当前位置:首页 > 企业管理 > 企业管理

国家电投:一扇窗,看到能源转型

时间:[2017-05-03 ] 信息来源:中国电力报
作者: 
浏览次数:

  清晨,穿过首都北京金融街熙熙攘攘的人流,沐浴着久违的朝阳春光,不难发现国家电力投资集团公司的总部办公楼。较之以往,这个金融街南端的标志性建筑现在有了新的注解———智慧能源示范工程,玄机就在那整齐划一的窗口和玻璃幕墙之中。

  国家电力投资集团公司(简称“国家电投”),正从自身开始、从总部办公楼开始变奏,将奉献绿色能源的使命担当唱响。一直以来,这家电力央企坚持以先进能源技术创新为驱动,以清洁能源开发为主导,致力于成为可持续的绿色能源供应者。

  这一次,由国核电力规划设计研究院有限公司(简称“国核电力院”)总承包的国家电投总部办公楼智慧能源示范项目,全景实践创新、协调、绿色、开放、共享“五大发展理念”,演绎着“光伏+智能楼宇”为核心的综合智慧能源进行曲,打开了以创新引领能源结构调整的全新天地。

  综合智慧能源大楼的完美升级

  在城市中心,建筑能耗高是每一栋摩天大楼的通病,也是造成城市热岛效应的重要因素。南向长安街、高60米、建成于2005年的国家电投总部办公楼也不例外。超过10000平方米的建筑表面积,直面东南西三向采光,让楼内一年要度过八个月的漫长“温室期”。

  “南北侧温差大。南侧基本是刚结束供暖季,就迎来30多摄氏度高温。空调制冷季要从4月一直延续到11月。夏季高温时,就像进了火焰山,空调基本不起作用了。”每一个在这里工作过的人,都会留下类似感叹。过于“热情”的阳光,也带来了惊人的能耗。盛夏时节,仅空调的耗电量就高达15000千瓦时/天、消耗电费高达20000元/天。

  好消息是:改变已经发生。

  改变,起始于2016年3月上旬的一天清晨。国家电投董事长、党组书记王炳华把办公厅主任王子超、办公厅副主任兼董事办主任张进凤等同志和相关单位的技术人员叫到一起,拿出几张用铅笔在A4纸上画的草图,向大家讲了以“智慧能源理念”改造总部办公楼的构想。此前,他已经带着大家进行了多次的现场调研和技术分析。

  2016年4月8日,国家电投党组召开会议,研究并通过了国核电力院提交的项目总体设计方案。这次,对项目的示范性和先进性也提出最高要求,强调“一定要让这次升级改造成为样板和典范,为我国深化清洁能源利用和发展综合智慧能源作出一个表率。”

  王炳华叮嘱项目团队,一定要在不改变外立面、不影响建筑内工作秩序、满足采光需求和具有高度可实施性的前提下,有效降温、有效利用太阳能、有效降低建筑能耗,一体化实现光伏发电、降温降耗、节能减排、减少光污染等多重效果。

  随即,作为总承包方,国核电力院的项目部成立,立即展开了施工招标、设备招标、手续办理和后续设计及设计优化等工作,8月,项目正式开始施工。2017年3月27日,国家电投总部办公楼智慧能源示范项目实现正式竣工并投产发电240小时。

  该项目充分利用建筑幕墙和屋顶的有效区域,采用光伏发电技术,用一栋大楼的表面积,实现了采光、隔热、发电等多重效果,实现了能源的多级综合清洁利用,使楼宇内部舒适度大幅提高,使建筑节能降耗与光伏发电达到了有效互补的理想状态。

  改造后的光伏组件幕墙,装机总容量为170.66千瓦,在25年使用期内平均年发电12.69万千瓦时;节约能耗70.9万千瓦时,能够满足1000个家庭的年用电,可供一台电动汽车行驶440万千米,相当于环绕地球110圈。

  除了节能,减排的贡献也非常明显。与常规燃煤电厂相比,该项目每年可节约标准煤耗275.8吨,减排灰渣99.84吨,减排二氧化硫5.43吨,减排氮氧化物12.53吨,减排PM101.5吨,减排二氧化碳825.9吨,相当于在北京金融街种下45000棵树,停用150辆小汽车。

  尤为值得关注的,是该项目的节能降耗投资收益率高达9.37%,仅用8年半就能收回454.5万元投资,光伏发电和节能收益在25年设备周期里,可累计创收2373.5万元。如果考虑到政府每年因此节省下来的高温补贴费,经济效益则更加可观。

  从构想,到设计,从施工,到实效,这个北京市节能降耗示范项目、BIPV建筑光伏一体化示范项目,全过程、多方位诠释了创新、协调、绿色、开放、共享“五大发展理念”的实践魅力。

  光伏节能幕墙技术的全新体验

  这是一场看不见硝烟的创新战役。

  国家电投办公厅、战略规划部、财务与资产管理部、火电与售电部、水电与新能源部、安全质量环保部等部门联手,推进着整个项目务必要打赢这场创新战。在研究论证阶段,办公厅的同志就提出,项目务必要采用技术成熟、运行可靠的方案,确保稳定可靠运行;水电与新能源部的同志则提出,作为整个集团的示范项目,技术方案和设备选型,都要具有先进性和示范意义;战略规划部和火电与售电部的同志共同表达了项目没有先例、效果能否达标的关切……

  在前后几十次方案讨论会上,他们与设计人员一起头脑风暴,广征博引,只为第一次就能做到最好。在项目方案评审会上,他们逐个问题的论证,逐个环节的评审,逐套方案的比选,以对示范项目表率意义的追求与考究,牵引和推动整个项目找到了最佳方案和路线图。

  响应这种重视、关切和牵引,作为项目总承包单位,国核电力院的项目团队经过现场踏勘和图纸复核,抓住了问题的关键———建筑外立面的明框式玻璃幕墙。这种在十几年前属于主流的材料,采用的是内部中空双层LOW-E玻璃,质保期仅10年,传热系数远高于现行标准,与密闭房间极容易形成温室效应:微正压通风系统中,房间内无法形成空气对流,开窗和新风系统降温的效果微乎其微。

  按照综合智慧能源的先进理念,国核电力院的项目团队创造性地将光伏节能幕墙技术应用到这一建筑节能降耗工程中,从有效降温、满足采光、利用太阳能、降低建筑能耗、不改变外立面、不影响建筑内工作秩序和高度可实施性等多个角度优化技术方案,瞄准减少太阳辐射、改善传导方式、加速空气对流3条主要途径,综合考虑了景观效果、降温节能、结构承载力、工程量、成本收益、消防安全、重点难点等多重技术指标,最终提供了包括BAPV独立光伏幕墙、BIPV透光型光伏节能幕墙、智能光伏百叶窗在内的12套解决方案。

  “12套实施方案都是心血之作,给自己家装修都没这么用心。”项目团队建筑主设人周雅慧用“谋无遗算、详尽细致”概括自己在项目中的状态。是啊,开展一个前所未有的创新项目,12选1的呈现是必须的,12分的努力也是必须的。项目总工程师李东建带着技术团队一次次现场踏勘,爬楼顶,钻地沟,只为数据更加精确。结构主设人杨涛回忆起2016年清明节假期加班的场景说:“大家对于技术的分析真是到了极致,会为了一个新想法在凌晨两点电话不停。”

  这是一个具有首创意义的项目,鲜有先例可以借鉴,项目团队慎之又慎,按照设计方案先在12楼搭建起一个“样板间”,推演方案,检验效果。2016年8月29日,国家电投的领导同志和员工代表一起走进这个“样板间”,实验性的勘查施工质量,体验节能降耗效果和现场成品保护效果。

  经过教科书式的研发过程和“样板间”的实效演示,项目确定了在采光区和非采光区分别使用高透光低辐射双银LOW-E玻璃和BIPV光伏组件的方案。这种看起来和普通玻璃一模一样的BIPV光伏组件,光电转换效率可达9.44%,不仅能够有效利用照射在建筑表面的太阳能发电,还可以凭借透过系数仅为原玻璃1/5的巨大优势,减少室内太阳辐射60%;而采光区的双银玻璃,能够在高透光的同时降低传热系数21%。综合起来,平均降低室温5~8摄氏度,大幅缩小了南北侧温差,冬暖又夏凉,保温又保冷。“改造后楼内南侧的温度降了下来,舒适度好多了,空调制冷季比以往也大大推后了。”国家电投办公厅行政后勤板块负责人于宪章说。

  这样一来,使该项目在利用建筑幕墙发电的同时,大大减少了室内太阳辐射,一举实现了集光伏发电、降温降耗、节能减排、减少光污染于一体的最佳效果,建筑室内视觉效果与原有装修风格完全统一,建筑外立面造型也得到了延续。

  张进凤说:“室内温度舒适了,大家对阳光的好感又回来了。从外面看,整个大楼南侧的外立面像一面镜子一样,蓝天、白云跃然其上,比原来更整洁、更漂亮。”

  精细化过程控制的实时响应

  “只要时间允许,王炳华董事长每天都会来到项目现场,亲自检查施工的情况”。项目副经理安进贵说,“国家电投办公厅、火电部、水新部和安质部等部门的同志,通过定期检查和抽检,在过程中促进我们把安全、质量和进度等工作做到最好。”

  与在新建楼宇上开展光伏应用不同,该项目能够充分利用现有基础条件,让极小的施工量和极高的友好度相得益彰,达到超乎想象的改造效果。纵观整个实施过程,也是跨沟过壑,诚意创意接连不断。

  国家电投火电与售电部熊建明说,“按照核电建设的质量标准来建设,过程和结果自然不一样。”5652平方米幕墙,综合荷载由每平方米54千克增至87千克,涉及300根钢梁,500多个数据需要一一校验,土建主任工程师储红霞就是用自己在核电站设计中的经验,将高标准始终贯彻其中。

  BIPV光伏组件幕墙属于定制型产品,施工中发现,在经过衰减周期过后,其技术质量参数仍高出厂家承诺数值的30%以上。换句话说,设备质量太好导致了系统之间的不匹配。“比质量更重要的是精确。”电气主设人王霞,经过反复测试和计算,模拟了各种运行工况,最终圆满解决了这个“过犹不及”的问题。

  针对多样的室内分区和装修风格,设计人员对每一间会议室、办公室、会客厅和休闲区都进行了差异化分析,将1854平方米范围内的1858块BIPV光伏组件,逐一进行编号,对设计、制造、检测、安装、调试提出了很大挑战。虽然没有先例可鉴,项目团队还是保持了科学的态度和成熟的自信。每当遇到新难题,项目总工李东健和设计总工程师胡彬都会集中团队智慧,把任务细化分解,明确主攻方向,让需求及时落实到设计之中。

  “这个工程的一个特点就是高空作业。”国家电投安全质量环保部祝文伟说。进入建设实施阶段,施工与办公交叉、大量高空作业等课题接踵而至。项目部将工期安排与设备摆放全面融入日常办公和周边环境需要,全程没有掉落一个螺丝。经常有人出了一次短差、开了大半天会议回来,就发现办公室已经旧貌换了新颜。如此精细化的管理,涵盖了项目阶段报审、政府街道协调、补贴申请、设计协调、进度及造价控制、现场质量管理、安全论证及监督检查、并网验收、后期运维等全过程。

  为了实现并保持这种项目健康状态,那段时间,项目组成员则始终处于24小时待命状态。他们中间,项目经理席占生5个多月吃住在现场,项目副经理安进贵完全顾不上刚出生的孩子,项目设总胡彬更是不知不觉间掉了50多斤体重。

  通力的合作,实时的响应,让该项目在全程得到了无微不至的呵护,最终实现质量合格率100%、安全事件零发生。

  低排放友好型建筑的无限可能

  当炙热阳光变成和煦照明,高能耗燥热变为友好型舒适,在让所有人感到惊喜的同时,也开启了一种能源替代、需求侧管理的全新方略。

  蜕变与升华,在无声无息中悄然完成,虽没有以往项目现场那般浩荡宏大,却是对工程品质的更高级要求。

  示范工程建成后,楼宇管理人员可以通过手机配套的APP随时查看整座楼的发电量、设备运行情况等各种相关信息。同步获得信息的还有设备厂家及参建各方。维护检修周期、设计数据、运行数据……也是一览无余。对此,物业办公室的马主管非常开心:“以前,我的座机总是被打爆,自从示范工程开始建设,投诉电话明显少了!现在大楼的用电数据真给力,真是省钱省力呀!”

  实际上,由绿色共享给这座建筑带来的新感觉才刚刚开了个头,未来,把电、热、气、水等能源综合智慧利用起来,将成为下一个目标。

  从该项目的成果横向来看,应用光伏幕墙技术建设低排放友好型建筑的效益是惊人的。以北京市西城区为例,这里有近100万平方米建筑外立面,如果全面实施建筑光伏一体化改造,平均每年可节约耗电量1亿千瓦时,能够满足14万户家庭的生活需求。

  如果将视野面向全国,推进低碳智慧型城市建筑作为十三五发展规划的新举措,预计将建成5000个超低能耗建筑,建筑面积超过1亿平方米。

  在项目建设过程中,王炳华一再叮嘱项目团队,在施工过程中要边干边总结,投产发电后要做好数据统计工作并与可研报告设计值进行对比,做好工程复盘和经验总结,建立好示范作用,为后续工程提供经验支持和参考样板。落实王炳华的要求,国核电力院的项目团队在项目建设中和投产后认真开展了工程经验总结,形成了一系列具有示范意义的标准化成果,为后续更多综合智慧能源的项目落地做好了建设经验的储备。

  作为国家电投综合智慧能源项目审查单位,国核电力院已经完成或正在承担着徐圩新区、延安新区、兰州新区等多项综合智慧能源规划和河北馆陶工业园、东莞立沙岛等落地项目,已经具备了综合智慧能源标准编制、技术研发、厂址规划、工程设计、总承包建设全过程、多方位技术支持和服务能力。

  作为在全部电力装机容量中清洁能源比重占42.9%的中国五大发电集团之一,作为我国三大核电开发建设运营商之一,国家电投本身就具有鲜明的清洁发展特色。现在,它正在实施“弯道超车”总策略,力求当好核电自主化发展的引领者、能源革命的推动者、“一带一路”倡议的实践者和国企改革的先行者,在核电强国梦、绿色能源梦征程上迈出扎实步伐。“综合智慧能源”这一新生动能,恰被国家电投视为“弯道超车”的一个重要动力源,被用心打造着。

  国家电投总部办公楼智慧能源示范项目的建成投运,不仅让走进这座大楼的人们切身体验到综合智慧能源带来的变化,也让人们感受到国家电投从总部开始、从手边的一扇窗开始,投身清洁能源革命、全力实现“弯道超车”的信心与决心、表率与引领。

  王子超介绍,国家电力投资集团已经开始从总部办公楼面向全体在京单位和各区域公司、二级单位,大范围推广建筑光伏一体化和分布式智慧能源,为提高城市环境质量、创造良好城区形象和国际影响力做出积极贡献,塑造更多典范。