民用空調建筑管理論文
時間:2022-07-05 08:28:00
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摘要:本文應用情景分析方法,對我國民用建筑空調在2020年的發展前景做了預測分析。指出空調需求與能源制約之間的巨大落差,提出“開源、節流”的對策。
關鍵詞:民用建筑空調發展前景能源
1我國宏觀經濟和城市民用建筑的發展情景設定
黨的十六大明確提出了我國第三步戰略目標的具體部署,即要在2020年“全面建設小康社會,在優化結構和提高效益的基礎上,國內生產總值比2000年翻兩番,基本實現工業化”。
這個宏偉的發展目標必然對我國經濟的各個層面產生深遠影響。
1.1經濟結構
在今后15年中,預計第一產業增加值在GDP中所占比重不斷降低;第三產業增長迅速,第二產業增加值在GDP中所占比重將出現先增長,后降低的趨勢。預計第一產業增加值在GDP中所占比重2020年為13.6%;第二產業增加值在GDP中所占比重2020年為42.9~46%;第三產業增加值在GDP中所占比重2020年為41%~43%,2050年51%~56%。
1.2按名義匯率計算的GDP
按照我國總體經濟戰略規劃,到2010年我國國內生產總值達到17.88萬億元RMB,2020年達到26.82萬億元RMB。兩個階段的年均增長速度分別為7.1%和4.14%。需要指出,近年以過度投資拉動的超常規增長使得資本形成所積累的一系列低效率問題逐漸暴露出來,重復建設形成的無效資本、大量庫存積壓、國際反傾銷對我國企業的打壓、企業利潤率的下降,以及高速發展對資源環境的破壞等都是導致經濟增長速度將呈下降趨勢的重要因素。
1.3人口
預計我國人口總規模為:2010年14億左右;2020年15億左右。
1.4人均GDP
人民幣的匯率政策正在調整,人民幣不再緊盯美元。因此,今后我國的GDP統計必然按照國際上通行的購買力平價(PPP)標準。如果按世界銀行的統計,我國2003年人均GDP(按PPP計算)已經達到4990美元,已經超過當年低中等收入國家水平(4320美元),這顯然是高估了。而如果參照中等收入國家購買力平價計算所得人均GDP比名義匯率計算所得高出1.9倍的比例計算,2010年和2020年我國人均GDP將分別達到2932和4104美元,2020年我國將進入中等發達國家行列。
1.5城市化
我國城市化水平從由1985年的22%上升到2004年的41.8%,城市化速度是世界同期的兩倍。但2000年世界的平均城市化水平已經達到47%,其中中等發達國家為50%,高收入國家為79%。從世界城市化進程來看,城市化率從36%提高到60%屬于加速期,因此,中國的城市化率還將不斷提高。如果按1985~2004年間城市化率的平均增長速度計算,2020年我國城市化率在50%以上。而根據國務院發展研究中心的預測,2020年我國城市化率當在60%左右(58.7%)。
1.6房屋建設
截至2003年底,全國城鎮房屋建筑總面積達140.91億m2,其中住宅建筑面積89.11億m2,占房屋建筑面積的比重為63.24%。
圖1我國城鎮房屋建筑面積的增長(10億平方米)
根據建設部小康社會居住目標,可以分析得到2010年和2020年的建筑面積。
表1我國城市住宅和公共建筑的發展預測
2010年
2020年(情景1)
2020年(情景2)
城市化水平%
45%
50%
60%
城鎮人口總數億
6.3
7.5
9.0
城鎮人均住房建筑面積m2
26.5
30
35
城鎮住宅建筑總面積億m2
166.95
225
315
城鎮人均公共建筑面積m2
8.06
10.75
12.5
城鎮公共建筑總面積億m2
50.80
80.6
112.5
城鎮民用建筑總面積億m2
217.75
305.6
427.5
表1中2020年的預測之一是按城市化率的低限設置的情景;而預測之二是按城市化率的高限和小康居住目標設置的情景。
2我國空調的市場需求和發展前景
2.1住宅空調發展現狀
我國房間空調器生產開始于1978年。1991~1993年進入了起步階段,1994~1996年步入加速發展期,1997~2003年進入高速發展階段,生產量平均每年遞增24~59%。經過十多年的發展,中國房間空調器產業已經擁有了占世界產量一半以上的生產規模,成為名副其實的房間空調器世界第一生產大國。
根據日本空調采暖和制冷新聞(JARN)預測,2004年全世界對房間空調器(RAC)和單元式空調機(PAC)的總需求量為5600萬臺,其中中國為2000萬臺,占36%。從圖2可以看出,中國一國的產量實際已經超過全世界的需求,我國家用空調器的產能已經過剩。
圖2我國房間空調器產量的增長
圖2中顯示,我國房間空調器的生產年均增長率為40.5%。而圖3中則反映了我國城市每百戶家庭房間空調器擁有量的增長情況。2002年,我國僅有10個省市百戶家庭空調器擁有量在50臺以上,而到了2003年,便增加到16個省市。增長勢頭很猛(見圖3),但年均增長率為27.04%,還是趕不上生產量的增長。
圖3我國每百戶家庭房間空調器的擁有量(臺)
研究發現,家庭房間空調器的擁有量與人均GDP的增長有很好的線性相關性。圖4是筆者以上海的情況分析得到的相關關系。當人均GDP達到4000~4500美元時,住宅空調得到普及(達到戶均1臺)。
圖4每百戶家庭空調器擁有量與人均GDP之間的相關關系
我國是世界上熱量帶最多的國家,東部地區與世界上同緯度地區相比,夏季偏熱,冬季更冷。在我國人口稠密的城市,室內既需要冬季采暖,也需要夏季供冷。我國小康社會的住宅,將從滿足生存需要實現向舒適型的轉變。良好的室內熱環境是提高生活質量的重要環節。因此,住宅空調的普及是必然的趨勢。
2.2集中空調的發展現狀
根據中國制冷與空調行業協會的統計數據,2000年到2003年全國制冷空調行業經濟年均增長速度高于我國GDP增長速度。
表22000-2003全國集中空調主機生產量(臺/套)
2000(銷量)
2001
2002
2003
活塞式冷水機組
4,000
2,517
2,493
4,645
螺桿式冷水機組
3,056
3,910
5,663
8,977
離心式冷水機組
481
698
947
1,240
蒸汽/溫水型溴化鋰冷熱水機組
1,194
1,460
1,268
1,053
直燃式溴化鋰冷熱水機組
2,091
2,385
3,052
2,785
風冷式冷熱水機組
15,000
20,800
26,000
——
戶式集中空調用冷熱水機組
——
——
——
36,372
總計
25,822
31,770
39,423
55,072
年平均增長速度
28.9%
注:2003年風冷式冷熱水機組的統計歸并在了螺桿式、活塞式冷熱水機組和戶式集中空調的冷熱水機組三項統計中。
2000(銷量)
2001
2002
2003
組合式空調機組
10,495
25,853
29,492
36,505
新風機組
33,066
77,281
47,880
50,602
風機盤管機組
684,684
1,281,517
1,387,072
1,719,557
總計
728,245
1,384,651
1,464,444
1,806,664
年平均增長速度
39.8%
表32000-2003全國集中空調系統末端設備生產量(臺/套)
根據歷年中國制冷空調工業協會統計數據及重點生產企業調查匯總,在1993~2003年間我國電力驅動冷水機組產量的年均增長幅度13.4%,吸收式冷水機組產量年均增長幅度16.2%,其中直燃機產量平均增長幅度高達18.7%,高于電力驅動冷水機組產量的增長幅度。總體來講,1993~2003年間我國制冷機組總產量的增長速度高于經濟增長速度。
2.3住宅空調的發展前景預測
根據筆者的分析,每百戶城鎮居民空調器擁有量與城鎮居民人均可支配收入和人均生活用電量這兩個因素都呈現正相關關系,相關系數分別達到0.9928和0.9681。因此,將每百戶城鎮居民空調器擁有量作為因變量,城鎮居民人均可支配收入和人均生活用電量作為兩個自變量,可以建立多元線性回歸模型。從而可以得到2010年我國城鎮每百戶居民空調器擁有量為125.8臺/百戶,屆時房間空調器的保有總量將達到2.33億臺。
房間空調器的使用壽命一般不會超過10年,2000年前居民購買的房間空調器到2010年將不得不更換,若考慮這部分的設備報廢和更換數量,則2004~2010年間我國國內房間空調器的銷售總量將達到17826萬臺,平均每年銷售量為2500萬臺左右。
當平均每戶居民房間空調器的擁有量達到一臺以上時,其購買的欲望將逐漸降低,而空調器的使用時間將延長。此時,每百戶城鎮居民房間空調器擁有量將不再與城鎮居民可支配收入和人均生活用電量呈線性相關關系,筆者認為2010年后每百戶居民空調器擁有量的飽和趨勢將與總人口數量的飽和趨勢相符。因此可以預測2020年每百戶城鎮居民空調器擁有量為190臺,屆時房間空調器的保有總量將達到4.2億臺。
2.4集中空調的發展前景預測
對集中空調的預測采取未來能源可供量倒推的預測方法,可得到如表3的結果。
表3我國公共建筑集中式空調制冷機組的發展預測
2010
2020
一次能耗可供總量(三種情景平均值)/億噸標準煤
21
29
建筑能耗所占比例
20%[1]
28%
空調能耗占建筑能耗的比例
40%[2]
40%
公共建筑空調系統一次能耗/億噸標準煤
1.01
1.81
空調冷熱源一次能耗/億噸標準煤
0.29
0.521
空調冷熱源耗電量/億kWh
782.5
1404.8
空調制冷機組裝機冷量/億kW
5.26
10.71
公共建筑總面積/億m2
50.8
80.6
單位面積裝機冷量/W/m2
103.6
132.9
燃氣空調裝機冷量所占比重
10.0%
15.0%
燃氣空調裝機冷量/萬kW
5263
16063
電制冷機組裝機冷量/萬kW
47371
91026
直燃機保有量/臺
29241
89241
電制冷機組保有量/臺
394754
758548
全國公共建筑集中式空調裝機冷量總計/萬kW
52634
107089
綜合以上預測結果,到2010年,我國公共建筑集中式空調總裝機冷量將達到1.5億冷噸左右,2020年總裝機冷量將增加到3.05億冷噸左右。
3民用建筑空調的發展對能源供應的影響
3.1建筑能耗在總能耗中的比例是經濟發展的晴雨表
所謂建筑能耗,是指建筑使用能耗,即維持建筑功能和建筑物在運行過程中所消耗的能量,包括照明、采暖、空調、電梯、熱水供應、烹調、家用電器以及辦公設備等的能耗。除非特別指明,現在一般提及的“建筑能耗”都是指使用能耗。
根據某些文章和媒體的報導,2001年我國建筑能耗在總能耗中的比例即已達到27.5%,與當年日本的此項比例(29.2%)相差無幾。并據此得出我國建筑節能的緊迫性。
一個國家或地區建筑能耗在總能耗中的比例,反映了這個國家或地區的經濟發展水平、氣候條件、生活質量,以及建筑技術水準。發達國家在進行能源統計時,一般按照四個部門分別統計:即工業(或產業,因為在發達國家農業已經產業化)、交通(在發達國家航空、城市軌道交通和私人汽車都十分發達)、商用(辦公樓、旅館、商場、醫院、學校)和居民(住宅)。一般可以把商用和居民兩項作為建筑耗能看待。比如金融、貿易、商業和咨詢等第三產業,幾乎沒有什么工藝能耗,但對于室內環境品質的要求卻越來越高,第三產業的主要能耗形式就是建筑能耗。商用部分的能耗實際就是第三產業的能耗,即建筑能耗。因此,發達國家的耗能部門實際上就是產業、交通和建筑三大家。
我國的能耗統計方式,并不是按照國際上通行的做法,而是按照行業統計。如果我們把批發和零售貿易餐飲業、生活消費和其他行業的能耗算作建筑能耗的話,那么根據中國統計年鑒,2001年的建筑能耗比例只有18.2%。如果再加上交通運輸、倉儲及郵電通訊業和建筑業的能耗,也只有26.9%,還是到不了27.5%。但很明顯,交通運輸的能耗帳無論如何也是算不到建筑使用能耗的頭上的。
另一方面,歐、美和日本都是第三產業(服務業)高度發達的國家,因此,它們的建筑能耗在總能耗中的比例除日本外都在30%以上。而我國則是一個處于工業化前期的發展中國家,城市化水平很低。2004年,我國城鎮化率達到41.8%,而1998年世界平均城市化水平即已達到47%。我國第三產業增加值占GDP的比重僅略高于30%,低于國際上同收入組別國家近20個百分點。因此,建筑能耗在總能耗中占較高比例的外在條件并不存在。
值得注意的是,最近幾年我國經濟結構是在向重型方面轉化。第三產業在GDP中的比例在2002年達到頂點之后,一路下滑。而第二產業比重在經歷多年平穩發展之后,從2002年開始反彈。我國已成為名副其實的制造業大國,鋼鐵、有色金屬、焦炭、水泥、彩電、冰箱、房間空調器等數十種產品年產量居世界第一位。2004年鋼產量達到空前的27279.79萬噸。但與此同時,我國生產噸鋼能耗比世界先進水平高出20~30%,中國超過10%的能源被鋼鐵業“吃”掉。在這種大背景下,我國建筑能耗不可能在總能耗中占有很高比例。
根據以上分析,筆者認為,我國建筑能耗在總能耗中的比例大致應在20%左右,其中10~13%是采暖能耗,7~10%是其他能耗。大致相當于日本在20世紀70年代的水平。
建筑能耗在總能耗中的比例,是經濟發展的晴雨表。從宏觀經濟角度看,建筑能耗的比例越大,經濟發展就越是合理和健康。
我國建筑用能還處在很低的水平,但有很大的增長潛力。以上海為例,2003年上海人均耗電量為5245kWh,是2002年經合組織(OECD)國家人均水平的65.2%,是世界人均水平的2.21倍。但上海人均生活耗電量只有617.62kWh,占總耗電量的11.8%,約為同年香港人均生活(住宅)耗電量的44%。上海家庭平均人口數為2.8人,2003年上海家庭平均年用電量應為1730kWh,而1997年美國家庭平均空調用電量就達到1555kWh。因此,住宅能耗的增長是一種必然的趨勢。另外,我國現在的依靠低勞動力成本、高資源消耗、高資本投入、沒有附加價值的傳統制造業的經濟結構是不可持續的。我國不可能一直停留在目前這種工業化初期落后的經濟結構中。中國要和平崛起,必須向新型工業化社會過渡,必然會像當今的發達國家一樣,產業結構的重心將從工業轉到服務業和現代制造業;能源消費結構也將從工藝過程能耗轉到保持環境的建筑能耗中來。因此,隨著經濟結構調整和人民生活質量的提高,建筑使用能耗在全國總能耗中比例的增加是必然的趨勢,也是我國經濟健康發展的重要標志。建筑節能的目標是提高建筑物對能源直接使用的效率,用少許增加的能耗滿足大量增加的需求;同時盡量減少間接能耗和無謂的浪費,將有限的資源用到建筑使用過程中,創造更好的人居環境。
3.2民用建筑空調是形成電力尖峰負荷的主要因素
2003年以來,在我國經濟高速發展的拉動下,能源和電力的需求快速增長,大部分地區出現電力供應緊張,26個省區存在不同程度的拉閘限電。盡管從2000年開始,我國僅用5年時間,發電裝機容量便從3億kW增加到4.4億kW,但能耗(電耗)增長的速度更快。從2002年到2003年,我國GDP增長9.1%,而電力消費卻增長了16.5%。
有人把電力緊缺歸咎于我國民用建筑空調的超常規發展。這是混淆了電力和電量的概念。根據筆者在上海的調查,盡管上海住宅空調的普及率(96.8%)已經超過了美國(72%,1997),但居民使用空調的時間全年平均僅為800~900小時,也就是說,盡管空調用電開支在家庭能源開支中占了最大比例,但總體消耗的電量并不很大。這種低水平消費主要是由于我國居民經濟水平還不高。因此,在城市或地區全年電力消費的尺度上,民用建筑空調并不是“耗電大戶”,但卻是造成夏季(冬季)電力負荷高峰的主要因素之一。由于民用建筑空調使用的季節性、間歇性和不穩定性特點,造成夏季供電峰谷差的進一步拉大,形成對電網安全的潛在威脅。圖4的尖峰負荷與最高氣溫的關系曲線很清楚地說明了這一點。在上海,當氣溫在33℃以上時,每升高1℃,電力負荷將增加12.7萬kW(工作日)。同樣,在北京市也有非常相似的情況,當氣溫在32℃以上,每升高1℃,電力負荷增加12.9萬kW。
日益增長的空調用電負荷已經造成了城市電網難以承受的高峰用電負荷及巨大的電力缺口(2005年估計為2500萬kW)。這種電力供需之間結構性的矛盾成為我國國民經濟發展的瓶頸,制約了國家的經濟發展和人民生活質量的提高。
2000-2003年,國內空調器銷售量的年平均增長率高達47.65%,而同期我國發電機組裝機容量的增長率只有6%左右,遠遠低于房間空調器銷售量的增長速度。我國的住宅空調產品形式單一,無論是窗式、分體壁掛式還是集中式,幾乎全部是電力驅動。致使房間空調器(國內銷售)的裝機電力占發電機組裝機容量的比例已經高達10%。
圖5北京市近年來夏季最高電力負荷和空調電力需求的增長
從圖5可知,北京市的空調電力需求的比例逐年提高。2001年至2003年,北京市居民生活用電量增長了29%,占全社會用電總量的比重也持續攀升至17.32%。2001年,北京市居民生活用電量為542739萬kWh,2003年則增至700726萬kWh,增幅高達29%。同時人均年生活用電量也大幅增長,2001年人均年生活用電483.57kWh,2003年則達到609.96kWh,增幅為26%。
3.3民用建筑空調的能源需求預測
根據我國電力發展規劃,可以預測,2010年全國每百戶城鎮居民空調器擁有量為125.8臺,所形成的裝機電力占全國發電裝機容量的28.7%。到2020年,每百戶居民空調器擁有量將達到190臺,占全國發電裝機量的比例為37.4%。
2004-2020年間,電驅動制冷機組的產量年均增長速度保持在41%,2010年我國電制冷機組保有量約為39.5萬臺左右,2020年將達到76萬臺。可知,從2010到2020年,我國公共建筑集中式空調的電制冷機組的裝機電力將由1.01億kW上升到1.78億kW,在全國發電機組裝機電力中的比重將從2010年的16.2%上升到2020年的19.8%。空調電力制冷機組的耗電在電力消費總量中的比重將從2.66%上升到2.89%,由此造成公共建筑集中式空調系統用電量在電力消費總量中的比重將由9.3%增加到10.1%。
如果國家繼續推進當前鼓勵發展燃氣空調的政策,并假定2010年和2020年直燃機的裝機冷量分別達到當年空調機組裝機總冷量的10%和15%,則2010年,我國直燃機總保有量約為2.9萬臺,全國直燃機總的天然氣用量將達到29.6億m3,占全國天然氣總用量的2.4%;而到2020年,直燃機總保有量將達到8.9萬多臺,直燃機總的燃氣用量將進一步增加到90.3億m3,占全國天然氣總用量的3.4%(見表4)。
表4發展燃氣空調對我國能源供應的影響預測20102020
直燃機裝機冷量所占比重10.0%12.5%15.0%15.0%17.5%20.0%
直燃機裝機冷量/萬kW526365797895160631874121418
直燃機保有量/萬臺2.93.64.48.910.411.9
電制冷機組裝機冷量/萬kW473714605544739910268834885671
電制冷機組保有量/萬臺39.538.437.375.873.671.4
公共建筑空調電制冷機組裝機電力/億kW1.051.020.991.781.731.68
發電機組裝機容量/億kW6.56.56.5999
占發電機組裝機容量比重16.2%15.7%15.3%19.8%19.2%18.7%
公共建筑空調電制冷機組耗電量/億kWh704.2684.7665.11194.01158.91123.8
全國總用電量/億kWh264352643526435413034130341303
電制冷機組耗電量占全國用電總量比重2.66%2.59%2.52%2.89%2.81%2.72%
節省的空調裝機電力/萬kW117014621754357041654760
節省的電力投資/億元130116271952397146335295
直燃機燃氣用量/億m3/年29.637.044.490.3105.4120.4
全國總天然氣需求量/億m3125412541254265326532653
直燃機天然氣用量占總用量比重2.4%2.9%3.5%3.4%4.0%4.5%
4應對措施和政策建議
隨著我國經濟、城市建設和人民生活水平的提高,建筑空調將有更大的發展。我國是世界上熱量帶最多的國家,東部地區與世界上同緯度地區相比,夏季偏熱,冬季更冷。在我國人口稠密的城市,室內既需要冬季采暖,也需要夏季供冷。當一個城市或一個地區的人均GDP在4000~4500美元時,住宅空調將普及。住宅空調將從奢侈型消費品變成普及型必需品,完全脫離“家電”屬性,成為建筑物的基礎設施之一。我國以重化工業為主的經濟結構是不可持續的,第三產業在城市產業結構中的比重一定會逐步增加。為提高生產率,第三產業必須為建筑環境消耗能量,使用空調,夏季供冷、冬季供暖。總之,民用建筑空調是經濟發展到一定階段人們必然的需求。從現代能源管理的思想出發,不應該也不可能去抑制這種需求,而只能因勢利導,用經濟與技術手段引導人們合理消費,開源節流,盡力滿足這種需求。
所謂“開源”,就是在提倡適度消費與節約能源的前提下,提倡民用建筑空調能源的多元化,充分利用低谷電、淡季氣和可再生能源,從時間上與空間上去挖掘“能源供應”的潛力。例如發展蓄冷技術、利用天然氣的燃氣空調、熱電冷聯供技術和分布式能源技術;同時積極研究開發利用可再生能源和“未利用能源”的制冷空調技術。所謂“節流”,就是改進制冷空調產品,提高能源效率,實現環境友好。
4.1蓄冷空調
對蓄冷空調的電費價格體系是推進蓄冷空調技術發展的關鍵。目前大多數電力公司(或供電局)推行了分割式三段制分時電價,其中的高峰時段集中在上午8:00~11:00,以及傍晚到夜間的18:00~21:00,使辦公樓與大型商場這兩類商業建筑的空調冷負荷高峰時段(下午)被劃入了電費的平段時間。導致大部分蓄冷量在非高峰用電時段的下午釋放掉,對轉移夏季高峰用電負荷并沒有起到有效作用,而且也不能使用戶從分時電價政策中獲取最大利益。上海市從2005年夏季開始將空調負荷高峰時段13:00~15:00劃入高峰電價時段,同時對用戶的電力最大需求MD提高收費標準(30元/kW·月),這些政策都有利于蓄冷空調的推廣。
除了峰谷電價的比值之外,低谷電價的絕對值也有很大影響。如果低谷電價能夠跌破購電成本的底線(比如降到0.20元/kWh以下),相信會極大地推動蓄冷空調的發展。而這一底線恰是某些電力公司前幾年在電力富余時推銷電鍋爐和電采暖的促銷價。
2004年,我國已經批準開工的電站項目達6110萬千瓦。以每kW電站投資6000~7000元計算,需要投資4000億元。如果少建10%,就可以節省400億元,再將其中的10%即40億元投入對蓄冷空調的補貼(200元/kW),可以轉移2000萬kW空調高峰冷負荷。理想情況下可以轉移電力負荷600萬kW,恰好相當于少建10%的電廠。這樣,電力部門實際節約了投資360億元。而用戶除了這部分補貼,還要投入160億元去建設2000萬kW的蓄冷裝置。但因為有了補貼,用戶可以較快地在3~4年時間里從分時電價的差價中回收這部分投資。實現電力公司和用戶的雙贏。
4.2燃氣空調
影響燃氣空調發展的瓶頸是天然氣價格。制訂燃氣空調用氣價格的依據,應該是使燃氣空調的壽命周期成本能與電力空調持平或略低,從而使用戶能實實在在地受益,也才能鼓勵用戶使用燃氣空調。定義電力與天然氣的比價:
這一比價越大,表明燃氣空調的年度等額壽命周期成本與電力空調相比,經濟性越好。國際上電力與天然氣比價一般約為4:1左右,但我國長期以來該比價偏低,因而制約了燃氣空調市場的開發。
值得注意的是,2005年初,北京、上海等城市均出現天然氣供不應求的局面。據統計,2004年北京市共消耗天然氣25.4億m3,2005年預計將消耗33億m3,超過市政府30億m3的預算,也超過了陜京管線28億m3的供給量。上海市預計2005年的天然氣使用量將達到20億m3,但目前落實的氣源僅16億m3(其中包括西氣10億m3和東海氣田6億m3)。在這種嚴峻形勢下,北京和上海均開始限制冬季天然氣鍋爐的發展。但是,對任何一個燃氣空調用戶,不可能只在夏季用天然氣供冷而不在冬季用天然氣采暖。從總量來說,發展燃氣空調用戶可以起到填平夏季天然氣低谷的作用,但同時還會增加冬季天然氣的高峰。因此,需要研究天然氣冬季的削峰措施。燃氣供應部門,要研究夏季儲氣措施和冬季可中斷用戶的政策。而暖通空調行業,也要研究季節蓄能的燃氣熱泵技術以及能燃用水煤漿和煤層氣的直燃機技術。
4.3熱電冷聯供
在阻礙建筑熱電冷聯供技術在我國發展的諸多政策問題中,最突出的是多余電力上網的問題。因為用戶所需要的熱量/冷量與用電量是隨著季節、氣候甚至白天與夜晚等因素隨時在變化,而建筑熱電冷聯產設備一經確定之后,其正常運行時的供熱/供冷量與發電量的比例(即熱電比)是大致不變的,所以總是會有富余的電能或者熱能產生。為了解決多余電力的問題,最簡單、最直接的解決方案就是允許分布發電的多余電力上網。
根據我國目前實行的《供電營業規則》,如果電力用戶自行發電需要并網,其并網的發電機組必須接受電網的統一調度,而且熱電冷聯產系統的上網電價要采用競價上網方式,沒有任何優惠。建議將分布式能源電力上網按“綠電”看待。參照對風力發電的優惠政策,電網收購價應在0.40元/kWh以上。
阻礙建筑熱電冷聯產發展的另一個政策問題是天然氣的價格。與上節“發展燃氣空調的政策建議”相仿,各地應根據當地電價,將電力/天然氣比價調整到4.9:1左右。
目前,各種建筑熱電冷聯產的原動機設備國內基本上都不能夠生產,完全依賴進口,因此實現熱電冷聯產的一次投資很大。建議對建筑熱電冷聯產系統的投資者做政策性投資補貼,該補貼相當于設備投資的10%左右,使得熱電冷聯產系統的等額年度壽命周期成本能夠與常規空調冷熱源相比。
從中期發展來看,應積極發展利用燃料電池的建筑或區域熱電冷聯產系統。燃料電池的應用主要有兩種方式:①移動式(作為汽車動力);②固定式(又稱“站式”,用于樓宇熱電冷聯供)。我國目前把主要的研發力量投入到前者。但燃料電池汽車由于一些技術瓶頸,難以在短時間內普及。而建筑熱電冷聯供所使用的燃料電池是將天然氣改質制氫,不需要直接利用氫氣;由于是固定式(站式)使用,省去了許多移動式應用中的麻煩(例如對體積、重量的限制)。所以,燃料電池作為分布式能源應用,相對更容易形成商業化。建議優先發展利用燃料電池的建筑熱電冷聯供技術,盡快建成一批示范性工程,應用在2008年北京奧運會項目和2010年上海世博會項目中。
4.4選擇較高能效等級的空調設備
作為重要的“節流”措施,我國經濟發達、資源缺乏的城市,可在2005年開始實施的《房間空氣調節器能效限定值及能源效率等級(GB12021.3-2004)》、《單元式空氣調節機能效限定值及能源效率等級(GB19576-2004)》和《冷水機組能效限定值及能源效率等級(GB19577-2004)》等三個標準中,選擇較高的能效等級作為市場準入條件。
根據測算,上海市如果對冷水機組采用比我國《公共建筑節能設計標準(GB50189-2005)》中的強制性標準提高一個等級,可以產生很好的節電降峰的效益。僅每年新增的冷水機組便可以降低電力峰荷需求6~8萬kW,用戶也可因此減少電費14%左右。以平均電價按0.75元/kWh計算,每年可以節約電費2800~3600萬元。
5結論
我國是世界上最大的房間空調器生產國,同時也是世界上最大的冷水機組市場。我國又是世界上房屋建筑建設規模最大的國家。根據世界銀行的預測,到2015年,全世界新建筑的一半將出現在中國;中國城市商用和居住建筑中的一半將是在2000年后建造的。因此,我國民用建筑空調還會有很大的發展。當前我國的能源緊缺,確實是對制冷空調業的嚴峻挑戰,但同時也是推進制冷空調行業科學、健康、協調、持續發展,使中國從制冷空調大國發展成為制冷空調強國的最好機遇。
參考文獻:
[1]《國家能源戰略的基本構想》(國家能源戰略課題組)
[2]《辦公建筑空調能耗指標的研究》(周輝,同濟大學博士學位論文)
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