【原创】+1知药丨达成双碳目标，中央空调的CO₂目标减排量5亿吨/年，药厂冷源节能方案来助力_行业新闻_资讯

作者：闫悦

想知道一年我国全年的碳排放总量是多少吗？制药厂有哪些节能减排的措施助力我国双碳目标的达成，阅读本文能帮您找到答案及解决办法。

4月21日，+1大会·云—国际制药产业云峰会圆满落幕，南京天加环境科技有限公司高级工程师闫悦在“精益生产专场论坛”分享《基于双碳背景下的药厂冷源节能方案》，为大家在药品生产过程中的节能降耗提出了具体的解决方案。本文根据嘉宾报告内容整理，经演讲嘉宾本人确认并同意公开分享。

闫悦南京天加环境科技有限公司高级工程师

空调节能减排的使命，达成双碳政策目标，空调CO₂减排量目标为5亿吨/年

2020年，中国总碳排放量已经达到102亿吨，其中外购能源电力、热水和蒸汽，总占比51%。其中工业厂房和公共建筑的外购能源总占比达36%，其中中央空调外购能源占比55%。因此，综合计算可得，工业厂房和公共建筑的中央空调运行碳排放在全国总的碳排量中占比达到20%，工业厂房和公共建筑的中央空调的节能势在必行。
如果空调的能耗密度不变，2030年全国一年的碳排放量将达到140亿吨以上，其中由中央空调产生的碳排放量是24.8亿吨。经过测算，为响应中国2030年碳达峰的目标，中央空调的目标减排量要达到5亿吨/年，空调节能减排是达成双碳目标的重要措施之一。

药厂冷源系统能耗高的原因：设备选型偏大、设备运行效率低和系统管理粗放

设备选型偏大造成能耗增大，综合形成的原因是设计、选择过程考虑余量等问题。常规冷源系统的设计是根据当地气象资料，结合药厂的运行特点、考虑最大的运行能量需求，通常还会设计10%-20%的余量。进行设备选型时，考虑生产中超负荷的特殊需求，又将放大15%-20%的余量，结果就会导致主机水泵以及冷却塔设备都有较大的余量。
定频运行是设备能效低的原因之一。传统的数控系统中，冷冻泵、冷却泵以及冷却塔基本采用定频设备，输出功率是恒定不变的。在实际运行中，整个系统通常处于部分负荷运行，定频运行会造成水泵和冷却塔存在很多不必要的耗电。冷水机组中常规的螺杆机和离心机也都是定频的，即使在选型中选用COP设计比较高的机组，实际部分负荷运行中，冷水机组同样不能够实现很高的能效。
系统管理比较粗放，人工凭经验调节开关易造成能耗浪费，缺少可靠的空调智能调节系统，造成整个药厂的空调能源浪费。整个药厂空调通常都没有安装智能控制系统，并没有办法精准的根据冷源需求调节，都是人工根据经验进行冷源和空调设备的开关调节，因此系统也没有办法保证高效运行，造成很多的能源浪费。

制药企业制冷机房现状与节能方向

美国ASHRAE和新加坡绿色建筑有关于制冷高效机房的标准要求，全年平均能效比≥5.0，中国的指标要求≥5.5。但现实和目标要求相差较远，中国制冷机房平均的综合能效（SCOP）仅仅在3.0-4.2之间，平均为3.6，能效值其实非常低。同时没有冷源系统的能效评价体系，对供应商没有统一的评价标准，供应商之间也没办法执行诚信体系竞争，相互制约度也不高。
药厂空调用能占比主要包括冷源系统、热源系统和末端系统。其中冷源系统包含冷水机组、冷冻（却）泵、冷却塔。末端系统包含净化空调、排风机组等。整个药厂的能耗中，暖通空调系统能耗占总能耗比占通常达到50%甚至70%以上，存在巨大的节能空间。冷源系统的能耗在整个空调系统中占比超过55%，所以，冷源系统部分是最重要的节能空间来源，最根本的节能可从冷源系统优化开始。

节能降碳-全生命周期成本更低的高效机房解决方案

四个方面优化制药空调冷源，提供制冷机房节能解决方案：系统深化设计、主动寻优电控、三方实时云端监测、可复制的财务投资模型，成功实现制冷机房SCOP达到6.5到7.0。

系统深化设计
三个方面着手深化机房的系统设计：主机部分实现高效合理配置；输配系统实现系统节能优化设计；进行BIM建模工程预制。
高效主机合理配置是基于精细化符合预测使用需求的冷水机组比例配置，综合实际需求应用、考虑初始投资和实际运行的节能情况，我们推荐普通机组和磁悬浮冷水机组的占比分别是50%-70%以及30%-50%。磁悬浮冷水机组选用全球运行超过1万台，全球市场占比达到了30%的SMARDT品牌。在过渡季节以及部分负荷运行的时候，磁悬浮机组COP甚至可以高达32.1。合理的配置比可以实现财务投资平衡合理，节省30%的成本。
根据用户的需求特性进行系统节能优化设计。第一：可通过精细化冷却水的设计和选型来减小系统的逼近度，可实现能效提升至少6%。第二：通过自动调节冷水的温度，可有效提升主机的能效3%-8%。第三：合理大温差的设计降低水流量，同时进行超低水阻的系统设计，综合能够有效减少30%的水系统能耗。
安全高效的BIM建模工程预制。BIM设计模拟施工，大幅度提升机房施工的准确性和效率，可实现施工现场0焊接、0损耗、0变更，48h完成机房施工。同时可精准定位各传感器的安装位置，测量效果更精准。

主动寻优电控
天加已经服务了4000多家GMP药厂，在制药行业具有丰富的项目经验。基于对药厂空调应用场景和业态特点的深刻理解，天加可以提供基于主动寻优技术的控制二次开发。第一步，提供更加准确的负荷预测；第二步，在控制系统运行后，系统同步进行大数据分析；第三步，基于数据建模，深度学习算法，实现主动寻优电控；第四步，结合策略执行能够让机房在不同时间及条件下均可实现最优的SCOP的运行状况。

三方监测平台：能效诚信体系评估节能解决方案，提升能效指标的可靠性
搭建用户方、设备方以及国家权威机构三方监测平台，真正实现数据的可靠性。同时，在能效诚信控制系统中嵌入了区块链，保证运行的数据不可篡改。三方组织真正能够实时看到节能数据，实现节能看得见。同时，能效诚信体系作为指标交付的必要条件，通过这个平台监督系统能够真正实现节能指标的可靠性。

可复制的财务投资模型
天加已经从单一的设备销售转型成为节能指标可量化的系统交付专业化EPC（设计-采购-施工）模式，该 EPC模型在专业领域进行复制，倡导客户“看得见的节能”，即诚信。另外，天加致力于社会化的财务投资模型，EPC转化为EMC（合同能源管理）模式，达到可复制的财务投资模型，引领并推动整个行业的进步。大家可以采用EMC的模式，做到初始0投资，建造或改造高效制冷机房。

真实节能案例展示，综合能效提升与投资创新模式获得环保业大奖

长春金赛药业的制冷机房改造后，节能率达到44%，节电681万度，折合节省标煤两千多吨，减少CO2排放5600多吨。可孚医疗采用6台VTX磁悬浮的冷水机组，以及主动寻优电控系统，预计SCOP的能效可以达到6.0。深圳国药致君药业采用SMARDT磁悬浮冷水机组，节能率可以达到38%。
天加凭借建筑制造系统综合能效提升与投资创新模式获得了全球环保业含金量最高的奖项—美国保尔森可持续发展奖。
全生命周期成本更低的技术路线在多个专业领域可复制应用，目前有4000家药厂选用天加中央空调设备。在地铁、轨道交通、大型的公共建筑、电子厂房、数据中心等同样适用。

“用真实可量化的数据，复制到各个专业制程场景，用数字和结果体现经营企业的诚信价值观。”

+1大会·云—国际制药产业云峰会“精益生产专场论坛”，176-195分钟时间段回看内容：南京天加环境科技有限公司高级工程师闫悦分享的《基于双碳背景下的药厂冷源节能方案》。