建筑领域可再生能源开发利用漫

摘 要 :针对目前建筑领域能耗现状,笔者结合工作实践,提出建筑领域在开展节能降耗工作和优化配置有限资源的同时,应开发利用太阳能、风能和地热能等可再生能源,并就如何推进落实新能源开发利用工作阐述相关建议和具体措施.

关 键 词 :建筑节能 太阳能 风能 地热能

引言

随着能源供应紧张状况的日益加剧,能源问题逐渐成为制约各国经济发展的主要因素,开发利用新能源已成为人类解决能源危机和环境压力的根本出路和最优途径.2008年我国能源消费总量已经超过28亿吨标准煤,其中建筑能耗居各种行业能耗之首,约占总能耗的27.6%.为缓解能源供需矛盾,保持经济和能源可持续发展战略,我国提出在坚持科学发展观的基础上深化改革,消除制约节能减排工作的体制性和机制性障碍,大力开展节能降耗工作.因建筑行业是耗能大户,建筑运行能耗已接近全社会商品用能的三分之一,节能潜力最大,所以,建筑领域在开展节能降耗工作和优化配置有限资源的同时,积极开发新能源和有效利用可再生能源,对进一步改善能源结构、保护生态资源环境,促进社会经济健康发展必将产生决定性的推动作用.

一、我国目前的能源结构和建筑能耗状况

我国是一个人口众多的发展中国家, 尽管能源资源总量约为世界的 10%,但我国人均拥有的能源资源量只有世界平均值的40%.特别是石油和天然气等优质资源严重短缺,石油最终可采储量仅占世界石油可采储量的3%左右,人均占有量仅为世界平均水平的13%,能源供应长期面临着后备资源不足,特别是优质能源资源日益短缺的问题. 2003年我国能源消费总量为17.4 亿吨标准煤,2008年已超过28亿吨标准煤,能源消费年平均增长速度已接近10%.另外,由于我国是以煤炭为主要能源的国家,在能源的生产和消费中,一次能源结构长期得不到合理优化,煤炭在一次能源中的消费比例一直保持在65%以上,并且能源利用效率低于世界平均水平近10 个百分点,单位GDP 能源消耗是世界平均水平的3 倍.同时,能源消费过程中造成严重的大气污染,加剧了大气的温室效应和酸雨现象.据统计,我国二氧化硫排放总量的90%和大气中70%的烟尘都是由燃煤造成的,对我国的生态环境和人民身体健康构成严重威胁.目前,我国的CO2排放量也已占到世界的12.8%,位居世界第二位,仅次于美国.

然而,在各种能源消费中,建筑能耗位居行业之首,其中采暖和空调能耗约占建筑总能耗的50%至70%.2006年,我国房屋建筑总面积为395亿m2,消耗商品能源约5.63亿吨标准煤,占当年全社会总能耗的23.1%.据国家有关部门统计资料显示,目前我国既有建筑已超过400亿m2,每年新建房屋面积高达15～20亿m2,超过所有发达国家年建筑面积的总和,单位建筑面积能耗是同等条件下发达国家的2～3倍.预计到2020年底,全国将新增房屋建筑面积250至300亿m2,而城镇新建建筑将持续保持以8～10 亿m2 /年的速度增长,如果延续目前状况,建筑能耗将超过目前的2倍,加之建材生产和施工耗能,将高达全社会总能耗的46.7%,对我国能源供应形成巨大压力.

因此,在目前化石能源逐渐枯竭、生态环境日趋恶化的情况下,为切实搞好建筑节能工作,改善能源结构和保护生态环境,建筑领域应加快对可再生能源开发利用的工作步伐,以尽快实现利用可再生能源逐步替代常规能源的宏伟目标.

二、可再生能源在建筑领域应用现状

可再生能源是指太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源,而目前在建筑领域应用前景比较广阔且技术相对比较成熟的是太阳能、风能和地热能等.

1.太阳能

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源,也是人类可利用的最清洁环保且取之不尽的优质能源.按照利用途径,太阳能在建筑领域的应用技术可分为太阳能热利用、太阳能光利用和太阳能储存转换利用三大类.目前多数建筑对太阳能的光热利用还普遍停留在“生产生活热水”这样低水平的应用层面上,加之产品成本较高,恶性竞争等原因,一些产品粗制滥造质量低劣,导致消费者对太阳能的技术产生信任危机,从而使太阳能技术产品的推广应用陷入举步维艰的境地.

2.风能

风是一种由太阳辐射热引起的自然现象.风能利用主要是风力发电和风能动力两种主要形式,其中又以风力发电为主.我国风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附近岛屿,内蒙古、新疆和甘肃河西走廊以及东北、西北、华北和青藏高原的部分地区.我国目前在风电技术和设备制造方面也已处于世界领先地位,当务之急应当加快探索在我国沿海岛屿、城镇乡村的建筑领域、尤其是城市高层建筑因地制宜地发展直接利用风能资源技术.

3.地热能

地热能是贮存于地球内部的一种巨大的洁净能源.我国拥有丰富的地热资源,全国地热资源可采储量是已探明煤炭可采储量的2.5倍,其中距地表2000米以内储藏的地热能约为2500亿吨标准煤.目前正在逐渐受到人们重视且在建筑领域应用潜力巨大的是地源热泵技术,其最大的技术特点就是消耗少量的高品位能源,即能开发利用蕴藏在浅层地下的低品位能源满足建筑物的供暖、空调和热水供应需求,既实现了节能减排,又不污染环境,因此,利用热泵技术开发利用浅层地热能是目前最受欢迎的一项新技术.但是, 和发达国家相比,我国的热泵技术还处于初级阶段, 其主要差距是我国各地区目前还缺少对岩土地质材料性质进行全面系统的测试和统计分析工作,地源热泵技术仍处于按经验设计实施阶段,热泵系统运行效果与设计要求偏离过大的现象时有发生,造成地热资源的浪费或不足.

三、改进和实施建议

在大力开发新能源的今天,建筑领域在有效开发利用可再生资源的同时,如何合理降低开发和转化利用的成本,摆脱低质低价的恶性循环,步入良性发展的健康轨道是当前新能源开发中亟待解决的重要课题.笔者认为当务之急应该做好以下几方面工作.

1.国家应根据地方气候环境特点,分别制定和完善各地区可再生能源开发利用中长期发展规划并按规划分步实施,同时进一步加强财政、税收等经济激励政策方面的研究工作,适时出台一些鼓励性的政策措施.与此同时,在加大政策扶持和资金投入的基础上,国家应尽快完善相应配套的法律法规,并强化从建设规划、设计、监理和工程竣工验收及运行效果各关键环节的监督管理,尤其应重点加强对可再生能源建筑应用技术的能效考评工作,以逐步形成可再生能源建筑的规范化、标准化、法制化建设环境.

2.应该打破目前各自为阵的行业分散格局,在加强行业或部门之间相互交流合作的基础上,大力开展可再生能源产品与建筑产品的集成化技术研究工作,使太阳能、风能等相关设施与建筑进行有机结合,做到与建筑融为一体、相互依存、不可分割,并满足与建筑主体围护结构的一体化同时设计、同步施工和相同寿命周期的要求,以最大限度地利用可再生能源有效解决建筑供暖、空调、照明和生活用热水等日常用能需要,使建筑产品在逐渐降低对常规能源消耗的同时,逐步实现绿色环保和低能耗的建设目标.

3.在太阳能的转化技术方面应该突破太阳能低温利用的制约瓶颈,加快研究开发中高温的太阳能光热利用核心技术产品,尤其应在研究开发新型高效中高温太阳能集热器上狠下功夫,在提高太阳能装置转换效率的基础上拓宽太阳能技术产品的应用领域.

4.为了充分利用和保护地热能这一宝贵的清洁能源, 应加强基础资料的测试研究和统计分析工作,并学习引进发达国家的先进技术和经验,在地热资源的开发利用过程中应本着“统一规划、合理布局、综合利用、统一管理”的原则,严格地热资源开发审批制度,在统一规划指导下,逐步推动地热开发利用的规范化、规模化,、商业化发展,以避免造成地热资源的浪费或地下水质资源污染的现象发生,使我国的地源热泵应用技术早日步入可持续的科学发展轨道.

5. 加强可再生能源建筑产品应用的宣传推广工作,在强化全民节能意识的同时,提高全社会推广应用可再生能源产品的意识,同时根据地区环境建设工程示范小区,待技术成熟后逐步扩大应用范围,同时还应注重对相关产业扶持政策和配套措施的真正落实工作.

结束语

建筑能耗位居行业之首,开源节流是降低能耗的关键.开发利用可再生能源对建筑节能工作具有举足轻重的作用,是确保我国中长期能源供需平衡、减少环境污染的先决条件,也是提高能效、达到中等发达国家能源利用水平和实现经济持续增长的有效措施.但是,发展可再生能源需要政府的远见卓识,需要相关配套政策措施和可持续发展框架的大力支持,需要全社会各相关行业的积极参与和有机配合,只有如此,才能从根本上克服各种阻力,将全社会利于可再生能源发展的要素有机结合起来,全力推进建筑领域可再生能源的开发利用工作,从而保障社会经济和生态环境的可持续健康发展,造福子孙后代.