服务单位：内蒙古中能创科新能源科技有限公司
案例摘要：海拉尔区政府大楼“碳能管家”能源托管项目采用能源费用托管合同能源管理模式，由海拉尔区机关事务服务中心与节能服务公司签署能源托管服务协议，合作期20年，期满资产无偿移交海拉尔区人民政府。项目内容为建设光储充一体化项目（0.4466MWp光伏车棚发电单元+充电桩+储能+电梯节能），太阳能板所发清洁电能采取“自发自用，余电上网”模式，提供给党政大楼日常用电和新能源汽车充电。2024年全年发电量超54万千瓦时，党政综合办公楼消纳的新能源约为大楼电能消耗总量的30%。
关键词：机关事务，能源托管，分布式光伏车棚，充电桩，电梯节能
一、基本情况
（一）用能单位基本情况
海拉尔区政府大楼“碳能管家”能源托管项目采用能源费用托管合同能源管理模式，本项目由海拉尔区人民政府与节能服务公司签订综合能源服务战略合作框架协议，后者与海拉尔区机关事务服务中心签署能源托管服务协议，合作期20年，期满资产无偿移交海拉尔区人民政府。本项目于2023年11月正式建设成功并投入使用，位于呼伦贝尔市海拉尔区党政综合办公楼南侧露天停车场区域。海拉尔区党政综合办公楼建筑面积9.21万平方米，用能人数约3500人。2024年全年综合能耗共计3066吨标准煤，人均综合能耗0.87吨/人，单位建筑面积能耗33.27千克标准煤/平方米，同比下降38%；碳排放总量1.055万吨，单位建筑面积碳排放114.54千克/平方米，同比下降37.36%；用水总量1.93万吨，人均用水量5.51吨/人，同比下降2.27%。2024年光伏全年发电量54万千瓦时，党政综合办公楼消纳的新能源约为大楼电能消耗总量的30%。
（二）服务单位基本情况
内蒙古中能创科新能源科技有限公司成立于2023年5月5日，注册地位于内蒙古自治区呼伦贝尔市海拉尔区奋斗镇上东城小区4号楼106铺，公司紧跟国家能源发展战略，专注于现代能源体系及能源综合服务行业，立足本地清洁能源产业链、做优能源生态圈。以“碳能管家”业务模式着眼于源网荷储一体化、虚拟电厂、微电网、光储充一体化等综合能碳项目的开发和运营。与生态圈内的战略合作企业一同为用户提供从用能、可再生能源发电、配电、售电、充电、储能、虚拟电厂、碳资产管理的全过程综合能碳服务。
二、实施内容
（一）光伏车棚发电项目
1.项目内容
本项目位于呼伦贝尔市海拉尔区境内海拉尔区人民政府党政综合楼南侧露天停车场区域，利用停车场建设总面积约2200平方米的钢结构光伏车棚，共88个车位，合计装机容量446.6kWp。同时建设8台新能源汽车充电设施，后续还将在配电室380V低压侧配置1套分散式储能设备。根据现场实际情况配置电能监测装置及管理平台，开展电梯节能等相关节能项目。
本项目每个光伏车棚采用光伏组件竖向排列7排203块光伏组件组成一个光伏阵列，4个车棚共计812块光伏组件。光伏阵列输出的直流电能，经逆变器转换为交流电能后，再经汇流线路和并网柜，分别就近接入区政府党政综合楼A区和B区配电室0.4kV供电系统低压母线端。
本项目所发清洁电能采取“自发自用，余电上网”模式在用户配电室0.4kV低压侧母线并网；并网运行后对于海拉尔区人民政府党政综合楼区域节约用能成本，提高清洁能源应用比例，逐步实现“双碳”目标，具有重要的意义和示范效应。
本项目有四个车棚棚顶，同时根据区政府党政综合楼A区和B区的用电差异，A区的日常用电负荷较低，不能够完全消纳西1和西2两个车棚的光伏发电量，考虑尽可能匹配自发自用容量，因此需要将西1号车棚的一部分约52.25kWp装机量通过电缆接入到B区配电室消纳。
因此将四个车棚分为5个发电单元，其中西1号车棚拆分为2个发电单元（52.25kWp+59.4kWp）。5个发电单元分2个0.4kV并网点接入，A区配电室并网点接入171.05kWp，B区配电室并网点接入275.55kWp，合计446.6kWp。
逆变器的交流输出接入交流配电柜，配置防雷装置。经交流断路器接入电网，并配有双向发电计量表。每台交流配电柜装有交流电网电压表和输出电流表，可以直观地显示电网侧电压及发电电流。
本项目太阳能光伏并网发电系统是利用太阳电池板将太阳能转换成直流电能，再通过逆变器将直流电逆变成50赫兹、AC0.4kV的三相交流电。逆变器的输出端通过配电柜与变电所内的变压器0.4kV低压端并联，对负载供电，并将多余的电通过变压器送入电网。光伏车棚造型美观、实用性强、节能环保、践行“双碳”的示范性强。光伏板替代了传统车棚的膜结构钢顶，为蓝黑色的光伏电板在阳光下熠熠生辉增添了一道亮丽的风景；不仅能防止车子被日晒雨淋，还可以提供源源不断的绿色电力供新能源汽车充电、企业用电等；利用太阳能发电，无排放、无噪声、无污染，是绿色环保的清洁能源；政府办公大楼利用有利条件建设分布式光伏，使用绿电，为践行能耗双控，实现碳达峰碳中和的大政方针起到很好的积极示范作用。
2.项目模式
本项目采用能源费用托管合同能源管理模式，由中能创科投资建设光伏车棚系统和智能充电桩，并配套建设智慧管理平台。后续中能创科以能源托管服务协议的模式回收成本及一定的收益，无需政府投入大量资金。节约政府财政资金的同时，节省用能成本，提高了公共机构清洁能源应用比例，充电桩的安装也推动了本地区新能源汽车的使用。
（二）储能装置
本技术方案配备容量为100kW/233kWh的储能系统。系统由1台电池预制舱、1套能量管理系统组成。通过光伏车棚380V侧配电箱接入380V电网，用于光伏超发时进行充电，在新能源发电不满足负荷时进行放电，并且在电网低谷时段进行充电，在电网高峰时段进行放电，能量管理系统对储能系统进行数据监测、报警，同时进行控制系统充放电，进行削峰填谷、峰谷套利，结合不同月份分时段电价机制、新能源发电功率，进行充放电策略优化，实现收益和新能源消纳最大化。
表1
（三）智能管理云平台及电梯节能项目
1.能源管控系统
能源管控平台包括总览大屏、综合能源、智能运检、智能营销、智能规划、碳排管理、手机APP，满足不同层级管理需求，实现光伏、储能、充电桩及配电网的协调运行，提高综合能源利用率。运用AI预测等技术进行智能化管控，实现能源全链条的实时把控与优化调度。能源管控平台通过创新的算法架构，结合前沿技术，打造了一个高效、智能、灵活的能源管理体系。
2.电梯节能装置
通常电梯在轻载上行，重载下行和平层停梯状态下，多余的能量（含动能和势能）通过电动机和变频器转换成再生电能，并由发热电阻消耗掉，会导致机房内的温度上升，需要配备空调进行降温。否则会造成电梯零部件损坏，容易困人或按钮失灵。安装节能回馈装置后，不仅可以降低机房温度，还可以将这部分电能反馈到电网上再次利用。电梯回馈制动单元应用于垂直升降电梯，能有效地将电容中储存的直流电能转换成交流电能回送到电网，将电梯运行过程中产生的再生能量回收到电网，重新利用，且安装简单。不改变电梯原有的控制方式，并且与电梯原有的系统“互为冗余”，确保电梯运行。自2023年11月1日至2025年8月31日，4部电梯总节电量为9171.8千瓦时，节电率为24%。
三、成果效益
（一）节能效果分析
自2023年11月1日到2025年8月31日，光伏车棚总发电量为97.66万kWh，本项目年均发电量为57.52万kWh，以全国平均供电煤耗305g/kWh计算，本项目20年累计可节约标煤4385.75吨。在环境保护方面，CO2可减排11403.25吨，SO2可减排37.25吨，减排氮氧化合物量32.5吨，项目节能减排效果明显。
目前以燃烧煤炭的火电为参考，火电每发一度电排放305克二氧化碳、0.0085克二氧化硫、0.0074克氮氧化物、消耗1.23升净水，按照此标准计算，本项目每年及20年的发电周期将实现节能减排效果如下：
表2
表3
（二）经济效益分析
本项目装机容量为0.4466MW，海拉尔区政府党政综合楼的年平均电价为0.735元/kWh。
表4
光伏电站所发电量大部分由政府大楼消纳，消纳比例90%，根据PVsyst模拟，利用小时数1288小时，20年累计发电量1438万kwh。在节约政府财政资金、节省用能成本、提高公共机构清洁能源应用比例的同时，企业也获得一定收益，最终实现双赢。
四、经验总结
海拉尔地区冬季严寒，取暖期长，冬季降雪会直接覆盖光伏组件表面，遮挡阳光，导致发电量大幅下降；积雪融化时产生的冻融循环，还可能损坏组件边框和玻璃；在极端低温-30℃以下情况下可能导致组件封装材料脆化、逆变器等设备启动困难，整体发电效率降低。为此项目建设时采用倾斜角度优化的支架：将组件倾斜角度从常规25°-30°调整为35°-45°，利用重力加速积雪滑落，减少积雪停留时间；选用低温耐受型组件，采购通过-40℃低温冲击测试的组件，并优化逆变器配置，选用具备低温启动功能的逆变器，并为逆变器加装保温舱或电伴热装置，确保冬季设备稳定运行。同步建立能源管控系统：通过物联网技术实时监测组件温度、发电量、积雪厚度等数据，发现积雪覆盖导致发电量骤降等异常情况时将及时启动除雪措施。同时要求企业对设备进行定期维护，并对其进行监督，确保设备安全运行。
我中心将继续坚持市场主导和政府引导相结合，充分利用公共机构建筑屋顶、立面、车棚顶面等适宜场地空间，有力推进各级各类公共机构光伏发电系统建设，实现既有建筑宜建尽建，使得可再生能源应用比例有效提升，为全社会发挥示范表率作用。同时结合本地区气候环境因素，进一步加强清雪融雪措施，改进设备运行指标，提升光伏运行效率。
下一步，海拉尔区将继续牵头推进本地区公共机构分布式光伏发电系统建设工作，组织本地区党政机关及所属公共机构开展项目建设。教育、科技、文化、卫生、体育等系统主管部门负责推进各自系统内公共机构开展项目建设。发展改革部门负责优化审批流程，鼓励对公共机构集中统一组织建设的分布式光伏项目实行整体打包备案。财政部门负责落实相关财政支持政策，鼓励有条件的地区通过财政补贴等方式助力分布式光伏发展。电力公司负责优化接网服务，密切配合相关部门、单位做好配电网络接入准备，确保安全稳定运行。
