馬智慧

(貴州理工學院工程訓練中心，貴州 貴陽 550003)

0 引言

國家“2030年前碳達峰、2060年前碳中和”目標的提出，為高校工程訓練中心(下面簡稱中心)的綠色、低碳運行提供了強有力的政策依據(jù)[1]。特別是近年來，我國很多高校成立了碳中和研究中心或者制定碳中和校園計劃。我校工訓中心結合其他高校的經(jīng)驗，積極進行碳中和建設，實現(xiàn)零碳工程訓練中心，是對國家碳中和目標的積極響應。

工程訓練中心是高校領域碳排放的主要來源。中心實現(xiàn)“雙碳”目標是一項非常系統(tǒng)性的工程，需要行政辦公樓、綜合實訓大樓、普車、鑄造、配電車間等各類建筑物共同整合能源，有機分配，同時采取設備節(jié)能技術、環(huán)保節(jié)能建筑技術、新能源替代等才能達到碳中和目標。按照工程訓練中心的物理邊界，中心內碳排放的計量必然包括中心內各類建筑，由于中心各類車間的設備完全不一樣(有電工和金工兩大類)，所以各車間的節(jié)能減碳措施在工藝流程方面有差異，且關系到實訓生產(chǎn)經(jīng)營安全，具體執(zhí)行有一定的復雜性。以下主要以貴州理工學院工程訓練中心為例來探討“雙碳”目標實施路徑。

1 碳核算

1.1 中心簡介

高校工程訓練中心碳核算是指通過科學方法，盤點學校實際的溫室氣體排放情況，查找出主要的二氧化碳排放源，為建設零碳中心提供支撐數(shù)據(jù)。

貴州理工學院工程訓練中心占地面積約為6 600 m2，建筑面積為6 190 m2，車間面積為3 119 m2，其他庫房、危房等低耗能面積約為2 600 m2，辦公面積為400 m2。

目前工程訓練中心設有16個車間，分別是數(shù)控車訓練車間、多功能訓練車間、普通車削訓練車間、鉗工訓練車間、裝配訓練車間、鑄造訓練車間、焊接訓練車間、3D打印訓練車間、智能裝備訓練車間、電子工藝訓練車間、電工訓練車間、電力配電訓練車間和CAD/CAM 訓練室等?，F(xiàn)有各類設備534臺(套)。工程訓練中心平面布置圖如圖1所示，空閑屋頂面積約2 000 m2。

圖1 工程訓練中心平面布置示意

1.2 中心能耗統(tǒng)計

1.2.1 工程訓練中心能耗匯總

碳達峰和碳中和里面的碳排放量究竟是如何計算的呢？這是一項正在探討的學科方面。[2]

一般來說，工程訓練中心主要進行的電工實習和金工實習，主要為機電控制類、電子工藝類、智能控制類、普通車削、數(shù)控、焊接等實習活動，同時也包括教職工的辦公活動?？偟膩碚f其進行的是低效能生產(chǎn)活動。中心生產(chǎn)中碳排放計算方法為：總排放=電力耗能+生產(chǎn)過程排放。

當然二氧化碳的排放計算也可以通過具體實際能源使用量(比如采用燃料、水電費的用量)，乘上一個碳折算系數(shù)，就可以得出碳的排放量。根據(jù)在中心使用能源情況，主要為電力消耗，那么能耗這塊的二氧化碳排放量等于耗電度數(shù)乘以0.785。具體負荷匯總情況如表1所示。

表1 工程訓練中心碳排放清單

中心年均用電量約18 000度電，能耗二氧化碳排放量為

S能耗=18 000×0.785=14 130 kg

如果再加上水資源、廢棄物處理、耗材消耗等所產(chǎn)生的碳排放以及減去綠色空間的二氧化碳吸引量，那么中心年均總二氧化碳排放量約為S總=30 000 kg。

根據(jù)估算，中心年均總二氧化碳排放量約為30 000 kg。

1.2.2 中心屋頂及電力設施等存在問題

中心實驗室建筑建設年限超過20年，屋頂存在漏水問題，常年的維修也是個大問題，同時辦公樓屋頂設置的隔熱層效果較差，夏天辦公樓頂樓辦公室很熱。

2 工程訓練中心碳中和主要途徑

工程訓練中心的零碳目標需要根據(jù)實驗區(qū)域和辦公區(qū)域的不同建筑類型，從能耗、廢棄物處理、耗材消耗等幾大項來制定具體的雙碳途徑。

2.1 建立健全碳排放管理體系

中心應結合學生技能實習場所的特性，建立完善的碳排放管理體系，加強普通教師甚至是中心領導的參與，厘清內部管理職責，重視碳數(shù)據(jù)監(jiān)控與披露并組織節(jié)能低碳技術的相關培訓教育，從而提升中心的碳管理水平[3]。

2.2 采用節(jié)能減碳技術措施

現(xiàn)貴州理工學院工程訓練中心，實訓設備價值1 000多萬元，但大部分設備為貴州大學遺留下來，設備老舊，節(jié)能等級低，智能化水平低。首先，對于這些已經(jīng)大大超過使用年限、無法滿足工作需要的設備，應該及時更換新的設備。比如，普通車削車間設備為2002年采購的，設備老舊，能效低，無動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。其次，對于在壽命期的中大型設備，可以加裝能源測控系統(tǒng)，動態(tài)監(jiān)測，智能運行，提升能效比。最后，在實驗室新建過程中，必須將節(jié)能減碳技術融入其中，作為驗收、后續(xù)運行的重要一環(huán)。

2.3 可再生能源的替代應用

分布式光伏也是國家鼓勵的綠色能源，對于學校整體達到雙碳目標，是可行的措施之一。根據(jù)中心的負荷特性，大部分負荷在白天中產(chǎn)生，而分布式光伏也是在白天發(fā)電，就地使用，由于傳輸距離短可以做到低電力損耗。

根據(jù)貴州理工學院工程訓練中心綜合訓練大樓、普通車削車間以及辦公樓等大量閑置屋面情況，可以大面積安裝分布式光伏(BAPV)，降低中心對傳統(tǒng)電力能源的需求和依賴，大大降低中心的碳排放。同時由于實驗室和辦公樓頂樓，在夏季存在較熱的問題，如果采用分布式光伏，就可以使頂樓夏天溫度高的問題迎刃而解，進一步提升了能效水平，減少了碳排放。

根據(jù)統(tǒng)計，中心可安裝分布式光伏面積S=2 000 m2，全市年日照時數(shù)約為T=1 000 h。根據(jù)現(xiàn)在光伏組件的轉換效率，每平方米可在屋頂安裝100 W左右的光伏組件，那么整個中心光伏安裝容量約為P=200 kW。

W=P×T=200×1 000=20 000 kW·h>18 000 kW·h

根據(jù)以上估算，加上儲能設施后，分布式光伏所發(fā)電量基本可以滿足中心用電需求。

2.4 采用建筑綠色技術或改造

在中心各實訓車間，可以采用一些改善性的綠色技術進行提升建筑的能效水平。比如在實訓車間大玻璃窗戶，掛設高性能遮陽窗簾，也可以頂樓長長的廊道上，積極采用自然采光。

2.5 擴大綠植范圍，提高碳匯價值

原庫房后雜物堆放處，有約200 m2空地，一直處于低效用地狀態(tài)。建議將此區(qū)域種上綠植，擴大整個中心的綠植范圍，提高碳匯價值。

2.6 綠色教育與綠色行動

專業(yè)是高校人才培養(yǎng)的基本單元，是建設高水平本科教育、培養(yǎng)高素質人才的“四梁八柱”。通過綠色教育的系統(tǒng)化設計、一體化推進，綠色教育能更好地融入專業(yè)培養(yǎng)各環(huán)節(jié)、各方面，讓學生在專業(yè)培養(yǎng)全過程中接受主流價值觀念的熏陶，樹立正確的綠色環(huán)保理念[4]。在綠色行動方面，教職工的辦公用紙可以節(jié)約，比如每學期要準備的教學文件，包括教學大綱、教案、計劃表、二次課表、點名冊等；學生的教材可以回收循環(huán)利用等。

總的來說，踐行綠色行動，打造零碳高校工程訓練中心，需要在各個方面都要付出努力。

3 結語

工程訓練中心嚴格制定碳管理體系、采用節(jié)能技術和新能源等手段，是可以實現(xiàn)雙碳目標的，同時其踐行過程也對學生起到潛移默化的綠色教育作用，樹立正確的綠色環(huán)保理念，為培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人打好堅實基礎。

在新工科背景下，工程訓練中心越來越受重視，探索出一條符合高校工程訓練中心自身特點的“零碳中心”之路，對于國家碳達峰、碳中和的整體目標實現(xiàn)具有深遠的意義。