現在從政府到開發商,到業主都認為建筑節能這件事情非常重要,尤其是提出要降低能耗20%,各地政府都把建筑節能作為實現重大戰略目標的一個主要措施,于是各種建筑節能的記住就都紛紛而出。但是我今天想利用這個機會簡單的分析一下各種各樣的節能技術,看看它們能在什么樣的場合,哪些地區條件環境下適合,哪些地區又不是太適合。
首先,我們看一下中國的建筑能能源狀況,按照各種方面的統計,目前我們國家有四百億平米的建筑物,其中240億在農村,160億在城市。但是主要能能源消耗在建筑物里面城市占大頭,農村因為經濟相對還比較落后,所以比較少。這兩個及起來是兩筆帳,現在采暖用到我們國家整個煤產量的2%,用我們國家電總量的三分之一。目前中國的建筑用能占了中國總的商品能能源的20%到22%。這個數盡管說比例并不是非常大,但是我們國家是全世界的制造中心,是制造業的出口大國,相當多的能源消耗用在產品加工上了。盡管這樣建筑運行還占了20%到22%,所以說這個比例還是很大的。
跟發達國家比較是怎么樣的呢?這個圖是每平米中國的建筑物跟美國、加拿大、日本和西歐國家相比較的情況。這個是中國總建筑物按每平米算,這個是城市每平米的建筑用能,盡管我們城市比農村高的多,但是現在按每平米每年耗電是美國的三分之一,是加拿大的三分之一,只是歐洲的一半。
我們再看人頭,人消耗在建筑物里面的情況。跟美國比我們城市是2000瓦每年每人,美國是1.4萬瓦,所以是美國的七分之一,是歐洲和日本的三分之一,這個就是中國建筑用能的狀況。
這樣一來好像是中國和國外來相,和發達國家相比能能源消耗已經很低了,為什么呢,主要是咱們的生活方式不一樣,建筑的使用方式不一樣,水平不一樣導致建筑用能有這么大的差別。這個是剛剛世界自燃保護基金會公布的年度報告,它是兩個星期之前在我們的能耗樓里面宣布的。
這個橫坐標是生活水平,縱坐標叫做生態足跡,就是這個國家平均每個人占用了地球上多少資源。所以越往右就越表示這個國家的人生活水平越高,越滿意和幸福。但是這個指標上去的話也表示你占用的自然資源也多,消耗的資源越厲害,破壞越大。這個圈是我們中國目前的位置,所以生活水平0.75。這個線是世界的平均水平,我們比世界平均水平稍微低一點,這個是印度的指標,這個是美國的數字。1977年的時候咱們在這里,但是經過20多年的改革開放我們到了這里,這個就表明我們的生活水平有了明顯的改進。
這個是美國從07年到33年的發展狀況,它的生活水平有所提高,但是消耗能能源從7漲到了10,中國消耗水平從0.5漲到了0.75,消耗資源環境從1到了1.7左右。所以現在跟美國相比,它是咱們的6.5倍,一個美國人消耗的資源相當于中國人的六倍。真正的理想是在這個圈里面,現在世界上只有一個國家在這里面,就是古巴,所以它的幸福感最強,消耗資源最小。
對于中國這樣十幾億人口的大國來說,如果我們上去了全球就毀滅了,所以我們的目標一定是走到藍框里面,這個就是中國政府提出來的可持續發展的目標,只有走到這里才能夠又滿足咱們社會發展和人民生活水平的提高,同時又不大量的破壞自然資源。但是很遺憾的是現在發達先進國家都是以大量的占用常規的人們資源為代價獲取好的生活質量。
但是我們地球已經瓜分完了,我們沒有辦法達到這個水平,所以必須走自然節約型社會,這個也就是為什么現在要建設節約型社會。
為什么中國跟發達國家的建筑能能源消耗有這么大差別呢?這件事情非常值得重視,需要我們仔細的研究。這是一個簡單的算例,我們取上海的氣候條件和典型的住宅來看一下。這里有兩種模式,一種使用模式是每小時一次的通風換氣,保證室內的空氣質量,任何時候都是一次通風換氣,另外室內溫度永遠維持在18度左右,一天24小時一直要維持這個溫度。這個就是絕大多數美國住宅的方式,窗戶一定是關著的,一次通風換氣保證空氣新鮮。
另外一種,我們調查中國的住宅是什么模式呢,如果房子里太熱,外面涼快的話就開窗戶通風換氣,這個可能就是不是一次了,可能是兩次換氣,五期換氣,最多可以是十次換氣。房間里面當沒有開空調的時候,只要的19度到25度空間就認可了,如果沒有到這個溫度就開空調,冬天達到18度,夏天降到26度。如果上班的話就把空調關了,下班之后再把溫度調到這個范圍,這個看起來是很合適的,符合中國的使用習慣。大家可能覺得這兩種模式的差別并不大,但是大家看一下這就是兩種模式造成的能能源消耗。這個是冬天耗的電,這個是夏天空調耗的電。剛才恒溫換氣的模式,冬天16度,夏天27度,加起來要使用43度,后一種模式加起來不到10度電。很可惜的是,中國的建筑節能規范是請美國人幫忙計算的,按照美國的運行模式算出來說上海市的節能住宅每平米每年耗電量在55度以下就算節能住宅,55度以下大致就是按照這種運行方式計算出來的。實際上我們調查1500戶上海居民的實際用電量,絕大多數都在22度左右,很少到35度。這個用電量不是空調和采暖的用電量,是他們家照明、冰箱、彩電等等所有的用電量。你拋去朝名和冰箱這些方面基本上就是10度左右,所以跟剛才的案例計算是一樣的。這個說明什么呢?就是這個房子的用法不一樣,開窗戶還是不開窗戶,連續空調還是間隙空調可以大致能源消耗三倍以上的不同,就是說生活使用模式的不同,會導致很大的能能源消耗的不同。所以,提倡節約,提倡保持勤儉節約的生活模式,反對追求豪華奢侈,反對在生活方式上跟國外接軌,這一條大概是實現節約化社會最重要的內容,也是我們講建筑節能的重要保證。這個是我們今天研究這個問題最主要的出發點。
那么大家說節約就得了,我們也不用搞節能建筑了。不是,從不同的方式使用你的方式,你是間歇的,你是連續的,這兩天靠開窗戶進點涼風使屋子涼快,還是把窗戶關上靠空調,不同的使用模式反過來對你建筑物的形式要求不一樣,對你建筑物里面的系統要求不一樣。那么這樣一來問題就比較大,就是說我們到底希望未來中國房屋的使用是什么模式,是節省的模式還是浪費的模式。今天我們蓋的房屋是照著節省的模式去蓋,適合于那種生活方式和使用方式的建筑物和系統,還是反過來照著美國的生活方式設計它們這種建筑物和系統,那么將會給我們能源消耗帶來三倍、五倍,甚至于七倍的不同,這就是目前擺在我們面前的一個嚴峻任務。所以,實實在在從中國情況出發,我們建筑節能主要解決的是這樣幾個任務。一個是解決北方的采暖問題,因為這個消耗能高。還有一個是大型公共建筑的節能問題,現在談這兩件事情的比較多。還有長江地區住宅到底應該怎么辦,這個應該成了熱點之一,從上海到重慶整個長江兩岸是我們國家經濟發展最快的地區之一,人們生活水平提高也想用暖氣,我們到底用什么辦法來解決這個模式,這個對我們中國建筑能源消耗有非常大的影響。
還有就是生活熱水問題,隨著生活水平的提高,生活熱水用量會越來越高,生活熱水用量的增加也是發達國家為什么建筑能耗遠遠高于中國眼珠能耗很重要的一個原因,以后我們應該怎么解決這個問題。還有建設社會主義新農村問題,今天我不想仔細討論這些問題,這些問題有很多人都在談,也有很多的論述,所以我不想談這些問題。今天我主要想講這樣一個主題,由于我們國家的地域太廣闊,自燃環境各不相同,所以建筑節能的途徑、方式和相適宜的技術也都不一樣。所以,我們必須要因地制宜發展適用的技術,這個技術在這里非常好,但是你從南方搬到北方就不一樣了。所以中國這么大的國家,氣候條件差異這么大,經濟狀況差異這么大,因此我們必須要因地制宜,各地發展適宜技術,所以就想就適宜技術仔細的談這樣一些問題。
首先先看一下保溫問題。剛才董事長講了保溫,我很同意他的看法。我們保溫不能光看建筑節能,還要看建筑結構和壽命。那么反過來看,為什么我們要保溫,人家說節能,那為什么保溫就能節能呢。就是因為把保溫材料裝到墻上就把傳熱割斷了,為什么會這樣呢,因為墻兩邊有溫度差,那么我加保溫材料就是不讓溫度差引起傳熱,減少溫度差的傳熱。實際上我們國家建筑物墻兩邊的溫度差有多大呢,不同的地區溫差特別大。在東北冬天零下28度,屋子里20度的話,那么溫差就是48度。到了上海這一帶冬天的溫差就不到15度,再往華南就更小了。有人說保溫主要解決夏天防熱的問題,這邊夏天造成的溫差任何時候都比冬天要小的多。這樣一來,如果我加保溫是為了組織熱量過去的話,那么一定是溫差越大越需要起更好的保溫,保溫材料起到的作用越大,溫差越小越不需要太多的保溫,小就不需要保溫了。所以應該根據室內外溫差狀況來科學的考慮我們應該怎么做保溫,建筑節能絕不是簡單的說把保溫加大就可以了,說節省50%,就是把保溫加大50%,絕不是這么簡單的事,這句話只在東北適合,其他地區就得綜合分析才行。
有些人說江老師你說的不對,我們在南方保溫也能降低能耗,因為太陽西曬,可以使得外墻溫度可以到50度,屋頂可以大大80度,你加保溫層確實可以節能,但是保溫是最好的方式嗎。屋頂和外墻是太陽曬的,如果這時候進行遮陽的方式,比如說屋頂加一個涼棚,就是讓它產生陰影,這樣就可以使得太陽不能直接照在表面了,溫度就不會上去了。還有就是有效的通風散熱,所以對于熱的地方來說通過遮陽和有效的通風散熱把太陽的熱量取消掉,這樣就有效多了。很簡單的問題,在太陽底下你是穿羽絨服還是打傘,肯定所有人都選擇后者,我打個旱傘,穿個體恤衫就涼快了,所以對于我們的建筑也應該采用同樣的模式。尤其是當室外溫度處在18到25度這樣一個舒適區間的時候,這時候由于太陽透過窗戶照射屋子里面又得熱,屋子里也有一些發熱量,這些室內的發熱量我們必須要送到室外,否則會使室溫升高。如果屋子里自然通風不好,這些熱量只能通過維護結構散出,這時候保溫越好熱量越不容易散出,這樣就會導致室內溫度升高。像這幾天上海多好的天,但是上海很多樓還開著空調,原因就是熱量散不出去。所以說有些保溫不好的建筑還可以幫助散熱,降低室內的溫度。所以我們要科學的看待這兩個方面,然后正確的決定建筑物的結構,不是光在那里追求保溫,尤其在南方并不一定會起到好的效果。
結論一,南方地區外墻保溫不是建筑節能重點。結論二,個別情況下幫助保溫還會增加建筑能耗。結論三,南方房屋進行遮陽和自然通風很重要。 下面講一下地源熱泵和地下水源熱泵。我們通過這個熱泵就可以把熱量從地下提取出來,夏天就等于把屋頂熱量放到外面,冬天把室外的熱量取出來往屋子里面放,這是最簡單的原理。那么談熱蒙就一定要談冷源熱源,就是從什么地方取熱和從什么地方取冷。比如說地源熱泵,就是在地下埋管,然后冬天從地下取熱,夏天從地下取冷。這樣一來很簡單的一個原理,就是說這種東西能使用最基本的條件就是要使得你冬天存的冷量等于夏天取出的冷量。如果你冬天負荷大于夏天負荷,我這里說的是一夏天的負荷,這樣就會使得地下的溫度一年比一年低,這樣做就會使得地下溫度一年比一年升高。比如說在上海、南京、武漢這一代大致上冬天、夏天的負荷差的不是很多,所以從這個角度講是發展地埋管、地源熱泵比較好的地域。但是像華南地區,像廣州和深圳已經有很多公司,政府也在鼓勵搞地埋管的地源熱泵,這個一年到頭都是空調,不斷的從地下取冷,往下送熱,那么最后可能就會導致地下溫度逐年升高,因此它就滿足不了平衡條件,所以在這樣的地方一般情況下都不適于發展地源熱泵,不能做。同樣在東北、哈爾濱、沈陽拿著地下埋管去取熱作為冬天采暖,而夏天很少有空調負荷,這樣就會必然使得地下的溫度逐年下降,也就會越來越冷,七年十年之后就不能使用了,因此也不適于發展這種技術,所以就必須要注意用作什么地方,我們要在適宜的地方,滿足這些條件才行。當然有一個特別點,就是是有地下河,它把冷或者熱都帶走了還可以,但是我們必須要把地質條件弄情況,不能犯錯誤。
地下水熱泵也存在同樣的問題,當然更重要的一點是要保護好我們的水資源,不能把水抽上來然后下水道排走了,這樣就會造成重大的水資源浪費,在中國這樣缺水的國家這么做那就更不對的。
下面再談一下無水源熱泵。就是原生污水水源熱泵,就是直接從下水道的臟水里面取能量,這個一般來說很困難,最大的難處就是怎么把污染物擋住,不要讓它污染我的設備。咱們哈爾濱有些技術很好,就是用了轉輪式的東西,就是讓臟水過來先進行過濾,然后轉輪不斷的轉,然后又讓干凈水把這個臟東西帶走了,所以我們只從下水道取冷取熱,絕不取臟東西,所以這個東西應該說是具有世界先進水平的,而且在很多工作上都有使用,也取得了很多成功的案例。
這是真正怎么用污水水源的一個概念,可是比如在北京的一個案例就不是這樣的,它是污水處理廠處理后的干凈后作為熱泵,然后讓另外的地方提供熱量或者冷量。但是污水處理廠距使用的地方4.5公里,兩級換熱,六度溫差,所以稍微一計算就發現這兩個水泵的電耗幾乎等于熱泵用電,所以你這個熱泵效率再怎么高,整個系統走起來能量效率就非常低,所以這個污水水源熱泵就是不值得提倡,它不是真正的節能技術。現在有些地區都在提海水源熱泵,對海水源熱泵來說就需要認真的論證,可能有些地方很合適,但是相當多的地方如果沒有很好論證的話,海水源熱泵的效率可能很高,但是讓水在這里循環消耗了一半的能量,這樣最后的綜合效率就會非常低。
下面講一下集中供冷技術。就是設置一個大容量的冷源,然后通過管道把涼水送到各個的樓里面去,也就是空調,這個說起來有很多的優點,在很多地區也在推廣。那么這個東西到底怎么樣呢?
大家說起來就說跟北方學的,我們先看一下集中供熱的好壞處。首先為什么要集中供熱,是因為我燒煤,燒煤的話就有污染,還有堆積和排灰的問題,所以要把煤燒好只有集中才能提高效率,解決污染問題。但是集中帶來的壞處是什么呢,集中就是為把了熱氣送到各地區,我得花很多的投資,然后拿水泵運行我的熱網,這樣會花很多能耗。因此北方這些年拼命的加大溫差,所以現在走的參數一般都是供水130度,回水65度,溫差是65度到70度。
為什么要搞這么大的溫差呢,就是因為可以帶走多少熱量,就等于溫差乘以循環量,溫差越大循環量也就越少,所以靠拉大溫差減少功耗。既使是這樣現在還有很多問題,比如說由于末端條件不當造成浪費,大家都知道北京解決不了供熱收費問題,并且所有的供熱都是24小時連續運行,導致一些不用的房子也在使勁供熱,最后造成大量的能源浪費。
咱們把供熱供冷比較一下,我把供熱集中起來效率比較好。但是供冷,冷凍機到了2000噸以后,你再提高冷源的效率也不會再提高了。所以冷是在三四萬平米的規模上,熱是在三四百萬平米的規模上,這兩個差了一百倍。
我們再看一下特點。供熱的主要特點是墻體傳熱,剛才董事長也講了半天,它的熱慣性比較大,所以主要的熱量就是通過墻傳出去的熱量,所以需要連續供熱。但是空調大家都看了,墻的兩邊溫差很小,所以蓄存在墻兩邊的冷量很小,這樣空調主要對付的是損害建筑物,所以因此就應該進行空調,這是它的本質。不已認為連續供熱是因為水平高,我們用空調只是因為窮,其實不是因為窮,這只是一個特點。
我們再看一下溫差。集中供冷的話,冷水再低那就結冰了,所以一般不能低于3.5度,那頭再高的話就不叫冷水了,就叫熱水了。這樣一來水溫差最多十度,沒有辦法超過十度。一個是70度,一個是10度,兩個差了七倍,這是什么意思呢,就是說同樣的熱量你的流量得增加七倍,你管道的直徑得增加2.5倍,水泵能耗得增加近10倍。所以,這是一個巨大的差別,七倍可不是小數,是一個巨大的差別。
還有一個最大的不一樣,供熱的負荷是由老天爺決定的,所以我們統一調節鍋爐或者是統一調節熱電廠就可以了。但是空調負荷主要是由室內發熱量決定的,我這個屋子里開會,咱們就這么多人負荷就會高,旁邊沒有人負荷就低,因此是各自之間都是不一樣的,這個是由末端決定的,所以這樣就不能統一條件,必須要分步調節。集中供熱和供冷看著只差一個字,但是完全的原理、概念和特點都不一樣,這樣就導致一個是在北方可用技術,一個在南方就必須慎重對待。
我們先說第一個問題,剛才說泵耗高的問題。我有一個案例,今年夏天大日本都心系統,那是世界上最大的集中供冷系統。它告訴我輸送過程中冷量損失10%,為什么呢,因為測量總出口的冷量和到末端特別好的計量算下來每年都差10%,就是說管道保溫不好,損失了10%。我說你管道保溫很好,不可能損失10%,那么他說這10%到底哪去了。我們一看看來了,他的產冷量這么多,受冷量這么多,損失10%,循環水泵電量這么多,這個數正好等于這個數的8.5%,就是說10%的損失里面有8.5%不是保溫的事,是水泵發熱電爐子加熱抵消的,這是很清楚的實例。所以,如果這是一個電制冷,COP是6的話,那么你這么做COP就是4.1%。
再看連續運行,這么大的系統你就得連續運行,因為一百萬平米有一個樓有五千平米說用空調,剩下的都不用,你的系統就得開,這樣一開張就得花能源。那么供熱系統最高負荷和最低負荷只差一半,一天里面的負荷基本均勻,各個末端基本均勻。而集中供冷一個區域里負荷一天的變化能差十倍到二十倍,而有時候各個不斷都關了,但是個別末端趕上一個宴會廳就得100%開著。當你系統只有10%的負荷,甚至只有1%負荷的時候,我問一下你該怎么運行,很難運行的話最后就會導致大量的冷量浪費。
我們全年算下來一年每平米的消冷量就是120千瓦時,我們高層建筑統計下來一年耗冷量是一年700千瓦時。我們為什么比他們低呢,就是因為連續運行和間接運行造成的差別。
我說一個美國紐約附近的大學作為例子,它的氣候條件和北京氣候條件非常接近,它是24小時連續運行,120萬平方米的建筑面積,夜里面溫差就是3度,這3度光按照水泵一算COP就小于10%。那么算下來它每年空調冷量、冷負荷耗電是63度,而在北京這個冷凍站一般在20度到40度一平米左右,沒見過哪個樓耗63度電的,但是平均冷源的耗電量就是63度,比北京任何的樓都高。那么他么每平米每年耗的冷量是190千瓦時,而在北京的耗冷量每平米在50到100千瓦時,所以這個差別又是從哪來的。就是由于謙虛運行跟間歇運行導致的去大差別。
我們得出來幾個階段,長期供冷長途冷熱導致耗電高。還有為了滿足個別客戶的需求我就增加了系統運行時間,導致不想要冷的地就強度供量,消耗了冷量。第三,管理里面還有很多困難。
盡管集中供冷有很多問題,但是能耗高的問題就抵消了各項優點。所以大多數的供冷方式是不值得提倡的。
這里還有一些案例,比如說在北京的很多地方都用中央空調,但是由于夜里面個別房間需要空調,只好開啟整個系統,誰都說這個浪費能源,一個樓都怕這個事,一個區域100萬平米難道不怕這個事嗎。我有一個度假村在北京,當時裝了中央空調,中央冷量,我到那一住看了每個屋子都裝了分體機,我說你有中央空調為什么裝分體機,老板說運行不起那個,我們的入住率才50%,那個東西一開開電豪不得了。這個還是小規模的中央空調,大規模的空調怎么辦。所以對于住宅來說24小時全空間空調用電量和部分空間間歇空調用電量的比是3,這個3就造成剛才說的為什么上海的住宅用不同的運行模式能耗差別就這么大,所以我們必須要證實這件事情。
下面談一下區域式熱電冷三聯供。這個是能源運用的最好方式,從理論上看是很好的方式。但是當實際運用這種方式的時候必須要實事求是來認真進行分析,這里面我說出了有三種可能不同的方式,具體的實施方式不能細講,咱們現仔細分析一下。這里有三點,一個是電場到底是不是節能,我們先仔細討論一下,不能簡單的說三聯供一定節能。第二個,它的輸配系統是否節能。第三個,調控管理方式是否有利于節能。這三個問題必須回答,回答對了才能再干這個系統。
咱們先看一下熱源,如果是燒煤的電廠,現在發電效率每發一度電平均350克標煤。我要做熱電聯產就要出熱,這樣必然會降低我的發電效率,發電效率是25%,產熱效率是55%,這兩個加起來就是80%,整個效率還是挺高的。
我做制冷的話有三種模式,第一種模式我拿這個熱通過除蒸汽,然后用吸收式制冷產生冷量,這樣可以折合12%的發電。綜合起來就是37,比這個35%高兩個點。還有一種方法是把蒸汽直接驅動壓縮機,這時候是36,也比這個高一點。總的來說,用燃煤的熱電聯產,就熱源來說如果做熱電聯產只產生電和熱的話,它比單獨一個發熱的鍋爐和發電廠和熱電分產節能效率顯著。這個也就是為什么在北方地區廣泛的推廣,如果在南方做冷電聯產的話,與純發電的電廠和電制冷相比不能說差,但是也好不了太多,所以是相差不大,主要是要看你具體的參數怎么樣。
第二個問題。我們再看一下燃氣,如果用天然氣呢,用天然氣發電的話,我們就有燃氣、蒸汽,像上海周圍蓋了很多燃氣、蒸汽聯合電廠,它的效率可以達到55%。說輸送電也得消耗一部分,到了末端大概就是50%了,5%在輸送過程當中消耗掉了。
我搞天然氣的熱電聯產,這樣就得降低發電效率,一般來說發電效率可以達到50%,然后產熱效率到40%,那么這時候就用熱跟電的話,這塊熱相當于一個COP,你有4的COP熱泵可以,如果達不到4我好。總的來說熱電聯產還是可以的。
如果用這個熱來制冷的話有三種方式,如果用吸收式蒸汽制冷相當于10%的發電,那么最后就是50%,比這個差一點。用熱水驅動的制冷才是46%,比純發電還要低。用蒸汽驅動壓縮機是53%,這個還差不多。所以總的來說,要是用燃氣的熱電聯產一定是好的,一定比熱電要好。如果用燃氣的熱冷聯產那么跟純發電差不多,不能說好很多,只能說差不多。剛才說的方式都是一些大系統,那么我們要把這些冷和熱輸送到樓里面去,比如說冬天集中供熱水,夏天集中供冷水的話,我們在輸送的過程當中就會有很多損失,這是一個沒有辦法做的事情,因為區域供冷,用冷水循環不是什么好事。
像杭州熱電廠就在熱水循環,夏天用熱水制冷,但是就像我們分析的,用熱水吸收制冷這樣效率夠低了,但是好處可以解決輸配問題,因為夏天也可以用大溫差供熱,但是它的制冷效率比較低,所以從能源利用率上不好。
還有一種辦法,就是全年供蒸汽,末端我用蒸汽做吸收式制冷。比如說北京的西客站地區就是這樣的,它的整體能源效率跟純電廠接近,但是解決了蒸汽的輸送問題和凝水回收的問題,這兩者的問題也不是很好解決的問題。
下面咱們看一個問題,還是日本的案例。它的熱量是由蒸汽輸送的,冷量是循環冷水輸送的,溫差是8到4度。它冷凍冷卻風機用電就是這么大,所以算下來COP已經小于六了,如果電制冷的話,我搬運耗的電比制冷冷機耗的電還高。它整年冷熱源整體的COP是0.1,這個是很低的。綜合下來COP是0.84,還使耗電量增加了10%到20%。所以這個項目的能耗都遠遠低于我們一般大樓的系統。
當你供暖為主的時候,樓宇能源轉換效率并沒有明顯提高,因此里面有很多的問題,所以我們不提倡這種方式。只有當以供冷為主,或者是有全年持續的工業蒸汽用戶的時候才用蒸汽管道,這樣還可以進行有效的凝水回收,這個就是我們用集中供冷的基本條件,希望大家證實這件事情。
下面再談BCHP系統,或者叫做分布式能源。就是在建筑物里面發電然后預熱供熱,或者供冷,最后全面解決這個問題。
我們現在在節能樓里面就安裝了可以實現各種組成方式的BCHP系統,我們持續做了一年多的測試和分析,還做了15個左右不同類型的分析,下面就說一下我們的實驗結果。
首先先看一下發電設備,我們用BCHP有這樣幾種可能的發電設備,一個是內燃機發電,效率是25%到40%之間。出熱是以什么形式呢,一部分是冷卻水,一部分是煙氣。當你做制冷的時候效率就會比較低,所以我們要解決這個東西的熱利用問題。同時,燃氣的內燃機發電有這樣一條,就是你有時候想要熱量少點,你不用那么多熱,你就可以讓它少發點電,但是你會發現天然氣減少了,熱量不是正比例的減少,熱力只減少很少一部分,除非你把機器停了。
第二個是微燃機發電,這個是20%到25%。它的整體效率比較低,因為煙氣里面過量系數比較大,也就是空氣量比較大。
第三個是固體氧化物的燃料電池,這個效率可以達到40%,同時可以產生一定的煙氣。這個是建筑物里面能量綜合系統最好的解決方案,但是現在還沒有形成大規模的產品推廣。
我們分析一下當我只需要供熱的時候,都有什么方式。我們在制冷的時候采用內燃機的方式可以做到綜合COP是1%,所以綜合能源效率接近大型的循環電廠。當然如果用燃氣內燃機的方式,因為它發電效率低,所以綜合的效率就低于大型的燃氣電廠。如果用燃氣燃料電池的話那么能源利用率就會很高。
但是這里還有一個其他的問題,就是冷熱電的匹配問題,尤其是當發電不行的時候,那么就存在你是用電來定熱,還是用熱里定電。現在中國的問題是什么呢,中國的問題是由于我們能源價格體系的問題,我們發電的燃料成本遠遠低于購電成本,就是說你把設備買來之后,如果不好好利用設備的話,哪怕純發電,那個電錢都比燃氣的錢貴。
初步結論,當熱負荷全面變動很大的時候,或者以冷負荷為主的時候,這種方式并不節能,請各位充分認識到這一點,不然就是一個負擔。
下面談一下天然氣直燃和蒸汽鍋爐的吸收制冷機。比如說我用天然氣發電,然后再用電制冷綜合效益是2.75,就是一份天然氣的熱量可以出2.75份的冷量。如果用天然氣直接做熱電冷的話,COP是1.3,就是說一份天然氣的熱量只能出1.3份的冷量,所以2.75和1.3是很簡單的數字。有的人說盡管兩倍之差,我能源消耗高一點,但是可以解決電力消耗問題,省得夏天電的供應能力跟不上。
那么咱們看看天然氣制冷對消除電力負荷,接觸電力分支不足有多大的貢獻。電制冷機的價格和燃氣制冷機的價格是這樣的,我裝上燃氣制冷機之后確實可以減少尖峰夏天電力的負擔,但是我可以做燃氣電廠,燃氣電廠投資一瓦大概是6塊錢,電制冷COP是5.5的話,算下來跟投資電廠相比一瓦電力可以省3.25元,但是我得多花一倍的天然氣。這樣算下來如果不是搞直燃機,我蓋電廠的話,只要運行8100小時,就可以把電廠給天然氣多花的投資找會理,如果一年運行2000小時,那么回收期就是四年,四年我想從節能上考慮是很合適的。因此我們得到了結論,修天然氣電廠來比四年就會回收。所以我們一般不能提倡天然氣直接的制冷機。
結論,各項節能技術都有它的使用條件,必須因地制宜,根據當地的狀況和外在環境進行綜合分析。
對政府來說,我們各級決策者應該根據實際進行分析,使我們的政策和補貼要有利于真正實現節能,同時有利于促進社會公平,不能支持那些假節能,不節能的項目,也不能通過補貼拉倒社會的差距。根據開發商來說就要慎重的對待各項節能技術,避免被不適當的炒作影響,應該對社會負責和用戶、使用者負責。同時,建筑節能不是簡單的說通過幾項新技術就可以實現的,而是要做大量的、科學的設計,科學的運行才能做到。因此,一定要響應中央的號召,就是堅持科學發展觀,就是建設和諧社會,我覺得這兩條應該作為我們發展建筑節能事業的基本宗旨。
目前我們國家是世界上使用最廣泛和成功的例子,并且隨著生活水平的提高,可能老百姓生活用水的量會增加,所以太陽能解決這個問題是最好的方案。當然這里有集中方式還是分散方式的事,現在很多地方都在講要進一步提高太陽能熱水器的水平,都要講集中,但是一集中起來系統結構的問題就會比較多,往往需要水泵進行主動式循環。但是我們發現很多主動循環系統的太陽能熱水系統由于設備不當,結果水泵電耗成了很大的能源消耗,它的COP恨不得是6、7,那么這樣的話太陽能熱水器的好處一下就沒有了。
還有就是利用維護結構本身進行太陽能采暖,或者太陽能除濕的應用,這個可以在一些地區推廣,這個就是所謂的被動式太陽能技術,在80年代我們國家在北京的大興,在甘肅省等于地區都有很多成功的案例,我們應該好好發展。
我談一下主動式太陽能采暖和制冷系統。這種系統不是說不能用,一定可以用,但是由于它的可使用時間比較短,初步投資高,因此經濟性就比較差。所以,我們要搞這種系統,就必須要承擔巨大的投資壓力,這個我們一定要想清楚。同樣太陽能發電在目前的技術水平下,它的經濟性也很差,所以也必須承擔初步的投資壓力。對于這兩種需要承擔巨大初投資壓力的時候,我們就要考慮到底應該把這些東西建在哪。我們看一下,如果在城市發展這些東西的話,它可利用的空間有限,像上海的高樓大廈,像深圳的高樓大廈,同樣的太陽能裝置,它見到太陽的時間相對都殺,并且受建筑物各種原因的影響,很難使得它處在最佳的方位,所以效率相對比較于低。反過來同樣的投資絕對值,在邊緣農村,在西北沙漠地區,它產生的能源量就會大很多。所以,我覺得對于這些東西來說,首先我們舉雙手大量的贊成和歡迎民間的有志者去投資和使用,通過這種方式實際是對我們社會做巨大的貢獻,我們應該感謝他們,應該尊重這些企業家,這些民間投資者去干這個事情。但是,我們的政府不應該對城市中的這些項目施行補貼,為什么?因為這些項目不是補在窮人身上,是補在富人身上,要補貼應該把納稅人的錢用在農村,通過支持農村的可再生項目解決農村的問題,因為農村常規能源的成本高于城市,農村太陽能裝置的產本低于城市,這樣給使用者帶來的效益農村要遠遠高于城市,所以同樣的錢放在農村省兩度電,我省兩斤煤,在城市可以省半斤煤,那為什么不放在農村呢。
















