多種節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用前景及節(jié)能環(huán)保效益

樊俊 李剛

摘要:本文介紹了以能量的梯級利用、熱泵技術(shù)、以及綠色能源與生物質(zhì)能等新興技術(shù)為主的21世紀(jì)新興節(jié)能技術(shù)，探討了其應(yīng)用前景，并結(jié)合城市發(fā)展趨勢分析其節(jié)能及環(huán)保效益。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減排；環(huán)保效益；三聯(lián)供系統(tǒng)；熱泵技術(shù)

國務(wù)院日前下發(fā)了《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》。未來5年，我國節(jié)能減排力度更大，標(biāo)準(zhǔn)更高。近年來，新技術(shù)和新能源，尤其是多元化熱源、低品位能源以及綠色能源與生物質(zhì)能的開發(fā)和利用，為進(jìn)一步節(jié)能減排，提高環(huán)保效益提供了有力保障。以下將探討幾種新興技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)展前景及帶來的環(huán)保效益。

一、熱泵技術(shù)的應(yīng)用及其環(huán)保效益

熱泵技術(shù)作為一種高效、節(jié)能、環(huán)保的供熱制冷技術(shù)，近年來得到國家的大力支持和推廣。熱泵技術(shù)利用城市地?zé)?、地下水和城市污水等蘊(yùn)含低品位能量作為熱源（或熱匯），通過輸入少量的高品位能量（如電能），利用逆卡諾循環(huán)將低品位熱能向高品位熱能轉(zhuǎn)移?？傮w來說，該技術(shù)不僅利用了城市的大量余熱廢熱，變廢為寶，而且減少了燃煤，節(jié)約一次能源消耗的同時(shí)收到環(huán)保效益。

關(guān)于熱泵技術(shù)的節(jié)能性和環(huán)保性，以臨汾市某7680m2的政府辦公樓為例，該建筑采用豎直地埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng).，冷熱源選用1臺雙螺桿式水源熱泵機(jī)組。夏季制冷量為874KW，耗電量為146KW；冬季制熱量為958KW，耗電量為255KW。全年運(yùn)行綜合能效比（COP值）為2.56?？梢姡瑹岜眉夹g(shù)可大幅減少高品位能源的使用。與傳統(tǒng)燃煤鍋爐相比較，每年可替代268.8噸標(biāo)煤或20萬立方米左右的天然氣，消減約180千克氮氧化物和約15千克顆粒物的排放。

目前，熱泵技術(shù)在我國推廣較快，技術(shù)也日漸成熟。然而，缺乏行之有效的行政服務(wù)體系以及應(yīng)用領(lǐng)域的局限等問題制約著熱泵技術(shù)的發(fā)展。因此，創(chuàng)建能源管理運(yùn)營模式，探尋熱泵產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新思路才能使其快速、健康的發(fā)展。

二、冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的應(yīng)用及其環(huán)保效益

冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)是基于能量的梯級利用理論，將制冷、供熱和發(fā)電集為一體的一種能量聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐和吸收式制冷機(jī)三大部分組成。它首先是以天然氣為主要原料帶動汽輪機(jī)或內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，發(fā)電后排出的高溫?zé)煔馔ㄟ^余熱鍋爐和溴化鋰吸收式制冷機(jī)等設(shè)備向用戶供熱，供冷。

關(guān)于冷熱電系統(tǒng)的節(jié)能性和環(huán)保性，以臨汾市某20萬m2的綜合商業(yè)建筑為例，該建筑采用冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，年發(fā)電量約為1028萬kWh，能源站利用發(fā)電余熱供熱1.68萬GJ，以燃煤低位熱值22.41MJ/kg計(jì)算，余熱供熱可節(jié)約741t標(biāo)準(zhǔn)煤；利用發(fā)電余熱供冷1.72萬GJ，以電制冷能效EER=4.5計(jì)算，余熱供冷可節(jié)電109萬kWh。相對于燃煤鍋爐與電制冷方式，該冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)全年減排煙塵1.92t，減排CO211650t，環(huán)保效益十分可觀。

現(xiàn)階段，我國推行三聯(lián)供能源系統(tǒng)仍遭遇并網(wǎng)難、經(jīng)濟(jì)性欠優(yōu)、設(shè)計(jì)和技術(shù)上尚有不足等問題，要得到大范圍的應(yīng)用，就必須推廣我國典型項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)加強(qiáng)全國性統(tǒng)籌規(guī)劃并借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，使三聯(lián)供系統(tǒng)在“十二五”時(shí)期駛?cè)氚l(fā)展的快車道。

三、生物質(zhì)能源的應(yīng)用及其環(huán)保效益

生物質(zhì)能源是指以生物質(zhì)材料為來源的各種形式的可再生能源，包括植物、動物及排泄物、有機(jī)垃圾與有機(jī)廢水等。受節(jié)能減排等因素的影響，生物質(zhì)能源的地位越來越突出，也越來越受到我國環(huán)境保護(hù)部及地方政府的高度重視。

生物質(zhì)能源在我國主要被用于發(fā)電，生物質(zhì)發(fā)電包括直燃發(fā)電和混燃發(fā)電。直燃發(fā)電是指全部采用生物質(zhì)原料進(jìn)行發(fā)電，隨著我國一些示范項(xiàng)目的陸續(xù)建成和投運(yùn)，證明直燃供熱發(fā)電技術(shù)在中國推廣是可行的。但由于目前生物質(zhì)燃料價(jià)格比化石價(jià)格高，加之項(xiàng)目投資和運(yùn)行成本還很高，尚無法實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行。生物質(zhì)混燃發(fā)電是指使生物質(zhì)與煤等化石燃料混合燃燒發(fā)電，該技術(shù)原料適應(yīng)性強(qiáng)，且無需對現(xiàn)有設(shè)備做太大改造，有利于技術(shù)推廣。

除了生物質(zhì)發(fā)電，農(nóng)村其他生物質(zhì)能的發(fā)展開始逐步完善。近年來，臨汾市通過秸稈還田、秸稈氣化、秸稈飼料、生成新型板材等綜合利用技術(shù)，使秸稈焚燒和還田工作取得了突破性進(jìn)展，全市96%的小麥秸稈和90%的玉米秸稈都得到了綜合利用，不但避免因焚燒秸稈造成的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，而且實(shí)現(xiàn)了秸稈的增值。

生物質(zhì)能目前雖存在一些問題，比如生物質(zhì)的收集、運(yùn)輸和儲存，但隨著生物質(zhì)成型燃料的發(fā)展，工程上已不存在不可逾越的技術(shù)障礙。加之2010年國家發(fā)改委相繼發(fā)布《國家發(fā)改委關(guān)于完善農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電價(jià)格政策的通知》和《國家發(fā)改委關(guān)于生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目管理的通知》等政策扶持以及法律法規(guī)層面的可靠保證，有效解決以上問題，生物質(zhì)能源必將在我國的能源發(fā)展戰(zhàn)略和節(jié)能減排任務(wù)當(dāng)中擔(dān)當(dāng)愈加重要的角色。

四、太陽能光伏發(fā)電的應(yīng)用及其環(huán)保效益

太陽能資源豐富、清潔無污染，在環(huán)保、節(jié)能方面顯示出無與倫比的優(yōu)越性。隨著大型光伏電站的建成并網(wǎng)，不僅可以緩解電力緊張的局面，而且可以在不消耗燃料、不污染環(huán)境的前提下改善供電質(zhì)量。

光伏電站的節(jié)能效益可以用節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤的數(shù)量來衡量。通常，用燃煤火電機(jī)組發(fā)電，每發(fā)電1kWh需消耗標(biāo)準(zhǔn)煤340.6g。如果建設(shè)一座10MWp并網(wǎng)光伏電站替代同等規(guī)模的燃煤火電站，以年有效利用小時(shí)數(shù)等于1475小時(shí)計(jì)算，每年發(fā)電14750MWh，將節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤5024噸。 ?光伏電站的環(huán)保效益則以溫室氣體的減排數(shù)量來衡量，用燃煤火電機(jī)組發(fā)電，每發(fā)電1MWh，將排放相當(dāng)于1.069噸二氧化碳的溫室氣體，而用一座10MWp并網(wǎng)光伏電站取代燃煤火力發(fā)電站，每年減排溫室氣體的數(shù)量將達(dá)到15768噸(以二氧化碳計(jì))。

光伏行業(yè)是一個(gè)正在發(fā)展的新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，我國的光伏行業(yè)規(guī)模巨大，但是當(dāng)下一面受歐美發(fā)達(dá)國家金融危機(jī)影響而市場萎縮，另一面受我國投運(yùn)并網(wǎng)等種種難題的阻力。要蓬勃發(fā)展國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)，不但需要技術(shù)上的不斷創(chuàng)新，更需要政策上的扶持和基礎(chǔ)性工作的完善，使我國有能力對抗歐美國家的技術(shù)壟斷，減少碳排放壓力。以及對環(huán)境保護(hù)，增加就業(yè)等方面做出積極貢獻(xiàn)。

五、結(jié)束語

隨著“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃和“新型能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃”的提出，我國未來十年能源發(fā)展?fàn)幦〉?020年非化石能源占一次能源消費(fèi)總量的比重達(dá)到15%左右，以及到2020年，我國單位GDP二氧化碳碳排放比2005年下降40%—45%，即“兩個(gè)目標(biāo)”的完成。先進(jìn)核電、風(fēng)能、太陽能和生物質(zhì)能這些新能源的開發(fā)和利用將配合智能電網(wǎng)、分布式能源、潔凈煤等技術(shù)掀起能源供給的改革浪潮。發(fā)展新能源，不應(yīng)一味追隨外國，應(yīng)努力創(chuàng)新，掌握關(guān)鍵技術(shù)，并認(rèn)真研究我國能源分布特點(diǎn)，開展全面的可行性研究，走一條適合中國國情的路。

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