发布时间:2024-01-03 14:57:18
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首先,从中国可再生能源的发展现状来看,中央制定的政策相对比较谨慎。
中央政府对于可再生能源的发展有几个具体的思路。其一是财政补贴,类似“金太阳计划”,每瓦补助十至二十几元,更有效的办法是把高于现有电价的差价用电网分摊,每个电力用户负担一点义务。目前的政策是每度电里拿出4厘钱补贴可再生能源发电。
然而,这个支持政策会受到中央财力的约束。按这个补贴规模计算,在2009年,全国最多可以拿出100多亿元补贴可再生能源发电,这远远不及可再生能源的发展速度。
在财政补贴之外,中央对于可再生能源,给予了一定的政策空间和限制。
为了保障可再生能源的有序发展,国家制定了《可再生能源法》,同时制定了总体规划,设定总量目标。最近,有关部门正在完善的《战略性新兴产业规划》中提及,到2020年,风力发电的装机容量是1.5亿千瓦,光伏发电的装机容量将是2000万千瓦。
政策的制定,是向社会公布国家设定的可再生能源的总量目标是多大。这意味着国家给出了多大的市场空间,也表示国家支持什么,限制什么。如果不按照这个目标而过于扩张,国家的财政能力会进行限制,可能就会走起来碰到困难。
例如,按照《可再生能源法》,国家在总量目标规划范围内有全额保障性收购计划,超过了总量目标,政府就没能力收购了,政府强调规划的背后,是可再生能源的发展,要和国情能力匹配。
其次,我们必须同时正视,从可再生能源发展的实践中看,地方政府明显有些激进。
截至目前,可再生能源已经缔造了很多遭到地方政府疯抢的全新概念,比如“风电三峡”、“中国太阳城”等等。
现在各地政府发展可再生能源的步子明显偏快,全国各地都在搞新能源产业基地,已经搞了100多个了,而且规模都非常庞大,每个都要做成国内乃至世界一流的,这就脱离了国情,脱离了市场的容纳能力。
这一方面表明了可再生能源热潮在持续升温,另一方面也预示着地方和中央两方面的可再生能源发展,形成了一定的温差。地方的热情明显高于中央政策,很多地方甚至没有搞清楚可再生能源的现状就盲目上马项目。
地方的冲动,有可能导致可再生能源将经历相对过剩的过程。
再次,应该用市场化的手段调解可再生能源发展速度和规模,行政支持应更多地运用到规划和技术研究等方面。
中国发展可再生能源,主要措施是扩大产能,拼命扩张,在核心技术发展方面却做得不够。
从中央的政策层面看,应该考虑如在国情许可的前提下,培育可再生能源的市场。用市场化的手段调解可再生能源发展速度和规模。
政府应该在可再生能源规划和研究等方面,投入更多的支持。
可再生能源。泛指多种取之不竭的能源,严谨来说,是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。随着能源危机的出现,人们开始发现可再生能源的重要性。太阳能、地热能、水能、风能、生物质能、潮汐能等,所有人类活动的基本能源都来自太阳,透过植物的光合作用而被吸收。
不可再生能源。泛指人类开发利用后,在现阶段不可能再生的能源资源,叫“不可再生能源”。如煤和石油都是古生物的遗体被掩压在地下深层中,经过漫长的地质年代而形成的,故也称为“化石燃料”,一旦被燃烧耗用后,不可能在数百年乃至数万年内再生,因而属于“不可再生能源”。
(来源:文章屋网 )
前言
伴随着经济的快速发展,中国对能源的巨大需求正在对世界经济产生巨大的影响。在中国出口增长的同时,高耗能高污染的发展模式也日益成为中国人担忧的对象。
为此,本版近期特推出“可持续发展”系列,共8篇,聚焦新能源及环保主题,希望引起读者的进一步关注。
新能源是相对于长期广泛使用、技术上成熟的常规能源(如煤、石油、天然气、水能、核能等)而言,已经开发但还不能大规模使用或正在研究试验、尚需进一步开发的能源。
新能源开发空间有待拓展
新能源包括海洋能、太阳能、风能、地热能、生物质能、氢能等等。也就是目前通常说的可再生能源(水电除外)。新能源技术在世界上得到不同程度的应用,例如太阳能的光热转换,光电转换,地热直接应用,生物发酵及热分解以制取沼气和气体燃料,潮汐发电技术等等。
中国《可再生能源法》确立了可再生能源(新能源)发展的基本法律制度体系。自2006年1月1日正式实施以来,对可再生能源投资投入和可再生能源制造业的发展起到了积极的推动作用。它比较完整地规定了可再生能源开发利用的法律制度,有益于解决中国日益突出的能源供需矛盾和环境恶化问题。
除了《可再生能源法》,国家发改委还牵头在可再生能源发展的政策措施方面做了许多工作。例如制定了2010年可再生能源发展目标,颁布了《可再生能源发电有关管理规定》、《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》、《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》和《可再生能源产业发展指导目录》。发改委还与财政部等有关部门联合颁布了《促进风电产业发展实施意见》、《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理,促进产业健康发展的通知》和《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》。此外,风能和生物质能资源的普查工作也正在进行中。
可再生能源是指在自然界中可以再生的能源资源。它清洁且对环境无害或危害很小,其另一特性是分布广泛,适宜就地开发利用。2007年中国风电装机累计已达到605万千瓦,在建420万千瓦,该年的装机比过去20年总和还要多。但相对于中国目前的能源资源和环境问题,业界对可再生能源的发展速度仍不满意。可再生能源在中国电力工业中仅占很小的比例。到2006年底,全国水电装机容量1.3亿千瓦,占全国总发电装机容量的21%。对于大型水电是否列为可再生能源,仍有争论。然而,除水电以外的可再生能源所占比重尚不足1%。
可再生能源发展缓慢的原因
可再生能源发展缓慢的原因主要是它相对高的成本和所需的电价。可再生能源的发电成本一般比煤电高,生物质能发电为1.5倍,风力发电为1.7倍,光伏发电为11-18倍。可再生能源发展迟缓,与快速增长的火发电装机容量相比微乎其微,因此比例可能进一步减小。以风能为例,中国风能资源相对丰富,据估计可开发利用的风能储量约10亿千瓦,其中,陆地风能资源约2.5亿千瓦,海上7.5亿千瓦。中国推动风能发电近十年了,尽管近期增长较快,然而风电装机容量也只有约605万千瓦。
可再生能源发展的焦点集中在降低成本,这是共识。然而,过度关注成本和所需的电价,是中国可再生能源战略的一个误区。表现在,一是过于迫切降低成本而急切要求设备国产化,二是对可再生能源电价控制过紧。中国的可再生能源必然有一个大发展,这一点不应当怀疑。但是,开发时间和速度很重要,这应当是可再生能源战略乃至能源战略的一个重点。简单地说,无论利用不利用,风一直在吹,阳光普照。但是,煤越挖越少,大气污染排放越来越多。
大规模地降低可再生能源成本,显然需要设备国产化。但是,设备国产化有一个先引进技术还是先做成市场规模后再国产化的选择。在市场规模很小的情况下,引进技术需要政府行为和干预。除了扭曲市场之外,引进可能是一个相对漫长的谈判过程。相反,有了市场规模,国产化必然随之而来,且速度很快。以火电30万和60万千瓦机组设备为例,当笔者10年前做30万千瓦和60万千瓦机组的电厂项目时,设备基本进口,政府并没有刻意要求国产化。事实是,几年前30万和60万千瓦设备已基本国产化。大市场吸引了技术,造就了中国30万和60万千瓦发电设备的制造能力。另一个问题是行政控制电价。行政主管部门对于风能项目的电价实行特许权招标,企业则为了获取项目压低竞标电价,以不到0.4元/kWh中标。而根据风电的基本情况测算,除了自然条件特别好的风场,加上特别乐观的假设之外,能够达到商业要求的风电价格都应该超过0.6元/kWh。经验证明,中标企业可能没有想真正地按建设承诺经营这些风电场,而是先拿下项目,慢慢做,或等待政策,或再与政府讨价还价。当然,为装饰门面,亏本建设经营风电的企业,可能有,但不多。
在可再生能源的成本和价格问题上,必须包括环境治理成本以及资源耗尽溢价。环境治理成本很容易理解,资源耗尽溢价则需要解释。涉及对能源矿藏等不可再生资源的开采,经济分析中要计算资源利用的经济成本。由于这些资源无法再生,被耗尽时必须用进口或国内替代品来替代,因此资源利用的机会成本包括了资源耗尽后其替代品的成本。耗尽溢价或费用可根据经济价格和年开采量占总储量的比例来确定,该溢价与经济开采成本相加后就得到使用不可再生资源的总经济成本。如果在可再生能源定价时,将目前的可再生能源成本价格,扣去用煤发电的环境治理成本和资源耗尽溢价,可再生能源的价格不会比煤电高。
此外,还应当动态地来看可再生能源成本和价格问题,不应当将目前国家批给可再生能源的价格看成是一成不变。长远的看,不可再生能源发电价格会上涨。因为,不可再生能源资源价格会因为稀缺和增加环境治理成本而上行,而可再生能源的价格则可能由于技术进步和市场规模带来的迅速国产化而下行。现在认为被批高了的电价,以后可以下调。除非价格当局认定已经批复的价格永远不变,但是这样一来,那能源价格还改革什么?
当然,许多价格上的考虑是出于对提高目前电价水平的担忧。这种担忧是合理的,但至少在现阶段不能成为阻碍可再生能源发展的原因。因为,以目前可再生能源占发电
的极小份额(大水电除外)来看,可再生能源电价再高一些并不足以影响整个电价水平。
可再生能源的优点已为越来越多的人所了解和接受。推广应用可再生能源,对促进社会经济可持续发展以及构建和谐社会举足轻重。在资源紧张的现实条件下,建设资源节约型和环境友好型社会,大力发展可再生能源是中国社会的共同选择,也是电力工业可持续发展之路的重要途径。近年来,中国政府已经从战略高度采取了一系列重大举措,加快可再生能源的开发利用。
《可再生能源法》2006年1月1日正式生效以来,虽然不尽人意,但为可再生能源发展提供了一个法律框架。中国可再生能源中长期发展规划也明确提出,到2020年可再生能源发电装机容量(包含大水电)将占总装机容量的30%以上。实现这个目标,必须加快可再生能源发展的步伐。国家发改委决定在2005-2007年间设立可再生能源和新能源高技术产业化专项资金,主要用于鼓励风力发电、太阳能光伏发电、太阳能供热和地热泵供热。这些政策和规划为可再生能源的大发展奠定了良好的政策基础。在降低可再生能源成本方面,还有其他一些措施,如通过平摊电价或实行价格补偿等机制,计划增加科技投入,提高可再生能源的市场竞争力。
推广可再生能源发展的关键因素
经验证明,可再生能源的发展相对缓慢,需要特殊政策和努力去推广应用。显然,科技攻关,降低生产成本,是推广可再生能源应用和发展的关键。但是,当前中国经济发展的高投入、高能耗、高污染、低效率的粗放式增长方式造成中国能源后备储量不足,资源过快消耗,从而影响能源安全和长远发展。发展可再生能源势在必行,而且时间和速度都很重要。
“十一五”计划确定了单位GDP能耗比“十五”期末降低20%左右的发展目标。发展可再生能源是有助于实现这一目标的一项重要措施。目前风电装机容量已经超过了“十一五”末期的500万千瓦规划目标,但是与可开发利用的约10亿千瓦风能储量和每年8000万千瓦火电装机相比,是一个小数字。发展速度是不是能再快一些,政策能不能更优惠些,措施能不能更有力些?比如,采取风电强制入网和收购政策,强制某一电网范围可再生能源的份额,还有其它一些激励可再生能源发展的税收优惠政策和贷款优惠政策。
社会发展需要资源与能源的支持,但经过多年来开采与发掘,许多传统能源已经陷入紧缺的境况,加之传统能源的污染性,人居环境日渐恶劣,新能源与可再生能源的开发迫在眉睫。我国目前能源发展已经步入稳定上升时期,高校新能源与可再生能源课程的重要性越来越大,然而这一课程的设置却仍然存在许多问题,落后于其他国家的人才培养模式和不明确的课程内容设置阻碍了课程教学的进步,加之对该课程的科研实践与理论探究结合较弱,新能源与可再生能源课程教学的现状不容乐观,因此,教师应当明确该课程的重要性,用发展和探究的眼光看待,从而找到针对性的改革方法,提高课程的有效性。
一、新能源与可再生能源课程教学的现状
1.人才培养模式较为落后
就目前新能源与可再生能源课程教学的情况来看,我国的人才培养模式仍然较为落后,近年来虽然许多高校增开了新能源与可再生能源的专业,但主要以核能相关专业为主,如核物理、核工程与核技术等,不仅如此,一些高校虽然增开新能源与可再生能源课程,但这些课程大多是基于原本能源基础课程之上的选修课,作为新能源课程的补充教学,缺乏针对性,使得课程内容的设置缺少科学性,专业性也不够强,与国家对这一方面人才的需求不匹配。
2.课程内容设置仍不明确
新能源与可再生能源课程的设置应紧密结合人才的培养目标,在着重介绍新能源和可再生能源基础理论知识的同时增开生物质能相关内容,而当前我国高校的新能源和可再生能源课程内容相对来说比较片面,重点普遍都放在对传统能源的升级改造方面,对基础理论知识的讲解也比较片面,缺乏时代性和前瞻性,我国正处于高速发展的新时期,对能源的需求量会越来越大,但这种缺乏专业性特点的新能源与可再生能源课程内容设置一定程度上阻碍了新能源专业人才的进步。
3.理论与实践结合程度低
理论指导实践,实践验证理论的有效性,对于新能源与可再生能源课程来说这一点尤为重要。在世界范围内新能源的研究有条不紊,但新能源的教育教学方面却还跟不上时代进程,我国高校新能源与可再生能源课程的教学仍然以理论为主要讲解内容,非常缺乏与实践的结合,使得学生常常熟知理论知识却难以进入今后工作的实际应用,对该课程的有效性和未来发展十分不利。
4.新能源与可再生能源课程教学开展优势及其发展趋势
众所周知,当前能源消耗是世界所面临的问题,如果依靠现有不可再生资源,在未来的几十年乃至几百年可能会造成资源干枯,人类也将面临巨大的灾难,因此,为了避免这个问题,需要不断地研发新能源和可再生能源,而学生作为国家未来的人才,应积极开展新能源与可再生能源课程,引起学生对能源的重视。另外,系能源与可再生能源课程教学开展,可以通过系能源代替原有的能源,如,太阳能、风能等新能源的使用,而且这些事取之不尽用之不竭的能源。其中太阳能产品如:太阳能热水器,不仅节省了大量的电力能源,而且相比于电热水器,具有较高的安全性。在未来的发展中,太阳能、风能等新能源与可再生能源在未来工业、农业、电力等多个行业发展中势必会起到至关重要的效果。
二、针对新能源与可再生能源课程教学现状的改革方法
1.创新人才培养模式
针对人才培养模式落后的问题,首先就是要进行创新,不仅要创新培养模式,还要创新培养目标,设定更符合国家发展战略需要的目标,提高学生的科学探究精神,在这一方面,新能源与可再生能源课程教学应当加强对学生的人文素养培养,提高学生对这方面知识的实际应用能力,避免片面而短期的课程设置,对于一些专业水平较强的高校及专业来说,新能源课程不应局限于选修课,而是要增开到必修课当中,让学生充分而具体的学习,掌握新能源与可再生能源与传统能源之间的过渡,培养创新型、应用型的专业性人才。
2.明确课程专业特点
少数高校开设了风能、动力工程、太阳能、光伏等相关专业,这些新能源技术已经趋于成熟,但仍然不完善,有关生物质能的专业也少之又少,能够招收新能源专业学生的院校也较为匮乏,针对这一问题,教师在进行新能源与可再生能源课程教学时应当明确这些专业的课程特点,采用具有针对性的教学策略,例如,对动力工程专业学生教学时,着重讲解新能源与可再生能源的开发,紧密结合培养目标,这一专业的学生毕业后通常会从事技术研发工作,因此,学生对这一课程的知识体系构建才是该专业的核心教学课程内容。例如,可以根据学校课程实际发展情况,适当开展如半导体物理、物理化学、生物学等比较基础的一些课程,并要求学生必须完成基础课程之后,才能继续进行“新能源、可再生能源”专业课程的学习,这样保证学生在掌握基础原理的基础上,对新能源以及可再生能源的理解更加深入,易于学生对新型能源、可再生能源的创新。
3.加强科研实践结合
实践是检验理论的重要标准,新能源与可再生能源课程教学的过程中,应当加强科研实践与理论知识的结合,加入与节能环保有关的工程实践,并在实践的环节中导入新能源与可再生能源的全新的科研成果,让学生根据科研成果深入探究该课程的内涵,掌握新能源与可再生能源的产生与转化过程,全力探寻提高新能源与可再生能源转化效率提升的有效方式,在提高学生学习能力的基础上提升学生的创新能力,使学生能够在今后的学习、工作与生活中逐渐形成解决实际问题的能力,从而提高课程教学的效率。
三、结语
新能源与可再生能源课程是顺应我国发展需要而增设的高校课程,能够为国家输送这一领域的高素质人才,而这一课程的教学目前还存在许多问题,高校与教师应当协同合作,完善人才培养模式,提高课程的专业针对性,进一步加强科研实践与基础理论的结合程度,保证该课程开设的有效性,提高学生的综合素质。
参考文献:
[1] 张巧杰,白连平.“新能源导论与创新实践”教学体会与实践[J]. 中国电力教育. 2013(27).
前言
伴随着经济的快速发展,中国对能源的巨大需求正在对世界经济产生巨大的影响。在中国出口增长的同时,高耗能高污染的发展模式也日益成为中国人担忧的对象。
为此,本版近期特推出“可持续发展”系列,共8篇,聚焦新能源及环保主题,希望引起读者的进一步关注。
新能源是相对于长期广泛使用、技术上成熟的常规能源(如煤、石油、天然气、水能、核能等)而言,已经开发但还不能大规模使用或正在研究试验、尚需进一步开发的能源。
新能源开发空间有待拓展
新能源包括海洋能、太阳能、风能、地热能、生物质能、氢能等等。也就是目前通常说的可再生能源(水电除外)。新能源技术在世界上得到不同程度的应用,例如太阳能的光热转换,光电转换,地热直接应用,生物发酵及热分解以制取沼气和气体燃料,潮汐发电技术等等。
中国《可再生能源法》确立了可再生能源(新能源)发展的基本法律制度体系。自2006年1月1日正式实施以来,对可再生能源投资投入和可再生能源制造业的发展起到了积极的推动作用。它比较完整地规定了可再生能源开发利用的法律制度,有益于解决中国日益突出的能源供需矛盾和环境恶化问题。
除了《可再生能源法》,国家发改委还牵头在可再生能源发展的政策措施方面做了许多工作。例如制定了2010年可再生能源发展目标,颁布了《可再生能源发电有关管理规定》、《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》、《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》和《可再生能源产业发展指导目录》。发改委还与财政部等有关部门联合颁布了《促进风电产业发展实施意见》、《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理,促进产业健康发展的通知》和《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》。此外,风能和生物质能资源的普查工作也正在进行中。
可再生能源是指在自然界中可以再生的能源资源。它清洁且对环境无害或危害很小,其另一特性是分布广泛,适宜就地开发利用。2007年中国风电装机累计已达到605万千瓦,在建420万千瓦,该年的装机比过去20年总和还要多。但相对于中国目前的能源资源和环境问题,业界对可再生能源的发展速度仍不满意。可再生能源在中国电力工业中仅占很小的比例。到2006年底,全国水电装机容量1.3亿千瓦,占全国总发电装机容量的21%。对于大型水电是否列为可再生能源,仍有争论。然而,除水电以外的可再生能源所占比重尚不足1%。
可再生能源发展缓慢的原因
可再生能源发展缓慢的原因主要是它相对高的成本和所需的电价。可再生能源的发电成本一般比煤电高,生物质能发电为1.5倍,风力发电为1.7倍,光伏发电为11-18倍。可再生能源发展迟缓,与快速增长的火发电装机容量相比微乎其微,因此比例可能进一步减小。以风能为例,中国风能资源相对丰富,据估计可开发利用的风能储量约10亿千瓦,其中,陆地风能资源约2.5亿千瓦,海上7.5亿千瓦。中国推动风能发电近十年了,尽管近期增长较快,然而风电装机容量也只有约605万千瓦。
可再生能源发展的焦点集中在降低成本,这是共识。然而,过度关注成本和所需的电价,是中国可再生能源战略的一个误区。表现在,一是过于迫切降低成本而急切要求设备国产化,二是对可再生能源电价控制过紧。中国的可再生能源必然有一个大发展,这一点不应当怀疑。但是,开发时间和速度很重要,这应当是可再生能源战略乃至能源战略的一个重点。简单地说,无论利用不利用,风一直在吹,阳光普照。但是,煤越挖越少,大气污染排放越来越多。
大规模地降低可再生能源成本,显然需要设备国产化。但是,设备国产化有一个先引进技术还是先做成市场规模后再国产化的选择。在市场规模很小的情况下,引进技术需要政府行为和干预。除了扭曲市场之外,引进可能是一个相对漫长的谈判过程。相反,有了市场规模,国产化必然随之而来,且速度很快。以火电30万和60万千瓦机组设备为例,当笔者10年前做30万千瓦和60万千瓦机组的电厂项目时,设备基本进口,政府并没有刻意要求国产化。事实是,几年前30万和60万千瓦设备已基本国产化。大市场吸引了技术,造就了中国30万和60万千瓦发电设备的制造能力。
另一个问题是行政控制电价。行政主管部门对于风能项目的电价实行特许权招标,企业则为了获取项目压低竞标电价,以不到0.4元/kwh中标。而根据风电的基本情况测算,除了自然条件特别好的风场,加上特别乐观的假设之外,能够达到商业要求的风电价格都应该超过0.6元/kwh。经验证明,中标企业可能没有想真正地按建设承诺经营这些风电场,而是先拿下项目,慢慢做,或等待政策,或再与政府讨价还价。当然,为装饰门面,亏本建设经营风电的企业,可能有,但不多。
在可再生能源的成本和价格问题上,必须包括环境治理成本以及资源耗尽溢价。环境治理成本很容易理解,资源耗尽溢价则需要解释。涉及对能源矿藏等不可再生资源的开采,经济分析中要计算资源利用的经济成本。由于这些资源无法再生,被耗尽时必须用进口或国内替代品来替代,因此资源利用的机会成本包括了资源耗尽后其替代品的成本。耗尽溢价或费用可根据经济价格和年开采量占总储量的比例来确定,该溢价与经济开采成本相加后就得到使用不可再生资源的总经济成本。如果在可再生能源定价时,将目前的可再生能源成本价格,扣去用煤发电的环境治理成本和资源耗尽溢价,可再生能源的价格不会比煤电高。
此外,还应当动态地来看可再生能源成本和价格问题,不应当将目前国家批给可再生能源的价格看成是一成不变。长远的看,不可再生能源发电价格会上涨。因为,不可再生能源资源价格会因为稀缺和增加环境治理成本而上行,而可再生能源的价格则可能由于技术进步和市场规模带来的迅速国产化而下行。现在认为被批高了的电价,以后可以下调。除非价格当局认定已经批复的价格永远不变,但是这样一来,那能源价格还改革什么?
当然,许多价格上的考虑是出于对提高目前电价水平的担忧。这种担忧是合理的,但至少在现阶段不能成为阻碍可再生能源发展的原因。因为,以目前可再生能源占发电
的极小份额(大水电除外)来看,可再生能源电价再高一些并不足以影响整个电价水平。
可再生能源的优点已为越来越多的人所了解和接受。推广应用可再生能源,对促进社会经济可持续发展以及构建和谐社会举足轻重。在资源紧张的现实条件下,建设资源节约型和环境友好型社会,大力发展可再生能源是中国社会的共同选择,也是电力工业可持续发展之路的重要途径。近年来,中国政府已经从战略高度采取了一系列重大举措,加快可再生能源的开发利用。
《可再生能源法》2006年1月1日正式生效以来,虽然不尽人意,但为可再生能源发展提供了一个法律框架。中国可再生能源中长期发展规划也明确提出,到2020年可再生能源发电装机容量(包含大水电)将占总装机容量的30%以上。实现这个目标,必须加快可再生能源发展的步伐。国家发改委决定在2005-2007年间设立可再生能源和新能源高技术产业化专项资金,主要用于鼓励风力发电、太阳能光伏发电、太阳能供热和地热泵供热。这些政策和规划为可再生能源的大发展奠定了良好的政策基础。在降低可再生能源成本方面,还有其他一些措施,如通过平摊电价或实行价格补偿等机制,计划增加科技投入,提高可再生能源的市场竞争力。
推广可再生能源发展的关键因素
经验证明,可再生能源的发展相对缓慢,需要特殊政策和努力去推广应用。显然,科技攻关,降低生产成本,是推广可再生能源应用和发展的关键。但是,当前中国经济发展的高投入、高能耗、高污染、低效率的粗放式增长方式造成中国能源后备储量不足,资源过快消耗,从而影响能源安全和长远发展。发展可再生能源势在必行,而且时间和速度都很重要。
“十一五”计划确定了单位gdp能耗比“十五”期末降低20%左右的发展目标。发展可再生能源是有助于实现这一目标的一项重要措施。目前风电装机容量已经超过了“十一五”末期的500万千瓦规划目标,但是与可开发利用的约10亿千瓦风能储量和每年8000万千瓦火电装机相比,是一个小数字。发展速度是不是能再快一些, 政策能不能更优惠些,措施能不能更有力些?比如,采取风电强制入网和收购政策,强制某一电网范围可再生能源的份额,还有其它一些激励可再生能源发展的税收优惠政策和贷款优惠政策。
【中图分类号】F451 【文献标识码】A
中国和俄罗斯的能源合作是双方全面战略协作伙伴关系持续发展的重要组成部分。中俄能源合作是长期的、全面的、战略性的,双方在地缘、资源、市场、技术等方面互补性强,合作潜力巨大。未来的能源合作需要从目前的石油、天然气,向煤炭、电力、可再生能源及提高能源利用效率等领域进一步深入。笔者拟通过俄罗斯可再生能源发展的现状及潜力、俄罗斯在可再生能源领域的政策法规及国际投资,探讨中俄在可再生能源领域合作的可能性。
中俄两国的能源结构都亟需改善
目前,中俄两国的能源结构都有亟需改进的地方。2013年BP 的统计数据显示,中国的煤炭在一次能源中所占比例过高,达到68.5%,天然气、核能和可再生能源的比例过低;俄罗斯则是高度依赖天然气,除水电以外的可再生能源比例过低。水电是俄罗斯主要的可再生能源,但年发电量只有 85 亿千瓦时(不含装机容量25兆瓦以上水电站),占全国发电总量不到1%。俄罗斯不包含水电的可再生能源消费量只有10万吨油当量,作为仅次于中国和美国的世界第三大能源消费国,与其每年6.94亿油当量的一次能源消费相比,几乎可以忽略不计。2012年俄罗斯的发电量为1066.4太瓦时,列世界第四位,仅次于中国的4937.8太瓦时、美国的4256.1太瓦时和日本的1101.5太瓦时。但俄罗斯的太阳能和生物能尚无供电能力,风电装机容量还不到1万千瓦,地热能装机总容量8万千瓦。
实际上,俄罗斯优越的自然资源完全具备发展可再生能源的条件,且潜力巨大。风能和太阳能可以增加俄罗斯的能源供给,同时还可以为那些无法接入电网的地区提供电能;茂密的森林和大片耕地可以提供生物质能;东部地区大量的河流、白海和鄂霍茨克海有着巨大的潮汐能潜力;北高加索和堪察加半岛可以发展地热能。
人们通常认为俄罗斯发展可再生能源的动力不如美国和欧盟那么明确:美国是为了减少对中东石油的依赖,而欧盟则是为了减少对俄罗斯天然气的依赖。作为一个能源生产和出口大国,俄罗斯没有动力去发展可再生能源。但考虑到俄罗斯能源价格提升的困难较大,加之未来天然气和石油产量减少,IEA判断俄罗斯目前可能已经处于产量高峰期,2020年产量会逐步下降,到2030年将下降到4.85亿吨左右。因此,从长期看,为了实现经济可持续发展,俄罗斯需要进行经济结构的调整,其中关键就是能源发展战略必须从传统模式向可再生能源转变,逐步减少对传统石油、天然气的依赖。
俄罗斯能源政策开始向发展可再生能源转变
在大力发展可再生能源以替代化石能源已经成为全球共识的大背景下,俄罗斯能源政策也开始转变。其实俄罗斯早在1996年就颁布了第一部《节能法》,由此开启了其能源利用方式转变的相关探索。此后,还通过了诸多针对节能的指令性文件,并指定当时的燃料与能源部作为主管部门,负责资源的有效利用事宜。2003年通过《电力法》,标志着俄罗斯电力改革正式启动,逐步打破垄断,按照市场价格出售电力。尽管尚属于试验阶段,也遇到诸多阻力,但表明俄罗斯在能源结构转型中已经走出了市场化发展的第一步。俄罗斯于2004年正式签署《京都议定书》,同时承担《京都议定书》所规定的减排任务―把俄罗斯温室气体排放量维持在1990年的水平。由于当时其温室气体排放量远低于1990年的水平,俄罗斯认为可以较长时间轻松完成《京都议定书》的指标。
但随后俄罗斯经济出现了强劲复苏的态势,由于经济发展依然主要依靠化石能源,造成温室气体排放的急剧增加。BP的数据显示,2012年,俄罗斯二氧化碳排放量仅次于中国、美国和印度,居世界第四,为17.04亿吨碳当量。尽管目前俄罗斯的温室气体排放不会超过《京都议定书》的基准水平,但已有专家预测,2020年俄罗斯的温室气体排放将达到1990年的基准水平,甚至有可能最多超过基准水平的14%。因此,进行能源结构调整,减少温室气体排放,保证其经济稳定发展也成为当前俄罗斯政府必须考虑的问题,而发展可再生能源是一个必然的选择。
2008年6月4日,时任总统梅德韦杰夫签署了一项法令,旨在鼓励提供环境友好和资源节约技术的应用。该法令还呼吁联邦政府预算要对可再生能源提供资金和补贴。这表明俄罗斯国内能源政策也开始关注石油和天然气以外的可再生能源领域。绿色和平组织俄罗斯能源小组的专家就认为,俄罗斯发展可再生能源,技术和资金问题不大,唯一限制俄罗斯可再生能源发展的因素是缺乏相关法律。俄罗斯亟需克服现有法律薄弱和模糊的弊端,创造一套能够激发可再生能源发展潜力的法律框架。
2009年通过的《俄罗斯联邦2030年前能源战略》确立了未来能源发展的三大目标:克服能源危机、提高能源效率、开发替代能源。同时制定了具体目标和扶持政策:到2030年,天然气需求在能源结构的比重下降到50%以下,可再生能源需求提升至14%左右,可再生能源发电达到1260~1660 亿千瓦时,大约占俄罗斯全部电力的7%。2022~2030年,可再生能源发电装机容量达到2000万千瓦,核电和可再生能源发电占全部发电量的38%以上。为此,俄罗斯政府计划于2020年前拨款3万亿卢布用于支持可再生能源发电。俄联邦能源署预计,到 2020年将有大约5170万千瓦的发电装机因设备老化而报废,加之电力需求增加,届时俄罗斯需要新增装机1.5亿千瓦⑤这为可再生能源发展提供了巨大的市场。
俄罗斯可再生能源领域引起国际投资的关注
一般来讲,如果一个国家把可再生能源作为能源政策的重点,对可再生能源的需求就会大幅增长,并促进对可再生能源的投资。目前,许多国外公司基于俄罗斯能源政策的转型及修改其《可再生能源法》的预期,已开始寻求在可再生能源领域与俄罗斯合作的机会。
因为看好俄罗斯发展可再生能源的巨大潜力,2010年世界银行国际金融公司与全球环境基金提供1.65亿美元实施“俄罗斯可再生能源项目”,与俄官方合作,制定管理框架,帮助俄罗斯的可再生能源项目扩大资金来源。该项目计划对俄罗斯风电和生物质能发电领域进行投资,五年增加可再生能源发电装机容量达到205兆瓦,减少温室气体排放500万吨/年,并希望通过后续项目的建设,最终达到2亿吨/年。其实,早在2005年国际金融公司就开始投资俄罗斯的能源效率和可再生能源领域,到2011年,已总计投入4亿美元⑦。其中1000万美元用于建立一套法律框架,刺激在可再生能源领域的投资,有1.5亿美元则直接投资于可再生能源领域。此外,日本、挪威、丹麦、美国、荷兰、西班牙等国已经或者计划到俄罗斯投资水电、风电、太阳能、生物燃料和地热能等可再生能源领域。
我们可以看到,能源作为俄罗斯经济发展的主要驱动力,如果继续重视石油和天然气,那么对可再生能源的投资会相对变弱。但是,随着国俄罗斯政策的转型及市场化改革使未来天然气价格提升,同时可再生能源技术进步而造成的成本下降等因素的影响,预计在可再生能源领域俄罗斯会吸引更多的投资。随着跨国公司在俄投资的增加,许多俄罗斯公司也开始进入这一领域,纷纷入股国外的新能源公司,双方联合开发国际、国内市场。
中俄可再生能源合作的条件逐步完善
中国于2006年正式实施《可再生能源法》,针对风能、太阳能、生物质能、地热能等行业了多个细化的政策法规配套措施和相应的发展规划和目标。在中国新能源和可再生能源的规划中,加强国际合作,充分利用国际市场是非常重要的因素。随着俄罗斯能源政策的转型,发展可再生能源条件的不断改善,中俄在该领域的合作会逐渐加快。
中俄具有核能和水电合作的成功经验。中俄油气合作已经20多年,而中俄的核能和水电的合作几乎是和油气合作同时展开的,两国也因此增加了合作的经验和信任度。福岛核事故后,中国一度终止了新核电项目的审批。2012年底,国务院通过了《核电安全规划(2011~2020年)》和《核电中长期发展规划(2011~2020年)》,标志着暂停一年半的核电建设重启。未来15年中国至少要修建30座核反应堆,这为中俄在核电领域的继续合作提供了广阔空间。
中俄都是水电蕴藏量大国,发展小水电成为两国的共识。由于俄罗斯的水电开发集中于其欧洲部分,远东地区只开发了3%,而在该地区发展投资小水电投资回报期短,具有巨大的经济潜力。俄罗斯已经开始研究制定在联邦区建设小水电站的规划,拟建384个装备装机容量为2000千瓦的小水电站,每年需要引进装机容量为50~60兆瓦的新小水电生产能力。考虑到俄罗斯的水电设备大多老旧,甚至造成了萨扬・舒申斯克水电站发生爆炸的惨剧,这无疑会加速俄罗斯水电设备更新的步伐,为双方的合作提供契机。
中俄可再生能源领域的合作已经展开。中俄在太阳能、风能、生物质能等领域的合作已经展开,前景看好。2009年,中国科技发展集团有限公司与俄罗斯能源投资集团有限公司签订战略合作协议,共同开发俄罗斯太阳能电站及相关项目;2011年5月,中俄签署可再生能源和提高能效的框架协议,最终目的是建立合资公司,开展可再生能源及节能项目的创新研究;2011年6月,中国国能生物清洁能源集团公司与俄罗斯国际统一电力集团公司签署可再生能源和提高能源效率的合作框架协议,标志着中俄两国在可再生能源领域合作的新起点;2012 年2月28日,中国国家电网公司与俄罗斯联邦能源署、俄罗斯燃料公司在俄罗斯能签署了《成立可再生能源合资企业总协议》,这些举措推动了中俄可再生能源领域的合作。
中俄国可再生能源领域的互补性强。中国通过近年的快速发展,在风能、太阳能和生物质能领域已初步形成具有一定规模和国际竞争力的产业链。在热发电关键技术上也取得了重大突破,太阳能光伏电池产量多年稳居世界第一,2009年风电装机容量超过美国跃居世界第一,风电投资和风电机组装备技术也位于世界前列。随着中国政府加大对生物质能开发的扶持力度,生物质能技术也在飞速发展。而俄罗斯则在风能、太阳能、生物质能领域具有巨大的开发潜力,但技术装备水平落后,其太阳能、风能暂无发电能力,生物燃料的生产虽然成本低,但由于税费偏高,国内市场也未启动。从目前来看,中国的技术、资金、市场优势与俄罗斯丰富的资源优势及巨大的开发潜力可以互补,也奠定了可再生能源领域合作的基础。
中俄可再生能源本身的健康发展是合作成败的关键。总体来看,可再生能源的健康发展需要四大关键因素:清晰的国家目标、对可再生能源的补贴和投资、国内民众的支持、国内外企业的合作。从前面的分析可以看出,双方发展可再生能源的条件正在逐步完善,比如双方政府,特别是俄罗斯政府已经关注到可再生能源的重要性,同时在尝试制定法律支持其发展。随着双方能源价格改革的深入使化石能源价格相对提高,民众会越来越意识到可再生能源的意义。随着中俄在政策、市场、技术方面不断推进并弥补各自的缺失,双方通过合作推动可再生能源发展的需求会更加迫切。
中俄可再生能源合作的思路
中俄可再生能源合作的长期性。一是从中俄能源合作的现状看,石油、天然气依然是主体;核能和水电,未来会在技术交流和共同建设方面进一步深化;可再生能源合作处于起始阶段,有望在2020年之后,逐步成为中俄能源合作的主体之一。这代表着中俄能源合作的未来,其进展取决于可再生能源未来发展的规模及普及程度。二是中俄历次能源合作,都经历了漫长的博弈过程。有些项目比如天然气价格及管道建设谈判等至今仍未完成,可见与俄罗斯谈判并非易事。这也预示着中俄在可再生能源方面的合作也不会轻而易举,尤其是在俄方对可再生能源的重视程度远不如中国的情况下,需要双方共同的智慧,避免过于强调本国利益,才能形达到双赢的结果。
中俄可再生能源合作应与国内市场开发并进。尽管全球可再生能源发展方兴未艾,中俄两国也都制定了发展规划,对可再生能源大力支持。但两国的可再生能源发展都面临着相似的问题即法律的进一步完善和国内市场的开发。两国尚未有完善的上网定价机制,中国的风电并不能及时全部上网销售,太阳能也没有完全启动国内市场。俄罗斯更甚,太阳能和风能发电几乎没有,而生物燃料由于消费税的存在,使得原本较低的成本升高,造成国内市场无法开启,只能出口欧洲,一旦欧洲需求变缓,则面临着巨大的市场问题。因此,两国急需开发各自国内的可再生能源市场,而在开发本国市场的基础上进行合作,将促进双方可再生能源更快的发展。
中俄可再生能源合作遵循贸易先导―技术跟进―共同开发的顺序。中俄两国可再生能源合作刚刚开始,相关政策、技术、市场开发及合作机制等方面都处于摸索阶段。因此,在合作中初期应该与石油、天然气的合作相似,即以贸易为主,推进可再生能源如生物燃料、生物燃料颗粒、风能和太阳能光伏产品,甚至是电力的进出口贸易,以充分利用俄罗斯地大物博的特点,这实际上也相应地节约了中国的耕地(土地)面积。俄罗斯现有2000万公顷的休闲农耕地,中国甚至可以考虑在俄租地生产生物燃料作物。
在贸易不断扩大的基础上,两国政府还要组织相关专家开展合作研究,共同开发新技术,建立联合研发和相关人才交流与培训的机制,为可再生能源合作项目提供技术支持。在此基础上,进一步加强投融资方面的合作, 建立合资企业或独资企业,共同建设核电站、小水电站、风电场等,不断拓宽可再生能源合作的模式。
1、可再生能源是指可以再生的能源总称,包括生物质能源、太阳能、光能、沼气等。生物质能源主要是指雅津甜高粱等,泛指多种取之不竭的能源,严格来说,是人类历史时期内都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。
2、大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。
3、随着能源危机的出现,人们开始发现可再生能源的重要性。
(来源:文章屋网 )
过去的2015年秋冬两季,全中国已经只有少部分的人民生活在没有霾的区域中了。随着经济的发展,环境不断的恶化,在北方愈演愈烈的雾霾逐步地扩散到长江中下游平原地区,并且一度波及了南方地区。人们对于治理雾霾的呼声越来越高,甚至雾霾成为了一些高级人才出走北京的原因。也的确相应大家的呼声,在过去的一年,我们出台了新的环保法,其中着重对大气污染防治法进行了修改,但这并没有改善我们呼吸“霾”现状。
一、《可再生能源法》基本概况
目前,我国已建立起以《可再生能源法》为核心,其他法律、法规和规章为补充的可再生能源法律体系。2005年制定、2009年修订的《可再生能源法》是我国发展可再生能源的基本法律。
但实际上,作为修订后的《可再生能源法》的核心法律制度,其都是围绕着促进我国可再生能源产业发展的目标,为可再生能源产业的形成和发展塑造政策性市场以及市场需求,以形成对投资者和企业进入可再生能源产业的有效市场刺激和市场引导。①不论是修改前还是修改后我们都能得知,这本能源的专门性立法并未把气候变化问题纳入其考虑范围,如今的雾霾问题已经严重到需要我们不仅仅是从大气污染上防治,更需要从源头上即能源结构上得到有效的治理。因此,现行雾霾问题下《可再生能源法》存在的问题可归纳为以下几点:
第一,在立法理念上,没有充分认识到发展可再生能源在应对气候变化具有的重要性,并没有将大气污染纳入立法目的,这不能从根源上解决造成雾霾的PM2.5的排放问题,更谈不上治理大气污染问题了。反观其他发达国家甚至是一些发展中国家的看再生能源法,以英德两国为例,它们的立法理念都是在保障能源供应安全、应对气候变化和促进经济低碳转型的国家战略高度上,充分认识到可再生能源在经济、社会和环境方面的多重价值。当然,对这一立法目的的立法宣示,两国通过不同法律形式予以表达。德国将其明确规定在专门的可再生能源法律之中,而英国通过的《气候变化与可持续能源法》第一条“目的”规定: 本法的主要目的是增强英国应对气候变化的能力,国务大臣和任何公共机构在履行职务时应当考虑应对气候变化、减少用能贫困、确保多样和稳定的长期能源供应。②将气候问题纳入我们的《可再生能源法》是很有必要的。
第二,在法律体系上《可再生能源法》过于单一化原则化,可操作性和实施性差,该法仅有三十三条,为框架性法律,其有效实施需要国务院及有关部门适时出台配套性的行政法规和部门规章。而可再生能源施行法的形式多为部门规章、法令和规范性文件,其法律位阶较低的特点决定了其执行力在地方上低下的问题。如今的雾霾现象具有很强的区域性特点,主要集中于京津冀地区,具体问题还需要具体分析,我国京津冀地区是我国传统以煤为主的能源结构地区,造成这些地方雾霾的首要原因就是煤,在这些地方发展替代煤的可再生能源已经刻不容缓了,相应的就需要出台法律法规规范可再生能源的发展以改善严重的雾霾问题。
第三,在立法内容上,现行可再生能源法还存在诸多不足。例如有关可再生能源接入城市燃气管网和热力管网的规定很少且缺乏可操作性; 有关可再生能源的激励措施主要针对风能和太阳能,对生物质能和海洋能发展重视不够。此外,有关可再生能源发展的经济激励措施,覆盖范围有限、激励力度不够。③开发和发展新能源已经成为全世界都在攻克的问题,我们国家在这方面起步晚、发展慢、新能源种类少,这些都需要法律的支持与鼓励。这几年大热的新能源汽车已经开始在市场中慢慢发展起来,我们更应该鼓励新兴产业发展可再生能源,这对于解决雾霾问题是个很有效的措施,因此我们的立法脚步更应该跟上。
二、《可再生能源法》的修改趋势
法律对能源的唯一关注是确保供应,而不是抑制能源浪费或管理其外部性。因此,传统能源法律的主要规范目的是实现能源安全、有效、持续的供应。然而实际上,人类从自然界直接获取或转换能源的行为本身就打破了自然的原生平衡。更重要的是,能源开发、转换、加工、运输和利用过程还伴生许多环境问题,包括气候变化、大气污染、水污染、固体废弃物污染、生态破坏、自然景观破坏和自然灾害等。人与自然关系的失衡迫使人们重新审视原有的能源制度体系。相关规范的一般性调整往往难以顾及能源环境问题的特殊性,流于表面的对策无法有效解决这些问题。真正的预防和风险防范必须通过能源法对能源的战略规划和全过程控制才能实现,而传统能源法却只关注供应这个单一目标,远远不能适应能源问题的复杂性和扩张性。④明显传统的《可再生能源法》已经落后了,在雾霾问题日益加剧的今天,《可再生能源法》也必须加快修订了,主要从以下几个方面:
第一,在立法理念上,应当将能源利用、气候保护和经济发展结合起来,以充分发挥可再生能源法在保障能源供应安全、应对气候变化和促进经济低碳转型中的多重价值。强调防止气候变化,明确将应对大气污染作为可再生能源法的立法目的之一,将发展可再生能源作为应对气候变化的重要手段。
第二,在法律体系构建上,完善专项立法和可操作的实施法。《可再生能源法》创立的保障性法律制度是促进可再生能源产业发展的关键,针对其实施过程中暴露出的诸如制度缺失、制度安排不恰当、制度设计欠周密等一些具体问题,需要通过立法予以解决,以增强法律制度的可行性、操作性。⑤
第三,完善立法内容和法律制度。以《可再生能源法》的相关法律规定为依据,通过配套性立法与政策的制定和完善,实现《可再生能源法》从政策性、原则性立法向规制性、操作性立法的转变。对不用地区的不同情况制定相应的地方法律法规,做到因地制宜。鼓励和支持可再生能源的发展,保障新能源和新兴产业的相互融合。
“同呼吸,共命运”,这句话如今用来形容生活在雾霾下的中国人民甚为讽刺。想要改变着个局面,需要社会各个方面的努力,而法律是我们最有效的保护武器。修订《可再生能源法》,有利于我国能源基本法的早日出台,将能源与气候变化有机结合起来,生活在蓝天的生活会重现。(作者单位:四川省社会科学院)
注解:
①柯坚.《全球气候变化背景下我国可再生能源发展的法律推进*――以为中心的立法检视》,载《政法论丛》2015年8月第4期
②杜群,廖建凯.《德国与英国可再生能源法之比较及对我国的启示》,载《法学评论》2011年第6期
作者简介:杨云虎(1973-),男,安徽蚌埠人,安徽工业大学电气信息学院,讲师;费湘(1979-),女,安徽蚌埠人,安徽工业大学研究生学院。(安徽 马鞍山 243032)
中图分类号:TM60 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)05-0204-02
随着人类对能源需求的稳步增长以及化石能源储备逐渐的减少,人们逐渐意识到节约能源和提高能源变换效率的重要性。[1]目前,节约能源和提高能源转换效率已成为全人类的公共课题。绿色能源具有无污染性、可再生性等特点,因此,可再生能源发电单元的建设得到了快速的发展。[2]作为电力网的主要接口装置,电力电子变流器是一种电能处理和利用的变换装置,其在节约能源和提高能源变换效率上扮演着重要角色。[3]电力电子变流装置的能量回收期是评价和量化电力电子变流装置对可再生能源系统贡献的一个重要指标。本文试对电力电子变流装置的能量回收期作详细的阐述。
一、可再生能源系统的能量回收期
1.能量回收期(Energy Payback Time,EPT)
一个最重要且易理解的评价能源系统的品质因数是能量回收期。其定义如下:一个能源生产系统或设备在几年内能产出与建造、安装系统时所消耗的等同能量。在实践教学中,为了能让学生对此概念理解透彻,笔者用一个类似的术语作比较,即经济学中的经济回收期概念,其定义就是一个经济体多久能收回投资成本。对照来说,EPT可理解为能源生产系统或设备需要多久才能产出与能源系统在寿命周期内所花费的等同价值。
2.内含能量或固化能量(Embodied Energy)
其定义是一个能源系统在制造、安装、以及工作中所消耗的能量之和。
3.能源系统的输出能量(Energy Deliver)
其定义是能源系统在寿命周期内输出的能量总和,通常以年输出能量作为评价指标。
4.可再生能源系统的能量回收期
可再生能源系统的能量回收期的定义为需要多久能收回可再生能源系统的内含能量。数学表示为:
由于系统能耗大为减少,节约的能量则远大于电力电子变流装置的内含能量。因此可再生能源系统的能量平衡周期将会缩短,并且在能源系统中节约的能量还能用于满足其他电气负载设备运行。
四、结论
通过与经济回收期的对比,本文讲解了能量回收期的概念;与生物系统能量平衡的对比,讲解了可再生能源系统的能量平衡;以可再生能源的能量回收期为铺垫,透彻讲解了电力电子变流装置的能量回收期。教学实践表明,笔者所采取的教学方法不但拓宽了学生知识面,加深学生对相关概念的理解, 而且取得了良好的教学效果。
参考文献:
本书共分24章:1.能源、全球变暖以及电力电子在本世纪的发展;2.当今能源问题带来的挑战和电力电子学在解决这些问题过程中的贡献;3.分布式发电和智能电网的基本概念和技术;4.功率半导体的最新发展;5.一种应用在可再生能源和能量传输方向的新型变频器:AC母线全功能变频器;6.风电行业中的电力电子;7.光伏发电系统;8.可再生能源系统的控制方法;9.小型、中型可再生能源系统的运行机制;10.双馈异步电机的特点和控制;11.交-直-交变频器在分布式发电系统中的应用;12.多电化飞机中的电力电子设备;13.电动汽车和插电混合式汽车;14.多电平变频器的拓扑结构和应用;15.矩阵式变频器的拓扑结构和控制;16.功率因数校正器;17.有源电力滤波器;18.一种多功能新型仿真工具:电力电子硬件仿真环境;19.电机的模型和调速;20.电流源型变频器在电力驱动中的应用;21.共模电压和轴漏电流产生的原因、危害和防治;22.大功率驱动系统的工业应用实例;23.单相电网侧变频器的控制;24.阻抗源变频器。
本书作者AbuRub博士是美国德州农机大学教授,他的主要研究方向是能量转换系统,包括可再生能源和机电系统。他已经发表了200余篇期刊和会议论文,出版了4本专著,并在多个国际刊物中任编委,如IEEE可持续发展能源期刊。他目前正管理着多个与可再生能源发电相关的项目。
在我国,一个更为强烈的反差是:一方面,我们“极端重视”可再生能源发展,不断出台支持可再生能源发展的政策;另一方面,对现有能源系统以何种恰当方式转向一个以“可再生能源为主导”的能源系统方面的研究“高度忽视”。对可再生能源“如何转型”缺乏基础性研究与系统性思考,导致本应是系统推动能源转型的政策在实践中“各自为政”,并演变为单纯以实现某个“既定份额”为目标。
将可再生能源发展置于人类能源转型历史进程之中,探讨能源转型的基本内涵与动因,梳理能源转型的逻辑,系统分析可再生能源转型与历史上能源转型的异同,对于正确认识我国可再生能源发展中的问题和转型方式,不仅有理论必要性,也有实践重要性。 一问:能源转型如何发生
很多报告和论文将“能源转型”(energy transition)一词等同于“向可再生能源转型”或“低碳转型”来理解。这一含义最早可能来自1980年德国科学院出版的一份报告:《能源转型:没有石油与铀的增长与繁荣》。该报告当时呼吁彻底放弃核电和石油能源的观点受到强烈反对,但在进入21世纪后逐渐演变成为德国能源政策的基本内容。相应的,德国“能源转型”的含义逐渐演变为“转向分布式可再生能源和提高能源效率”,并宣称最终目标是建立百分之百基于可再生能源的能源体系。
能源转型的含义当然不仅仅是可再生能源发展。在更一般意义上,能源转型通常被理解为一个国家或社会主导能源的转换或更替过程。比如,煤炭替代薪柴并成为主导能源,石油替代煤炭成为主导能源。不过,对能源转型的这种描述性的理解,以及基于这一理解的相关研究难以适应复杂、丰富的能源转型实践的需要,无法对认识当前能源转型提供洞见。
美国天然气专家罗伯特・海夫纳三世试图另辟蹊径。在其2009年出版的著作《能源大转型》中,罗伯特・海夫纳三世从能源存在的三种物理形态,即固体(木材、煤炭等)、液体(石油)和气体(天然气、风能、太阳能、氢能等)出发,把人类能源利用的历史与未来概括为两次能源转型:第一次能源转型是固体能源向液体能源的转型,第二次能源转型是液体能源向气体能源的转型。这一观点具有理论抽象性和逻辑一致性,为我们认识能源转型方向提供了有价值的观察视角;但这一理论对于能源转型判断标准过于抽象,对能源转型的内涵和特征等问题缺乏深入研究,对理解能源“如何转型”作用有限。
加拿大的瓦茨拉夫・斯米尔(Vaclav Smil)教授认为,能源转型是各种能源利用“原动机”(prime movers)驱动下的能源结构不断变化过程。“每当效率更高的新能量‘原动机’出现取代旧的原动机,显著提高了人类所能利用的能源的量级,能源转型就会发生。”
斯米尔教授根据“原动机标准”将人类能源利用划分为四次能源转型:第一能源转型发生在距今1万年到5000年,人类通过驯养役畜来替代部分人力;第二次能源转型发生在公元前1000年风车和水车的出现,进一步替代人和动物的肌肉力;第三次能源转型随着1765年瓦特改良后的蒸汽机的扩散和进一步改进,启动了煤炭替代薪柴的能源转型进程。第四次能源转型的发生则伴随着发电机的发明使用,以及1882年世界第一座中心发电站在纽约和伦敦投入使用,人类进入电气化时代而出现。
斯米尔教授所提出的“原动力发明、改进和扩散”逻辑为我们认识历史上的能源转型“何时发生”、“如何发生”提供了非常有启发性的见解。然而,回顾人类能源利用史就会发现,以“原动机”单一标准来判断能源转型至少存在两个问题:
一是从原动机标准所划分的一些能源转型并未真正导致该种最终能源成为“主导能源”,从而不构成人类社会或者国家层面上的能源转型。比如公元前1000年伴随风车和水车的出现,除了在小范围外,风能和水能并没有在普遍范围成为主导能源,更不用说全球了。这是风能和水能的自身局限所致,与原动机效率高低无关。二是以“发电机”出现而引发的第四次能源转型,偏离了“一次能源”的逻辑进入二次能源(电气化),这一转型与当前清洁化低碳化发展存在矛盾和冲突。这是因为,化石燃料发电的“原动机”效率和能级的提升将进一步增强化石燃料的竞争力,不利于向清洁燃料过渡。因此,任何非一次能源技术革命对于“能源转型”的价值和意义,必须回归到其所依赖的一次能源的“源头”来评价。
为了更好描述历史上能源转型的逻辑和解释未来的能源转型,笔者对能源转型的定义是:能源转型是由原动机推动的,伴随着能源系统深刻变革的,一次能源结构长期变化过程。能源转型的发生与深化,是随着一种足以推动国家,乃至全球层面的能源转型得以发生“原动机”发明、扩散而发生、发展的,正如历史上的蒸汽机之于煤炭,内燃机之于石油一样。 二问:中国能源转型处于哪个阶段?
中国处于能源转型的哪一个阶段,下一次能源转型是第几次转型?判断能源转型的标准不同,答案也不相同。基于能源转型的上述新定义,就国家层面而言,能源转型应符合三个判断标准:
一是要有导致能源利用方式重大变化的“技术创新”或“原动机”出现。能源转型不是“新”能源品种使用数量的简单“累积”,中世纪英国城市用煤非常普遍,到18世纪初,英国不仅家庭住宅取暖,很多工业行业生产中都使用煤炭。煤炭的利用方式依然是沿用过去的燃烧方式,没有出现用煤技术的重大创新。1765年,瓦特蒸汽机作为煤炭原动机的出现,英国才真正启动了向煤炭的转型,随后扩散到欧洲大陆和美国。
二是要有基于能源技术创新的一次能源结构变化,即新“原动机”出现后,所利用的一次能源逐渐替代原有能源,并最终成为主导能源。换句话说,替代能源需要有成为主导能源的潜质。从这个判断标准看,瓦茨拉夫・斯米尔所说的风车和水车发明所引发的能源转型,并不构成国家层面的能源转型。
三是要有能源系统的深刻变革。也就是说,基于新的能源利用方式(原动机),一次能源的替代与转换的展开,必须同时构建与这种能源特性相匹配的能源生产、消费和输送体系,否则能源转型难以顺利和有效推进。因此,就当前的可再生能源转型而言,能否建立起与可再生能源特性相匹配的能源系统对于转型成功至关重要。
根据这些标准来梳理人类能源利用的历史,可以发现:从原动机标准和一次能源结构变化标准看,历史上的能源转型可以划分为三次,即薪柴向煤炭转型、煤炭向石油转型、石油向天然气转型。目前正处于第三次能源转型阶段,即石油向天然气转型阶段。
如果结合能源系统变革(第三个标准)来看,就会发现:煤炭、石油和天然气同属于化石能源,其能源生产和消费系统的共同特征是:大规模生产、输送和消费。也就是说,它们均属于“能源系统”特征相同的一次重大能源转型。
人类能源利用可以划分为两次大的能源转型。第一次能源转型是植物能源向化石能源的转型,第二次能源转型是化石能源向可再生能源转型。两次大能源转型期间存在着一些亚转型(如向煤炭转型,向风力发电转型等)。特别值得指出的是,天然气是向第二次能源转型的重要过渡能源,这不仅是因为它比煤炭和石油更加清洁,而且因为从能源系统看,它兼具集中式和分布式的特点。 三问:向可再生能源转型难在何处?
向可再生能源转型有多难,难在何处?相信任何一个相关的政府官员、学者和产业人士都可以从不同角度加以概括,我认为向可再生能源转型至少有如下“三难”:
一是发展可再生能源的必要性、迫切性与经济可行性存在巨大反差。化石能源对植物能源的替代,不仅是高密度能源对低密度能源的替代,而且是高竞争力能源对低竞争力能源的替代,主要是市场竞争的产物。当前各国正在发生的可再生能源转型,是在“应对气候变化”成为国际主流价值观的背景下发生的,是碳减排政策驱动下的能源转型。因此,可再生能源对化石能源的替代,是在化石能源自身效率还有较大提升潜力情况下,为实现经济增长的“脱碳”而发生的低密度能源对高密度能源的替代,同时也是低竞争力能源对高竞争力能源的替代。这一转型的迫切性、必要性与经济可行性之间的巨大反差,是导致可再生能源发展中问题的基本根源。
二是与可再生能源特点相匹配的“新”能源系统无法通过现有能源系统的“外推式发展”而得到。一个与化石燃料的大规模生产、消费和输送体系及其高能量密度、可储存、分布不均衡等特性密切相关,而风能、太阳能的广泛分布性、低能量密度和不可存储性决定了本地生产本地消费模式是较好的选择,现有能源系统必须变革以适应可再生能源的新特征。然而,与化石能源特性完全耦合的现有能源系统并不会自觉向适应可再生能源特点的能源系统转型,因为传统能源企业从自身短期利益出发,往往会自觉阻碍这一进程。
三是可再生能源的单一品种,无论是水能、风能、太阳能,还是生物质能,都不具有成为单一主导能源的潜质。因此,向可再生能源转型是就多个品种集合整体而言的。这些不同可再生能源品种的技术特性不完全相同:水电基本与现有能源系统兼容,风能和太阳能更适合分布式、小功率,生物质能则分布式、集中式均可。要将这些能源利用技术整合为一个有机“新”能源体系,将面临更多的技术、组织和制度方面的复杂性。
上述“三难”,也可以说是能源转型的新特征和新变化。这就给能源转型政策提出了更高的要求:一方面转型政策要更具系统性和前瞻性;另一方面能源体制与政策实施方式也要做出相应调整,以适应这些新特征与新变化,减轻能源转型的成本与阵痛。 四问:从德国能源转型实践学到什么?
德国是当前全球能源转型的典范,其发展可再生能源的做法也被作为“经验”为各国所借鉴。比如,可再生能源全额上网、固定电价(FIT)、投资补贴等政策已经成为包括中国在内的很多国家可再生能源发展政策的标准选项。对此,无需多言。这里我将特别指出两个很少被提及,但实际上对我国更有价值的德国能源转型“经验”:
一是增强电力市场灵活性是应对可再生电力波动性最重要的制度条件。德国电力改革始于1998年,但在短短几年时间就实现了“放开两头,管住中间”电力市场制度架构,确立了电力供应侧和需求侧竞争性市场。其核心要素包括:电力零售侧放开,终端用户可以自由选择售电商;开放电网使用权,电网运营商不参与市场竞争;日前、日内现货市场与多级调频辅助服务市场协同合作的市场结构,等等。德国可再生能源转型到目前为止能够较为顺利地推进,竞争性电力市场及其配套机制所决定的市场灵活性是基本制度条件。从经验借鉴看,构建这一制度是中国等很多国家推进可再生能源转型的必备条件。
近年来,随着可再生能源电力份额上升,德国又设计了一些新的市场制度以期进一步提高市场灵活性:一是建立了以平衡结算单元为主体的电量平衡机制,以及与之配套的独立调频市场。凡是不能维持区域内发电和用电平衡的平衡发电运营商(结算单元)都必须从电网公司那里购买调频调峰电量,同时允许调频供需独立进行拍卖;二是在2015年底的《能源变革白皮书》中提出了一系列提高电力市场灵活性措施,主要包括:允许短时间内的超高电价和负电价,允许更多类型的技术参与到调频辅助服务市场中,等等。更为灵活的电力市场制度,能够更为精确地反映电力的时间和空间价值,市场参与者能够及时反应。
二是从发电、电网和用电各个环节入手,提高电力系统运行的整体灵活度以应对可再生电力波动性挑战。具体做法包括:进一步提高化石能源发电厂的灵活度,以提高其调峰能力,而不是扩大规模降低能耗;改变热点联产电厂和生物质发电厂运行方式提高其灵活性;发挥欧洲互联电网的“间接储能系统”作用,提高德国输电网的灵活度;综合运用储能、热泵、电动汽车、智能电表等技术手段提高负荷的可调节性,增加电力需求侧灵活性,等等。 五问:什么是中国可再生能源转型的当务之急?
中国可再生能源转型面临的问题是什么?可再生能源比重太低?补贴力度不够?并网得不到保证?这些问题不是“当务之急”。当前应优先落实如下事项或原则:
一是确立我国可再生能源转型的国家战略。可再生能源转型的国家战略既要反映可再生能源的特点,也要充分考虑我国基本国情。各国能源转型方向虽然相似,但能源资源禀赋与治理结构不同,决定了能源转型的国别差异。
我国的能源转型远未上升的“国家战略”层面。首先,我国能源转型处于各个部委各自为政阶段,每个部门就自己主管的领域自行决定重点、方向和速度。其次,我国能源转型缺乏清晰的战略安排,实施路径和推进速度也缺乏统筹考虑。最后,能源转型进展和政策实施效果也无科学评估和考核。政策出台了很多,能源转型的问题也很多,但鲜有部门能够出面纠正和完善。这些问题的解决,有赖于我国能源转型“国家战略”的确立和落实。
二是当前能源体制改革应充分反映能源转型的方向和要求。我国能源体制抑制市场作用导致配置效率低下问题非常突出。大力推动能源市场化改革已经成为能源体制改革的方向和要求。不仅如此,德国能源转型的经验告诉我们,竞争性电力市场和灵活的交易机制是可再生能源转型最重要的制度条件。因此,能源市场化改革的迟缓不仅会影响能源配置效率,而且还会阻碍我国可再生能源转型的进程,增加转型成本。
三是我国能源转型的进展与步骤不应由传统能源巨头决定。传统能源巨头一定是能源转型的主要参与者,但能源转型的方向和进展不能由电力公司等传统化石能源巨头主导。因为它们可以从放缓能源转型速度和进程中获得经济利益。正如赫尔曼・希尔在其《能源变革:最终的挑战》一书所指出的,“客观上,在向可再生能源的转型中是不可能实现共赢的。百分之百转向可再生能源是工业时代以来最广泛的经济转型。如果这个进程没有胜利者和失败者,是不可思议的。失败者将不可避免地是传统电力工业,其损失程度取决于其洞察力、决心和能力,以及进行彻头彻尾的重组、直面迅速衰减的市场份额、发现新的业务领域。”
如果想让我国能源系统能够按照能源转型的方向和逻辑来实现转型,必须要在确立能源转型国家战略基础上,配套以推动能源转型的系统法律和政策框架,由国家来主导和推动转型,方有可能避免能源转型进展和节奏由传统化石能源巨头主导的局面出现。
可再生能源,顾名思义,它不污染人类生存的环境,是可以循环再生的能源。开发利用可再生能源,在一定程度上可以解决因能源造成的环境污染的一系列问题,促进整个经济社会的可持续发展,还能改善我国的能源消费结构,进一步改善生产和生活用能条件。建筑能耗占全部能耗近1/3的行业,定义核心发展目标早已包括可持续发展。综合考虑中国目前的经济发展状况和国家发展战略对建筑业提出的要求,我们认为,必须把可再生能源的建筑应用研究与实施放在首要位置上。在中国,走可持续发展的道路,首先就要解决建筑领域的能耗问题,这样才能谈可持续发展。我国的可再生能源,具备相当大的开发和利用的潜力,应用前景相当广阔。由于地理位置特殊,我国境内的太阳能资源非常丰富。作为一种新能源,太阳能具有无污染、可再生等显著优势,应用价值极高。具体来讲,太阳能作为清洁能源的一种,它具备这些优点:
(1)使用免费。
(2)不会产生运输成本。
(3)不会对周围环境产生污染。另外,太阳能还能够被土壤吸收,进而被转化为地热能。地热能是一种无处不在的新能源,其不仅量大,而且分布面广,与太阳能一样,同属于可再生能源。在当前的能源形势下,积极开发、应用以太阳能、地热能为代表的新能源,有助于推动我国经济的可持续发展。也正是因为可再生能源的巨大优势,其开发热潮不断升温,已经成为了近几年世界各国普遍关注的问题。在社会的不断发展中,人们对能源危机的理解更为深入,对环保问题的严重性以及环境形势的严峻性均有了新的认识,可再生能源也因此成为了社会关注热点。可再生能源在建筑业发展中的重要性也得到了更高的关注度,可以预见的是,在未来的发展中,可再生能源在建筑提供热水、供暖制冷甚至发电等领域中的应用都将越来越普遍。
2地热能
地热能应用在建筑物中,主要指的是借助热泵抽走低温热,为建筑提供热水,在夏季的时候,利用热泵,建筑能够实现热能输送。借助热泵获取热能的技术可以分为两种:
(1)土—气型地热泵技术。
(2)水—水地热泵技术。前者指的是由土壤地下水中获取热能,并分散至各个房间,使其以热风、冷风的形式满足人们的需求。后者指的则是借助热泵机实现热能向热水或冷水的转换,并将其分散至各个房间,再利用风机盘将其转换为热风或冷风,以此来满足人们制热、制冷的要求。开发地热能的过程中,应注意选取合理的地理位置。建筑物建设之前,应先进行科学规划、勘测地基,一般来讲,建筑位置最好选在地热能量大的地方,同时,还要注意预留好空洞,为安装热泵、实现热能传输奠定基础。
3太阳能
3.1太阳能热水技术
太阳能热水系统可以分为小型太阳能热水系统与大型太阳能热水系统两种。前者一般作家用,应用范围较广,但是,由于多为用户自装,因此,并没有与建筑高度结合。另外,此种情况有时候会损坏建筑功能或影响外观。为了避免这种情况的出现,建筑设计过程中,应充分考虑安装太阳能热水系统的可能性。后者一般应用于大型工厂或学校,与建筑有着较高的结合度。
3.2太阳能制冷技术
太阳能制冷主要包括太阳能光伏系统驱动的蒸气压缩制冷、太阳能吸收式制冷、太阳能蒸汽喷射式制冷、太阳能固体吸附式制冷、太阳能干燥冷却系统等。由于具有经济、可靠等优势,太阳能溴化锂吸收式制冷技术的应用范围相对较广。在该系统中,太阳能集热器是技术发展的主要限制因素。该系统中可以应用的集热器包括平板集热器、真空管集热器、聚焦集热器等,但是由于每一种均存在一定的不足,限制了其应用。
3.3太阳能具有不稳定性
受环境影响较大,在太阳辐射充足时,太阳能提供热水、发电或供热制冷等所需的热量满足要求,如遇阴雨天或者夜间无太阳光,即储存的太阳能转化的能量不充足时,地源热泵是强有力的后盾,不用担心能量供应不足的问题,太阳能和地热能可以很好地相互补充,避免了用电用热高峰期带来的影响。
能
除了太阳能和地热能的应用,风能、生物能也逐渐走入了人们的视野。利用风能指的是借助风力发电系统实现风能向电能的转化。在这方面,相关的技术已经相对比较成熟,并具有成本低、清洁、无污染等优势,因此,应用范围极广。从时间上来讲,风能也是近几年开发力度最大、发展最快的几种可再生能源之一。结合实际情况来看,合理利用风能可以有效降低环境压力,再加上技术可靠性高,此种可再生能源已然成为了最受欢迎的新能源之一,对经济发展来讲意义重大。目前我国的风能资源在很多地区均有应用,就效果来看,其不仅有效缓解了部分地区的供电压力,还在一定程度上推动了相关产业的发展,对于经济发展有着巨大贡献。风能有着广阔的应用前景和众多新能源的优势,是推动我国经济发展的重要力量,但其依旧存在一些不足之处,比如系统建造成本较高。
前言:可再生能源即为绿色能源,主语借助环境实现自身的有效供给,是当前最具发展前景的能源类型,是实现节能环保的重要方式。
1对建筑设计中可再生能源的介绍
对于可再生能源,发展于自然环境,能够实现持续再生,突破一次性使用的限制,为人们的生存带来热、力和光,是环保性的能源类型。与传统能源,如石油、天然气等进行对比,可再生能源对环境没有威胁,能够实现环保特性,能够进行循环、多次应用。当前,被熟悉的可再生能源主要包含太阳能、风能、水能等。在建筑设计中,应用较多的是太阳能、风能、地热能等,给人们的生活带来诸多良性变化。
2提倡绿色环境建筑的意义
对于环境绿色建筑,主要是依据当前能源和资源,在不影响基础设施建设的基础上,较多地利用对环境无公害的材料,营造更加舒适的生存环境和空间,最大程度地减少建筑领域的废料,建设能源的利用,提升资源的利用效率。要对废弃的土地、植被、土壤等进行再利用,实现循环应用,达到经济效益的最大化。绿色建筑要关注生态环保,强调整个建筑过程中废物的降低、污染的减少,也就是说,建筑过程要减少对自然环境的不利影响,例如空气污染、固体垃圾等污染物的排放,降低对整个生态系统的影响和破坏,维系人与生态系统的平衡。绿色建筑要实现对物理环境的有效控制,借助绿色技术和绿色手段提高建筑物的舒适程度,保证使用者良好的生活环境,提高生活品质。因此,建筑中对可再生能源的应用成为一种必然。
3可再生能源在建筑设计中的应用现状
在我国,可再生资源类型繁多,水资源更加丰富。太阳能覆盖面积较大,辐射量较多。同时,能够实现有效开发的风能资源也很高。由此可见,根据开采的必要条件以及使用的需要,可再生资源发展潜力较大,在很大程度上能够满足经济发展中对能源的品质和数量的需求。
在整个能源构成中,我国的可再生能源比重较大,这一优势适合绿色经济的发展,有助于能源长期规划中对经济发展的促进作用。在再生能源在整个能源使用中具有较高的战略地位,同时,整个经济对其需要也呈现增长的趋势,因此,对于当前的能源发展,既要改变能源结构,又要不断提升能源的供给能力,保证能源供应的安全性。
4对可再生能源在建筑设计中利用的介绍
在建筑设计中,可再生能源类型较多,具有不同的应用方式和手段。
4.1太阳能在建筑设计中的应用
在建筑设计中,太阳能属于应用比较普及的可再生能源,主要应用在集热蓄热墙的设计中、太阳能集热器保温墙板的设计等。
4.1.1太阳能具有极大的储存量,能够提供给地球使用的时间具有无限性,因为不用担心太阳能源被用完,这也是其具有巨大发展潜力的重要原因。
4.1.2太阳能具有普遍性,存在与地球的大多数地区,就地就可使用,为传统能源存在缺乏的地区提高发展方向。在太阳出现的时候,利用太阳的资源进行开发和合理,形成新的能源类型。
4.1.3 太阳能在经济性方面比较突出。太阳能几乎是取之不尽的,在进行收集的时候,不需要进行相关费用的支出。另外,在当前科技水平下,很多太阳能已经显示了强大的经济性,只需要我们支付相应的加工和研究费用,对于太阳能的开发,不需要给任何机构或者个人支付使用费用,实现成本的大幅降低,有利于经济收益的提高。因此,太阳能的经济性尤为突出,是很多能源无法比拟的。
4.1.4太阳能在清洁性方面比较明细,开发过程中不产生污染,储量具有无限性,是一种十分理想的能源类型。太阳能资源的利用,通过很多方式实现,如太阳能热水器等,其制造和使用具有极强的安全性,其利用过程中的产物具有清洁无害性。
4.1.5为了促使太阳能热水系统能够最大程度地发挥作用,需要完善太阳能热水系统的设计,建筑领域的施工企业也要参与其中,也要保证建筑行业的需求和标准得到满足,使得建筑在应用中能够满足基本的标准和要求,实现太阳能热水器与建筑行业应用的有机融合,实现对周边环境的有效保护。
4.1.6对于太阳能集热器保温墙,主要是实现墙体与集热器的整体化处置,实现建筑与热反射板的有效对接,将收集的热量借助热管进行传递,实现热能在每个房间的输送。
4.2地热能在建筑设计中的应用
地热能主要是发挥地源热泵技术的作用,当前,水-水型和土-水型地源热泵系统两种类型。对于地源热泵系统的建设,三个方面的内容比较重要,即对位置的选择以及场地的具体计划、机房位置及大小的设计以及末端装置的设计。
4.2.1要进行位置的合理选择,实现全方位有效的规划。对于地源热泵系统,具有较为丰富的热交换形式,在针对性的具体设计之前,要详细调查建筑场地的水文特征,预先掌握这一地区地热资源的分布状况。
4.2.2对机房的位置和规模进行合理控制。机房位置与整个建筑的清洁程度密切相关,也影响到建筑物的外观美观性。在地源热泵系统中,没有常规的冷却塔,机组主要设置与室内,对建筑物的整体设计具有明显作用。
4.2.3 在主流的地源热泵的末端,主要含有风机盘管和辐射吊顶两种,前者具有较为简介的按照步骤,后者需要有效解决夏季操作施工中,表面的结露问题。
4.3风能在建设设计中的利用
对于风能的应用较早,当前,风能的主要应用是在发电方面。与建筑相结合的是风力发电技术,在较为偏远的地区应用较多。
4.4潮汐能在建筑设计中的利用
对于潮汐能而言,鉴于其位置的特点,使得其在利用方面相对较少,这一能源主要是由于海水在涨落潮时形成的水的高低势差来实现的。潮汐能的大小会因为其所处地理位置的不同而出现差异,不同地区涨落潮子在时间与能量方面存在不同点,状态各具特点。潮汐能的能力与潮量和潮差呈现正比例的关系。潮汐能的实现,是将海水的动能转化为势能,但是,这种能源在收集方面存在难度,受到区域限制较为严重。在建筑设计中,借助潮汐能进行有效发电,但是,要结合区域性特征,建设不同的电站。
5对建设绿色设计为了发展方向的展望
随着社会的不断发展,要充分认识到环境的重要性,实现发展与自然的和谐统一,这也是未来社会发展的基本原则。因此,发展绿色建筑设计势在必行,是适应时展的要求。建筑设计在未来,要大力发展和应用可再生资源,进行循环使用。
结束语:随着社会的不断发展和进步,可再生能源的作用日益明细,占用举足轻重的作用,因此,在未来发展中,不能只求发展的速度,忽视资源的开发和利用,尤其在建筑设计方面,要尤为重视,将绿色环保思想纳入其中,实现资源使用的绿色性。要加紧研究新能源,将可再生能源的研究作为主要方向,融入建筑设计之中,发挥其自身优势,推动建筑行业健康发展的同时,为和谐社会做出最大的贡献。