各种能源的开发利用,为人类的生存发展提供了可能和便利,但随着现代化技术的广泛应用,人类对能源的需求不断增加,依赖程度不断提高。对能源的消耗,使不可再生能源逐渐枯竭,人类的生存环境不断恶化,空气、土壤、水等自然资源的污染越发严重。如何有效节约不可再生能源,开发利用新能源和可再生能源,将是未来人类社会能否持续发展的关键。 据报道,我国是全球人均能源保有量最低的国家之一,人均能源可消费量仅为世界平均水平的一半。但能源利用率却只有30%,比发达国家低约10个百分点。产值能耗比世界平均水平高2倍多,是世界上产值能耗最高的国家之一。 为了促进可再生能源的开发利用,增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展。十届全国人大常委会第十四次会议于2005年2月28日表决通过了《可再生能源法》,并将自2006年1月1日起施行。该法规明确规定“国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域,通过制定可再生能源开发利用总量目标和采取相应措施,推动可再生能源市场的建立和发展”。 可再生能源是本世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一,而太阳能是一种清洁、高效、不需开采和运输、无污染且永不衰竭的可再生能源。本文试就社区太阳能利用问题进行粗浅探讨。
一、太阳能利用现状
目前国际上对太阳能资源已十分重视,许多国家将太阳能资源的利用作为国家可持续发展战略的重要内容。20世纪70年代以来,许多国家掀起了开发利用太阳能等可再生能源的热潮。90年代以来联合国召开了一系列有各国领导人参加的高峰会议,讨论和制定世界太阳能战略规划、国际太阳能公约,设立国际太阳能基金等,推动全球太阳能和其他可再生能源的开发利用。 自上世纪七十年代初开始,美国、俄罗斯、澳大利亚、瑞士、日本等国家先后开发太阳能发电系统并投入应用,目前,全世界已有20余座大型太阳能热发电站正在运行或建设,约有7万家庭安装了太阳能家庭发电设备;利用太阳能发电的光伏发电技术被用于许多需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在,且逐渐由补充能源阶段向替代能源阶段过渡;世界太阳能电池年销售量己超过60兆瓦,电池转换效率15%以上;1997年,美国宣布了太阳能百万屋顶计划,计划到2010年在国内建成100万座太阳能屋顶,欧洲及其他一些国家也相继宣布了各自的太阳能屋顶计划。 我国具有丰富的太阳能资源,太阳能利用起步于上世纪七十年代,80年代以来,太阳能光伏发电的应用得到了快速发展,通过自身开发和引进生产线,目前已形成4.5兆瓦以上的生产能力,转换效率达到10%;推广家用光伏电源约15万台,光伏电池总功率约达2.9兆瓦;到目前为止,全国拥有太阳灶十几万台,太阳能热水器超过150万平方米,建成被动式太阳房上千幢。但我国的太阳能利用仍很低,如住宅太阳能热水器普及率仅有8%,与发达国家的30%-40%的普及率相差甚远。 汕头市位于广东东南部,地处亚热带,日照条件好,太阳热能全天、全年分布均匀,且热能质量好,年平均日照2000-3000小时,日照率高,全年约80%的白天具有采集太阳热能的条件,人口密度大,开发和利用太阳能有着极其有利的自然条件及利用价值。但由于受传统观念及各种条件限制,加上政府对太阳能利用技术的宣传、推广力度不够等因素影响,我市太阳能利用效率及普及率极低,不足全省2%的水平。
二、太阳能利用技术
太阳能利用指太阳能的直接转化和利用。利用半导体器件的光伏效应原理把太阳辐射能转换成电能称太阳能光伏技术。把太阳辐射能转换成热能的属于太阳能热利用技术,再利用热能进行发电的称为太阳能热发电。 l、光伏发电 近年来,世界太阳能光伏技术和光伏产业发展很快,光伏发电已经从解决边远地区的用电和特殊用电,逐步转向并网发电和建筑结合供电,且发展十分迅速。据报道,目前世界光伏产业以31.2%的平均年增长率高速发展。 我国太阳电池的研究始于1958年,1959年研制成功第一个有实用价值的太阳电池。l971年首次成功应用于我国第二颗人造卫星,1973年太阳电池开始在地面应用,1979年开始生产单晶硅太阳电池,80年代中后期,光伏组件生产逐年增加,成本不断降低,市场不断扩大,装机容量逐年增加。应用领域包括了农村电气化、交通、通讯、石油、气象、国防等,解决了许多农村学校、医疗所、家庭照明、电视等用电,对发展边远贫困地区的社会经济和文化发挥了十分重要的作用。 20多年来,我国光伏产业已形成较好基础,但总体水平与国外先进水平相差还很大,主要表现为:⑴生产规模小。我国太阳电池制造厂的生产能力约为0.5-1兆瓦/年,明显低于国外;⑵技术水平低。电池效率、封装水平与国外存在一定差距;⑶专用原材料国产化率低,性能有待改进;⑷成本高。目前我国电池组件成本和售价都高于国外产品;⑸缺乏市场培育和发展所需的政策、法规和措施。 2、太阳能热利用 ⑴太阳能热水器及太阳灶。热水器是太阳能热利用中商业化程度最高、应用最普遍的技术。1998年世界太阳能热水器的总保有量约5400万平方米;在我国,热水器也是太阳能利用中应用最广泛、产业化发展最迅速的领域。据报道,我国2004年太阳能热水器销量突破1200万平方米,整个太阳行业产值超过130亿元,行业正以年20-30%的高增长率发展。亚太银行专家对我国太阳能热水器的利用给出估计:10%的住宅安装太阳能热水器(2平方米/户),热水负荷的75%由太阳能供给,每年可节约3l0亿度电(相当于l050万吨标煤),减排3850万吨CO2。另外,全国拥有太阳灶十几万台,居世界第一位,转换器的性能和使用效果居发展中国家前列。 ⑵太阳能建筑。80年代国际能源组织(IEA)15个国家的专家对太阳能建筑技术进行联合攻关,欧美发达国家纷纷建造综合利用太阳能示范建筑。试验表明,太阳能建筑节能率约75%左右,已成为最有发展前景的领域之一。 我国70年代开始对被动太阳能采暖建筑的研究开发和示范,至今已推广约1000万平方米,被动式太阳房已建成上千幢,开始由群体建筑向住宅小区发展,被动太阳房采暖节能约60-70%,平均每平方米建筑面积每年可节约20-40公斤标煤,发挥着良好的经济和社会效益,但在技术水平上同国外还有相当大的差距。目前,国家经贸委正会同建设部和国家标准化管理委员会等有关单位制定与建筑结合的太阳能热水器屋顶构件国家标准,并将在联合国基金的支持下,组织实施太阳能与建筑一体化示范工程。在南京和上海等大城市,许多房地产开发商和太阳能供应商已开始联手营造太阳能住宅新模式,使太阳能采暖和热水器真正纳入建筑设计标准和规范,通过强制性政策法规,逐步实现民用建筑必须有太阳能设计才可批准施工。预计到2010年和2030年分别实现民用建筑太阳房达到10%和30%。太阳能将由单独购买安装向小区集中统一安装及商用集中供热供水工程安装转变。 ⑶太阳能热发电。我国太阳能热发电技术的研发始于上世纪70年代末,由于工艺、材料、部件及相关技术未得到根本解决,加上经费不足,研究工作先后停止,目前与国外差距很大。国家已计划在2000-20l0期间进行兆瓦级样机研制及示范,20l0-2030期间进行10-100兆瓦级商业性示范,2030-2050期间进行l000兆瓦级商业化推广应用。
三、社区推广太阳能利用的几点建议
在政府的大力支持下,汕头市华能集团近期在南澳开工建设全国规模最大的太阳能发电工程,总投资预计450万元,该工程利用现有风电场内变配电网络并入电网,为汕头合理充分利用太阳能发电提供可能,南澳由此也成为国内最大风力光伏互补并网发电研发基地。而作为社区,如何大力推广太阳能利用,笔者有以下几点建议: 1、发挥政府职能,制定政策法规,维护合法权益。国家已出台了《可再生能源法》,并明确规定“鼓励各种所有制经济主体参与可再生能源的开发利用,依法保护可再生能源开发利用者的合法权益”。广东省政府通过制定《广东省节约能源条例》等法规,从政策上保证太阳能利用的合法性。 开发利用太阳能是新时期的大势所趋。汕头市作为一级地方政府,应积极响应,结合实际,制定相关的政策法规,给予政策扶持;对有研发能力、有专利技术和独立知识产权的企业,给予贷款支持,培育一批大型骨干太阳能企业;对政府性资金投资的工程项目,如体育场馆、医院、学校等,当需要供应热水时,在项目审批时应明确使用太阳能热水器节能技术;对居民小区太阳能热水器的安装、使用等作出若干规定,减少“楼顶纠纷”,对无理干预安装使用太阳能热水器的不法分子给予严厉处理,维护正常开发、利用太阳能资源群体的合法权益;要制定太阳能热水器与建筑紧密结合的设计规范;对新建小区统一规划,加强住房建设中使用太阳能的配套性,如预留太阳能管道、屋顶统一施工安装等,既保证小区的美观统一,又充分利用太阳能。 2、加大宣传力度,减少公众误解。政府部门应重视太阳能推广普及的宣传工作,通过地方科普网、电视科普节目、报纸、广播、标语等宣传工具,增加宣传力度,让全社会对太阳能利用有新的认知。在宣传中,可针对市民不使用太阳能热水器的原因(如安装成本高不合算、小区管理部门不同意、所住楼层低担心阳光不足等),通过介绍典型事例,给市民算经济账,让市民直观感受使用太阳能的好处。据太阳能经销商介绍,购买安装一台家庭式太阳能热水器需3500—4000元左右,使用寿命在15年以上,在此过程无需耗费煤气,碰上阴雨天只要稍微通电加热即可解决热水问题,一平方米太阳能热水器每年可节约用电700—800度,节省的费用巨大。 3、开展技术革新和技术革命,提高产品竞争力。针对本省本地太阳能热水器生产企业规模小、产品单一,质量无保证,企业竞争力不及山东、浙江等地企业;太阳能销售商诚信度低,售后服务不到位;太阳能热利用技术研发力量薄弱,太阳能与建筑一体化技术尚未取得有效进展等因素。加大资金投入,提高研发能力,改进生产工艺,开发创新产品,提高产品竞争力;开展诚信教育,提高售后服务质量,以满足广大社区民众需要。 4、完善太阳能住宅配套设施,让配套设施与建筑设计对接。太阳能热水器的尺寸和安装与整个建筑的安全和美观密切相关,目前,我市很多太阳能热水器是居民在住宅竣工后各自在楼顶安装,与建筑外观不能协调一致,而部分开发商也以影响安全和美观为由禁止居民在楼顶安装太阳能热水器。 营造太阳能住宅将是新世纪住宅建筑的新亮点。我国部分大城市已开始实施并已取得良好效果。如上海市已提出新建住宅要应用十项“四新”技术;南京一房地产开发商利用建设部与太阳能协会在当地召开“太阳能与建筑结合”研讨会的契机,提出太阳能与建筑完美结合的设想并加以实施,取得了良好的经济效益和社会效益:据报道,该开发商新开发的小区建筑物安装有一排排的真空集热管,屋面看不见水箱和支架,外观整齐、美观,真正做到了太阳能与建筑融为一体;建筑物内部铺设有专门的热水管道,这些管道像自来水管一样,接入各家各户,居民只要在家拧开热水管就有热水,使用十分方便;而整个小区的环境没有受到任何破坏。楼盘一经开发,销售业绩明显优于它人。 太阳能住宅建筑技术的开发,为其利用提供了可能,我市各建筑商应抓住市场机遇,尽快将太阳能利用的新技术应用于住宅小区的建设,虽然建筑造价可能比一般住宅高,但相信消费者经过精心计算会发现购买太阳能住宅比普通住宅更实惠、安全、卫生、环保。
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