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關(guān)鍵詞:可再生能源;技術(shù)水平;經(jīng)濟性;發(fā)展?jié)摿Γ话l(fā)展路線
中圖分類號:F407.2 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-4161(2011)04-0064-04
一、引言
能源是關(guān)系到國家安全,社會經(jīng)濟,可持續(xù)發(fā)展的根本大事。傳統(tǒng)能源在社會經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮了重要的推動力,成為經(jīng)濟發(fā)展加速器,如今,因其資源稀缺性日漸枯竭,經(jīng)濟發(fā)展動力可能不足,成為各國關(guān)注焦點;上世紀(jì)70年代石油危機更使人們認(rèn)識到能源安全問題的嚴(yán)重性,引發(fā)了可再生能源思考;美國2007年次貸危機引發(fā)全球金融危機,為了尋找新的經(jīng)濟成長點,可再生能源成為各國爭相投資發(fā)展的目標(biāo);再加上傳統(tǒng)能源對自然環(huán)境都有一定程度污染,環(huán)保成本大,運輸成本高,地域分布不均衡,采礦安全性問題,亟需找到解決途徑;世界對低碳經(jīng)濟的呼吁等,都將可再生能源對傳統(tǒng)能源的替代研究推上歷史巔峰。
可再生能源,是指能夠循環(huán)使用,不斷得到自然力補充的一次能源??稍偕茉促Y源在中國分布范圍廣、儲量大,具備資源優(yōu)勢;不產(chǎn)生或極少產(chǎn)生污染,僅生物質(zhì)能產(chǎn)生二氧化碳,總體溫室效應(yīng)小,具備低碳優(yōu)勢;目前,在傳統(tǒng)能源價格日漸攀升趨勢下,可再生能源替代成本逐漸下降,具備價格的潛在優(yōu)勢;另外,國家制定了各種政策,針對可再生能源發(fā)展進行扶持,具備政策優(yōu)勢,發(fā)展可再生能源勢在必行。
發(fā)展可再生能源遇到一些問題,新聞報紙爭相報道一些地方“產(chǎn)能過?!保绕滹L(fēng)能,產(chǎn)業(yè)布局凌亂,巨額虧損,令人深思。分析原因大致如下,一是,產(chǎn)能相對過剩,各種可再生能源遍地開花,重復(fù)建設(shè)、造成產(chǎn)能過剩假象;二是,地域發(fā)展不平衡,各地政府發(fā)展可再生能源力度不同,缺乏具體指標(biāo);三是,缺乏合理論證和協(xié)調(diào)統(tǒng)一,可再生能源的發(fā)展還處于初級階段,經(jīng)驗不足;四是,電網(wǎng)等配套設(shè)施不齊全,導(dǎo)致風(fēng)電等項目并網(wǎng)出現(xiàn)問題,甚至產(chǎn)生了“棄風(fēng)”的討論,制約了可再生能源發(fā)展。為合理有效利用可再生能源,優(yōu)化配置國家能源建設(shè),實現(xiàn)可再生能源技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展,科學(xué)規(guī)劃可再生能源發(fā)展路線圖顯得至關(guān)重要。
二、可再生能源分類及比較
可再生能源分為太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Q竽???梢?guī)?;_發(fā)利用的可再生能源,對能源戰(zhàn)略貢獻意義大,非常具有發(fā)展?jié)摿?不包含為邊防哨所、燈塔等配備的用能,因為那些都不計成本)。
三、各種可再生能源發(fā)展路線規(guī)劃
通過對可再生能源性質(zhì)、需求替代、技術(shù)水平、經(jīng)濟性、環(huán)境性、發(fā)展?jié)摿涂沙掷m(xù)性等方面的考察,分別進行可再生能源發(fā)展路線規(guī)劃。
(一)風(fēng)能
戈壁,半沙漠風(fēng)能的發(fā)展要綜合考慮地理條件、人為環(huán)境、生態(tài)環(huán)境等多種因素的影響,促進風(fēng)能良性發(fā)展。沙漠風(fēng)能在陸上風(fēng)能儲量最大、對自然生態(tài)影響最小。海洋風(fēng)能儲量最大,但海洋生態(tài)未知甚多,近海生態(tài)影響不可估量,影響潮汐能、海流能和波浪能等的儲量,改變海洋附近大氣環(huán)流系統(tǒng),還要考慮海防政策、軍事安全因素等。
風(fēng)能發(fā)展路線為:(1)優(yōu)先發(fā)展戈壁、半沙漠風(fēng)能;(2)加大沙漠風(fēng)能科研力量,限制開發(fā)海洋風(fēng)能,投資海洋風(fēng)能技術(shù)和設(shè)備制造出口;(3)最后發(fā)展一般陸地風(fēng)能,因人口相對密度較大,資源相對較弱,又臨近城郊,發(fā)展規(guī)模小,不具有戰(zhàn)略優(yōu)先意義;(4)另外,風(fēng)能豐富的I型區(qū)域或較豐富的II型區(qū)域中屬于沿海重鎮(zhèn)、航運港口和秀麗山川的區(qū)域,機會成本太高,不能用作風(fēng)能開發(fā)備選區(qū)域。
(二)太陽能
太陽能是相當(dāng)關(guān)鍵且有發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉?,會成為發(fā)電市場的主要替代能源,所以要掌握太陽能的核心技術(shù),加強基礎(chǔ)科研工作,提高太陽能轉(zhuǎn)化率,降低硅材料和設(shè)備的造價,待時機成熟,躋身市場前列,使中國太陽能真正成為世界領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)。
太陽能光伏發(fā)電發(fā)展路線為:(1)優(yōu)先發(fā)展與風(fēng)能互補的發(fā)電建設(shè)項目;(2)積極開展戈壁、半沙漠太陽能發(fā)電項目建設(shè);(3)適當(dāng)發(fā)展建筑群并網(wǎng)光伏發(fā)電,在配電側(cè)直接供用戶消費電能后,余電并網(wǎng),減少建筑光污染;(4)加大沙漠太陽能發(fā)電課題研究力度;(5)最后開發(fā)太陽光能較好的其他大型區(qū)域,確定機會成本最小,且不阻礙城市發(fā)展規(guī)劃。
(三)水能
水能發(fā)展路線是利用而非創(chuàng)造,不主張主動單項開發(fā),需結(jié)合風(fēng)能、太陽能和水電基地開發(fā)步伐和可再生能源發(fā)展指標(biāo)完成情況,進行投資項目建設(shè)。(1)首先安排西部水能開發(fā),西部水能資源遠大于中東部地區(qū),開發(fā)程度不高,在“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略下,積極配合“西電東送”工程;(2)穩(wěn)步發(fā)展大水電,進行水能資源管理,科學(xué)論證,規(guī)劃設(shè)計,梯度使用,有序開發(fā),建設(shè)技術(shù)評價、環(huán)境評價、經(jīng)濟評價體系,增強安全管理、確立年檢制度;(3)積極推廣發(fā)展離網(wǎng)地區(qū)小水電,與其他可再生能源配套開發(fā)為佳。
(四)生物質(zhì)能
生物質(zhì)能發(fā)展路線應(yīng)被定義為是優(yōu)化環(huán)境,而非向環(huán)境索取,是限制性推廣能源,應(yīng)利用非糧有機物,發(fā)展具有地區(qū)經(jīng)濟輻射性,外部效益大,對當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)鏈有貢獻作用,技術(shù)成熟或基本成熟、工藝簡捷、轉(zhuǎn)化效率高、污染小的項目,并積極研發(fā)生物基產(chǎn)品。具體為:(1)優(yōu)先解決城市垃圾處理問題。例如垃圾發(fā)電,將原有治理成本(包括倉儲、人工、運輸、填埋、土地占用等)視為項目收益,由原治理單位支付給發(fā)電廠,單獨列支;(2)加快大型養(yǎng)殖場、養(yǎng)殖小區(qū)等沼氣工程,產(chǎn)業(yè)鏈下放,變治污環(huán)保為創(chuàng)收方式;(3)大力發(fā)展農(nóng)業(yè)廢棄物(秸稈等)的回收利用工作,在農(nóng)業(yè)機械化程度較高的地方發(fā)展此下游產(chǎn)業(yè),促進三農(nóng)經(jīng)濟;(4)積極開發(fā)林產(chǎn)品剩余物利用,多樣化產(chǎn)品產(chǎn)出;(5)科學(xué)論證森林廢棄物回收可行性,加快建立健全監(jiān)督機制,謹(jǐn)防主次顛倒,亂砍濫伐現(xiàn)象;(6)散戶家畜糞便收集相對困難,易混合各種病菌,作自然肥或家庭沼氣;(7)暫不新增用于非糧纖維素植物用地。
(五)地?zé)崮?/p>
地?zé)崮艿纳顚拥叵麻_采,使地殼溫度局部改變,破壞地殼熱學(xué)平衡,進而可能改變地層地殼結(jié)構(gòu)。類似于煤炭能源,雖三令五申科學(xué)開采,合理回填,但過度開采時有發(fā)生,因此,地?zé)崮荛_采要有謹(jǐn)慎、詳盡的可遠瞻性討論。應(yīng)限制性推廣地?zé)崮埽?1)優(yōu)先發(fā)展缺乏前述各種能源且淺層地?zé)崮苜Y源豐富區(qū)域,對地?zé)岣鲗永媒y(tǒng)籌兼顧,綜合規(guī)劃,法定回灌和梯度利用責(zé)任;(2)大力開發(fā)娛樂、休閑、療養(yǎng)等服務(wù)業(yè),開辟旅游資源;(3)積極發(fā)展農(nóng)業(yè)、漁業(yè)地?zé)崴茫岣弋a(chǎn)值效益;(4)開展
地?zé)豳Y源開采副產(chǎn)品利用的相關(guān)科學(xué)研究;(5)限制發(fā)展改變地質(zhì)結(jié)構(gòu)的地表下深度開采行為,潛在小火山或水熱爆炸等地?zé)岈F(xiàn)象地區(qū)例外。
(六)海洋能
發(fā)展海洋能,(1)鼓勵進行科學(xué)研究或試驗項目論證,依次發(fā)展潮汐能、波浪能、溫差能、其他海洋能,但不考慮作為可再生能源開發(fā)路徑主要部分;(2)相近區(qū)域各種能源形式綜合開采,與農(nóng)業(yè)、漁業(yè)等依賴于海洋的產(chǎn)業(yè)和諧發(fā)展,開發(fā)副產(chǎn)品,提高項目總體經(jīng)濟效益;(3)大型水上作業(yè)平臺(例如鉆井平臺或航空母艦)上建造海洋能電站,分?jǐn)偨ㄔO(shè)成本;(4)借鑒早期風(fēng)力機械能技術(shù),提供沿岸農(nóng)業(yè)、海港、碼頭、漁業(yè)基地等用能需求,從而節(jié)約用電,節(jié)約電網(wǎng)鋪設(shè)成本,達到與海洋能發(fā)電類似的經(jīng)濟效益。
(七)能能互補
能源發(fā)展應(yīng)協(xié)調(diào)、互補、共進。(1)大力發(fā)展可再生能源能能互補技術(shù)。區(qū)域能源并不孤立存在,往往互生,尤其是太陽能和風(fēng)能;(2)穩(wěn)定上網(wǎng)電量,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)組合。太陽能、風(fēng)能等可再生能源極度依賴自然環(huán)境,建設(shè)初期通過能能互補,優(yōu)化資源配置,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),保證電網(wǎng)負荷穩(wěn)定性,提高可再生能源發(fā)電上網(wǎng)的效率;(3)發(fā)展可再生能源和傳統(tǒng)能源互補,在現(xiàn)階段是必要的,而且將成為傳統(tǒng)能源向可再生能源過渡的主要形式。
(八)其他相關(guān)能源
核能是我國傳統(tǒng)能源向可再生能源過渡的必要支持,在目前可再生能源開發(fā)利用仍需分步分階段進行時,可適度發(fā)展,但一定避免核能依賴。
氫能是一種能源載體,并且氫氣環(huán)保,零碳、零污染,能夠利用現(xiàn)有天然氣管道,反過來也能促進天然氣管道建設(shè),節(jié)省投資,傳輸效率高(與電比較),因此在可再生能源發(fā)展過程中可適當(dāng)發(fā)展氫能。
四、可再生能源發(fā)展路線的比例量化分析
可再生能源發(fā)展路線取決于資源儲量、技術(shù)進步、經(jīng)濟效益、發(fā)展?jié)摿湍茉聪M習(xí)慣,發(fā)展機會多,困難也多??稍偕茉措S著技術(shù)進步、政策扶持、社會呼吁和市場認(rèn)知程度的提高,雖然經(jīng)濟效益不斷好轉(zhuǎn),尤其風(fēng)電、太陽能和生物質(zhì)能,但要制定出全面科學(xué)可靠的發(fā)展路線難度較大,目前還受制于國際層面既定的可再生能源發(fā)展目標(biāo)和低碳社會要求的影響。
(一)目前可再生能源發(fā)展的比例量化分析
基于第3章對6類可再生能源發(fā)展路線規(guī)劃的定性分析,可初步確定技術(shù)水平、經(jīng)濟性和發(fā)展?jié)摿υ诳稍偕茉粗械谋壤龣?quán)重大約為:40%,30%和30%。相應(yīng)的各個可再生能源的綜合比例量化對比情況如表2所示。
從表2可以看出,太陽能、陸地風(fēng)能以及成熟的大小水電,其綜合得分均達到了4.0以上,因此,是目前最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉?,在可再生能源總體發(fā)展規(guī)劃中可優(yōu)先發(fā)展。地?zé)崮軠\層開發(fā)利用難度較低,得分3.0以上,并且我國在此技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先,因此,發(fā)展?jié)摿Υ沃?,可積極發(fā)展。生物質(zhì)能發(fā)展頗受爭議,無論經(jīng)濟性、技術(shù)水平現(xiàn)階段都不高,發(fā)展前景由于其污染性并不被看好,但對化石能源的排他替代性,仍然會在近階段得到迅速發(fā)展,但預(yù)計很快就會被新科技替代,應(yīng)為有限發(fā)展。海洋風(fēng)能、深層地?zé)崮?、海洋能得分最低,均?.0以下,技術(shù)要求高,開發(fā)利用難度大,目前還處在科學(xué)研究或初步試驗階段,雖有成功案例,但資源個性化強,不具備普遍實用性,因此發(fā)展前景并不樂觀,尤其是海洋能,目前應(yīng)以科研探索為主。
(二)未來可再生能源發(fā)展的比例量化預(yù)計
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,光伏發(fā)電技術(shù)的效率會大幅增加,規(guī)模化成本會顯著降低,是最具發(fā)展前景的可再生能源。其次是風(fēng)電,風(fēng)電技術(shù)較之光伏電成熟,起點較高,但由于資源限制,會逐漸退居光伏電之后,但仍然領(lǐng)先于能源供給領(lǐng)域,與光伏電一同最終將成為支撐整個可再生能源甚至能源領(lǐng)域的主力軍。水電在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)會作為能源供給一需求的平衡角色,解決由傳統(tǒng)能源向可再生能源利用過程中能源相對短缺的迫切問題。生物質(zhì)能由于其對燃料資源不可或缺的替代性,在前期因傳統(tǒng)能源的枯竭會快速發(fā)展;而隨著科學(xué)技術(shù)進步引領(lǐng)能源需求新的變換,生物質(zhì)能在可再生能源中的份額和重要性將逐漸弱化。地?zé)崮艿拈_發(fā)與煤炭等傳統(tǒng)能源相比具有一定的相似性,預(yù)示了其發(fā)展具有一定的局限性,短時間內(nèi)不可能太快。離網(wǎng)型小項目在城市化進程和能源網(wǎng)絡(luò)的快速建設(shè)中會逐漸歸并到整個可再生能源網(wǎng)絡(luò)中去,其能源角色慢慢減弱。海洋能還處于能源的開發(fā)研究階段,有很多技術(shù)需要質(zhì)的突破,前景尚不明朗,較其他可再生能源發(fā)展機遇還比較模糊。
根據(jù)各種可再生能源目前發(fā)展的綜合評價結(jié)果和各自的發(fā)展?jié)摿Γ梢缘贸鑫磥硪欢螘r間內(nèi)可再生能源的發(fā)展路線圖,如圖1所示。
五、結(jié)論
發(fā)展可再生能源,必須以科研投入為主線,全面進行各種可再生能源的共同發(fā)展,總體設(shè)計,統(tǒng)一規(guī)劃,揚長避短,重點開發(fā),合理配套,綜合利用,區(qū)域合作,長效經(jīng)濟,加強科研,謹(jǐn)慎細致,試驗先行,使能源資源配置效益最大化。抓住世界發(fā)展機遇,借鑒他國成功經(jīng)驗,結(jié)合國內(nèi)資源狀況,穩(wěn)扎穩(wěn)打國內(nèi)市場,積極拓展國際市場,調(diào)動全國科研力量,分步驟、分重點、分區(qū)域,向著可再生能源發(fā)展的承諾指標(biāo)快速前進,爭取在這難得的歷史契機中占領(lǐng)制高點,成為可再生能源領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的制定者。
[關(guān)鍵詞]可再生能源 單位能耗啟示
一 中國可再生能源的發(fā)展前景
中國十分重視新能源的發(fā)展,現(xiàn)正在制定出臺《新能源產(chǎn)業(yè)振興發(fā)展規(guī)劃》,由此可以看出國家對新能源項目的支持。
(一)發(fā)展可再生能源的戰(zhàn)略目標(biāo)
《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中提出到2020年可再生能源在能源消費中占15%:全國水電裝機容量達到3億千瓦,其中大中型水電2.25億千瓦,小水電7500萬千瓦;生物質(zhì)發(fā)電3000萬千瓦;風(fēng)力發(fā)電3000萬千瓦;太陽能發(fā)電180萬千瓦?!逗穗娭虚L期發(fā)展規(guī)劃》中提出,“十二五”期間核電投產(chǎn)1244萬千瓦,到2020年投產(chǎn)4000萬千瓦。這兩個規(guī)劃目前已經(jīng)明顯不符合我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。國家能源局正在制定《新能源產(chǎn)業(yè)振興發(fā)展規(guī)劃》,其中將風(fēng)電、太陽能發(fā)電、核電等發(fā)展規(guī)模都進行了大幅度調(diào)高。
(二)可再生能源發(fā)展的市場份額目標(biāo)
《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》對非水電可再生能源發(fā)電設(shè)定了市場份額目標(biāo):2010年和2020年,控股發(fā)電裝機容量超過500萬千瓦的投資者,非水電可再生能源發(fā)電控股裝機容量占其總控股裝機容量的3%和8%以上。雖然目前還沒有明確給發(fā)電企業(yè)規(guī)定這一強制性指標(biāo),但這一趨勢必須予以高度重視。
(三)我國所實施政策激勵
2005年頒布的《中華人民共和國可再生能源法》及其配套法規(guī)為我國可再生能源發(fā)展奠定了法制基礎(chǔ),在已經(jīng)進入意見征求階段的《能源法》中更進一步確立了發(fā)展新能源與可再生能源將成為我國能源的基本戰(zhàn)略方向之一。
二 單位能耗描述性統(tǒng)計研究
(一)單位能耗概念
單位GDP能耗是反映能源消費水平和節(jié)能降耗狀況的主要指標(biāo),一次能源供應(yīng)總量與國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的比率,是一個能源利用效率指標(biāo)。該指標(biāo)說明一個國家經(jīng)濟活動中對能源的利用程度,反映經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和能源利用效率的變化。
每單位GDP(國內(nèi)生產(chǎn)總值)所消耗掉的能源:
(1)增加值綜合能耗=企業(yè)每萬元工業(yè)增加值所消耗的能源量(噸標(biāo)準(zhǔn)煤)=能源消耗總量(噸標(biāo)準(zhǔn)煤)/工業(yè)增加值(萬元)。
(2)單位產(chǎn)值綜合能耗=企業(yè)每萬元工業(yè)產(chǎn)值所消耗的能源量(噸標(biāo)準(zhǔn)煤)=能源消耗總量(噸標(biāo)準(zhǔn)煤)/工業(yè)產(chǎn)值(萬元)。
(二)一籃子目標(biāo)規(guī)范
2004年,國家開展了有關(guān)促進循環(huán)經(jīng)濟的政策研究和探討,隨后國務(wù)院提出加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的政策,明確了發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo),即必須大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,按照“減量化、再利用、資源化”原則。
三 國外單位GDP能耗演變歷史及啟示
單位GDP能耗已經(jīng)作為衡量我國經(jīng)濟發(fā)展的一項重要指標(biāo)列入國家“十一五”規(guī)劃目標(biāo),降低單位GDP能耗已成為我們奮斗的目標(biāo)。國際經(jīng)驗表明,發(fā)達國家同樣經(jīng)歷過單位GDP能耗的上升階段,之后出現(xiàn)顯著的下降。
(一)發(fā)展規(guī)律
工業(yè)化初期轉(zhuǎn)向機械化大生產(chǎn)和家園建設(shè)必然帶來單位GDP原材料需求的顯著增加。在工業(yè)化達到一定水平后,工業(yè)化進程進入“大眾消費”階段,原材料消耗強度仍維持在與GDP增速基本相同的水平。進入工業(yè)后期,人們對基本原材料的需求已接近飽和,經(jīng)濟發(fā)展從滿足人們的基本物質(zhì)需求更多轉(zhuǎn)向文化娛樂、知識教育等更非物質(zhì)層次,因此單位經(jīng)濟總量的物質(zhì)需求才明顯減少。
經(jīng)濟只有發(fā)展到一定水平后,第三產(chǎn)業(yè)才能成為單位GDP能耗下降的長期途徑。調(diào)整一、二、三產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)能夠有效降低單位GDP能耗,但從發(fā)達國家經(jīng)驗看,三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與人均收入有著因果關(guān)系,第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不能脫離第一、第二產(chǎn)業(yè)而孤軍奮戰(zhàn)。那種認(rèn)為在人均收入尚低之時就可通過大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)來推動經(jīng)濟高速發(fā)展、實現(xiàn)單位GDP能耗下降的想法在理論上和實踐上都有一定困難。
(二)對我國的啟示
[關(guān)鍵詞]被動房;節(jié)約能源;發(fā)展前景 文章編號:2095-4085(2015)08-0066-02
從2010年5月17號日國內(nèi)第一座被動房(Passive House Darmstadtk Rantehstein)一漢堡之家在上海世博園落成,到2014年7月16日德國總理默克爾和總理共同見證青島中德生態(tài)園項目簽約,被動房頻繁出現(xiàn)在公眾的視野中。究其原因,這是由于近年來能源消耗的大幅上升以及環(huán)境的惡化,使人們對節(jié)能環(huán)保生活方式的呼聲越來越高,而被動房的出現(xiàn)則正好順應(yīng)了這一趨勢。
1.發(fā)展歷程與評判
被動房在國內(nèi)建筑節(jié)能領(lǐng)域還是一個較新的課題。這一概念最早是在1988年由阿達姆森教授和菲斯特博士提出,是指不借助傳統(tǒng)采暖空調(diào)系統(tǒng),僅靠自身密閉性極好的外墻及有效的可再生能源利用來維持室內(nèi)環(huán)境舒適的建筑。在此之后,菲斯特博士于1996年9月成立了被動式住房研究所,用以研究被動房標(biāo)準(zhǔn)。到2013年,德國已建成被動房40000多棟且以每年3000棟的速度遞增。歐洲其他國家被動房的發(fā)展也十分迅速。
目前,國際上普遍采用的關(guān)于被動房的評判參數(shù)包括一次性能源消耗(≤120 kWh/(m2?a))、換氣次數(shù)(≤0.6次/h)、熱橋損失系數(shù)數(shù)值(≤0.01w/mk)、超溫頻率(≤0.1)、實際制冷需求量(≤15kWh/(m2?a))、采暖熱能需求量(≤15 kWh/(m2?a))。
2.與傳統(tǒng)節(jié)能住宅的比較
2.1節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的差異
被動房與傳統(tǒng)節(jié)能住宅的區(qū)別從根本上講就是節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的不同。首先,被動房采用一次性能源消耗作為評價參數(shù),而傳統(tǒng)節(jié)能住宅以電熱消耗量作為評價指標(biāo);除此之外,被動房以總能源消耗作為節(jié)能指標(biāo),傳統(tǒng)住宅以暖氣空調(diào)系統(tǒng)的消耗為節(jié)能指標(biāo);最后,作為被動房重要技術(shù)指標(biāo)的氣密性在傳統(tǒng)的節(jié)能住宅中沒有要求。
2.2設(shè)計及施工的差異
節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的不同,使得設(shè)計和施工過程中技術(shù)工藝存在很大差異,主要表現(xiàn)在:
(1)建筑環(huán)境選擇。被動房要求冬季可充分利用太陽光能,夏季可自然通風(fēng)散熱。設(shè)計需要考慮環(huán)境因素。
(2)建筑造型選擇。為減少不必要的熱橋散失熱量,被動房要求建筑保持表面平整,體形系數(shù)控制在0.4以下。
(3)圍護結(jié)構(gòu)的施工。按被動房標(biāo)準(zhǔn),外墻和外門窗的傳熱系數(shù)不應(yīng)大于1.5 W/(m2?k)和8W/(m2?k)。在外墻施工時多采用導(dǎo)熱系數(shù)小于3.2W/(m2?k)的EPS板;在外窗方面,被動房通過調(diào)整窗戶保溫方式、所在位置、使用窗臺板來提高保溫性能。
3.被動房的主要技術(shù)措施
3.1外部圍護結(jié)構(gòu)的保溫技術(shù)
為提高外墻和屋面的保溫性能必須采用保溫材料。常用的保溫材料包括玻璃棉、聚苯板、礦棉、木質(zhì)保溫材料等,在歐洲主要采用XPS擠塑聚苯板和巖棉。即使采用了建筑保溫材料,保溫材料的厚度也要大于200 mm,以此來控制結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)
為提高被動房外窗的保溫性能,對玻璃和窗框的形式也有要求。雙層中空玻璃及斷橋鋁合金窗框是較好的外窗和窗框形式。傳熱系數(shù)2.4 W/(m2?k)的取值也遠大于被動房對傳熱系數(shù)
3.2對可再生能源的利用技術(shù)
被動房依靠對可再生能源的有效利用來達到室內(nèi)環(huán)境舒適。對可再生能源的有效利用是被動房成行的關(guān)鍵。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,以太陽能為主的可再生能源(太陽能光伏發(fā)電、生物質(zhì)能技術(shù)及地?zé)岜眉夹g(shù))逐步發(fā)展起來。通過這些技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,使可再生資源的有效利用實現(xiàn)了最大化。
4.被動房在國內(nèi)的發(fā)展前景
4.1經(jīng)濟型分析
被動房要想通過利用密閉性優(yōu)良的外墻以及對可再生資源的有效利用來減小對傳統(tǒng)供暖系統(tǒng)地依賴,就必須采用高效的保溫隔熱材料。同時還有增加一些可利用可再生能源的技術(shù)設(shè)備,這必然會造成成本的上升。但是傳統(tǒng)供暖設(shè)備的減小以及后期運營的消失會使建筑成本大幅下降。
參照國外經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn)被動房在前期的建筑成本投入比傳統(tǒng)節(jié)能房屋約高出5%~15%。但是隨著建筑使用時間的增長,增加的成本會因為能源消耗的降低和運行費用的下降在5-10年內(nèi)收回。并且隨著技術(shù)的進一步成熟,這一時間將進一步減小。
4.2技術(shù)性分析
隨著國家對建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的不斷完善,使得被動房和相關(guān)的低能耗建筑有了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。同時,通過對國內(nèi)現(xiàn)有建筑節(jié)能材料和設(shè)備的調(diào)查發(fā)現(xiàn),建造被動房所需的產(chǎn)品與技術(shù)在國內(nèi)基本都可以找到,并且大多數(shù)產(chǎn)品與技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了本土化,這在一定程度上也降低了建筑成本。
3、行業(yè)發(fā)展前景
電力工業(yè)是支撐國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)和公用事業(yè),隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,對電力的依賴程度也越來越高。電力需求與國民經(jīng)濟密切相關(guān),電力彈性系數(shù)反映了用電增長速度與國民經(jīng)濟增長速度的相對關(guān)系。改革開放以來,我國經(jīng)濟進入了快速發(fā)展時期,特別是本世紀(jì)以來,工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、市場化、國際化的快速發(fā)展,拉動重工業(yè)和電力工業(yè)以超過前20年平均發(fā)展速度的高速不斷增長,趨勢還在繼續(xù);未來十年是我國全面建設(shè)小康社會的關(guān)鍵時期,從經(jīng)濟和電力發(fā)展的周期來看,我國經(jīng)濟和電力發(fā)展從2010年開始進入新一輪發(fā)展周期,這一時期,工業(yè)化進程加快,將進入深度加工化階段,隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、科技進步和工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及基本實現(xiàn)現(xiàn)代化,同時全面建設(shè)小康社會將推動消費結(jié)構(gòu)升級,城市化速度上升,人口大量轉(zhuǎn)移,也將使我國的單位GDP電耗趨于下降,但電力需求維持增長態(tài)勢,電力工業(yè)將由快速發(fā)展階段過渡到持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的新階段,基于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整已取得明顯成效,每萬元GDP電耗將由2010年的1,487千瓦時下降為2020年的1,100-1, 200千瓦時。居民生活質(zhì)量的不斷提高,使生活用電水平達到700-800千瓦時/人,生活用電的比重將超過20%。預(yù)計到2020年,全國全社會用電量8萬億千瓦時左右,電力彈性系數(shù)在1左右。
“十二五”能源規(guī)劃發(fā)展思路:一是要大力發(fā)展新興能源產(chǎn)業(yè),加快核電建設(shè),大力發(fā)展風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能,發(fā)展煤炭的清潔利用產(chǎn)業(yè);二是加強傳統(tǒng)能源的產(chǎn)業(yè),建設(shè)大型能源基地,努力發(fā)展煤、電大型的能源企業(yè);三是提高能源綜合安全保障機制,統(tǒng)籌國內(nèi)外能源的開發(fā)和利用,加強能源布局的平衡和協(xié)調(diào)銜接,合理安排煤電油氣的建設(shè);四是強化科技創(chuàng)新,推進能源綜合開發(fā)利用,健全資源開發(fā)的合理機制和生態(tài)修復(fù)的機制;五是改善城鄉(xiāng)居民的用電條件,加強廣大農(nóng)村地區(qū)的能源建設(shè)。
“十二五”能源規(guī)劃的發(fā)展目標(biāo):煤炭仍將保持主體能源地位,水電、風(fēng)電、生物質(zhì)能、核電、太陽能生產(chǎn)規(guī)模都將有大幅提高?!笆濉蹦┢趪鴥?nèi)將形成六到八個大型煤炭集團并且按照區(qū)域經(jīng)濟特點提出煤炭調(diào)入?yún)^(qū)和調(diào)出區(qū)概念。同時,可再生能源方面,將力促水電發(fā)揮可再生能源的主體作用,將風(fēng)電作為可再生能源的重要新生力量,將太陽能作為后續(xù)潛力最大的可再生能源產(chǎn)業(yè),同時推動生物質(zhì)能多元化發(fā)展。“十二五”能源規(guī)劃投資預(yù)計為5萬億元,其中電源建設(shè)投資預(yù)計2.65萬億元,電網(wǎng)建設(shè)投資預(yù)計2.35萬億元。
可再生能源方面,“十二五”規(guī)劃提出了“十大可再生能源重點工程”,其中包括重大水電基地工程、千萬千瓦級風(fēng)電工程、可再生能源示范城市等。其中,重大水電基地工程將推動金沙江、怒江流域的水電開發(fā);對于我國此前規(guī)劃的七大千萬千瓦級風(fēng)電工程,其中將有五大工程計劃在“十二五”期間建成;對于可再生能源示范城市,“十二五”期間將從“發(fā)展可再生能源”和“節(jié)能環(huán)?!眱煞矫孢M行雙重標(biāo)準(zhǔn)考核。預(yù)計到2020年,中國新能源發(fā)電裝機2.9億千瓦,約占總裝機的17%。其中,核電裝機將達到7000萬千瓦,風(fēng)電裝機接近1.5億千瓦,太陽能發(fā)電裝機將達到2000萬千瓦,生物質(zhì)能發(fā)電裝機將達到3000萬千瓦。未來十年新能源投資將達到10萬億。
關(guān)鍵詞:綠色建筑;太陽能;地?zé)崮?/p>
引言:
綠色建筑是指既能為人們提供健康、舒服、安全的居住、工作以及活動的空間,同時又可以實現(xiàn)高效率地利用資源并且最低限度地影響環(huán)境的建筑物。綠色建筑是實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。綠色建筑最先興起于發(fā)達國家,發(fā)展綠色建筑是要從建筑節(jié)能起步的,并在建筑節(jié)能取得進步的同時,又能夠?qū)⑵鋽U展到建筑全過程的資源節(jié)約、提高居民居住舒適度等領(lǐng)域中。
1.太陽能系統(tǒng)的應(yīng)用
太陽能是各種各樣可再生能源中最重要的基本能源,也是最豐富的能源,而且在轉(zhuǎn)換過程中不會產(chǎn)生任何危害到環(huán)境的物質(zhì)。在太陽能建筑的設(shè)計中,建筑師設(shè)計起到了統(tǒng)領(lǐng)的作用,協(xié)調(diào)各專業(yè)并且發(fā)揮自身特長,把建筑設(shè)計與太陽能的應(yīng)用技術(shù)巧妙而有機地結(jié)合起來。
1.1 太陽能供電系統(tǒng)
太陽能光伏是綠色建筑中重要的組成部分之一。它的工作原理是太陽光照射到太陽能電池極板產(chǎn)生的電流經(jīng)過逆變控制器對蓄電池充電,蓄電池的電經(jīng)過逆變控制器變成直流或交流供用電器(負載)使用,或通過并網(wǎng)逆變器直接將電能輸入電網(wǎng)。發(fā)電系統(tǒng)的主要組成部分包括太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池(組)等,其中,太陽能電池組件和蓄電池是電源系統(tǒng),控制器和逆變器是控制保護系統(tǒng),負載是系統(tǒng)終端。在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中,其核心部分是太陽能電池板,也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能,或送往蓄電池中存儲起來,或推動負載工作。太陽能電池板的質(zhì)量和成本將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和成本。而太陽能控制器的作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài),并對蓄電池起到了過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方,合格的控制器還應(yīng)該具備溫度補償?shù)墓δ堋?/p>
1.2 太陽能熱水器
太陽能熱水器將太陽光能轉(zhuǎn)化為熱能,將水從低溫度加熱到高溫度,以滿足人們在生活、生產(chǎn)中的熱水使用。太陽能熱水器是最基本而且比較經(jīng)濟的太陽能熱利用裝置。根據(jù)太陽能集熱器種類來分,可以分為真空管式和平板式;根據(jù)結(jié)構(gòu)來區(qū)分,可以分為一體式和分體式;根據(jù)制作工藝來區(qū)分,可以分為承壓式和非承壓式。
1.3太陽能空調(diào)與供暖系統(tǒng)
太陽能空調(diào)是把太陽能作為空調(diào)制冷制熱的能源,按照吸附式空調(diào)的原理,把太陽集熱器收集的熱能,通過物理轉(zhuǎn)換的原理,發(fā)展成為太陽能空調(diào)。太陽能空調(diào)系統(tǒng)的組成部分主要是太陽能集熱器陣列、熱泵機組、蓄熱水池、溴化鋰制冷機和自動控制系統(tǒng)等。太陽能采暖主要途徑有被動式太陽能采暖以及主動式太陽能采暖。被動式太陽能采暖是以建筑朝向和周圍環(huán)境的合理布置為基礎(chǔ),巧妙處理建筑的內(nèi)部空間和外部形體,以及恰當(dāng)選擇建筑的材料、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造,使建筑在冬天能夠充分采集、貯存并合理分配太陽能,來解決冬天建筑采暖的問題。但是,被動式太陽能采暖房間的缺點是室內(nèi)的溫度波動幅度很大,舒適性相對較差,而且在晚上、室外溫度比較低或者是連續(xù)幾天陰天的時候單單依靠太陽能采暖是無法保持舒適平穩(wěn)的室內(nèi)溫度。
2 .自然通風(fēng)的應(yīng)用
自然通風(fēng)是指利用風(fēng)壓作用使房間里面通風(fēng)換氣。自然通風(fēng)是可再生能源在暖通空調(diào)應(yīng)用中的重要部分。在沿海濕熱地區(qū)的建筑規(guī)劃布局中,應(yīng)該考慮到建筑單體體量和建筑群體組合的設(shè)計,目的是為了建筑的向陽面和背陰面形成一定的風(fēng)壓差,致使在建筑內(nèi)部能產(chǎn)生空氣流動促進室內(nèi)的氣流循環(huán),讓建筑單體能獲得良好的自然通風(fēng)的效果;在城市密集的建筑區(qū)域中空氣不易流通,可以通過在建筑上設(shè)置捕風(fēng)裝置,利用風(fēng)能垂直分布的特性和煙囪效應(yīng)誘導(dǎo)氣流沿特定的路徑運動,來改善室內(nèi)熱環(huán)境。
自然通風(fēng)可以在不消耗可再生資源的情況下將室內(nèi)的溫度降低,之后把室內(nèi)潮濕的氣體帶走,從而達到人體熱舒適的效果。并且,即使是室外空氣溫濕度較高的區(qū)域,也可以利用自然通風(fēng)技術(shù)進行降濕處理,而省去了利用機械通風(fēng)對能源的消耗。不僅能減少能量的消耗,同時也降低了污染,符合了我國的可持續(xù)發(fā)展的理念與和諧發(fā)展的目的。
3.地?zé)嵩诰G色建筑中的應(yīng)用
地?zé)崮苁侵竵碜缘氐紫碌臒崮苣茉?,它是一種可以使用在空調(diào)系統(tǒng)中的新能源。地?zé)崮茉谑澜绾芏嗟胤綉?yīng)用非常廣泛,新技術(shù)業(yè)也已經(jīng)成熟并且在不斷地更新完善。地埋管式地源熱泵系統(tǒng)利用了埋于地下的地埋管換熱器,通過輸入少量的高品位能源,來實現(xiàn)低品位熱能向高品位熱能轉(zhuǎn)移。從20 世紀(jì)80 年代后期開始,地源熱泵系統(tǒng)作為一種可再生能源利用的技術(shù)手段,已經(jīng)被人類廣泛應(yīng)用在各個領(lǐng)域。
地?zé)豳Y源的開發(fā)利用作為一項新的事業(yè),隨著它的興起,不可避免地出現(xiàn)了一些亟待解決的新問題,主要包括了“地?zé)峤?jīng)濟研究,擴大其利用途徑,提高經(jīng)濟效益;合理開采,保護地?zé)豳Y源,使其能夠長期保持溫度、水量和壓力的穩(wěn)定;排除與減少各種利用障礙、環(huán)境污染、沉積結(jié)垢、管道腐蝕”等,解決這些實際問題,可以為地?zé)豳Y源的綜合利用開拓更廣闊的前景。
4 .建筑外墻保溫技術(shù)
建筑外墻保溫技術(shù)是當(dāng)前建筑行業(yè)中大力推廣和使用的一種新型的建筑節(jié)能技術(shù),這種技術(shù)是將保溫材料置于主體圍護結(jié)構(gòu)的外側(cè),使建筑物達到保溫節(jié)能的效果。采用這種技術(shù)是將保溫隔熱體系建于建筑外墻的外或內(nèi)側(cè),使得建筑主體結(jié)構(gòu)受外界溫差所產(chǎn)生的負作用降低,從而也降低了建筑外墻因溫度產(chǎn)生變形的幾率,有利于建筑物的使用壽命。近幾年來,該技術(shù)得到了大量的應(yīng)用。外墻外保溫系統(tǒng)主要是由飾面系統(tǒng)組成的,對建筑外墻的美化效果也有很大的作用,所以,我們要對外墻外保溫系統(tǒng)的飾面涂裝體系給予足夠的重視,以達到良好的節(jié)能與裝飾效果。
5 .結(jié)語與建議
人類居住的環(huán)境既是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分,也是人類文明進步的重要體現(xiàn),也是實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。所以,在利用可再生能源時,也應(yīng)注意以下三點問題:
(1)因地制宜。
可再生能源在不同地域的應(yīng)用時,要充分考慮當(dāng)?shù)氐哪茉礌顩r以及其氣候條件,要有選擇、有側(cè)重地利用可再生能源。
(2)新技術(shù)開發(fā)。
加大對可再生能源利用的新技術(shù)研究和開發(fā),提高其利用效率,尤其是可再生能源的技術(shù)創(chuàng)新以及產(chǎn)品的研發(fā)。
(3)可再生能源在國內(nèi)的發(fā)展前景。
我國是一個能源相對比較缺乏的國家,能源儲量也低于世界的平均水平,目前已探明的煤炭儲量也僅能夠維持大約80年的需求,石油則是長期依賴進口,對外依存度已經(jīng)高達50%以上。另一方面,傳統(tǒng)的常規(guī)能源也正面臨著地球環(huán)境影響的巨大壓力。而開發(fā)利用可再生能源可以從根本上解決資源短缺和環(huán)境影響雙重矛盾,因此可再生能源對我國來說具有極其重要的戰(zhàn)略意義和廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻: