建筑节能合同能源管理研究及案例.doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date建筑节能合同能源管理研究及案例建筑节能合同能源管理研究与案例建筑节能合同能源管理研究与案例于震 吴剑林 徐伟 (中国建筑科学研究院, 北京市北三环东路 30 号)摘要：本文对合同能源管理（EPC）在国内的发展进行了综述。结合数据，分析了在中国建筑节能领域中合同能源管理发展的现状和主要问题。提出了项目规模、金融融资和能耗计量与验证是制约合同能源管理模式在中国发展的主要瓶颈，并尝试对这三个主要问题给出建议。最后通过一个案例，解释了建筑节能合同能源管理的全过程中各个要素的体现形式。关键词：建筑节能 合同能源管理 计量与验证 融资 案例 1. 前言中国是世界能源消耗最大的国家之一。根据国家统计局数据，2009 年全年能源消费总量 31.0 亿吨标准煤，比上年增长 6.3% 1。在我国的能源结构中，建筑行业能耗是终端能耗中的重要组成部分，在 2005 年，建筑物能耗约占中国终端能耗的约 20%左右，考虑中国每年新增竣工面积 1620 亿平方米，建筑能耗还将持续上涨。根据国家发改委能源研究所的预测，中国 2020 年的总建筑面积可能达到 600 亿平方米，其中商业建筑面积可达 200 亿平方米2。在国家能源安全，应对全球气候变化，和建筑能耗不断增长的背景下，建筑节能是节能减排全局中的重要一环。在 2010 年，中国政府密集出台了一系列推行基于市场的合同能源管理（EPC）节能机制，大力促进节能服务产业发展的政策和通知，如何总结 EPC 在建筑节能领域的发展历程，分析在过去推广中遇到的问题，如何加快 EPC 在建筑节能领域的发展，在产业界、学术界广受关注。本文首先对 EPC 模式在国内的发展历程和现状进行简单介绍，并对中国建筑节能领域中EPC 发展的特点和主要问题进行分析，提出项目规模、金融融资和能耗计量与验证是制约 EPC模式在中国发展的主要瓶颈，并尝试对这三个主要问题给出建议；最后通过案例，解释建筑节能 EPC 的全过程中各个要素的体现形式。2. EPC 在国内的发展中国的 EPC 从 1998 年 12 月通过中国政府与世界银行/GEF 合作的中国能效促进项目引入中国，至今已经历时 20 余年，产生了巨大的社会和经济效益。在此项目中，于北京、辽宁和山东成立了三家示范性 ESCO，采用 EPC 模式运作节能项目。三家示范性 ESCO 在 19972001 年 5 年间，共与 180 多家客户签订了 208 个节能项目合同，共投资 3.69 亿元人民币，历年投资额均以 40以上的幅度增长，分享到节能效益 5.41 亿元人民币。统计表明，其 EPC投资的内部收益率（IRR）超过 20。该项目促进了中国 EPC 的产业化发展，对中国社会与经济的可持续发展起到了重大作用，引起了中国政府的高度重视3。2004 年 4 月中国节能协会节能服务产业委员会(EMCA)成立，旨在推行合同能源管理，促成更多新节能服务公司的建立与发展。ESCO 从 2008 年底 129 家增长到 2009 年年底的 181家，增幅为 40.31%；据节能服务产业委员会统计，全国运用合同能源管理机制实施节能项目的节能服务公司从 2008 年底 386 家增长到 2009 年的 502 家，增幅为 30.05%。-2502001501005008.51 10.98 13.1018.9265.50195.32116.72003年 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年图 1 EPC 项目投资金额4图 1 给出了 EPC 项目投资从 2003 年到 2009 年的变化。可以看到，从 2006 年开始，EPC产业出现了加速发展的趋势，根据 Frost&Sullivan 的估计，到 2015 年，中国 EPC 投资额将超过 636 亿人民币5。2010 年初，中国政府密集出台了一系列鼓励 EPC 快速发展的政策，包括财政补贴、税收优惠、会计制度调整等各方面的扶持和鼓励。2010 年 6 月底，财政部和国家发改委联合发布了对节能服务公司进行审核备案的通知，共有超过千家企业进行了申请，最终备案企业为 461 家。从备案成功企业的地域分布来看，北京、山东、广东、上海、湖南是合同能源管理比较发达的省市。其中北京市以 72 家备案企业远远领先于第二名山东的 48 家。从名单看，东部沿海的经济发达地区的 EPC 行业相对发达，而与之对应的是，在西部省市少有从事 EPC 的公司。表 1. 第一批合同能源管理备案企业地域分布表城市北京山东广东上海湖南湖北陕西河南黑龙江浙江备案数72483531292221201919城市河北福建安徽山西四川重庆云南天津辽宁江苏备案数14141310101010998城市广西贵州吉林甘肃新疆江西宁夏青海西藏内蒙备案数8866522200从业务方向来看，主营相对比较集中，其中从事电机拖动节能的公司数达到 189 家，从事照明节能的公司达到 170 家。在 461 家公司中，和建筑相关的占到总备案公司技术的 28.7%。这一方面显示出过去几年国家层面对建筑节能的重视和推广的成效，也在一定程度上说明建筑节能的技术和资金要求相对工业节能较低，较易开展工作。表 2. 第一批合同能源管理备案企业节能业务分布表2节能技术电机拖动照明系统配电系统中央空调余热回收能源管理供热制冷余压回收无功补偿水源热泵技术备案公司数1891708883804729171715节能技术土壤源热泵技术工业窑炉围护结构谐波冰蓄冷技术泵系统节能改造余气回收空气源热泵技术地源热泵水源热泵备案公司数14988877733节能技术节能变压器富氧燃烧注塑机伺服节能技术电磁加热技术煤矿瓦斯发电电磁加热冷凝热回收蓄热式燃烧技术电梯节电器电、矿热炉备案公司数3332222211节能技术电弧炉节能复合燃烧烟气回收复合相变换热器技术流体输送节能技术通讯基站节能改造蓄热式高温空气燃烧技术蒸汽热力系统节能技术蒸汽减压能回收利用技术厨具节能改造备案公司数1111111111从备案公司情况来看，目前从事 EPC 业务的公司总体规模较小。从备案表中分析，在461 家企业中仅有不超过 10 家上市公司，而这些公司的主要业务收入也并不由其 EPC 业务带来，而是来自各自企业的节能相关产品和服务。这从一个侧面反映出中国 EPC 行业还处于萌芽期，主要由中小型企业构成。然而从备案后的产业动向可以看出，中国大型国有企业和跨国公司逐步发力于 EPC 行业，以中节能、国家电网、中广核为代表的大型央企和以施耐德电气、西门子、江森自控为代表的跨国企业都纷纷布局 EPC 行业，这势必将加剧 EPC 产业的竞争，也为 EPC 产业的升级转型带来了新的气象。3. EPC 在建筑领域的发展的特点和主要问题在既有建筑节能领域，EPC 从业公司主要针对公共和商业建筑，从事照明、空调和供热节能工作。倾向于选择投资回收期短于 2 年的项目和技术，签订的建筑节能 EPC 合同通常分享期不超过 5 年。主要采用的技术包括高效设备的应用、可再生能源利用、能源阶梯利用、系统优化、资源再利用、智能控制等方面。在新建建筑领域中，部分 ESCO 也采用 BOO（建设、运营、持有）模式，对区域供冷供热中心或冷热源进行投资和运营，并从收取的供冷供热费用中盈利。总结过去 10 年中既有建筑节能行业的发展，建筑节能行业中的 EPC 项目规模比较小，单个项目的合同额往往不到 100 万元，EPC 公司的员工数通常小于 50 人。尽管单个合同金额小，由于可产生 EPC 项目的建筑数目远远超过工厂数目，以及从业公司数量众多，建筑节能 EPC 产业规模并不小,但是，单个合同金额较小是既有建筑节能 EPC 的发展的核心问题。360%50%40%30%20%10%0%-10%-20%-30%3年 4年 5年 6年 7年 8年 9年 10年20%投资回报率 30%投资回报率40%投资回报率 50%投资回报率图 2 不同静态投资回报率项目的内部收益率（不考虑管理成本）通常一个建筑节能项目的静态投资回报率要高于 20%，个别甚至可以达到 50%以上。简单看来似乎利润率很高，是非常吸引人的业务。图 3 中给出不考虑管理成本的前提下，静态投资回报率为 20%50%，ESCO 公司 100%分享节能收益 310 年的内部收益率计算结果，从图 2 中可以看出，当静态投资回报率高于 30%的时候，合同金额如果超过 3 年，内部收益率远远高于 7%左右的银行利率。比如，当该项改造可带来 40%的投资回报率时，如果分享期是 4 年，内部收益率超过了 20%，效益非常显著。可是当考虑到项目规模和管理成本的时候，这些数字出现了很大变化。30%20%10%0%-10%-20%-30%3年 4年 5年 6年 7年 8年 9年 10年20%投资回报率40%投资回报率30%投资回报率50%投资回报率图 3 不同静态投资回报率项目的内部收益率（年人均投资额 100 万元）图 3 给出了考虑项目规模时的计算结果。考虑到建筑节能项目的复杂性、周期和平均合同额，如果一个 20 个人的公司，年均营业额为 2000 万，人均 100 万元，看起来经营比较正常。然而，如果对其内部收益率进行计算，可以看出，投资回报率低于 30%的项目不可能盈利，40%回报率的项目也需要 100%分享节能收益超过 8 年才能超过银行贷款利率，即使50%回报率的项目也要签订分享期长达 5 年的合同。而签订这样的合同，对于 ESCO 来说，难度很大。450%40%30%20%10%0%-10%-20%-30%3年 4年 5年 6年 7年 8年 9年 10年20%投资回报率 30%投资回报率40%投资回报率 50%投资回报率图 4 不同静态投资回报率项目的内部收益率（年人均投资额 200 万元）图 4 描述了当企业专注于大项目，或者通过内部管理，挑选比较容易实施并且提高工作效率，优化业务流程后，达到人均投资额为 200 万元的情况。这时可以看到投资回报率超过30%的项目存在使公司盈利的可能。图 3 和图 4 说明了项目大小与建筑节能 ESCO 公司生存发展之间有重要的联系。由于篇幅有限，本文没有给出考虑政府补贴收入时的影响。计算表明，政府补贴对于不考虑管理成本的简单内部收益率有 5%10%的提高，对考虑管理成本的内部收益率有 2%5%的提高，对于 ESCO 的生存和发展起到了推动作用。除单个项目规模较小外，融资困难也是也是造成建筑节能 EPC 行业发展较慢的原因之一。尽管在本次备案中，要求节能公司最少注册资本金不低于 500 万元，然而即使在单个项目较小的建筑节能领域，仅凭自有资金仍然是不够的，这就要求 ESCO 能够从各种金融机构募集资金投入 EPC 项目。尽管在国家制定的扶持政策中有专门针对金融扶持的内容，一些银行也有绿色金融产品，实际上中小企业得到银行支持并不容易。大量的中小项目分散在资信不一的 ESCO 中，而且建筑领域 EPC 客户的资信情况参差不齐，信誉和偿还能力不如大型工业企业强，客观上造成了银行、担保公司和其他金融机构对建筑节能中的 EPC 项目提供金融服务的意愿不强。除信誉问题外，此类金融机构又往往缺乏判断 EPC 项目风险的技术能力，对于技术风险也往往难以判断。此外，节能量的计量和认定也一直是 EPC 工作中难以解决的问题之一。在中国目前的商业环境下，企业诚信体制还不完善，节能量的计量和认定更是受到合约各方的高度重视。一个合理的节能量计量和认定方案应该能够公正真实地反映 ESCO 的工作成果，能够针对影响因素的变化进行相应修正，以及针对比较重要的不可控因素进行处理，保护合同双方的利益。对于 EPC 项目来说，节能量是项目的关键，如果没有清晰、可操作的节能测量与验证方法，是不能接受的。在 GB/T 24915-2010 合同能源管理技术通则中明确定义测量和验证是通过测试、计量、计算和分析等方式确定项目能耗基准及项目节能量、节能率或能源费用节约的活动。测量和验证方案作为合同的必要内容应充分参照已有的标准规范成果，并具有准确性，完整性和透明性，并可委托合同双方认可的第三方机构进行监督审核。然而，技术通则中引用的计算方法是 GB/T 13234 企业节能量计算方法，但其实际上对建筑 EPC 而言过于简单且难以适用。尽管引入第三方审核机构一定程度上解决了公信力的问题，但是客观上在项目执行前客户和 ESCO 仍没有权威的测量与验证依据，是制约建筑节能 EPC 发展的一个瓶颈。目前国际性能测量与验证协议（International Performance Measurement and Verification Protocol, IPMVP）是国际通行的节能效果评估规范6，尤其在北美，是首选的测量与验证协5议。我国应充分借鉴国际经验，加快编写符合中国国情的测量与验证标准。此外，在建筑节能领域，除了类似于 IPMVP 的一般意义上的标准外，还需要更详细的技术层面的指导文件，比如，水泵变频如何进行测量与验证，水蓄冷改造如何进行测量与验证等。如果有了非常固定可靠的测量方法，ESCO 在于服务对象沟通时，双方就可避免在此环节上出现纠纷，提高EPC 项目成功的机率。ASHRAE Guideline I4-2002 对各类设备和项目都详细描述了技术层面的测量与验证方法，对于美国建筑 EPC 行业的发展起到了积极作用，和 IPMVP 具有互相补充，互相解释的效果。4. 案例本案例数据源于华北某区政府办公大楼节能改造项目。根据近年的能耗资源消耗统计，本项目主要能源、资源的消耗为：直燃机的燃油消耗（占总支出的 31%）及电力消耗（占 28%）。其中燃油主要用于夏季制冷、冬季采暖及全年生活热水。而主要用电量包括了各类水泵、通风设备、楼内照明和办公设备以及其他动力用电。总能耗构成如下：自来水，176748吨 653966元, 6%天然气，86366m3220233元, 2%汽油,589676升电，3879045kWh2870494元, 28%燃油（柴油），505040升，3116097元, 31%3319876元, 33%图5 EPC案例总能耗构成图ESCO 通过能源消耗评估，对数据加以分析与研究最终节能改造的顺序和方法。具体如下：热力站节能改造：通过将主楼和辅楼的供暖方式改为市政热力供暖，既提高供暖舒适性，又可以节约采暖费用；直燃机优化运行监控改造；冷温水、冷却水变流量节能：对冷温水泵、冷却水泵进行了变频调速改造；末端空调节能改造：对水系统采取了分区控制及对新风机组采用远程监视系统、时间表控制及加装了变频装置；机房空调节能改造：新型热管/制冷复合型节能空调保证空调机组的高能效运行。各项节能措施可带来的节能效果如下表所示。表 3 各项措施的预期节能效益节能措施热力站节能改造节省用量62,309（升) 6节省费用（人民币，元）159,569.00直燃机优化运行监控冷冻水、冷却水变流量末端空调节能40,843（升）442,638 (KWh)13,997(KWh)252,000.00327,552.3910,357.63机房机电空调更新 15,966(KWh)总计11,814.66761,293.69本项目共预期节约标煤 193 吨/年，减少二氧化碳排放量 480 吨/年。图6 EPC合同模式本项目中，ESCO 负责提供技术服务及保障节能效果，主要设备通过向 EPC 财务租赁公司租赁。在定期还款租金全部完成后，设备所有权转让给业主。在 49 期还款的财务计划中，月还款额与最低节能金额一致，可确保业主零风险。而 60 期还款计划的月还款额低于保证的节能金额，业主可立即获得可观的先进收益。5. 结论本文对合同能源管理（EPC）的历史，在国内的发展进行了综述。结合数据，分析了在中国建筑节能领域中 EPC 发展的现状和主要问题。定量分析了建筑节能 EPC 项目规模对于ESCO 发展的制约，以及由此带来的金融融资困难的问题；文章还对节能的测量与验证进行了单独讨论，并建议中国尽快制定对应 IPMVP 和 ASHRAE Guideline I4-2002 的适用于中国建筑节能行业的标准。最后通过一个案例，解释了建筑节能合同能源管理的全过程中各个要素的体现形式。参考文献1 2009 中国统计年鉴. 国家统计局. 20092 周大地等. 2020 中国可持续能源情景. 北京：中国环境出版社. 20053 能效融资：国际金融公司中国节能减排融资项目影响评估. 世界银行独立评估据局. 20104 沈龙海. 大力推行合同能源管理节能机制. 20095 ESCO Business in China. Frost&Sullivan. 20086 International Performance Measurement and Verification Protocol, EVO, 20027