，部分产业如

需降低生产成本，必然要利用工业汽轮机来供给电

能或热能。从动力特性来看，工业汽轮机的性能比

电机更为优越。除去汽轮机自身启动扭矩大、启动

升速平稳的优点外，汽轮机还能直接和风机与泵等

工作机械直接联接，无需采用齿轮增速机构，并且

转速调节范围更为宽广，更易于适应工作机械变负

荷的需求。对于部分有着较高运行安全性要求的

产业而言，上述特点也很重要。正因为工业汽轮机

具有以上优点，其应用领域并不会因为公用电网规

模的日益扩大而受到影响。

工业汽轮机同样可用作于热源设备的辅机。

因此其选型、所用系统及布置问题必须根据产业的

整体需求来考虑。例如在既部分供电又供热的系

统中，可根据现有的供汽条件，以及用电或用汽的

要求来对机组进行设定。此外，工业汽轮机的进汽

参数选择，以及是否采用回热系统，也要根据现有

生产条件，并通过技术经济之间的对比来确定。

在现代化大企业中，往往有许多台功率和转速

都不相同的汽轮机在一个系统中共同工作。例如

在化工生产装置中，需要压缩和输送不同类型的气

体。由于各种气体的热力性质、压缩比及容积流量

各有不同，因此对应压缩机的工作转速及匹配功率

也会有所不同，往往需要几台工业汽轮机分别驱动

不同的工作机械。单级工业汽轮机大多采用背压

式汽轮机。综上文所述，工业汽轮机的应用如表1

所示。

表1 工业汽轮机的实际应用

项目

驱动机械

变速要求

运行状态

可靠性要求

是否直接

参与生产流程

防爆要求

抗腐蚀性

石油工业

风机

有

持续运行

高

是

有

有

发电机

无

较高

否

有

有

化肥工业

风机

有

高

是

有

有

发电机

无

较高

否

有

有

天然气工业

风机

有

高

是

有

有

冶金工业

风机

有

高

是

有

无

发电机

无

较高

否

有

无

制糖工业

压榨机

有

高

是

无

无

大型电站

水泵、风机

有

高

是

无

无

造纸工业

发电机

无

较高

否

有

无

3 工业汽轮机的变工况特性研究

与发电用汽轮机相比，工业汽轮机的变工况主

要有两个特点：

1）工业汽轮机的蒸汽初终参数、功率及流量会

因用户需求的不同而产生较大变动，而发电用汽轮

机的使用条件一般会和设计条件保持一致。

2）工业汽轮机的工作转速亦会因负荷变化而

发生改变。工业汽轮机的合理设计和选用，需要以

其变工况特性为前提，因此有必要研究其变工况原

理［6］

。

实际上在进行工业汽轮机的系列化设计时，要

确定一个基型可以适应的功率、转速及蒸汽初终参

数的变化范围，也就是在做变工况性能设计。某些

零件的尺寸如果产生变动（如部分进汽度、叶片高

度、级数等参数），汽轮机工作性能的变化也可看作

是—种特殊的变工况问题。

在同一流量下，变转速汽轮机的转速越高，内

效率一般也越高，所以可以输出较高功率。但在零

负荷工况下运行时，汽轮机转速越高，空转流量也

会越大。

在一定转速条件下，凝汽式汽轮机极限功率的

变动范围小于背压式汽轮机。由于背压式汽轮机

的排汽比容小于凝汽式汽轮机，其极限功率系数也

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