隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,生活的富足,空調(diào)已成為人們室內(nèi)環(huán)境的重要組成條件。尤其在全球氣候日益惡化、人類(lèi)活動(dòng)日益城市化的今天,空調(diào)越來(lái)越成為保障身體健康的必需品,而不是奢侈品。
由于空調(diào)是一種大量消耗能源且嚴(yán)重依賴(lài)國(guó)家能源基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)備,其產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向正確與否將嚴(yán)重影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,并在很大程度上決定區(qū)域空氣質(zhì)量及地球環(huán)境安全。
因此,專(zhuān)家學(xué)者、政府以及國(guó)際組織應(yīng)對(duì)中國(guó)空調(diào)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向給予高度重視。
中國(guó)空調(diào)市場(chǎng)現(xiàn)狀
中國(guó)地處北溫帶及亞熱帶,四季分明,空調(diào)需求十分普遍。中國(guó)已成為僅次于美國(guó)、日本的第三大空調(diào)市場(chǎng),占全世界空調(diào)市場(chǎng)12%。1998年中國(guó)家用空調(diào)產(chǎn)品銷(xiāo)售額近300億元、中央空調(diào)產(chǎn)品銷(xiāo)售額近100億元。10年間年增長(zhǎng)率20%,大大高于GDP增長(zhǎng)速度。
空調(diào)能源消耗方面,家用空調(diào)全是用電,中央空調(diào)約有70%是用電,其余是用燃料或蒸汽。電力空調(diào)是以氟利昂類(lèi)物質(zhì)為冷媒,以機(jī)械壓縮做功,所以這類(lèi)空調(diào)又叫壓縮式空調(diào);燃料或蒸汽空調(diào)是以溴化鋰為冷媒,以吸收傳熱做功,所以這類(lèi)空調(diào)又叫吸收式空調(diào)。
燃?xì)饪照{(diào)就是以天然氣等清潔燃料作能源,提供制冷、采暖、衛(wèi)生熱水的中央空調(diào)設(shè)備,在中國(guó),這種設(shè)備叫作直燃機(jī)。
中國(guó)能源現(xiàn)狀
中國(guó)是一個(gè)能源消費(fèi)大國(guó),1997年資源能源消費(fèi)總量為14.2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,其中煤炭占73.5%、石油占18.6%、天然氣占2.2%、水電等占5.7%。在世界能源總消費(fèi)量中,中國(guó)煤炭占2 7.9%、石油占5.6%、天然氣占0.01%、水電占6.4%。
中國(guó)能源的首要特點(diǎn)就是被稱(chēng)為“最骯臟的能源”的煤炭所占比重過(guò)大,而“環(huán)保型能源”——天然氣比重極低。
中國(guó)能源的第二大特點(diǎn)就是能源系統(tǒng)總效率極低,僅為9%,大大低于發(fā)達(dá)國(guó)家及許多發(fā)展中國(guó)家。
中國(guó)能源的第三大特點(diǎn)就是電力在終端能源中所占比例低,人均裝機(jī)容量只有0.22kw,而美國(guó)為3.1kw。
中國(guó)能源的第四大特點(diǎn)就是煤炭發(fā)電所占比例過(guò)大,占總發(fā)電量的80%以上。
中國(guó)環(huán)境現(xiàn)狀
環(huán)境有兩個(gè)方面。一是地球環(huán)境,涉及氣候、紫外線(xiàn)、海洋、酸雨等;另一方面是區(qū)域環(huán)境,涉及城市空氣、水質(zhì)、噪音等。
由于中國(guó)以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu),導(dǎo)致二氧化硫(SO2)和煙塵的大量排放,使中國(guó)酸雨面積達(dá)到40%;由于能源效率低,導(dǎo)致二氧化碳(CO2)的大量排放,中國(guó)每年CO2排放量達(dá)2400多萬(wàn)噸,為世界之最?!?/p>
CO2是造成溫室效應(yīng)的主要原因,而燃煤所產(chǎn)生的氮氧化物(NOx)、SO2和煙塵更直接危害人類(lèi)健康。中國(guó)大氣中90%SO2、85% CO2、 67%NOx來(lái)自煤。
由于電力空調(diào)的冷媒是氟利昂類(lèi)(CFCS)物質(zhì),造成了大氣臭氧層的損害,增加了紫外線(xiàn)對(duì)地球的照射,直接引發(fā)人類(lèi)皮膚癌和白內(nèi)障,并徹底破壞地球生物鏈。目前,中國(guó)仍有廠家在生產(chǎn)CFCs冷媒的空調(diào)。
地球暖化、臭氧層破壞、酸雨、海水污染、城市煙塵以及化學(xué)品對(duì)食物、飲水的污染等環(huán)境問(wèn)題正嚴(yán)重襲擊著中國(guó),年年有增無(wú)減。
解決能源污染的方案
減少煤炭消耗,大量采用天然氣是解決中國(guó)環(huán)境問(wèn)題的技術(shù)上最佳、經(jīng)濟(jì)上可行、國(guó)力上可能的方案。
天然氣是礦物燃料中最清潔的能源,比如與煤炭發(fā)電相比。CO2減少58%、SO2減少100%、NOx減少81%、顆粒物減少95%、爐渣減少100%。世界各國(guó)均把天然氣作為未來(lái)50年的主導(dǎo)能源,是人類(lèi)最終全面走向可再生能源的橋梁。
地球上天然氣貯存極為豐富,已探明的貯量約150萬(wàn)億 m3,估計(jì)總貯量在400萬(wàn)億m’左右,可供全世界使用200年。中國(guó)八五期間探明天然氣貯量6308億立方米,1999年塔里木地區(qū)又探明天然氣貯量5679億立方米,捷報(bào)還在不斷傳來(lái)。根據(jù)中國(guó)第二輪油氣資源評(píng)價(jià)會(huì)議預(yù)測(cè),中國(guó)擁有天然氣資源量38萬(wàn)億立方米,其中陸上為29.9萬(wàn)億立方米,近海為8.1萬(wàn)億立方米。中國(guó)正在逐步形成四川、陜甘寧、新疆、南海4個(gè)年產(chǎn)量在100~200億立方米和東部、青海2個(gè)年產(chǎn)量在50億立方米以上的天然氣產(chǎn)區(qū)。
由于天然氣清潔、便宜且易于運(yùn)輸,許多天然氣相對(duì)貧乏的國(guó)家紛紛從國(guó)外進(jìn)口天然氣,1998年,世界天然氣國(guó)際貿(mào)易量達(dá)15.8萬(wàn)億立方米,占世界總產(chǎn)量的19.6%。世界上許多發(fā)達(dá)國(guó)家均是天然氣進(jìn)口大國(guó),在世界天然氣進(jìn)口總貿(mào)易量中占有很大比例,如美國(guó)占20%、德國(guó)占19%、日本占15%、意大利占9%、法國(guó)占8%。中國(guó)也正在著手建設(shè)從俄羅斯向中國(guó)輸氣的管道,并在廣東建立LNG進(jìn)口接收站,總投資306億元。這是一個(gè)試點(diǎn)工程,更多的接收站正在醞釀之中。
鑒于天然氣勘探取得重大進(jìn)展,國(guó)家計(jì)委提出了大力調(diào)整能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)、加大天然氣在我國(guó)一次能源中的比重的要求,并于今年年初與中國(guó)石油天然氣集團(tuán)向國(guó)務(wù)院提出了“西氣東輸”的宏偉方案,建設(shè)4200公里管道,將塔里木盆地天然氣產(chǎn)區(qū)與上海市貫通。預(yù)計(jì)總投資1200億左右,采取分段同步開(kāi)工方式,3年左右建成通氣。將徹底解決長(zhǎng)江三角洲地區(qū)及沿線(xiàn)省市工業(yè)及生活用氣,并將全面改善大氣環(huán)境。
目前,世界各國(guó)均在加大天然氣比重,據(jù)專(zhuān)家估計(jì),大約到2005年~2010年,世界對(duì)天然氣的要求將超過(guò)石油,成為首要能源。
空調(diào)能源的變遷
電力由于使用方便,一直是各種機(jī)械設(shè)備的首選能源,空調(diào)設(shè)備亦是如此。1998年,世界中央空調(diào)設(shè)備中有80.4%是以電為能源的,另外19.6%是吸收式空調(diào),其中約有九成是直燃式空調(diào)。日本在其經(jīng)濟(jì)騰飛時(shí)期的60年代末,意識(shí)到了燃?xì)饪照{(diào)有削減夏季高峰電力、填補(bǔ)夏季低谷燃?xì)獾囊嫣帲瑥恼矫耖g一致推動(dòng)燃?xì)饪照{(diào)發(fā)展,大約用了10年時(shí)間,燃?xì)饪照{(diào)占據(jù)了中央空調(diào)市場(chǎng)的85%左右,至今仍保持這一紀(jì)錄。韓國(guó)在研究了日本經(jīng)驗(yàn)之后也推動(dòng)了燃?xì)饪照{(diào),迄今,其燃?xì)饪照{(diào)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率比日本更高。
美國(guó)由于早期電力基礎(chǔ)設(shè)施雄厚,加之70年代由于受石油危機(jī)的影響,政府對(duì)天然氣貯量抱悲觀態(tài)度,燃?xì)饪照{(diào)的發(fā)展受到了制約。惡果慢慢顯現(xiàn)出來(lái),1999年7月,連續(xù)高溫導(dǎo)致空調(diào)用電劇增,紐約地區(qū)14個(gè)電網(wǎng),有6個(gè)陷于癱瘓,數(shù)十座城市發(fā)生拉閘限電事件。專(zhuān)家、政府開(kāi)始認(rèn)真對(duì)待空調(diào)能源問(wèn)題,推廣燃?xì)饪照{(diào)的呼聲高漲。
中國(guó)在80年代以前很少使用空調(diào),真正大規(guī)模使用空調(diào)是1992年小平南巡講話(huà)以后。同年6月,遠(yuǎn)大空調(diào)有限公司成功研制中國(guó)第一臺(tái)直接以燃料為能源的溴化鋰吸收式空調(diào)——直燃機(jī)。由于直燃機(jī)適應(yīng)了夏季電力緊缺的國(guó)情,產(chǎn)銷(xiāo)量年年飆升,1996年成為中國(guó)中央空調(diào)市場(chǎng)主導(dǎo)產(chǎn)品,超過(guò)了電力空調(diào)。1997年開(kāi)始,由于眾多新建的電廠陸續(xù)投入使用,加上國(guó)企減產(chǎn)限產(chǎn)導(dǎo)致工業(yè)用電銳減,電力┬杌?境制劍?999年,春、秋季節(jié)電力出現(xiàn)了富余,電力部門(mén)開(kāi)始實(shí)行打折售電,許多空調(diào)用戶(hù)反過(guò)來(lái)傾向于購(gòu)買(mǎi)電力空調(diào)。
三贏的選擇
1.分析中國(guó)電力狀況可以知道哪種空調(diào)更有利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)。國(guó)家電力部門(mén)負(fù)責(zé)人宣布,1999年上半年,中國(guó)平均電力富余達(dá)到10%,使許多人相信中國(guó)不再缺電了。中國(guó)人均電力裝機(jī)容量只有美國(guó)的7%,而美國(guó)在夏季仍然缺電,所以,中國(guó)電力過(guò)剩是假象,即使過(guò)剩,也是低水平的過(guò)剩。就在 1999年7月,全國(guó)幾乎所有城市都出現(xiàn)了用電吃緊現(xiàn)象。北京最高負(fù)荷比去年同期增加120萬(wàn)千瓦,達(dá)到601萬(wàn)千瓦,其中有210萬(wàn)千瓦是空調(diào)負(fù)荷,空調(diào)需求一年翻了一番多;濟(jì)南7月30日用電負(fù)荷達(dá)到131萬(wàn)千瓦,而在7月22日僅104萬(wàn)千瓦,空調(diào)用電負(fù)荷接近電力總負(fù)荷的40%。幾乎所有城市都不同程度發(fā)生了燒壞變壓器、電表、線(xiàn)路以及短時(shí)間發(fā)電不足而造成的停電、限電現(xiàn)象。停電又成為夏季報(bào)章的熱門(mén)話(huà)題。
政府決定投資3000億元進(jìn)行城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造,以擴(kuò)大電力消費(fèi),這也許意味著將要投資更多的錢(qián)進(jìn)行發(fā)電廠建造。而這巨額的電力建設(shè)經(jīng)費(fèi)其實(shí)僅僅為滿(mǎn)足夏季1個(gè)月甚至十幾天或者幾天的空調(diào)高峰負(fù)荷需求。目前,中國(guó)空調(diào)用電負(fù)荷占電力總負(fù)荷20%以上,而年耗電量?jī)H占6—7%,如此低的負(fù)荷率造成了巨大的財(cái)力浪費(fèi),并使得發(fā)電效率低下,浪費(fèi)燃料。
中國(guó)火力發(fā)電廠建造費(fèi)每千瓦約6000元,電網(wǎng)建造費(fèi)每千瓦約2000元。這筆費(fèi)用如果攤到空調(diào)用戶(hù)身上,比用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)家用空調(diào)或中央空調(diào)的費(fèi)用要多3—4倍,用戶(hù)無(wú)法承擔(dān)。如果不加上去,國(guó)民經(jīng)濟(jì)的巨資投入?yún)s只產(chǎn)生十幾天或一個(gè)月的電費(fèi)回報(bào),可能連本帶利都要賠進(jìn)去。如果將這些成本分?jǐn)偟侥切┎挥秒娍照{(diào)的用戶(hù)身上,當(dāng)然更是極不合理的。而核電廠、水電廠比火電廠建造費(fèi)還要多3—6倍,可見(jiàn),在一臺(tái)空調(diào)后面,國(guó)家要投入多少資金。國(guó)家正在試行用電量和報(bào)裝容量?jī)刹績(jī)r(jià)制,在一定程度上可使電空調(diào)用戶(hù)合理分?jǐn)傠娏ㄔO(shè)成本。
重要的是,國(guó)民經(jīng)濟(jì)沒(méi)有這么強(qiáng)的承受能力:工業(yè)生產(chǎn)形勢(shì)一旦好轉(zhuǎn),電力供應(yīng)本來(lái)就不夠,而近10年正是中國(guó)空調(diào)需求連年激增的年份。空調(diào)用電是給中國(guó)本來(lái)就匱乏的電力工業(yè)雪上加霜。天然氣基礎(chǔ)設(shè)施投資與同負(fù)荷的電力投資相比只有1/10。因此,發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)可大幅度減輕國(guó)民經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
2.分析中國(guó)環(huán)境狀況可以知道哪種空調(diào)更有利于環(huán)保。煤炭已給中國(guó)造成了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,應(yīng)該用有限的資金去將目前的燃煤火力發(fā)電廠改造為天然氣火電廠,而不是去投資新建火電廠,這樣中國(guó)的空氣才可能漸漸恢復(fù)清新。氣候變化框架條約締約國(guó)會(huì)議要求各國(guó)二氧化碳等溫室氣體排放量控制在1990年水平,中國(guó)將逐步履行國(guó)際義務(wù),以氣代煤是重要措施。另外,1999年11月中國(guó)將承辦第十一屆保護(hù)臭氧層國(guó)際公約會(huì)議,電空調(diào)所使用的冷媒——氟利昂將進(jìn)一步受到嚴(yán)格限制,而溴化鋰是一種對(duì)環(huán)境、對(duì)人體完全無(wú)害的天然原料。因此,發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)有利于環(huán)境保護(hù)。
?。常治鍪袌?chǎng)經(jīng)濟(jì)可以知道哪種空調(diào)更有利于降低用戶(hù)成本。燃?xì)饪照{(diào)比電空調(diào)造價(jià)約高30%一70%,但由于燃?xì)饪照{(diào)具備制冷、采暖、衛(wèi)生熱水三種功能,而電空調(diào)通常只有制冷功能,還需配套鍋爐或熱網(wǎng),所以從增加的功能和減少的占地來(lái)看燃?xì)饪照{(diào)并不貴。有一種熱泵式電空調(diào)冬季可采暖,但在氣溫低于0℃的地區(qū)供熱能力大幅度下降,效率也惡化。另外,由于燃?xì)饪照{(diào)不以機(jī)械旋轉(zhuǎn)而以熱交換做功,維護(hù)成本低、壽命長(zhǎng),也相應(yīng)降低了設(shè)備生命周期成本。
運(yùn)行能耗問(wèn)題是專(zhuān)家和用戶(hù)共同關(guān)心的問(wèn)題。專(zhuān)家關(guān)心的是資源能源(即一次能源)消耗率,這涉及CO2排放。目前中國(guó)最先進(jìn)的直燃機(jī)制冷系數(shù)為1.25,一般電力空調(diào)制冷系數(shù)3.0—5.0,燃料轉(zhuǎn)化為最終可用電的效率在中國(guó)平均為26.5%,可見(jiàn),直燃機(jī)與系數(shù)較高的電空調(diào)相當(dāng)。而用戶(hù)關(guān)心的是由于耗能帶來(lái)的開(kāi)支。過(guò)去,由于中國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)尚不發(fā)達(dá),燃?xì)夤疽朐谟脩?hù)較少、耗氣量低的情況下收回投資,普遍采取高價(jià)政策,這背離了能源產(chǎn)銷(xiāo)規(guī)律,國(guó)家正在加以規(guī)范。用戶(hù)在關(guān)心能源價(jià)格時(shí),應(yīng)關(guān)注峰谷價(jià)這個(gè)與國(guó)際能源體系接軌的問(wèn)題。在發(fā)達(dá)國(guó)家,峰谷電價(jià)一般達(dá)到10倍,峰谷氣價(jià)一般達(dá)到2倍。燃?xì)饪照{(diào)在夏季正好趕上峰值電價(jià)和谷值氣價(jià),日本燃?xì)饪照{(diào)用戶(hù)運(yùn)行費(fèi)用比電力空調(diào)就低1倍以上。許多昨天在發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)生的事,今天就發(fā)生在中國(guó),中國(guó)己開(kāi)始推行峰谷電價(jià),許多城市也在逐步取消全年用氣設(shè)備的增容基金并給予優(yōu)惠氣價(jià)。
電空調(diào)所用的氟利昂在全面限制后價(jià)格節(jié)節(jié)上漲,每年為彌補(bǔ)泄漏所造成的開(kāi)支是用戶(hù)一筆不小的成本。并且,CFC、HCFC禁用日期日日逼近,設(shè)備將提前報(bào)廢,美國(guó)己發(fā)生CFC走私入境事件。因此,發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)有利于降低用戶(hù)成本。目前中國(guó)只有少數(shù)城市實(shí)現(xiàn)了全面燃?xì)饣?,在暫未通氣的地方,可以先用柴油作為一種過(guò)渡性燃料,一旦燃?xì)夤艿冷伒剑淖內(nèi)剂现恍韪鼡Q燃燒機(jī),其接口是通用的?;蛘咭婚_(kāi)始就采用油氣雙燃料燃燒機(jī)。投資增加很少。
在燃?xì)饪照{(diào)的種種優(yōu)勢(shì)被人們認(rèn)識(shí)之后,一種新的、更大的優(yōu)勢(shì)即將顯示出來(lái),這就是冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)(CCHP),將燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)與直燃機(jī)組合,效率可以提高40%。并且,CCHP的意義不僅僅在于節(jié)能,這是一場(chǎng)能源產(chǎn)業(yè)的革命:散布在千萬(wàn)座樓宇中的小型渦輪發(fā)電機(jī),使國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)家安全至關(guān)重要而又極為脆弱的紐帶——大電網(wǎng),不再孤立而笨拙。大電網(wǎng)與分散的小型發(fā)電機(jī)并存被全球?qū)<夜J(rèn)為投資省、能耗低、可靠性高的能源系統(tǒng),是21世紀(jì)的方向。
在國(guó)家決定能源產(chǎn)業(yè)政策時(shí)、在環(huán)保主義者決定行動(dòng)綱領(lǐng)時(shí)、在用戶(hù)選擇空調(diào)設(shè)備時(shí),目光會(huì)不約而同地投向燃?xì)饪照{(diào)。
燃?xì)饪照{(diào)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、用戶(hù)三贏的選擇,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的最佳途徑。