碳足迹管理体系为工业节能市场继续加码

近日，国家发展改革委、工业和信息化部、市场监管总局、住房城乡建设部、交通运输部等部门联合印发《关于加快建立产品碳足迹管理体系的意见》（发改环资〔2023〕1529号，以下简称《意见》）。《意见》提出， 适时将碳足迹管理相关要求纳入政府采购需求标准，加大碳足迹较低产品的采购力度。 以电子产品、家用电器、汽车等大型消费品为重点，有序推进碳标识在消费品领域的推广应用，引导商场和电商平台等企业主动展示商品碳标识，鼓励消费者购买和使用碳足迹较低的产品。

《意见》的推出将有利于推动产业升级，助力企业节能降碳。建立碳足迹管理体系，确立降低产品碳足迹的导向，有助于生产企业系统掌握各环节能源资源消耗和原材料碳排放水平，进而有针对性开展节能降碳改造， 提高生产工艺和技术装备绿色化水平，持续降低产品碳足迹。

在产品生产过程中降低碳足迹并非易事，据资料显示：工厂建筑平均能耗达到了130千瓦时/平方米，其中， 空调、采暖及热水系统占建筑运行能耗的50%，高能耗企业大头是制冷的消耗。

在生产过程中，制冷站的耗电占工厂运行总能耗的相当大比例。高耗能企业能耗大：电子芯片工厂制冷站能耗约为工厂总能耗的18~25%；食品和饮料行业工厂制冷站能耗约为工厂总能耗的30~35%；汽车制造行业工厂制冷站能耗约为工厂总能耗的10~15%。新政策导向下，将进一步推动高能耗企业在产业升级过程中的节能改造， 并对空调系统节能性提出新的要求。

针对降低空调系统在运行阶段的碳排放。李先庭等人在《碳中和背景下我国空调系统发展趋势》中分析了影响空调系统碳排放的主要技术因素和非技术因素：

影响空调系统运行过程碳排放的主要因素

1） 冷热源及输配系统效率
在冷热源方面，提高冷水供水温度和降低热水供水温度往往能够明显提高空调系统冷热源机组的能效水平。但是，目前我国空调系统设计和运行大多仍然按照传统冷水供回水温度（7 ℃/12 ℃）及供暖热水供回水温度（60 ℃/50 ℃），有较大节能潜力。在输配环节，目前主要依赖阀门实现冷热量的分配和调节，导致输配系统实际运行效率仅为30%~50%，有显著节能空间。除此之外，空调运行过程中往往产生大量废热，如能采用热回收技术将这些排热收集起来并加以利用，则既可减少环境污染，又可显著提高冷热源效率。最后，积极应用清洁能源技术也是减少空调系统碳排放的有效途径。

2） 空气处理过程效率
传统空气处理过程主要采用冷凝方式降温除湿，由表冷器将空气温度降到露点温度以下除湿后再热送入室内。不考虑被处理空气温度的差异，不论是新风还是循环风都采用同一温度的冷热源对空气进行处理，会导致能量品位错配。大量原本可以由更高温冷水和更低温热水处理的空气负荷均采用低温冷水和高温热水处理，导致能源浪费。在实际中，甚至还会出现除湿后加湿的现象，导致大量的冷热抵消。在加热和加湿过程中，也存在大量直接采用电或高品位热量处理空气的情况。

3） 运行调节
目前大量空调系统还未实现自控，即使实现自控的空调系统，其运行控制仍以基于PID的传统控制方法为主，虽可满足空调系统的调节需求，但并不能完全保证各设备的运行效率最优，也不能保证系统层面的负荷分配协调及系统控制最优化。

由于空调系统形式多样，且运行过程中设备性能也会不断发展变化，未来需要在原有PID控制的基础上，通过对空调系统实际运行数据的分析，发掘负荷的变化规律，并挖掘设备及系统用能效率与设备运行频率、负荷分配计划、设定温度目标等设备运行设置的关系，制定高效且满足舒适性要求的控制计划，从而进一步提升空调系统的自动控制优化能力，建立更高效的智能运维系统。

4） 空调系统消纳可再生能源能力
传统空调系统设计时基本不考虑其用能柔性，蓄能技术在空调系统中的应用也不多，从而导致现有空调系统消纳可再生能源的柔性不足。为实现低碳发展，未来建筑自身将与可再生能源紧密结合，送入建筑的电力也会包含大量可再生能源电力，这就要求未来空调系统有足够的柔性应对间歇、不确定的自然能源供应方式，从而消纳更多建筑内生产和来自电网的可再生能源电力。

1） 设计标准
现有设计计算方法往往以满足极端工况下的空调需求为目标导向，而极端工况在系统实际运行过程中往往很少出现，设备容量普遍偏大；同时，由于建设资金来源、室内参数保障责任、设计和建设费用分配等方面机制不完善，导致大量空调系统的设备选型过大，不仅使得设备不必要闲置，而且导致大部分工况下系统运行效率较低。

2） 设备标准
目前各类设备标准中的系统性能主要是在特定的实验工况下确定的，但现行低碳标准对碳排放量做出的要求均是针对实际应用时的复杂工况提出的，这与传统的空调行业标准中大多数系统性能均在特定实验工况下定义的情况尚有一些偏差。目前以实际运行条件下的系统能效为尺度，体现设备智能化控制水平差异性，包括限制空调系统全寿命周期碳排放的设计要求的评价标准尚未建立。

3） 政策因素
现有空调行业标准规定了房间空气调节器的能效等级、能效限定级及试验方法，但在政策方面缺少针对限制空调系统全寿命周期碳排放的设计要求与问责机制，这就导致许多厂家及客户会选择低效、便宜的空调设备和组件，进而导致空调系统运行阶段的高碳排放。

综上所述，建立合理的设备设计、验收评判标准，从而指导系统的合理建设，尤其是注重实际条件下的控制能力及实际能效水平的评价，对未来空调系统低碳设计和建设有着极其重要的意义。

总结

空调系统对人们的健康、舒适和工业生产品质的保障起至关重要的作用， 其运行过程中能源消耗导致的二氧化碳年排放已达9.9亿t，其中直接碳排放约5.5亿t，间接碳排放约4.4亿t，是碳达峰、碳中和目标实现过程中的重要议题。 当前导致空调系统碳排放高的主要技术因素包括被动技术应用不合理、冷热源系统效率不高、空气处理系统效率不高、空调系统消纳可再生能源能力差、运行调节未优化等，而非技术因素主要是缺少针对限制空调系统全寿命周期碳排放的设计要求与问责机制。

针对现有空调系统存在的问题，降低空调系统运行过程碳排放的主要原则为：降低空调系统冷热需求并显著提高空调系统能效，充分提高空调系统主动吸纳本场或附近电网可再生能源电力的“柔性”，减少氢氟碳化物（HFCs）在制冷主机或热泵主机中的充灌量、泄漏量，将燃烧化石燃料的锅炉和直燃型吸收式制冷系统用电动式热泵或冷水机组替换， 充分挖掘空调系统运行数据从而提高智能和智慧运维水平，建立限制空调系统全寿命周期碳排放设计要求与问责机制的相关标准。