LED路灯节能改造实施方案（EMC）

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LED路灯节能改造实施方案（EMC）

 

深圳市燎原世纪照明科技有限公司

二零一二年七月

 

目    录

前言

一、 项目概述

二、 项目效益分析

三、 项目运作方式

四、 LED路灯和高压钠灯的比较

五、 企业简介

六、 附件

 

前  言

深圳市燎原世纪照明科技有限公司（以下简称：燎原公司）基于对西安市政路灯节能改造项目（以下简称：项目）的现状分析和需求，从项目相关背景、项目概况、项目效益分析、项目节能技术措施、项目运作模式等方面对该项目建设进行可行性论证。

在西安市“国际化、市场化、人文化、生态化”发展理念和建设国际性现代大都市的大背景下，城市照明事业得到了快速发展，城市照明设施已覆盖北至东风路、南至长安区郭杜镇、东至狄寨路、西至西咸大道的广大区域，有路灯路段达到1210条，供电线路总长1500余公里，箱式变电站310台，监控终端300台，各类路灯145568盏。

以10万盏250W高压钠灯为例，全年路灯照明费用支出为8594万元，如果将全部高压钠灯更换为LED路灯后，全年电费支出约3808万元，每年将为政府节约电费支出约4786万元。项目实施后每年将节约电力消耗7597.475万度，同时减少碳粉尘排放2万吨、二氧化碳7.6万吨、二氧化硫2279吨、氮氧化物1139.5吨，节省标准煤消耗24995.7吨，具有极大的经济和社会效益。

市政路灯照明是公共照明的一个重要组成部分，率先对路灯照明进行节能升级改造，势必会对其它领域的节能改造起到良好的示范与带动作用，更加有助于在全市范围内营造全民节能的良好氛围。西安市市政路灯的节能改造不仅符合当下中国节能减排的大趋势，同时也节省了能源、保护了环境；不仅有助于西安市实现“十二五”节能减排目标，更是对西安市路灯照明环境的一次提升与改善。2008年7月23日国务院第18次常务会议通过了《公共机构节能条例》，自2008年10月1日起施行。条例第三条明确指出：公共机构应当加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理的措施，降低能源消耗，减少、制止能源浪费，有效、合理地利用能源。

2009年12月7日-18日，在“哥本哈根世界气候大会”上，温总理宣布2020年减排目标碳排放下降40-45%。

《联合国气候变化框架公约》第十七次缔约方大会暨《京都议定书》第七次缔约方会议11月28日起将在南非港口城市德班召开。中国代表团并再次重申，中国政府将本着对本国人民和世界人民高度负责的态度，坚定不移地实施积极应对气候变化的政治措施，采取强有力的国内行动，推动绿色低碳发展，积极参与气候变化国际谈判进程，为应对全球气候变化作出积极贡献。

近日，国务院下发了《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，《纲要》中明确将节能环保产业列入七大战略性新兴行业之首。陕西省也发布了《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，明确提出力争到2015年地区生产总值实现20000亿元以上，年均增长12%以上；单位生产总值能耗降低16%，单位生产总值二氧化碳排放降低15%，主要污染物排放减少10%，非化石能源占一次消费能源比重达到10%，主要污染物排放达到国家要求。

当前，我国经济快速增长，能源紧张的矛盾日益显现，国家将贯彻节能优先政策，并将“照明器具”列入节能重点领域，在“十二五”期间，大力推进绿色节能照明工程， LED照明（即半导体绿色照明技术）就是重要的节能应用。在我国，照明用电量约占全社会总用电量的12%。在国家大力提倡节能减排的大背景下，随着“低碳经济”的全面推动,城市绿色照明已成为人们热议的焦点。有关专家一致认为,建设“低碳经济”的发展,城市照明走绿色路线是必然。

近日，国务院关于印发了“十二五”节能减排综合性工作方案的通知。指出到2015年，全国万元国内生产总值能耗下降到0.869吨标准煤（按2005年价格计算），比2010年的1.034吨标准煤下降16%，比2005年的1.276吨标准煤下降32%；“十二五”期间，实现节约能源6.7亿吨标准煤。2015年，全国化学需氧量和二氧化硫排放总量分别控制在2347.6万吨、2086.4万吨，比2010年的2551.7万吨、2267.8万吨分别下降8%；全国氨氮和氮氧化物排放总量分别控制在238.0万吨、2046.2万吨，比2010年的264.4万吨、2273.6万吨分别下降10%。“十二五”期间，陕西省将实现GDP能耗下降16%的目标，化学需氧量控制在52.7万吨，氨氮排放总量控制在5.81万吨，二氧化硫、氮氧化物排放量控制目标为87.3万吨、69.0万吨。

LED作为推广使用先进节能减排技术的重要着力点，不仅对加快发展我国LED照明行业发挥重要作用，有效提高能源利用效率，降低污染排放；更是加快我国经济结构战略性调整，实现调结构、扩内需、促发展的迫切要求。LED 照明是继白炽灯、荧光灯之后照明光源的第三次革命，在节约能源方面优势明显。目前，照明用电占全球总用电量的19%，利用现有的LED照明解决方案至少可节约40%的能耗，可每年少排放5.55亿吨二氧化碳。

与此同时，国家发改委、商务部、海关总署、工商总局、质检总局在日前联合印发的《关于逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯的公告》中决定，明年10月1日起中国将禁止进口和销售100瓦及以上普通照明白炽灯。发改委此次公布的路线图和8月份发布的相关征求意见稿基本一致，确定了中国白炽灯淘汰的五个阶段。到2016年10月白炽灯将彻底告别历史舞台。

白炽灯淘汰将有利于节能减排，据测算，中国照明用电约占全社会用电量的12%左右，按照发改委的白炽灯淘汰路线图，采用高效照明产品取代白炽灯，预计可形成年节电480亿千瓦时、年减少二氧化碳排放4800万吨的能力。此次确定淘汰白炽灯，对于荧光灯、LED灯生产企业而言，将是重大利好。在新闻发布会上，发改委环资司副司长谢极透露，政府也将大力鼓励LED灯的生产和推广。

 

一、 项目概述

据调查，城市照明消耗城市公共电力约40%，各地城市道路照明每天的平均时间为11.5小时。从光源来看，现有的路灯大多使用的是高压纳灯，其设计寿命虽为20000小时（4～5年），但由于电压波动影响，实际使用寿命远达不到此数，而我国许多地区的电网波动严重，有些地区甚至超过额定电压的15%，特别在后半夜，由于电负荷减少使得电网电压有时接近237V—245V，致使路灯灯泡的实际使用寿命大大缩短，一般为1～1.5年。更换灯具的劳动工作量大，而且容易发生危险和工伤事件，造成维护费用居高不下。

本着为政府节电增效，提高经济效益，提升路灯照明环境的目的，我公司根据西安路灯使用现状，在对线路、负载进行技术分析、计算的基础上，预计LED路灯节能改造之后，在改造项目中可以每月从电费开支出节约60%以上，并减少相当一部分维护费用，达到一次投资、长期受益的目的。

西安市路灯统计及对比情况如下：

灯具名称		路灯数量（盏）	额定功率（W）	实际功率（W）	每天照明时间（小时）	全年用电量（万度）	年用电费（0.63元/度）	年节约标煤（吨）
西安市政路灯	高压钠灯	100000	250	325	11.5	13641.875	8594万元	24995.7
	LED路灯	100000	120	144	11.5	6044.4	3808万元

备注：节约电费及标煤根据国际能源专家公式和国家统计局最新公布的发电煤耗329g/千瓦时推算。

二、项目效益分析

 

1.经济效益

项目完成后，每年可为政府节省电费支出约4786万元；

 

2.环境和社会效益

项目完成后，每年可减少电力消耗7597.475万度，同时减少碳粉尘排放2万吨、二氧化碳7.6万吨、二氧化硫2279吨、氮氧化物1139.5吨，同时节省标煤24995.7吨。项目完成后，每年可为政府节能减排分担一定的指标压力，有助于市政府完成上级部门的年度节能减排目标。

 

3.LED路灯对提升道路照明安全和美化路灯照明环境的微观效益

LED灯光，将代表城市未来的方向。LED路灯在满足城市道路照明设计标准的前提下，尽量使用功率小的LED功能性灯具，实现节能的最大化。

LED路灯替代传统路灯的技术已经趋于成熟。更换LED路灯后，将大幅度提高路灯光效，提高路面照度和均匀度，增强机动车驾驶的安全性和舒适度。在目前技术条件下，LED路灯光衰可以控制在每年3%以内；并且LED路灯的寿命较长（50000小时），这都使得LED路灯成为未来市政路灯照明的必然趋势。

LED路灯光线为正白光，相对于黄色的钠灯光源，不仅增加了道路照明的美观度，同时光线的显色指数也显著提高，增强物体的可分辨度，进一步美化道路及周边环境。

三、项目运作方式

1、LED路灯的合同能源管理模式：

燎原公司为客户量身订做一个技术上可行、经济上合理的节电改造方案，采取合同能源管理（EMC）业务模式，根据项目在合同期内为客户实现的节电量和节电效益，按照合同约定比例和约定期限，用全部或者部分节省的电费作为燎原节能的投资回报，项目方零投资、零风险。

 

2、合同能源管理模式流程图：

 

3、合同能源管理运作方式（改造方案）

使用燎原120WLED路灯替代原有250W高压钠灯。

每年更换一次灯泡+镇流器+触发器及车辆等费用共200元，每5年换一次灯罩1500元。

年平均节约电（度）	75，974，750
年平均节省电费（元）	47，864，093
每盏灯每年节约维护成本（元）	500.00
每年节省维护成本总计（元）	50，000，000
每年节省费用总计（元）	97，864，093
每盏灯平均节省费用（元）	978.60

 

 

投资分析：

路灯型号	单价（元/盏）	数量（盏）	总价（元）
LY-LD4A-120M(W)	2，400	100，000	240，000，000

投资回收期：240，000,000÷97，864，093=2.45年。

 

由燎原节能提供全部资金，提供从灯具生产到安装的全部服务，之后每年与政府进行节能效益分享，方案如下：

 

年限	燎原节能	政府
第一年	90% （88，077，683.7元）	10% （9，786，409.3元）
第二年	90% （88，077，683.7元）	10% （9，786，409.3元）
第三年	90% （88，077，683.7元）	10% （9，786，409.3元）
第四年	80% （78，291，274.4元）	20% （19，572，818.6元）
第五年	80% （78，291，274.4元）	20% （19，572，818.6元）
合计	420，815，599.9元	68，504，865.1元

 

 

四、LED路灯和高压钠灯的比较

 

高压钠灯的光谱比较集中于黄色，它的色温比较低，只有2000～2500K，而LED的色温较高，可以达到3500～4500K以上。另外高压钠灯的光线是向四处发射的，有很大一部分光无法到达路面。还有，高压钠灯的显色指数低，只有20～40，感觉昏暗；而LED的显色指数高，可以达到75～80，所以路面明亮，感觉舒适。从实际的发光效果来看，LED比高压钠灯好很多，120W的LED可以取代250W的高压钠灯或300W的水银灯。120W的LED的输出光通量大约10800 Lm（经过二次光学设计，会有所损失），到达路面时的光通量仍为7000 Im，而路面的平均照度可以达到18lux（12m高杆）。250W高压钠灯的输出光通量为200001x，但到达路面的光通量就只有6500 Lm，路面的照度为30～40 lx。由于显色系数的差别，LED的照度修正系数为2.35，高压钠灯的修正系数为0.94。所以，120W的LED经过修正以后地面的照度为37.6 lx，而高压钠灯修正后的照度为28.2～37.6 lx，二者相当。所以，采用120W的LED可以取代250W的高压钠灯，LED可以节能60%。 　　高压钠灯设计寿命为20000h，由于受电压变化及大启动电流的影响，其实际寿命通常只有4000h，假定每天工作lOh，则只能工作400天，使用一年多就要更换；而大功率LED路灯的整灯寿命为30000h，假定每天工作lOh，使用7-8年才需要更换，这就大大节省了维护费用。LED路灯的优势如下： 　　①节能。目前白光LED的发光效率约为80-100 lm/W，采用超高亮度大功率LED光源配合高效率电源，实际照明效果经测试比目前道路使用的高压钠灯综合节能50%～60%，技术进步空间依然很大。随着LED效率的快速提高，LED路灯在节能方面显示出了巨大的潜力。 　　②维护成本低。以目前的技术水平和测试结果推算，大功率LED光源可以正常使用10年不用更换，而传统高压钠灯平均一年半就要更换一次，使用LED光源可以大大降低维护成本。 　　③显色性佳。LED的显色指数高(75～80)，路面看起来更明亮，感觉更舒适，驾驶员也感觉更安全；而高压钠灯的光谱窄，显色性差(20～40)，路面感觉昏暗。 　　④绿色环保。光源中没有铅、汞等污染元素，光线健康，LED路灯光线中不含紫外线和红外线，不产生辐射（高压钠灯光线中含有紫外线和红外线），对环境没有任何污染，从生产过程到使用过程直至报废几乎全无污染，实现了真正意义上的绿色环保节能照明，而且不会产生电磁干扰（高压钠灯中含有汞、氙等元素，其中的电子镇流器会产生电磁干扰），对电网无污染，功率因数大于或等于0.9，谐波失真小于或等于20%，EMI符合全球指标。 　　⑥色温可选，能满足不同场合对色温的需求，消除了钠灯色温过低和汞灯色温过高引起的催眠情绪和压抑情绪，使观察者倍感舒适，可在不同场合中应用，也是提高效率、降低成本的一个重要途径。 　　⑥采用LED作为光源的道路灯具在设计时应在满足lP防护的前提下，保证散热的可靠和持续有效，LED驱动电路应具有高效率且完善的EMI和EMS防护特性。具备这些特点的LED道路灯具不仅照明功率密度(LPD)指标好，而且输出光无频闪，这对于运动物的照明是十分有益的。 　　⑦超长寿命。LED路灯采用半导体芯片发光，LED光源无灯丝和玻璃外壳，没有传统灯管碎裂问题，抗震力强，使用寿命可达50000h以上（普通白炽灯的使用寿命仅有lOOOh左右，普通节能灯的使用寿命也只有8000h）。采用高可靠性的先进封装工艺，充分保障了LED的超长寿命，是传统钠灯、汞灯的5～10倍。 　　⑧LED路灯可以方便地调整照射角度，使被照区域的照度变得更为均匀，同时减少对环境空间的光污染。 　　⑨安全系数高。直流低压工作的特点相比传统的灯具更加安全可靠，LED路灯所需电压、电流较小，发热量较少，不产生安全隐患。 　　单一黄色的高压钠灯的显色指数很低（约23），在其照射下物休颜色失真非常明显。而LED路灯的显色指数很高（高于80），接近日光（显色指数为100），对颜色的呈现更真实、更鲜艳。根据原建设部《城市道路照明设计标准》有关条文，与高压钠灯相比，显色性好的白光灯的光谱中有较多的蓝绿成分，因此，在道路照明（非明视）条件下可以产生更高的可见度，因此达到相同的视觉效果所需要的光源功率，白光灯就要比高压钠灯低很多。

五、企业简介

 

深圳市燎原世纪照明科技有限公司 系燎原集团旗下全资子公司。本公司是一家集城市道路节能照明、城市景观照明、商用照明、工业照明、LED显示屏等产品的研发、生产、销售、安装、维护，并提供节能照明产品综合应用解决方案和系统优化设计的企业。     公司全体员工坚持“为客户创造价值”为一切工作的出发点，始终着力于为客户提供：专业的照明咨询、系统的照明设计、优质的照明设备，通过技术创新和管理创新，不断推出安全环保、高效节能的照明产品和专业服务，用团队的智慧与客户共同创造绿色照明新纪元。     在广大企业客户的支持下，公司在全国已积累150多个大中型新建及节能照明项目，涉及火电、电网、煤炭、石油化工、水电、钢铁、有色冶炼、烟草、汽车制造、城市道路、城市景观、市政等领域。燎原节能照明产品及系统的专业服务已得到越来越多的广大企业客户的认可和支持。

 

集团介绍

燎原集团是一家集LED芯片、LED封装、LED照明、LED显示屏的研发、生产、销售、施工及维护为一体的国家级高新技术企业。

燎原集团是国家火炬计划承担单位、LED研发企业重点试验室和工程技术中心，企业拥有多项专利和成果， 企业拥有强大的技术研发团队，与清华大学、中国科学院半导体所、科学院新能源研究所、科技大学等多家机构所达成了战略合作关系，极大的增强了企业的技术创新能力和技术水平。

企业拥有现代化独立国家标准LED光电实验研发室及高端配套光电检测仪器和设备，一流的防尘、防静电高科技生产线占地5万余平方米，车间为国家无尘、防静电设计标准。引进先进设备，产能和技术国内外领先。产品远销全国各地及海外市场，性能、质量广受好评。国家省市主要领导多次莅临企业视察调研指导，对企业光电产业发展寄予厚望，围绕转变产业升级，促进战略性新兴光电产业发展壮大。

燎原集团规划建设的“燎原光电产业园”园区占地500余亩，分为LED应用、LED封装、LED芯片三期，一期建设现已完成。企业致力于成为全球最大LED封装基地，逐步实现相关产值“五年百亿，十年千亿”的发展目标，延长光电产业链条，带动光电产业集群的发展，努力践行“绿色环保、节能减排、改善环境、造福社会”的使命。

“星星之火，可以燎原”我们致力于使地球变得更绿！

公司网址：http://www.szpuwell.com

 

七、附  件

注：

1、 表中所列的平均照度仅适用于沥青路面。若系水泥混凝土路面，其平均照度值可相应降低约30％。根据本标准附录A给出的平均亮度系数可求出相同的路面平均亮度，沥青路面和水泥混凝土路面分别需要的平均照度。     2、计算路面的维持平均亮度或维持平均照度时应根据光源种类、灯具防护等级和擦拭周期，按照本标准附录B确定维护系数。     3 、表中各项数值仅适用于干燥路面。     4 、表中对每一级道路的平均亮度和平均照度给出了两档标准值，“／”的左侧为低档值，右侧为高档值。