话说冷库 | 高能耗困局如何解？冷链园区减碳技术方向与运维策略

摘  要:随着气候变化对人类的影响，减少碳排放的目标成为了全球性的议题。作为冷链物流行业的载体，冷库大规模采用高能耗设备，并使用大量的制冷剂，是物流供应链中主要的碳排放源。本文主要从建立低碳管理体系，制定低碳建设标准，应用低碳运维手段，探讨冷链园区的减排方向及措施，积极响应国家的号召，推动冷链行业的节能减排工作，打造近零碳园区。

气候变化对人类社会的发展具有潜在威胁，已成为受全球关注的议题。随着全球工业的大发展，以二氧化碳为主的温室气体排放规模不断扩大，导致全球温度升高，进而造成海平面上升、极端天气频发、物种多样性遭受破坏等一系列环境和生态问题，威胁着人类赖以生存的地球环境。我国提出了“二氧化碳排放量在2030年达到峰值，2060年实现碳中和”的目标，向全世界展示了我国推进绿色低碳的雄心。

仓储物流行业是现代供应链体系的重要组成部分，是链接供给端和需求端的主要节点，牵涉环节众多。其中，冷链仓储物流以冷库为载体，大规模采用高能耗设备设施并大量使用制冷剂导致CO2、HFCs等温室气体的排放规模远高于以高标干仓为载体的高标仓储物流，成为仓储物流行业中主要的碳排放源。因此，冷链行业的节能减排对于实现国家碳中和目标有巨大的推进作用。

双碳背景下，冷链仓储低碳的建设标准及低碳的园区运维措施将成为打造低碳冷链仓储物流业的两大路径。本文从这两方面来探讨冷链园区的减碳措施。

建立低碳管理体系

为完成碳中和的目标、达成低碳化转型，在讨论低碳建设标准及低碳运维措施前，首先需要转换冷库的管理理念。

目前，大多数冷库为达成经营目标，在冷库的运营管理中，更加注重效益和效率，忽视碳排放带来的环境影响因素。为实现高效率减碳，将从运营、经营、管理等多方面入手，引入减碳减排的管理理念。在此理念下应在原有的公司架构中，在冷链园区现有的管理层面内新设立低碳管理小组。低碳管理小组主要负责所在部门碳中和计划的推进、落实，定期向领导小组汇报工作情况，参与计划或方案改进等。在园区建设阶段，由低碳管理小组监督落实低碳建设标准，从设计建造、原料采购、技术应用等全方面出具详细的指导说明与专业阐述。

在园区运营阶段，宣导低碳管理理念，对运营园区进行定期的碳排查工作，不断提升完善园区的低碳运维措施。

设计制定以绿色仓库为底线的标准，物流园区产品更高层次的规范要求；构建零碳园区评价体系，并帮助新建项目快速走向成熟，树立参考准绳。

低碳建设标准

依托节能减排的管理理念，推行创新低碳减排设施技术在冷链园区落地应用，帮助冷链园区从硬件层面实现节能减排。

建立绿色建设标准，在冷链园区的设计、建设过程，融入绿色冷库的设计建造、原料采购、技术应用等全方面出具详细的指导说明与专业阐述，研发新型设备及技术，推动绿色建筑认证，满足国内外绿色冷库产品高品质的建造、运营需求。

2.1 分布式光伏

推广分布式光伏发电技术，在建筑屋面架设太阳能电池板实施逐日发电，分布式光伏能够以接近100%的消纳率为冷链物流园提供一定比例的电力。太阳能发电作为优秀的可再生能源，随着自发电力比重的增加，光伏发电能帮助园区大大降低外购电力的需求，实现间接碳排放的减少、控制工作。图1为太阳能光伏发电在上海临港园区中的应用。这样不仅可以产生清洁能源，还可以减少太阳热辐射通过屋面产生的热负荷，从而降低制冷系统的能耗。

2.2 制冷设备技术创新

2.2.1 CO2载冷系统

在制冷剂使用方面，传统冷链园区中，由传统制冷剂使用导致的碳排放所占比例最大，为实现减碳战略，可以采用二氧化碳作为载冷剂用以减少制冷剂的充注。在整个系统中，当二氧化碳用作载冷剂时，其载冷侧为无油系统，二氧化碳载冷剂更加环保经济。

CO2作为载冷剂与其他传统的载冷剂（如盐水、乙二醇等）相比，其动力黏度非常小。当载冷温度为-35℃时，其黏度分别是氯化钙溶液、乙二醇溶液、二氯甲烷的1/152、1/506和1/4，具有非常好的输运特性。由于载冷剂采用的是纯CO2液体不存在以水为溶剂的问题，可以传递温度高于-50℃的冷量。同时，CO2的汽化潜热也很大，冷却温度为-35℃时的汽化潜热为313.41J/g，因此可以利用液态CO2的相变来吸收热量，大大减少液态CO2制冷剂的充注量。这样，冷却循环中的管径大大减小，冷却设备的体积减小。减少制冷系统单元中制冷剂的充注量。

2.2.2 二次节流技术

压缩机组作为冷库制冷系统的核心部件，也是冷库能耗的主要来源。螺杆压缩机在冷链物流行业内的应用较为广泛，其核心部件已进行多次更新迭代，不同世代之间的性能系数差距较大。此外，气体压缩方法的选择，对于制冷能耗将产生显著影响。因此，为了尽可能地降低能耗，可对目前的传统氟制冷形式进行迭代升级，通过“二次节流”，提高制冷机组的COP值，降低设备运行的能耗。

2.3 园区运营设施采购低碳化

在园区的运营设备设施的采购选择中，提高新能源设备的渗透率。库内选用电动叉车替代传统的燃油叉车。

物流货运以新能源电动车取代传统燃油车，建立光伏发电充电站，为新能源汽车提供电能补充。

2.4 低碳绿色建筑

进行绿色冷库/LEED/BRE等绿色认证，推广新型节电、节水设备应用。

低碳运维措施

提升冷链园区的运维、管理效率同样可以减少碳排放。智慧化园区的管理模式相比传统园区，可以更加精准的分析冷库的运营情况。通过数字化手段搭建碳管理平台，在运营期间科学监控能耗和产能的数据，可以保障园区能够持续地低碳运营。在管理层面，依托数字平台感知并全面监测碳生成和消减过程，整合节能、减排、固碳、碳汇等措施，实现冷链园区的整体碳排放计量实时统计和追踪，可视化展示碳中和情况，有助于碳中和管理决策和降碳双控工作。

3.1 智慧化园区

园区智慧化是提高园区管理和运营效率的有效途径。相比传统园区，智慧化园区具有管理更加透明、问题响应速度更快、运营效率更高、管理方案迭代更加精准的优势。园区智慧化包括对园区内设备进行智能化升级；利用数字平台监控升级后的设备；搭建总平台，实现全局管理等多个步骤。

3.1.1 自动化智能化设备应用

对园区内的大部分机器设备，包括安防设备、消防设备、冷链设备、温控设备、运输设备等，进行全面的智能化及自动化升级，以尽可能地减少人工操作的场景，在降低错误率的同时缩短事件反应时间，提升单体设备的运行效率。例如：引进智慧叉车系统，能够通过自动物联网技术采集叉车运行、异常及电池数据，实现叉车利用率管理、作业效率管理、电池管理、维保管理等功能。采用自动化立体库，较传统冷库的出入库效率可提升约2~3倍，并能极大减少进出货时的热流损失。

3.1.2 IoT管理平台

园区应使用IoT管理平台。IoT管理平台可实时了解园区设备的运行状态及能耗状态，帮助园区及时调整设备的最优参数以在最高效率，并能实时监控电能消耗情况，了解能耗分布，有针对性的调整用电策略。借由IoT平台对之前智能化升级的设备数据进行实时的数据采集和分析展示，为故障定位分析和能耗优化提供决策支撑。

3.1.3 搭建专业的物流信息平台

建设一体化物流管理系统(OTWB)，对货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等作业环节数据自动化采集与传输。

3.1.4 碳管理系统

在园区内搭建全局碳管理系统，集聚物流仓储的所有环节、场景和功能，在控制系统的统一调配下，实现不同要素之间的顺畅衔接，进而高效地开展业务流程，从结构上降低园区整体的碳排放水平。

3.2 用电结构优化

在用电结构方面，可结合创新技术，优化建筑能源结构，对各项化石能源的使用行为进行电气化改造或替代，逐步提高可再生能源电力在用电结构中的占比。

在分布式光伏发电技术应用在建设标准的基础上，配合碳管理平台，结合清洁能源的发电量，了解具体的减碳数据；通过清光伏能源的消纳情况，及时调整用电时间及用电策略，减少传统火电的使用。

总结

在当前绿色低碳的时代背景下，物流行业积极响应国家号召和政策，大力推进减碳、近零碳事业的发展。冷链园区的减碳措施包括：在已经构建的现代化物流基础设施网上融入绿色建筑的理念、要求和标准化设计，配合智能化的管理手段、减碳的管理理念、高效的核心技术设立近零碳物流园区。冷链园区的减碳措施和管理理念不仅为园区实现碳排放的节降，同时以绿色供应链带动行业内众多用户一同响应国家的绿色减碳的行动号召。

来源：中冷联盟