摘要:本文對(duì)占建筑能耗80%的暖通和熱水供能模式進(jìn)行了熱力學(xué)第二定律分析,指出了把傳統(tǒng)模式的傭效率從不到10%提高到65%以上的理論依據(jù)和新技術(shù)途徑。主要是:在圍護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化節(jié)能的配合下,采用低傭損耗的空調(diào)末端新技術(shù),規(guī)?;膮^(qū)域供冷技術(shù),以及冷熱電多聯(lián)供的新一代城市能源供應(yīng)系統(tǒng)。文章提出了借鑒國(guó)外成熟經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)中國(guó)城市建筑物能源供應(yīng)系統(tǒng)創(chuàng)新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇;指出主要的障礙是觀念和機(jī)制;分別提出了新建城區(qū)和現(xiàn)有區(qū)域的實(shí)施步驟,以及政府應(yīng)起的主導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞: 城市能源系統(tǒng) 熱力學(xué)分析 冷熱電聯(lián)供 集成創(chuàng)新
一、現(xiàn)狀和問題
經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展使我國(guó)能耗以10%左右的速度增加。2006年,GDP占世界5%的中國(guó)耗用了占世界15%的近25億噸標(biāo)煤能源。換句話說,單位GDP 能耗是世界平均值的3倍。能源利用效率33.5%,遠(yuǎn)世界平均水平。世界能源終端利用分布大體上是工業(yè)、建筑物、交通各占3成左右。而還處于工業(yè)化發(fā)展階段的中國(guó)則是:工業(yè)60%多、建筑物20%多、交通10%多。低能效在建筑物方面的表現(xiàn)是:?jiǎn)挝唤ㄖ娣e能耗比同氣候條件的發(fā)達(dá)國(guó)家高2-3倍。以空調(diào)能耗來說,發(fā)達(dá)國(guó)家住宅單位空調(diào)耗電20-30 W/m2、,而中國(guó)則近100 W/m2。
據(jù)建設(shè)部統(tǒng)計(jì),我國(guó)近年來新增建筑的95%是不節(jié)能的??梢钥吹剑阂粋€(gè)個(gè)新興的城市,到處是玻璃幕墻,落地飄窗,分體(或樓宇中央)空調(diào),室內(nèi)末端都是風(fēng)機(jī)盤管,電或燃?xì)鉄崴?;北方則還有大量小鍋爐-金屬散熱片供暖,水溫80 -60℃或更高,采暖費(fèi)用多仍按每年每平方米繳納---還是30年前石油1美元/桶時(shí)候的局面。城市發(fā)展規(guī)劃只考慮功能區(qū)塊、交通、供電、上下水和綠化,沒有城建能源規(guī)劃;新建房屋以“毛坯房”交工,能源供應(yīng)設(shè)施任業(yè)主隨意而為---還是30年前的模式。盡管近30多年來,隨著能源價(jià)格成十倍上漲,能源利用,包括建筑節(jié)能技術(shù)日新月異:節(jié)能建材、新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)、冷熱電多聯(lián)供、分布式能源、集中供熱、區(qū)域供冷、蓄冷、新型空調(diào)末端技術(shù)等,許多都是革命性的進(jìn)展。我國(guó)北京、上海等大城市的若干項(xiàng)目也都有采用。然而并沒有像家電、計(jì)算機(jī)和汽車制造那樣,很快地被我國(guó)所掌握、推廣和創(chuàng)新,取得建筑節(jié)能效果。其原因并不是技術(shù)問題,而是觀念和機(jī)制問題。現(xiàn)代城市的建筑節(jié)能,決不是個(gè)體行為,而是由市政當(dāng)局的觀念、政策、體制和規(guī)劃所驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)工程。因此,當(dāng)我們看看30年來的歐洲,再展望30年后16億中國(guó)人的90%將會(huì)居住的城市建筑的能源狀況時(shí);我們會(huì)意識(shí)到:改變必須從現(xiàn)在開始!
二、熱力學(xué)分析指出的創(chuàng)新方向
根據(jù)建設(shè)部的統(tǒng)計(jì),我國(guó)建筑用能各部分所占比例如下表.表中給出了反映各種終端用能品位的能級(jí)系數(shù)。
表 1 我國(guó)建筑能耗各部分所占的比例
能耗構(gòu)成
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采暖通風(fēng)空調(diào)
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熱水供應(yīng)
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電氣
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炊事
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比率
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65%
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15%
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14%
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6%
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采暖 空調(diào)
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目標(biāo)溫度/環(huán)境溫度°C
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18-20/-10 26/35
|
60/10
|
||
能級(jí)系數(shù)
|
0.099 0.0301
|
0.081
|
1.0
|
注1、傭計(jì)算以當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度為基準(zhǔn);2、熱水傭基準(zhǔn)溫度取年均值
建筑物采暖空調(diào)和生活熱水用能是為人提供一個(gè)舒適的環(huán)境,而這個(gè)舒適環(huán)境的溫位是非常接近于室外大氣和水體環(huán)境的。它們所需求的是非常接近于環(huán)境溫度的低品位的能量,其能級(jí)系數(shù)均在0.1以下。然而,傳統(tǒng)的、也是目前我國(guó)為建筑物提供能源服務(wù)的系統(tǒng)的實(shí)際模式是:北方采暖主要以直接燃煤的小供暖鍋爐和熱電廠的1 MPa蒸汽;空調(diào)絕大部分用電,熱水則是用電或燃?xì)猓际悄芗?jí)系數(shù)為1.0的高品位能源;能源轉(zhuǎn)換和傳遞的溫差很大,也就是有效能(即傭)損失大,傭效率低。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和化石能源加速消耗導(dǎo)致剩余儲(chǔ)量減少,能源和設(shè)備的比價(jià)必然地逐步升高。增加投資和換熱面積以減少傳熱溫差和傭損失的節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。近30年工業(yè)中液相流體間的傳熱溫差來已從80-100℃降低到20℃左右,深冷情況下低至1℃。在建筑物采暖和空調(diào)系統(tǒng)的末端也有同樣的趨勢(shì)。表2、3和4分別給出了采暖、空調(diào)和熱水能源供應(yīng)的傳統(tǒng)模式與高能價(jià)下經(jīng)濟(jì)合理的模式的第二定律效率即傭效率分析比較。
表2 采暖用能的傭分析和優(yōu)化改進(jìn)方向
技術(shù)
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小鍋爐集中供熱
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熱電機(jī)組(50MW)
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余熱輻射供暖(CC+WHB)
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目標(biāo)溫度,℃
能級(jí)系數(shù)ε
|
18-20/-10
0.099
|
18-20/-10
0.099
|
18-20/-10
0.099
|
熱媒溫度,℃
能級(jí)系數(shù)ε
|
1Mpa,250-180
0.329
|
80-60
0.233
|
38-42
0.132
|
熱源
能級(jí)系數(shù)ε
|
煤/天然氣
1.0
|
1Mpa,250-180,℃
0.329
|
凝汽器,0.01MPA,50,℃ 0.186
|
供熱/熱媒傭效率,%
|
30.1
|
42.5
|
75.0
|
供熱/熱源傭效率,%
|
9.9
|
47. 1
|
60.6
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一次能源利用總效率,%
|
50
|
60
(包括發(fā)電30%)
|
80
(不包括煙氣用于熱水)
|
備注:1、“目標(biāo)溫度”指室內(nèi)溫度。
2、CC+WHB:天然氣聯(lián)合循環(huán)+余熱鍋爐
2、CC+WHB:天然氣聯(lián)合循環(huán)+余熱鍋爐
3、能級(jí)系數(shù)是以冬季平均的環(huán)境溫度為基準(zhǔn)溫度計(jì)算的(-10℃)。
表3 空調(diào)用能的傭分析和優(yōu)化改進(jìn)方向
技術(shù)
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分體空調(diào)
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中央空調(diào)
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區(qū)域供冷+DES
|
獨(dú)立新風(fēng)+輻射供+DES
|
目標(biāo)溫度,℃
能級(jí)系數(shù)ε
|
26/35
0.0301
|
26/35
0.0301
|
26/35
0.0301
|
26/35
0.0301
|
冷媒溫度,℃
級(jí)系數(shù)ε
|
7--12
0.09
|
5-12
0.094
|
4--15
0.09
|
4-12,12-22
0.045
|
一次能源
能級(jí)系數(shù)ε
|
電
1.0
|
電
1.0
|
電,0.1MPa抽汽 1.0, 0.329
|
電,0.1MPa抽汽 1.0, 0.329
|
供冷/冷媒傭效率,%
|
33.4
|
32.0
|
33.4
|
66.9
|
COP,
供冷/一次源傭效率,%
|
3.0,
9.03
|
4.0,
12.04
|
4.7,
14.14
|
5.5,
16.56
|
天然氣一次能源制冷總能效℃,%
|
94.5
電按31.5%計(jì)
|
126
電按31.5%計(jì)
|
225
電按50%計(jì)
|
275
電按50%計(jì)
|
備注:1、能級(jí)系數(shù)是以夏季平均的環(huán)境溫度為基準(zhǔn)溫度計(jì)算的(35℃)。2、網(wǎng)電按全國(guó)平均發(fā)電效率35%,輸變總損失10%計(jì);DES 按聯(lián)合循環(huán)就地直供計(jì)。3、設(shè)在大區(qū)域內(nèi)抽汽吸收制冷能效與電壓縮制冷相當(dāng)。4、采用鹽水、膜除濕技術(shù)時(shí),獨(dú)立新風(fēng)+輻射供+DES系統(tǒng)的傭效率更高。
表4 生活熱水用能的傭分析和優(yōu)化改進(jìn)方向
技術(shù)
|
電熱水器
|
燃?xì)鉄崴?/div>
|
煙氣、低壓凝汽潛熱
|
目標(biāo)溫度/環(huán)境溫度,℃
能級(jí)系數(shù)ε
|
60/10
0.081
|
60/10
0.081
|
60/10
0.081
|
熱媒溫度
級(jí)系數(shù)ε
|
>1000
1.0
|
>1000
1.0
|
煙氣120-50,潛熱70
0.163, 0.175
|
供熱/熱媒傭效率,%
|
--
|
--
|
49.7, 46.3
|
供熱/熱源傭效率,%
|
8.1
|
8.1
|
65.6
|
一次能源利用總效率,%
|
50
|
60
(包括發(fā)電30%)
|
>90
(包括煙氣、潛熱用于熱水)
|
上述熱力學(xué)分析指出的改變“高能低用”模式,提高傭效率的方向和途徑是:一、末端設(shè)施創(chuàng)新,減少傳遞傭損、在技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化條件下,使供冷(熱)媒溫度盡可能接近目標(biāo)溫度;二、冷熱電聯(lián)供:優(yōu)化一次能源轉(zhuǎn)換傳遞全過程;按“溫度對(duì)口,梯級(jí)利用”的科學(xué)用能原理,先作功發(fā)電,再用低品位的煙氣和蒸汽冷凝潛熱供低品位的建筑物用能。三、擴(kuò)大系統(tǒng)規(guī)模,發(fā)揮大機(jī)組、滿負(fù)荷高效運(yùn)行、不同用戶負(fù)荷在時(shí)間和空間上互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì),提高轉(zhuǎn)換效率。四、采用熱泵等各種先進(jìn)技術(shù),進(jìn)行柔性的、能適應(yīng)外部經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、氣象等條件變化的大系統(tǒng)集成優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)。這樣,就可以使一次能源利用的傭效率大幅度提高。
三、 實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的技術(shù)集成系統(tǒng)【1】
在上述熱力學(xué)分析指導(dǎo)下,相應(yīng)的各種技術(shù)一直不斷在應(yīng)用中創(chuàng)新。包括:
1、空調(diào)末端的新技術(shù):正在國(guó)外興起的獨(dú)立新風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)已把降溫和除濕兩個(gè)功能分開。降溫是通過埋設(shè)在混凝土地板或天花板中的交聯(lián)聚乙烯管通循環(huán)的冷水輻射供冷。由于傳熱面積很大和連續(xù)運(yùn)行,供水溫度與目標(biāo)溫度之差只需4-5℃左右。以21-22℃左右的水溫,保持26℃的室溫,傭耗很小;而且人體的感覺也更舒適。除濕可以采用鹽水除濕、吸附除濕、膜分離除濕等多種方法降低耗能【2】。即使仍然采用傳統(tǒng)的冷水除濕,也能夠藉除濕與降溫設(shè)施分開,實(shí)現(xiàn)冷水的“梯級(jí)利用”而把循環(huán)制冷水的溫度差拉大到15-18℃;從而大幅度提高制冷的能效(COP),降低長(zhǎng)距離輸送的投資、功耗和冷損。對(duì)不適宜采用輻射供冷、還須用風(fēng)機(jī)盤管的建筑,采用這項(xiàng)技術(shù)也有拉大溫差,冷能梯級(jí)利用的效果【3】。
地板或天花板輻射供暖也有同樣的效果。只不過由于供暖負(fù)荷更大,(目標(biāo)溫度與環(huán)境溫度差夏季9℃,冬季29℃,相差3倍多,散熱也多),供水溫度與目標(biāo)溫度之差也就需要大些,在20℃以上;即水溫40℃左右。由于熱媒水溫低,就有可能利用汽輪機(jī)冷凝潛熱(38-42℃)的廢熱源;而且腐蝕、結(jié)垢等問題也可基本消除。
歐洲很多國(guó)家早已逐步大規(guī)模采用地板或天花板輻射供暖、供冷。我國(guó)東北、西北一些城市采用地板輻射供暖的小區(qū)也在迅速增加。不過有的缺乏集成配套,有的參數(shù)不合理,如供水溫度高達(dá)50℃,或仍采用1Mpa蒸汽加熱熱水等等。建設(shè)部已經(jīng)頒布了地板輻射供暖標(biāo)準(zhǔn)【4】。某地產(chǎn)項(xiàng)目采用歐洲設(shè)計(jì),采用低品位能源小溫差天花板輻射供暖供冷;能耗很低。財(cái)務(wù)核算表明,建設(shè)和運(yùn)行成本并不比傳統(tǒng)的供暖和1Mpa蒸汽散熱器/風(fēng)機(jī)盤管電空調(diào)高。
2、規(guī)?;膮^(qū)域供冷技術(shù):與城市冬季集中供熱相似,區(qū)域供冷系統(tǒng)(DCS)近年來在國(guó)外發(fā)展很快。DCS集中多臺(tái)大型制冷機(jī)組,用開工臺(tái)數(shù)適應(yīng)變化負(fù)荷,因此總能保持高制冷效率;加上系統(tǒng)內(nèi)各類建筑物,如住宅、辦公室、商業(yè)建筑等冷負(fù)荷多不同時(shí),所以總裝機(jī)容量可以大大減少。DCS的缺點(diǎn)是冷水輸送距離大,管網(wǎng)投資,冷損和循環(huán)泵功耗費(fèi)用占系統(tǒng)總費(fèi)用比例較中央空調(diào)大。采用前述的末端新技術(shù),循環(huán)冷水溫差拉大到15-18℃,比傳統(tǒng)的5--7℃增大3倍,而且回水溫度高達(dá)20℃以上,就可以克服這個(gè)缺點(diǎn);使泵功耗、冷損、和管線投資都成倍降低【3】。近年我國(guó)DCS項(xiàng)目正不斷增加。
3、冷熱電多聯(lián)供---新一代城市能源系統(tǒng):我國(guó)北方典型的以集中供暖為基礎(chǔ)的“熱電聯(lián)產(chǎn)”是在高壓鍋爐--汽輪機(jī)基礎(chǔ)上抽出1MPa蒸汽供暖(“熱電比”2.9)。這比小鍋爐集中供熱的傭效率高了許多。而在采用天然氣聯(lián)合循環(huán)+抽汽供暖條件下,由于發(fā)電效率高,“熱電比”只有1.2。此時(shí),按“以熱定電”原則滿足“熱電比”為5.7的建筑供熱需求,必須“聯(lián)產(chǎn)”比需求多4倍的電。這就需要在發(fā)揮“熱電聯(lián)產(chǎn)”的高轉(zhuǎn)換效率的同時(shí),再加上各種先進(jìn)制冷、制熱的技術(shù),例如各種地源、水源熱泵系統(tǒng),利用煙氣的余熱加熱生活熱水的系統(tǒng);以及利用太陽能作為供暖和空調(diào)的輔助能源等,并加以優(yōu)化集成,達(dá)到最高效、經(jīng)濟(jì)的“冷熱電多聯(lián)供”的目標(biāo)。這就是30年以前開始發(fā)展,現(xiàn)已很成熟的分布式冷熱電聯(lián)供能源系統(tǒng)(DES/CCHP)。【5】。按照美國(guó)商務(wù)部的統(tǒng)計(jì),DES/CCHP系統(tǒng)比傳統(tǒng)的技術(shù)節(jié)能46%,減少CO2排放30%。不僅如此,DES 還大幅度減少輸變電設(shè)施的投資、損耗和運(yùn)營(yíng)費(fèi),幫助電網(wǎng)“削峰填谷”,增強(qiáng)供電的可靠性。發(fā)達(dá)國(guó)家能源利用效率在52-55%,比中國(guó)高近20個(gè)百分點(diǎn),DES/CCHP對(duì)此是有重大貢獻(xiàn)的.
4、圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的配合:建筑物用能優(yōu)化是一個(gè)系統(tǒng)工程。顯然,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化是能源供應(yīng)系統(tǒng)優(yōu)化的基礎(chǔ)。適當(dāng)增加投資用于改善熱工性能;如采用優(yōu)良的隔熱材料、合理的設(shè)計(jì)參數(shù)(如窗墻厚度、面積比、通風(fēng)、采光、遮陽設(shè)施等)優(yōu)化的小區(qū)規(guī)劃等;會(huì)使單位建筑面積的能耗顯著降低【6】。按照當(dāng)前的能源價(jià)格,增加的投資回收期在10年左右,都是合理的。因?yàn)榻ㄖ锏慕?jīng)濟(jì)壽命可達(dá)60年以上;并且今后能源價(jià)格肯定還會(huì)逐漸上漲?,F(xiàn)在的開發(fā)商為了少投入資金而致單位面積能耗過大的短期行為,不僅直接浪費(fèi)能源,而且最終浪費(fèi)大量資金。因?yàn)楫?dāng)能源價(jià)格上漲到“浪費(fèi)不起”的時(shí)候再投入圍護(hù)結(jié)構(gòu)改造的資金將比起初建設(shè)時(shí)多得多。
四、 借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)新中國(guó)城市能源供應(yīng)系統(tǒng)
1、建筑物能源系統(tǒng)改進(jìn)國(guó)外進(jìn)展【7】:自70年代的第一次能源危機(jī)開始推動(dòng)上述建筑節(jié)能技術(shù)以來。發(fā)達(dá)國(guó)家,特別是歐洲,不斷在進(jìn)行從建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)到能源供應(yīng)系統(tǒng)的改造。到現(xiàn)在,丹麥和荷蘭全國(guó)40%以上的電力都來自DES/CCHP。英國(guó)2000年新CCHP項(xiàng)目共1536個(gè),總裝機(jī)容量達(dá)到4.76GW;計(jì)劃到2010年達(dá)到10GW,增加一倍多.美國(guó)DES/CCHP至2003年總裝機(jī)容量為56GW,占全美電力總裝機(jī)容量的7%;計(jì)劃2010年裝機(jī)容量達(dá)到92GW,占全國(guó)總用電量的14%;7年增加一倍.日本全國(guó)DES/CCHP 1999年僅142座。至2003年初已達(dá)4292座,總裝機(jī)容量6.5GW。近年來,隨著石油價(jià)格再一次飛漲,各國(guó)更進(jìn)一步加大了發(fā)展DES/CCHP力度。還推出了各種節(jié)能投資公司帶資投入節(jié)能改造項(xiàng)目,業(yè)主以所節(jié)約的能源費(fèi)用償還的機(jī)制。值得我們借鑒。
2、中國(guó)建筑物節(jié)能既有嚴(yán)峻挑戰(zhàn),也有極好的機(jī)遇:2006年,中國(guó)總能耗已經(jīng)接近25億tec,人均1.8tec/a。按照表5的歷史數(shù)據(jù),對(duì)中國(guó)人均能耗做保守的推算,到2030--50年我國(guó)人口達(dá)16億時(shí),總能耗將達(dá)到40--48億tec/a。
表5 各國(guó)人均GDP達(dá)到1萬美元的人均能耗
國(guó)家
|
美國(guó)
|
英國(guó)
|
日本
|
韓國(guó)
|
中國(guó)
|
實(shí)現(xiàn)GDP1萬美元時(shí)間
|
60年代
|
70年代
|
80年代
|
90年代
|
2030--50年
|
人均能耗tec
|
8
|
6
|
4.1
|
3.9
|
預(yù)計(jì)2.5--3
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站在目前“95%的建筑都不節(jié)能”的起點(diǎn),中國(guó)面臨著極其嚴(yán)峻的挑戰(zhàn):將有6-8億人口陸續(xù)從農(nóng)村進(jìn)入城市,使城市耗能倍增;石油對(duì)外依存度2007年已達(dá)到50%,還將繼續(xù)增加;CO2、SO2、NOX等排放已經(jīng)超過了環(huán)境容許的70%。迄今的“沒有城市建筑能源規(guī)劃,新建房屋能源供應(yīng)設(shè)施由業(yè)主隨意而為,單位能耗比歐、日高2-3倍”的模式,是不可能再繼續(xù)下去的。但是,怎么辦?
中國(guó)的國(guó)情特點(diǎn)是:城市規(guī)模大、人口密集、居住集中;隨著城市化進(jìn)程和生活水平提高,空調(diào)負(fù)荷迅速增加,生活熱水需求快速上升;地處北溫帶,冷暖負(fù)荷兼有;大部分住在住宅小區(qū)高層公寓,與商業(yè)、辦公建筑交織。這是建設(shè)以DCS和集中供熱(DHS)為基礎(chǔ)的大型DES/CCHP的極好條件。多聯(lián)供的經(jīng)濟(jì)范圍合理半徑是:電10kV, 2公里左右,空調(diào)冷水3-5公里,1 MPa 蒸汽:1--2公里,40℃左右的采暖和60℃生活熱水4-5公里。相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)供應(yīng)面積:5-12平方公里。其實(shí),國(guó)外的DES 并不都是小型的。美國(guó)1999年的統(tǒng)計(jì),980座DES中,平均容量78MW的大型系統(tǒng)只有27座,但卻占總?cè)萘康?2.8%【7】。
中國(guó)建筑節(jié)能同時(shí)也恰逢極好的機(jī)遇:正處于城市化的高潮,大量新城鎮(zhèn)、新城區(qū)正在規(guī)劃;每年耗用全世界一半的水泥,新建16-20億m2房屋;新建比改造更容易采用最先進(jìn)的技術(shù);各種建筑節(jié)能集成配套技術(shù)均已成熟可用;能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、大力發(fā)展天然氣剛剛開始剛起步;大型DES/CCHP是天然氣最高效利用的最廣闊的市場(chǎng);相應(yīng)的制造業(yè)已有強(qiáng)大基礎(chǔ)。這些都是比西方30年前好得多的歷史條件【8】。筆者主持規(guī)劃的幾個(gè)5km2左右的DES/CCHP項(xiàng)目的財(cái)務(wù)分析表明:天然氣價(jià)格在2.5-3.0¥/m3條件下,投資回收期可在10年左右。而這是使用同樣價(jià)格天然氣的大型聯(lián)合循環(huán)電站所達(dá)不到的【9】。
3、推進(jìn)的障礙和步驟:建設(shè)部提出中國(guó)建筑能耗在1985年基礎(chǔ)上降低50-65%的目標(biāo)已經(jīng)10年,然而實(shí)際進(jìn)展并不盡人意。分析起來,最大的障礙乃在于觀念和機(jī)制。在觀念上,許多人把建筑節(jié)能看作一些離散和孤立的普通工程問題,并用行政辦法來解決。各個(gè)城市的“墻改辦”和“熱改辦”等機(jī)構(gòu)就是代表。不同專業(yè)的人士也會(huì)只強(qiáng)調(diào)某一個(gè)側(cè)面。然而實(shí)際上,建筑節(jié)能是根植于深厚的理論基礎(chǔ)上的復(fù)雜的大系統(tǒng)工程,并且需要以技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化為目標(biāo),靠多學(xué)科交叉集成來以實(shí)現(xiàn)。目前我國(guó)的社會(huì)運(yùn)作機(jī)制和政府內(nèi)部各部門職能分割的狀況,較難于協(xié)同解決這類復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化問題。然而現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)已經(jīng)到了非解決不可的地步了。下面分兩類情況列出推進(jìn)的主要步驟:
新建城區(qū)或城鎮(zhèn):(1)制定區(qū)域能源規(guī)劃,主要是建筑物冷熱電三聯(lián)供的詳規(guī)和實(shí)施機(jī)制-構(gòu)建區(qū)域能源服務(wù)公司;(2)與城區(qū)規(guī)劃,包括功能區(qū)塊劃分、電力、燃?xì)?、道路、給排水等在內(nèi)的其他各項(xiàng)規(guī)劃逐一協(xié)同落實(shí);(3)制訂地方建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施細(xì)則,規(guī)定圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),空調(diào)末端型式、冷熱水管線入室等具體規(guī)范,強(qiáng)制推行;(4)按照新區(qū)開發(fā)建設(shè)時(shí)間進(jìn)程,制定具體實(shí)施方案和進(jìn)度。
現(xiàn)有城區(qū):(1)把城中心區(qū)現(xiàn)有的熱電廠、調(diào)峰電站、擬搬遷出去的大型企業(yè)自備電站改造為大型DES/CCHP的能源服務(wù)基地;(2)以附近大型酒店、商廈、機(jī)關(guān)、醫(yī)院為初期主要冷用戶,以酒店和居民住宅為熱水用戶;依靠城建部門協(xié)同解決管線敷設(shè)問題;這可以立即開展;(3)逐步推行現(xiàn)有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造,同時(shí)擴(kuò)大冷、熱用戶;(4)隨天然氣供應(yīng)逐漸充足,按規(guī)劃逐步布設(shè)新的DES/CCHP站點(diǎn)。后者可能需要10-15年的時(shí)間。
4、政府的主導(dǎo)作用:世界各國(guó)的經(jīng)驗(yàn)證明,建筑節(jié)能絕對(duì)必須依靠政府的主導(dǎo)和推動(dòng)。這決不是要政府包辦一切,也不須用納稅人的錢。從上述的實(shí)施內(nèi)容中可以清楚看到:政府的作用,首先是制訂城市建筑物能源利用發(fā)展規(guī)劃,并與其它各方面規(guī)劃仔細(xì)協(xié)調(diào);其次是制訂各種落實(shí)節(jié)能減排規(guī)劃、實(shí)施內(nèi)容的法規(guī)、規(guī)范;第三是出臺(tái)相關(guān)的優(yōu)惠、激勵(lì)、懲罰等支撐或遏制政策和措施;第四是牽頭組織、協(xié)調(diào)、檢查、督促。在強(qiáng)勢(shì)政府的態(tài)勢(shì)下,要是它不作為,這類協(xié)調(diào)綜合的事就很難推進(jìn);要是它按照客觀規(guī)律真抓實(shí)干,就一定能干成。
致謝:本文工作受到國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究規(guī)劃項(xiàng)目“高效節(jié)能的關(guān)鍵科學(xué)問題”(編號(hào):G20000263)資助,并承左政博士和王小伍博士協(xié)助校閱中、英文稿,特此致謝。
[1] 華賁 集成創(chuàng)新可使中國(guó)建筑物能效加倍 建筑科學(xué) 2007 2 23(2):9-14
[2] 王子介,輻射冷暖加置換通風(fēng),一種新型節(jié)能的建筑空調(diào)方式,中國(guó)建筑業(yè)協(xié)會(huì)建筑節(jié)能專業(yè)委員會(huì)2006年年會(huì)論文集,pp.138-140.2006年9月,杭州
[3]中國(guó)發(fā)明專利:一種區(qū)域供冷系統(tǒng)及其冷量梯級(jí)利用方法 申請(qǐng)?zhí)枺?00610122795.9
[4] 中國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JGJ 142--2004: 地板供暖設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2004
[5]龔婕 華賁, 分布式能源系統(tǒng):聯(lián)產(chǎn)和聯(lián)供 沈陽工程學(xué)院學(xué)報(bào) 2007 1 3(1):1-5
[6]Hua, B; Hu, WB; Yin QH; Zhang, ZG. Integrated hierarchical modeling of compound building energy system.. Energy Conversion and Application, 2001, VoliandⅡ:960-963
[7] 左政 華賁 葉國(guó)棟,分布式冷熱電聯(lián)供在我國(guó)建筑中的應(yīng)用前景,廣州能源,(將發(fā)表)
[8]華 賁 龔 婕,分布式能源與天然氣產(chǎn)業(yè)在中國(guó)協(xié)同發(fā)展的歷史機(jī)遇,WADE 中國(guó)分布式能源論壇論文集,2007年6月22日,廣州)
[9]華賁 龔婕 分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析 天然氣工業(yè) 2007 9:118-120