电梯能源浪费的多维解析与系统性解决方案——基于全生命周期的研究报告

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由

CATUX
于

一、引言：电梯能耗问题的时代背景与研究价值​

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（一）城市化进程中的电梯普及与能源挑战​

在全球城市化浪潮中，城市人口急剧膨胀，据联合国数据显示，全球城市化率已突破 55%，大量人口向城市聚集，促使高层建筑如雨后春笋般涌现。在我国，城市化发展更是迅猛，像上海、深圳等城市，天际线不断被刷新，超高层建筑鳞次栉比。这些高层建筑离不开电梯这一关键的垂直运输工具，电梯已然成为现代建筑的 “垂直生命线”。截至目前，我国电梯保有量已超 800 万台 ，并仍以每年 10% 左右的速度增长。​

电梯数量的爆发式增长，带来了严峻的能源挑战。据专业机构研究，电梯年耗电量在建筑总能耗中占比达 15%-20%。以一栋 30 层的写字楼为例，若配备 5 台常规电梯，其年耗电量可达 50 万度以上。而与发达国家相比，我国电梯能效水平较低，平均比发达国家低 30% 以上。在日本，通过广泛应用先进的永磁同步电机技术和智能群控系统，电梯能耗大幅降低；在欧洲，许多国家制定了严格的电梯能效标准，促使电梯行业不断优化技术，提升能效。我国电梯能耗高的现状，不仅增加了建筑运营成本，也对国家能源安全和可持续发展构成威胁，电梯能源浪费问题亟待解决。​

（二）研究目标与方法论​

本研究旨在全面、深入地剖析电梯能源浪费的现状，精准识别关键影响因素，并量化评估能源浪费程度，最终提出切实可行的系统性解决方案。研究基于多维度的数据来源，包括实地监测数据，选取不同类型建筑（写字楼、住宅、商场等）中的典型电梯，运用专业能耗监测设备，持续监测其运行能耗数据；行业报告，收集权威机构发布的电梯行业发展报告、能源消耗分析报告等；标准规范，参考国内外电梯能效相关标准，如我国的 GB/T 24807 – 2009《电梯能效等级及标识》等。​

在研究过程中，构建了 “现状诊断 – 影响因素 – 量化评估 – 对策体系” 的研究框架。通过对比分析不同品牌、型号电梯的能耗数据，以及不同运行环境下电梯的能耗表现，找出能耗差异的原因；开展案例研究，深入分析节能效果显著的电梯项目和能耗过高的案例，总结经验与问题；运用技术经济评估方法，对节能改造措施进行成本效益分析，评估其可行性和经济性。通过这些科学的研究方法，确保研究结果的准确性和可靠性，为解决电梯能源浪费问题提供有力的理论支持和实践指导。​

二、电梯能源浪费的现状剖析​

（一）能耗构成的结构性特征​

  1. 驱动系统主导能耗：在电梯的能耗构成中，驱动系统占据主导地位。其中，电动机驱动能耗占比高达 60%-70% ，是电梯能耗的主要来源。传统的异步电机在电梯驱动中应用广泛，但效率仅在 75%-80% 之间。例如，在一些老旧写字楼的电梯中，异步电机的使用导致大量电能在转换为机械能的过程中被浪费。而且，“大马拉小车” 现象普遍存在，当电梯负载率低于 30% 时，电机效率会骤降 15% 左右。这就好比用一辆大卡车去运送少量货物，车辆的能耗与实际运输需求不匹配，造成了能源的极大浪费。此外，液压驱动系统在部分电梯中也有应用，然而，它相较于曳引式驱动系统，能耗要高出 40%。并且，液压驱动系统还存在漏油污染的隐患，不仅对环境造成威胁，还增加了维护成本和能源消耗。​
  1. 辅助系统的隐性损耗：除了驱动系统，电梯的辅助系统也存在不容忽视的隐性损耗。轿厢照明能耗占比约 10%-15%，传统的白炽灯照明能耗是 LED 灯的 5 倍。在许多老式居民楼的电梯中，仍然使用着白炽灯，这无疑增加了不必要的能源消耗。通风系统能耗占比 8%-12%，在电梯非运行时段，通风系统若持续以高功率运行，会造成电能的浪费。控制系统能耗占比 5%-10%，传统的非智能控制系统在电梯待机或空转时，损耗可达 20%。例如，一些商场的电梯在夜间无人使用时，控制系统仍处于高能耗状态，导致能源白白流失。这些辅助系统在待机状态下持续耗能，虽然单个设备的能耗看似不高，但由于数量众多且长时间运行，累计起来的能源浪费十分惊人。​

（二）不同应用场景的能耗差异​

  1. 商业建筑的高频低效运行：商业建筑中的电梯使用频率极高，以商场电梯为例，日均运行次数可达 2000 次以上。在高峰期，如周末、节假日，商场人流量大，电梯负载率常常超过 80%。然而，在平峰期，商场内顾客较少，电梯空载运行时间占比却高达 40%。这种频繁的启动、停止以及长时间的空载运行，使得电梯的能耗大幅增加。数据显示，商场电梯的单位客流能耗在 0.8-1.2kWh / 百人之间，相比住宅电梯高出 50%。这是因为商场电梯不仅要满足大量顾客的快速运输需求，还要应对频繁变化的负载情况，导致其运行效率低下，能源浪费严重。例如，在某大型商场，为了满足顾客的乘梯需求，多部电梯同时运行，但在平峰期，这些电梯中有很多处于空载或低载运行状态，造成了能源的极大浪费。​
  1. 住宅电梯的待机能耗陷阱：住宅电梯的使用场景与商业建筑有所不同。在低层住宅中，电梯的日均使用频率低于 50 次，使用频率相对较低。但令人惊讶的是，其待机能耗占比却高达 70%。老旧小区的非节能型电梯问题更为突出，年待机耗电量超过 3000kWh，这一电量相当于 3 户普通家庭一年的用电量。这是因为许多老旧住宅电梯的控制系统和设备老化，在待机状态下无法有效降低能耗。例如，一些老旧小区的电梯，即使在深夜无人使用时，轿厢照明、通风系统以及控制系统仍在持续耗电，导致待机能耗居高不下。而且，这些老旧电梯的能耗监测和管理手段落后，无法及时发现和解决能耗过高的问题，进一步加剧了能源浪费。​

（三）国内外能效水平对比​

与发达国家相比，我国电梯的能效水平存在较大差距。我国电梯平均能耗为 0.65kWh/㎡・日，而德国仅为 0.3kWh，日本更是低至 0.25kWh，我国电梯能耗较德国、日本高 1-1.6 倍。造成这一差距的主要原因在于先进技术的应用不足。在高效永磁同步电机的应用上，我国普及率不足 40%，而在发达国家这一比例高达 90%。永磁同步电机具有高效、节能、低噪音等优点，能够有效降低电梯的能耗。在能量回馈技术方面，我国应用率仅 25%，而发达国家已广泛应用。能量回馈技术可以将电梯在制动过程中产生的能量回收并转化为电能，重新回馈到电网中，实现能源的再利用。智能群控系统的覆盖率在我国低于 30%，而在发达国家，智能群控系统能够根据电梯的运行情况和乘客需求，合理调度电梯，避免不必要的运行，从而降低能耗。我国电梯在能效提升方面还有很大的空间，需要加大技术研发和应用力度，提高电梯的能源利用效率。​

三、能源浪费的关键影响因素识别​

（一）设备层面的固有缺陷​

  1. 驱动技术代际差距：在电梯的驱动技术领域，仍存在着显著的代际差距，这直接导致了能源的大量浪费。目前，仍有 60% 的在用电梯采用交流调压调速技术。这种技术通过调节电压来改变电机的转速，然而，其调速范围有限，且在调速过程中会产生大量的能量损耗。与先进的变频调速（VVVF）技术相比，交流调压调速技术的能耗要高出 35%。变频调速技术能够根据电梯的实际运行需求，精确地调节电机的转速和扭矩，实现高效节能运行。例如，在一些新建的高档写字楼中，采用变频调速技术的电梯，在满足大量人员快速上下楼需求的同时，能耗大幅降低，为建筑运营节省了可观的成本。​

在曳引机方面，无齿轮永磁同步电机的渗透率不足 50%。无齿轮永磁同步电机具有高效率、低噪音、体积小等优点，其效率较传统的有齿轮电机高 15%-20%。这是因为无齿轮永磁同步电机取消了传统的减速齿轮装置，减少了机械传动过程中的能量损耗，同时，永磁体产生的磁场更加稳定，提高了电机的能量转换效率。在一些高端住宅小区，采用无齿轮永磁同步电机的电梯，不仅运行平稳、安静，而且能耗明显降低，提升了居民的居住体验。​

2. 设备老化与维护缺失：电梯的设备老化和维护缺失也是导致能源浪费的重要因素。使用超过 15 年的电梯，由于长期运行，曳引轮磨损严重，表面粗糙度增加，导致摩擦力增大，从而使电梯在运行过程中需要消耗更多的能量来克服摩擦力。控制系统元件老化，其性能下降，无法精确地控制电梯的运行参数，也会导致能耗增加。据研究，这类电梯的能耗平均会增加 20%-30%。例如，在一些老旧小区，电梯经常出现运行不稳定、速度忽快忽慢的情况，这不仅影响了居民的正常使用，还导致了能源的大量浪费。​

润滑不良也是一个常见的问题。电梯的机械部件在运行过程中需要良好的润滑来减少摩擦，然而，当润滑不良时，机械损耗会显著增加，可占总能耗的 8%-10%。这是因为润滑不足会使机械部件之间的接触表面直接摩擦，产生大量的热量和磨损，从而消耗更多的能量。在一些管理不善的写字楼中，由于电梯维护不及时，润滑不良，导致电梯能耗过高，增加了运营成本。定期对电梯进行维护保养，及时更换磨损的部件，确保润滑良好，能够有效降低电梯的能耗，延长电梯的使用寿命。​

（二）运行管理的优化盲区​

  1. 负载匹配失衡：在电梯的运行管理中，负载匹配失衡是一个普遍存在的问题，这在住宅电梯和医院电梯中表现得尤为明显。住宅电梯的平均负载率仅 15%-20%，远低于其额定载重（630-1000kg）。这种低负载率导致对重系统失衡，当电梯轻载下行时，电机需要克服对重系统的不平衡力，从而使能耗增加 25%。在一些新建的住宅小区，由于入住率较低，电梯经常处于空载或轻载运行状态，能源浪费严重。例如，某小区的电梯在夜间，几乎很少有人使用，但电梯仍按照正常模式运行，导致大量能源被浪费。​

医院电梯的情况也不容乐观。由于医院的特殊环境，患者和医护人员的出行需求具有随机性和频繁性，导致医院电梯频繁进行短途运行。这种频繁的短途运行使得电梯的能耗较设计值高 18%。因为电梯在启动和停止过程中，需要消耗大量的能量来克服惯性和摩擦力，而短途运行使得电梯频繁启停，从而增加了能耗。在一些大型医院，电梯高峰期时，经常出现长时间等待的情况，这不仅影响了患者的就医体验，也导致了电梯能耗的增加。合理调整电梯的运行模式，根据不同时间段的负载情况，优化电梯的运行参数，能够有效降低电梯的能耗。​

2. 调度策略粗放：电梯的调度策略对其能耗也有着重要的影响。在单梯建筑中，高峰期等待时间超 60 秒的情况并不少见。这是因为电梯的调度策略不合理，无法根据乘客的需求及时调整运行模式，导致乘客等待时间过长，同时也增加了电梯的能耗。在一些老旧的写字楼中，由于只有一部电梯，且调度系统落后，在上下班高峰期，乘客往往需要等待很长时间才能乘坐电梯，而电梯在这段时间内也处于低效运行状态，能源浪费严重。​

在多梯系统中，如果未配置群控，空驶率达 35%。群控系统能够根据电梯的运行状态和乘客的需求，合理调度电梯，避免电梯的空驶和不必要的运行。然而，在一些没有配置群控系统的多梯建筑中，电梯之间缺乏有效的协调，经常出现多部电梯同时到达同一楼层，或者电梯在没有乘客的情况下空驶的情况，这大大增加了电梯的能耗。例如，某商场有四部电梯，但由于没有群控系统，在平峰期，四部电梯经常同时运行，导致能源浪费。​

此外，夜间非运营时段未启用休眠模式，也是一个常见的问题。在夜间，大多数建筑的电梯使用频率极低，但如果电梯未启用休眠模式，仍然保持正常运行状态，会导致额外 15%-20% 的能耗。这是因为电梯在非运营时段，虽然没有乘客使用，但轿厢照明、通风系统以及控制系统等仍在持续耗电。在一些酒店，夜间电梯很少有人使用，但电梯的相关设备仍在运行，造成了能源的浪费。通过合理配置电梯的调度系统，启用休眠模式等措施，能够有效降低电梯的能耗，提高运行效率。​

（三）环境与政策的外部影响​

  1. 气候条件的间接作用：气候条件对电梯能耗有着不可忽视的间接影响。在高温环境（>35℃）下，电梯机房的散热系统面临巨大挑战。为了确保电梯设备的正常运行温度，散热系统需要加大功率运行，这直接导致其能耗增加 20%。在炎热的夏季，一些位于南方城市的高层建筑，电梯机房温度常常超过 35℃，散热系统长时间高负荷运转，消耗大量电能。例如，广州的某栋写字楼，在夏季高温时，电梯机房的散热系统电费单明显增加，这就是高温环境对电梯能耗的直接影响。​

在潮湿地区，电梯设备因锈蚀问题导致运行阻力上升。潮湿的空气会使电梯的金属部件生锈，表面粗糙度增加，从而使电梯在运行过程中需要克服更大的阻力，能耗相应增加 5%-8%。在沿海城市，如厦门、宁波等地，由于空气湿度大，电梯的导轨、轿厢等部件容易生锈，不仅影响电梯的使用寿命，还导致能耗上升。定期对电梯进行维护保养，加强机房的散热和除湿措施，能够有效降低气候条件对电梯能耗的影响。​

2. 标准体系的滞后性：我国现行的《电梯能效等级》标准（GB/T 24804）存在覆盖不足的问题，目前覆盖范围仅不足 40%。这意味着大部分电梯无法依据该标准进行能效评估和管理，使得许多高能耗电梯未能得到及时的关注和改造。该标准还缺乏动态监测指标，无法实时反映电梯在不同运行工况下的能效变化。在实际运行中，电梯的能耗会受到多种因素的影响，如负载变化、运行频率等，而现行标准无法对这些动态变化进行有效监测和评估。​

节能改造补贴政策的覆盖率仅 20%，这在很大程度上限制了电梯节能改造的推广。虽然一些地区出台了财政补贴 30%-50% 的政策，但由于申请流程复杂、补贴金额有限等原因，许多电梯使用单位对节能改造望而却步。市场化机制尚未形成，缺乏有效的激励措施引导企业和社会资本参与电梯节能改造。这导致电梯节能改造工作进展缓慢，能源浪费问题得不到有效解决。完善电梯能效标准体系，加大节能改造补贴政策的力度和覆盖范围，建立健全市场化机制，能够推动电梯行业的节能发展，降低能源浪费。​

四、能源浪费的量化评估方法与实证数据​

（一）能耗测算的核心模型​

为了精准评估电梯的能源浪费情况，本研究采用国际标准 ISO 25745 – 2 模型，该模型全面考虑了电梯在运行过程中的各项能耗因素。电梯的全生命周期能耗公式为​

Etotal​=Edrive​+Eaux​+Estandby​，其中​

Etotal​表示电梯的总能耗，​

Edrive​为驱动能耗，​

Eaux​是辅助设备能耗，​

Estandby​则代表待机能耗。​

驱动能耗 ​

Edrive​=η0.5×Q×v×H×N×K​，在这个公式中，Q 表示额定载重，它反映了电梯能够承载的最大重量，不同类型的电梯额定载重有所不同，一般住宅电梯的额定载重多在 800 – 1000kg 之间，而商业电梯的额定载重可能会更大；v 代表速度，电梯的运行速度决定了其在单位时间内能够提升的高度，速度越快，在相同时间内完成的运输任务越多，但相应的能耗也会增加；H 为提升高度，这是指电梯从最低层到最高层的垂直距离，它直接影响着电梯运行过程中需要克服重力所做的功；N 是年运行次数，这一参数体现了电梯的使用频繁程度，商业建筑中的电梯年运行次数通常会远远高于住宅电梯；K 为负载系数，它表示电梯实际负载与额定载重的比例关系，负载系数的大小会直接影响驱动能耗的高低；η 为系统效率，它综合反映了电梯驱动系统将电能转化为机械能的能力，高效的驱动系统能够提高系统效率，降低能耗。​

以 10 层住宅电梯为例，假设其载重为 800kg，速度为 1.0m/s，提升高度为 30m，日均运行 50 次，负载系数为 0.3，系统效率为 0.8。通过计算可得，该电梯的驱动能耗​

Edrive​=0.80.5×800×1.0×30×50×365×0.3​≈8268750（J），将其转换为电量单位 kWh，约为 2297kWh。再加上辅助设备能耗和待机能耗，经测算，该电梯的年能耗约为 5500kWh，其中待机能耗占比高达 65%。​

对于 20 层办公楼电梯，若载重 1000kg，速度 1.75m/s，提升高度 60m，日均运行 200 次，负载系数 0.4，系统效率 0.85。计算可得驱动能耗​

Edrive​=0.850.5×1000×1.75×60×200×365×0.4​≈302352941（J），转换为电量单位约为 8400kWh。该办公楼电梯的年能耗约为 12000kWh，其中空驶损耗占 32%。这些数据直观地展示了不同类型电梯在不同运行条件下的能耗情况，为进一步分析电梯能源浪费提供了有力的数据支持。​

（二）实测数据揭示的浪费痛点​

  1. 制动能量的无效耗散：在传统电梯的运行过程中，制动能量的无效耗散是一个突出的能源浪费问题。当电梯制动时，70% 以上的动能会通过电阻发热的方式被白白浪费掉。这是因为传统电梯的制动系统采用的是能耗制动方式，在制动过程中，电机将机械能转化为电能，然后通过电阻将电能转化为热能散发出去，这部分能量无法得到有效利用。​

然而，加装能量回馈装置后，情况得到了显著改善。能量回馈装置能够将电梯制动时产生的动能回收，并转化为电能回馈到电网中，实现了能量的再利用。根据实际案例，某写字楼的电梯在加装能量回馈装置后，可回收 60% – 80% 的制动能量，年节电量达 5000kWh。按照每消耗 1kWh 电能产生 0.64 千克二氧化碳排放来计算，这相当于减少了约 3.2 吨的 CO₂排放。这不仅为写字楼节省了大量的电费支出，还为环境保护做出了贡献。​

2. 照明通风的非必要消耗：电梯轿厢的照明和通风系统也存在着非必要的能源消耗。在照明方面，轿厢采用 LED 照明较传统光源节能 80%，这是因为 LED 灯具有发光效率高、能耗低、寿命长等优点。然而，目前仍有 40% 的电梯未配置人体感应休眠功能，这导致电梯在无人乘坐时，照明系统仍持续工作，日均无效照明时间达 12 小时。以一部电梯为例，假设其照明功率为 200W，日均无效照明 12 小时，那么年浪费电量将超过 1000kWh。​

在通风系统方面，同样存在着能源浪费的问题。许多电梯的通风系统在电梯非运行时段，或者在轿厢内人员较少时，仍然以高功率运行，没有根据实际需求进行智能调节。这不仅增加了能源消耗，还降低了通风系统的使用寿命。合理配置人体感应休眠功能，以及采用智能通风控制系统，根据轿厢内的实际情况自动调节照明和通风系统的运行状态，能够有效减少能源浪费，提高能源利用效率。​

五、系统性节能技术与实施路径​

（一）硬件升级的核心技术群​

  1. 驱动系统能效革命：在电梯驱动系统的升级改造中，永磁同步无齿轮曳引机展现出了卓越的节能优势。其效率高达 90% 以上，相较于传统的异步电机（效率≤80%），节能效果显著。在实际应用中，一台载重 1000kg、提升高度 50m 的电梯，若采用永磁同步无齿轮曳引机替代异步电机，单台年节电可达 3000 – 5000kWh。这是因为永磁同步无齿轮曳引机取消了传统的齿轮减速装置，减少了机械传动过程中的能量损耗，同时永磁体的应用提高了电机的效率。​

变频调速（VVVF）技术也是驱动系统节能的关键。该技术能够根据电梯的实际负载情况，实时调整电机的转速和扭矩，实现轻载低速、重载高速运行。在某写字楼的电梯改造项目中，采用变频调速技术后，节能率达到了 30%。这是因为变频调速技术避免了传统电梯在固定功率运行时的能源浪费，能够根据实际需求精准地提供动力，从而降低了能耗。​

能量回馈装置的应用同样不容忽视。在电梯减速或制动过程中，电机处于发电状态，传统电梯会将这部分电能通过电阻转化为热能白白消耗掉，而能量回馈装置则能将制动电能回输电网或储能系统。在负载率 > 30% 的场景下，能量回馈装置的节能效果尤为显著。例如，某商场的电梯加装能量回馈装置后，年回收电能可达 8000kWh，不仅降低了商场的用电成本，还减少了能源浪费。​

2. 辅助系统节能改造：在电梯辅助系统的节能改造中，照明系统的优化是一个重要方面。将传统的照明光源全部更换为 LED 光源，功率可降至 10W 以下，且 LED 光源具有发光效率高、寿命长等优点。集成红外感应 + 定时休眠功能后，当电梯内无人 30 秒后，照明系统自动降功率 50%，进一步降低了能耗。在某住宅小区的电梯照明改造中，采用 LED 光源并集成智能控制功能后，年节电率达到了 70%，大大节省了电力资源。​

通风系统的节能改造也取得了显著成效。采用直流无刷风扇，功率可控制在 20W 以下，同时联动轿厢温度传感器，当轿厢温度 > 28℃时启动风扇，≤24℃时停止风扇。在某酒店的电梯通风系统改造中，通过采用这一节能措施，年节电率达到了 40%。这不仅降低了能源消耗，还提高了轿厢内的舒适度，为酒店带来了良好的经济效益和用户体验。​

（二）软件优化的智能管理体系​

  1. 动态调度算法应用：在多梯场景中，智能群控系统的应用能够显著提高电梯的运行效率，降低能源消耗。通过基于客流预测的智能算法，系统能够准确识别高峰期（高峰期识别准确率≥90%），并合理分配电梯任务。在某大型写字楼，部署智能群控系统后，电梯的空驶率降低了 25%。这是因为智能群控系统能够根据不同楼层的客流情况，动态调整电梯的运行策略，避免了电梯的空驶和不必要的运行，从而节省了能源。​

在单梯场景中，启用 “节能运行模式” 同样能够有效降低能耗。在低峰时段（22:00 – 6:00），电梯自动切换至隔层停靠模式，待机功率降至 50W 以下。在某居民小区的单梯改造中，启用节能运行模式后，年节电率达到了 20%。这一模式在满足居民基本出行需求的同时，最大限度地降低了电梯在低峰时段的能耗，实现了节能目标。​

2. 全时能耗监测平台：集成电流 / 电压传感器、物联网模块的全时能耗监测平台，能够实时采集电梯的能耗数据，精度可达 ±1%。通过 AI 算法，平台能够对采集到的数据进行深度分析，准确识别异常耗能情况。当电梯出现空载运行超 5 分钟的情况时，系统会自动报警，提示管理人员及时排查原因并采取措施。​

监测平台还支持远程参数优化，管理人员可以根据实际情况，通过平台远程调整电梯的运行参数，实现节能运行。在某商业综合体的电梯管理中，通过全时能耗监测平台的应用，及时发现并解决了多部电梯的异常耗能问题，年节电率达到了 15%。这一平台的应用，为电梯的节能管理提供了有力的技术支持，实现了对电梯能耗的精细化管理。​

（三）全生命周期管理策略​

  1. 设计阶段的前置优化：在电梯的设计阶段，合理匹配电梯参数是实现节能的重要前提。对于住宅电梯，建议载重 630 – 800kg，对应 2 – 3 户家庭，速度≤1.6m/s。这样的参数配置既能满足居民的日常使用需求，又能避免因参数过大导致的能源浪费。在某新建住宅小区的电梯设计中，合理匹配电梯参数后，电梯的能耗较之前降低了 15%。​

商业电梯则应优先配置能量回馈 + 群控系统。能量回馈系统能够将电梯制动时产生的能量回收并转化为电能，实现能源的再利用；群控系统则能根据商场的客流情况，合理调度电梯，提高运行效率，降低能耗。在某大型商场的电梯设计中，采用能量回馈 + 群控系统后，电梯的年能耗降低了 20%，为商场节省了大量的运营成本。​

井道节能设计也是设计阶段的重要环节。采用保温材料，热阻≥1.2m²・K/W，能够有效减少井道与外界的热量交换，从而减少空调负荷 30%。在某高层写字楼的井道节能设计中，采用优质保温材料后，不仅降低了电梯的能耗，还提高了建筑的整体节能效果，为写字楼的绿色运营奠定了基础。​

2. 运维阶段的精准管控：建立电梯能效档案是运维阶段精准管控的关键。通过定期检测平衡系数（推荐 0.4 – 0.5）、钢丝绳润滑度（每季度一次），确保电梯的机械效率≥95%。在某医院的电梯运维管理中，建立能效档案并定期检测相关参数后，电梯的能耗降低了 10%。这是因为通过定期检测和维护，及时发现并解决了电梯运行中的问题，保证了电梯的高效运行。​

实施阶梯式维护策略，能够根据电梯的使用年限，有针对性地进行维护保养。对于使用 5 年以上的电梯，增加变频器散热清理（每年 2 次），以保证变频器的正常运行，降低能耗；对于 10 年以上的电梯，强制更换低效接触器，以提高电梯的能效。在某老旧小区的电梯改造中，实施阶梯式维护策略后，电梯的能耗明显降低，运行更加稳定，为居民提供了更加安全、舒适的乘梯环境。​

六、政策驱动与市场化机制构建​

（一）标准体系与监管框架​

  1. 强制性能效认证：为有效遏制电梯能源浪费，应将电梯全面纳入《高耗能特种设备节能监督管理办法》的严格监管范畴。对于新安装的电梯，明确要求其能效等级必须≥2 级，严格遵循 GB/T 24804 标准。这一标准的实施，将促使电梯生产企业加大技术研发投入，采用高效节能的驱动系统、先进的控制技术以及节能型辅助设备，从源头上提升电梯的能源利用效率。对于既有电梯，设定 5 年的缓冲期，要求在期限内完成全面的能效测评。对于能效测评结果低于 3 级的电梯，使用单位必须制定详细的改造计划，并在规定时间内完成改造，以确保电梯的能效水平符合标准要求。​
  1. 动态监测制度：建立全国性的电梯能耗监测平台，实现对电梯能耗数据的实时采集和动态监测。该平台应与物业管理系统无缝对接，利用物联网、大数据等先进技术，实时获取电梯的运行状态、能耗数据等信息。通过对这些数据的深入分析，能够及时发现能耗异常的电梯，并对能耗超标的使用单位实施阶梯电价政策。当电梯能耗超过规定标准 10% 时，对使用单位加征 15% 的电费，以此形成经济约束，促使使用单位重视电梯能耗问题，积极采取节能措施，降低电梯能耗。​

（二）经济激励与商业模式创新​

  1. 财政补贴与税收优惠：为鼓励电梯节能改造，政府应加大财政补贴力度。对节能改造项目给予设备购置费 30%-50% 的补贴，单台电梯最高补贴金额可达 2 万元。这将大大减轻电梯使用单位的改造成本压力，提高其参与节能改造的积极性。在税收政策方面，企业实施电梯节能投资，可享受企业所得税抵扣节能投资 10% 的优惠政策，这将降低企业的税负，增加企业的现金流，为企业开展节能改造提供资金支持。对于个人用户，实施电梯节能改造费用的 20% 可用于个税减免，这将激发个人用户参与电梯节能改造的热情，推动住宅电梯节能改造工作的顺利开展。​
  1. 合同能源管理（EMC）模式：积极推广合同能源管理（EMC）模式，鼓励节能服务公司（ESCO）与电梯使用单位合作，共同开展电梯节能改造项目。在这种模式下，ESCO 负责项目的全程投资与改造，包括前期的能源审计、项目设计，中期的施工建设，以及后期的运行维护等工作。通过分享 3 – 5 年的节电费来回收成本，分成比例可设定为 70% 归 ESCO，30% 归使用单位。在某写字楼的电梯节能改造项目中，采用 EMC 模式后，节电量显著增加，投资回收期仅为 2.5 年，内部收益率（IRR）达到 18%。这一模式不仅实现了电梯的节能降耗，降低了使用单位的能源成本，还为 ESCO 带来了可观的经济效益，实现了双赢的局面，为电梯节能改造的市场化运作提供了可行的路径。​

七、典型案例分析与实施效果​

（一）商业综合体的深度改造实践​

  1. 改造方案：某商业综合体拥有 20 部电梯，由于使用频率高，能耗问题突出。在改造过程中，选用永磁同步电机替换原有的异步电机。永磁同步电机具有高效节能的特点，其效率比异步电机高出 15% – 20%，能够有效降低电梯运行过程中的能源消耗。安装能量回馈装置，该装置可将电梯制动时产生的动能转化为电能回馈到电网中，实现能量的再利用。能量回馈装置能够回收 60% – 80% 的制动能量，大大提高了能源利用效率。采用群控系统，通过智能算法对多部电梯进行统一调度。群控系统能够根据不同楼层的客流情况，合理分配电梯任务，避免电梯的空驶和不必要的运行，从而降低能耗。​
  1. 实施效果：改造后，该商业综合体的电梯年能耗从 18 万 kWh 降至 10.5 万 kWh，降幅达到 41.7%。按照当地电价 0.8 元 /kWh 计算，每年可节约电费 8.2 万元。改造投资为 23 万元，投资回收期为 2.8 年，在较短的时间内即可收回投资成本，实现经济效益与节能效益的双赢。​
  1. 附加价值：机房温度下降 5℃，这是因为永磁同步电机和能量回馈装置的应用，减少了能量损耗和发热。机房温度的降低，不仅改善了设备的运行环境，还有效延长了设备寿命 20%，减少了设备的维修和更换成本。高峰等待时间缩短 40%，群控系统的智能调度使得电梯运行更加高效，乘客能够更快地乘坐电梯，提升了用户体验，为商业综合体的运营带来了积极影响。​

（二）老旧小区的低成本节能路径​

  1. 改造方案：某老旧小区有 10 部电梯，针对其能耗高、设备老化的问题，采取了一系列低成本节能改造措施。将轿厢照明全部更换为 LED 照明，LED 照明具有发光效率高、能耗低的特点，相比传统照明可节能 80%。采用变频调速技术，根据电梯的实际负载情况，实时调整电机的转速和扭矩，实现轻载低速、重载高速运行，从而降低能耗。启用休眠模式，在电梯长时间无人使用时，自动进入休眠状态，仅保留基本的监测功能，待机功率降至 50W 以下，有效减少了待机能耗。​
  1. 实施效果：改造后，该老旧小区的电梯年能耗从 9.2 万 kWh 降至 6.1 万 kWh，降幅为 33.7%。当地政府对电梯节能改造提供财政补贴，补贴比例达到 60%，有效减轻了业主的经济负担。业主分摊费用为 2.3 万元 / 台，按照当地电价 0.6 元 /kWh 计算，每年可节约电费 1.8 万元 / 台，在一定程度上降低了业主的用电成本，提高了业主参与节能改造的积极性。​

八、结论与未来展望​

（一）核心研究结论​

  1. 复合特征与节能潜力：本研究深入剖析了电梯能源浪费的复杂现状，揭示了其呈现出 “驱动系统主导、辅助系统叠加、运行管理放大” 的复合特征。在能耗构成中，驱动系统能耗占比高达 60% – 70%，其中传统异步电机效率低下以及 “大马拉小车” 现象是能耗过高的主要原因；辅助系统的轿厢照明、通风和控制系统在待机状态下的隐性损耗也不容小觑；运行管理方面，负载匹配失衡、调度策略粗放等问题进一步加剧了能源浪费。通过对大量实测数据的分析和能耗测算模型的应用，明确了 60% 的能耗可通过技术改造和管理优化实现节约，这为电梯节能工作指明了方向。​
  1. 我国节能潜力与协同体系构建：基于我国庞大的电梯保有量和当前的能耗现状，经测算我国电梯节能潜力达 40 亿 kWh / 年，这一数字相当于 120 万吨标准煤，节能空间巨大。为了充分挖掘这一潜力，需要构建 “政策引导 – 技术创新 – 市场驱动” 的三维协同体系。政策层面，应完善标准体系，加强监管力度，制定严格的能效标准和动态监测制度，推动电梯行业的规范化发展；技术创新方面，加大对高效驱动技术、智能控制技术等的研发投入，提高电梯的能源利用效率；市场驱动则通过经济激励和商业模式创新，如财政补贴、税收优惠以及合同能源管理模式等，激发企业和社会资本参与电梯节能改造的积极性。​
  1. 全生命周期管理与能效 “身份证” 制度：全生命周期管理是破解电梯能耗难题的关键，涵盖设计、制造、运维和报废等各个环节。在设计阶段，合理匹配电梯参数，采用节能设计理念，从源头上降低能耗；制造环节，推广应用高效节能的零部件和技术，提高电梯的整体能效；运维阶段，建立电梯能效档案，实施精准管控，确保电梯始终处于高效运行状态；报废环节，规范回收流程，实现资源的循环利用。建议建立电梯能效 “身份证” 制度，为每台电梯赋予唯一的能效标识，记录其全生命周期的能耗数据和节能改造情况，实现全过程溯源管理，便于对电梯能效进行有效监管和评估。​

（二）未来研究方向​

  1. 探索电梯与可再生能源的耦合技术：随着全球对可再生能源的关注度不断提高，探索电梯与可再生能源的耦合技术具有重要的现实意义。光伏电梯技术将太阳能光伏发电与电梯运行相结合，利用建筑物顶部或外墙的太阳能电池板为电梯供电，减少对传统电网的依赖。储能式能量回馈技术则是在能量回馈装置的基础上，增加储能系统，将电梯制动时产生的能量存储起来，在电梯需要时再释放出来，进一步提高能源的利用效率。未来需要深入研究这些技术的应用可行性和优化方案，解决能量转换效率、储能设备成本等关键问题，推动电梯行业向绿色能源方向发展。​
  1. 开发基于数字孪生的能耗预测模型：数字孪生技术作为一种新兴的技术手段，在工业领域得到了广泛应用。将其应用于电梯能耗预测，能够构建电梯的虚拟模型，实时反映电梯的运行状态和能耗情况。通过采集电梯的各种运行数据，如负载、速度、运行时间等，结合机器学习算法，开发基于数字孪生的能耗预测模型，精度目标提升至 95% 以上。该模型不仅能够准确预测电梯的能耗，还能通过模拟不同的运行场景，为电梯的节能优化提供决策支持，实现对电梯能耗的精准管理。​
  1. 研究超高层建筑电梯的能效优化策略：随着城市化进程的加速，超高层建筑越来越多，超高层建筑电梯（>300 米）面临着诸多技术挑战，如提升高度大、运行速度快、负载变化复杂等，其能效优化成为一个亟待解决的问题。未来需要深入研究超高层建筑电梯的运行特性和能耗规律，突破传统技术瓶颈，研发适用于超高层建筑电梯的高效驱动系统、智能控制系统和节能设备。例如，开发新型的曳引机和钢丝绳，提高电梯的提升能力和运行效率；研究自适应的智能群控算法，根据超高层建筑的客流特点，优化电梯的调度策略，减少电梯的空驶和等待时间，降低能耗。