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冷库建设运营的成本分析与控制
冷库建设运营的成本分析与控制
张继龙
一、我国冷库建设类型及成本分析
我国冷库总量较大，但人均占有量远低于美日等发达国家，而且现有冷库多数为老旧冷库，符合现代物流要求的冷库占比更少。随着国家经济发展及全民生活水平的提高，冷链物流业发展迅猛，前景广阔，尤其是近几年政府高度重视，出台了一系列政策引导支持冷链行业规范创新发展。受此影响，冷库在全国各地兴建。在新建冷库中，多层土建冷库和钢结构库板的装配库占了大多数。此外，自动化高架冷库异军突起，以其自动化、信息化、数据化等优势，逐渐被用户所接受和认可，在新建冷库中的占比呈上升趋势。
1. 多层土建冷库建设成本
多层土建冷库建设成本主要是土建结构，可以占到60%以上，其他为配套设备设施投资，比如制冷和保温系统、电气、电梯、叉车等，为满足温度和基本的搬运需求而确定，品牌和类型众多，技术和产品非常成熟。
2. 自动化高架冷库建设成本
自动化高架冷库主流建设方式又分为库架分离式和库架一体式两种。库架分离式在设计和技术方面门槛较低、难度较小，但由于多了土建结构，建设成本等投资较大，空间有效利用率较低。库架一体式冷库具有造价低、结构稳定性好、空间利用率高、建设周期短等优势，为比较先进和理想的冷库建设方式，但技术难度大，国内仅少数厂商掌握其核心建造技术。
自动化高架冷库主要建设成本除了结构部分外，还包括了堆垛机、输送机、自控门、穿梭车等仓储自动化设备及控制系统，根据不同的冷库布局和吞吐量等，造价也不相同。根据京科伦的经验，同样建设一座25000吨冷库，土建多层冷库按照传统的冷库形式配置设计，自动化高架冷库采用行业内较为先进的自动化设备和制冷设备、不锈钢外壳保温方式等，总的建设成本都在8000万到9000万元之间。
3. 装配式冷库建设成本
装配式冷库多数指钢结构库房、保温库板拼装方式的冷库，一般为单层，占地面积较大，由于钢结构造价比土建结构低，再加上近年钢材价格持续走低，其建设成本总体较低，但其使用寿命不如前两者。
4.成本比较
综上综述，在建设成本方面，自动化高架冷库与多层土建冷库建设成本已经逐渐接近，装配式冷库成本略低。
二、我国冷库运营成本分析
冷库一直被认为是用电大户，在运营成本方面，用电成本、人工成本为最重要两项。
1. 用电成本
根据行业协会统计，全国低温冷库耗电量平均水平是每吨0.8度/天，发达城市平均耗电量较低。根据京科伦的经验，我国既有耗电高达1.4度/天的冷库，也有耗电量低至0.3度/天的冷库，这与冷库技术和管理水平密切相关。京科伦建设的25000吨自动化冷库经过逐年统计，得到近5年的平均耗电量：每年用电量80余万度，折合每吨每天耗电量仅不到0.1度，这样的差距较为惊人。以25000吨冷库为例，用全国平均水平对比现有最低水平，每年用电成本差距为630多万度，折合节省电费500多万元。
2. 人工成本
在人工成本方面，冷库的工作环境差，对作业人员要求高。以25000吨规模冷库为例，土建多层冷库和传统装配式冷库一般需要大量人工劳作、操作设备和管理，以60人计算，按行业平均薪资水平估算，人工成本每年达到300多万元。自动化冷库，由于采用了大量自动化设备、信息化系统等，作业人员数量大大减少，该规模冷库可能仅需20人，人工成本每年下降到100多万元。
3.其他成本
运营成本的其他方面还包括设备折旧、设备维护、投资利息等。
4.成本比较
综合比较，多层土建冷库运营成本最高，装配式冷库居中，自动化高架冷库成本低于前两种。
由此可见，通过采用更节能的技术和先进的自动化、信息化技术，结合更完善的管理体制，可极大地降低用电成本和人工成本，降低冷库运营成本，为企业间接创造利润和价值。
三、冷库建设运营成本控制与优化
由于冷库的用电成本是主要的营运成本，并且居高不下，因此降低用电成本成为冷库运营者关注的话题之一。此外，减少人工成本也是降低冷库运营成本的有效方式。
1.制冷系统能耗控制
在制冷系统方面，系统保持较高的制冷效率非常关键，其蒸发压力及温度、冷凝压力及温度是主要参数，蒸发温度与库房温度的温差增大，就会使蒸发温度过低，导致制冷效率系数下降，能耗增加。据估算，在其他条件不变的情况下，蒸发温度每降低1℃，则要多耗电1~2%.温差是进行操作与调整的重要依据，应该根据实际条件和系统变化，不断调整和控制运行参数，使其在经济合理的参数下运行，可充分发挥设备效率，保障机器设备和储藏产品的安全。另外，温差增大，还会使蒸发器结霜速度加快，库房湿度减小，从而引起食品干耗增大，食品品质下降。我国通常采用的蒸发温度与库房温度之差一般为8~10℃，果蔬冷库的蒸发温度一般设计为-10~10℃，冻结物冷藏间为-28℃，冻结间为-33℃。而欧洲等发达国家，蒸发温度与库房温度之差一般为3~5℃。京科伦建造在运行的立体冷库的蒸发温度与库房温度之差仅2.5℃。
此外，制冷设备选型及系统设计，应该从冷库的存储货物类别入手，有针对性地设计。比如：蒸发器选择排管还是冷风机，排管由于没有电机耗电、化霜不频繁等特点，比冷风机库要省电；压缩机应选用多机头并联制冷机组，单机匹数应根据冷库单间的使用情况相匹配，尽量避免出现大马拉小车的情况；过冷、过热度要综合设计选择，尽量提高制冷效率；管路的布置和走向要最优化设计等。
现在很多冷库为了节省电费会利用峰谷电费差价来调节，比如白天峰值电费高，则关机保冷，尽量不开门不出入货，到夜里谷电时段电费较低时再开机拉冷，拉到很低的温度。这样虽然可以节省费用，但是会造成冷库温度的大幅波动，对储藏的货物品质产生不利影响。因此很多高端客户是不允许大的冷库温度波动的。
2.冷库结构设计优化
在冷库结构设计方面，由于冷库结构一般采用柱梁、内保温形式，结构自身冷桥无法避免。若冷库采用保温板保温，保温板之间的接缝和穿钉较难持久和耐候，保温的性能衰减速度快，很难长期保持保温性能，导致耗冷增加，用电成本上升。
冷库门的开启也是耗冷的主要因素，工作人员进出、货物进出，会导致冷热空气的直接交换。热空气通过库门开启渗入库内，不仅造成热量增加、库温升高，而且大量的热湿交换使冷风机或蒸发器排管结霜，导致库内温、湿度波动，在影响产品储藏质量的同时，也造成大量耗冷耗电。
结构设计问题是在原冷库技术上很难避免和解决的问题，只有从根本入手改变冷库的结构形式。库架一体式冷库可以很好地解决结构方面的问题：一是采用库架一体结构形式，避免了传统柱梁结构的冷桥和占用库内空间问题；二是保温包裹整个结构，形成冰箱一样的六面体保温，全面解决冷桥、漏冷问题；三是采用双道互锁高速自控冷库门与自动化系统结合，解决开门关门不及时问题。库架一体式冷库是一种目前比较先进和合理的结构形式，节能效果极为显著。
冷库是否节能不单单是设备层面所决定的，其建筑形式、保温性能、门的设计、穿堂与冷库冷间的布置等方面均应该优化设计。冷库建设是个系统工程，需要量体裁衣，每个部件和环节环环相扣，有好的设计建造团队和完善的管理流程，有效改进结构和保温设计，最终降低用电成本，降低冷库运营成本。
3.自动化仓储系统应用
人力成本方面，传统冷库作业人员多在低温环境下工作，条件艰苦，对身体损害大，还会增加存储货物处理中的差错率，给企业经营带来直接和间接的成本上升。自动化立体冷库采用计算机对货品信息进行准确无误的信息管理，减少了货物存储中可能会出现的差错，提高了工作效率。同时，在入库、出库的货品运送中实现自动化，搬运工作安全可靠，减少了货品的破损率，(www.fwsir.com)也减少了人在搬运货品时可能会受到的伤害。
四、冷库建设运营的未来发展趋势
根据目前主流冷链企业的商业模式，对应的冷库类型可分为储藏型、市场型、中央及区域配送型、城市配送型、电商宅配型、产地型等六种类型。
一、储藏型冷库。储藏型冷库是目前市场上保有量最大的一种冷库类型，主要用于水产品、肉类等冻品储存。这种类型的冷库是以商品储存功能为主，商品品类较少，存储周期少则半年，多则长达一年。土建多层冷库、装配式冷库、自动化立体冷库都有选用。
二、市场型冷库。所谓市场型冷库，主要以农产品批发市场配套建设的冷库为主，需要具备储藏功能，出租给市场内商户使用。市场型冷库目前以多层建筑或小型冷库为主，多层建筑每层高度5米左右，商品存放以堆货形式居多，近几年市场型冷库也朝着自动化立体库方向发展。
三、中央及区域配送型冷库。这种类型的冷库服务半径较大，在冷库库型规划时考虑储藏功能的权重大于配送功能。由于具备了配送功能，这种类型的冷库对收发货区域面积和温度有一定要求，商品存放多为货架形式，冷库高度一般以货架高度来确定。近几年自动化立体冷库在区域配送型冷库中应用的也越来越多。
四、城市配送型冷库。城市配送型冷库选址优先考虑距离市中心或客户最近、交通最方便的位置。目前城市配送发达的城市如北京、上海，城市中心区域不断外延，使这类冷库选址愈发困难。城市配送型冷库在库区规划时，考虑配送功能要多于仓储功能，营运过程更讲究商品流通的时间和效率，所以对通道、存储货位、进出货位等方面有很高要求。多温层布局是城市配送型冷库的主要趋势，甚至还要考虑配备干仓区域。自动化立体冷库尤为适合该类冷库。
五、电商宅配型冷库。这种冷库属于城市配送型冷库中的一种形式，但在功能规划上有其自身特点。随着近几年生鲜电商的发展，特别是垂直电商更愿意自建冷库，所以宅配型冷库目前多为生鲜电商自营。该类冷库多数建设成装配式冷库和自动化立体冷库。
六、产地型冷库。目前国内产地型冷库多为储藏型。随着生鲜农产品保鲜技术的发展应用，特别是蔬菜、水果类农产品，采摘后的保鲜处理越来越受到重视，对蔬菜、水果类的采摘后进行预冷处理就是很重要的一个环节。近几年新建的产地型冷库越来越多地配备了预冷间或预冷设备。该类冷库多建为装配式冷库，自动化立体冷库也逐渐被用户所接受。
综上所述，根据六种类型冷库特点及需求，自动化立体冷库将成为未来冷库建设的发展趋势。自动化立体冷库优势如下：实现自动作业，吞吐量大，节省人力；采用信息化智能化管理，提高了管理效率；能确保商品按照"先进先出"原则来管理，大大提高了商品的储藏质量；节省占地面积等。凭借这些优势，自动化立体冷库可以满足并提高目前国内主流冷链物流企业的需求。
降低建设运营成本是每个冷链企业提高市场竞争力和走可持续发展道路的必然选择。自动化立体冷库可有效降低冷库的建造成本、运营成本，为我国冷库建设运营的良好选择。我国在智能化作业发展方面拥有很明确的目标，除数控机械行业外，冷库行业自动化控制作业也作为一个发展重点。在智能化时代，冷库行业需顺应潮流，不断改进技术，以便得到更快更好的发展。
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作者系北京市京科伦工程技术有限公司/张继龙
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