马智慧
(贵州理工学院工程训练中心，贵州 贵阳 550003)
国家“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”目标的提出，为高校工程训练中心(下面简称中心)的绿色、低碳运行提供了强有力的政策依据[1]。特别是近年来，我国很多高校成立了碳中和研究中心或者制定碳中和校园计划。我校工训中心结合其他高校的经验，积极进行碳中和建设，实现零碳工程训练中心，是对国家碳中和目标的积极响应。
工程训练中心是高校领域碳排放的主要来源。中心实现“双碳”目标是一项非常系统性的工程，需要行政办公楼、综合实训大楼、普车、铸造、配电车间等各类建筑物共同整合能源，有机分配，同时采取设备节能技术、环保节能建筑技术、新能源替代等才能达到碳中和目标。按照工程训练中心的物理边界，中心内碳排放的计量必然包括中心内各类建筑，由于中心各类车间的设备完全不一样(有电工和金工两大类)，所以各车间的节能减碳措施在工艺流程方面有差异，且关系到实训生产经营安全，具体执行有一定的复杂性。以下主要以贵州理工学院工程训练中心为例来探讨“双碳”目标实施路径。
1.1 中心简介
高校工程训练中心碳核算是指通过科学方法，盘点学校实际的温室气体排放情况，查找出主要的二氧化碳排放源，为建设零碳中心提供支撑数据。
贵州理工学院工程训练中心占地面积约为6 600 m2，建筑面积为6 190 m2，车间面积为3 119 m2，其他库房、危房等低耗能面积约为2 600 m2，办公面积为400 m2。
目前工程训练中心设有16个车间，分别是数控车训练车间、多功能训练车间、普通车削训练车间、钳工训练车间、装配训练车间、铸造训练车间、焊接训练车间、3D打印训练车间、智能装备训练车间、电子工艺训练车间、电工训练车间、电力配电训练车间和CAD/CAM 训练室等。现有各类设备534台(套)。工程训练中心平面布置图如图1所示，空闲屋顶面积约2 000 m2。
图1 工程训练中心平面布置示意
1.2 中心能耗统计
1.2.1 工程训练中心能耗汇总
碳达峰和碳中和里面的碳排放量究竟是如何计算的呢？这是一项正在探讨的学科方面。[2]
一般来说，工程训练中心主要进行的电工实习和金工实习，主要为机电控制类、电子工艺类、智能控制类、普通车削、数控、焊接等实习活动，同时也包括教职工的办公活动。总的来说其进行的是低效能生产活动。中心生产中碳排放计算方法为：总排放=电力耗能+生产过程排放。
当然二氧化碳的排放计算也可以通过具体实际能源使用量(比如采用燃料、水电费的用量)，乘上一个碳折算系数，就可以得出碳的排放量。根据在中心使用能源情况，主要为电力消耗，那么能耗这块的二氧化碳排放量等于耗电度数乘以0.785。具体负荷汇总情况如表1所示。
表1 工程训练中心碳排放清单
中心年均用电量约18 000度电，能耗二氧化碳排放量为
S能耗=18 000×0.785=14 130 kg
如果再加上水资源、废弃物处理、耗材消耗等所产生的碳排放以及减去绿色空间的二氧化碳吸引量，那么中心年均总二氧化碳排放量约为S总=30 000 kg。
根据估算，中心年均总二氧化碳排放量约为30 000 kg。
1.2.2 中心屋顶及电力设施等存在问题
中心实验室建筑建设年限超过20年，屋顶存在漏水问题，常年的维修也是个大问题，同时办公楼屋顶设置的隔热层效果较差，夏天办公楼顶楼办公室很热。
工程训练中心的零碳目标需要根据实验区域和办公区域的不同建筑类型，从能耗、废弃物处理、耗材消耗等几大项来制定具体的双碳途径。
2.1 建立健全碳排放管理体系
中心应结合学生技能实习场所的特性，建立完善的碳排放管理体系，加强普通教师甚至是中心领导的参与，厘清内部管理职责，重视碳数据监控与披露并组织节能低碳技术的相关培训教育，从而提升中心的碳管理水平[3]。
2.2 采用节能减碳技术措施
现贵州理工学院工程训练中心，实训设备价值1 000多万元，但大部分设备为贵州大学遗留下来，设备老旧，节能等级低，智能化水平低。首先，对于这些已经大大超过使用年限、无法满足工作需要的设备，应该及时更换新的设备。比如，普通车削车间设备为2002年采购的，设备老旧，能效低，无动态监测系统。其次，对于在寿命期的中大型设备，可以加装能源测控系统，动态监测，智能运行，提升能效比。最后，在实验室新建过程中，必须将节能减碳技术融入其中，作为验收、后续运行的重要一环。
2.3 可再生能源的替代应用
分布式光伏也是国家鼓励的绿色能源，对于学校整体达到双碳目标，是可行的措施之一。根据中心的负荷特性，大部分负荷在白天中产生，而分布式光伏也是在白天发电，就地使用，由于传输距离短可以做到低电力损耗。
根据贵州理工学院工程训练中心综合训练大楼、普通车削车间以及办公楼等大量闲置屋面情况，可以大面积安装分布式光伏(BAPV)，降低中心对传统电力能源的需求和依赖，大大降低中心的碳排放。同时由于实验室和办公楼顶楼，在夏季存在较热的问题，如果采用分布式光伏，就可以使顶楼夏天温度高的问题迎刃而解，进一步提升了能效水平，减少了碳排放。
根据统计，中心可安装分布式光伏面积S=2 000 m2，全市年日照时数约为T=1 000 h。根据现在光伏组件的转换效率，每平方米可在屋顶安装100 W左右的光伏组件，那么整个中心光伏安装容量约为P=200 kW。
W=P×T=200×1 000=20 000 kW·h>18 000 kW·h
根据以上估算，加上储能设施后，分布式光伏所发电量基本可以满足中心用电需求。
2.4 采用建筑绿色技术或改造
在中心各实训车间，可以采用一些改善性的绿色技术进行提升建筑的能效水平。比如在实训车间大玻璃窗户，挂设高性能遮阳窗帘，也可以顶楼长长的廊道上，积极采用自然采光。
2.5 扩大绿植范围，提高碳汇价值
原库房后杂物堆放处，有约200 m2空地，一直处于低效用地状态。建议将此区域种上绿植，扩大整个中心的绿植范围，提高碳汇价值。
2.6 绿色教育与绿色行动
专业是高校人才培养的基本单元，是建设高水平本科教育、培养高素质人才的“四梁八柱”。通过绿色教育的系统化设计、一体化推进，绿色教育能更好地融入专业培养各环节、各方面，让学生在专业培养全过程中接受主流价值观念的熏陶，树立正确的绿色环保理念[4]。在绿色行动方面，教职工的办公用纸可以节约，比如每学期要准备的教学文件，包括教学大纲、教案、计划表、二次课表、点名册等；
学生的教材可以回收循环利用等。
总的来说，践行绿色行动，打造零碳高校工程训练中心，需要在各个方面都要付出努力。
工程训练中心严格制定碳管理体系、采用节能技术和新能源等手段，是可以实现双碳目标的，同时其践行过程也对学生起到潜移默化的绿色教育作用，树立正确的绿色环保理念，为培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人打好坚实基础。
在新工科背景下，工程训练中心越来越受重视，探索出一条符合高校工程训练中心自身特点的“零碳中心”之路，对于国家碳达峰、碳中和的整体目标实现具有深远的意义。
猜你喜欢车间分布式中心剪掉和中心无关的作文小学高年级(2022年9期)2022-10-17在打造“两个中心”中彰显统战担当作为华人时刊(2021年15期)2021-11-27100MW光伏车间自动化改造方案设计智能制造(2021年4期)2021-11-04招工啦小学生学习指导(中年级)(2018年11期)2018-11-29“扶贫车间”拔穷根农村农业农民·B版(2018年11期)2018-01-28分布式光伏热钱汹涌能源(2017年10期)2017-12-20分布式光伏:爆发还是徘徊能源(2017年5期)2017-07-06别让托养中心成“死亡中心”领导决策信息(2017年13期)2017-06-21把农业搬进车间中国老区建设(2016年12期)2017-01-15基于DDS的分布式三维协同仿真研究雷达与对抗(2015年3期)2015-12-09
