1、第 19 卷 第 94 期 交 通 节 能 与 环 保 Vol.19 No.2 2023 年 04 月 Transport Energy Conservation Environmental Protection April.2023 doi:10.3969/j.issn.1673-6478.2023.02.008 港口智能化节能计量标准体系研究 李绍辉 1，周振杰1，王得蓉2，曹媛媛1，韩鸿胜1（1.交通运输部天津水运工程科学研究所，天津 300456；2.天津港（集团）有限公司，天津 300000）摘要：面向智慧、绿色、安全的世界一流港口建设需求，本文将标准化思维融入港口节能工作全寿命周期
2、中，用智能化改变港口建设、运维理念，通过系统梳理国家、行业、地方、团体的现行标准，提出按照节能基础、目标要求、智能化规划设计评估、智能化经济运行、智能化能效评价、智能化节能优化等六大类构建港口智能化节能标准框架，建立了系统的、符合节能政策要求的智能化节能计量标准体系。关键词：港口能源低碳；计量标准体系；智能化节能；港口用能单元；“双碳”目标 中图分类号：U692.1 文献标识码：A 文章编号：1673-6478（2023）02-0039-06 Research on Intelligent Measurement Standard System on Energy Saving of Port
3、 LI Shaohui1,ZHOU Zhenjie1,WANG Derong2,CAO Yuanyuan1,HAN Hongsheng1(1.Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering,M.O.T,Tianjin 300456,China;2.Tianjin Port Group,Tianjin 300000,China)Abstract:Facing the needs of smart,green and safe world-class port construction,the standardization t
4、hinking was integrated into the whole life cycle of port energy conservation work,which the concept of port construction and operation and maintenance was changed.The current standards of the country,industry,locality and group were systematically sorted out,and the intelligent energy-saving standar
5、d framework for the port was constructed in accordance with six categories,such as energy-saving foundation,target requirements,intelligent planning and design evaluation,intelligent economic operation,intelligent energy efficiency evaluation,and intelligent energy-saving optimization.Then a systema
6、tic,intelligent energy-saving measurement standard system that meets the requirements of energy-saving policies was established.The research results of the project provide technical basis for guiding port enterprises to carry out intelligent energy-saving metering management and rational allocation
7、of port energy metering instruments,and a good foundation for the construction of zero carbon ports and the realization of double carbon goals is laid.Key words:low carbon port energy;measurement standard system;intelligent energy saving;port energy units;double carbon target 0 引言 能源是关系国家经济社会发展的全局性、
8、战略性问题，面对能源供需格局新变化、国际能源发展新趋 收稿日期：2022-07-18 基金项目：交通运输标准定额项目（2022-02-32）；中央级公益性科研院所基本科研业务费（TKS20200202）作者简介：李绍辉（1983-），男，河北保定人，博士，高级工程师，主要从事水运监测装备产业计量、港口装备计量测试技术研究.（）势，节能减排和低碳发展已成为全球共同面临的重大挑战和课题1。2020 年，国内能源消费总量 49.8 亿吨标准煤，比上年增长 2.2%，万元 GDP 能源消耗是世界平均水平的 1.5 倍，能源利用效率为 30%，与世界40 交 通 节 能 与 环 保 第 19 卷 先进水
9、平相差了 10 个百分点2。其中，交通运输业在世界能源消费和温室气体排放中所占比重超过20%3，且呈现上升趋势。当前，世界各国交通运输部门都在积极探索提高能源使用效率的节能措施，制定低碳交通发展战略，发展低碳交通技术、产品和运输服务，提高交通能源利用率，以低能耗、低排放获得最大的运输服务能力4-5。港口作为我国对外开放的窗口和现代物流供应链中的重要环节，是集运输、配送、仓储、加工、包装、增值服务等功能于一体的综合性物流平台，其能源消耗在整个交通行业中占有重要比重，能源成本占运营总成本的 30%40%，抓好港口行业的节能降耗工作是我国交通行业节能工作的重点之一6。根据国家能源局数据，201720
10、21 年清洁能源消费量占能源消费总量比重如图 1 所示，根据交通运输行业发展统计公报，20152019 年港口企业每万吨单耗标准煤情况如图 2 所示。图 1 20172021 年清洁能源消费量占能源消费总量比重 Fig.1 Proportion of clean energy consumption in total energy consumption from 2017 to 2021 图 2 港口企业每万吨单耗标准煤 Fig.2 Standard coal consumption per 10000 tons of port enterprises 国务院发布的交通强国建设纲要明确提出了
11、坚持发展绿色交通的战略重点是强化节能减排和污染防治，优化交通能源结构，推进新能源、清洁能源应用。国家市场监督管理总局和国家发展改革委在关于进一步加强能源计量工作的指导意见中指出“健全能源计量体系，加快能源计量法律、法规、规章、标准、技术规范的制修订，完善能源计量监管体系，提升能源计量监管能力和水平。”目前，我国已发布实施能效强制性标准 73 项、能耗限额强制性标准 150 余项，对化解产能过剩、优化结构、实现节能目标发挥了重要作用。在港口领域，已发布了用能单位能源计量器具配备和管理通则（GB 171672006）、集装箱码头单位产品能源消耗限额（GB 318232015）、港口能源计量导则（J
12、T/T 12582019）等标准，但尚未形成面向港口的、系统的节能计量标准体系，制约了港口节能降碳工作的展开7-8。在新型计量设备和信息化技术不断进步的背景下，开展港口智能化节能计量标准体系研究，强化港口智能化节能计量标准工作，在保证港口能源数据客观、准确的基础上建立和完善各级节能减排指标体系、监管体系和考核体系，不断提高港口能源计量标准智能化管理水平，对于港口实现“零碳”目标具有重要作用，将为构建节约型社会、促进社会经济可持续发展提供可靠的技术保障。1 体系范围界定 港口节能计量标准是在港口规划、设计、评估、运行等全寿命周期过程中对所消费、转化的能源数量、质量、性能、工艺等参数进行的度量、测
13、试、计算机标准化，智能化节能计量标准通过在上述过程中智能化工艺流程、智能化测量设备、智能化测量技术及评价方法等标准、制修订及推广应用计量技术规范，提升港口节能工作的精准性、高效性。节能管理、规划、设计的最终落脚点均为先进节能技术的应用，节能技术是规划、设计得以落实的保障，也是节能评估、评价、经济运行的基础。在港口节能领域，将智能化、网络化、数字化技术与节能需求相结合，研究智能化节能技术，研制智能化节能产品，从而提升节能工作的自动化水平及效率，是当前及未来一段时间第 2 期 李绍辉等，港口智能化节能计量标准体系研究 41 内的重要发展方向。用能单位能源计量器具配备和管理通则（GB 1716720
14、06）中把能源计量的种类限定为“煤炭、原油、天然气、焦炭、煤气、热力、成品油、液化石油气、生物质能和其他直接或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源”。港口能源计量导则（JT/T 12582019）中明确了港口用能单位、次要用能单位，将能源计量种类进一步划分为一次能源（原油、天然气等）、二次能源（电力、汽油等）及耗能工质（新水、压缩空气等），并根据码头类型对基本用能单元和用能设备做出了规定。港口智能化节能计量标准体系以港口用能单位、次级用能单位、基本用能单元和用能设备输入、输出、生产、消耗、回收利用的能源及耗能工质为研究对象，对港口“建、管、养、用”全寿命周期中节能工作进行智能化计量标准化分析
15、，为智慧、绿色港口建设提供标准化依据和支撑。2 体系构建方法研究 当前，国内已开展了天然气9-10、水量11等能源计量标准体系建设研究，其中，形成的天然气计量标准体系由共性基础性标准、流量计量方法标准、配套仪表计量标准等组成，侧重于天然气流量计量标准的梳理；水量计量技术标准体系采用计量器具维+计量方法维的二维平面构建模式，侧重于水位、流速、流量计量标准的梳理。由于港口特殊的地理位置、业务类型，具有能源种类较多、节能措施复杂多样等特点，特别是随着智慧、绿色港口建设步伐的加快，对智能化节能、绿色低碳类计量标准建设的需求日益强烈。因此，构建具有港口特色的、服务港口节能工作的计量标准体系框架具有重要意
16、义。港口智能化节能计量标准体系建设积极落实已发布实施的国家、行业、地方节能政策，立足于港口用能种类、特点及港口规划、设计、运行过程中能源智能化利用、监测需求，通过系统梳理国家、行业、团体、地方已发布的节能标准、规程、计量技术规范等技术文件，提出了基于港口全寿命周期循环节能管理的计量标准体系框架构建方法，如图 3 所示。图 3 港口智能化节能计量标准体系框架图 Fig.3 Framework Diagram of Port Intelligent Energy Saving Measurement Standard System 图 3 中，以现行、立项待编制的国家、行业、团体、地方节能标准、规程、技术规范为基础，按照港口“建、管、养、用”全寿命周期流程，将港口智能化节能计量标准体系分为目标要求、规划设计评估、经济运行与节能评价四大类，其中，目标要求计量标准主要为国家、行业对港口用能单元的强制性节能要求，是港口规划、设计、评估过程中应满足的必备条件；规划、设计、评估计量标准是港口建设、港口用能单元工艺流程规划以及用能设备设计过程应参照的节能技术要求，是港口经济运行的理论依据；经济运行计量