太陽能供暖節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)密云蔡家洼工業(yè)園區(qū)籌建可行性策劃書_第1頁
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PagePAGE46ofNUMPAGES49鑫記碩陽公司太陽能供暖節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)密云蔡家洼工業(yè)園區(qū)籌建可行性分析報告編制單位:北京鑫記碩陽環(huán)保能源科技有限公司聯(lián)系人:固定電話:移動電話: 目錄第一章總論…………………11.1項目背景………………11.2項目主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)………………21.3可行性研究依據(jù)………………………31.4可行性研究范圍………………………4第二章技術(shù)可行性分析……………………42.1相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)品的市場現(xiàn)狀及存在的問題……………42.2核心產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局及產(chǎn)品優(yōu)勢……………………10第三章產(chǎn)品屬性分析和市場需求預(yù)測……………………73.1節(jié)能型太陽能采暖產(chǎn)品市場巨大……………………73.2產(chǎn)品的目標(biāo)市場定位…………………83.3國內(nèi)市場分析……………………283.4國際市場分析…………………………9第四章建設(shè)條件分析和總體規(guī)劃………………………104.1工業(yè)園區(qū)廠址的確定………………104.2工業(yè)園區(qū)建設(shè)前期規(guī)劃……………10第五章園區(qū)內(nèi)的產(chǎn)品規(guī)劃布局…………115.1控制系統(tǒng)產(chǎn)品中心規(guī)劃……………115.2太陽能集熱產(chǎn)品生產(chǎn)基地…………125.3空調(diào)熱泵生產(chǎn)基地………………125.4生產(chǎn)用庫房………………………125.5綜合系統(tǒng)試驗中心…………………12第六章項目運行資金規(guī)劃………………126.1園區(qū)建設(shè)投資計劃………………12第六章社會評價………………………126.1高效太陽能供暖系統(tǒng)是大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要一步…………12第一章總論1.1、項目背景在科技高速發(fā)展的二十一世紀(jì),社會各行各業(yè)都正在經(jīng)歷著日新月異的變革。這使得整個社會在生產(chǎn)和生活領(lǐng)域里的能源消耗都產(chǎn)生了巨大的增長。能源已經(jīng)成為本世紀(jì)最關(guān)鍵的社會經(jīng)濟(jì)問題,能源危機(jī)正以人們意想不到的速度走進(jìn)我們的生活。傳統(tǒng)一次能源的需求量與日俱增,可產(chǎn)量是有限的,因此消費成本也越來越高。在剛剛過去的2008年,國際石油價格出現(xiàn)史無前例的大波動從某一側(cè)面已經(jīng)看出全球各界對于能源需求緊張所造成的恐慌。在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展依靠化石能源的巨大消耗的同時,這些天然的自然資源也日益瀕臨枯竭。2004年世界能源統(tǒng)計年鑒的數(shù)據(jù)顯示,世界石油現(xiàn)存總儲量為1.15萬億桶,僅供41年使用;全球天然氣總儲量176萬億立方米,僅供63年開采;日本權(quán)威能源研究機(jī)構(gòu)申明,全球煤炭埋藏量10316億噸,可開采231年。世界越來越小,經(jīng)濟(jì)越來越發(fā)達(dá),我們的未來將依靠什麼?能源對于中國更是有著至關(guān)重要的意義,近30年來我國的經(jīng)濟(jì)高增長完全是建立在低效率消耗大量能源的基礎(chǔ)之上的。工業(yè)生產(chǎn)和建筑能耗都主要依靠煤炭、石油及天然氣等傳統(tǒng)的不可再生性化石能源。據(jù)統(tǒng)計公報顯示,我國近年能源消耗量約占全世界的11%,2004年起中國就已經(jīng)成為僅次于美國的世界第二大石油消費國,而煤炭的消耗量則是全世界的40%。同時,我國的工業(yè)技術(shù)發(fā)展落后,生產(chǎn)和生活領(lǐng)域的能源利用效率都很低,單位GDP能耗遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國家,約為美國的3倍,日本的7.2倍。就建筑行業(yè)來看,建造和使用建筑的間接、直接能耗總量已經(jīng)占國內(nèi)社會總能耗的46.7%,其中最主要的部分——空調(diào)和供暖能耗占建筑總能耗的55%。隨著人民生活水平的提高,這一數(shù)字還有繼續(xù)擴(kuò)大的趨勢。同時,上述傳統(tǒng)化石能源的使用所帶來的環(huán)境污染問題也無法回避。我國面臨的環(huán)保壓力及治理污染的成本也越來越高。據(jù)統(tǒng)計,中國的二氧化碳排放世界第一,溫室氣體排放世界第二,每年大氣污染所造成的直接損失已經(jīng)占到GDP的3%。如果不進(jìn)行根本性的變革,巨大的傳統(tǒng)化石能源消耗將在不久的將來成為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一條鎖鏈。當(dāng)然,通過技術(shù)改進(jìn)提高傳統(tǒng)化石能源的利用效率也是近年來我國節(jié)能減排策略的主要途徑,而且也收到了一定的效果。但是,面對中國每年接近雙位數(shù)的GDP增長,面對中國13億人口的生產(chǎn)生活需求,這些點滴的改進(jìn)成果也就是杯水車薪了。所以,更多的能源專家及業(yè)內(nèi)人士將希望轉(zhuǎn)移到太陽能和土壤源熱能等清潔無污染的新能源上,它們不僅總量巨大,而且使用的同時不會造成污染物排放。由此觀之,新能源的利用不僅可以大量替代節(jié)約傳統(tǒng)化石能源,同時從根本上減少了因燃燒石油、煤炭等造成的大氣污染物排放,這將會是真正意義上的能源革命,它將成為中國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展擺脫傳統(tǒng)化石能源應(yīng)用桎梏,實現(xiàn)未來更長時期內(nèi)可持續(xù)發(fā)展的有力保證。同時,每次的社會經(jīng)濟(jì)體系的變革也必將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利潤,能源革命也是如此。盡管太陽能等新能源的應(yīng)用前景為眾人所看好,尤其是儲量巨大的太陽能更是備受青睞,但是因為太陽能的能量分布比較分散,能量密度波動較大,同時現(xiàn)有的太陽能產(chǎn)品的集熱蓄熱效率不是很高,從而使得它一直不能得到很好的利用。目前太陽能光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)也只能應(yīng)用于生活熱水方面。而如前所述在建筑能耗中,生活熱水只占非常有限的份額,真正的建筑能耗大項是采暖和空調(diào),應(yīng)用新能源技術(shù)實現(xiàn)這部分能源消耗的傳統(tǒng)化石能源替代,才算是解決了建筑節(jié)能中的實質(zhì)性問題。由此觀之,將太陽能光熱技術(shù)引入建筑供暖領(lǐng)域所形成的市場經(jīng)濟(jì)價值將是目前的太陽能熱水產(chǎn)業(yè)無法比擬的。1.2、項目主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)環(huán)保新能源工業(yè)園區(qū)旨在打造新型高科技太陽能供暖系統(tǒng)產(chǎn)品的生產(chǎn)研發(fā)一體化核心區(qū),為公司未來在國內(nèi)甚至全球建立新型的低碳型節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)市場優(yōu)勢奠定強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。為此目的,園區(qū)建設(shè)需要達(dá)到以下技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo):核心產(chǎn)品配套完善度達(dá)100%盡管完整的產(chǎn)品系統(tǒng)需要很多配套環(huán)節(jié),在當(dāng)今社會化大生產(chǎn)的年代,沒有一個企業(yè)可以控制一整條產(chǎn)業(yè)鏈的每個環(huán)節(jié)。但是對于新型太陽能供暖系統(tǒng)來說,控制產(chǎn)品系統(tǒng)核心價值的環(huán)節(jié)包括系統(tǒng)運行智能控制器、高效太陽能集熱器、環(huán)保型輔助能源熱泵機(jī)組。公司準(zhǔn)備充分利用現(xiàn)有的工業(yè)園空間,全面建設(shè)控制器研發(fā)生產(chǎn)區(qū)、太陽能集熱產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)區(qū)、空調(diào)熱泵機(jī)組生產(chǎn)區(qū),使工業(yè)園形成強(qiáng)有力的完整的系統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)壁壘。因此在整體工業(yè)園建設(shè)完成時,要求能夠達(dá)到上述系統(tǒng)核心環(huán)節(jié)產(chǎn)品配套完善度100%的目標(biāo)。打造核心產(chǎn)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢,實現(xiàn)與同類先進(jìn)產(chǎn)品相比系統(tǒng)節(jié)能率50%以上公司依托工業(yè)園堅實的生產(chǎn)研發(fā)實力,針對太陽能供暖系統(tǒng)中集熱、蓄熱、供熱及輔助能源等多個技術(shù)環(huán)節(jié)長期投入自主研發(fā),逐漸形成自己獨立的系統(tǒng)產(chǎn)品性能優(yōu)勢,并在國際國內(nèi)同類產(chǎn)品中取得領(lǐng)先,實現(xiàn)與同類先進(jìn)供暖產(chǎn)品系統(tǒng)相比50%以上的節(jié)能率。從而奠定強(qiáng)大的市場主導(dǎo)優(yōu)勢。工業(yè)園整體產(chǎn)能初期達(dá)到2000萬為滿足公司初期市場推廣戰(zhàn)略的配套要求,新建工業(yè)園區(qū)的總體產(chǎn)品年配套產(chǎn)值應(yīng)能達(dá)到2000萬人民幣,同時產(chǎn)品平均毛利率不低于45%。建立生產(chǎn)系統(tǒng)完善的質(zhì)量管理體系,產(chǎn)品合格率達(dá)到95%以上。產(chǎn)品質(zhì)量是工業(yè)企業(yè)獲益和成長的生命保障,公司在建立工業(yè)園之初就必須建立嚴(yán)格完善的產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量管理體系,防止企業(yè)在之后面對市場時陷入無休止的售后維修和回款困難等一系列麻煩。同時對于企業(yè)樹立良好的品牌形象,質(zhì)量管理也是非常重要的組成部分??尚行苑治龅囊罁?jù)對上述環(huán)保新能源工業(yè)園區(qū)建設(shè)項目,主要是針對當(dāng)前新興的太陽能等環(huán)保能源產(chǎn)業(yè)。以太陽能為首的各節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)將是我國今后相當(dāng)長時間里的重點支持產(chǎn)業(yè)。1)《中華人民共和國節(jié)約能源法》2007年修訂版中,第四十條,明確指出:國家鼓勵在新建建筑和既有建筑節(jié)能改造中使用新型墻體材料等節(jié)能建筑材料和節(jié)能設(shè)備,安裝和使用太陽能等可再生能源利用系統(tǒng)。同時,其中的第四章專門明確了節(jié)能新技術(shù)開發(fā)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要地位,并將以多種方式加大力度進(jìn)行重點扶持??梢姛o論是在生產(chǎn)扶持還是市場推廣方面甚至產(chǎn)品研發(fā)過程,都有非常廣闊的未開發(fā)潛力。2)《中華人民共和國可再生能源法》自2005年推出,目前政府馬上還要推出修訂版,其中非常重要的一部分內(nèi)容就是支持太陽能產(chǎn)業(yè)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。由上述國家出臺的相關(guān)政策和法規(guī)我們可以看出,新能源科技產(chǎn)業(yè)將會成為未來全球性經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大增長點,也是全球經(jīng)濟(jì)向低碳形態(tài)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵所在。1.4可行性分析的范圍本項目的建設(shè)是針對以太陽能光熱轉(zhuǎn)換利用為核心技術(shù)的環(huán)保節(jié)能型供暖系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)及市場推廣。在產(chǎn)品方面,該項目是以多個相互獨立的傳統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域為基礎(chǔ)的交叉性綜合節(jié)能系統(tǒng)產(chǎn)品。它不僅涉及到發(fā)展比較成熟的傳統(tǒng)供熱技術(shù)及常規(guī)化石能源的利用,還包括目前方興未艾的太陽能光熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)產(chǎn)品,同時成熟的供暖空調(diào)熱泵機(jī)組也是我們致力開發(fā)的系統(tǒng)的重要組成部分。在市場方面,無論是太陽能熱水產(chǎn)業(yè)還是供暖空調(diào)熱泵都面向一個發(fā)展成熟而且商機(jī)無限的市場,這將是企業(yè)初期發(fā)展生存的重要保證。而公司產(chǎn)品經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化整合所形成的環(huán)保節(jié)能新系統(tǒng)將鮮明的指向市場發(fā)展的未來——低密度獨立建筑的環(huán)保型新能源綜合利用系統(tǒng)。在大力倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)迫在眉睫的國際背景下,針對低密度建筑的新能源革命所面對的將是全球性的原始市場。其中的商機(jī)無法限量。因此要分析本項目建設(shè)的可行性及項目面向市場后的優(yōu)越性,必須對上述多個傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)做深入的對比分析,并對現(xiàn)有各產(chǎn)業(yè)的市場現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢進(jìn)行清晰的描述。第二章技術(shù)可行性分析公司整體發(fā)展規(guī)劃能否達(dá)到市場盈利目標(biāo),最重要的一點就是公司所投入的核心產(chǎn)品是否具有強(qiáng)有力的市場競爭力。產(chǎn)品的優(yōu)越性是企業(yè)掌握市場控制權(quán)和話語權(quán)的關(guān)鍵所在。這一點對于產(chǎn)品形式層出不窮,發(fā)展尚待完善的新能源產(chǎn)業(yè)尤其重要。2.1相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)品的市場現(xiàn)狀及存在的問題1)全球能源市場及太陽能所處地位人類的大歷史可以從其能量特性進(jìn)行把握與研究,就是人類在生存與發(fā)展過程中,得到能量的多少,得到能量的效率,以及使用能量的多少和使用效率。從這點出發(fā),可按人類主要的能量使用形式對人類社會進(jìn)行大的歷史劃分研究。主要的能量形式以及能量使用量一經(jīng)確定,這個社會的自然特性就能夠確定。從人類社會的能量特性出發(fā),可將人類劃為四個大的歷史階段:狩獵文明——動物能源時代農(nóng)耕文明——植物能源時代現(xiàn)代文明——化石能源時代未來文明——后化石能源時代在狩獵文明時代,人類文明是在動物能源的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。人的吃、穿、用都基本與動物能源有關(guān)。由于動物能源來自于植物能源,大約同樣的能源量,動物能源需要十倍左右的植物能源量轉(zhuǎn)換而來,而所有的動物能源又僅有一部分能為人類所獲得與利用,大約不到1/10。因此,動物能源時代的人類生存空間需要約100倍農(nóng)耕時代所需要的土地量,如果農(nóng)耕時代每人生存需要5到10畝地,則狩獵文明時代需要約500到1000畝地的生存空間。一個300人的部落就需要15萬到30萬畝,約為100到200平方公里。如果超過1000人,就需要約300到600平方公里的土地。因此,人口的平均密度非常低,是農(nóng)耕時代的1%左右。此外,人口的總量也非常小。因此,人類的文明發(fā)展受到非常大的限制,主要是無法形成一個大的群聚性社會,從而無法構(gòu)成文明發(fā)展的最基礎(chǔ)條件。在農(nóng)耕時代,人類文明是在植物能源基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。人的吃、喝、住、穿,以及各種財富都基本和植物能源有關(guān)。植物能源利用量與利用效率,比動物能源時代的能源量與利用效率大為提高,約為10到100倍。人類文明因此得到了飛躍發(fā)展。人口數(shù)量擴(kuò)展了10倍以上,大型的群聚性社會得以形成。城市得以建立,社會分工得到較大發(fā)展,能量的提供還得以讓一部分人解脫出來,專門研究思想、文化、制度、技術(shù)和教育的機(jī)構(gòu)與機(jī)制因此得以建立,人類社會的進(jìn)步得到飛速發(fā)展。在現(xiàn)代的大工業(yè)時代,人類文明是在化石能源基礎(chǔ)上得以發(fā)展?;茉吹睦昧砍^植物能源的利用量,在發(fā)達(dá)國家達(dá)到10倍以上,人類創(chuàng)造財富所需要的能量幾乎都來自于化石能源。在此基礎(chǔ)上,人口數(shù)量普遍增長一倍以上。城市化擴(kuò)展了5到10倍,人均利用的財富量增長了10倍以上。與之相伴的是科學(xué)、教育的飛速發(fā)展,同時人類的需求得到充分滿足。產(chǎn)品的多樣化得到充分實現(xiàn)。人類社會幾乎達(dá)到理想境界。但是人類工業(yè)文明在進(jìn)入二十一世紀(jì)以后,遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。人類面臨的環(huán)境形式日趨嚴(yán)峻。首先,人類社會的各項經(jīng)濟(jì)活動的規(guī)??涨褒嫶?,它正在以不可估量的速度透支著地球上的化石能源。大家都知道,從能源的形成速度和消耗速度的關(guān)系來看,化石能源的能量密度較大,形成速度也較慢,石油、天然氣大約是一億年前的植物化石在地殼運動是高溫高壓下形成的;煤炭的形成也要上百萬年。相對我們今天數(shù)百年的消耗時間來說,這些能源基本就是不可再生能源。根據(jù)本文開篇所列舉的數(shù)據(jù),在未來短短數(shù)十年頂多上百年的時間里,這些化石能源的探明儲量將被我們消耗殆盡。那么接下來,人類文明的發(fā)展和延續(xù)將依靠什么?這是個非常嚴(yán)峻的問題。另一方面,因為化石能源中儲存和釋放能量的載體都是碳?xì)浠衔?。在釋放能量的同時,將不可避免的要產(chǎn)生二氧化碳。目前已經(jīng)證明,過多的二氧化碳是當(dāng)前地球環(huán)境出現(xiàn)溫室效應(yīng)的主要原因。全球的氣候變化也正在一步步侵蝕我們的家園。前一段時間,媒體爆出,位于南太平洋上的島國圖瓦盧已經(jīng)開始被海水淹沒。她將是世界上因為溫室效應(yīng)而被海水淹沒的第一個國家。如果這種趨勢不能被有效遏止,那過不了多久我國的諸多沿海城市包括廈門,上海,也要沉沒在汪洋之中。照此趨勢,人類文明的命運就將毀在自己揮霍無度的雙手里。為了明天,全球經(jīng)濟(jì)必須做出重大調(diào)整,人類社會必須向后化石能源時代邁進(jìn)。后化石能源時代,是從能量特性方面對未來社會的定性。因為到目前為止,我們沒有一個人敢肯定判斷未來人類社會主要依賴的能源是何種形式,是核能,還是太陽能,還是像農(nóng)耕時代一樣利用植物能源。但可以肯定地說,人類未來是不可能持續(xù)化石能源時代的,按現(xiàn)在的化石能源使用速度,化石能源時代快則30到50年就會基本結(jié)束,最長也很難超過100年。因此,當(dāng)今人類處在一個新的大時代來臨的前夜。何去何從這不單是國家精英需要面對的問題,也是每一個普通老百姓都將面對的事。早則我們自己,晚則兒子、孫子這一代,就將面臨這樣一種抉擇。后化石能源時代的大格局是什么樣的架構(gòu),目前是難以確定的。這就是將未來稱為“后”化石能源時代的原因。對這個時代的研究可以從以下幾個方面進(jìn)行:第一,大力發(fā)展以太陽能為代表的新能源利用技術(shù),探尋多種不同能源形式條件下,人類社會能源消費特性所確定的人類社會的自然特性,以及以此為基礎(chǔ)所構(gòu)架的人類社會。第二,最保守的條件,即可控核聚變不可能實現(xiàn)或者相當(dāng)長的時間難以實現(xiàn),太陽能只能有限地被利用,在此條件下,人類社會應(yīng)當(dāng)采取什么樣的能源形式、怎樣的人類發(fā)展模式。第三,人類目前的文明形態(tài)向后化石能源時代過渡的研究,人類大歷史形態(tài)的相互過渡是一個特殊形式,并且是一個相對較長的歷史時期。今天的人類社會可以說是處在現(xiàn)代文明與未來文明之間的過渡期,即化石能源時代向后化石能源時代的發(fā)展過渡期。在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的大背景下,人類如何調(diào)整自身的生活及經(jīng)濟(jì)行為以適應(yīng)低能耗低污染的社會發(fā)展模式。有目的地形成一個良好的過渡期,對人類應(yīng)對后化石能源時代的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)是非常必要的。當(dāng)前,全球的能耗總量已經(jīng)達(dá)到一個歷史高峰。日前美國埃克森美孚公司在其年度能源展望報告中稱,未來25年全球能源消耗將上升60%。??松梨谟媱澆恐魅嗡蛊ち炙痉Q,到2030年能源需求將增長為每天3034億桶石油等價物。斯皮林司稱,石油消耗年增長率為1.4%,天然氣為1.8%。石油和天然氣需求占世界能源需求的60%,與現(xiàn)在的比例相同。他認(rèn)為絕大多數(shù)增長發(fā)生在發(fā)展中國家。到2010年,石油輸出國組織國家生產(chǎn)量占世界生產(chǎn)量的大部分份額,非輸出國石油生產(chǎn)國次之。為了滿足原油供給量,到2030年opec組織將每天多生產(chǎn)4700萬桶原油,比現(xiàn)在增加40%。他們堅信增加會發(fā)生。地球所剩原油粗略估算為2.2萬億桶,包括非傳統(tǒng)性原油,可以支持能源需求。絕大多數(shù)剩余儲藏為中東和俄羅斯所有。北美天然氣需求年增長率為0.5%,每天為900億立方英尺。但到2030年北美生產(chǎn)預(yù)計下降,從每天接近800億立方英尺降為600億立方英尺。液化天然氣進(jìn)口情況多樣。亞洲需求將增加三倍,從每天300億立方英尺左右增加到900億立方英尺,與北美相當(dāng)。具體談到我國的能源利用形式,更是危弱累卵,刻不容緩。從供應(yīng)角度看,中國的能源總儲量居世界第三位,但人口占世界總?cè)丝诘?0%以上,人均能源可采儲量和人均能源消費量均低于世界平均水平,能源供給相對短缺。一、能源供求差距大建國初期,中國的能源生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施落后,能源嚴(yán)重短缺,政府花費較大精力來擴(kuò)大能源生產(chǎn)能力、增加能源供給量,很快就保證了能源的供給,滿足了生產(chǎn)和生活中基本的能源需求。但是隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和能源供給資源的相對有限,能源供給和需求之間的缺口逐漸拉大,差距最高曾達(dá)到23309萬t標(biāo)準(zhǔn)煤(見下表)。能源消費總量中,終端能耗一直占據(jù)較高比重,保持在95%左右。自1993年中國成為石油凈進(jìn)口國之后,中國的石油對外依存度從1995年的7.6%增長至2000年的33.8%,預(yù)計到2020年,石油進(jìn)口量至少將達(dá)到2.2億t左右,對外依存度將接近60%。大量進(jìn)口石油不僅受制于有限的外匯儲備,而且存在著經(jīng)濟(jì)的安全隱患。2003年,我國有21個地區(qū)先后出現(xiàn)拉閘限電的情況,電力短缺已經(jīng)從局部地區(qū)的夏季高峰期或枯水期電力短缺轉(zhuǎn)變?yōu)槿瓿掷m(xù)性和隨機(jī)性的電力短缺,能源一度吃緊,給居民生活和工業(yè)生產(chǎn)帶來了很大的不便。二、人均能源可采儲量低中國的能源資源儲量雖然比較豐富,但能源富礦資源少、勘探程度低、開發(fā)利用難度大;能源資源分布與經(jīng)濟(jì)布局不相匹配,80%的能源資源分布在西北部地區(qū),而60%的能源消費卻集中在東南部地區(qū),這給能源運輸造成很大的壓力;再加上人口眾多,實際上人均可利用的能源儲量非常低。中國能源供求量表(1992-2004)單位:萬tce(噸標(biāo)準(zhǔn)煤)2000年中國人均石油可采儲量為2.6t,人均天然氣可采儲量為1074m3,人均煤炭可采儲量為90t,分別為世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%,。截至2002年底,中國的煤炭資源量約為10202億t,已探明可直接利用的煤炭儲量為1886億t,預(yù)計可保障100年左右的開采,而世界7個煤炭大國中(美國、中國、澳大利亞、印度,德國、南非、波蘭),其余6個國家的儲采比均達(dá)到210年以上,遠(yuǎn)超過中國r83]。中國的石油資源量為930億t,天然氣的資源量為380000億m3,現(xiàn)已探明的石油和天然氣可采儲量只占資源量的20%和6%,僅夠開采幾十年。因此,中國的常規(guī)能源并不豐富,潛在的能源危機(jī)隨時可能爆發(fā)。中國可再生能源中,水能居世界第一位;太陽能居世界第二位;潮汐能、地?zé)崮?、風(fēng)能和核能都很豐富,但利用率極其低下,均不及發(fā)達(dá)國家的一半。從能源消耗角度看,我國的現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展較晚,各種能源利用技術(shù)水平比較低,而且目前我國正處在快速工業(yè)化和城市化重要發(fā)展時期,各種產(chǎn)業(yè)正在從粗放型經(jīng)營向集約型經(jīng)營模式轉(zhuǎn)變,社會總體的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)規(guī)模正在快速增長,總體能耗仍將飛速膨脹。a、煤炭消費至今為止,煤炭仍舊是我國能源消耗的主要形式。長期以來煤炭一直占據(jù)我國能源消耗80%以上的份額,雖然近期隨著石油、天然氣及各種新興能源利用的增長,以及傳統(tǒng)火力發(fā)電廠和燃煤區(qū)域鍋爐房等煤炭消耗大戶的節(jié)能改造工作的推進(jìn),國內(nèi)燃煤消耗有所降低,但是煤炭所占社會能耗總比例仍有70%左右。但是我國能源消費過分依賴煤炭也正是我國面對高能耗,高污染難題的癥結(jié)所在。因為在所有化石能源中,煤炭燃燒所產(chǎn)生的二氧化硫、二氧化碳等污染物是最多的。煤炭燃燒所造成的污染問題已經(jīng)成為中國社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展無可回避的重大問題。中國要想擺脫工業(yè)發(fā)展過程中的嚴(yán)重污染,必須限制煤炭的使用,盡管中國的煤炭儲藏量仍很豐富。b、石油消費為了滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,同時盡可能的減小能耗造成的污染。石油和天然氣就成為我國目前能源供應(yīng)的生力軍。2008年,我國共消耗原油3.65億噸,比上年增長了5.8%。隨著我國今年汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展,石油產(chǎn)品的需求仍將快速增長。同時隨著全球性的能源短缺越來越明顯,石油產(chǎn)品的價格則日益高漲。從2007年下半年起,國際原油價格進(jìn)入了史無前例的快速上漲期,在2008年第一個交易日,紐約市場油價歷史性地突破每桶100美元大關(guān)。2008年是國際原油市場大幅波動的一年,油價走勢跌宕起伏。受多種因素影響,國際市場油價在上半年節(jié)節(jié)攀升,并在7月11日創(chuàng)下每桶147.27美元的歷史最高紀(jì)錄;在下半年迅速跌落,并在12月5日跌破每桶41美元,創(chuàng)4年來最低水平。這種非常態(tài)的石油價格變化一方面是人為的投機(jī)行為造成的,但更重要的還是因為全球性的對石油的剛性需求造成的??纯磭鴥?nèi),我國的原油進(jìn)口對外依存度在2005年就達(dá)到了41%,每年還以一定的速度在增加,而國內(nèi)的石油生產(chǎn)的增幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于消費的增長。正因如此,過分依賴石油的經(jīng)濟(jì)模式具有重大的能源安全隱患。即使不能完全替代,我們也必須尋求其它渠道來分散即將面臨的石油供應(yīng)危機(jī)。C、天然氣消費相對來說天然氣是一種比較清潔,而且儲量豐富的化石能源。天然氣是埋藏在地下的古生物經(jīng)過億萬年的高溫和高壓等作用而形成的可燃?xì)怏w。天然氣其主要成分是甲烷,是一種無色無味無毒、熱值高、燃燒穩(wěn)定、潔凈環(huán)保的優(yōu)質(zhì)能源,熱值為8500

大卡/米3。天然氣是較為安全的燃?xì)庵唬缓谎趸?,也比空氣輕,一旦泄漏,立即會向上擴(kuò)散,不易積聚形成爆炸性氣體,安全性較高。以下是全球天然氣儲量前20為的國家。從表中我們可以清楚的了解到當(dāng)前世界上天然氣的利用形式。序號國家2006年探明儲量2005年探明儲量增減%1俄羅斯47.5747.570.002伊朗27.5827.500.293卡塔爾25.7825.780.004沙特阿拉伯6.786.83-0.735美國5.795.456.426阿布扎比5.625.620.007尼日利亞5.155.23-1.538阿爾及利亞4.584.550.669委內(nèi)瑞拉4.314.290.4710伊拉克011哈薩克斯坦2.831.8453.8012土庫曼斯坦2.832.0140.8013印度尼西亞2.772.770.0014挪威2.332.39-2.5115中國2.271.5150.3316馬來西亞017烏茲別克斯坦1.841.87-1.6018埃及1.661.660.0019加拿大1.641.602.5020科威特1.541.54-1.91近年來我國天然氣消費一直在飛速發(fā)展。隨著中國長期高速的經(jīng)濟(jì)增長對能源的需求,老百姓對生活的質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境的要求也日益提升。西氣東輸、川氣東送以及引進(jìn)俄羅斯天然氣等世紀(jì)工程顯示了天然氣這一具有優(yōu)質(zhì)、潔凈和環(huán)保等特點的重要能源,正受到中國政府前所未有的高度重視。中國燃?xì)庠谖鳉鈻|輸和川氣東送沿線的十幾個省份先后成立了四十六家擁有天然氣專營權(quán)的合資公司,投資超過50個天然氣管網(wǎng)項目,而這一數(shù)字將隨中國燃?xì)馐袌龅难该蛿U(kuò)張而不斷遞增。2001年中國天然氣產(chǎn)量達(dá)303.02億M3,較上年有大幅增長,增幅達(dá)11%。2002年繼續(xù)高速增長,達(dá)到328.14億M3,較上年增長8.29%。但在世界各國天然氣產(chǎn)量的排名中,由于阿聯(lián)酋的產(chǎn)量猛增,中國從第15位降至第16位。2003年,中國天然氣產(chǎn)量約為341.28億M3(其中包括地方產(chǎn)量3.28億M3)。2004年中國天然氣產(chǎn)量保持穩(wěn)定增長態(tài)勢,全年產(chǎn)量達(dá)到356億M3,創(chuàng)歷史最高紀(jì)錄。2007年,中國天然氣的生產(chǎn)和消費量已經(jīng)達(dá)到693億立方米,這種快速增長的趨勢仍將繼續(xù)。我國能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃提出,天然氣占一次能源消費總量的比例將在5年內(nèi)提高2.5個百分點,到2010年達(dá)到5.3%??梢?,天然氣在社會綜合能耗中所支持的比例仍舊很低,一旦天然氣成為我國的一項主導(dǎo)化石能源后,我國現(xiàn)有儲量只能維持20年左右的消費供應(yīng)。據(jù)有關(guān)資料顯示,中國現(xiàn)已探明天然氣地質(zhì)儲量2.27萬億m3,在世界天然氣總量中不足3%。綜合來說,天然氣也只是一種過渡性的能源解決方式,在更長遠(yuǎn)的未來,無論是我國的國民經(jīng)濟(jì)還是全球的能源消費都不能僅僅依靠這些傳統(tǒng)的化石能源。要想在更長的時間里支撐人類社會文明的可持續(xù)發(fā)展,我們還是要開發(fā)更多的新能源來滿足社會的能耗需求。這其中,太陽能利用技術(shù)是最有希望的。2)太陽能光熱產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀針對太陽能光熱轉(zhuǎn)換產(chǎn)品,目前國際國內(nèi)市場仍處于不成熟的階段。根據(jù)用戶對熱能品位要求的不同大概分成太陽能高溫?zé)崂?、中溫?zé)崂煤偷蜏責(zé)崂萌齻€層面。太陽能高溫?zé)崂眉夹g(shù),要求實現(xiàn)集熱器空曬溫度可達(dá)400~600℃,正常工作溫度200~400℃。該技術(shù)主要針對太陽能高溫?zé)岚l(fā)電,太陽能生物質(zhì)制氫、海水淡化、太陽能高溫裂解制取清潔或替代燃料等應(yīng)用領(lǐng)域。太陽能熱發(fā)電就是利用聚光集熱器把太陽能聚集起來,將某種工質(zhì)加熱到數(shù)百攝氏度的高溫,然后以過熱交換器產(chǎn)生高溫高壓的過熱蒸汽,驅(qū)動汽輪機(jī)并帶到發(fā)電機(jī)發(fā)電。從汽輪機(jī)出來的蒸汽,其壓力和溫度均已大為降低,經(jīng)過冷凝器冷凝結(jié)成液體后,被重新泵回?zé)峤粨Q器,又開始新的循環(huán)。利用太陽能進(jìn)行熱發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過程,首先是將太陽輻射轉(zhuǎn)換為熱能,然后是將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,最后是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。為了提高太陽能集熱效率,并達(dá)到集熱熱源的高工作溫度,整體系統(tǒng)必須包括集熱組件和反射聚焦組件,聚焦組件多為球面或多碟式點聚焦的結(jié)構(gòu)形式。而且要求太陽能反射聚焦組件具有太陽能跟蹤的功能。太陽能高溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)在學(xué)術(shù)界被認(rèn)為是除風(fēng)力發(fā)電之外最有經(jīng)濟(jì)競爭力的可再生能源發(fā)電技術(shù)。歐美均制定了龐大的太陽能高溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)開發(fā)計劃,目前投入了大量的人力物力開發(fā)太陽能高溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)。太陽能高溫吸熱蓄熱技術(shù)是太陽能高溫?zé)岚l(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)、它涉及高寬熱流密度下的傳導(dǎo)對流輻射耦合計算、高溫傳熱、強(qiáng)化傳熱等諸多學(xué)術(shù)難題。因此開展太陽能高溫吸熱蓄熱技術(shù)研究一方面具有重要的戰(zhàn)略意義,另一方面對于高溫傳熱學(xué)的發(fā)展也具有重要的學(xué)術(shù)價值。塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)Solartowerthermalpowersystem塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)Solartowerthermalpowersystem碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)Solardishthermalpowersystem.但是太陽能高溫集熱蓄熱技術(shù)大多針對國家級別的大型項目,比較小的太陽能熱發(fā)電站也要幾兆瓦到幾十兆瓦,占地面積數(shù)平方公里。因此項目只適合地廣人稀且太陽能充足的個別地區(qū)。技術(shù)開發(fā)成本高,市場應(yīng)用面也比較窄,當(dāng)前的市場氛圍也不濃厚。對民營企業(yè)來說,開發(fā)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較差。當(dāng)然對于基礎(chǔ)雄厚的企業(yè),如國內(nèi)的皇明則將太陽能高溫集熱技術(shù)作為企業(yè)的中遠(yuǎn)期戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)。太陽能中溫利用技術(shù),要求實現(xiàn)集熱器空曬溫度達(dá)到200~300℃,正常工作溫度100~180℃,同時集熱效率仍能保持在50%以上。該技術(shù)主要針對工業(yè)用蒸汽,吸收式制冷,建筑供暖,高溫干燥等領(lǐng)域。為了保證太陽能集熱系統(tǒng)能夠達(dá)到設(shè)計運行溫度,系統(tǒng)也必須具有集熱組件和反射聚焦組件。反射聚焦組件多為槽式線聚焦結(jié)構(gòu),同時具備一維徑向跟蹤功能,也有可二維跟蹤的技術(shù)。槽式線聚焦太陽能集熱器中溫太陽能集熱技術(shù)目前在國外應(yīng)用也比較多,但大部分都用于工業(yè)用熱,民用市場并沒有很好的成長空間。這主要的問題就是高溫集熱器要占用大量開闊空間,產(chǎn)品的建筑一體化問題沒有得到很好的解決。當(dāng)然問題背后便是存在著巨大的發(fā)展機(jī)遇和廣闊的市場前景。中溫太陽能集熱技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將徹底改變現(xiàn)有建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)的面貌。當(dāng)前,國內(nèi)的太陽能光熱產(chǎn)品只集中在太陽能熱水市場上,這對太陽能產(chǎn)業(yè)來說充其量也就是春意盎然,但已經(jīng)引社會起多方關(guān)注;明天性能更加優(yōu)越的中溫太陽能集熱產(chǎn)品在建筑節(jié)能市場上的全面展開時,才是太陽能光熱產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的新時代。太陽能低溫利用技術(shù)則只要求集熱器空曬溫度可以達(dá)到120℃,正常工作溫度在50~80℃。由于所得到的熱源溫度低,這類技術(shù)主要面向民用生活熱水或工業(yè)用低溫?zé)崴I(lǐng)域。太陽能低溫?zé)崂眉夹g(shù)基本只考慮系統(tǒng)能量收益總量,不考慮熱源要達(dá)到某個工作溫度,因此基本不設(shè)反射聚焦組件?;局皇堑蜏靥柲芗療嵩慕M裝。但正是因為系統(tǒng)減少了反射聚焦環(huán)節(jié),系統(tǒng)也減少了一個熱損環(huán)節(jié),同時因為系統(tǒng)工作溫度低,集熱效率較高,所以低溫?zé)崂眉夹g(shù)單位集熱面積的能量收益是最大的。我國太陽能光熱產(chǎn)業(yè)主要以低溫應(yīng)用技術(shù)為主,目標(biāo)市場只能集中在生活熱水和工業(yè)用低溫?zé)崴?。太陽能熱水產(chǎn)品市場正處于購銷兩旺的時期,這方面在全世界范圍內(nèi)也是占主導(dǎo)地位的。目前比較成熟的太陽能集熱產(chǎn)品有平板型太陽能集熱器、真空管太陽能集熱器及熱管式太陽能集熱器。因為它們的結(jié)構(gòu)不同,其保溫性能有一定差異,因此它們的集熱效率也明顯不同。平板集熱器的特點是采光面積大,壽命長。最早的桑普平板集熱器的用戶已經(jīng)使用超過15年了,而且仍然效果不錯。目前在歐美和我國的南方地區(qū),大都使用平板集熱器。平板集熱器在氣溫比較高的條件下,集熱效率好一些,但隨著環(huán)境溫度的下降,其集熱效率衰減的最大。因此這類集熱器在南方還有一定市場,在北方的冬季時分,它的熱效率明顯不如真空管集熱器和熱管集熱器。全玻璃真空管就類似于一個拉長的暖水瓶,是雙層玻璃結(jié)構(gòu)。外管是透明的玻璃管;內(nèi)管內(nèi)部走水,外壁是吸收涂層,將光能轉(zhuǎn)換為熱能;內(nèi)外層之間真空。全玻璃真空管結(jié)構(gòu)簡單,制造工藝非常成熟,所以國內(nèi)廠家很多,產(chǎn)品質(zhì)量差別不大。由于玻璃本身抗擊冷熱沖擊的能力較差,所以用戶在使用時應(yīng)當(dāng)特別注意上水時間,以防炸裂。另外,由于全玻璃真空管和水箱之間是靠橡膠圈密封的,所以只能做成普通的落差式熱水器,無法制造高級的承壓型熱水器。金屬真空管區(qū)別于全玻璃真空管的是:單層玻璃、金屬吸熱體。金屬真空管是靠金屬吸熱片直接接受太陽輻射并轉(zhuǎn)化為熱能,桑普的熱管式真空管、直流式真空管、儲熱式真空管都是金屬真空管。目前國內(nèi)使用最多的是熱管式真空管,主要是做高級的承壓式熱水器。直流式和儲熱式以出口為主,但國內(nèi)已經(jīng)有越來越多的別墅用戶采用直流式真空管做分體承壓系統(tǒng)了。太陽能光熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在,其技術(shù)的核心環(huán)節(jié)有三點。其一是如何提高產(chǎn)品的太陽能吸收率,增大集熱組件的熱能收益,這方面的技術(shù)開發(fā)主要是圍繞著集熱器吸熱體表面的選擇性吸收涂層的結(jié)構(gòu)和組成來展開的,平板型集熱器的吸熱翅片上常用的選擇性吸收涂層是鍍黑鉻,全玻璃真空管內(nèi)管的集熱面上的常用選擇性吸收涂層是鋁-氮-鋁磁控濺射涂層;其二是保證集熱產(chǎn)品很好的絕熱保溫性能,減小集熱過程中的熱損失,這方面的技術(shù)開發(fā)主要是圍繞著提高產(chǎn)品保溫性能及構(gòu)造產(chǎn)品中的真空絕熱腔來展開的,從實際使用情況看真空管的保溫絕熱效果要明顯好于平板集熱器的保溫背板的效果;其三是增設(shè)反射聚焦組件,保持集熱組件可以獲得充足的太陽輻照度,如前所述,對于中溫和高溫太陽能集熱技術(shù),反光聚焦組件都是必不可少的,低溫集熱產(chǎn)品與反射聚焦組件的結(jié)合仍是個待開發(fā)的問題。在過去的二十年甚至更長的時間里,國內(nèi)太陽能光熱產(chǎn)業(yè)面向主流市場的低溫集熱產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)都是針對前兩點或其中之一進(jìn)行的。太陽能真空集熱管之所以在國內(nèi)得到了市場的廣泛認(rèn)可并逐漸替代平板型集熱器,就是因為真空管的真空結(jié)構(gòu)大大降低了集熱元件的熱損失,這一點是平板型集熱器無法比擬的。而近些年來真空管集熱產(chǎn)品性能的逐步提高則是其內(nèi)管吸熱表面的選擇性吸收涂層的進(jìn)一步研究開發(fā)的明證。新一代的熱管式真空集熱管在原有真空管優(yōu)良的保溫性能的基礎(chǔ)上提高了內(nèi)部集熱組件的傳熱效率,整體集熱管的集熱效率有進(jìn)一步的明顯提高。正是在諸多技術(shù)進(jìn)步的推動下,太陽能光熱產(chǎn)業(yè)在國際國內(nèi)市場上均取得了飛速的發(fā)展。可見如果要進(jìn)行太陽能光熱產(chǎn)品的開發(fā),上述前兩個重要環(huán)節(jié)將是最有價值的著眼點。盡管當(dāng)前的太陽能光熱產(chǎn)品市場正在飛速成長,但是以上談到的太陽能低溫集熱產(chǎn)品都是針對生活熱水而設(shè)計的。其特點是盡量保證系統(tǒng)熱能收益的總量,而最終的熱能溫度并沒有太高要求,畢竟對于常用常新的熱水系統(tǒng),每天的起始工作溫度(即補(bǔ)水的溫度)只有10℃左右。能獲得多少太陽能都是收益,如果熱水達(dá)不到使用溫度可以啟動輔助熱源來補(bǔ)足。但是,當(dāng)我們談到太陽能光熱產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向,針對下一個更大的目標(biāo)市場——建筑節(jié)能的時候?,F(xiàn)有產(chǎn)品的性能就無法滿足使用要求了。因為無論對于建筑供暖還是夏季的吸收式制冷,太陽能熱源總要保持一定的工作溫度,散熱器供暖系統(tǒng)的供回水溫度為80℃/60℃,即使是低溫輻射供暖也要求供暖溫度在50℃左右,對于吸收式制冷系統(tǒng),發(fā)生器的熱源工作溫度就更高了,至少要到90℃。顯然針對上述溫度要求,太陽能低溫集熱產(chǎn)品本身是不具備能力的。要想進(jìn)一步提高太陽能系統(tǒng)的集熱溫度,就必須考慮上述第三個技術(shù)環(huán)節(jié),增設(shè)反光聚焦組件,向中溫集熱技術(shù)發(fā)展。談到太陽能中溫集熱產(chǎn)品,設(shè)計人員將更多的精力放在了如何升高太陽能集熱系統(tǒng)的工作溫度上,第一思路就是增加反射聚焦裝置,還要安裝自動跟蹤系統(tǒng)。當(dāng)然這自然要耗費更多的成本,但是這樣的集熱系統(tǒng)在提高熱源溫度的同時,也降低了系統(tǒng)整體的采光集熱面積,這會造成能量收益總量的流失。可見太陽能集熱在集熱總量和保證熱源溫度方面存在一定的矛盾。尤其是針對未來的建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè),無論是建筑供暖還是空調(diào),沒有熱能總量收益的保證,節(jié)能效果根本無從體現(xiàn)。因此在談到具體的應(yīng)用環(huán)節(jié),也并不能一味的追求提高太陽能的集熱溫度,而忽視了收益總量。對于當(dāng)前具有廣闊市場的低密度建筑供暖問題,太陽能集熱系統(tǒng)的可靠性就取決于,系統(tǒng)產(chǎn)品是否能夠依靠有限的集熱采光面,在保證建筑供暖工作溫度的同時盡可能多的吸收利用太陽能,以體現(xiàn)其節(jié)能減排的效果。3)建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀隨著人類社會的進(jìn)步,建筑以越來越豐富多變的形態(tài)與社會經(jīng)濟(jì)活動相結(jié)合。它逐漸成為人類文明的最重要組成部分。在資源方面,全球50%的土地、礦石、木材資源被用于建筑;45%的能源被用于建筑的供暖、照明、通風(fēng),5%的能源用于其設(shè)備的制造;40%的水資源被用于建筑的維護(hù),16%的水資源用于建筑的建造;60%的良田被用于建筑開發(fā);70%的木制品被用于建筑。建筑作為人類文明最重要的產(chǎn)物,耗費了地球約50%的資源,建筑業(yè)已成為最不可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。而在今后50年的建筑設(shè)計和建造中,還將有大量的建筑維系著過去5000年的模式,因此,探索建筑的可持續(xù)發(fā)展模式已成為建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。結(jié)合二十一世紀(jì),全球共同面臨的能源危機(jī)和日趨嚴(yán)重的污染問題,建筑能耗的過渡膨脹和由此造成的巨大浪費已經(jīng)成為我們不能再回避的重大問題。在我國從建筑能耗在社會綜合能耗比例來看,1992年為15%,目前已達(dá)到27.5%,2020年將會增加到40%,再加上原材料運輸和損耗等,建筑能耗可能高達(dá)50%;我國現(xiàn)有超過400億平方米的高耗能建筑,不但對常規(guī)能源依賴性巨大,而且隱含著難以估計的能源浪費。推動建筑向節(jié)能、綠色、智能化方向發(fā)展,將是國際建筑界實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念的大趨勢,也是中國經(jīng)濟(jì)社會面臨的重要任務(wù)。廣義上的建筑能耗包括建筑運行使用能耗和建材生產(chǎn)與建筑建造過程的能耗,但由于兩者屬于不同領(lǐng)域的問題,節(jié)能的重點和技術(shù)措施也有不同,下面僅討論建筑運行使用能耗。我國建筑可分為工業(yè)建筑、農(nóng)村居住建筑和城鎮(zhèn)民用建筑三大類。我只討論城鄉(xiāng)民用建筑(包括居住建筑和公共建筑)使用過程中的能源消耗及相關(guān)節(jié)能問題。當(dāng)前,我國建筑總能耗約占社會終端能耗的20.7%。其中,北方城鎮(zhèn)建筑采暖和農(nóng)村生活用煤約為1.6億噸標(biāo)煤/年,占我國2004年煤產(chǎn)量的11.4%;建筑用電和其它類型的建筑用能(炊事、照明、家電、生活熱水等)折合為電力,總計約為5500億度/年,占全國社會終端電耗的27%~29%。因此,降低建筑能耗是節(jié)能工作中最重要的任務(wù)之一。我國城鄉(xiāng)民用建筑總面積約為400億

平方米,能源消耗狀況可分4類進(jìn)行分析。a、北方城鎮(zhèn)供暖能耗我國北方城鎮(zhèn)供暖能耗占全國建筑總能耗的36%,為建筑能源消耗的最大組成部分。我國建筑節(jié)能水平遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家,以與北京氣候條件相近的德國為例,1984年前建筑采暖能耗標(biāo)準(zhǔn)和北京目前水平差不多,每平方米每年消耗24.6至30.8公斤標(biāo)準(zhǔn)煤,但到了2001年,德國的這一數(shù)字卻降低至每平方米3.7至8.6公斤標(biāo)準(zhǔn)煤,其建筑能耗降低至原有的1/3左右,而北京卻一直是22.45公斤。供暖能耗高的原因主要有3個。一是圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫不良,國內(nèi)絕大多數(shù)采暖地區(qū)維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱功能都比氣候相近的發(fā)達(dá)國家差許多。外墻的傳熱系數(shù)是他們的3.5至4.5倍,外窗為2至3倍,屋面為3至6倍,門窗的空氣滲透為3至6倍。這使得冬季采暖需要熱量較之高出2~3倍。二是供熱系統(tǒng)效率不高,各輸配環(huán)節(jié)熱量損失嚴(yán)重。我國70%以上的采暖建筑采用集中供熱方式,由于系統(tǒng)本身的問題導(dǎo)致末端冷熱不均和熱源難以隨氣溫的變化及時調(diào)節(jié),從而使系統(tǒng)損失的熱量高達(dá)30%。三是熱源效率不高。由于大量小型燃煤鍋爐效率低下,部分大型燃煤鍋爐和各種燃?xì)忮仩t有的效率也較低,熱源目前的節(jié)能潛力在15%~20%。在我國北方供暖能耗形勢嚴(yán)峻的同時,隨居民生活質(zhì)量的改善,供暖區(qū)域還有擴(kuò)大是趨勢。我國長江流域按建筑氣候特征屬于夏熱冬冷地區(qū),不屬于我國上世紀(jì)50年代劃定的建筑采暖區(qū)域。以往的建筑設(shè)計都沒有考慮采暖,大多數(shù)建筑冬、夏期間的室內(nèi)熱環(huán)境很差。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和長江流域人民生活水平提高,對室內(nèi)熱濕環(huán)境的要求也越來越高。目前夏季空調(diào)已廣泛普及,而建設(shè)采暖系統(tǒng)、改善冬季室內(nèi)熱環(huán)境的要求也日趨增長。預(yù)計到2020年,長江地區(qū)將有50億m2左右的建筑面積需要采暖。如果該地區(qū)采用北方熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱的采暖模式,預(yù)計每年除用電外還將新增采暖煤1億噸標(biāo)煤左右,接近目前我國北方建筑每年的采暖能耗總和。這將帶來嚴(yán)重的能源負(fù)擔(dān),不僅會影響長江流域城市建設(shè)和能源供應(yīng),還會加劇我國能源供應(yīng)緊缺的狀況。b、大型公用建筑能耗大型公共建筑指單體面積超過2萬m2并采用中央空調(diào)的公共建筑。目前我國有5億m2左右這樣的建筑。其用能設(shè)備包括空調(diào)、照明、電梯、辦公設(shè)備等多個系統(tǒng)。我國大型公共建筑的耗電量為70~300kWh/m2·年,為住宅的10~20倍,是建筑能源消耗的高密度領(lǐng)域。盡管該類建筑目前的用電水平與歐美發(fā)達(dá)國家相當(dāng),但調(diào)查結(jié)果表明,這類建筑能源浪費現(xiàn)象仍較嚴(yán)重,有很大的節(jié)能潛力。隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展,大型公共建筑的增長速度非??欤夹陆ńㄖ偯娣e的比例也越來越大。在這種情況下,其高密度用電將導(dǎo)致民用建筑用電量的急劇增加。c、住宅與一般公共建筑的非采暖能耗我國城鎮(zhèn)的住宅總面積約為100億m2。除采暖外的住宅能耗包括照明、炊事、生活熱水、家電、空調(diào)等,折合用電量為10~30

kWh/m2·年,用電量約占我國全年共電量的8%。

目前這兩類建筑的能耗水平低于發(fā)達(dá)國家,這主要是由于建筑提供的服務(wù)水平不高。由于我國能源費用相對于居民收入偏高,我國的絕大部分城鎮(zhèn)住宅的用電水平較低。如大部分城市居民習(xí)慣夏天很熱時才開空調(diào),生活熱水用量遠(yuǎn)小于發(fā)達(dá)國家水平,南方地區(qū)冬天室內(nèi)溫度即使低于16℃業(yè)務(wù)采暖措施。如大部分學(xué)校、軍隊營房、一般辦公建筑中主要用電設(shè)備還僅為燈具,用電密度低。

隨著生活水平的提高,住宅和一般公共建筑內(nèi)用戶提出了更高的建筑服務(wù)水平要求。如住宅內(nèi)生活熱水、家用電器的需求增長,一般公共建筑中電器數(shù)量增多等,都將造成這兩類建筑能耗的增長。此外,近年來在一些大城市出現(xiàn)了一批高檔豪華住宅,戶均用電水平幾倍甚至幾十倍于普通住宅。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和高收入人群的增加,此類高能耗住宅將有大幅增長的趨勢。對于能耗原本較低的一般辦公建筑進(jìn)行二次裝修和加裝中央空調(diào)系統(tǒng),盲目提高建筑內(nèi)部的“豪華性”,也會造成此類建筑能耗的成倍增長。d、農(nóng)村生活能耗我國農(nóng)村建筑面積約為240億m2,總耗電約900億度/年,生活用標(biāo)準(zhǔn)煤0.3億噸/年。需要指出的是,由于薪柴、秸稈、干糞等非商品能源在農(nóng)村建筑能耗中占很大份額,目前我國農(nóng)村的煤炭、電力等商品能源消耗量很低。根據(jù)調(diào)查,目前農(nóng)村建筑使用初級生物質(zhì)能源的能源利用效率很低,并在陸續(xù)被燃煤等常規(guī)商品能源所替代。如果這類非商品能源完全被常規(guī)商品能源所替代,則我國建筑能耗將增加一倍。

綜上所述,我國建筑能耗狀況可以概括為:北方建筑采暖能耗高、占能耗總量大,應(yīng)為建筑節(jié)能的重點;住宅與一般公共建筑與發(fā)達(dá)國家相比能耗尚處在較低水平,但目前呈增長趨勢;大型公共建筑能耗浪費嚴(yán)重,節(jié)能潛力大,并且新建建筑中此類建筑的比例呈增長趨勢;農(nóng)村建筑能耗低,且非商品能源仍占主要部分,但目前有被商品能源替代的趨勢,需引起足夠重視;長江流域采暖需求增長旺盛,必須找到有效的解決方案,否則將帶來沉重的能源負(fù)擔(dān)。建筑在耗能的同時,還是造成大氣污染的巨大推手。聯(lián)合國氣候變化政府間小組委員會(IPCC,IntergovernmentalPanelonClimateChange)的研究報告表明,全球約有30%的CO2是從建筑物中排放出來的,其中19%來自民用建筑,11%來自公共建筑。對部分OECD國家的調(diào)查顯示,從1973--1990年,OECD國家建筑物中C02的排放量以平均每年0.4%的速度增長,而民用建筑中采暖能耗仍是C02排放的主要來源OECD國家建筑物中排放量對照表(1973年和1990年)從全壽命周期角度來看,建筑產(chǎn)品的全壽命周期涵蓋原材料開采、建材加工、構(gòu)配件制造、規(guī)劃設(shè)計、建筑施工、運行使用、維護(hù)保養(yǎng)、拆除報廢和回收利用的整個過程。在建筑產(chǎn)品的全壽命周期內(nèi),始終伴隨著大量的能源消耗和環(huán)境污染。當(dāng)前,以“可持續(xù)發(fā)展”為主題的保護(hù)生態(tài)環(huán)境、合理利用資源和能源等一系列活動已在全球范圍內(nèi)展開。由于建筑產(chǎn)品具備促進(jìn)人類發(fā)展和影響生態(tài)環(huán)境的正負(fù)雙重身份,因此,建筑節(jié)能工作既是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,又是改善人類生存環(huán)境的需要。在如此嚴(yán)峻的能源利用形勢面前,社會的可持續(xù)發(fā)展令人擔(dān)憂。但是巨大的危機(jī)背后,對于新能源經(jīng)濟(jì)來說卻意味著無限光明的發(fā)展前景。在此我們只針對問題的主要部分,我國建筑能耗最重大部分的北方地區(qū)居民供暖問題展開論述。4)建筑供暖系統(tǒng)簡述a、建筑供暖系統(tǒng)的熱源談到建筑供暖系統(tǒng),系統(tǒng)熱源是最主要的組件。比較常規(guī)的產(chǎn)品就是燃煤或者燃油燃?xì)忮仩t供暖,鍋爐可以提供充足穩(wěn)定的供暖負(fù)荷,并根據(jù)建筑用戶的要求,就有一定的調(diào)節(jié)功能。一般大中型的集中或區(qū)域建筑供暖都是采用集中供暖鍋爐作為系統(tǒng)熱源。但是隨著煤碳、石油和天然氣等化石燃料的消耗,燃料價格正快速上漲,這不可避免的增大了鍋爐供暖的成本。同時鍋爐燃燒所造成的污染也越來越多的為世人關(guān)注。近些年來,我國許多大城市都在針對鍋爐污染進(jìn)行改革治理。北京市早在2001年就開始實行《中華人民共和國大氣污染防治法》辦法,并特別對燃煤鍋爐的運行管理進(jìn)行嚴(yán)格的審查。為了減小供暖燃料所造成的污染,目前比較常規(guī)的替代型產(chǎn)品就是利用熱泵供熱。熱泵技術(shù)就其原理就是通過逆卡諾蒸汽壓縮熱力循環(huán),帶動大量的熱能從低溫蒸發(fā)端熱源向高溫冷凝端熱源輸出。熱泵循環(huán)的驅(qū)動需要消耗一定的電能。而電能消耗與高溫冷凝端熱源得熱量之間存在某種關(guān)系。根據(jù)機(jī)組運行的能效比COP(coefficientofperformance),我們大致可算出熱泵機(jī)組輸入電功率與輸出冷凝端得熱之間的關(guān)系。Qheat=(1+COP)Qcool式中:Qheat——熱泵機(jī)組的制熱量Qcool——熱泵機(jī)組的制冷量根據(jù)熱泵的低溫蒸發(fā)端熱源不同,可分成空氣源熱泵、水源熱泵、土壤源熱泵還有污水熱泵。它們分別是從空氣、自然水體、土壤或者污水里提取熱能并用于加熱生活熱水的蒸汽壓縮換熱機(jī)組。熱泵總是通過少量的電能驅(qū)動蒸汽壓縮制冷循環(huán),。因此熱泵的實際運行能耗要低于電加熱及各種鍋爐供暖系統(tǒng)。但是各種熱泵的工作能效比與低溫?zé)嵩吹钠肺痪o密相連,當(dāng)室外氣溫急劇下降或者水源地源溫度下降時,熱泵在向供熱系統(tǒng)輸出同樣熱能的同時就要消耗更多的電能,在外界條件惡劣的條件下,熱泵的工作性能急劇惡化,不僅能耗增大,供暖效果也大打折扣。因此要想發(fā)揮熱泵機(jī)組的性能優(yōu)勢,就必須保證熱泵的低溫蒸發(fā)端熱源具有穩(wěn)定的工作溫度,而且溫度越高越好。盡管熱泵機(jī)組在供暖的實際運行過程中的節(jié)能效果并不盡如人意,但是熱泵機(jī)組對于低品位能源的利用意義重大。以上說到的能夠給熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器提供熱能的如空氣、自然水體、土壤或者污水都是低品位熱源。這些熱源環(huán)境里蘊藏著巨大的能量,但是因為其溫度低于我們建筑供暖或者生活熱水的用熱溫度,常規(guī)的傳熱方式就無法取用其中豐富的能量了。不過,因為熱泵循環(huán)可以從低溫?zé)嵩蠢锶岵⑾蚋邷責(zé)嵩垂?,致使從低溫環(huán)境里取熱并向較高溫度的環(huán)境里供熱成為可能。既然上述自然界低溫?zé)嵩纯梢詾闊岜玫恼舭l(fā)器提供熱能,那目前的低溫太陽能集熱系統(tǒng)的較低品位得熱也可以與熱泵機(jī)組相結(jié)合。從這個角度講,熱泵實際上就是一個提升系統(tǒng)熱源溫度的工具。這對太陽能低溫集熱系統(tǒng)提高熱能品位并達(dá)到供暖要求具有很重要的意義。b、建筑供暖效果談到建筑供暖效果,主要是考慮室內(nèi)要求達(dá)到的供暖溫度。各種建筑供暖根據(jù)建筑的不同功能,其對建筑供暖所要求達(dá)到的室內(nèi)計算溫度也不盡相同。工業(yè)建筑按照建筑內(nèi)作業(yè)人員的體力勞動強(qiáng)度分成四級:輕作業(yè)——18-21℃中作業(yè)——16-18℃重作業(yè)——14-16℃過重作業(yè)——12-14℃對民用建筑也按照房間的不同功能要求,室內(nèi)計算溫度也有所不同??傮w來說舒適性供暖要達(dá)到18-24℃,現(xiàn)在新的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)低到16℃。一般辦公、食堂、休息或客廳之類的房間宜取低值16-18℃;臥室更衣室應(yīng)在20-22℃,浴室或游泳池25℃。供暖系統(tǒng)要達(dá)到上述供暖要求,必需使循環(huán)介質(zhì)的溫度達(dá)到一定的設(shè)計要求。而循環(huán)溫度的高低又與建筑內(nèi)部的供暖末端是散熱方式有關(guān)。對于靠墻放置的散熱器,為了使整個房間都達(dá)到設(shè)計供暖溫度,散熱器的表面溫度必需在60℃以上。內(nèi)部供水、回水溫度應(yīng)控制在80℃/60℃。而對于低溫輻射地板供暖方式,地暖盤管整體鋪設(shè)與房間的地板下,散熱均勻,散熱面積也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)散熱器。因此其工作溫度要低很多,低溫輻射地板供暖的供水溫度保持在40℃—60℃即可,回水溫度應(yīng)比供水溫度低10℃左右。這樣基本保證室內(nèi)地板表面溫度在24—26之間。在上述的供熱參數(shù)要求下,設(shè)計相匹配的太陽能集熱系統(tǒng)就必需考慮系統(tǒng)的集熱總量收益與保持足夠高的穩(wěn)定的熱源溫度之間的平衡關(guān)系,這正是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵。c、供暖系統(tǒng)的末端設(shè)備建筑內(nèi)部的供暖末端設(shè)備隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也經(jīng)歷了一個比較長的演變過程。在供暖系統(tǒng)發(fā)展早期,末端設(shè)備基本都是各種形式的鑄鐵散熱器,因其耐腐蝕,有一定的承壓能力在市場上得到了廣泛的認(rèn)可,根據(jù)供暖的工作介質(zhì)不同還分成熱水型鑄鐵散熱器和蒸汽型鑄鐵散熱器,蒸汽型鑄鐵散熱器多為圓翼形。隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高和產(chǎn)品的更新?lián)Q代,新一代的鋼制散熱器和銅鋁負(fù)荷散熱器的出現(xiàn)克服了鑄鐵散熱器重量大,傳熱比較慢的缺點越來越多的得到市場的認(rèn)可。同時新一代散熱器結(jié)構(gòu)形式更多,占地面積更小,它們極大的豐富了我們?nèi)粘5纳羁臻g。當(dāng)然這種散熱器同樣不能滿足建筑供暖的節(jié)能要求。散熱器總是布置在室內(nèi)的墻角及靠窗的位置,為了滿足整體建筑的供暖要求,其向室內(nèi)的傳熱方式不得不過分依靠室內(nèi)空氣的自然對流,而這種自然對流是要依靠供暖熱水與室內(nèi)空氣之間足夠的溫差來驅(qū)動的,供暖區(qū)域與傳熱面距離越遠(yuǎn),所需要的供暖溫差也就越大。這也決定了,要想讓室內(nèi)達(dá)到20℃左右的供暖溫度,散熱器表面的平均溫度必須在60℃以上,因此與散熱器匹配的供暖系統(tǒng)供回水溫度一般為80℃/60℃。供暖循環(huán)的溫度高,其管線傳輸時的熱量損失也大。因此現(xiàn)在國家提倡采用低溫連續(xù)式供暖循環(huán),供暖溫度只要50℃上下。在這樣的工作條件下,散熱器的供暖效果就不是很理想了。為了在低溫條件下達(dá)到建筑的供暖要求,現(xiàn)在常規(guī)是做法是采用室內(nèi)的低溫?zé)崴P管。低溫?zé)崴P管是將塑料管整體敷設(shè)在建筑的地板下。因為這種供暖末端設(shè)備的散熱面積大,所以它所需要的熱水和室內(nèi)溫度的供熱溫差比較小,熱水供水溫度達(dá)到50℃,就可以保證室內(nèi)20℃以上的溫度。當(dāng)然,低溫地暖盤管的安裝成本要比鋼制散熱器貴一些。但該系統(tǒng)節(jié)能效果顯著,而且比較適合與太陽能這樣的低溫?zé)嵩聪嘟Y(jié)合。d、供暖系統(tǒng)的多熱源結(jié)合問題盡管太陽能集熱系統(tǒng)可以源源不斷的向建筑用戶提供大量的綠色環(huán)保能源,但是太陽能能量密度小和不穩(wěn)定的缺點是無法回避的。為了保證整體系統(tǒng)能夠滿足建筑全天候的供暖要求,備用熱源是必不可少的。以上常規(guī)的供暖熱源都可以作為太陽能供暖系統(tǒng)的備用熱源。不同的熱源的工作溫度有所不同,在它們連接到通一個系統(tǒng)中協(xié)同工作的時候,原來工作溫度較低的供熱系統(tǒng)就會完全被工作溫度較高的供熱系統(tǒng)所替代。具體到太陽能與燃煤鍋爐綜合供暖系統(tǒng)中,目前常規(guī)低溫太陽能集熱器冬季的集熱溫度保持在30℃—40℃之間。鍋爐供暖的循環(huán)溫度總是在60℃以上。當(dāng)兩個系統(tǒng)相接并同時運行的時候,供熱系統(tǒng)的溫度自然會上升到60℃以上。這樣熱的水進(jìn)入到太陽能集熱器里后,基本已無法有效獲取太陽能,太陽能集熱效率將大打折扣。因此熱源溫度的匹配問題也是整體供暖系統(tǒng)必須考慮并優(yōu)化解決的關(guān)鍵點。5)系統(tǒng)運行的優(yōu)化控制控制系統(tǒng)是新型環(huán)保供暖系統(tǒng)性能的最終保障,它是協(xié)調(diào)系統(tǒng)各部運行,實現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能效果的關(guān)鍵?,F(xiàn)在的太陽能工程系統(tǒng)的控制產(chǎn)品,目前大部分已經(jīng)比較成熟。但是這些針對太陽能熱水系統(tǒng)的應(yīng)用控制器與供暖系統(tǒng)要求的控制結(jié)構(gòu)完全是兩碼事。現(xiàn)代化建筑的供暖系統(tǒng)比生活熱水系統(tǒng)要復(fù)雜的多。建筑內(nèi)部不同時間,不同區(qū)域人員的活動狀況都不盡相同。新一代的建筑節(jié)能概念不僅是簡單的滿足人們的日常生活的能耗需求,而且要在人們的正常需求之外合理的建立控制模式,尋求更多的節(jié)能降耗的空間。通過全新的節(jié)能優(yōu)化控制模式,人們漸漸意識到并積極推進(jìn)自己的生活向低碳方式進(jìn)化。從這一點意義上來說,新型的太陽能供暖控制系統(tǒng)必須完全拋開原有的太陽能熱水系統(tǒng)的運行思路,重新設(shè)計并優(yōu)化控制過程??刂葡到y(tǒng)不僅要考慮太陽能系統(tǒng)能夠充分獲得有效的集熱量,還要保證蓄熱熱源具有穩(wěn)定可靠的供熱溫度。同時,控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)太陽能系統(tǒng)和備用能源系統(tǒng)之間的運行關(guān)系,保證優(yōu)先充分利用太陽能,只有太陽能不能滿足用戶需要的時候才啟動備用熱源。在供熱方面,一體化的控制系統(tǒng)更應(yīng)發(fā)揮其優(yōu)越性,根據(jù)建筑各個區(qū)域的實際供熱需求進(jìn)行分區(qū)分時控制,從而保證系統(tǒng)整體運行能耗的節(jié)約。2.2核心產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局及產(chǎn)品優(yōu)勢針對上述市場上的常規(guī)產(chǎn)品所存在的問題,公司準(zhǔn)備以新的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)基地為依托,開發(fā)生產(chǎn)全新的適合建筑供暖的太陽能及環(huán)保型備用熱源聯(lián)合的一體化能源供應(yīng)系統(tǒng)。整體能源系統(tǒng)將高效太陽能集熱產(chǎn)品置于關(guān)鍵核心地位,以優(yōu)先利用太陽能,充分有效利用太陽能為產(chǎn)品開發(fā)第一目標(biāo)。同時系統(tǒng)的集熱、補(bǔ)熱及供熱過程完全由新型的全智能控制器來實現(xiàn),控制器是系統(tǒng)整體運行的樞紐。在此基礎(chǔ)上,改造傳統(tǒng)的熱泵機(jī)組,設(shè)計制造全新的符合太陽能系統(tǒng)的熱泵機(jī)組是系統(tǒng)整體進(jìn)一步提高效能,為建筑供暖提供全天候保障的重要環(huán)節(jié)。對于太陽能集熱產(chǎn)品的開發(fā)方向應(yīng)以現(xiàn)有太陽能低溫集熱熱水產(chǎn)品為基礎(chǔ),重點投入開發(fā)適合于低溫輻射供暖系統(tǒng)的中低溫太陽能集熱產(chǎn)品。保證集熱系統(tǒng)在冬季的集熱溫度50℃條件下,集熱效率高于50%。同時集熱器要便于大面積鋪設(shè),采光面覆蓋率高,以保證充足的太陽能集熱量。根據(jù)對市場上的現(xiàn)有產(chǎn)品的對比分析,太陽能真空集熱管目前在我國已經(jīng)處于產(chǎn)能過剩的狀態(tài)。公司不宜重蹈前人的覆轍。出于依托現(xiàn)有太陽能熱水市場的出發(fā)點,選擇高品質(zhì)平板集熱器是合理的。首先,在生活熱水使用的高峰季節(jié),平板集熱器的熱水產(chǎn)水量要大于真空管集熱器。其次,從中長期發(fā)展看,公司選擇的高效型平板集熱器的核心集熱部件高效選擇性吸收涂層的鍍膜翅片,這項產(chǎn)品正好也是玻璃金屬熱管真空管的核心集熱組件。目前,玻璃金屬熱管真空管集熱器是集熱性能較好,發(fā)展前景廣闊的新型產(chǎn)品。在我國,幾家大型的平板集熱器和玻璃金屬熱管真空管的生產(chǎn)廠家的業(yè)務(wù)流都很穩(wěn)定。但是,它們自身都不具備金屬翅片條帶的鍍膜生產(chǎn)能力,他們的金屬翅片選擇性吸收涂層鍍膜條帶完全依靠進(jìn)口。我公司一旦掌握這項生產(chǎn)技術(shù)并實現(xiàn)量產(chǎn)化的生產(chǎn)能力,不僅對自身的集熱產(chǎn)品的性能是一個有力的保障,而且也可以與其他同行業(yè)廠家互相協(xié)作,優(yōu)勢互補(bǔ)。在現(xiàn)有市場中找到可靠的生存空間。同時在現(xiàn)有太陽能低溫集熱產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,抓住系統(tǒng)關(guān)鍵問題,提高產(chǎn)品整體性能,逐漸向開發(fā)中溫太陽能集熱產(chǎn)品發(fā)展,為公司打開新的太陽能光熱產(chǎn)品市場奠定基礎(chǔ)。其一,在現(xiàn)有的太陽能集熱產(chǎn)品中,玻璃金屬熱管真空管的集熱性能是比較好的,尤其是在冬季環(huán)境溫度比較低的條件下。因此,從發(fā)展方向看,玻璃金屬熱管真空管是比較適合用于太陽能供暖系統(tǒng)中的。但是,在玻璃金屬熱管真空管集熱器中,集熱管的配套組件——熱管聯(lián)箱很有問題。由此導(dǎo)致雖然熱管的集熱傳熱性能很好,但是因為它與聯(lián)箱的連接導(dǎo)熱塊熱阻很大,總體系統(tǒng)傳熱性能仍舊不理想。為此,我們只要集中精力開發(fā)出結(jié)構(gòu)合理,性能優(yōu)良的新型熱管聯(lián)箱,一定會使整體集熱器的集熱性能大幅提高。在同樣的外界環(huán)境下,太陽能系統(tǒng)的集熱溫度會明顯提高,從而保證系統(tǒng)用于建筑供暖時的性能。而且這樣的結(jié)構(gòu)性產(chǎn)品開發(fā)一樣可以在行業(yè)中形成有競爭力的技術(shù)壁壘。其二,為了提高整體集熱系統(tǒng)的收益,借鑒中溫太陽能集熱技術(shù)的經(jīng)驗,開發(fā)結(jié)構(gòu)合理的反光聚焦板具有很大的發(fā)展空間。對于低溫輻射供暖系統(tǒng),供暖的工作溫度要求達(dá)到50℃即可。為實現(xiàn)這樣的目標(biāo),反光聚焦板根本就不必考慮跟蹤,因為對平行陣列式集熱管來說,其背后的反光聚焦板形成多槽式平行線聚焦結(jié)構(gòu)就能夠達(dá)到很好的性能。唯一要改進(jìn)的就是如何解決反光聚焦板的防風(fēng)問題。在太陽能真空管集熱器的產(chǎn)品發(fā)展過程中,也曾考慮過利用背面反光板的形式來提高系統(tǒng)集熱收益。但是當(dāng)時人們研究問題的出發(fā)點還是為了解決太陽能熱水系統(tǒng)的性能問題。經(jīng)過測試,后面加整體反光背板,同時減少集熱管和不加背板而是加密集熱管的結(jié)構(gòu)形式相比,還是多加些集熱管最終系統(tǒng)的集熱量大一些。而目前,太陽能真空集熱管的成本也并不比增加的反光背板高多少。由此看來,增加背板除了增大了集熱器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性外,也沒有多少實際用處,有點得不償失。而且整體背板在防風(fēng)抗雪方面存在很大隱患。如果現(xiàn)在,我們站在太陽能供暖系統(tǒng)這個角度上,集熱器背后的反光聚焦板則又有新的意義了。首先供暖系統(tǒng)需要保證足夠高的供熱工作溫度。在環(huán)境溫度比較低,日照條件也相對差一些的冬季,常規(guī)的太陽能集熱系統(tǒng)的集熱效率都會大打折扣。在運行過程中集熱溫度自然會降低,天氣好的時候也就能維持40℃上下,集熱量也有限。如果我們減少集熱管的數(shù)量,同時增加反光聚焦板,在保證總集熱量不減小的同時,減少了集熱管與環(huán)境的換熱面積,熱量損失自然會減少??梢姸纠?,帶反光背板是集熱系統(tǒng)的熱性能要好一些,因為這相當(dāng)于增大了集熱組件表面上的輻照度。而且從另一個角度說,太陽能集熱器用于供暖系統(tǒng)還有一個冬夏負(fù)荷平衡的問題。即集熱系統(tǒng)在冬季要負(fù)擔(dān)很大的供暖熱負(fù)荷,而到了夏季,集熱系統(tǒng)就徹底處于閑置狀態(tài)。大面積閑置的集熱器的熱量盈余是個大麻煩。如果集熱系統(tǒng)增加了反光板,集熱管數(shù)量減少一些。夏季的熱量盈余也就減少了,同時反光板到夏季可折起,也有可能反過來變成遮光板,以避免過多太陽輻照損壞閑置的太陽能集熱管??梢娫谔柲芄┡療嵯到y(tǒng)中,集熱反光板的結(jié)構(gòu)形態(tài)及功能仍有很多值得探尋開發(fā)的內(nèi)容。在大力開發(fā)太陽能集熱產(chǎn)品的同時,我們還有更具革命性的技術(shù)突破點。前面已經(jīng)提到熱泵技術(shù)是可以將低溫?zé)嵩吹哪芰刻崛〕鰜硐蚋邷責(zé)嵊脩艄岬摹_@就意味著如果太陽能集熱系統(tǒng)與熱泵機(jī)組結(jié)合后,即使太陽能集熱溫度低到無法滿足供暖要求的情況,熱泵機(jī)組也可以將其中的熱量提取出來用于供暖。在太陽能集熱系統(tǒng)在集熱溫度不高而受到制約的時候,熱泵技術(shù)又為低品位太陽能利用提供了一條新路。只要我們能夠開發(fā)出適合與太陽能集熱系統(tǒng)兼容的熱泵產(chǎn)品,整體集熱系統(tǒng)的能量收益和利用率又可大幅增長。如果以上各個產(chǎn)品的開發(fā)規(guī)劃都能取得實質(zhì)性的成果,整體產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)能實現(xiàn)完整的布局。那我們的產(chǎn)品體系就能形成強(qiáng)大的技術(shù)壁壘,當(dāng)然競爭優(yōu)勢可以逐級釋放,在諸多的發(fā)展方向上我們可以分布整合,規(guī)劃成三代換代產(chǎn)品,那我們在行業(yè)內(nèi)的技術(shù)優(yōu)勢將能保持十年以上。在系統(tǒng)開發(fā)及市場運作日趨成熟之后,必然帶動整體產(chǎn)業(yè)向我公司的目標(biāo)市場跟隨。那在下一個十年里如何在行業(yè)內(nèi)保持企業(yè)的競爭力和先導(dǎo)地位也是一個中遠(yuǎn)期的研究課題。在以上所述的成品體系開發(fā)完善之后,下一步能夠形成競爭優(yōu)勢的就是面向低密度建筑的完善的一體化智能控制系統(tǒng)。目前,全球范圍內(nèi),智能家居控制系統(tǒng)對新一代房地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)、樓宇自動化甚至是IT行業(yè)都是極具誘惑力的新經(jīng)濟(jì)增長點。當(dāng)前市場上推出的智能化手機(jī)實際就是將手機(jī)功能擴(kuò)展成為一個可與外界設(shè)備通訊的終端產(chǎn)品。這就是在為將來建筑的智能化控制奠定基礎(chǔ)。微軟公司為手機(jī)推出的WINDOWSMOBILE操作系統(tǒng)、symbian操作系統(tǒng)、PALM,還有神通廣大的LINUX系統(tǒng)。這些操作系統(tǒng)都是使手機(jī)成為將來眾多外部設(shè)備的控制節(jié)點。這種智能控制模式將會在不久的將來再一次深刻的改變我們的生活,其中自然包括蓄勢待發(fā)的智能建筑控制系統(tǒng)。我們可以將智能控制系統(tǒng)與我們已經(jīng)形成市場競爭優(yōu)勢的太陽能供暖系統(tǒng)捆綁在一起,一定能夠在低密度建筑行業(yè)內(nèi)形成新一輪的技術(shù)變革。只要我們能夠?qū)崿F(xiàn)如此的技術(shù)結(jié)合,充分開發(fā)產(chǎn)業(yè)交叉所帶來的新經(jīng)濟(jì)增長點,那未來的市場仍舊屬于我們。以鑫記偉業(yè)為領(lǐng)導(dǎo)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)將在全球后化石能源文明社會中開辟一個新的時代。第三章產(chǎn)品屬性分析和市場需求預(yù)測3.1節(jié)能型太陽能采暖產(chǎn)品市場巨大首先,結(jié)合當(dāng)前國際大力倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展形式。以太陽能為首的新能源替代傳統(tǒng)化石能源的技術(shù)應(yīng)用將是大勢所趨?!暗吞冀?jīng)濟(jì)”最早見諸于政府文件是在2003年的英國能源白皮書《我們能源的未來:創(chuàng)建低碳經(jīng)濟(jì)》。作為第一次工業(yè)革命的先驅(qū)和資源并不豐富的島國,英國充分意識到了能源安全和氣候變化的威脅,它正從自給自足的能源供應(yīng)走向主要依靠進(jìn)口的時代,按目前的消費模式,預(yù)計2020年英國80%的能源都必須進(jìn)口。同時,氣候變化的影響已經(jīng)迫在眉睫。因此看來,“低碳經(jīng)濟(jì)”提出的大背景,是在傳統(tǒng)化石能源消費巨大并逐漸面臨耗盡危機(jī)的同時,全球氣候變暖正不可逆轉(zhuǎn)的顯現(xiàn)出來,高能耗和高污染的雙向悖論正對人類生存和發(fā)展形成越來越嚴(yán)峻的威脅。隨著全球人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷增長,能源使用帶來的環(huán)境問題及其誘因不斷地為人們所認(rèn)識,不止是煙霧、光化學(xué)煙霧和酸雨等的危害,大氣中二氧化碳(CO2)濃度升高帶來的全球氣候變化也已被確認(rèn)為不爭的事實。2007年12月3日,聯(lián)合國氣候變化大會在印尼巴厘島舉行,15日正式通過一項決議,決定在2009年前就應(yīng)對氣候變化問題新的安排舉行談判,制訂了世人關(guān)注的應(yīng)對氣候變化的“巴厘島路線圖”。該“路線圖”為2009年前應(yīng)對氣候變化談判的關(guān)鍵議題確立了明確議程,要求發(fā)達(dá)國家在2020年前將溫室氣體減排25%至40%?!鞍屠鍗u路線圖”為全球進(jìn)一步邁向低碳經(jīng)濟(jì)起到了積極的作用,具有里程碑的意義。在國內(nèi),我國的能源利用形式更是不容樂觀。我國每年煤炭的消耗量占全世界的40%。而且隨著中國經(jīng)濟(jì)逐年快速的發(fā)展,社會經(jīng)濟(jì)運行中能耗的增長將是不可避免的。我們必須尋求其他途徑。2007年9月8日,中國國家主席胡錦濤在亞太經(jīng)合組織(APEC)第15次領(lǐng)導(dǎo)人會議上,本著對人類、對未來的高度負(fù)責(zé)態(tài)度,對事關(guān)中國人民、亞太地區(qū)人民乃至全世界人民福祉的大事,鄭重提出了四項建議,明確主張“發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)”,令世人矚目。他在這次重要講話中,一共說了4回“碳”:“發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)”、研發(fā)和推廣“低碳能源技術(shù)”、“增加碳匯”、“促進(jìn)碳吸收技術(shù)發(fā)展”。他還提出:“開展全民氣候變化宣傳教育,提高公眾節(jié)能減排意識,讓每個公民自覺為減緩和適應(yīng)氣候變化做出努力?!边@也是對全國人民發(fā)出了號召,提出了新的要求和期待。胡錦濤主席并建議建立“亞太森林恢復(fù)與可持續(xù)管理網(wǎng)絡(luò)”,共同促進(jìn)亞太地區(qū)森林恢復(fù)和增長,減緩氣候變化??梢姲l(fā)展低碳型經(jīng)濟(jì)將是未來幾十年甚至更長時間內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢。它將帶動社會生產(chǎn)領(lǐng)域和消費領(lǐng)域內(nèi)的重大經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,其中蘊藏的商機(jī)無限。作為低碳經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分的太陽能產(chǎn)業(yè)近年來也是方興未艾。前些年太陽能光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,但從近幾年的發(fā)展來看,其產(chǎn)品能源轉(zhuǎn)化效率低的弊端仍不能得到有效解決。而對于太陽能光熱產(chǎn)業(yè),我國目前的太陽能光熱產(chǎn)品市場已經(jīng)非常普及。全國大大小小的太陽能熱水器廠家有近千家,其中像皇明、力諾瑞特、清華陽光這樣的總資產(chǎn)上億的一線品牌就有十幾家。據(jù)有關(guān)資料初步估算,太陽能熱水器行業(yè)國內(nèi)的年總產(chǎn)值在50億左右??梢娞柲軣崴饕呀?jīng)在國內(nèi)形成了非常穩(wěn)定的消費群,人們對太陽能光熱產(chǎn)品的認(rèn)可度也在逐漸提高,更有甚者,有許多消費者主動向廠家要求提供太陽能供暖產(chǎn)品。但是,如此眾多的太陽能光熱產(chǎn)品廠商的技術(shù)水平都只是停留在太陽能熱水器上,而并不能進(jìn)一步實現(xiàn)太陽能光熱利用與建筑供暖系統(tǒng)的結(jié)合。在上述的文章中我們也曾提到,在建筑能耗方面,供暖能耗所占的比重要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過生活熱水的能耗需求,我國北方有上百億平方米的建筑需要供暖,供暖能耗要超過生活熱水能耗數(shù)十倍。由此觀之,只要能夠提供可以把太陽能集熱與供暖系統(tǒng)結(jié)合起來的系統(tǒng)產(chǎn)品,這將為整個太陽能光熱產(chǎn)業(yè)帶來井噴式的市場拓展。同時,國內(nèi)的光熱產(chǎn)品在國際市場上尤其是在發(fā)達(dá)國家還沒有得到普遍認(rèn)可,主要就是因為現(xiàn)有的太陽能熱水器產(chǎn)品的技術(shù)壁壘比較低,一旦我們通過產(chǎn)品研發(fā),與建筑供暖空調(diào)系統(tǒng)相結(jié)合,不僅是單一產(chǎn)品的技術(shù)壁壘得到提高,而且整體太陽能光熱產(chǎn)業(yè)的價值也會顯著上升,這對我國提倡中國創(chuàng)造,增強(qiáng)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的核心競爭力都是具有非常深遠(yuǎn)的意義。它也必將帶動太陽能光熱產(chǎn)品在國際市場的大幅拓展。產(chǎn)品的目標(biāo)市場定位我公司現(xiàn)階段產(chǎn)品主要是太陽能平板集熱器,主要針對目前發(fā)展比較成熟的國內(nèi)國際太陽能熱水市場。在中國,這依然是一個成長性很好的市場。2007年,中國太陽能熱水器產(chǎn)量的增長速度約為30%,年產(chǎn)量達(dá)2340萬m2(16380MWth),總保有量約為10800萬m2(75600MWth)。2007年,太陽能熱水器市場銷售額約為320億元人民幣,產(chǎn)值億元人民幣以上的企業(yè)有20多家。2008年我國太陽能熱水器行業(yè)繼續(xù)穩(wěn)步快速發(fā)展。其中,產(chǎn)值達(dá)430億,出口達(dá)1億美元。中國太陽能熱水器的年生產(chǎn)量是歐洲的2倍,北美的4倍,現(xiàn)已成為世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)國和最大的太陽能熱水器市場。因此,在未來的

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