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冷庫建設(shè)運營的成本分析與控制
冷庫建設(shè)運營的成本分析與控制
張繼龍
一、我國冷庫建設(shè)類型及成本分析
我國冷庫總量較大，但人均占有量遠低于美日等發(fā)達國家，而且現(xiàn)有冷庫多數(shù)為老舊冷庫，符合現(xiàn)代物流要求的冷庫占比更少。隨著國家經(jīng)濟發(fā)展及全民生活水平的提高，冷鏈物流業(yè)發(fā)展迅猛，前景廣闊，尤其是近幾年政府高度重視，出臺了一系列政策引導(dǎo)支持冷鏈行業(yè)規(guī)范創(chuàng)新發(fā)展。受此影響，冷庫在全國各地興建。在新建冷庫中，多層土建冷庫和鋼結(jié)構(gòu)庫板的裝配庫占了大多數(shù)。此外，自動化高架冷庫異軍突起，以其自動化、信息化、數(shù)據(jù)化等優(yōu)勢，逐漸被用戶所接受和認可，在新建冷庫中的占比呈上升趨勢。
1. 多層土建冷庫建設(shè)成本
多層土建冷庫建設(shè)成本主要是土建結(jié)構(gòu)，可以占到60%以上，其他為配套設(shè)備設(shè)施投資，比如制冷和保溫系統(tǒng)、電氣、電梯、叉車等，為滿足溫度和基本的搬運需求而確定，品牌和類型眾多，技術(shù)和產(chǎn)品非常成熟。
2. 自動化高架冷庫建設(shè)成本
自動化高架冷庫主流建設(shè)方式又分為庫架分離式和庫架一體式兩種。庫架分離式在設(shè)計和技術(shù)方面門檻較低、難度較小，但由于多了土建結(jié)構(gòu)，建設(shè)成本等投資較大，空間有效利用率較低。庫架一體式冷庫具有造價低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、空間利用率高、建設(shè)周期短等優(yōu)勢，為比較先進和理想的冷庫建設(shè)方式，但技術(shù)難度大，國內(nèi)僅少數(shù)廠商掌握其核心建造技術(shù)。
自動化高架冷庫主要建設(shè)成本除了結(jié)構(gòu)部分外，還包括了堆垛機、輸送機、自控門、穿梭車等倉儲自動化設(shè)備及控制系統(tǒng)，根據(jù)不同的冷庫布局和吞吐量等，造價也不相同。根據(jù)京科倫的經(jīng)驗，同樣建設(shè)一座25000噸冷庫，土建多層冷庫按照傳統(tǒng)的冷庫形式配置設(shè)計，自動化高架冷庫采用行業(yè)內(nèi)較為先進的自動化設(shè)備和制冷設(shè)備、不銹鋼外殼保溫方式等，總的建設(shè)成本都在8000萬到9000萬元之間。
3. 裝配式冷庫建設(shè)成本
裝配式冷庫多數(shù)指鋼結(jié)構(gòu)庫房、保溫庫板拼裝方式的冷庫，一般為單層，占地面積較大，由于鋼結(jié)構(gòu)造價比土建結(jié)構(gòu)低，再加上近年鋼材價格持續(xù)走低，其建設(shè)成本總體較低，但其使用壽命不如前兩者。
4.成本比較
綜上綜述，在建設(shè)成本方面，自動化高架冷庫與多層土建冷庫建設(shè)成本已經(jīng)逐漸接近，裝配式冷庫成本略低。
二、我國冷庫運營成本分析
冷庫一直被認為是用電大戶，在運營成本方面，用電成本、人工成本為最重要兩項。
1. 用電成本
根據(jù)行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，全國低溫冷庫耗電量平均水平是每噸0.8度/天，發(fā)達城市平均耗電量較低。根據(jù)京科倫的經(jīng)驗，我國既有耗電高達1.4度/天的冷庫，也有耗電量低至0.3度/天的冷庫，這與冷庫技術(shù)和管理水平密切相關(guān)。京科倫建設(shè)的25000噸自動化冷庫經(jīng)過逐年統(tǒng)計，得到近5年的平均耗電量：每年用電量80余萬度，折合每噸每天耗電量僅不到0.1度，這樣的差距較為驚人。以25000噸冷庫為例，用全國平均水平對比現(xiàn)有最低水平，每年用電成本差距為630多萬度，折合節(jié)省電費500多萬元。
2. 人工成本
在人工成本方面，冷庫的工作環(huán)境差，對作業(yè)人員要求高。以25000噸規(guī)模冷庫為例，土建多層冷庫和傳統(tǒng)裝配式冷庫一般需要大量人工勞作、操作設(shè)備和管理，以60人計算，按行業(yè)平均薪資水平估算，人工成本每年達到300多萬元。自動化冷庫，由于采用了大量自動化設(shè)備、信息化系統(tǒng)等，作業(yè)人員數(shù)量大大減少，該規(guī)模冷庫可能僅需20人，人工成本每年下降到100多萬元。
3.其他成本
運營成本的其他方面還包括設(shè)備折舊、設(shè)備維護、投資利息等。
4.成本比較
綜合比較，多層土建冷庫運營成本最高，裝配式冷庫居中，自動化高架冷庫成本低于前兩種。
由此可見，通過采用更節(jié)能的技術(shù)和先進的自動化、信息化技術(shù)，結(jié)合更完善的管理體制，可極大地降低用電成本和人工成本，降低冷庫運營成本，為企業(yè)間接創(chuàng)造利潤和價值。
三、冷庫建設(shè)運營成本控制與優(yōu)化
由于冷庫的用電成本是主要的營運成本，并且居高不下，因此降低用電成本成為冷庫運營者關(guān)注的話題之一。此外，減少人工成本也是降低冷庫運營成本的有效方式。
1.制冷系統(tǒng)能耗控制
在制冷系統(tǒng)方面，系統(tǒng)保持較高的制冷效率非常關(guān)鍵，其蒸發(fā)壓力及溫度、冷凝壓力及溫度是主要參數(shù)，蒸發(fā)溫度與庫房溫度的溫差增大，就會使蒸發(fā)溫度過低，導(dǎo)致制冷效率系數(shù)下降，能耗增加。據(jù)估算，在其他條件不變的情況下，蒸發(fā)溫度每降低1℃，則要多耗電1~2%.溫差是進行操作與調(diào)整的重要依據(jù)，應(yīng)該根據(jù)實際條件和系統(tǒng)變化，不斷調(diào)整和控制運行參數(shù)，使其在經(jīng)濟合理的參數(shù)下運行，可充分發(fā)揮設(shè)備效率，保障機器設(shè)備和儲藏產(chǎn)品的安全。另外，溫差增大，還會使蒸發(fā)器結(jié)霜速度加快，庫房濕度減小，從而引起食品干耗增大，食品品質(zhì)下降。我國通常采用的蒸發(fā)溫度與庫房溫度之差一般為8~10℃，果蔬冷庫的蒸發(fā)溫度一般設(shè)計為-10~10℃，凍結(jié)物冷藏間為-28℃，凍結(jié)間為-33℃。而歐洲等發(fā)達國家，蒸發(fā)溫度與庫房溫度之差一般為3~5℃。京科倫建造在運行的立體冷庫的蒸發(fā)溫度與庫房溫度之差僅2.5℃。
此外，制冷設(shè)備選型及系統(tǒng)設(shè)計，應(yīng)該從冷庫的存儲貨物類別入手，有針對性地設(shè)計。比如：蒸發(fā)器選擇排管還是冷風(fēng)機，排管由于沒有電機耗電、化霜不頻繁等特點，比冷風(fēng)機庫要省電；壓縮機應(yīng)選用多機頭并聯(lián)制冷機組，單機匹數(shù)應(yīng)根據(jù)冷庫單間的使用情況相匹配，盡量避免出現(xiàn)大馬拉小車的情況；過冷、過熱度要綜合設(shè)計選擇，盡量提高制冷效率；管路的布置和走向要最優(yōu)化設(shè)計等。
現(xiàn)在很多冷庫為了節(jié)省電費會利用峰谷電費差價來調(diào)節(jié)，比如白天峰值電費高，則關(guān)機保冷，盡量不開門不出入貨，到夜里谷電時段電費較低時再開機拉冷，拉到很低的溫度。這樣雖然可以節(jié)省費用，但是會造成冷庫溫度的大幅波動，對儲藏的貨物品質(zhì)產(chǎn)生不利影響。因此很多高端客戶是不允許大的冷庫溫度波動的。
2.冷庫結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化
在冷庫結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，由于冷庫結(jié)構(gòu)一般采用柱梁、內(nèi)保溫形式，結(jié)構(gòu)自身冷橋無法避免。若冷庫采用保溫板保溫，保溫板之間的接縫和穿釘較難持久和耐候，保溫的性能衰減速度快，很難長期保持保溫性能，導(dǎo)致耗冷增加，用電成本上升。
冷庫門的開啟也是耗冷的主要因素，工作人員進出、貨物進出，會導(dǎo)致冷熱空氣的直接交換。熱空氣通過庫門開啟滲入庫內(nèi)，不僅造成熱量增加、庫溫升高，而且大量的熱濕交換使冷風(fēng)機或蒸發(fā)器排管結(jié)霜，導(dǎo)致庫內(nèi)溫、濕度波動，在影響產(chǎn)品儲藏質(zhì)量的同時，也造成大量耗冷耗電。
結(jié)構(gòu)設(shè)計問題是在原冷庫技術(shù)上很難避免和解決的問題，只有從根本入手改變冷庫的結(jié)構(gòu)形式。庫架一體式冷庫可以很好地解決結(jié)構(gòu)方面的問題：一是采用庫架一體結(jié)構(gòu)形式，避免了傳統(tǒng)柱梁結(jié)構(gòu)的冷橋和占用庫內(nèi)空間問題；二是保溫包裹整個結(jié)構(gòu)，形成冰箱一樣的六面體保溫，全面解決冷橋、漏冷問題；三是采用雙道互鎖高速自控冷庫門與自動化系統(tǒng)結(jié)合，解決開門關(guān)門不及時問題。庫架一體式冷庫是一種目前比較先進和合理的結(jié)構(gòu)形式，節(jié)能效果極為顯著。
冷庫是否節(jié)能不單單是設(shè)備層面所決定的，其建筑形式、保溫性能、門的設(shè)計、穿堂與冷庫冷間的布置等方面均應(yīng)該優(yōu)化設(shè)計。冷庫建設(shè)是個系統(tǒng)工程，需要量體裁衣，每個部件和環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，有好的設(shè)計建造團隊和完善的管理流程，有效改進結(jié)構(gòu)和保溫設(shè)計，最終降低用電成本，降低冷庫運營成本。
3.自動化倉儲系統(tǒng)應(yīng)用
人力成本方面，傳統(tǒng)冷庫作業(yè)人員多在低溫環(huán)境下工作，條件艱苦，對身體損害大，還會增加存儲貨物處理中的差錯率，給企業(yè)經(jīng)營帶來直接和間接的成本上升。自動化立體冷庫采用計算機對貨品信息進行準確無誤的信息管理，減少了貨物存儲中可能會出現(xiàn)的差錯，提高了工作效率。同時，在入庫、出庫的貨品運送中實現(xiàn)自動化，搬運工作安全可靠，減少了貨品的破損率，(www.qkfawen.com)也減少了人在搬運貨品時可能會受到的傷害。
四、冷庫建設(shè)運營的未來發(fā)展趨勢
根據(jù)目前主流冷鏈企業(yè)的商業(yè)模式，對應(yīng)的冷庫類型可分為儲藏型、市場型、中央及區(qū)域配送型、城市配送型、電商宅配型、產(chǎn)地型等六種類型。
一、儲藏型冷庫。儲藏型冷庫是目前市場上保有量最大的一種冷庫類型，主要用于水產(chǎn)品、肉類等凍品儲存。這種類型的冷庫是以商品儲存功能為主，商品品類較少，存儲周期少則半年，多則長達一年。土建多層冷庫、裝配式冷庫、自動化立體冷庫都有選用。
二、市場型冷庫。所謂市場型冷庫，主要以農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場配套建設(shè)的冷庫為主，需要具備儲藏功能，出租給市場內(nèi)商戶使用。市場型冷庫目前以多層建筑或小型冷庫為主，多層建筑每層高度5米左右，商品存放以堆貨形式居多，近幾年市場型冷庫也朝著自動化立體庫方向發(fā)展。
三、中央及區(qū)域配送型冷庫。這種類型的冷庫服務(wù)半徑較大，在冷庫庫型規(guī)劃時考慮儲藏功能的權(quán)重大于配送功能。由于具備了配送功能，這種類型的冷庫對收發(fā)貨區(qū)域面積和溫度有一定要求，商品存放多為貨架形式，冷庫高度一般以貨架高度來確定。近幾年自動化立體冷庫在區(qū)域配送型冷庫中應(yīng)用的也越來越多。
四、城市配送型冷庫。城市配送型冷庫選址優(yōu)先考慮距離市中心或客戶最近、交通最方便的位置。目前城市配送發(fā)達的城市如北京、上海，城市中心區(qū)域不斷外延，使這類冷庫選址愈發(fā)困難。城市配送型冷庫在庫區(qū)規(guī)劃時，考慮配送功能要多于倉儲功能，營運過程更講究商品流通的時間和效率，所以對通道、存儲貨位、進出貨位等方面有很高要求。多溫層布局是城市配送型冷庫的主要趨勢，甚至還要考慮配備干倉區(qū)域。自動化立體冷庫尤為適合該類冷庫。
五、電商宅配型冷庫。這種冷庫屬于城市配送型冷庫中的一種形式，但在功能規(guī)劃上有其自身特點。隨著近幾年生鮮電商的發(fā)展，特別是垂直電商更愿意自建冷庫，所以宅配型冷庫目前多為生鮮電商自營。該類冷庫多數(shù)建設(shè)成裝配式冷庫和自動化立體冷庫。
六、產(chǎn)地型冷庫。目前國內(nèi)產(chǎn)地型冷庫多為儲藏型。隨著生鮮農(nóng)產(chǎn)品保鮮技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，特別是蔬菜、水果類農(nóng)產(chǎn)品，采摘后的保鮮處理越來越受到重視，對蔬菜、水果類的采摘后進行預(yù)冷處理就是很重要的一個環(huán)節(jié)。近幾年新建的產(chǎn)地型冷庫越來越多地配備了預(yù)冷間或預(yù)冷設(shè)備。該類冷庫多建為裝配式冷庫，自動化立體冷庫也逐漸被用戶所接受。
綜上所述，根據(jù)六種類型冷庫特點及需求，自動化立體冷庫將成為未來冷庫建設(shè)的發(fā)展趨勢。自動化立體冷庫優(yōu)勢如下：實現(xiàn)自動作業(yè)，吞吐量大，節(jié)省人力；采用信息化智能化管理，提高了管理效率；能確保商品按照"先進先出"原則來管理，大大提高了商品的儲藏質(zhì)量；節(jié)省占地面積等。憑借這些優(yōu)勢，自動化立體冷庫可以滿足并提高目前國內(nèi)主流冷鏈物流企業(yè)的需求。
降低建設(shè)運營成本是每個冷鏈企業(yè)提高市場競爭力和走可持續(xù)發(fā)展道路的必然選擇。自動化立體冷庫可有效降低冷庫的建造成本、運營成本，為我國冷庫建設(shè)運營的良好選擇。我國在智能化作業(yè)發(fā)展方面擁有很明確的目標，除數(shù)控機械行業(yè)外，冷庫行業(yè)自動化控制作業(yè)也作為一個發(fā)展重點。在智能化時代，冷庫行業(yè)需順應(yīng)潮流，不斷改進技術(shù)，以便得到更快更好的發(fā)展。
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作者系北京市京科倫工程技術(shù)有限公司/張繼龍
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