許璐 李兆偉 劉麗偉 中興通訊股份有限公司
摘要： 2009年三大運(yùn)營商的電力消耗是289億度，與08年的230億度相比，增幅在26%左右。表明隨著網(wǎng)絡(luò)和用戶規(guī)模的擴(kuò)大及業(yè)務(wù)量的迅猛增長，通信業(yè)能耗增長較快。 2010年，三大運(yùn)營商均由國資委節(jié)能減排“一般企業(yè)”調(diào)整為“關(guān)注企業(yè)”。 合同能源管理作為一種新興的市場化節(jié)能機(jī)制，通過與客戶分享項目實施后產(chǎn)生的節(jié)能效益來收回項目投資、獲得利潤，形成滾動發(fā)展。服務(wù)的客戶不需要承擔(dān)節(jié)能項目實施的資金、技術(shù)及風(fēng)險，并且可以更快地降低能源成本，獲得實施節(jié)能項目后帶來的收益。
1 引言
目前，三大運(yùn)營商正積極開展節(jié)能減排工作 ，中國電信2010年公布2012年“單位信息流量綜合能耗”比2009年下降30%以下。中國移動2009年承諾以2008年能源消耗為基礎(chǔ)，到2012年12月底實現(xiàn)單位業(yè)務(wù)量耗電下降20%的目標(biāo)，中國聯(lián)通提出2010年能源消費零增長的目標(biāo)。
圖1 國家節(jié)能減排要求
作為通訊網(wǎng)絡(luò)部分，通過下圖我們可以看到，基站設(shè)備和空調(diào)是節(jié)能降耗的重點對象。我們需要為企業(yè)實施節(jié)能改造提供診斷、設(shè)計、融資、改造、運(yùn)行、管理“一條龍服務(wù)”。向客戶提供能源審計、可行性研究、項目設(shè)計、項目融資、設(shè)備和材料采購、工程施工指導(dǎo)、人員培訓(xùn)、節(jié)能量檢測、改造系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)和管理等服務(wù)。和管理等服務(wù)，并通過與客戶分享項目實施后產(chǎn)生的節(jié)能效益來收回項目投資、獲得利潤，形成滾動發(fā)展。
圖2移動通信能耗分布圖
EMC公司的這種經(jīng)營機(jī)制是一種節(jié)能投資服務(wù)管理；客戶見到節(jié)能效益后，EMC公司才與客戶一起共同分享節(jié)能成果，取得雙嬴的效果。基于這種機(jī)制運(yùn)作、以贏利為直接目的的專業(yè)化“節(jié)能服務(wù)公司”（在國外簡稱ESCO，國內(nèi)簡稱EMC公司）的發(fā)展亦十分迅速，尤其是在美國、加拿大和歐洲，ESCO 已發(fā)展成為一種新興的節(jié)能產(chǎn)業(yè)。相關(guān)部門同世界銀行、全球環(huán)境基金共同開發(fā)和實施了“世行/全球環(huán)境基金中國節(jié)能促進(jìn)項目”，在北京、遼寧、山東成立了示范性能源管理公司。
2 合同能源管理模式的特點
傳統(tǒng)的節(jié)能投資方式下，節(jié)能項目的所有風(fēng)險施節(jié)能投資的企業(yè)承擔(dān)，而在合同能源管理方式中，其資金由專業(yè)的節(jié)能服務(wù)公司投入。合同能源管理的實質(zhì)就是把“節(jié)能”當(dāng)作投資，項目實施后節(jié)省的能源費用成為投資回報，投資方根據(jù)雙方簽署的協(xié)議從節(jié)能效益中收回投資并分享部分利潤，合同期滿后，節(jié)能設(shè)備及長期收益全部歸企業(yè)所有。合同能源管理不是推銷產(chǎn)品或技術(shù)，而是推銷一種減少能源成本的管理方法。EMC 公司的經(jīng)營機(jī)制是一種節(jié)能投資服務(wù)管理；客戶見到節(jié)能效益后，EMC 公司才能與客戶一起共同分享節(jié)能成果，取得雙贏的效果。從客戶進(jìn)行節(jié)能改造后獲得的節(jié)能效益中收回投資和取得利潤的一種商業(yè)運(yùn)作模式。
3 合同能源管理模式具體應(yīng)用
為進(jìn)一步加強(qiáng)能源管理工作，運(yùn)用商的節(jié)能減排工作，2010 年年初開始，中興通訊動力產(chǎn)品線首次引進(jìn)“合同能源管理”模式。
3.1 中興通訊節(jié)能減排技術(shù)
根據(jù)不同設(shè)備及場景，為客戶提供最佳解決方案。
圖3節(jié)能技術(shù)與方案 {$page$}
3.2 主設(shè)備節(jié)能
載頻和時隙關(guān)斷技術(shù)。當(dāng)基站的話務(wù)量下降時，軟件自動控制基站根據(jù)話務(wù)量變化動態(tài)關(guān)閉或開啟部分沒有負(fù)載的收發(fā)信單元，從而達(dá)到節(jié)電目的。
載頻關(guān)斷：通過話務(wù)符合情況及對話務(wù)情況的預(yù)測關(guān)閉多余的空閑載頻以節(jié)約能源，或者打開已關(guān)閉的載頻使該載頻可以隨時待命。
時隙關(guān)斷：當(dāng)載頻中業(yè)務(wù)時隙空閑，系統(tǒng)自動關(guān)閉這些空閑業(yè)務(wù)時隙所占的功放，如需占用時隙則再打開，以達(dá)到節(jié)省功放功耗的效果。
圖4主設(shè)備節(jié)能
3.3. 開關(guān)電源節(jié)能改造
3.3.1 整流模塊休眠技術(shù)
電源系統(tǒng)能根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)下負(fù)載電流和電池電流，計算出系統(tǒng)最高效率工作時的整流模塊開機(jī)數(shù)量，關(guān)閉其它整流模塊，使工作的整流模塊處于效率最高點，降低損耗，實現(xiàn)節(jié)能。
3.3.2 呼吸式能量管理
工作與休眠的整流模塊定期切換，避免了少數(shù)整流模塊長期工作而另一部分整流模塊長期休眠。利用“先開先關(guān)”機(jī)制保證 每個模塊的工作時間；使用“先開后關(guān)”方式保證不間斷供電。 從整流模塊的壽命出發(fā)，采取呼吸式功率能量管理方式讓多余的整流模塊輪流處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，即每隔一定時間開啟一個整流模塊然后關(guān)閉另一個整流模塊，我們稱這段時間間隔為呼吸周期。
圖5呼吸式能量管理
3.4 蓄電池地埋技術(shù)
蓄電池地埋技術(shù)主要通過對蓄電池的地埋處理，利用土壤與空氣的溫度差異為蓄電池提供一個適宜的工作環(huán)境，使得蓄電池的使用壽命及使用效率得到最大的利用。
節(jié)省地面空間，有效防止偷盜 對于室內(nèi)站點，可通過調(diào)高空調(diào)溫度降低能耗，減少運(yùn)營支出。
圖6排氣式地埋電池柜整體結(jié)構(gòu)圖
表1 兩種方案的對比組成
3.5 機(jī)房升溫改造技術(shù)
將機(jī)房空調(diào)溫度調(diào)高到35度，把蓄電池放入恒溫柜內(nèi)，溫度保持在25度，利用智能通風(fēng)系統(tǒng)，根據(jù)室內(nèi)外溫差，將機(jī)房外冷空氣吸入機(jī)房，排風(fēng)風(fēng)機(jī)將室內(nèi)設(shè)備產(chǎn)生的累計熱量排出機(jī)房，從而達(dá)到降溫效果，并且減少空調(diào)的能耗。
節(jié)能效果：機(jī)房溫度提升到35度，可使空調(diào)能耗降低50-70%。
圖7蓄電池恒溫柜 {$page$}
表2蓄電池恒溫柜測試效果數(shù)據(jù)
3.6. 新能源---純太陽能方案
純太陽能供電方案是利用光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，然后通過控制器對蓄電池充電，并直接給直流負(fù)載供電，如果有交流負(fù)載，還可以通過逆變器對交流負(fù)載供電。晚上、光照不足或者連續(xù)陰雨天則由后備蓄電池放電為負(fù)載供電,由于純太陽能供電方案中沒有后備電源,為保障供電可靠性,蓄電池容量和太陽能組件容量要適當(dāng)?shù)呐渲?若配置容量不足則可能影響供電可靠性。
圖8純太陽能方案
3.7 精細(xì)化管理節(jié)能服務(wù)
加強(qiáng)機(jī)房空調(diào)的管理：根據(jù)季節(jié)氣侯變化特點，加強(qiáng)對空調(diào)的使用和維護(hù)工作，定時清理出風(fēng)口，根據(jù)機(jī)房溫度要求，在基站正常工作情況下，適當(dāng)調(diào)高空調(diào)制冷溫度，減少空調(diào)壓縮機(jī)的工作時間。
向空調(diào)內(nèi)添加節(jié)能添加劑（ PROA ），使添加劑添加到空調(diào)內(nèi)部，使壓縮機(jī)形成一種永久的保護(hù)膜，減少壓縮機(jī)的用電時間，降低空調(diào)磨損，延長使用壽命，該技術(shù)節(jié)電率可以達(dá)到10%-20%。
北方開展新風(fēng)節(jié)能技術(shù)改造，長期適用會有灰塵進(jìn)入，會使電動機(jī)磨損使新風(fēng)系統(tǒng)失靈，實施清洗服務(wù)非常重要。
4 合同能源管理項目的合作機(jī)制及盈利估算分析
節(jié)能服務(wù)公司為客戶實施節(jié)能項目，獨立承擔(dān)了與項目實施有關(guān)的大部分風(fēng)險，客戶實施節(jié)能項
目的風(fēng)險減少。節(jié)能服務(wù)公司是專業(yè)化的節(jié)能服務(wù)公司，具有專業(yè)技術(shù)服務(wù)、系統(tǒng)管理、資金籌備等多方面的綜合優(yōu)勢，不僅可以有效地減少項目成本，還通過分享節(jié)能項目實施后產(chǎn)生的節(jié)能效益促進(jìn)自身的發(fā)展壯大。
模型為1000基站，40A以下基站900個，40A以上基站100個華東地區(qū)典型氣候，磚混結(jié)構(gòu)機(jī)房。
5年框架合同，每年收入2343元，五年累計收入11715元。 第一年投入5250元，平均每年成本1050元。
表3盈利預(yù)估分析1
根據(jù)基站設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境要求，當(dāng)室外溫度為15～30℃時，是基站節(jié)能系統(tǒng)理論上的最佳運(yùn)行時段，此時，節(jié)能系統(tǒng)能夠代替基站空調(diào)進(jìn)行通風(fēng)降溫；
當(dāng)?shù)貧庀蠼y(tǒng)計資料中，每年平均溫度在15～30℃之間時段，適合基站節(jié)能系統(tǒng)的運(yùn)行，其時長直接決定節(jié)能系統(tǒng)的運(yùn)行時長和節(jié)能效果。一般情況下，每年室外平均溫度在15～30℃、濕度小于80％的天數(shù)超過200天的地區(qū)，宜安裝基站節(jié)能系統(tǒng)。 {$page$}
表4盈利預(yù)估分析2
節(jié)能企業(yè)享受節(jié)能項目免稅，及企業(yè)所得稅三免三減半的優(yōu)惠。
假如每年有2000萬元合同能源管理收入，五年累計收入1億元，其中一 次性投入成本為5000萬（80%為固定資產(chǎn)投入），如果取得節(jié)能企業(yè) 資質(zhì)，則5年累計：
節(jié)省營業(yè)稅及附加金額560萬元
節(jié)省企業(yè)所得稅金額616萬元， 兩項合計等于增加毛利：1176萬/1億=11%.
表5稅務(wù)比較
5 投產(chǎn)應(yīng)用效果
5.1. 主設(shè)備節(jié)能
東方紅站點開通載頻關(guān)斷功能前平均日功耗為63.7度，而開通功能后日功耗為50.6度，功耗下降20.5%。
石牌坊站點開通時隙關(guān)斷功能前平均日功耗為53.2度，而開通功能后日功耗為46.1度，功耗下降13.3%。
圖9站點開通后的能耗對比
5.2. 開關(guān)電源節(jié)能改造
通過單獨升級軟件，提高模塊帶載率整流器優(yōu)化服務(wù)，可在軟件升級節(jié)能效果基礎(chǔ)上提升2.6%-4.2%。整體平均降幅： 8.43%。
圖10開關(guān)電源節(jié)能改造效果對比
5.3. 巴基斯坦蓄電池地埋項目案例
效果分析：該地區(qū)3月-10月白天平均氣溫超過35℃，戶外溫度高達(dá)45 ℃，對蓄電池壽命影響非常大，同時戶外基站蓄電池被盜的情況非常很嚴(yán)重，利用蓄電池地埋可以解決電池的高溫和被盜問題，從實際測量的數(shù)據(jù)可以看出，蓄電池地埋后在室外環(huán)境溫度高的時間段，蓄電池倉內(nèi)的溫度保持在32 ℃ ～35℃，溫差在9 ℃ ～ 10℃。當(dāng)夜晚來臨時倉內(nèi)溫度迅速下降，且保持比外界環(huán)境溫度低3 ℃。很好地利用了土壤的溫度調(diào)節(jié)作用，在不耗能的情況下確保蓄電池在較適合的環(huán)境下工作。
效益評估：
直接效益=（10小時*600W*30*7*0.8/1000）*5年=5040元
（該區(qū)域前期使用蓄電池恒溫柜，該柜壓縮機(jī)等相關(guān)功率 600W ，每年平均7個月開啟，每天開啟10個小時）
間接效益：延長蓄電池使用壽命，減少了維護(hù)成本，減少或者杜絕了偷盜
社會效益：減少二氧化碳排放，保護(hù)環(huán)境，造福后代。 {$page$}
圖11巴基斯坦電池地埋案例分析
6 對這種模式推廣應(yīng)用的建議
注意節(jié)能量的計量方式，這是雙方分享節(jié)能收益的關(guān)鍵。如變頻器的節(jié)能測試，應(yīng)該在生產(chǎn)工藝相同的情況下，進(jìn)行連續(xù)的工頻、變頻運(yùn)行測試，準(zhǔn)確測試出單位小時節(jié)電量。
由于是一種新的投資收益模式，在項目合作和合同談判中，必須注意節(jié)能效益分成在財務(wù)處理方式。
必須充分考慮在合同期內(nèi)，如果由于某種原因造成合同無法正常履行時，對節(jié)能服務(wù)公司的投入如何處置。
合同中應(yīng)該明確設(shè)備故障或不能正常運(yùn)行時，對節(jié)能效果有影響時，雙方節(jié)能分享比例如何確定。
7 結(jié)束語
EMC 公司服務(wù)的客戶不需要承擔(dān)節(jié)能項目實施的資金、技術(shù)及風(fēng)險，并且可以更快地降低能源成本，獲得實施節(jié)能項目后帶來的收益，并可以獲取EMC 公司提供的設(shè)備，在歐美等發(fā)達(dá)國家。我國近幾年從國外引進(jìn)了這種新的節(jié)能機(jī)制。“合同能源管理”在我國尚屬新生事物，但經(jīng)過幾年推廣、發(fā)展，已經(jīng)逐步得到認(rèn)可，市場前景非常誘人。總而言之，由專業(yè)節(jié)能服務(wù)公司自掏腰包為企業(yè)進(jìn)行節(jié)能改造，讓企業(yè)在投資很少或不投資的情況下，每年就可節(jié)省數(shù)量客觀的能源費，值得在企業(yè)中推廣應(yīng)用。<