可再生能源范文
时间:2023-04-04 13:00:26
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关键词:可再生能源;水能;开发现状;开发前景
0、引言
可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源,具有取之不尽用之不竭的特点,主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。可再生能源对环境无害或危害极小,且资源分布广泛,适宜就地开发利用。相对于可能穷尽的化石能源来说,可再生能源在自然界可以循环再生。可再生能源属于能源开发利用中的一次能源。人类近代社会大规模开发利用的煤炭、石油、天然气等化石能源,它们是地球在远古时期演化过程中形成和储存下来的,对我们人类来说一旦用完就无法恢复和再生,这些就是不可再生能源。而可再生能源如水能则是通过利用水的势能和动能转化为机械能进而用于发电。水能发电的优点是成本低、可连续再生、无污染,缺点是受分布、气候、地貌等自然条件限制较大。
1、国际水能开发利用情况
根据2003年国际水力发电协会的统计资料,全世界水电发电理论蕴藏量约为4×107GWh、技术可开发约为1.5×107GWh、经济可开发量约为0.88×107GWh。我国大陆部分水电的理论蕴藏装机容量为594.4GW,按8760运行小时计,年发电量2.718×106GWh,其中技术可开发容量为541.6GW,年发电量为2.474×106GWh,“经济可开发量”容量为448GW,发电量为1.753×106GWh,列世界各国之冠。
2、我国水能资源特点及开发利用现状
我国水能资源有三大特点。一是资源总量十分丰富,但人均资源量并不富裕。以电量计,我国可开发的水电资源约占世界总量的15%,但人均资源量只有世界均值的70%左右,并不富裕。到2050年左右中国达到中等发达国家水平时,如果人均装机从现有的0.252kW加到1kW,总装机约为15亿kW,即使6.76亿kW的水能蕴藏量开发完毕,水电装机也只占总装机的30%-40%。水电的比例虽然不高,但是作为电网不可或缺的调峰、调频和紧急事故簧用的主力电源,水电是保证电力系统安全、优质供电的重要而灵活的工具,因此重要性远高于30%~40%。二是水电资源分布不均衡,与经济发展的现状极不匹配。从河流看,我国水电资源主要集中在长江、黄河的中上游,雅鲁藏布江的中下游,珠江、澜沧江、怒江和黑龙江上游,这七条江河可开发的大、中型水电资源都在1000万kW以上, 总量约占全国大、中型水电资源量的90%。全国大中型水电100万kW 以上的河流共18条,水电资源约为4.26亿kW,约占全国大、中型资源量的97%。三是江、河来水量的年内和年际变化大。中国是世界上季风最显著的国家之一,冬季多由北部西伯利亚和蒙古高原的干冷气流控制,干旱少水,夏季则受东南太平洋和印度洋的暖湿气流控制,高温多雨。受季风影响,降水时间和降水量在年内高度集中,-般雨季2~4个月的降水量能达到全年的60%~80%。降水量年际间的变化也很大,年径流最大与最小比值,长江、珠江、松花江为2~3倍,准河达15倍,海河更达20倍之多。这些不利的自然条件,要求我们在水电规划和建设中必须考虑年内和年际的水量调节,根据情况优先建设具有年凋节和多年凋节水库的水电站,以提高水电的供电质量,保证系统的整体效益。
水电是可再生的清洁能源,是国家优先发展的符合可持续发展的要求的产业。我国有丰富的水能资源据全国水能普查成果,可开发水电装机容量378亿kw,年发电量192万亿kwh,居世界首位。但资源分布不均匀,以西南地区最多,仅川云贵三省就占全国的50.7%。而用电负荷主要集中在东部沿海地区。由于水能资源分布和电力分布的不均衡,致使水能资源的开发利用程度不高。我国水电资源从理论上是6亿多千瓦,但是可开发的不足4亿千瓦。2050年前全部开发出来,应该尽可能地将水电资源开发利用起来,从而代替一部分矿物燃料,如若能全部开发将相当于每年节约6亿吨煤炭。水能资源非常可贵,因为矿物能源最终是要被消耗殆尽的,而水能资源则是可再生的清洁能源。我国现状水资源开发利用率为20%但河流间差异很大。特别是南方河流水能资源丰富但开发程度低,是我国近期开发利用的重点区域。一般的共识,即我国水能开发率26%左右,我国水能开发率中远期应应增加一倍,未来可达到60%左右。我国水能资源比较丰富,但主要集中在南方地区特别是西南地区,而那里地质环境比较恶劣,为此,对水能的开发利用各方持有不同意见,高坝蓄水在南方尤其是西南地区,那里地质隐患比较严重,容易引发次生地质灾害,所以对于这种情况下水能的开发要做好论证,权衡利弊,将水能更好的服务人类。
3、我国水电资源开发前景
我国的水能资源主要分布在西部地区,占3/4以上,但目前开发率仅为8%。尤其是云南省,全省水电可开发装机总容量约90GW,占全国水电可开发装机容量的23.8%,居全国第二位。省内水资源主要分布于金沙江、澜沧江、怒江、珠江、红河和伊洛瓦底江等六大水系,是我国西部最具水电开发潜力的主要省份。但是云南省的工业基础相对落后,水电资源主要位于交通不便的崇山峻岭之中,开发难度较大。随着西部大开发战略的实施,西电东输工程必将激活西部丰富的水力资源,促进我国水电事业的发展。发挥云南等省的地区优势,将其建设成我国的水电能源基地,实现西电东输,既可以满足当地经济发展对电力的需求,又能优化全国的能源结构。我国的小水电资源十分丰富,理论蕴藏装机容量约为150GW,可开发容量约为70GW,相应年发电量约为2×105~2.5×105GWh。小水电除了具有大水电的不污染大气、使用可再生能源而无能源枯竭之虑、成本低廉等优点外因其资源分散,对生态环境负面影响小,技术成熟,投资少,易于修建,因而适宜于农村和山区,特别是发展中的农村和山区。因此水电开发前景十分广阔。
4、结束语
我国水能资源十分丰富,但开发利用率很低,所以我们要抓住当前“十二五”规划这个契机,好好发展水电,逐渐建立起我国特有的水电网络体系,充分利用水力发电,减少对不可再生能源的消耗。对于开发有难度的区域,要逐步研究,开创新技术、新手段,攻克难关,将未被开发的水能早日造福人类;对于地质薄弱,易发生灾害的区域,要重点论证,设计专门的小组进行分析评估,选出较合理方案进行水能开发。
参考文献:
[1] 《水能的开发利用前景》,农村电气化,2008年八月
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这一判断写入国务院办公厅2014年11月19日公开的《能源发展战略行动计划(2014?2020年)》。据该计划,到2020年,风电装机达到2亿千瓦,风电与煤电上网电价相当;光伏装机达到1亿千瓦左右,光伏发电与电网销售电价相当。
由于目前新能源发电的成本高于传统能源发电,因此各国都是在衡量其与传统发电成本的差距后,给予适当补贴以弥补企业亏损。中国《可再生能源法》规定,可再生能源发电价格高出常规能源发电价格部分,在全国范围内进行分摊。可再生能源电价附加征收标准,从2006年的每千瓦时0.1分,逐步提高到现行的每千瓦时1.5分。但补贴是把双刃剑,在推动可再生能源发展的同时,也在一定程度上制约其按照市场规律发展。
中国可再生能源学会副理事长孟宪淦把可再生能源比作小孩,补贴就像18岁前家长对小孩的抚养,最终小孩长大成人独立生活。他对《财经国家周刊》记者说,2020年以后建设的光伏地面电站国家可能将不再提供补贴,风电可能会更早“断奶”。大力支持低成本、高转换效率和长寿命的太阳能电池研发及产业化,降低电池产品成本和最终发电成本,是实现平价上网的可行路径。
石定寰认为,近年来,以企业为技术创新和产业发展主体,关键技术研发、生产工艺水平取得了很大进步,生产装备进一步国产化,使可再生能源发电成本大幅度下降,为平价上网提供了基础。另一方面,“十三五”期间,火电环境治理成本将进一步提升,火电成本也随之上升,这使得可再生能源平价上网成为可能。
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1、水能。水能是清洁能源,是绿色能源,是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。这种可再生能源主要用于水力发电。水力发电将水的势能和动能转换成电能。另外,磨坊也是采用水能的好例子。
2、风能。人类已经使用了风力几百年了。如风车,帆船等。风能是空气流动所产生的动能,是太阳能的一种转化形式。风能利用是综合性的工程技术,通过风力机将风的动能转化成机械能、电能和热能等。
3、太阳能。自古人类懂得以阳光晒干物件,并作为保存食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。而在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,可以利用光热转换和光电转换两种方式,如太阳能发电。另外,广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。
4、地热能。人类在很早以前就开始利用地热能,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖,以及烘干谷物等。
(来源:文章屋网 )
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一、可再生能源全球发展趋势
(一)各国将可再生能源开发利用提升到战略高度并制定激励政策
世界大部分国家能源供应不足,各国努力寻求稳定充足的能源供应,都对发展能源的战略决策给予极大的重视,其中可再生能源的开发与利用尤为引人注目。化石能源的利用会产生温室效应,污染环境等,这一系列问题都使可再生能源在全球范围内迅速升温。从目前世界各国既定能源战略来看,大规模地开发利用可再生能源已成为未来各国能源战略的重要组成部分。
根据国际能源署不完全统计,截至2005年底,已有50多个国家制定了激励可再生能源发展的政策,43个国家制定了国家级可再生能源发展目标,30多个国家对可再生能源发展提供了直接的财政补贴或其他优惠措施,32个国家出台了可再生能源发电强制上网政策。
(二)随着技术进步,可再生能源进入能源市场成为可能
从世界可再生能源的利用与发展趋势看,风能、太阳能和生物质能发展最快,产业前景最好。风力发电技术成本最接近于常规能源,因而也成为产业化发展最快的清洁能源技术。风电是世界上增长最快的能源,年增长率达27%。太阳能、生物质能、地热能等其他可再生能源发电成本也已接近或达到大规模商业生产的要求,为可再生能源的进一步推广利用奠定了基础。
国际能源署的研究资料表明,在大力鼓励可再生能源进入能源市场的条件下,到2020年新的可再生能源(不包括传统生物质能和大水电)将占全球能源消费的20%,可再生能源在能源消费中的总比例将达30%。
2004年,美国、德国、英国和法国可再生能源发电占总发电量的比重分别为1%、8%、4.3%和6.8%;到2010年将分别达到7.5%、20.5%、10%和22%;到2020年将都提高到20%以上;到2050年,德国和法国可再生能源发电将达到50%。韩国可再生能源消费比重将由2004年的2.1%提高到2010年的5%。日本和中国的可再生能源消费比重将由2004年的3%和7.5%提高到2010年的10%左右,2020年分别达到20%和15%。
(三)国际社会对再生能源开发的投资加大
根据《经济学家》杂志2006第11期的研究文章,国际社会对清洁、可再生能源投资幅度增长很快,2004年为300亿美元,2005年为490亿美元(其中政府投资约100亿美元,私人投资约250亿美元),估计2006年将超过630亿美元。目前,可再生能源公司股市市值达300多亿美元,一些风险投资正从IT行业转入可再生能源开发领域。
二、开发可再生能源的政策与举措
(一)部分欧洲国家的政策与措施
德国通过了新的《可再生能源法》,为投资可再生能源提供了可靠的法律保障。德国制定了《未来投资计划》以促进可再生能源的开发,迄今投入研发经费17.4亿欧元。2004年,德国可再生能源发电量占总发电量的8%,年销售额达100亿欧元。风力发电占可再生能源发电量的54%,太阳能供热器总面积突破600万平方米。
法国推出了生物能源发展计划,2007年之前将生物燃料的产量提高3倍,使其成为欧洲生物燃料第一大生产国。其具体内容包括:建设4个生物能源工厂,年均生产能力达到20万吨,生物燃料的总产量将从目前的45万吨上升到125万吨,用于生产生物燃料的作物面积也将达到100万公顷。由于生物燃料目前的成本比汽油和柴油贵两倍,因此法国已出台一系列优惠措施,鼓励生物燃料的生产和消费。
英国把研究海洋风能、潮汐能、波浪能等作为开发新能源的突破口,设立了5000万英镑的专项资金,重点开发海洋能源。不久前,在苏格兰奥克尼群岛的世界首座海洋能量试验场正式启动。英国第一座大型风电场一直在不断发展,目前风电装机总量已达650兆瓦,可满足44万多个家庭的电力需求,近期还将建设10座类似规模的风电场。
(二)亚洲发展中国家对可再生能源发展的政策与计划
中国、印度、印度尼西亚和巴西等国家越来越重视可再生能源对满足未来发展需求的重要性。
中国制定实施了《可再生能源法》,编制了《可再生能源中长期发展规划》,并为大力发展可再生能源确定了明确目标。
印度成立了可再生能源部,政府全力推动可再生能源资源的开发利用,目前印度在风电和太阳能利用规模上已居世界前列。
东盟国家也开始重视可再生能源的开发工作。10个成员国各自都有了发展可再生能源的计划,包括地热、水电、风能、太阳能和来自棕榈或椰子油的植物燃料等。按照东盟的计划,到2010年各成员国的可再生能源电力将达到2.75万兆瓦,其中印尼、菲律宾和泰国将成为领先者。
三、可再生能源的技术状况与发展
(一)太阳能的发展与利用
太阳能发电以其无污染、安全、维护简单、资源永不枯竭等特点被认为是21世纪最重要的新能源。自20世纪80年代以来,全球光伏电池生产每年以30%至40%的速度递增。整个光伏行业从原材料到终端产品都出现了供不应求的局面,在世界范围内形成特有的“卖方市场”格局。太阳能市场目前占全球能源市场的1%,市值约70亿美元。据欧洲可再生能源委员会研究报告,太阳能工业2030年将占到全球能源市场的8%。
(二)风力发电的发展与利用
丹麦BTM咨询公司估计,2004年至2008年世界风电当年平均增长率约为10.4%,累计装机增长率约为18.8%,欧洲风电在近海风电场真正“起飞”之前将保持中等增长。2002年欧洲风能协会与绿色和平组织发表了一份《风电在2020年达到世界电量12%的蓝图》的报告,对展望未来20年风电的发展很有参考价值。报告认为,首先,推动风电发展的因素是气候变化,风电不排放任何温室效应气体,在电网中可以达到工业规模。京都议定书的减排温室效应气体指标已经分配到地区和国家层面,各国一定会增加包括风电在内的可再生能源比例。其次,市场已经表明风电成本正在显著下降,目前的发电成本仅相当于20年前的五分之一。风电机组的单机容量不断增长,最大的商业化机组达到2500千瓦。迅速增长的风电商务引起金融和投资市场的密切关注,新的投资商如石油公司等正在进入这个市场。第三,世界各国已积累了丰富的发展风电的经验。在欧洲的德国、丹麦和西班牙;美洲的美国以及发展中国家的印度,都积累了成功发展风电产业的重要经验。第四,近海风电正在开辟新兴市场,欧洲北部将要建设2000万千瓦的海上风电。
(三)生物质能的发展与利用
生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,一种以生物质为载体的能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用,在各种可再生能源中,生物质是独特的,它贮存的是太阳能,更是唯一一种可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。
生物质能也称“绿色能源”。 开发“绿色能源”已成为当今世界工业化国家开源节流、化害为利和保护环境的重要手段。至少有14个工业化国家在开发“绿色能源”方面取得了良好成绩,其中有些国家通过实施“绿色能源”政策,在相当大程度上缓解了本国能源不足的矛盾,而且显著改善了环境。
生物质能有其独特的优势,首先,生物质能发电在可再生能源发电中电能质量最好、可靠性最高,其效果远高于小水电风电和太阳能发电等间歇性发电,可以作为小水电、风电、太阳能发电的补充能源,具有很高的经济价值。其次,农村能源结构由传统生物质能利用为主向现代化方向转化,生物质能发电是这种转化的重要途径。第三,丰富的生物质能资源亟待有效开发利用,加工增值,促进经济发展。第四,生物质能发电技术比较成熟。
到2020年,西方工业国家15%的电力将来自生物能发电,而目前生物能发电只占整个电力生产的1%。届时,西方将有1亿家庭使用生物能电力。生物能资源的开发和利用还能为社会创造近40万个就业岗位。
(四)水电的发展与利用
水电是可再生能源,而通常的大型水电属于传统能源,而小水电却属于新能源。小水电从容量角度来说处于所有水电站的末端,它一般是指容量5万千瓦以下的水电站。据2003年世界水能大会估计,世界小水电可开发资源大致为1.2-1.44亿千瓦。中国可开发小水电资源如以原统计数7000万千瓦计,占世界总量的一半左右。到目前为止,全世界可供利用的水电资源只开发利用了18%。小水电站具有投资小、风险低、效益稳、运营成本比较低等优势。许多发展中国家都制订了一系列鼓励民企投资小水电的政策。中国于2006年颁布的《可再生能源法》就鼓励包括小水电在内的可再生能源开发。
四、工发组织的促进举措
联合国工发组织将能源与环境作为组织工作的三个重点领域之一,并于近年来开展了一系列活动。工发组织在推进可再生能源的工作主要包括以下方面:
(一)生物质能
2005年12月,工发组织与印度科学院合作,以促进现代生物质能(BIOMASS)技术和非洲南南合作为框架,在印度班加罗尔举行专家会议。这次会议增强了来自非洲政策制定者和专家对生物质能气化技术现状和所提供机会的认识,这些技术可利用当地生物废渣为农村地区发电,为工业应用供热。
(二)小水电技术
推进亚洲与非洲之间的可再生能源项目合作,其中中国与非洲国家进行小水电技术合作,工发组织与国际小水电中心合作,帮助建立印度、尼日利亚分中心,培训发展中国家的技术人员,提供咨询与设备,在非洲建立多个示范项目点。工发组织将进一步加强与杭州国际小水电中心的合作,在未来三至五年内探讨签署一揽子合作协议,在非洲10国开展“点亮非洲”及“发展生产”的试点项目,这些活动预计需筹资1000万美元。工发组织计划于2007年5月在马来西亚召开棕榈柴油亚非合作会议,推进棕榈柴油在亚非国家的发展。
(三)氢能技术
2004年在土耳其建立国际氢能技术中心,计划五年内得到土耳其政府4000万美元捐助,该中心目前正在实施若干项目,并侧重生产“清洁能源载体”氢。
(四)海流发电技术
在意大利政府的资助下,中国、印度尼西亚、菲律宾开始实施海流技术区域方案。这个由联合国工业发展组织资助并实施的项目使用的是一家意大利公司与意科研机构合作开发的海洋流发电机组。有关机构认为它是国际上将海洋流动力能转变为电能的最为成熟的发电技术。这个项目的开发建设将为发展中国家可再生能源的充分利用开辟出一条新路。
(五)与拉美开展区域可持续发展合作方案
2006年9月26-27日,工发组织与乌拉圭合作在Montevideo召开了“生产应用型可再生能源部长级会议”,15国能源部长通过了“部长宣言”,加强区域合作以提高能源利用,提高可再生能源供应以及促进可再生能源研究与开发,并在乌拉圭建立“可再生能源与有效利用区域检测中心”。
五、中国可再生能源的发展
作为全球能源市场日趋重要的一个组成部分,中国目前的能源消费已占世界能源消费总量的13.6%,世界能源消费将越来越向中国和亚太地区聚集。据预测,目前中国主要能源煤炭、石油和天然气的储采比分别为80、15和50,大致为全球平均水平的50%、40%和70%,均快于全球化石能源枯竭速度。未来五至十年内,中国煤炭国内生产量基本能够满足国内消费量,原油和天然气的生产则不能满足需求,特别是原油的缺口最大。注重能源资源的节约,提高能源利用效率,加快可再生能源的开发利用,对于中国来说既重要又迫切。我国能源工业面临着经济增长和环境污染的双重压力,因此,开发利用新能源具有重大意义。经过多年的努力,新能源的开发在我国已经取得了一定的成效。
近几年来,我国小水电装机容量每年以超过250万千瓦的速度迅速发展。风电发展也很快,2005年底建成装机达到100万千瓦以上。太阳能光伏发电6.5万千瓦,解决了约300万偏远地区人口基本用电问题。沼气年利用量达到50亿立方米,改善了1400万农户的生活用能条件。预计到2020年,中国水电装机总容量将达到2.9亿千瓦,风电达到3000万千瓦,太阳能发电达到200万千瓦,太阳能热水器总集热面积达到3亿平方米,沼气年利用量达到240亿立方米,生物质成型颗粒燃料年利用量达到5000万吨左右,生物质发电达到2000万千瓦。虽然新能源发展潜力巨大,但与传统化石能源相比,仍面临着成本高、规模小等困难。例如,小水电发电成本约为煤电成本的1.2倍,生物质发电成本为煤电成本的1.5倍。
我国政府高度重视新能源发展,针对这些问题采取了一系列的积极措施。通过颁布《可再生能源法》及可再生能源发展规划等鼓励产业发展和技术开发,解决了可再生能源开发在法律、政策和市场层面的障碍,并给予相关产业以资金支持。
在中国经济发展过程中,能源问题始终不容忽视。为此我们应该做好以下工作:
一是加强与国际能源署(IEA)等国际组织和各国能源研究机构的合作,加强能源战略研究与统计,跟踪世界能源的最新发展动态,积极参与能源合作论坛与交流机制,增加我国的话语权,参与国际能源体制与政策的制定,并为我国及时制定战略、政策提供参考。
二是扩大与发达国家以及发展中国家在可再生能源技术研发与推广上的合作,利用亚欧合作机制,借鉴其他国家的政策、经验与技术,吸引外来投资,促进我国可再生能源中风能、太阳能、海洋能等的开发与利用,并提高能源利用效率。
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关键词:可再生能源;绿色就业;低碳
一、可再生能源与绿色就业
绿色就业指在绿色职业(从事风能、太阳能、地热发电和从事其他可替代石油和天然气等传统能源的职业,还包括废弃物回收循环使用和环保型汽车的设计与制造职业)工作范围内就业[2]。联合国环境计划署在《绿色职业工作前景》报告中定义:直接使用体力劳动的职业和可持续、释放低碳能的职业。举凡能源供应业、运输业、制造业、建筑业、物质管理、零售业、农业及林业,均有创造绿色就业的机会[3]。
全球各领域的绿色工作数量逐步上升,可再生能源领域表现得尤为明显。水电、风电、太阳能、生物质能等的发展,在大量降低二氧化碳排放的同时,能推动新能源技术开发、设备制造和安装、维护等上下游行业,从而产生一系列新的就业机会。据全球风能协会《2008年全球风能展望》报告,风能利用使全球二氧化碳排放每年可减少约15亿吨,带动的就业岗位35万个,到2020年,预计风电能为全球带来200万个就业岗位[3]。
2006年全世界可再生能源及其支持行业的雇佣人数约230万,其中,风电行业约30万人,太阳能光电领域约17万人,太阳热能行业超过60万人,对各种给料进行培育并加工成乙醇和生物柴油领域的雇佣人数超过100万[2]51(表1)。
美国学者认为,可再生能源同化石能源相比,可提供更多的就业机会,投资于太阳能等技术所创造的就业机会大约是石油、天然气的2倍,与欧盟可再生能源专业委员会的观点类似[5]104。可再生能源良好的投资与就业前景,极大地促进了各地区政府的政策支持。美国的爱荷华、密歇根、俄亥俄和宾夕法尼亚州的州长们努力通过吸引太阳能、风能、生物能和电动汽车行业投资来振兴经济。2006年,美国可再生能源业创造386000个岗位,而煤炭行业只创造82000个岗位[1]255。
欧洲可再生能源方面的就业人数突增。丹麦1999年风机制造、维护、安装和咨询服务提供1.2~1.5万个就业机会;风机零部件供应遍及全球,也创造了约6000个就业机会。德国2006年可再生能源的制造、运行和维护,增加17万个岗位[4]104。据德国联邦经济部公布的最新统计数据,采用新型可再生能源,每年减少1.15亿吨二氧化碳排放量;2008年德国可再生能源领域提供了近28万个岗位,比上年增加10%。
2010年,欧洲可再生能源市场可提供170万个就业机会。此外,每年相关贸易出口可达170亿欧元,还可提供约35万个潜在就业机会[4]104。
由国际环保组织绿色和平与欧洲可再生能源理事会(EREC)共同的《拯救气候:创造绿色就业机会》报告可知,若哥本哈根气候大会能达成切实有效的协议,并大力投资绿色能源产业,到2030年,可再生能源行业将提供690万个就业岗位,节能行业则提供110万个就业岗位。到2030年,若能实现大规模的从传统煤炭发电向可再生能源发电的转型,不仅会在全球范围内减少100亿吨二氧化碳排放,同时可新增数270万个就业岗位。相反,煤矿资源开发的合并重组,全球煤炭行业的就业机会将从470万个减少到2030年的140万个。
联合国的《绿色职业工作前景》报告:未来几十年全球发展可再生替代能源技术,将创造数以百万计的绿色职业岗位。风能、太阳能、生物能等可再生能源都持续的快速扩张,到2030年,全世界风能领域的雇佣人数会达到210万人。太阳光电行业的雇佣人数可能达630万人。从事生物燃料工作的人数,预计将达到1200万人。
未来30年,绿色职业工作充满机会和挑战。联合国环境计划署主任阿希姆-施泰纳说,如果全球各国不向“低碳经济”模式转化,将“错过一个重大的机会”,将会失去数以百万计的就业机会。这份报告出炉的背景是面临最严重的全球性经济危机,施泰纳认为若忽视绿色能源政策和绿色职业工作,将是这一危机中最严重的错误,长期存在的新就业机会使各国的经济实力更强,扩大和发展绿色职业工作是摆脱困境的出路之一[2]。从一些国家已制定的能源发展目标(见表2、表3)中可知,各国已把可再生能源作为能源发展战略的重点。
二、中国可再生能源发展及绿色就业的前景
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【关键词】可再生能源发展 分类 利用
1 应用企业概况
唐山市热力总公司成立于1978年,现为实行企业化管理的公用事业单位,国家大型一档企业,集中供热总建筑面积达3195万平方米,管网总长度931公里,热力站455座。主要承担路北区、路南区、丰润区、开平区、高新技术开发区共253个居民小区、335015户居民、8354个公建单位的供热保障任务。形成了以供热为主,供热工程设计与施工、供热产品制造以及能源服务为辅的多元化经营格局。为突破热源与资金两大制约发展的瓶颈,唐山热力实施集中供热与新能源供热并重,推进城市供热“双轮驱动”,突出企业的全面、协调、可持续,多领域、全方位发展,扎实推进唐山市城市供热事业的可持续发展。
2 供热基本现状
唐山市热力总公司以电厂集中供热为主,区域性锅炉房和多种清洁可再生能源供热为有效补充的多热源供热系统,并已形成“大环网”多热源联网运行模式。但随着城市建设的迅速发展,城镇化步伐的加快,我市供热供需矛盾日益突出,供需差额日渐增大。
3 本地可再生能源的分类
目前,全球近90%的一次能源消费依赖石油、天然气、煤炭三大化石型能源,我国约70%的一次能源供应依赖污染环境较为严重的煤炭,因此,能源结构急需调整优化。以新技术和新材料为基础,使传统的可再生能源得到现代化的开发利用,用取之不尽、用之不竭的可再生能源来不断取代资源有限、对环境有污染的化石能源。而开发利用清洁的可再生能源可以从根本上解决资源短缺和环境影响双重矛盾具有非常重要的战略意义和广阔的发展前景。可再生能源只要分为太阳能、风能、海洋能、生物质能等。
唐山的可再生能源资源丰富,具体主要体现在以下几个方面:
(1)电厂、企业自备电厂的冷却循环水:唐山市现有国内较大的大唐国际市区、丰润电厂和华润电厂等数座大型发电厂,另有唐钢自备电厂,其冷却循环水是应用热泵系统的优质低位热源。(2)大型工业企业的工业余热:唐山市是全国著名的重工业城市,拥有唐钢集团、冀东水泥等数家国有大型工业企业,其废热、工业余热储量巨大,也是应用热泵系统的优质低位热源。(3)中水/污水:唐山市区拥有人口约307万,城市规模较大,建筑物密集,拥有大量的中水、污水可以利用,现有3座污水处理厂及市中心区主干污水渠完善,中水管网初具规模。适宜在污水干渠附近应用污水源热泵系统供热、制冷。(4)土壤:根据《河北省浅层地能区划》,唐山市的水文地质情况完全适宜土壤源热泵系统应用。(5)太阳能:唐山市太阳辐射资源比较丰富,年平均太阳辐射量为5.15×105J/cm2。年平均日照时数为2684.5h。
4 唐山市可再生能源利用项目的发展
近年来,随着城市建设对供热需求呈现大幅度增长,面对已经出现用热需求矛盾,唐山市热力总公司确定了以 “集中供热与新能源供热(制冷) 双轮驱动并驾发展的战略”,大力推进可再生能源供热的发展。2009年以来,唐山热力总公司积极配合政府主管部门,代拟了《唐山市关于热泵系统建设和使用暂行办法》(征求意见稿)、《唐山市地源热泵市场准入标准》等行业规范性文件(草稿),完成了应用热泵技术利用可再生能源增加唐山市供热能力以及热泵技术应用与发展统一规划。2010年7月经唐山市住建局、国资委等部门审核批准,由唐山市热力总公司注册成立了独资子公司“唐山华烨热力可再生能源有限公司”,进一步加强可再生能源的探索研究和开发利用,并同步跟进对我市可再生能源项目统筹管理,标志着唐山热力可再生能源供热开发利用又掀开崭新一页。
5 可再生能源的利用
公司根据地域和建筑的不同,积极推进了工业余热、中水、土壤源、太阳能等可再生能源项目的开发利用,截至2013年6月,可再生能源供热(制冷)签约项目已突破800万平米,为唐山热力可再生能源开发利用工作做出了突出的贡献。
5.1 溴化锂吸收式热泵系统
如图1所示:
图1 丰润美景溴化锂吸收式热泵供暖系统示意图
该项目作为2009年在可再生能源示范项目,成功完成了利用溴化锂吸收式热泵机组提取热力大网回水实现供热的丰润美景小区等,实现供热面积30万平方米。
5.2 中水及回水再利用
2010年公司惠民园小区51万平米中水热泵供热项目和丰润帝景豪庭5万平米的回水再利用项目已投入运行。
5.3 工业余热再利用
唐钢工业余热利用项目:总供热面积可达350万平米,其中一期工程供热面积100万平米,在2012年―2013年度采暖期已经投入供热运行。唐山电厂300万平米余热利用项目。利用电厂机组检修机会,电厂进行扩建供热改造,并于2013年及2014年扩建供热设备系统及系统内加装热泵,系统供热能力达到300万平米。
5.4 太阳能的利用
太阳能补充供热(制冷)科研项目:万科红郡太阳能补充供热项目总建筑面积17万平方米,是独体小多层建筑,结合实际情况,通过2012年试验和数据分析,2013年该项目的热泵机组安装完成并投入了供热运行。
5.5 地下热源的利用
金岸红堡地源供热(制冷)工程项目中,采用地源热泵形式,目前该项目供热服务框架协议已经签定,项目正在有条不紊的实施。
5.6 沼气的利用
李昭庄沼气项目:利用秸秆制造沼气,供热能力可达到50万平米,目前正在完成前期的沼气池施工。
5.7 多种方式的配合利用
新华文化广场回水再利用项目中,根据唐山新华文化广场的地理位置情况,采用集中供热回水、污水、太阳能辅助形式满足新华文化广场25万平米不同功能建筑的需求。回水管网的施工已完成,项目进度将随开发商项目进展情况逐步推进。
随着本市可再生能源项目的开发利用,可再生能源项目实际供热面积及签约面积已实现逐年增长,2013年度两项数据已是2009年度的15.2倍及15.5倍。
6 结语
随着经济社会的发展,能源供需矛盾和环境问题压力将会进一步显现,能源结构也将面临重大挑战。在此大环境下,可再生能源取之不尽、用之不竭的特性决定了其在未来能源格局中的重要地位,全球各国均把清洁能源作为自身能源变革的重要发展方向。近10年来,我国把大力开发利用新能源及可再生能源作为优化我国能源结构、保障我国能源安全的战略新高点。国家也出台了《中华人民共和国可再生能源法》,在法律层面和政策上给与规范。可再生能源的开发和利用,对促进地区、国家乃至全球的节能、减排、环境保护等方面的意义重大,值得我们不断深入研究和探讨。
参考文献:
[1] 王长贵.新能源和可再生能源的含义、特点及种类[J].阳光能源,2004(5).
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关键词:可再生能源;资源;开发利用
能源是经济和社会发展的重要物质基础。工业革命以来,世界能源消费剧增,能源的大量消耗,带动了经济和社会的快速发展,但是同时也引发了大量的环境问题,资源遭到严重破坏,生态环境不断恶化,特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化,人类社会的可持续发展受到严重威胁。
改善能源结构、增加能源供应、保障能源安全、保护生态环境、促进经济和社会的可持续发展,已经成为全球经济和社会发展的一项重大战略任务。
1.全球可再生能源发展概况
1.1可再生能源资源种类
可再生能源包括水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等。
1.1.1水能
水能是人类最早应用于生产生活的能源之一。水利发电是目前最成熟的可再生能源发电技术,在世界各地得到广泛应用。到2005年底,全世界水电总装机容量约为8.5亿kw。目前,经济发达国家水能资源已基本开发完毕,水电建设主要集中在发展中国家。
1.1.2生物质能
生物质能是最原始的能源之一。现代生物质能的发展方向是高效清洁利用,将生物质转换为优质能源,包括电力、燃气、液体燃料和固体成型燃料等。生物质发电包括农林生物质发电、垃圾发电和沼气发电等,到2005年底,全世界生物质发电总装机容量约为5000万kw,主要集中在北欧和美国。生物燃料乙醇年产量约为3000万吨,主要集中在巴西、美国;生物柴油年产量约为200万吨,主要集中在德国。沼气已是成熟的生物质能利用技术,在欧洲、中国和印度等地区已建设了大量沼气工程和分散的户用沼气池。
1.1.3太阳能
太阳能是利用包括太阳能光伏发电、太阳利用方式。光伏发电最初作为独立的分散电源使用,近年来并网光伏发电的发展速度加快,市场容量已超过独立实用的分散光伏电源。
1.1.能
风能利用以风电为主,包括离网运行的小型风力发电机组和大型并网风力发电机组,技术已基本成熟。近年来,并网风电机组的单机容量不断增大,随着风电技术的进步和应用规模的扩大,风电成本持续下降,经济型与常规能源已十分接近。
1.1.5地热能
地热能利用包括发电和热能利用两种方式,技术均已比较成熟。到2005年底,全世界地热发电总装机容量约900万kw,主要在美国、冰岛、意大利等国家地热资源丰富的地区。
1.1.6海洋能
海洋能潮汐发电、波浪发电和洋流发电等海洋能的开发利用也取得了较大进展,初步形成规模的主要是潮汐发电,全世界潮汐发电总装机容量约30万kw。
1.2可再生能源开发利用现状
从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看,今后发展较快的可再生能源除水能外,主要是生物质能、风能和太阳能。
水能开发的技术已经相当成熟。发达国家的水能开发基本上已经完成,发展中国家的水能开发是今后较长时间的一项重要可再生能源开发任务。
生物质能利用方式包括发电、制气、供热和生产液体、固体燃料,将成为应用最广泛的可再生能源利用技术。
风力发电技术已基本成熟,经济性已接近常规能源,在今后相当长时间内将会保持较快发展速度。
太阳能发展的主要方向是光伏发电和热利用。近期光伏发电的主要是市场是发达国家的并网发电和发展中国家偏远地区的独立供电;太阳能热利用的发展方向是太阳能一体化建筑,提高太阳能供热的可靠性,在此基础上进一步像太阳能供暖和制冷的方向发展。
制约可再生能源产业发展的主要原因是可再生能源的生产成本偏高,因此要提高可再生能源在能源结构中占有的比例,关键是在可再生能源开发利用中依靠科学和技术的进步。
2.我国可再生能源发展概况
2.1我国可再生能源资源发展的政策
可再生能源的开发利用,对增加能源供应、改善能源结构、确保能源安全、促进环境保护具有重要作用,是解决能源供需矛盾和实现可持续发展的战略选择。我国拥有较为丰富的可再生能源资源,国家政策向大力发展可再生能源倾斜,可再生能源正在成为中国能源优先发展的领域。
节约能源,促进能源多元发展,是实现全球能源安全的长远大计。2005年,我国政府制定了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》,把能源技术放在优先发展位置,按照自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来的方针。加快推进能源技术进步,努力为能源的可持续发展提供技术支撑,形成先进技术的研发推广体系。
2.2我国可再生能源开发利用现状
从各种能源的实际出发,我国在《可再生能源中长期发展规划》中提出,到2020年可再生能源消费量达到总能源消费量15%;到2050年,我国煤炭、石油与水能的份额大体不变,约占40%、20%和6%;天然气与核能将会增加,天然气由3%增至10%,核能由约1%增至9%,剩余的15%差额要依赖于风能、太阳能与生物质能等非水的可再生能源来解决。从电力供需方面看,发电装机容量中煤电份额仍保持39%,气电份额略有增长,由2%增至5%,水电将由23%降至15%,核电则由增至11%,其余约30%的缺额约7亿kw,几乎要全部依靠非水可再生能源发电的发展。降低煤的份额和增大可再生能源及核能的份额,将是我国能源结构调整的主要发展方向。
参考文献:
[1]刘全根.世界海洋能开发利用状况及发展趋势[J]. 能源工程. 1999(02)
[2]Wolfgang Palz,周鑫发.新能源与可再生能源在未来能源系统中的地位[J]. 能源工程. 1997(01)
[3]张正敏,朱俊生.中国可再生能源开发利用现状及发展前景[J]. 中国能源. 1999(10)
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一、指导思想
坚持以科学发展观为指导,以促进可再生能源建筑应用为重点,全面推进建筑节能工作,大力发展省地节能环保型住宅与公共建筑,建立健全规章制度,完善技术标准,强化监督管理,充分发挥科技的先导和支撑保障作用,促进经济社会全面、协调、可持续发展。
二、基本原则
(一)坚持开发利用与经济社会发展、环境保护相协调。根据经济社会发展需要和资源条件,在保护环境和生态系统的前提下,因地制宜,统筹规划可再生能源建筑应用。
(二)坚持政策激励与市场机制相结合。通过激励政策吸引企业加大投资,提高可再生能源产品科技含量和竞争力。
(三)坚持推广与监管相结合。加强对规划、设计、施工、监理和使用等各个环节的监管,健全监督管理体制,促进可再生能源建筑应用工作开展。
三、工作目标
(一)严格落实《市人民政府办公室关于加快太阳能光热系统推广应用的意见》要求,利用三年时间,使城市太阳能热水器的推广应用普及率达到40%以上,农村达到10%以上。全县乡镇以上新建、改建、扩建的12层及以下的住宅建筑和集中供热水的公共建筑,必须应用太阳能光热系统,确保做到同步规划、同步设计、同步施工、同步验收。鼓励12层以上高层建筑合理采用太阳能光热系统。具备安装条件的公共建筑,必须应用太阳能光热系统。在既有建筑节能改造过程中,鼓励安装太阳能光热系统。
(二)自2009年开始,浅层地能应用取得明显成效,按照优先发展土壤源热泵,积极发展污水源热泵,适度发展地下水源热泵的原则,逐步提高地源热泵系统在城市供暖中多占比例,县规划范围内每年新增浅层地能技术应用建筑面积不少于20万平方米。
(三)推广太阳能光伏发电技术的应用。优先推广光伏技术在住宅小区路灯、景观灯中的应用。
(四)鼓励发展采用太阳能采暖和空调制冷技术,并探索应用太阳能采暖、制冷和热水三联供技术。
(五)鼓励生物质能在农村地区建筑中应用,优先发展沼气能源在供热水、炊事方面的应用。
四、工作要求
(一)设计单位在进行规划和建筑设计时,应根据国家有关规范和技术要求,结合工程具体特点,实施可再生能源利用技术与建筑一体化设计。
(二)可再生能源技术产品安装施工单位应具有相应的专业施工资质,并按照设计图纸和有关规定施工,确保工程质量和安全。
(三)监理单位应做好可再生能源技术产品安装施工的监理工作,认真履行职责,杜绝不按设计图纸施工和应用不合格产品现象。
(四)建设单位应向建筑使用方提供可再生能源技术产品的使用方法、维修及后期管理的有关要求,提品供应商出具的产品合格证并签订维修服务协议,明确后期使用管理过程中的各方责任。
五、保障措施
(一)县可再生能源工作领导小组办公室负责全县可再生能源建筑应用工作的组织实施,组织专家委员会及时对进入我县的可再生能源技术、产品进行考察论证,保证技术先进、质量可靠。
(二)县住建、财政等相关部门要及时制订经济扶持政策,采取减免相关规费,设立可再生能源建筑应用地方配套专项资金,争取可再生能源示范县中央财政补助资金,加大支持力度,鼓励我县可再生能源在建筑中大规模应用。
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2014年9月19日,苏格兰独立公投计票结果公布,55.8%、共1877252名选民对独立说“不”。大英帝国避免了分裂的命运,苏格兰有关能源“独立”的尝试也从一开始就失去了尝试的机会。
除了广为人知的北海石油天然气资源,苏格兰还拥有丰富的风、光等可再生能源资源。一直以来,苏格兰可再生能源的开发路径都是统一与独立两派之间争论的焦点:到底是独立发展可再生能源对苏格兰更有利,还是将可再生能源成本均摊到全体大不列颠王国更符合经济效益的原则?
答案也许并不是最重要的。至少对于埃格岛来说,行动已经率先开始。该岛屿85%――95%的能源都来自于可再生能源。而据埃格岛遗产信托基金称,该岛更是拥有世界上首张完全利用风、水和太阳能发电的可再生能源电网。
英国的酒吧文化源远流长,即便是埃格岛这样只有百余人的弹丸小岛也不会缺乏酒吧的存在。酒吧的屋顶就可以安装光伏,并网发电。岛上无论民宅还是商铺所用电的90%以上都来自可再生能源。水电、风电和太阳能发电为主要发电模式。岛上还有电池系统和两个柴油发电机以备不时之需。而埃格岛已经有好几年没有使用柴油发电机了。
1977年,埃格岛遗产信托基金买下了埃格岛。2007年到2008年间,埃格岛才建立了自己的电网。这之前,岛上用电主要来自柴油发电机、煤炭、煤油,居民们还使用通过轮渡从苏格兰本土运送过来的瓶装气。彼时,电力既昂贵又不可靠。很多居民都不能看电视或者使用电脑。
篇10
关键词:可再生能源;建筑;太阳能;风能;地源热泵;生物质能
Abstract: In view of the application ways and characteristics of the solar thermal utilization, wind energy, ground source heat pump and biomass in construction, this paper puts forward the ways of the energy use and analyzes existing problems of renewable energy in the using course and the future development direction.
Key words: renewable energy; architecture; solar energy; wind power; the ground source heat pump; biomass energy
中图分类号:P754.1文献标识码:A 文章编号:
我国的能源消费量随着经济的发展已经比20世纪80年代翻了一番,目前年耗煤量超过14亿吨[1],成为世界上第二能源消费大国。而建筑能耗已经占全国能源消费总量的25%以上,如何解决建筑自身的能耗已成为人们日益关注的热点。随着2006年1月《可再生能源法》的颁布和实施,我国太阳能、风能等可在生能源利用比例必将大幅的增加,这无疑将更大的推动可在生能源在建筑中的推广和应用[2]。
所谓可再生能源是指风能、太阳能、水力能、生物质能、地热能和海洋能等非化石能源。目前正在兴起的可再生能源技术还有太阳能热电站、海洋热电站、潮汐发电、洋流发电和波浪发电等。然而并非所有的可再生能源都适于在建筑中应用,例如小水电,潮汐发电等在建筑中应用是非常困难的。能够在建筑中应用的可再生能源通常包括:太阳能热利用、风能利用、地源热泵系统和生物质能等。
1.太阳能热利用
太阳内部进行着剧烈的由氢聚变成氦的核反应,并不断向宇宙空间辐射出巨大能量。太阳内部的热核反应目前足以维持60亿年,可以说是“取之不尽、用之不竭”的能源。虽然地面上的太阳辐射能随着时间、地理纬度、气候变化,实际可利用量较低,但是可利用资源仍远远大于满足现在人类全部能耗。太阳能热利用目前应用广泛,也是应用比较成熟和利用效率比较高的可再生能源。其利用方式主要包括以下几种:
第一非玻璃表面集热器。它的集热装置不采用玻璃作为表面吸热器,其形式有铜板铜管、铜鳍片铜管、不锈钢板管、非金属板管(高分子聚合物)。它的主要特点是成本比较低,出水温度也低,工艺比较简单,但是重量轻,主要应用于季节性游泳池的加热和一些不需要太高出水温度的场合。
第二玻璃平板太阳能集热器。平板集热器是在17世纪后期发明的,但直至1960年以后才真正进行深入研究和规模化应用。在太阳能低温利用领域,平板集热器的技术经济性能比较好。但的它质量较大,容易破碎,使用不太方便。
第三真空管集热器。在内玻璃的外表面,利用真空镀膜机沉积选择性吸收膜,把内管与外管之间抽真空,这样就大大减少对流、辐射与传导造成的热损失,使总热损降到最低,这就是真空集热管的基本思路,目前在我国住宅中大量使用这种热水器。
到2006年底,我国太阳能热水器年产量已达1,800万m2,保有量9,000万m2。但是我国的太阳能热水器多集中在建筑的屋顶部分使用,与建筑集成性较差。很多太阳能热水器质量不过关,生产厂家缺乏科研创新能力,导致热水器在低水平重复性的发展,无法与建筑结合紧密,虽然一些较大的厂商在进行与建筑一体化的尝试,目前大都安装在阳台处或屋顶上,整体利用水平还有待提高。
2.风能利用
风速与地理位置有关,就一个地区而言离地面越高风速越大。一般离地面4米的风能就可以利用,离地面15米高处的风能有很高的利用价值,对于高层建筑来说其屋顶的风力利用价值更高。
目前,风力发电机在建筑中应用的比较少,基本上是在屋顶上应用,与光伏发电形成风光互补系统。荷兰的MVRDV事务所设计的2000年汉诺威世博会荷兰馆在其建筑顶部安装了风力发电机,为这栋建筑提供电力[4]。而著名的风力发电机生产商英国的Fortis公司目前也为一个工厂顶部安装了风力涡轮发电机,以提供该厂房的部分电力。
如何使风力发电与建筑更好的结合是建筑师正在努力探索的一个方向,而目前大都停留在计算机模拟和风洞试验的方案阶段。福斯特的风磨体型研究项目试图将风力涡轮发电机整合到多功能的高层建筑中,在这个项目中福斯特利用计算机进行分析,得到了最佳的体型,以产生最大的风力,提高建筑的电力自给能力。如果该项目建成,将为1,500户郊区居民提供足够的电力。进行这方面探索的不仅仅有福斯特,罗杰斯也在进行这方面的探索,在他设计的东京透平塔楼(Turbine Tower)中利用风洞模拟,设计了符合空气动力学的体型。该建筑体型使得经过建筑的风力加速,驱动涡轮风力涡轮发电机发电,为整个大厦提供能源,然而两栋建筑由于种种原因都未能实现。英国的ZED利用计算机模拟建筑的风环境,设计了Flower Tower,这是一个有四座塔楼的摩天楼,建筑师在这座建筑在四个塔楼交汇处安装了垂直轴风力发电机,这种风力发电机可以不受风向的限制,只要风力充足就能产生足够的电能,这样建筑在建成之后就可以不受风向的限制,使风能的利用达到最佳效果。在我国,珠江新城也已经完成了方案设计,这座建筑可以说是将风力发电与建筑完美结合起来,建筑师利用软件对建筑形体与当地风环境进行分析和模拟,得到了最佳的形体。预计这座流线体建筑建成之后其能量可以全部自给自足。
虽然由于种种原因风力发电与建筑的一体化进程缓慢,应用不够广泛,但是随着科技的日益进步和人们能源意识的不断加强,风力发电在建筑中的应用将会得到进一步发展。
3.地源热泵
地源热泵技术是利用地球表面浅层地热资源中吸收的太阳能和地热能而形成的低温、低位热能资源,并利用热泵原理,通过少量的高位电能的输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术,是一种介于中央空调和分散空调之间的优化空调能源方式。它具有中央空调合理利用能源、设备,能效系数高,运行成本低,安全、可靠等优点,又具有分散空调调节灵活、方便、便于管理和收费等优势。
目前国内外普遍采用的地源热泵地下环路的(即地热换热器)埋管方式,有水平埋管、垂直埋管和地下水热泵三种基本的配置形式。
水平埋管是地热换热器管道在浅层土壤中水平埋设。水平埋管占地面积大,而且水平埋管的地热换热器容易受地表气候变化的影响,效率较低,因此这种水平埋管的地源热泵空调系统在多数情况下并不适合我国人多地少的国情。
垂直埋管是地热换热器管道在土壤中垂直埋设地热换热器。其型式和结构的选取应根据实际工程以及给定的建筑场地条件来确定。
地下水热泵系统就是通常所说的深水井回灌式水源热泵系统,其热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水。经过换热的地下水可以排入地表水系统,但为了保证地下水水位,对于较大的应用项目通常要求把地下水回灌到原来的地下水层。
近几年来地下水源热泵系统在我国得到了迅速发展。 尤其在天津等地热资源丰富的地区,新建的小区纷纷使用地源热泵系统。天津市海河新天地小区是其中一个具有代表性的范例,小区内冬季供暖全部采用深水井回灌式地源热泵系统,而且该系统还为其中的商业部分提供夏季的空调制冷。地源热泵系统由于高效节能,一机多用,运行稳定可靠,目前越来越受到人们的重视。
应注意到的是我国有关地源热泵的现成技术资料不多,缺少这方面的设计、生产、安装和维护人员,而且生产相关设备的厂家少,需加强相关技术人才的培养;需向世界上热泵技术比较发达的国家学习,但由于我国气候条件不同,因此不能照搬外国的技术成果,而应注意吸收国外正反经验,合理布局,稳步发展,在条件相对成熟的地区多进行试验和总结。
4.生物质能
生物能大致可以分为两类――传统的和现代的。传统的是指燃烧薪柴所获得的热能,现代生物能是指那些可以大规模用于代替常规能源亦即矿物类固体、液体和气体燃料的各种生物能。巴西、瑞典、美国、英国的生物能计划便是这类生物能的例子。英国的贝丁顿生态小区是一个现代生物质能应用的成功范例。整个小区的生活用电和热水的供应由一台130千瓦的高效燃木锅炉来提供。木材的预计需求量是每年1,100吨,其来源主要是邻近的速生林和周边地区加工木材的废料。而且其计划了稳定的来源,主要是其邻接的生态公园中的速生林。整个小区需要一片3年生的70公顷的速生林,每年砍伐其中的1/3,并补种上新的树苗,如此循环往复。树木在成长过程中吸收了CO2,又在燃烧过程中等量释放出来,这可以说是一种零温室气体排放的清洁能源[5]。许多的国家和地区也在积极的研发利用生物质能的技术,生物质能今后会成为人类的主要能源之一。
随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高,建筑能耗的需求会越来越大,给能源、电力、环境等方面带来越来越大的压力。利用可再生能源来解决这个问题是未来的发展趋势,但可再生能源的应用应根据不同地区的气候特点,不同的使用要求,综合采取多种技术措施,才能更好的解决这个问题。
参考文献:
[1]翟秀静.新能源技术[M].北京: 化学工业出版社.2010.
[2] 戴彦德,任东明. 从我国社会经济发展所面临的能源问看可再生能源发展的地位和作用[J]可再生能源,2009 (2): 42-43.