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導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇可再生能源重要性,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)38-0037-02
一、開展CFD教學的必要性
CFD技術,是解決工程中復雜流動和傳熱問題的一種有效手段,同時也是一門新型的獨立學科。它以經典理論和數值計算為基礎,通過計算機的數值計算和圖像顯示,從空間和時間上定量描述各種場變量,從而達到對流動和傳熱問題進行研究的目的。CFD技術集中應用了20世紀直至本世紀科學技術方面的最新成就,并具有理論性和實踐性的雙重特點。CFD技術不僅可以作為研究工具,而且還可以作為設計工具廣泛應用于能源動力工程、機械工程、材料工程、交通工程、建筑工程、環境工程、化學工程等領域。另外,CFD與CAD、CAE聯合,還可以進行各種結構優化設計。CFD教學主要程針對高年級本科生開展,強調學生的應用能力和學術能力的培養,教學的宗旨是讓學生在了解數值計算基本概念和原理的基礎上,通過對一些經典商用CFD軟件使用和掌握,增強學生分析和解決問題的能力。在國內,目前在能源動力類本科生中開展CFD教學的學校有近20所,大部分為重點本科院校,除我校外,還有如西安交大、清華大學、上海交大等高校。但隨著CFD技術在工業界的進一步推廣應用,個人電腦的性價比提升,可以預計未來5年,將會有更多的工科院校為能源動力類本科生開展CFD教學。在國外,早在上世紀80年代,就已有針對能源動力類本科生開展的CFD教學,比如英國的帝國理工學院,美國的加州理工學院,日本的九州大學等。尤其以美國的加州理工學院做得最為突出,它非常重視學生的實踐與創新。由于國外學生人數比國內少,實驗設施完備,CFD技術課程被安排在實驗教學中心進行,學生在進行CFD技術學習應用的同時,還可以采用實驗方法對CFD的結果進行驗證,非常有利于培養學生的主動實踐與創新能力。實際上,開展CFD教學還有利于拓寬實驗教學內容。由于CFD技術具有成本低、速度快、可視化等特點,因此在能源動力類專業的實驗教學中,可以利用CFD技術加強設計性實驗和探索性實驗的構建,將以往學生的被動性實驗轉變為學生為主教師為輔的一種主動性實驗,有利于培養學生的獨立思考和解決問題的能力。由此可見,開展CFD教學符合能源動力類的專業發展和人才需求,有利于激發學生的學習興趣,同時還有利于拓寬實驗教學內容,培養學生的實踐與創新能力。
二、開展CFD教學的可行性
對于在能源動力類本科生中開展CFD教學的可行性,下面將從三個方面來進行分析。
1.教學內容的選擇。對于能源動力類的大四本科生,CFD教學的重點將放在CFD技術的基本理論和軟件應用上。具體內容包括:控制方程的離散化方法,流場的求解計算方法,湍流模型,以及商用CFD軟件的基本用法。同時,授課內容中還將包含復雜流動模型以及數值模擬的最新研究進展等,以便開拓學生的視野,激發學生的學習興趣。由于課時有限,在商用CFD軟件基本用法的講授中,將選擇能源動力領域常見案例的CFD過程,比如建模、劃分網格、設置邊界條件、設置求解器參數、后處理等內容,進行有針對性地講解和實踐,以獲得舉一反三的效果。
2.基本理念的貫徹。在開展CFD教學中,需要貫徹正確的CFD技術理念。雖然目前商用CFD軟件快速普及,似乎許多問題都可以通過CFD技術來解決。但必須強調,CFD技術不是萬能的,在很多方面還有局限性。試驗研究、理論分析和CFD技術的有機結合,才是解決實際問題的有效手段。另外,對模擬計算結果的準確性的認識和判斷,也需要一個正確的理念。數值模擬計算結果的準確性首先取決于數學模型是否正確,如果數學模型不正確,即使數值計算方法先進,仍然不能保證數值解的準確性。其次,模擬計算過程中流動介質物性參數是否正確,也是影響模擬計算結果準確性的一個重要因素。最后,教學過程中還要注意培養學生的工程意識,在講授CFD實際應用時要引導學生把握工程問題的整體觀念,增強學生的工程意識,培養學生基本理論與工程實踐相結合的能力。
3.經典軟件的應用。從我校能源動力本科專業現有的課程設置來看,大四本科生已經具備流體力學、傳熱學、數值分析方法等方面的基礎知識,對于CFD技術中所涉及的方程離散,網格劃分、流場求解等方面知識的理解不會有太大難度,而且目前商用CFD軟件智能化程度較高,基本使用方法和技巧易于掌握。因此,選用經典CFD軟件開展教學,在老師的指導下完全可以使學生在短時間內初步掌握CFD軟件的使用方法。在此基礎上,隨著學生知識面以及工程實踐經驗和CFD軟件使用技巧的增加,對CFD技術的理解會進一步加深。另外,目前計算機硬件水平迅猛發展,學生擁有個人電腦的比例逐年增加。從我們能源與動力工程學院學生工作組統計的數據來看,目前學生擁有個人電腦的比例已達80%以上,學生可以在自己的電腦上方便地進行CFD軟件的學習和實踐,這為開展CFD教學提供了良好的條件。
從2007年開始,華中科技大學能源與動力工程學院就已經在本科生中開展了CFD教學。課程的名稱為CFD技術,以選修課的形式開設,學院每年都有近300名學生選修這門課程,這門課程實際上已經成為一門受眾面極廣的公共選修課程。由此可見,在能源動力本科生中開展CFD教學具有較好的必要性和可行性,值得深入推廣應用。
參考文獻:
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前言
伴隨著經濟的快速發展,中國對能源的巨大需求正在對世界經濟產生巨大的影響。在中國出口增長的同時,高耗能高污染的發展模式也日益成為中國人擔憂的對象。
為此,本版近期特推出“可持續發展”系列,共8篇,聚焦新能源及環保主題,希望引起讀者的進一步關注。
新能源是相對于長期廣泛使用、技術上成熟的常規能源(如煤、石油、天然氣、水能、核能等)而言,已經開發但還不能大規模使用或正在研究試驗、尚需進一步開發的能源。
新能源開發空間有待拓展
新能源包括海洋能、太陽能、風能、地熱能、生物質能、氫能等等。也就是目前通常說的可再生能源(水電除外)。新能源技術在世界上得到不同程度的應用,例如太陽能的光熱轉換,光電轉換,地熱直接應用,生物發酵及熱分解以制取沼氣和氣體燃料,潮汐發電技術等等。
中國《可再生能源法》確立了可再生能源(新能源)發展的基本法律制度體系。自2006年1月1日正式實施以來,對可再生能源投資投入和可再生能源制造業的發展起到了積極的推動作用。它比較完整地規定了可再生能源開發利用的法律制度,有益于解決中國日益突出的能源供需矛盾和環境惡化問題。
除了《可再生能源法》,國家發改委還牽頭在可再生能源發展的政策措施方面做了許多工作。例如制定了2010年可再生能源發展目標,頒布了《可再生能源發電有關管理規定》、《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》、《可再生能源電價附加收入調配暫行辦法》和《可再生能源產業發展指導目錄》。發改委還與財政部等有關部門聯合頒布了《促進風電產業發展實施意見》、《關于加強生物燃料乙醇項目建設管理,促進產業健康發展的通知》和《關于發展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》。此外,風能和生物質能資源的普查工作也正在進行中。
可再生能源是指在自然界中可以再生的能源資源。它清潔且對環境無害或危害很小,其另一特性是分布廣泛,適宜就地開發利用。2007年中國風電裝機累計已達到605萬千瓦,在建420萬千瓦,該年的裝機比過去20年總和還要多。但相對于中國目前的能源資源和環境問題,業界對可再生能源的發展速度仍不滿意??稍偕茉丛谥袊娏I中僅占很小的比例。到2006年底,全國水電裝機容量1.3億千瓦,占全國總發電裝機容量的21%。對于大型水電是否列為可再生能源,仍有爭論。然而,除水電以外的可再生能源所占比重尚不足1%。
可再生能源發展緩慢的原因
可再生能源發展緩慢的原因主要是它相對高的成本和所需的電價??稍偕茉吹陌l電成本一般比煤電高,生物質能發電為1.5倍,風力發電為1.7倍,光伏發電為11-18倍??稍偕茉窗l展遲緩,與快速增長的火發電裝機容量相比微乎其微,因此比例可能進一步減小。以風能為例,中國風能資源相對豐富,據估計可開發利用的風能儲量約10億千瓦,其中,陸地風能資源約2.5億千瓦,海上7.5億千瓦。中國推動風能發電近十年了,盡管近期增長較快,然而風電裝機容量也只有約605萬千瓦。
可再生能源發展的焦點集中在降低成本,這是共識。然而,過度關注成本和所需的電價,是中國可再生能源戰略的一個誤區。表現在,一是過于迫切降低成本而急切要求設備國產化,二是對可再生能源電價控制過緊。中國的可再生能源必然有一個大發展,這一點不應當懷疑。但是,開發時間和速度很重要,這應當是可再生能源戰略乃至能源戰略的一個重點。簡單地說,無論利用不利用,風一直在吹,陽光普照。但是,煤越挖越少,大氣污染排放越來越多。
大規模地降低可再生能源成本,顯然需要設備國產化。但是,設備國產化有一個先引進技術還是先做成市場規模后再國產化的選擇。在市場規模很小的情況下,引進技術需要政府行為和干預。除了扭曲市場之外,引進可能是一個相對漫長的談判過程。相反,有了市場規模,國產化必然隨之而來,且速度很快。以火電30萬和60萬千瓦機組設備為例,當筆者10年前做30萬千瓦和60萬千瓦機組的電廠項目時,設備基本進口,政府并沒有刻意要求國產化。事實是,幾年前30萬和60萬千瓦設備已基本國產化。大市場吸引了技術,造就了中國30萬和60萬千瓦發電設備的制造能力。
另一個問題是行政控制電價。行政主管部門對于風能項目的電價實行特許權招標,企業則為了獲取項目壓低競標電價,以不到0.4元/kWh中標。而根據風電的基本情況測算,除了自然條件特別好的風場,加上特別樂觀的假設之外,能夠達到商業要求的風電價格都應該超過0.6元/kWh。經驗證明,中標企業可能沒有想真正地按建設承諾經營這些風電場,而是先拿下項目,慢慢做,或等待政策,或再與政府討價還價。當然,為裝飾門面,虧本建設經營風電的企業,可能有,但不多。
在可再生能源的成本和價格問題上,必須包括環境治理成本以及資源耗盡溢價。環境治理成本很容易理解,資源耗盡溢價則需要解釋。涉及對能源礦藏等不可再生資源的開采,經濟分析中要計算資源利用的經濟成本。由于這些資源無法再生,被耗盡時必須用進口或國內替代品來替代,因此資源利用的機會成本包括了資源耗盡后其替代品的成本。耗盡溢價或費用可根據經濟價格和年開采量占總儲量的比例來確定,該溢價與經濟開采成本相加后就得到使用不可再生資源的總經濟成本。如果在可再生能源定價時,將目前的可再生能源成本價格,扣去用煤發電的環境治理成本和資源耗盡溢價,可再生能源的價格不會比煤電高。
此外,還應當動態地來看可再生能源成本和價格問題,不應當將目前國家批給可再生能源的價格看成是一成不變。長遠的看,不可再生能源發電價格會上漲。因為,不可再生能源資源價格會因為稀缺和增加環境治理成本而上行,而可再生能源的價格則可能由于技術進步和市場規模帶來的迅速國產化而下行?,F在認為被批高了的電價,以后可以下調。除非價格當局認定已經批復的價格永遠不變,但是這樣一來,那能源價格還改革什么?
當然,許多價格上的考慮是出于對提高目前電價水平的擔憂。這種擔憂是合理的,但至少在現階段不能成為阻礙可再生能源發展的原因。因為,以目前可再生能源占發電
的極小份額(大水電除外)來看,可再生能源電價再高一些并不足以影響整個電價水平。
可再生能源的優點已為越來越多的人所了解和接受。推廣應用可再生能源,對促進社會經濟可持續發展以及構建和諧社會舉足輕重。在資源緊張的現實條件下,建設資源節約型和環境友好型社會,大力發展可再生能源是中國社會的共同選擇,也是電力工業可持續發展之路的重要途徑。近年來,中國政府已經從戰略高度采取了一系列重大舉措,加快可再生能源的開發利用。
《可再生能源法》2006年1月1日正式生效以來,雖然不盡人意,但為可再生能源發展提供了一個法律框架。中國可再生能源中長期發展規劃也明確提出,到2020年可再生能源發電裝機容量(包含大水電)將占總裝機容量的30%以上。實現這個目標,必須加快可再生能源發展的步伐。國家發改委決定在2005-2007年間設立可再生能源和新能源高技術產業化專項資金,主要用于鼓勵風力發電、太陽能光伏發電、太陽能供熱和地熱泵供熱。這些政策和規劃為可再生能源的大發展奠定了良好的政策基礎。在降低可再生能源成本方面,還有其他一些措施,如通過平攤電價或實行價格補償等機制,計劃增加科技投入,提高可再生能源的市場競爭力。
推廣可再生能源發展的關鍵因素
經驗證明,可再生能源的發展相對緩慢,需要特殊政策和努力去推廣應用。顯然,科技攻關,降低生產成本,是推廣可再生能源應用和發展的關鍵。但是,當前中國經濟發展的高投入、高能耗、高污染、低效率的粗放式增長方式造成中國能源后備儲量不足,資源過快消耗,從而影響能源安全和長遠發展。發展可再生能源勢在必行,而且時間和速度都很重要。
“十一五”計劃確定了單位GDP能耗比“十五”期末降低20%左右的發展目標。發展可再生能源是有助于實現這一目標的一項重要措施。目前風電裝機容量已經超過了“十一五”末期的500萬千瓦規劃目標,但是與可開發利用的約10億千瓦風能儲量和每年8000萬千瓦火電裝機相比,是一個小數字。發展速度是不是能再快一些,政策能不能更優惠些,措施能不能更有力些?比如,采取風電強制入網和收購政策,強制某一電網范圍可再生能源的份額,還有其它一些激勵可再生能源發展的稅收優惠政策和貸款優惠政策。
1我區區情概況及農村可再生能源的現狀
1.1區情概況
1.1.1社會經濟狀況。麥積區是甘肅的“東大門”,現有農業人口45.20萬,農民人均純收入1 670元,是一個城鄉兼容、工農互補、以農業為主的農業大區。區內山川交錯,海拔在748~2 599m之間,屬大陸性暖溫帶半濕潤、半干旱過渡帶氣候特征,年平均氣溫10.90 ℃,無霜期170d,年降水量506.30mm。
1.1.2農業發展及能源利用現狀。全區總面積3 484km2,現有耕地72萬畝。糧食作物主要有小麥、玉米、馬鈴薯等。林果、蔬菜、畜牧、鄉鎮企業和旅游五大支柱產業已初具規模。全區能源利用的現狀主要體現在兩個方面:一是作物秸稈、人畜糞便和薪柴等生物質能資源儲量相當可觀,全區林地面積約88.65萬畝,森林覆蓋率達60%,耕地72萬畝,可產作物秸稈約1.50萬噸;飼養大牲畜4.80萬頭、豬8.40萬頭、羊2.10萬只、兔0.40萬只、雞54.70萬只,年產畜禽糞便9.44萬噸。另外,農副業和工業殘余物與加工廢棄物,污水及城市垃圾等也組成了生物質能體系。二是水資源蘊藏量居全市第一,但小水電開發滯后;太陽能,風能,地熱等資源也較豐富,但在地域上分布不均衡,由于投入能力有限,資源還沒有得到系統開發利用??傮w上看,農村能源主要是秸稈、電、煤和薪柴。目前利用上存在污染環境、運輸成本高、小水電開發滯后、利用常規能源(煤、電、油)成本較高和農村經濟承受能力低的壓力。農村生物質可再生資源儲量大、種類多、涵蓋面廣,尤其農作物秸稈,人畜糞便等生物質能源開發利用潛力大。
1.1.3農村能源消費結構及其特點。目前,我區農村存在著兩種截然不同的用能結構。一是沼氣項目實施區傳統的用能方式、結構方面有了顯著的改變,農村沼氣已經成為農村生活用能的主要來源,但因項目實施戶絕對數量較小,因此并不能從根本上改變我區農村能源利用的現狀,用能結構矛盾仍然突出。二是在非項目區農村用能仍以作物秸稈、野生植被葉及煤、電為主。據統計,去年全區農村年用煤量約9 459噸、生活用電約850.90萬千瓦時、作物秸稈約79萬噸、薪柴約38萬噸,生活用能占到80%以上,生產用能在20%左右。調整農村能源結構,減少生物質能消耗和直接燃燒,提高熱效化率,大力發展農村可再生能源是我區今后農村能源面臨的首要任務。
1.2農村能源建設成果
自從2002年國家實施“生態家園富民計劃”以來,我區農村能源取得了顯著的成效:一是沼氣建設項目村達64個,戶用型沼氣池擁有量達到7 805座,使用率達98%以上;二是推廣省柴節煤灶6.71萬戶、架空炕0.05萬鋪、秸稈氣化爐103臺;三是開發利用太陽能熱水器152臺、太陽灶240臺、太陽能路燈2座、太陽能鐘2座、太陽能熱泵2臺、太陽暖房40座;四是生態農業有了發展,推廣“四位一體”生態模式30戶、“五配套”模式13戶、“豬-沼-果(糧、蔬)”利用模式2787戶、集雨滴灌工程3處,起到了較好的示范引導作用。項目農戶逐步實現了“家居溫暖清潔化、庭院經濟高效化、農業生產無害化、農村發展和諧化”的生態家園富民計劃目標,全區農村能源建設項目為治理水土流失,改善農業生態環境,鞏固退耕還林(草)成果,保護天然林等方面發揮了較大作用,為農業增效、農民增收、農村經濟可持續發展和農村社會文明進步做出了一定的貢獻。歸結起來主要體現在以下幾個方面:
1.2.1開發沼氣可再生能源,增加農民收入。農村沼氣建設,通過燃料、肥料、飼料的良性循環和沼液、沼渣的綜合利用,推動了種植業、畜牧業的發展和無公害農產品的生產,促進了農業增效,帶動了農民增收。
1.2.2優化農居生活環境,促進了農村文明進步。通過沼氣供能,結束了過去幾千年農民做飯煙熏火燎的歷史,減輕了農村婦女的家務負擔,同時,糞便入池發酵,大量有害菌群被殺死,減少了環境污染,改善了家居衛生狀況,提高了農民生活質量和健康水平,使農民傳統的生產生活方式和思想觀念發生了明顯改變,體現出了“家居溫暖清潔化”的新景象,促進了農村的文明進步。 1.2.3鞏固退耕還林(還草)的成果,改善生態環境。一座10m3的沼氣池一年節約的薪柴相當于2.50畝林木一年的生長量,且減少直接燃燒柴草產生的排放污染,加快秸稈轉化還田,有效防止植被毀壞,鞏固退耕還林的成果,促進整個生態環境的良性循環。
1.2.4密切了黨群關系,促進了新農村建設。在農村能源建設的過程中,各級黨員干部深入群眾,廣泛宣傳,積極推廣各種新技術,使農民真正感受到了黨和政府的關懷與溫暖,密切了黨群關系。
2存在問題分析
2.1對農村可再生能源開發利用戰略地位的認識不高
我區對新型能源的利用才剛起步,由于區財政有限,農村可再生能源項目的推廣只靠國家的投入,沒有地方政府的財政支持,未將農村可再生能源的開發利用列入國民經濟發展規劃,就“能源論能源”,看不到發展可再生能源對建設社會主義新農村、發展循環經濟、建設節約型社會的重要性,更沒能從能源安全、環境保護的高度來認識。
2.2農村可再生能源建設項目單一,綜合開發水平不高
我區太陽能、風能、生物質能、小水電及地熱能等資源豐富,由于我區農村經濟發展水平不高,基層政府財力薄弱,農民自身積累有限,投入不足,項目推廣規模和覆蓋面小,難以形成全面推進和綜合開發的工作局面,農村可再生能源發揮不了綜合效益。
2.3開發農村可再生能源的技術水平不高,農村可再生能源利用率較低,服務體系建設相對滯后
我區農村可再生能源建設起步較晚,科研人員少,科研成果更少,對優勢資源的開發有限,尤其是對太陽能、風能、沼氣等高品質能源的綜合利用水平較低;農民應用可再生能源的知識匱乏,直接影響了我區生態家園富民工程的全面實施。
2.4產業化、市場化運作的機制尚未形成
由于農村可再生能源的商品率低,大中型項目比較分散,不成規模,小型項目大多分布在農村,沒有形成生產、使用、管理服務的產業化運行機制,產業化程度低。另一方面除小水電站、大型風力發電場等以外,其他農村能源項目多元化的投資融資機制沒有建立起來,金融資本、工商資本或者外資參與農村可再生能源建設也不夠,造成市場化程度低。
3加快我區農村可再生能源發展的對策
3.1提高全社會的認識,構筑有利于農村可再生能源發展的社會環境
大力發展農村可再生能源,是推動農村物質文明、精神文明和政治文明的切入點和結合點,是發展我區畜牧業,促進循環經濟,實現農業可持續發展的必由之路,是建設全面小康社會、和諧社會和節約型社會的重要內容,對改善我區農村的能源結構、保障能源安全至關重要。我們應綜合利用電視、廣播、報紙等各種媒體,強化宣傳,不斷提高全社會對可再生能源重要性的認識,在全社會營造開發利用可再生能源的良好氛圍。
3.2強化政府引導,構筑有利于農村可再生能源利用的體制機制和政策體系
農村可再生能源的發展,離不開政府的引導和支持。我區一是要用足用好國家的政策,積極爭取國家支持,推動我區農村可再生能源的開發利用;二是應將農村可再生能源的發展列入基本建設項目,每年列專項經費,重點扶持。同時,整合扶貧開發等方面的支農資金,在政策允許的范圍內,切塊用于農村可再生能源的工程建設。
3.3加快農村可再生能源科技攻關與培訓力度,構筑可再生能源利用的技術支撐體系
一是加大科技開發力度,解決農村可再生能源開發利用和綜合利用技術中的難題,力求在便捷、實用、耐用等關鍵技術方面實現新突破;二是積極引進國內外農村可再生能源新技術、新工藝、新成果,積極開展多種形式的技術培訓,不斷提高技術人員的素質和農民的科技素質,為農村可再生能源事業提供人才和技術保障。
3.4搞好服務,構筑農村可再生能源發展的社會化服務體系
隨著農村可再生能源的使用和普及,廣大群眾對社會化服務的要求越來越高。農村能源管理部門應發揮自身優勢,把服務送到村,把技術教到人。引導農民興辦農村能源服務協會或其他中介組織,建立完善市場化服務體系,大力開展多種形式的社會化服務,真正使農村能源事業不斷走向產業化發展、市場化運作、物業化管理和社會化服務的道路。
3.5加強引導,推進農村可再生能源建設的市場化進程
堅持以市場為導向和誰投資、誰受益為主的原則,借鑒農業產業化經營的成功經驗,按照市場化、產業化發展的路子,積極探索農村可再生能源發展的新機制。政府引導農村可再生能源企業“跳出能源發展能源”,通過綜合開發,靠效益在市場中存活、發展。鼓勵企業投資興建農村可再生能源項目,調動社會力量投資農村可再生能源建設的多元化投資機制,進一步支持可再生能源骨干企業進行技術創新和產品創新,逐步建立我區農村可再生能源產業服務體系。
3.6發展農村可再生能源條件成熟,潛力巨大
一是我區太陽能、風能、農業廢棄物等生物質的資源十分豐富。農作物秸稈年產量可達79萬噸以上,全區飼養大牲畜4.80萬頭、豬8.40萬頭、羊2.20萬頭、雞54.70萬只,年產畜禽糞便9.44萬噸。二是可再生能源技術日趨成熟,我區有一支服務農村可再生能源工程項目的建設隊伍,在太陽房建設方面也處于省內領先地位。大中型沼氣工程建設、沼氣發電技術方面,省內外已有不少技術過關的設備生產廠家及成型設備,有許多成功模式可借鑒引進。三是農民發展可再生能源的積極性很高。據我們對全區255戶農戶的問卷調查,建設沼氣池意愿強烈的農戶占到75%,個別村達到90%以上;規模養殖場和農產品加工企業,也積極要求建設大中型沼氣工程。
總之,麥積區農村可再生能源既有巨大的發展潛力、廣闊的發展空間,也具有廣泛的群眾基礎,發展時機已基本成熟,我們要全面貫徹落實科學發展觀,加快發展農村可再生能源的步伐,為實現我區農村經濟社會又好又快發展和資源合理持續利用,保護我區生態環境和實現農民節支增收做出更大的貢獻。
參考資料
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一、大力開發可再生能源是我國實現低碳經濟的重要途徑
低碳經濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟模式,是人類社會繼農業文明、工業文明之后的又一次重大進步。低碳經濟的實質是能源效率和清潔能源結構問題,核心是能源技術創新和制度創新,目標是減緩氣候變化和促進人類的可持續發展,即依靠技術創新和政策措施,實施一場能源革命,建立一種較少排放溫室氣體的經濟發展模式。全球氣候變暖促使人類進入“低碳經濟”時代,而作為發展中國家,我國面對“碳減排”與發展經濟的雙重壓力,聯合國氣候峰會后,我國在減少溫室氣體排放等方面將承受更大壓力。但由于我國正處于工業化、城市化發展階段,再加上人口和就業壓力,保增長仍是國民經濟發展的第一要務,因此我國“高投入、高增長”的經濟增長模式短期內暫時難以改變,“節能減排”必須要有新的思路,那就是改變我國不合理的能源結構,降低高碳能源在能源整體結構中的比重,也就是必須采用低碳燃料或者無碳燃料取代高碳燃料,可再生能源恰恰在這一方面能發揮舉足輕重的作用,尤其是在能源日益枯竭的背景下,必須尋找一種替代能源,特別是清潔的、低碳的替代能源,這種能源就是可再生能源。應該說,大力開發可再生能源是我國實現低碳經濟的重要途徑。
二、我國可再生能源開發現狀與問題
(1)我國有豐富的可再生能源可供開發和利用??稍偕茉词侵冈谧匀唤缰锌梢圆粩嘣偕?、永續利用的能源,具有取之不盡,用之不竭的特點,主要包括太陽能、風能、水能、生物質能和地熱能等。我國的可再生能源具有大規模發展的資源基礎,風能資源總量約為7~12億千瓦,年發電量可達1.4~2.4萬億千瓦時;太陽能資源豐富地區的面積占國土面積96%以上,每年地表吸收的太陽能大約相當于17000億噸標煤的能量;當前可利用生物質資源約2.9億噸,主要是農業有機廢棄物;可開發的水能資源總量約為6億千瓦左右,水能技術可開發量至少也在5億千瓦以上,年可提供電量2.5萬億千瓦時。(2)我國可再生能源開發與利用的現狀。我國是一個能源短缺的國家,政府一直重視可再生能源的開發與利用。上世紀50年代就開始大興水利發電,三門峽、葛洲壩都是享譽世界的大型水利水電工程。而自上世紀80年代,風電、太陽能、現代生物質能等技術應用和產業也在政府的支持下穩步發展。目前,我國的小水電、太陽能熱水器、小風電等一些可再生能源技術和發展已經處于世界前列。2009年,我國太陽能電池的產量達到了400萬千瓦以上,占到全球的40%以上。據悉,國家能源局正在牽頭制定新能源產業發展規劃。從目前的信息看來,預計到2020年,風電裝機有望達1.5億千瓦,核電裝機7500萬千瓦,光伏發電2000萬千瓦。可再生能源的開發與利用前景廣闊。(3)我國可再生能源開發利用過程中存在的問題與面臨的障礙。一是缺乏統一的管理,管理力量不足。目前我國可再生能源管理處于較分散狀態,有些地方又存在多頭管理的問題,可再生能源管理機構面臨職能缺失和管理真空問題,如電監會始終缺乏價格、準入等核心管理手段??稍偕茉垂芾頇C構的人員配置較少,中央政府僅有幾十人專司能源管理之責,專業的可再生能源管理人員更是嚴重短缺,與可再生能源的戰略性地位、日趨嚴峻的能源供應形勢以及可再生能源覆蓋的領域極其不相稱。二是可再生能源利用的推廣與普及還面臨諸多障礙。比如水電利用方面,我國的水電建設技術雖然非常成熟,但面臨著生態環境保護和移民安置等重大的制約因素;太陽能發電方面,太陽能光伏發電的成本仍然很高,我國光伏發電產業起步于20世紀70 年代,但目前我國的太陽能資源還遠遠沒有得到有效的開發利用,究其原因,除了光伏發電技術本身的限制之外,最主要的是太陽能光伏發電成本過高,幾乎比煤電還要高出10倍;風力發電方面,風電技術雖然進步很快,但風電介入電網過程中,現有的電網技術和管理模式成為制約風電規?;l展的重要因素;在生物質能的利用也面臨著資源分散和季節性的矛盾,等等。三是社會公眾對可再生能源利用的重要性和緊迫性認識不足。由于可再生能源資源評價、技術標準、產品檢測和認證等體系不完善,沒有形成支撐可再生能源產業發展的技術服務體系,宣傳推廣的力度不夠,導致公眾的認可度有待提高,影響了可再生能源的進一步推廣和深層次應用。
三、促進我國可再生能源開發與利用的對策
(1)建立可再生能源統一管理機構。要進一步完善可再生能源管理體制,整合能源管理相關部門的職能,建立統一的、強有力的能源管理專門機構,在能源部下設專門的獨立性較強的全國可再生能源管理機構,總攬可再生能源政策制定和管理權力,統籌規劃,引導可再生能源的開發與利用工作。(2)制定和完善可再生能源的相關立法保障。與可再生能源的特點及其發展相適應,我國要進一步致力于以立法來促進和保障可再生能源的開發和利用。我國的《電力法》、《節約能源法》、《農業法》、《水法》、《大氣污染防治法》、《放射性污染防治法》等多部法律中都有關于可再生能源的規定。2005年我國頒布了《可再生能源法》,確立了開發利用可再生能源的一系列重要法律制度。為了進一步修繕該法律,國務院能源領導小組辦公室積極組織專家、學者進行能源法的研究起草工作。但是,還需要出臺配套的法規、規章、技術規范和相應的發展規劃。目前亟待出臺《可再生能源法實施細則》和各地方政府關于貫徹《可再生能源法》的地方性法規。(3)加大宣傳教育的力度,讓低碳經濟和可再生能源的理念深入人心。低碳經濟的發展和低碳社會的建立與每個普通人的生活息息相關,需要社會各界的共同努力,需要公眾的大力支持。政府應充分利用媒體資源,運用多種手段宣傳開發利用可再生能源的重要意義,大力倡導和推廣可再生能源的利用,正確評估未來可再生能源的環境及社會價值;清晰認識可再生能源的特點,充分估計發展可再生能源的艱巨性和長期性,腳踏實地,循序漸進地推動可持續發展教育。(4)大力推進科技創新,推廣普及可再生能源的開發與利用技術。政府要加強政策引導,加大對可再生能源核心技術研發和產業化的支持力度,對具備創新優勢的科研單位給予重點扶持,鼓勵企業與高等院校、科研院所實行產學研聯合,加速可再生能源開發科研成果的轉化及產業化,推廣普及可再生能源的開發與利用技術。(5)完善各種配套政策措施。可再生能源的開發與利用是個系統工程,涉及到方方面面的工作,因此,要建立適應可再生能源發展要求的配套政策措施和制度,包括建立和完善規劃協調機制、補貼機制、市場監管機制和促進可再生能源發展的稅收優惠政策機制,還要實施可再生能源與社會和自然生態環境保護的協調發展的政策,完善移民安置、土地利用和生態保護配套政策。把可再生能源發展同經濟結構調整結合起來,把可再生能源產業作為一個新的經濟增長點來重點加以扶持、引導和管理,逐步提高相關產業的整體水平和市場競爭力。(6)培育可再生能源的需求市場。可再生能源的需求市場會拉動可再生能源產業的發展。要通過宣傳和消費補貼對消費者進行有效的消費引導,逐漸培育可再生能源的需求市場。對使用可再生能源的消費者給予一定的補貼,對使用化石能源的消費者征收碳稅,以此來促進可再生能源的需求市場的形成。對于能源生產與供應企業,要進行政策引導,要盡快出臺鼓勵政策,鼓勵大型能源、電力企業必須購買一定數量的可再生能源產品;要求電力公司所發電中必須有一定可再生能源發電比例等。對新能源設備購買者、新能源電力的用戶、采用新能源與建筑一體化技術的建筑開發商、推廣及應用新能源技術的企業給予一定的財政補貼。
中圖分類號:F590文獻標識碼:A文章編號:1673-0992(2010)03-010-01
一、旅游循環經濟及其研究現狀
旅游循環經濟是一種可持續的旅游發展模式,是在資源和環境承載力條件下進行旅游開發和開展旅游活動,在旅游業所涉及的食、住、行、游、購、娛等要素中,積極開展生態旅游、生態管理和清潔生產,倡導綠色消費的觀念措施,在旅游區內的工業、農業和第三產業之間建立循環鏈,實現旅游業健康可持續快速發展。
目前,國內學術界對旅游循環經濟進行了積極的研究和探索,并取得了豐碩的成果,研究的范圍多集中在概念、運營模式、發展體系和實踐方面的研究。國內對旅游循環經濟進行了多方面的探討,但是沒有進行發展旅游循環經濟技術支撐方面應用研究,本文試著從可再生能源技術在鄉村生態旅游區的應用入手,探索旅游循環經濟發展、旅游區清潔生產的新范式。
二、可再生能源技術在旅游循環經濟發展中的意義
1.可再生能源技術介紹
可再生能源是指一些人類認識和利用有著相當長歷史且對環境和生態友好的永不枯竭的能源。與傳統能源如煤炭、石油相比,可再生能源有著不可比擬的優勢,主要表現在:資源豐富,儲量龐大;環境污染小,干凈清潔,對環境友好。目前,許多國家制訂了可再生能源發展規劃,使其在全球總能源耗的比例由目前的5%提高到2020年的15%左右。隨著一大批成熟技術的應用,可再生能源的市場份額會越來越大,應用的范圍也會逐漸滲透到各個領域,成為未來的一種主要能源。
2.可再生能源技術在旅游循環經濟應用中的意義
(1)節約運營成本
煤炭和柴薪使用簡單方便,前期基本上不需要設備投入,所以鄉村旅游區對煤炭、柴薪的利用占有很大的比例,其利用方式也僅僅局限于最基本的燃燒方式。使用可再生能源最主要的是前期設備投入,成本相對較大,但從長遠來看,可再生能源設備只需一次性投入,后期幾乎沒有花費,且經濟環保,能夠節約鄉村旅游區的運營成本。
(2)降低常規能耗
降低常規能源的使用的比例是應用可再生能源的一個重要目標。鄉村生態旅游區具有豐富的可再生能源儲備,比如太陽能、生物質能、風能等,有些旅游區還具有豐富的地熱能。要合理的利用這些可再生能源技術,需要依據鄉村生態旅游區的可再生能源組合情況,科學合理的制定利用方案體系,把其應用到旅游區所涉及的各個行業、部門和區域,可以有效的替代常規能源,降低其使用比例,實現鄉村旅游區的生態化發展。
(3)凈化生態環境
常規能源使用所排放的煙塵和燃燒廢棄物等嚴重影響了旅游區的光環境、大氣環境、生物環境、水環境和土壤環境等,且燃燒廢棄物的隨意堆放或不正當處理給旅游區造成明顯的污染。應用可再生能源,沒有SO2、CO2煙塵排放,沒有固體廢棄物產生,不會對旅游區的環境、空氣質量產生影響,對旅游區生態環境能夠起到凈化作用。
三、可再生能源技術在鄉村生態旅游區應用的推進措施
鄉村旅游地多是環境優美、資源組合較好的地方,隨著鄉村旅游業的發展,其所暴露的問題如常規能耗過大、環境污染日益嚴重、廢棄物隨意堆放等引起了人們的注意。把鄉村地區的優勢可再生能源技術利用到發展旅游循環經濟中去,對于鄉村地區節能減排、優化環境、提高空氣質量及對資源循環利用能夠起到促進作用。
1.政策激勵
與傳統常規生化能源利用相比,可再生能源的利用前期資金投入較大,旅游企業難以接受,所以政府應該制定相關優惠政策來激勵可再生能源技術在旅游區的應用。第一,制定激勵政策。制定推進可再生能源的相關政策,根據鄉村旅游區的規模、能源利用方式等制定出針對鄉村旅游地區的激勵政策。第二,實行價格補貼政策。對鄉村旅游區采用可再生能源技術的企業給予政策和資金上的支持、減免稅收、價格補貼等優惠,企業利用可再生能源技術的前期成本由政府部分補貼。
2.技術改進
可再生能源技術在我國還處于起步階段,大量技術還遠沒有達到大規模應用階段,應用成本較高,應當從國家層面加大對可再生能源技術的研究和改進。一方面需要加強研發工作,各科研部門、高等院校應該積極進行可再生能源技術方面的研究和實踐,使一批處于試驗階段的技術達到推廣層面,豐富可再生能源的應用體系;另一方面,積極的引進國外先進技術,歐美和日本的可再生能源技術研發處于國際先進水平,應該積極的引進并學習消化。
3.觀念更新
可再生能源利用技術是一種環保型、無污染的、可循環利用的能源系統,但是由于目前設備成本較高,沒有引起鄉村地區旅游企業的重視。應該積極的引導鄉村地區旅游企業經營者意識到可再生能源的潛在優勢,并給予其一定的政策和價格優惠,使其在觀念上意識到利用這項技術的重要性和可行性。
4.示范推廣
我國鄉村旅游區處于旅游業發展的初期階段,其能源利用系統尚不是很完善,尤其是以可再生能源為主體的鄉村旅游區更是缺乏。建立鄉村旅游地可再生能源示范區,具有重要意義,一是可以起到示范作用,其所帶來的經濟效益、環境效益、社會效益和成本效益將會為旅游區特別是鄉村旅游區所重視;二是其所建立起來的運作模式將會為其他旅游區借鑒,為其他旅游區建立可再生能源利用模式提供經驗。③
參考文獻:
中國作為能源消耗大國,開發利用可再生能源是必不可少的。在我國國內傳統能源供應緊張的情況下,加之環境污染問題日趨加重,國際石油價格不斷震蕩,發展可再生能源成為緩和中國能源發展局勢的必然選擇。發達國家普遍得出經驗,用立法的形式推動可再生能源發展是最有效的途徑。能源是歐盟最早通過法律和機制進行單獨管理的部門領域之一。
二、歐盟可再生能源法律與政策的主要內容
(一)實施中的具體規定
歐盟可再生能源法律政策的制定較以往來看,有了共同的行動措施和明確的長期目標。歐盟可再生能源法律政策的制定更加注重技術性的創新和制度上的創新,促使可再生能源的高效利用,在各個成員國內普遍推行可再生能源法律政策。目前歐盟可再生能源戰略的具體實施主要是通過指令、計劃、條例和政策的方式。
歐盟可再生能源指令是具有法律約束力的文件,需要各個歐盟成員國遵守,是可再生能源在開發利用過程中實施的具體規定。2009年,歐盟通過了一項關于全球氣候問題和可再生能源的法案,其中包括一個指令《促進可再生能源使用的第2009/28/EC指令》。制定了到2020年可再生能源至少占歐盟最終能源總消費的20%,至少占成員國運輸領域最終能源總消費10%目標。該指令修改了關于可再生能源電力指令及生物資料指令等。所涉及的立法范圍十分廣泛,并對電力、生物燃料、原產地證明等問題做了新的規定。歐盟要求各個成員國可以通過交換數據的方式,促進可再生能源領域的普遍發展。因此,此規定大大加強了歐洲國與國之間的合作,甚至是國際合作。歐盟在供熱、電力供應等方面,所占可再生能源領域的份額能夠盡早的達到的所要求目標。該指令明確的規定了歐盟內部合作的制度。通過歐盟各成員國內部合作的形式,實現歐盟可再生能源指令設定的目標,實現信息共享。該指令還規定了成員國需要及時向歐盟報告制度。成員國的可再生能源行動計劃,需要向歐盟通報具體的實施狀況,具體的通報時間、通報內容在該指令中都有明確的規定。
歐盟的可再生能源計劃從焦耳計劃到兆卡計劃,再到ALTENER計劃,隨著社會條件的不同經歷著各種變化。ALTENER計劃也就是專門的可再生能源計劃。該計劃最基本的目標是加大對可再生能源的使用率,增多可再生能源的市場份額。該計劃規定,在各個成員國發展可再生能源基礎設施,建立統一的信息網,方便開展成員國內部合作及國際合作。其后通過的ALTENER II計劃也是以此為基本目標,并增加了更具體的內容,它鼓勵個人、企業及其他社會資金支持可再生能源的發展,為可再生能源的開發利用創造更多有利條件。ALTENER計劃實施以來,對可再生能源起到了良好的成效。它使社會公眾更加了解歐盟可再生能源,使公眾敢于投資可再生能源產業。歐盟還有眾多有關可再生能源的計劃,這些計劃同樣使歐盟可再生能源產業不斷地發展。包括側重研究能源市場的ETAP計劃,注重提高能源效率的SAVE系列計劃,促進國家間能源合作的SYNERGY計劃等等。
歐盟可再生能源條例要求成員國遵守其中的規定。歐盟可再生能源條例對具體的可再生能源發展的目標及其補貼力度都有明確的規定。另外,歐盟還頒布了一項關于有關可再生能源的強制性條例,強制電力供應商購買一定比例的可再生能源,這里所說的電力供應商不僅包括新加入的供應商,還包括小企業的電力供應商。
歐盟可再生能源政策根據當時的能源形勢經歷了不同階段的變化發展。總體上分為三個階段:從應對石油危機開始,到保護環境成為人類普遍追求價值,再到如今可持續發展理論受到越來越多國家的重視。為了共同體的發展,1995年歐洲正式出臺歐洲能源政策白皮書。該能源政策的出臺目的很明確。包括三個目標:保護人類生存環境;促進能源安全;增強歐盟能源總體競爭性。白皮書提出,未來的能源發展取決于對可再生能源的重視程度,以及未來能源市場的自由化程度。歐盟努力增加可再生能源在整個能源結構中的比例,事實證明該能源政策適應了當時的能源局勢。歐盟明確能源發展的目標后,更加重視可再生能源的發展。1997年,歐盟發表可再生能源政策的白皮書。該白皮書制定了更為具體全面的能源行動計劃:可再生能源到2025年在歐盟能源總結構中占50%的目標。2006年,歐委會發表《歐洲可持續、競爭和安全能源戰略》綠皮書。該綠皮書出臺原因是由于人們對能源需求量加大,且在當時俄羅斯等國家發生了天然氣危機,使能源形勢日趨嚴重。歐盟急需建立較為穩定的能源市場,盡量減少能源危機給歐盟帶來的危害。綠皮書提出建立穩定的能源市場,并制定了可再生能源發展的戰略結構。目前,為了更好的促進可再生能源發展,應對金融危機,歐盟在2010年啟動新能源戰略。新能源戰略包括對可再生能源的要求,提出了更為嚴格的目標,如果條件準許,將減少30%的碳排放量。這也將增加可再生能源在總體能源中的份額。
(二)實施過程中存在的問題
可再生能源的前期研發與生產過程必須有大量的資金支持,其需要的成本與傳統能源相比,根本不足以與傳統能源競爭。歐盟各成員國沒有統一的補貼手段,如直接的減免稅務、投資補貼、貸款優惠等,過多的補貼政策易造成對其他國家進出口的綠色壁壘。設置高額的關稅、增加技術難度、對某些材料采取過于嚴格的環保標準等行為,違反國際貿易組織的規則,不利于全球的經濟發展。
歐盟的各個成員國在可再生能源的建設中,急需快捷、高效的行政執法能力,來配合可再生能源的有效開發利用。歐盟內部需要建立統一的行政審批程序,如果審批程序不一致或者過于繁瑣,就會造成資源浪費,帶來負面作用。如法國曾經在辦理電力入網過程中,不僅程序繁瑣,而且還規定風電場地要建立在政府劃定的發展區域內。有些地區還規定,不得創建風力渦輪機。顯然,這造成不必要的行政遲延,阻礙了可再生能源產業的發展。
三、歐盟可再生能源法律與政策對我國的啟示
我國改革開放以來,經濟保持持續快速增長,同時需要面臨的問題很多。我國雖地大物博,但人均資源不足世界平均水平,過分的追求經濟增長,使環境承載能力變弱。我國是能源消耗大國,單位GDP增長所消耗的能源是世界平均水平的3.4倍。根據我國的基本國情,不能走低效率、高投入、高污染的經濟增長模式,我們需要探索一條嶄新的經濟發展模式。
(一)強化政府對法律政策的引導
歐盟成員國政府為了改善環境質量,注重能源利用效率,不斷的發展可再生能源。成員國政府引導可再生能源法律政策的發展,收到了預期的效果。雖然當今的社會提倡重視私人產權,治理環境也重視私人的力量,但是進行公共管理同樣是不可或缺的,國家公共管理能夠對公眾的意識進行最大程度的引導。
與其他國家相比較,我國政府對可再生能源的支持力度還不夠,如我國對太陽能的研究經費投入不及美國的1%,甚至還不及印度等國家。對于開發利用可再生能源,我國的財政體制上甚至是存在許多利益沖突的。
(二)重點培養競爭性市場主體
歐盟一些成員國國內對可再生能源建設實行招投標的方式,把具有競爭力的企業引入到可再生能源競爭體制中,使可再生能源市場主體不斷壯大。傳統的能源管理方式不利于市場競爭的公平公正公開,易造成腐敗現象出現,能源產業將停滯不前。
要想培養競爭性市場主體,最主要的是建立起合理的市場競爭機制。我國的可再生能源產業發展艱難,不僅是由于發展可再生能源的風險大,還與價格、政府支持力度等因素相關。在歐盟,風力發電的價格往往按收購價格進行補貼,對造成環境污染的企業征收碳排放稅,對用煤電的企業征收能源稅等。在我國利用風力發電的價格比煤電的價格高的多,利用其它可再生能源同樣比傳統能源的價格高很多。
(三)加強技術創新,促進國際合作
歐盟通過能源創新,能源技術研究方面越發純熟,在能源領域獲得許多豐富的成就??稍偕茉吹陌l展前景,在于可再生能源技術創新、科學研究情況。目前我國的可再生能源技術創新狀況是總體的技術水平較低,除了利用沼氣、太陽能水利發電等領域外,其他的可再生能源技術研發能力差,大多技術需要依賴進口。我國應該立足于本國基本國情,通過政府的扶持政策,注重節能增效,引入科技創新人才,加強產業創新建設。在能源技術創新領域,重視同其他國家的合作,保護知識產權,互利互惠,推動全球能源經濟發展。
(一)各國將可再生能源開發利用提升到戰略高度并制定激勵政策
世界大部分國家能源供應不足,各國努力尋求穩定充足的能源供應,都對發展能源的戰略決策給予極大的重視,其中可再生能源的開發與利用尤為引人注目?;茉吹睦脮a生溫室效應,污染環境等,這一系列問題都使可再生能源在全球范圍內迅速升溫。從目前世界各國既定能源戰略來看,大規模地開發利用可再生能源已成為未來各國能源戰略的重要組成部分。
根據國際能源署不完全統計,截至2005年底,已有50多個國家制定了激勵可再生能源發展的政策,43個國家制定了國家級可再生能源發展目標,30多個國家對可再生能源發展提供了直接的財政補貼或其他優惠措施,32個國家出臺了可再生能源發電強制上網政策。
(二)隨著技術進步,可再生能源進入能源市場成為可能
從世界可再生能源的利用與發展趨勢看,風能、太陽能和生物質能發展最快,產業前景最好。風力發電技術成本最接近于常規能源,因而也成為產業化發展最快的清潔能源技術。風電是世界上增長最快的能源,年增長率達27%。太陽能、生物質能、地熱能等其他可再生能源發電成本也已接近或達到大規模商業生產的要求,為可再生能源的進一步推廣利用奠定了基礎。
國際能源署的研究資料表明,在大力鼓勵可再生能源進入能源市場的條件下,到2020年新的可再生能源(不包括傳統生物質能和大水電)將占全球能源消費的20%,可再生能源在能源消費中的總比例將達30%。
2004年,美國、德國、英國和法國可再生能源發電占總發電量的比重分別為1%、8%、4.3%和6.8%;到2010年將分別達到7.5%、20.5%、10%和22%;到2020年將都提高到20%以上;到2050年,德國和法國可再生能源發電將達到50%。韓國可再生能源消費比重將由2004年的2.1%提高到2010年的5%。日本和中國的可再生能源消費比重將由2004年的3%和7.5%提高到2010年的10%左右,2020年分別達到20%和15%。
(三)國際社會對再生能源開發的投資加大
根據《經濟學家》雜志2006第11期的研究文章,國際社會對清潔、可再生能源投資幅度增長很快,2004年為300億美元,2005年為490億美元(其中政府投資約100億美元,私人投資約250億美元),估計2006年將超過630億美元。目前,可再生能源公司股市市值達300多億美元,一些風險投資正從IT行業轉入可再生能源開發領域。
二、開發可再生能源的政策與舉措
(一)部分歐洲國家的政策與措施
德國通過了新的《可再生能源法》,為投資可再生能源提供了可靠的法律保障。德國制定了《未來投資計劃》以促進可再生能源的開發,迄今投入研發經費17.4億歐元。2004年,德國可再生能源發電量占總發電量的8%,年銷售額達100億歐元。風力發電占可再生能源發電量的54%,太陽能供熱器總面積突破600萬平方米。
法國推出了生物能源發展計劃,2007年之前將生物燃料的產量提高3倍,使其成為歐洲生物燃料第一大生產國。其具體內容包括:建設4個生物能源工廠,年均生產能力達到20萬噸,生物燃料的總產量將從目前的45萬噸上升到125萬噸,用于生產生物燃料的作物面積也將達到100萬公頃。由于生物燃料目前的成本比汽油和柴油貴兩倍,因此法國已出臺一系列優惠措施,鼓勵生物燃料的生產和消費。
英國把研究海洋風能、潮汐能、波浪能等作為開發新能源的突破口,設立了5000萬英鎊的專項資金,重點開發海洋能源。不久前,在蘇格蘭奧克尼群島的世界首座海洋能量試驗場正式啟動。英國第一座大型風電場一直在不斷發展,目前風電裝機總量已達650兆瓦,可滿足44萬多個家庭的電力需求,近期還將建設10座類似規模的風電場。
(二)亞洲發展中國家對可再生能源發展的政策與計劃
中國、印度、印度尼西亞和巴西等國家越來越重視可再生能源對滿足未來發展需求的重要性。
中國制定實施了《可再生能源法》,編制了《可再生能源中長期發展規劃》,并為大力發展可再生能源確定了明確目標。
印度成立了可再生能源部,政府全力推動可再生能源資源的開發利用,目前印度在風電和太陽能利用規模上已居世界前列。
東盟國家也開始重視可再生能源的開發工作。10個成員國各自都有了發展可再生能源的計劃,包括地熱、水電、風能、太陽能和來自棕櫚或椰子油的植物燃料等。按照東盟的計劃,到2010年各成員國的可再生能源電力將達到2.75萬兆瓦,其中印尼、菲律賓和泰國將成為領先者。
三、可再生能源的技術狀況與發展
(一)太陽能的發展與利用
太陽能發電以其無污染、安全、維護簡單、資源永不枯竭等特點被認為是21世紀最重要的新能源。自20世紀80年代以來,全球光伏電池生產每年以30%至40%的速度遞增。整個光伏行業從原材料到終端產品都出現了供不應求的局面,在世界范圍內形成特有的“賣方市場”格局。太陽能市場目前占全球能源市場的1%,市值約70億美元。據歐洲可再生能源委員會研究報告,太陽能工業2030年將占到全球能源市場的8%。
(二)風力發電的發展與利用
丹麥BTM咨詢公司估計,2004年至2008年世界風電當年平均增長率約為10.4%,累計裝機增長率約為18.8%,歐洲風電在近海風電場真正“起飛”之前將保持中等增長。2002年歐洲風能協會與綠色和平組織發表了一份《風電在2020年達到世界電量12%的藍圖》的報告,對展望未來20年風電的發展很有參考價值。報告認為,首先,推動風電發展的因素是氣候變化,風電不排放任何溫室效應氣體,在電網中可以達到工業規模。京都議定書的減排溫室效應氣體指標已經分配到地區和國家層面,各國一定會增加包括風電在內的可再生能源比例。其次,市場已經表明風電成本正在顯著下降,目前的發電成本僅相當于20年前的五分之一。風電機組的單機容量不斷增長,最大的商業化機組達到2500千瓦。迅速增長的風電商務引起金融和投資市場的密切關注,新的投資商如石油公司等正在進入這個市場。第三,世界各國已積累了豐富的發展風電的經驗。在歐洲的德國、丹麥和西班牙;美洲的美國以及發展中國家的印度,都積累了成功發展風電產業的重要經驗。第四,近海風電正在開辟新興市場,歐洲北部將要建設2000萬千瓦的海上風電。
(三)生物質能的發展與利用
生物質能是太陽能以化學能形式貯存在生物中的一種能量形式,一種以生物質為載體的能量,它直接或間接地來源于植物的光合作用,在各種可再生能源中,生物質是獨特的,它貯存的是太陽能,更是唯一一種可再生的碳源,可轉化成常規的固態、液態和氣態燃料。
生物質能也稱“綠色能源”。 開發“綠色能源”已成為當今世界工業化國家開源節流、化害為利和保護環境的重要手段。至少有14個工業化國家在開發“綠色能源”方面取得了良好成績,其中有些國家通過實施“綠色能源”政策,在相當大程度上緩解了本國能源不足的矛盾,而且顯著改善了環境。
生物質能有其獨特的優勢,首先,生物質能發電在可再生能源發電中電能質量最好、可靠性最高,其效果遠高于小水電風電和太陽能發電等間歇性發電,可以作為小水電、風電、太陽能發電的補充能源,具有很高的經濟價值。其次,農村能源結構由傳統生物質能利用為主向現代化方向轉化,生物質能發電是這種轉化的重要途徑。第三,豐富的生物質能資源亟待有效開發利用,加工增值,促進經濟發展。第四,生物質能發電技術比較成熟。
到2020年,西方工業國家15%的電力將來自生物能發電,而目前生物能發電只占整個電力生產的1%。屆時,西方將有1億家庭使用生物能電力。生物能資源的開發和利用還能為社會創造近40萬個就業崗位。
(四)水電的發展與利用
水電是可再生能源,而通常的大型水電屬于傳統能源,而小水電卻屬于新能源。小水電從容量角度來說處于所有水電站的末端,它一般是指容量5萬千瓦以下的水電站。據2003年世界水能大會估計,世界小水電可開發資源大致為1.2-1.44億千瓦。中國可開發小水電資源如以原統計數7000萬千瓦計,占世界總量的一半左右。到目前為止,全世界可供利用的水電資源只開發利用了18%。小水電站具有投資小、風險低、效益穩、運營成本比較低等優勢。許多發展中國家都制訂了一系列鼓勵民企投資小水電的政策。中國于2006年頒布的《可再生能源法》就鼓勵包括小水電在內的可再生能源開發。
四、工發組織的促進舉措
聯合國工發組織將能源與環境作為組織工作的三個重點領域之一,并于近年來開展了一系列活動。工發組織在推進可再生能源的工作主要包括以下方面:
(一)生物質能
2005年12月,工發組織與印度科學院合作,以促進現代生物質能(BIOMASS)技術和非洲南南合作為框架,在印度班加羅爾舉行專家會議。這次會議增強了來自非洲政策制定者和專家對生物質能氣化技術現狀和所提供機會的認識,這些技術可利用當地生物廢渣為農村地區發電,為工業應用供熱。
(二)小水電技術
推進亞洲與非洲之間的可再生能源項目合作,其中中國與非洲國家進行小水電技術合作,工發組織與國際小水電中心合作,幫助建立印度、尼日利亞分中心,培訓發展中國家的技術人員,提供咨詢與設備,在非洲建立多個示范項目點。工發組織將進一步加強與杭州國際小水電中心的合作,在未來三至五年內探討簽署一攬子合作協議,在非洲10國開展“點亮非洲”及“發展生產”的試點項目,這些活動預計需籌資1000萬美元。工發組織計劃于2007年5月在馬來西亞召開棕櫚柴油亞非合作會議,推進棕櫚柴油在亞非國家的發展。
(三)氫能技術
2004年在土耳其建立國際氫能技術中心,計劃五年內得到土耳其政府4000萬美元捐助,該中心目前正在實施若干項目,并側重生產“清潔能源載體”氫。
(四)海流發電技術
在意大利政府的資助下,中國、印度尼西亞、菲律賓開始實施海流技術區域方案。這個由聯合國工業發展組織資助并實施的項目使用的是一家意大利公司與意科研機構合作開發的海洋流發電機組。有關機構認為它是國際上將海洋流動力能轉變為電能的最為成熟的發電技術。這個項目的開發建設將為發展中國家可再生能源的充分利用開辟出一條新路。
(五)與拉美開展區域可持續發展合作方案
2006年9月26-27日,工發組織與烏拉圭合作在Montevideo召開了“生產應用型可再生能源部長級會議”,15國能源部長通過了“部長宣言”,加強區域合作以提高能源利用,提高可再生能源供應以及促進可再生能源研究與開發,并在烏拉圭建立“可再生能源與有效利用區域檢測中心”。
五、中國可再生能源的發展
作為全球能源市場日趨重要的一個組成部分,中國目前的能源消費已占世界能源消費總量的13.6%,世界能源消費將越來越向中國和亞太地區聚集。據預測,目前中國主要能源煤炭、石油和天然氣的儲采比分別為80、15和50,大致為全球平均水平的50%、40%和70%,均快于全球化石能源枯竭速度。未來五至十年內,中國煤炭國內生產量基本能夠滿足國內消費量,原油和天然氣的生產則不能滿足需求,特別是原油的缺口最大。注重能源資源的節約,提高能源利用效率,加快可再生能源的開發利用,對于中國來說既重要又迫切。我國能源工業面臨著經濟增長和環境污染的雙重壓力,因此,開發利用新能源具有重大意義。經過多年的努力,新能源的開發在我國已經取得了一定的成效。
近幾年來,我國小水電裝機容量每年以超過250萬千瓦的速度迅速發展。風電發展也很快,2005年底建成裝機達到100萬千瓦以上。太陽能光伏發電6.5萬千瓦,解決了約300萬偏遠地區人口基本用電問題。沼氣年利用量達到50億立方米,改善了1400萬農戶的生活用能條件。預計到2020年,中國水電裝機總容量將達到2.9億千瓦,風電達到3000萬千瓦,太陽能發電達到200萬千瓦,太陽能熱水器總集熱面積達到3億平方米,沼氣年利用量達到240億立方米,生物質成型顆粒燃料年利用量達到5000萬噸左右,生物質發電達到2000萬千瓦。雖然新能源發展潛力巨大,但與傳統化石能源相比,仍面臨著成本高、規模小等困難。例如,小水電發電成本約為煤電成本的1.2倍,生物質發電成本為煤電成本的1.5倍。
我國政府高度重視新能源發展,針對這些問題采取了一系列的積極措施。通過頒布《可再生能源法》及可再生能源發展規劃等鼓勵產業發展和技術開發,解決了可再生能源開發在法律、政策和市場層面的障礙,并給予相關產業以資金支持。
在中國經濟發展過程中,能源問題始終不容忽視。為此我們應該做好以下工作:
一是加強與國際能源署(IEA)等國際組織和各國能源研究機構的合作,加強能源戰略研究與統計,跟蹤世界能源的最新發展動態,積極參與能源合作論壇與交流機制,增加我國的話語權,參與國際能源體制與政策的制定,并為我國及時制定戰略、政策提供參考。
建筑節能設計是我國建筑業可持續發展的關鍵所在,在當前資源能源日益緊張的情況下,在建筑節能設計中采取針對性的措施是促進建筑節能設計水平提升的必經之路。建筑的節能設計也是為了帶來相對的經濟效益,體現了建筑節能的重要性與必要性。目前,綠色建筑已經成為一個學術研究的熱點問題。當代社會的沖突提醒我們,人類顯然是世界上最大的矛盾制造者。城市無限擴張后,巨大的隱患埋在人類的未來。問題不在于豐富現代城市,而在于如何規范它。這引出了一個問題,人類如何用自己的雙手來對待世界。上世紀70年代的石油危機以來,在著名的羅馬俱樂部的報告《增長的極限》,再到目前的“低碳”的理念,我們逐漸意識到,人類必須學會克制自己的無限無盡的欲望在發展過程中,否則他們將承受來自大自然的無情消解。于是,綠色建筑理念開始萌芽,綠色建筑和可持續城市發展的理論與實踐也開始流行起來[1]。被廣泛引用的可持續性定義是從1987世界環境與發展委員會題為“人類的未來”的報告開始的。所謂的“可持續發展”是“滿足當前發展的需要,對人類社會的經濟利益破壞未來的基礎。”這一長期來看是非常有意義和值得進一步考慮的。為建筑業、綠色和可持續發展主要是指,在考慮環境、城市與建筑問題,它應當是整個人類當代和長遠利益的短期利益;應該考慮一個地區的局部利益與整個世界作為一個整體,在一個公平、合理的方式對這顆星球的未來人的有限的地球資源共享。資源浪費和環境污染也應該在最大程度上消除。勞倫斯在“可持續發展的西雅圖”說,“這意味著可持續性是使幸福生活比生存,所以如果我們真的要可持續發展,必須減少消費?!痹谫Y源和環境的消耗相當于做有害于人類自己。
1建筑工程節能相關概述
建筑節能就是合理的使用和有效利用能源的建設,包括建筑本身,保溫功能,建筑材料在能源消耗和建筑采暖能耗的生產等等。在確保建筑功能和室內熱環境質量的同時,提高建筑圍護結構的保溫、采暖和空調系統的運行效率,降低自然能源的水平到標準。一言以蔽之,建筑節能是指減少采光照明、空調制冷、采暖供熱、改善室內環境質量、調節室內濕度的能源消耗,以及地熱能源、太陽能的應用,是一門綜合性的技術。
2可再生能源在綠色建筑中的應用
綠色建筑是指為人們提供健康、舒適、安全的居住、工作和活動的空間,同時實現高效率地利用資源、最低限度地影響環境的建筑物。綠色建筑是實現“人文-建筑-環境”三者和諧統一的重要途徑,是實施可持續發展戰略的重要組成部分。綠色建筑于20世紀率先在發達國家興起,發展綠色建筑是從建筑節能起步的,在建筑節能取得進展的同時,又將其擴展到建筑全過程的資源節約、提高居住舒適度等領域。我國的綠色建筑發展時間較晚,但目前已經獲得了快速的發展,通過不同星級綠色建筑的項目分析,目前社區的綠化率達到38%,平均節能率達到58%,節水率達到15.2%以上,可循環材料達到了7.7%。人們相信,二十一世紀的城市必須更環保、更有科技感;因此,促進可持續城市的建設成為許多發展中國家的一個關鍵問題??沙掷m性概念是一個廣泛的全球性問題,包括有關人、環境和社會的各種相互關聯的研究。可持續城市的重要性可以通過確定可持續性的作用加以闡明。事實上,這種可持續性代表了一種新的方法,它包含了“綠色基礎設施”的概念,基于重新思考的過程,旨在將當前城市的整體實施與環境、技術、經濟、社會和人民聯系起來。由于建筑施工和運行所需的能源消耗增加了二氧化碳(CO2)的排放量,目前國際公認的做法是采用創新的方法減緩這一問題。鑒于此,綠色建筑的能源性能對建筑環境的可持續發展有著巨大的影響??沙掷m發展是與能源的性能高度交織在一起。因此,可再生能源(包括太陽能、風力和波浪等)不但對可持續發展起著重要作用,而且可持續能源(包括廢物能源)在可持續性的增強方面具有很大影響力[2]?;仡櫼酝难芯?,在綠色建筑方面的研究材料表明,綠色建筑(包括低能耗、超低能耗和零能耗建筑)有明顯的交叉在一起的節能設計,以先進的集成技術來減少能源需求和消費(加熱、冷卻和電力等)。針對綠色建筑的可持續能源效率,在建筑中應用可再生能源是一個基本的準則。在這方面,太陽能可持續系統一直是發展綠色建筑的關鍵因素。太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源,也是可利用的最豐富的能源,且在轉換過程中不會產生危及環境的污染。在太陽能建筑設計中,建筑師設計起著統領作用,協調各專業,發揮自身特長,將建筑設計與太陽能應用技術巧妙而有機地結合起來。太陽能系統一般包括太陽能供電系統、太陽能空調系統、太陽能供暖系統以及太陽能熱水系統。太陽能連接器已被利用作為綠色建筑的一個重要組成部分。制冷劑充電的家用熱水系統不但制造簡單,包括一般平板太陽能集熱器,而且同時能提供充足的能耗。因此,建議在太陽能熱水系統的進一步設計和開發中利用各自的成果,冷卻和加熱系統是最近研究綠色建筑的一個主要熱點[3]。建議考慮可再生能源技術在未來生態城市發展中的應用。這表明,在社會、環境和經濟方面,可再生能源技術的應用可能是相當有益的。回顧近年來的學術嘗試,主要集中在風力發電的利用、以太陽能光伏發電和太陽能熱發電系統、太陽能的利用。但是,它仍然是研究開發新的可再生能源的關鍵。綠色建筑通過科學的整體設計,集成綠色配置、自然通風、自然采光、低能耗圍護結構、可再生能源利用、中水利用、綠色建材和智能控制等高新技術,可有效降低建筑的能源和資源消耗,降低其對生態環境的破壞,讓城市功能朝著美好人居環境的目標發展??稍偕茉吹睦檬蔷G色建筑的重要技術之一,可再生能源具有資源分布廣泛、適宜就地開發利用,且對環境無害或危害極小等特點,是自然界中可以永續利用、取之不盡、用之不竭的資源。
3結語
人們居住環境既是生態環境的重要組成部分,也是人類文明進步的重要體現。綠色建筑是實現“人文-建筑-環境”三者和諧統一的重要途徑,是實施可持續發展戰略的重要組成部分。可再生能源技術是綠色建筑中的重要技術措施,在利用可再生能源時,也應注意以下三點問題:(1)因地制宜。可再生能源在不同地區應用時,應充分考慮當地的能源狀況和氣候條件,有選擇、有側重的利用可再生能源;(2)新技術開發。加大可再生能源利用的新技術研發,提高可再生能源的利用效率,特別是加大相變儲能技術與可再生能源聯合利用的技術創新或產品研發;(3)可再生能源耦合技術。研究可再生能源的耦合技術,將分項技術整合,以改善單一可再生能源的使用形式效率低、無法充分發揮可再生能源節能優勢等缺陷,同時,可以獲得更大的經濟和社會價值。
參考文獻
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一、可再生能源的含義及種類
在當代社會,人類正面臨著前所未有的巨大挑戰,我們處在的環境正不斷惡化和能源嚴重緊缺。根據國際上最權威的機構進行的能源預測所給出的答案,我國的石油僅僅能維持四十年,四十年后即將枯竭。天然氣僅僅能維持六十年,六十年后也會枯竭,然而煤炭僅僅能使用兩百年左右。眾所周知,我國是人口大國,人口基數大固然對資源的使用率高,必然會導致傳統的資源能源枯竭得更快,形勢十分嚴峻。我國的能源資源相較于其他貧乏國家的占有率并不少。諸如在水力資源領域占居世界第一,煤炭領域的儲量占居世界第三,在石油領域居世界第六,天然氣領域居世界第十六。但由于我國的人口實在太多,且技術相對落后,就人均資源所擁有的占有量來看,我國的能源資源非常匱乏。根據調查我國是世界最大的燃煤國,但煤炭的探明儲量僅占世界的11%,而人口卻占世界的21%,全球煤炭探明儲量可開采兩百三十年,而我國僅九十年。因此我國發展現代化建設的關鍵所在就是學會開發利用新的能源,提高資源的綜合利用效率。盡管我們國家對本國的能源(煤炭、石油、天然氣)的資源量和儲備量說法尚不一致,但不管是二十年還是五十年,我們早晚將面對能源枯竭的那一天。隨著社會的進步和發展傳統的燃料能源正在逐漸減少,同時對環境造成的危害也日益突顯出來。
二、我國發展可再生能源遇到的問題
我國目前面臨的能源問題,一是供應不足,二是結構失調,三是污染嚴重,四是資源單一。近年來,中國的社會經濟頻頻遭遇到“能源瓶頸”,比如煤炭、電力、石油緊張,當前我們面臨的新危機就是能源供應不足,新危機已經是制約社會經濟發展的重要因素之一。眾所周知,開發可再生能源的技術種類繁多,并且各國所處的發展階段各不相同,各自面對的問題也不盡相同。目前在我國,可再生能源發展遇到的問題主要表現在以下幾個方面:
第一,認識不足。就意識形態上來說,我國社會公眾缺乏對可再生能源的重要性方面的認識,仍舊認為我國“地大物博”能源資源非常富足的心態。目前而言,國內尚未形成完整的服務體系來支撐實現可再生能源發展的相關技術,同時對可再生能源的技術標準、Y源環境評測體系還不完善。要想提高公眾認識,政府需大力宣傳能源資源面臨著嚴重的匱乏和緊缺。只有提高了公眾的認識,才能保證可再生能源的進一步推廣和更深層次應用。
第二,技術障礙。由于我國經濟相較于發達國家比較落后,所以對發展可再生能源項目的一系列相關技術是不夠成熟的,客觀地阻礙了可再生能源的可持續發展。在國外,可再生能源產業的規模會比我們國家成熟得多,他們一般都有20年左右的技術積累和企業發展的相關經驗。但是在我國并沒有相關技術的積累,也沒有企業發展可再生能源的經驗。近年來我國可再生能源產業的快速發展還是建立在國內外資金快速投入和技術引進的基礎上,所以,本國的技術研發是相對落后的。
第三,政策體系障礙。當前我國對于可再生能源的制度建設已經處于完善階段,在國家層面頒布了《可再生能源法》,但由于相關政策不搭配,導致產生了可再生能源發展的許多矛盾。主要有以下幾個方面:(1)發展專項規劃出臺緩慢,影響規劃目標的引導功能;(2)市場監管機制和產品質量監督體系不夠完善,導致對于能源壟斷企業的職能規范模糊不清;(3)可再生能源發展的規劃與具體落實措施缺乏統一協調機制,導致項目審批進程一拖再拖,專項資金輸送受阻;(4)可再生能源政策信息公開制度不合理,缺乏相應監督體系,影響自我完善功能實現;(5)可再生能源發展與社會居民生活狀態,自然環境利益保護缺少配套政策,例如發展水電能源還應當考慮到村民安置問題、耕地利用問題以及水土保持問題。雖然我國在上世紀80年代已經出臺相關配套方案,由于政策過于籠統,缺乏實際的操作可能性。
第四,資金不足。我國面對可再生能源產業發展所遇到的最大障礙是缺乏資金。盡管近年來我們國家不斷增加投入資金在可再生能源項目上,但相對于我國可再生能源開發潛力仍然不夠,要實現可再生能源開發利用的資金是十分缺乏的。要是沒有行之有效的融資機制和大量的資金支持,會對可再生能源技術推廣與應用產生限制。由于研發資金投入不足,必然導致我國自主創新能力差。
第五,市場化運作不足。當前我國可再生能源行業的使用利用階段仍體現非商品化特性,市場的作用缺乏成熟基礎。即使國家提高了對于可再生能源幫持力度,由于缺乏穩定堅實的市場保障相關政策引導,導致可再生能源發展難以得到市場刺激,減緩了高新技術發展速度。我國在能源產業技術方面主要依靠資金大量投入,缺乏關鍵工藝基礎。在核心技術方面過于依靠進口,面臨著受制于人的困境。因此從根據產業發展的長遠角度考量,未來加強市場化運作是激勵產業發展非常重要的任務。
三、突破能源瓶頸的解決辦法
一是發展節能降耗產業。節能降耗是突破我國能源瓶頸關鍵方式,目前我國人均能源擁有量遠遠低于世界的平均水平。舉個例子,我國的煤炭人均剩余可采儲量占世界平均儲量的58.6%。隨著工業化進程的推進,能源消耗量使供需矛盾日益突顯。在未來產業規模逐漸擴大的背景下,能源供需矛盾會愈演愈烈。所以如何節能降耗將密切關乎到我國未來幾年的經濟能否順利發展。國家應當制定科學合理的節能政策,各級政府部門也應當主動配合工作開展,各類產業既要充分考慮產出值,同時也要考慮能源成本投入。盡可能實現經濟發展與能源消耗和諧發展,探索可持續發展之路。因此,我們要提高轉變經濟增長方式,大力發展高科技產業,提高能源利用技術。
二是制定科學合理規劃。國家應制定可再生能源以及農村能源發展的長期規劃,將戰略能源利用列入國民經濟發展的整體布局。各級黨政部門必須提高能源戰略意識,激發領導干部積極運用科學發展思維,因地制宜地貫徹落實能源長期發展計劃,從資金、政策等方面大力支持各類產業主體進行產業轉型,發展低消耗、高收入產業,以此優化產業能源結構??稍偕茉串a業具有社會效益、環境效益以及經濟效益,與國外先進產業相比雖然起步較晚,目前的經濟規模也不夠穩固,但是發展前景非??春?。所以在財政、科收等方面應當根據不同地區給予大力支持。
三是加快產業化進程 。可再生能源歷經三個“五年計劃”,目前處于產業化進程重要階段。各級黨政部門必須切實落實國家重大能源項目建設工程,完善成熟的科研服務體系,在自我引進、自我發展的基礎之上,尋求專業化生產模式,以促進提升能源產品質量,保證能源產品在系統內通用,逐漸促成產業化進程的加快。同時,國內相關產業主體還應當主動向國外先進產業主體學習,在互利共贏的基礎之上,吸引國外先進產業主體來華投資,以達到吸收國外先進產業技術和做好國內本企業科技人員技能培訓工作,為我國可再生能源產業發展打好堅實的基礎。
參考文獻:
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1. 序言
根據2008年3月同志在《上海交通大學學報》上發表了學術論文《對中國能源問題的思考》分析,中國的人平均煤炭量只有世界平均煤炭量的32.8%,清楚展示了我國能源的緊張狀態。再者,隨著社會的發展和人們的生活質量提高,建筑能耗在過去十年的劇增,中國的建筑能耗已經占據了中國主要能源消費總量的27.6%。盡管《中國建筑節能年度發展研究報告 2012》,我國城鎮人口人均建筑能耗僅為美國全國人均建筑能耗的1/5,但由于人口基數大的原因,總建筑能耗量非常大。
2. 可再生能源在建筑中的主要應用形式
可再生能源包括生物質能、太陽能、水力能、風能、潮汐能、海浪能和地熱能。目前的開發技術,能將建筑設計與可再生能源技術結合起來的可再生能源有以下幾種技術類型:太陽能熱水器、太陽能屋頂光伏發電、地源熱泵、地下水源熱泵、空氣源熱泵、生物質能沼氣利用等。
2.1 太陽能
2.1.1 太陽能光熱
太陽能光熱技術作為當今可再生能源的主要應用形式。由集熱器來分,太陽能供熱系統有兩種基本形式,一種是平板型集熱器,一種是真空管集熱器。平板型集熱器常常采用傾斜式的安裝,從而更大限度地吸收太陽能。其加熱的溫度最高能達到35℃,能作為住宅熱水器的熱水預熱。真空管集熱器加熱的溫度比平板式集熱器的高,可以不需要輔助加熱,直接供應建筑熱水系統或是連接到蓄熱系統,用夏天的熱量補充冬天的供熱需求。太陽能光熱技術主要應用于建筑的生活熱水系統和采暖制冷系統,現今我國在農村和城鎮大力推廣戶用太陽能熱水器、太陽房和太陽灶。
2.1.2 太陽能光電
太陽能熱發電技術的也廣泛應用。我國的光伏發電制造產業已具有相對的國際競爭力,大大緩解了這個人口基數較大的國家的用電緊張狀況。光伏發電工程形式之一,在偏遠的地區建設較大規模的太陽能熱發電電站和太陽能光伏電站,或者是在公共設施配套安裝太陽能光伏發電的裝置,儲備好能量,供應于建筑需求。與獨立發電站不同的是,屋頂光伏發電是建筑用電自供自給的體現,該光伏發電系統直接連入建筑的變電所,發電量優先自給,多余量還可以連入公共電網并網發電。有效利用屋頂,不需要占用寶貴的土壤資源。系統在陽光照射下發電,并儲能起來用于舒緩建筑的用電高峰期。系統運作噪聲少,無污染,是一種“綠色”發電項目。
2.2 淺層地熱能
地熱能的開發成本較低于其他可再生能源,同時也不受制約于日晝和季節的變化,其產能利用率更達90%,成熟的熱泵技術使淺層地熱能得以采取和利用。
地源熱泵是一項相對成熟且廣泛應用的技術,能有效地減少二氧化碳的排放量,達到“節能減排”的作用。大地像一個天然的“能源庫”,通過熱泵系統可以開發地熱能對建筑物進行預熱或預冷,對建筑物供熱(冷)時,地下管循環水從大地抽取熱(冷)量,大大減少了常規能源的消耗。夏季,地源埋管系統抽取得到的冷量供應冷卻水,建筑用能高峰時加入輔助冷卻塔共同供應;冬季,地源埋管運送的熱能與太陽能系統共同承擔建筑的生活熱水熱負荷。
其次,地下水源熱泵也是很好地利用地下水的能量,為建筑物供能。夏季時,將室內的熱量轉移到地下水帶走或者利用地下水預冷、冷卻。冬季時,與鍋爐供熱比較,節能率達60%以上。再者,空氣源熱泵也變得越來越有效率。以空氣作為室外能源資源,在制冷時,空氣吸收建筑室內的熱量,然后被吹送到有制冷劑蒸發的盤管中帶走熱量,得到涼爽的空氣再次吹到建筑室內。在供暖時,室內的盤管相當于冷凝器;室外的是蒸發器,從室外的空氣抽取熱量。
2.3 生物質能
與建筑一體化的生物質能利用主要代表是以沼氣供應燃氣,沼氣是有機物質在厭氧條件下,經過微生物的發酵作用而生成的一種可燃氣體。為建筑物建設完善的沼氣供氣管網體系,以滿足建筑物的生活、取暖、炊事的供能需求。特別在農村地區,充分利用農村秸稈、生活垃圾、畜禽養殖廢棄物等,發酵提煉沼氣,沼氣經處理后用于輸氣管網,推動沼氣工程的件數。
3. 可再生能源在建筑中的節能潛力預測分析
3.1 2010-2030年建筑能耗情景預測
根據《中國建筑節能年度發展研究報告 2008》,了從2000年~2010年的建筑能源消耗量的具體數據,整理數據(如表1)。中國的建筑能耗逐年遞增,按照已統計的數據,可以計算出從2001~2010年間中國建筑能耗的年平均增長率約為12.64%,這是近幾年現實的建筑能耗增長狀態。
《中國建筑節能年度發展研究報告 2012》提及到,按照我國能源的中長期規劃,2020年全國總能耗量應控制在42億tce以內,建筑能耗大約可維持在全國總能耗的20%~25%,也就是8~10億。若按照2020年建筑能耗約達10億噸標煤來計算2010~2030年間的建筑能耗年增長率,得出值為0.9%,這是一種理想的建筑能耗增長狀態。
隨著社會機制的發展和社會進步,2010~2030年期間,國家開始越來越重視建筑節能工作,出臺了一些相應的法律法規和經濟激勵機制;政府有關部門也加大力度控制公共建筑面積;科學技術的提高,使建筑設備的使用效率得以提高;社會上形成了成熟的節約型能源消費生活方式等因素,使得建筑能耗的增長速度有所緩慢,年平均增長率有所下降。綜合考慮以上影響,設定年平均增長率為4.00%,預測到2010~2030年建筑能耗發展的情景(見表2)。
3.2 2010~2030年可再生能源在建筑能耗中的可替代量計算(以此作為基準情景)
根據已的2010年可再生能源在建筑能耗中的可替代量,以及《中華人民共和國可再生能源中長期發展規劃》中2020年計劃達到的開發利用主要指標,計算可再生能源在建筑能耗中的可替代量增長趨勢,預測2010~2030年的可替代量數據。由于這個情景是根據《中華人民共和國可再生能源中長期發展規劃》得到的數據預測出來的,所以這個情景是與中國經濟、政治、技術、社會等多方面匹配的,以此為基準情景是合理的。運用情景分析法,通過改變假設條件,得到不同因素影響下的情景,并與基準情景作比較分析。
3.2.1 2010年可替代量
在過去的“十一五”時期(2005~2010年),在《可再生能源法》的推動下,可再生能源在建筑中應用體系不斷完善,重大工程示范項目的快速建設起來,使可再生能源在建筑應用中的得以規模化、快速發展。根據《可再生能源發展“十二五”規劃》的發展現狀分析,到2010年底,太陽能熱水器安裝使用總量達到16800萬平方米,年替代化石能源約2000萬噸標準煤;屋頂光伏發電項目達44億千瓦時,折算為年替代量為142萬噸標準煤;地源熱泵供暖制冷建筑面積達到1.4億平方米,地熱等年替代能源量為460萬噸標準煤;2010年沼氣利用量約140億立方米,年替代能源量為1114萬噸標準煤。合計2010年可再生能源年替代量為3716萬噸標準煤(如表3),占建筑能耗的4.44%。
3.2.2 2010~2030年可替代量預測
在2010年,太陽能熱水器面積是16800萬平方米,到2020年,計劃面積為80000萬平方米。參考2010~2020年間的可再生能源產量的增長速度,計算獲得年平均增長率為16.89%,按照此增長率計算,從而預測到2015年和2030年太陽能熱水器的年替代量。同理,按照此計算方法,分別對屋頂光伏發電、淺層地熱能、沼氣預測其在2010~2030年的可替代量,并將相關數據換算成統一單位:萬噸標煤/年,計算結果如表4。由表可見。按照《中華人民共和國可再生能源中長期發展規劃》的發展規劃進行,到2030年,可再生能源在建筑中應用可以節省達50289萬噸標煤,是2010年的13.5倍,占當年建筑總能耗的22.18%。發展前景相當可觀,減少常規能源在建筑中的消耗量,大大緩和了常規能源用能緊缺的狀況,使常規能源用于更多的其他領域上,促進社會高速發展和人們的生活水平提高。
3.3 2010~2030年不同情景下可再生能源在建筑中的可替代量分析
情景設計:根據可再生能源建筑應用推廣的制約因素,本文設定了三個層面情景,包括認識層面,政策法規體系層面,技術體系層面。認識層面主要是考慮政府,建筑行業以及人民群眾對可再生能源建筑本身及其重要性的認識深入程度;政策法規體系層面主要是考慮有關可再生能源建筑的標準體系以及激勵政策完善程度;技術體系層面主要是調查可再生能源技術以及可再生能源的基礎制造業是否成熟,可再生能源建筑的施工成本是否過高以及可再生能源建筑的投資回收期是否過長等因素。
根據以上三個因素的影響,對于2010~2030年的可再生能源在建筑能耗中的年替代量進行3個步驟的分析:首先,分別考慮三個因素單獨作用下的年替代量情景;其次,分別考慮三個因素兩兩作用下的年替代量情景;最后,綜合三個因素共同作用下的最佳情景(如表5)。
到2030年,當人們的認識深入,有關可再生能源建筑的標準體系以及激勵政策較為完善,且可再生能源利用技術很成熟,使可再生能源利用技術在建筑中的普及利用,即最佳情景,其可替代量高達62861萬噸標煤,占建筑能耗的27.72%,比基準情景的多12572萬噸標煤。
2030年不同情景可再生能源在建筑中應用的可替代量
4.結論
本研究以2010年為基準年,預測到2030年可再生能源在建筑能耗中的潛力分析,并且使用了情景分析法,預測在不同情景下可再生能源的年替代量。從而使相關部門了解到今后可再生能源在建筑中應用的節能方向和重點領域,提高可再生能源與建筑一體化結合的技術,完善一體化的設計規范,規模化地發展可再生能源在建筑中的應用。
參考文獻:
(1)清華大學建筑節能研究中心.中國建筑節能年度發展研究報告 2012[M].北京:中國建筑 工業出版社,2012
(2)中華人民共和國國家能源局.可再生能源發展“十二五”規劃[M].北京:2012