引言

　　隨著能源危機的加劇，節能減排成為共識。我國也把控制溫室氣體排放作為積極應對全球氣候變化的重要任務，國家“十二五”規劃明確提出了“到 2015 年單位國內生產總值能源消耗降低 16%，單位國內生產總值二氧化碳排放降低 17%”的約束性指標。目前我國照明用電占全社會用電量的 12%左右，因此在照明行業推廣使用高效節能的照明產品，對于節能減排和照明產業轉型升級具有重要意義。有數據統計，地級以上城市，每年路燈耗電量達 1000 萬度以上，電費支出超 800 萬元，二氧化碳排放量達 7000 噸。因此，為積極貫徹和落實國家“節能減排”的方針政策，實施城市路燈節電改造是城市節能減排的一項重要措施，也是用實際行動建設低碳生活的重要舉措。

　　同時，國家發展改革委辦公廳已發布《關于開展碳排放權交易試點工作的通知》，批準北京、天津、深圳等 7 省市為試點開展碳排放權交易工作，計劃于“十二五”期間逐步建立龐大的國內碳排放交易市場，但由于國內碳交易市場處于剛剛建立和起步階段，如何科學有效地計量某些項目層面碳減排量或減排潛能仍然是一個技術難題，而各個行業作為碳交易的重要參與方，也必然需要盡快的建立相應的行業規范、科學適用的溫室氣體核算體系，以使各行業完成的減排量具有公信力和可交易性。

　　1、LED 節能路燈定義及其特點

　　LED 路燈（Light Emitting Diode，發光二級管）即半導體照明燈。它是一種基于半導體 PN 結形成的用微弱的電能就能發光的高效固態光源。LED 路燈與常規高壓鈉燈路燈不同的是，大功率 LED 路燈的光源采用低壓直流供電、由 GaN 基功率型藍光 LED 與黃色熒光粉合成的高效白光二極管，具有高效、安全、節能、環保、壽命長、響應速度快、顯色指數高等獨特優點，可廣泛應用于城市道路照明。

　　2、LED 節能路燈碳減排量計算方法

　　LED 節能燈性能優越，是引領全球低碳和負碳經濟社會發展的一個突破口。推廣使用 LED 節能燈可以大大減少電力消耗，從而減少能耗和碳排放量，雖然對于節能燈一類的低碳產品的推廣使用而言，每一個低碳產品所產生的減排量是很微小的，但當推廣使用數量累計到一定量的后，其整體減排收益則非常巨大。

　　據有關方面統計，中國現有路燈總數大約在一億盞以上，并以每年 20%的速度增長。如果將這一億盞路燈折合成 6000 萬盞 250瓦的路燈進行對比，假定每盞路燈每天工作 10 小時，現在普遍的使用的高壓鈉燈每年將會產生將近 1100 千克的二氧化碳，若全部改造成 LED 路燈，那么總共可以節約 1300 萬千瓦的功率，在 1 年內將節約 597 億度電，從而也大大減少了二氧化碳的排放量。

　　我國目前的碳排放量計算方法主要是參考《京東議定書》中的清潔發展機制（CDM）基于項目的核算體系。其中與照明領域節能燈相關的 CDM 方法學主要有：AMS-II-C 需求方采用特定技術提高能效的小型方法學；AMS-II-J 高效照明技術的需求側應用活動；AMS-II-N 需求側再建筑安裝節能燈及節能控制裝置的能效提高方法學等，本文主要參考 LED 燈相關的碳減排量核算方法，對 LED 燈道路照明節能改造項目的碳減排計算方法進行了探索，并應用于具體產業化實例中，試圖對該類項目的碳減排量計算方法提供借鑒意義。

　　引言

　　隨著能源危機的加劇，節能減排成為共識。我國也把控制溫室氣體排放作為積極應對全球氣候變化的重要任務，國家“十二五”規劃明確提出了“到 2015 年單位國內生產總值能源消耗降低 16%，單位國內生產總值二氧化碳排放降低 17%”的約束性指標。目前我國照明用電占全社會用電量的 12%左右，因此在照明行業推廣使用高效節能的照明產品，對于節能減排和照明產業轉型升級具有重要意義。有數據統計，地級以上城市，每年路燈耗電量達 1000 萬度以上，電費支出超 800 萬元，二氧化碳排放量達 7000 噸。因此，為積極貫徹和落實國家“節能減排”的方針政策，實施城市路燈節電改造是城市節能減排的一項重要措施，也是用實際行動建設低碳生活的重要舉措。

　　同時，國家發展改革委辦公廳已發布《關于開展碳排放權交易試點工作的通知》，批準北京、天津、深圳等 7 省市為試點開展碳排放權交易工作，計劃于“十二五”期間逐步建立龐大的國內碳排放交易市場，但由于國內碳交易市場處于剛剛建立和起步階段，如何科學有效地計量某些項目層面碳減排量或減排潛能仍然是一個技術難題，而各個行業作為碳交易的重要參與方，也必然需要盡快的建立相應的行業規范、科學適用的溫室氣體核算體系，以使各行業完成的減排量具有公信力和可交易性。

　　1、LED 節能路燈定義及其特點

　　LED 路燈（Light Emitting Diode，發光二級管）即半導體照明燈。它是一種基于半導體 PN 結形成的用微弱的電能就能發光的高效固態光源。LED 路燈與常規高壓鈉燈路燈不同的是，大功率 LED 路燈的光源采用低壓直流供電、由 GaN 基功率型藍光 LED 與黃色熒光粉合成的高效白光二極管，具有高效、安全、節能、環保、壽命長、響應速度快、顯色指數高等獨特優點，可廣泛應用于城市道路照明。

　　2、LED 節能路燈碳減排量計算方法

　　LED 節能燈性能優越，是引領全球低碳和負碳經濟社會發展的一個突破口。推廣使用 LED 節能燈可以大大減少電力消耗，從而減少能耗和碳排放量，雖然對于節能燈一類的低碳產品的推廣使用而言，每一個低碳產品所產生的減排量是很微小的，但當推廣使用數量累計到一定量的后，其整體減排收益則非常巨大。

　　據有關方面統計，中國現有路燈總數大約在一億盞以上，并以每年 20%的速度增長。如果將這一億盞路燈折合成 6000 萬盞 250瓦的路燈進行對比，假定每盞路燈每天工作 10 小時，現在普遍的使用的高壓鈉燈每年將會產生將近 1100 千克的二氧化碳，若全部改造成 LED 路燈，那么總共可以節約 1300 萬千瓦的功率，在 1 年內將節約 597 億度電，從而也大大減少了二氧化碳的排放量。

　　我國目前的碳排放量計算方法主要是參考《京東議定書》中的清潔發展機制（CDM）基于項目的核算體系。其中與照明領域節能燈相關的 CDM 方法學主要有：AMS-II-C 需求方采用特定技術提高能效的小型方法學；AMS-II-J 高效照明技術的需求側應用活動；AMS-II-N 需求側再建筑安裝節能燈及節能控制裝置的能效提高方法學等，本文主要參考 LED 燈相關的碳減排量核算方法，對 LED 燈道路照明節能改造項目的碳減排計算方法進行了探索，并應用于具體產業化實例中，試圖對該類項目的碳減排量計算方法提供借鑒意義。

　　3、項目案例

　　3.1 項目簡介

　　本項目計劃將某城鎮道路原有的鈉燈及汞燈全部更換為 LED節能路燈；同時，城鎮道路新安裝路燈也將全部采用 LED 節能路燈。項目改造及新安裝路燈總里長數為 463.65 公里，改造及新安裝路燈總數 25，253 盞。具體方案如下：

　　路燈改造：

　　400W+250W 高桿鈉燈更換為 56W*3只 LED 節能燈；

　　250W+150W 雙臂鈉燈更換為 126W+28WLED 節能燈；

　　250W 單臂鈉燈及汞燈更換為 126WLED 節能燈；150W 單臂鈉燈及汞燈更換為 56WLED 節能燈；

　　新安裝路燈：高桿燈采用 56W*3 只 LED 節能燈，雙臂燈采用126W+28WLED 節能燈，單臂燈采用 126W 和 56WLED 節能燈；

　　照明時間：8 小時以上。

　　3.2 LED 節能路燈替換項目碳減排量計算

　　根據項目特點，替換或新建 LED 路燈，是通過替代傳統的高壓鈉燈減少了電力消耗，從而減少碳排放量。年碳減排量可由年節省的電量與相應的電網二氧化碳排放因子相乘得到，能耗由照明系統的功率與運行時間相乘得到。

　　3.2.1 項目邊界

　　根據項目特點，該項目邊界包括所有改造及新安裝路燈消耗的電力及電力生產所涉及的華中區域電網。

　　3.2.2 項目碳減排量計算

　　現以該城區路燈改造項目中某具體鄉鎮安陽鄉改造為例，即用300 盞 56W 的 LED 節能路燈改造功率 150W 的鈉燈，并新建 200 盞56w 節能路燈，計算碳減排量如下：

　　（1）項目基準線排放量

　　項目的基準線確定為使用鈉燈及汞燈用于公路照明。

　　首先計算項目的基準耗能量

　　Eba-基準線能耗，單位為千瓦時（kWh）

　　Qba，i-實施前，被 LED 照明替代的 i 型號路燈的數量，單位為盞；

　　Pba，i-實施前，被 LED 照明替代的 i 型號路燈的輸入功率，單位為千瓦（kW）；

　　Tba，i-實施前，被 LED 照明替代的 i 型號路燈年平均運行時間，單位為小時（h）；

　　Ama-年校準能耗調整值，其值可正可負。

　　實施前，對于光源和附屬電子電路需要分開的，可由下面計算：

　　Pbag，i-被 LED 照明替代的 i 型號照明光源平均功率，單位為千瓦（kW）；

　　Pbaf，i-被 LED 照明替代的 i 型號照明附屬電子電路平均功率，單位為千瓦（kW）；

　　被年校準能耗調整值可由公式計算：

　　Era，zd，i-實施后 i 型號 LED 照明的年平均照度，單位為勒克斯（lx）；

　　Eba，zd，i-實施前被 LED 照明替代的 i 型號照明平均照度，單位為勒克斯（lx）；m-照明區域。

　　由項目的基準能耗量計算其基準碳排放量

　　式中：ERba-LED 照明項目年溫室氣體減排量，單位為噸當量二氧化碳（tCO2e/MWh）EFCO2-電網排放系數，按當年國家發改委頒布的中國區域電網排放因子選取，單位為噸二氧化碳每兆瓦時（tCO2e/MWh）。

　　根據實施項目實際情況，該項目不考慮光源和附屬電子電路分開，實施前功率根據其照明燈平均額定功率計算；照明燈全年平均運行時間可以選取固定值，也可采用抽樣方法進行選取，該項目年平均運行時間選取 10 小時；根據照明燈具對應的具體照度，計算基準線碳減排量如下：

　　=（300 ×150 +200 ×150）×10 ×365 ×10-3=2.74 ×105kWh

　　Ama=0.86×105kWh

　　Eba=2.74×105+0.86×105=3.60×105kWh

　　據 2013 年國家發改委頒布的中國區域電網排放因子，因為該工廠位于華北地區，電網組合邊際排放因子取平均值 0.7605tCO2e/MW，得到：

　　=3.60×105×0.7605/1000=273.78tCO2e

　　(2)項目碳排放量計算

　　項目耗能量用下述公式計算

　　Era-LED 照明項目實施后年能耗，單位為千瓦時（kWh）

　　Qra，i-i 型號 LED 燈的數量，單位為盞；

　　Pra，i-i 型號 LED 燈的輸入功率，單位為千瓦（kW）；

　　Tra，i-i 型號 LED 燈年平均運行時間，單位為小時（h）；

　　i-LED 型號；

　　n-LED 型號的數量。

　　注 1：全年平均運行時間可以選取固定值，或者采用抽樣方法來確定。

　　注 2：對于 LED 光源和附屬電子電路需要分開的，可由公式計算：

　　Prag，i-被 LED 照明替代的 i 型號照明光源平均功率，單位為千瓦（kW）；

　　Praf，i-被 LED 照明替代的 i 型號照明附屬電子電路平均功率，單位為千瓦（kW）

　　項目碳排放量計算：

　　式中：ERra-LED 照明項目年溫室氣體減排量，單位為噸當量二氧化碳（tCO2e/MWh）EFCO2-電網排放系數，按當年國家發改委頒布的中國區域電網排放因子選取，單位為噸二氧化碳每兆瓦時（tCO2e/MWh）。

　　根據項目實際情況及參數，得到：

　　=（300×56+200×56）×10×365×10-3=1.02×105kWh

　　ERra=Era×EFCO2=1.02×105×0.7605/1000=77.72 tCO2e

　　（3）LED 照明燈替換項目泄露量

　　項目泄漏量 L=0

　　（4）照明項目的年減排量

　　式中：ER-LED 照明項目年溫室氣體減排量，單位為噸當量二氧化碳（tCO2e/MWh）

　　ERra-LED 照明項目基準線年溫室氣體排放量，單位為噸當量二氧化碳（tCO2e/MWh）ERba-LED 照明項目溫室氣體年減排量，單位為噸當量二氧化碳（tCO2e/MWh）本項目中安陽鄉路燈照明改造后的年減排量

　　273.78-77.12-0=196.66 tCO2e以安陽鎮為例，計算其余城區和鄉鎮路燈改造和新建后碳減排量如表 1。

　　4、結束語

　　本文簡要介紹了 LED 照明路燈的節能減排潛力，并通過項目案例，借鑒現有溫室氣體排放核算方法，對具體 LED 照明路燈改造項目碳減排量進行了簡化核算，可以得出結論，LED 路燈作為低碳產品當推廣使用達到一定數量后，將會產生較大的減碳效益。中國的路燈總數很龐大，且以較快的速度繼續增長，且 LED 路燈的技術也日趨成熟，未來憑借其綠色環保、高效節能的優勢，必將作為節能先鋒普遍應用于路燈的節能改造中，從對照明領域的節能減排做出重大貢獻。