低碳经济背景下高校能源管理平台的应用研究

摘要：联合国大会宣布中国碳达峰及碳中和时间表，中国的承诺开启了一个新时代，整个能源体系、经济体系和技术创新体系都以碳中和为目标，实现绿色转型。将信息技术与建筑物运行能源管理相结合,是降低建筑物生命周期内碳排放量的有利探索方向之一。本文对能源信息化平台展开探析，寻找典型校园节能减排的方法，为我国绿色转型登上一个新的台阶带来促进作用。
关键词：能源管理 低碳 信息化 校园节能

1引言
  我国于2012年起，由教育部发文提出教育信息化的10年建设规划,希望通过整合各类教育信息平台,建立涵盖全国的各级別和类型学校的教育管理信息系统。随着互联网技术发展及5G信息网络搭建，教育信息化建设在近年跳跃式发展。2021年教育部在年度工作重点中明确,要进一步推进教育信息化建设，形成教育系统数据目录，其中数据可溯源,可有序共享。在信息管理系统推陈出新的同时，校园能源管理也遇到了新的挑战。据教育部《2019年全国教育事业发展统计公报》统计，截至2019年底，全国各类高等教育在学总规模4002万人，普通高等学校校均规模11 260人。近几年高校年总能耗已约为全国生活消费总能耗的10%。高校是肩负教育、科研和社会服务重任的基地，也是资源能源消费的大户。我国教育信息化建设经多年探索,随着互联网发展和信息化平台的普及，高校对信息化平台的需求随之提高。据统计建筑运行阶段碳排放量占全国碳排放比重约21.9%,这使得建设节约型校园过程中,能源管理成为校园信息化管理中的重要组成之一。加强校园供热、通风、空调、照明等用能设备维护管理具有重要意义。中国在国际社会上宣布碳达峰和碳中和的时间节点后，高校作为重要的社会构成之一，节能降耗迫在眉睫。

2应用背景
  由二氧化碳等温室气体排放引起的气候变化成为21世纪全球人类面临的挑战。2018年全球温室气体排放量约556亿吨二氧化碳当量，碳排放名列前五的国家排放全球62%的温室气体，依次为中国(26%) 、美国(13%) 、欧盟27国(8%) 、印度(7%)和俄罗斯(5%)叫这其中能源活动是全球温室气体的主要排放源,2017年能源活动排放量占全球温室气体排放总量的73%。通过能源管理，合理降低能源消耗同时提高单位能源利用效率，目的是为了降低碳排放。
2.1 国际背景
  美国作为世界能源消费大国，一直重视对于能源利用技术的科学研究。2005年通过了《能源政策法案2005》,通过对能源节约予以立法并严格执行，为能源节约建立法律依据。 又通过《太阳能供暖降温房屋的建筑条例》等政策法规，给节能技术使用者予以减税优惠，鼓励绿色新能源推广。美国新任总统Joe Bien上任后就签署行政令重返《巴黎协定》，并计划
2050年之前实现碳中和目标。德国作为欧洲发达国家，自身能源紧缺但能源需求大，因此重视能源利用并制定了完备的节能规范。2002年德国将《建筑保温规范》和《供暖设备条例》等合并，制定出新的建筑节能法规《德国节能规范(2002)》。随后在2004年至2007年，连续4年更新《德国节能规范》修订版。日本作为岛国能源资源匮乏，因此一直重视能源利用效率,并因其高效率的能源利用获得世界认可。全球已有44个国家和经济体在2020年底之前宣布碳中和目标时间，部分国家碳中和目标时间图1所示。

图1 典型国家或地区碳达峰及碳中和时间表
 

2.2 国内背景
  国家要员在2020年9月出席第七十五届联合国大会一般性辩论会时宣布，中国将提高国家自主贡献力度，采取有力的政策措施降低二氧化碳排放，力争于2030年前碳达峰.2060年前实现碳中和,典型国家碳达峰及碳中和时间如图2所示。 中国的承诺开启了一个新时代，整个能源体系、经济体系和技术创新体系都将以碳中和为目标，实现绿色转型叫美国、德国、日本等发达国家更早地实现了工业化和城市化，已经实现了碳达峰并进入下行通道，而中国仍处于碳排放增长区间内。尽管面临诸多困难，但在国家政策支持下，在全社会达成共识下,在绿色低碳技术迅速发现下，中国有信心在承诺时间内实现碳中和目标。
2.3 技术背景
  实现碳中和的八大重点领域中包括建筑领域和信息技术领域。建筑领域中包括节能改造、零碳供冷暖建筑、电气化和多能源互补系统。2019年中国建筑节能协会能耗统计委员会测算，中国建筑业碳排放量仍在增加，预计高峰时间在2039年左右。2018年建筑运营阶段碳排放量占比21.9%的碳排放量，主要来自住宅和工业供暖及制冷冋。电气化是实现建筑零碳排放的第一步，目前国内制冷、照明、家用电器已经全面电气化。为了使建筑物的排放接近于零，供暖设备也要脱碳，例如使用热泵技术。信息领域则包括智慧建筑、智慧能源、智慧生活方式和健康等。信息通信技术的广泛应用正在改变社会.它可以助力各行业的碳减排和碳中和。有可能在未来10年内通过信息通信技术帮助全球碳排放量减少20%o大数据、物联网、区块链等技术结合能源、建筑、交通、工业、农业等行业，均可推广应用场景以减少碳排放。因此将信息技术与建筑物运行能源管理相结合，是降低建筑物生命周期内碳排放量的有利探索方向之一。

3 应用分析
  高校信息化开始于20世纪80年代中期，早期从普及电脑操作到第一代校园网络建设，中期校园网络覆盖率及网速升级并与数字校园门户整合。近年来基于无线网及4G网络的校园门户网站内的业务与服务开始整合，并向手机等移动办公设备覆盖。2018年4月，教育部发布《教育信息化2.0行动计划》，预计2022年基本实现数字校园建设覆盖全体学校,随之发展基于互联网的教育服务模式。
  校园能源管理是校园信息化管理中的重要组成。2007年教育部为贯彻落实《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》精神，发布《教育部关于开展节能减排学校行动的
通知》，启动“节能减排学校行动"。行动从节能减排措施、节能环境教育、节能主题宣传、节能社会实践等各个方面开展。2013年《教育部关于勤俭节约办教育建设节约型校园的通
知》发布，再次强调建设节约型校园的重要意义，要求抓关键环节实行精细化管理，加强校园供暖、空调、照明等主要用能设备维护管理，强化节能措施冋。近年来国内大部分高等院校都建立能源管理信息化平台，以校园园区作为高校能源消耗及管理边界进行分析，其具有以下典型特点：①教学、科研、 生产、生活功能齐全，各类能耗消耗关系复杂;②人员密集且随教学科研活动具备固定流动性，能源使用随之具有潮汐特性；③重人才培养和科学研究，但对校园能源使用及成本核算意识较为淡薄。

3平台部署硬件选型
3.1电力监控与运维平台
 

3.2后勤计费管理
3.2.1宿舍/商业预付费平台

3.2.2充电桩管理平台

3.2.3智能照明管理

3.3能源管理系统

4 结束语
  通过高校综合能源监管信息平台的使用, 可以更加方便快捷地寻找到既有建筑节能普遍规律及改造方向。对于投入使用一年的建筑，通过计算分析建筑固有的碳排放量和标准运行工况下的碳排放量，可进一步采取相关节能减排措施降低碳排放。对学校内的建筑物运行、设施设备维护、水电能源消耗,提供了有力支撑，实现了节能降耗及运行维护的有机结合。进一步挖掘信息平台的运用方法，对提高校园能源管理能力，提升校园能源使用效率带来更多益处。

参考文献
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[2]傅志华，程瑜，许文，等.在积极推进碳交易的同时择机开征碳税[J].财政研究，2018(4):2-19.
[3]安科瑞高校综合能效解决方案2022.5版
[4]安科瑞企业微电网选型手册2021.10版