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我国民用建筑空调发展前景论文,理工论文论文,论文

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我国民用建筑的空调发展前景

摘要: 本文应用情景分析方法,对我国民用建筑空调在2020年的发展前景做了预测分析。指出空调需求与能源制约之间的巨大落差,提出“开源、节流”的对策。

关键词: 民用建筑 空调 发展前景 能源

1 我国宏观经济和城市民用建筑的发展情景设定

党的十六大明确提出了我国第三步战略目标的具体部署,即要在2020年“全面建设小康社会,在优化结构和提高效益的基础上,国内生产总值比2000年翻两番,基本实现工业化”。

这个宏伟的发展目标必然对我国经济的各个层面产生深远影响。

1.1 经济结构

在今后15年中,预计第一产业增加值在GDP中所占比重不断降低;第三产业增长迅速,第二产业增加值在GDP中所占比重将出现先增长,后降低的趋势。预计第一产业增加值在GDP中所占比重2020年为13.6%;第二产业增加值在GDP中所占比重2020年为42.9~46%;第三产业增加值在GDP中所占比重2020年为41%~43%,2050年51%~56%。

1.2 按名义汇率计算的GDP

按照我国总体经济战略规划,到2010年我国国内生产总值达到17.88万亿元RMB,2020年达到26.82万亿元RMB。两个阶段的年均增长速度分别为7.1%和4.14%。需要指出,近年以过度投资拉动的超常规增长使得资本形成所积累的一系列低效率问题逐渐暴露出来,重复建设形成的无效资本、大量库存积压、国际反倾销对我国企业的打压、企业利润率的下降,以及高速发展对资源环境的破坏等都是导致经济增长速度将呈下降趋势的重要因素。

1.3 人口

预计我国人口总规模为:2010年14亿左右;2020年15亿左右。

1.4 人均GDP

人民币的汇率政策正在调整,人民币不再紧盯美元。因此,今后我国的GDP统计必然按照国际上通行的购买力平价(PPP)标准。如果按世界银行的统计,我国2003年人均GDP(按PPP计算)已经达到4990美元,已经超过当年低中等收入国家水平(4320美元),这显然是高估了。而如果参照中等收入国家购买力平价计算所得人均GDP比名义汇率计算所得高出1.9倍的比例计算,2010年和2020年我国人均GDP将分别达到2932和4104美元,2020年我国将进入中等发达国家行列。

1.5 城市化

我国城市化水平从由1985年的22%上升到2004年的41.8%,城市化速度是世界同期的两倍。但2000年世界的平均城市化水平已经达到47%,其中中等发达国家为50%,高收入国家为79%。从世界城市化进程来看,城市化率从36%提高到60%属于加速期,因此,中国的城市化率还将不断提高。如果按1985~2004年间城市化率的平均增长速度计算,2020年我国城市化率在50%以上。而根据国务院发展研究中心的预测,2020年我国城市化率当在60%左右(58.7%)。

1.6 房屋建设

截至2003年底,全国城镇房屋建筑总面积达140.91亿m2,其中住宅建筑面积89.11亿m2,占房屋建筑面积的比重为63.24%。

图1 我国城镇房屋建筑面积的增长(10亿平方米)

根据建设部小康社会居住目标,可以分析得到2010年和2020年的建筑面积。

表1 我国城市住宅和公共建筑的发展预测

2010年

2020年 (情景1)

2020年 (情景2)

城市化水平 %

45%

50%

60%

城镇人口总数 亿

6.3

7.5

9.0

城镇人均住房建筑面积 m2

26.5

30

35

城镇住宅建筑总面积 亿m2

166.95

225

315

城镇人均公共建筑面积 m2

8.06

10.75

12.5

城镇公共建筑总面积 亿m2

50.80

80.6

112.5

城镇民用建筑总面积 亿m2

217.75

305.6

427.5

表1中2020年的预测之一是按城市化率的低限设置的情景;而预测之二是按城市化率的高限和小康居住目标设置的情景。

2 我国空调的市场需求和发展前景

2.1 住宅空调发展现状

我国房间空调器生产开始于1978年。1991~1993年进入了起步阶段,1994~1996年步入加速发展期,1997~2003年进入高速发展阶段,生产量平均每年递增24~59%。经过十多年的发展,中国房间空调器产业已经拥有了占世界产量一半以上的生产规模,成为名副其实的房间空调器世界第一生产大国。

根据日本空调采暖和制冷新闻(JARN)预测, 2004年全世界对房间空调器(RAC)和单元式空调机(PAC)的总需求量为5600万台,其中中国为2000万台,占36%。从图2可以看出,中国一国的产量实际已经超过全世界的需求,我国家用空调器的产能已经过剩。

图2 我国房间空调器产量的增长

图2中显示,我国房间空调器的生产年均增长率为40.5%。而图3中则反映了我国城市每百户家庭房间空调器拥有量的增长情况。2002年,我国仅有10个省市百户家庭空调器拥有量在50台以上,而到了2003年,便增加到16个省市。增长势头很猛(见图3),但年均增长率为27.04%,还是赶不上生产量的增长。

图3 我国每百户家庭房间空调器的拥有量(台)

研究发现,家庭房间空调器的拥有量与人均GDP的增长有很好的线性相关性。图4是笔者以上海的情况分析得到的相关关系。当人均GDP达到4000~4500美元时,住宅空调得到普及(达到户均1台)。

图4 每百户家庭空调器拥有量与人均GDP之间的相关关系

我国是世界上热量带最多的国家,东部地区与世界上同纬度地区相比,夏季偏热,冬季更冷。在我国人口稠密的城市,室内既需要冬季采暖,也需要夏季供冷。我国小康社会的住宅,将从满足生存需要实现向舒适型的转变。良好的室内热环境是提高生活质量的重要环节。因此,住宅空调的普及是必然的趋势。

2.2 集中空调的发展现状

根据中国制冷与空调行业协会的统计数据,2000年到2003年全国制冷空调行业经济年均增长速度高于我国GDP增长速度。

表2 2000-2003全国集中空调主机生产量(台/套)

2000(销量)

2001

2002

2003

活塞式冷水机组

4,000

2,517

2,493

4,645

螺杆式冷水机组

3,056

3,910

5,663

8,977

离心式冷水机组

481

698

947

1,240

蒸汽/温水型溴化锂冷热水机组

1,194

1,460

1,268

1,053

直燃式溴化锂冷热水机组

2,091

2,385

3,052

2,785

风冷式冷热水机组

15,000

20,800

26,000

——

户式集中空调用冷热水机组

——

——

——

36,372

总计

25,822

31,770

39,423

55,072

年平均增长速度

28.9%

注:2003年风冷式冷热水机组的统计归并在了螺杆式、活塞式冷热水机组和户式集中空调的冷热水机组三项统计中。

2000(销量)

2001

2002

2003

组合式空调机组

10,495

25,853

29,492

36,505

新风机组

33,066

77,281

47,880

50,602

风机盘管机组

684,684

1,281,517

1,387,072

1,719,557

总计

728,245

1,384,651

1,464,444

1,806,664

年平均增长速度

39.8%

表3 2000-2003全国集中空调系统末端设备生产量(台/套)

根据历年中国制冷空调工业协会统计数据及重点生产企业调查汇总,在1993~2003年间我国电力驱动冷水机组产量的年均增长幅度13.4%,吸收式冷水机组产量年均增长幅度16.2%,其中直燃机产量平均增长幅度高达18.7%,高于电力驱动冷水机组产量的增长幅度。总体来讲,1993~2003年间我国制冷机组总产量的增长速度高于经济增长速度。

2.3 住宅空调的发展前景预测

根据笔者的分析,每百户城镇居民空调器拥有量与城镇居民人均可支配收入和人均生活用电量这两个因素都呈现正相关关系,相关系数分别达到0.9928和0.9681。因此,将每百户城镇居民空调器拥有量作为因变量,城镇居民人均可支配收入和人均生活用电量作为两个自变量,可以建立多元线性回归模型。从而可以得到2010年我国城镇每百户居民空调器拥有量为125.8台/百户,届时房间空调器的保有总量将达到2.33亿台。

房间空调器的使用寿命一般不会超过10年,2000年前居民购买的房间空调器到2010年将不得不更换,若考虑这部分的设备报废和更换数量,则2004~2010年间我国国内房间空调器的销售总量将达到17826万台,平均每年销售量为2500万台左右。

当平均每户居民房间空调器的拥有量达到一台以上时,其购买的欲望将逐渐降低,而空调器的使用时间将延长。此时,每百户城镇居民房间空调器拥有量将不再与城镇居民可支配收入和人均生活用电量呈线性相关关系,笔者认为2010年后每百户居民空调器拥有量的饱和趋势将与总人口数量的饱和趋势相符。因此可以预测2020年每百户城镇居民空调器拥有量为190台,届时房间空调器的保有总量将达到4.2亿台。

2.4 集中空调的发展前景预测

对集中空调的预测采取未来能源可供量倒推的预测方法,可得到如表3的结果。

表3 我国公共建筑集中式空调制冷机组的发展预测

2010

2020

一次能耗可供总量(三种情景平均值)/亿吨标准煤

21

29

建筑能耗所占比例

20%

28%

空调能耗占建筑能耗的比例

40%

40%

公共建筑空调系统一次能耗/亿吨标准煤

1.01

1.81

空调冷热源一次能耗/亿吨标准煤

0.29

0.521

空调冷热源耗电量/亿kWh

782.5

1404.8

空调制冷机组装机冷量/亿kW

5.26

10.71

公共建筑总面积/亿m2

50.8

80.6

单位面积装机冷量/W/m2

103.6

132.9

燃气空调装机冷量所占比重

10.0%

15.0%

燃气空调装机冷量/万kW

5263

16063

电制冷机组装机冷量/万kW

47371

91026

直燃机保有量/台

29241

89241

电制冷机组保有量/台

394754

758548

全国公共建筑集中式空调装机冷量总计/万kW

52634

107089

综合以上预测结果,到2010年,我国公共建筑集中式空调总装机冷量将达到1.5亿冷吨左右,2020年总装机冷量将增加到3.05亿冷吨左右。

3 民用建筑空调的发展对能源供应的影响

3.1 建筑能耗在总能耗中的比例是经济发展的晴雨表

所谓建筑能耗,是指建筑使用能耗,即维持建筑功能和建筑物在运行过程中所消耗的能量,包括照明、采暖、空调、电梯、热水供应、烹调、家用电器以及办公设备等的能耗。除非特别指明,现在一般提及的“建筑能耗”都是指使用能耗。

根据某些文章和媒体的报导,2001年我国建筑能耗在总能耗中的比例即已达到27.5%,与当年日本的此项比例(29.2%)相差无几。并据此得出我国建筑节能的紧迫性。

一个国家或地区建筑能耗在总能耗中的比例,反映了这个国家或地区的经济发展水平、气候条件、生活质量,以及建筑技术水准。发达国家在进行能源统计时,一般按照四个部门分别统计:即工业(或产业,因为在发达国家农业已经产业化)、交通(在发达国家航空、城市轨道交通和私人汽车都十分发达)、商用(办公楼、旅馆、商场、医院、学校)和居民(住宅)。一般可以把商用和居民两项作为建筑耗能看待。比如金融、贸易、商业和咨询等第三产业,几乎没有什么工艺能耗,但对于室内环境品质的要求却越来越高,第三产业的主要能耗形式就是建筑能耗。商用部分的能耗实际就是第三产业的能耗,即建筑能耗。因此,发达国家的耗能部门实际上就是产业、交通和建筑三大家。

我国的能耗统计方式,并不是按照国际上通行的做法,而是按照行业统计。如果我们把批发和零售贸易餐饮业、生活消费和其他行业的能耗算作建筑能耗的话,那么根据中国统计年鉴,2001年的建筑能耗比例只有18.2%。如果再加上交通运输、仓储及邮电通讯业和建筑业的能耗,也只有26.9%,还是到不了27.5%。但很明显,交通运输的能耗帐无论如何也是算不到建筑使用能耗的头上的。

另一方面,欧、美和日本都是第三产业(服务业)高度发达的国家,因此,它们的建筑能耗在总能耗中的比例除日本外都在30%以上。而我国则是一个处于工业化前期的发展中国家,城市化水平很低。2004年,我国城镇化率达到41.8%,而1998年世界平均城市化水平即已达到47%。我国第三产业增加值占GDP的比重仅略高于30%,低于国际上同收入组别国家近20个百分点。因此,建筑能耗在总能耗中占较高比例的外在条件并不存在。

值得注意的是,最近几年我国经济结构是在向重型方面转化。第三产业在GDP中的比例在2002年达到顶点之后,一路下滑。而第二产业比重在经历多年平稳发展之后,从2002年开始反弹。我国已成为名副其实的制造业大国,钢铁、有色金属、焦炭、水泥、彩电、冰箱、房间空调器等数十种产品年产量居世界第一位。2004年钢产量达到空前的27279.79万吨。但与此同时,我国生产吨钢能耗比世界先进水平高出20~30%,中国超过10%的能源被钢铁业“吃”掉。在这种大背景下,我国建筑能耗不可能在总能耗中占有很高比例。

根据以上分析,笔者认为,我国建筑能耗在总能耗中的比例大致应在20%左右,其中10~13%是采暖能耗,7~10%是其他能耗。大致相当于日本在20世纪70年代的水平。

建筑能耗在总能耗中的比例,是经济发展的晴雨表。从宏观经济角度看,建筑能耗的比例越大,经济发展就越是合理和健康。

我国建筑用能还处在很低的水平,但有很大的增长潜力。以上海为例,2003年上海人均耗电量为5245kWh,是2002年经合组织(OECD)国家人均水平的65.2%,是世界人均水平的2.21倍。但上海人均生活耗电量只有617.62kWh,占总耗电量的11.8%,约为同年香港人均生活(住宅)耗电量的44%。上海家庭平均人口数为2.8人,2003年上海家庭平均年用电量应为1730kWh,而1997年美国家庭平均空调用电量就达到1555kWh。因此,住宅能耗的增长是一种必然的趋势。另外,我国现在的依靠低劳动力成本、高资源消耗、高资本投入、没有附加价值的传统制造业的经济结构是不可持续的。我国不可能一直停留在目前这种工业化初期落后的经济结构中。中国要和平崛起,必须向新型工业化社会过渡,必然会像当今的发达国家一样,产业结构的重心将从工业转到服务业和现代制造业;能源消费结构也将从工艺过程能耗转到保持环境的建筑能耗中来。因此,随着经济结构调整和人民生活质量的提高,建筑使用能耗在全国总能耗中比例的增加是必然的趋势,也是我国经济健康发展的重要标志。建筑节能的目标是提高建筑物对能源直接使用的效率,用少许增加的能耗满足大量增加的需求;同时尽量减少间接能耗和无谓的浪费,将有限的资源用到建筑使用过程中,创造更好的人居环境。

3.2 民用建筑空调是形成电力尖峰负荷的主要因素

2003年以来,在我国经济高速发展的拉动下,能源和电力的需求快速增长,大部分地区出现电力供应紧张,26个省区存在不同程度的拉闸限电。尽管从2000年开始,我国仅用5年时间,发电装机容量便从3亿kW增加到4.4亿kW,但能耗(电耗)增长的速度更快。从2002年到2003年,我国GDP增长9.1%,而电力消费却增长了16.5%。

有人把电力紧缺归咎于我国民用建筑空调的超常规发展。这是混淆了电力和电量的概念。根据笔者在上海的调查,尽管上海住宅空调的普及率(96.8%)已经超过了美国(72%, 1997),但居民使用空调的时间全年平均仅为800~900小时,也就是说,尽管空调用电开支在家庭能源开支中占了最大比例,但总体消耗的电量并不很大。这种低水平消费主要是由于我国居民经济水平还不高。因此,在城市或地区全年电力消费的尺度上,民用建筑空调并不是“耗电大户”,但却是造成夏季(冬季)电力负荷高峰的主要因素之一。由于民用建筑空调使用的季节性、间歇性和不稳定性特点,造成夏季供电峰谷差的进一步拉大,形成对电网安全的潜在威胁。图4的尖峰负荷与最高气温的关系曲线很清楚地说明了这一点。在上海,当气温在33℃以上时,每升高1℃,电力负荷将增加12.7万kW(工作日)。同样,在北京市也有非常相似的情况,当气温在32℃以上,每升高1℃,电力负荷增加12.9万kW。

日益增长的空调用电负荷已经造成了城市电网难以承受的高峰用电负荷及巨大的电力缺口(2005年估计为2500万kW)。这种电力供需之间结构性的矛盾成为我国国民经济发展的瓶颈,制约了国家的经济发展和人民生活质量的提高。

2000-2003年,国内空调器销售量的年平均增长率高达47.65%,而同期我国发电机组装机容量的增长率只有6%左右,远远低于房间空调器销售量的增长速度。我国的住宅空调产品形式单一,无论是窗式、分体壁挂式还是集中式,几乎全部是电力驱动。致使房间空调器(国内销售)的装机电力占发电机组装机容量的比例已经高达10%。

图5 北京市近年来夏季最高电力负荷和空调电力需求的增长

从图5可知,北京市的空调电力需求的比例逐年提高。2001年至2003年,北京市居民生活用电量增长了29%,占全社会用电总量的比重也持续攀升至17.32%。2001年,北京市居民生活用电量为542739万kWh,2003年则增至700726万kWh,增幅高达29%。同时人均年生活用电量也大幅增长,2001年人均年生活用电483.57kWh,2003年则达到609.96kWh,增幅为26%。

3.3 民用建筑空调的能源需求预测

根据我国电力发展规划,可以预测,2010年全国每百户城镇居民空调器拥有量为125.8台,所形成的装机电力占全国发电装机容量的28.7%。到2020年,每百户居民空调器拥有量将达到190台,占全国发电装机量的比例为37.4%。

2004-2020年间,电驱动制冷机组的产量年均增长速度保持在41%,2010年我国电制冷机组保有量约为39.5万台左右,2020年将达到76万台。可知,从2010到2020年,我国公共建筑集中式空调的电制冷机组的装机电力将由1.01亿kW上升到1.78亿kW,在全国发电机组装机电力中的比重将从2010年的16.2%上升到2020年的19.8%。空调电力制冷机组的耗电在电力消费总量中的比重将从2.66%上升到2.89%,由此造成公共建筑集中式空调系统用电量在电力消费总量中的比重将由9.3%增加到10.1%。

如果国家继续推进当前鼓励发展燃气空调的政策,并假定2010年和2020年直燃机的装机冷量分别达到当年空调机组装机总冷量的10%和15%,则2010年,我国直燃机总保有量约为2.9万台,全国直燃机总的天然气用量将达到29.6亿m3,占全国天然气总用量的2.4%;而到2020年,直燃机总保有量将达到8.9万多台,直燃机总的燃气用量将进一步增加到90.3亿m3,占全国天然气总用量的3.4%(见表4)。

表4 发展燃气空调对我国能源供应的影响预测

2010

2020

直燃机装机冷量所占比重

10.0%

12.5%

15.0%

15.0%

17.5%

20.0%

直燃机装机冷量/万kW

5263

6579

7895

16063

18741

21418

直燃机保有量/万台

2.9

3.6

4.4

8.9

10.4

11.9

电制冷机组装机冷量/万kW

47371

46055

44739

91026

88348

85671

电制冷机组保有量/万台

39.5

38.4

37.3

75.8

73.6

71.4

公共建筑空调电制冷机组装机电力/亿kW

1.05

1.02

0.99

1.78

1.73

1.68

发电机组装机容量/亿kW

6.5

6.5

6.5

9

9

9

占发电机组装机容量比重

16.2%

15.7%

15.3%

19.8%

19.2%

18.7%

公共建筑空调电制冷机组耗电量/亿kWh

704.2

684.7

665.1

1194.0

1158.9

1123.8

全国总用电量/亿kWh

26435

26435

26435

41303

41303

41303

电制冷机组耗电量占全国用电总量比重

2.66%

2.59%

2.52%

2.89%

2.81%

2.72%

节省的空调装机电力/万kW

1170

1462

1754

3570

4165

4760

节省的电力投资/亿元

1301

1627

1952

3971

4633

5295

直燃机燃气用量/亿m3/年

29.6

37.0

44.4

90.3

105.4

120.4

全国总天然气需求量/亿m3

1254

1254

1254

2653

2653

2653

直燃机天然气用量占总用量比重

2.4%

2.9%

3.5%

3.4%

4.0%

4.5%[NextPage]

4 应对措施和政策建议

随着我国经济、城市建设和人民生活水平的提高,建筑空调将有更大的发展。我国是世界上热量带最多的国家,东部地区与世界上同纬度地区相比,夏季偏热,冬季更冷。在我国人口稠密的城市,室内既需要冬季采暖,也需要夏季供冷。当一个城市或一个地区的人均GDP在4000~4500美元时,住宅空调将普及。住宅空调将从奢侈型消费品变成普及型必需品,完全脱离“家电”属性,成为建筑物的基础设施之一。我国以重化工业为主的经济结构是不可持续的,第三产业在城市产业结构中的比重一定会逐步增加。为提高生产率,第三产业必须为建筑环境消耗能量,使用空调,夏季供冷、冬季供暖。总之,民用建筑空调是经济发展到一定阶段人们必然的需求。从现代能源管理的思想出发,不应该也不可能去抑制这种需求,而只能因势利导,用经济与技术手段引导人们合理消费,开源节流,尽力满足这种需求。

所谓“开源”,就是在提倡适度消费与节约能源的前提下,提倡民用建筑空调能源的多元化,充分利用低谷电、淡季气和可再生能源,从时间上与空间上去挖掘“能源供应”的潜力。例如发展蓄冷技术、利用天然气的燃气空调、热电冷联供技术和分布式能源技术;同时积极研究开发利用可再生能源和“未利用能源”的制冷空调技术。所谓“节流”,就是改进制冷空调产品,提高能源效率,实现环境友好。

4.1 蓄冷空调

对蓄冷空调的电费价格体系是推进蓄冷空调技术发展的关键。目前大多数电力公司(或供电局) 推行了分割式三段制分时电价,其中的高峰时段集中在上午8:00~11:00,以及傍晚到夜间的18:00~21:00,使办公楼与大型商场这两类商业建筑的空调冷负荷高峰时段(下午)被划入了电费的平段时间。导致大部分蓄冷量在非高峰用电时段的下午释放掉,对转移夏季高峰用电负荷并没有起到有效作用,而且也不能使用户从分时电价政策中获取最大利益。上海市从2005年夏季开始将空调负荷高峰时段13:00~15:00划入高峰电价时段,同时对用户的电力最大需求MD提高收费标准(30元/kW·月),这些政策都有利于蓄冷空调的推广。

除了峰谷电价的比值之外,低谷电价的绝对值也有很大影响。如果低谷电价能够跌破购电成本的底线(比如降到0.20元/kWh以下),相信会极大地推动蓄冷空调的发展。而这一底线恰是某些电力公司前几年在电力富余时推销电锅炉和电采暖的促销价。

2004年,我国已经批准开工的电站项目达6110万千瓦。以每kW电站投资6000~7000元计算,需要投资4000亿元。如果少建10%,就可以节省400亿元,再将其中的10%即40亿元投入对蓄冷空调的补贴(200元/kW),可以转移2000万kW空调高峰冷负荷。理想情况下可以转移电力负荷600万kW,恰好相当于少建10%的电厂。这样,电力部门实际节约了投资360亿元。而用户除了这部分补贴,还要投入160亿元去建设2000万kW的蓄冷装置。但因为有了补贴,用户可以较快地在3~4年时间里从分时电价的差价中回收这部分投资。实现电力公司和用户的双赢。

4.2 燃气空调

影响燃气空调发展的瓶颈是天然气价格。制订燃气空调用气价格的依据,应该是使燃气空调的寿命周期成本能与电力空调持平或略低,从而使用户能实实在在地受益,也才能鼓励用户使用燃气空调。定义电力与天然气的比价:

这一比价越大,表明燃气空调的年度等额寿命周期成本与电力空调相比,经济性越好。国际上电力与天然气比价一般约为4:1左右,但我国长期以来该比价偏低,因而制约了燃气空调市场的开发。

值得注意的是,2005年初,北京、上海等城市均出现天然气供不应求的局面。据统计,2004年北京市共消耗天然气25.4亿m3,2005年预计将消耗33亿m3,超过市政府30亿m3的预算,也超过了陕京管线28亿m3的供给量。上海市预计2005年的天然气使用量将达到20亿m3,但目前落实的气源仅16亿m3(其中包括西气10亿m3和东海气田6亿m3)。在这种严峻形势下,北京和上海均开始限制冬季天然气锅炉的发展。但是,对任何一个燃气空调用户,不可能只在夏季用天然气供冷而不在冬季用天然气采暖。从总量来说,发展燃气空调用户可以起到填平夏季天然气低谷的作用,但同时还会增加冬季天然气的高峰。因此,需要研究天然气冬季的削峰措施。燃气供应部门,要研究夏季储气措施和冬季可中断用户的政策。而暖通空调行业,也要研究季节蓄能的燃气热泵技术以及能燃用水煤浆和煤层气的直燃机技术。

4.3 热电冷联供

在阻碍建筑热电冷联供技术在我国发展的诸多政策问题中,最突出的是多余电力上网的问题。因为用户所需要的热量/冷量与用电量是随着季节、气候甚至白天与夜晚等因素随时在变化,而建筑热电冷联产设备一经确定之后,其正常运行时的供热/供冷量与发电量的比例(即热电比)是大致不变的,所以总是会有富余的电能或者热能产生。为了解决多余电力的问题,最简单、最直接的解决方案就是允许分布发电的多余电力上网。

根据我国目前实行的《供电营业规则》,如果电力用户自行发电需要并网,其并网的发电机组必须接受电网的统一调度,而且热电冷联产系统的上网电价要采用竞价上网方式,没有任何优惠。建议将分布式能源电力上网按“绿电”看待。参照对风力发电的优惠政策,电网收购价应在0.40元/kWh以上。

阻碍建筑热电冷联产发展的另一个政策问题是天然气的价格。与上节“发展燃气空调的政策建议”相仿,各地应根据当地电价,将电力/天然气比价调整到4.9:1左右。

目前,各种建筑热电冷联产的原动机设备国内基本上都不能够生产,完全依赖进口,因此实现热电冷联产的一次投资很大。建议对建筑热电冷联产系统的投资者做政策性投资补贴,该补贴相当于设备投资的10%左右,使得热电冷联产系统的等额年度寿命周期成本能够与常规空调冷热源相比。

从中期发展来看,应积极发展利用燃料电池的建筑或区域热电冷联产系统。燃料电池的应用主要有两种方式:① 移动式(作为汽车动力);② 固定式(又称“站式”,用于楼宇热电冷联供)。我国目前把主要的研发力量投入到前者。但燃料电池汽车由于一些技术瓶颈,难以在短时间内普及。而建筑热电冷联供所使用的燃料电池是将天然气改质制氢,不需要直接利用氢气;由于是固定式(站式)使用,省去了许多移动式应用中的麻烦(例如对体积、重量的限制)。所以,燃料电池作为分布式能源应用,相对更容易形成商业化。建议优先发展利用燃料电池的建筑热电冷联供技术,尽快建成一批示范性工程,应用在2008年北京奥运会项目和2010年上海世博会项目中。

4.4 选择较高能效等级的空调设备

作为重要的“节流”措施,我国经济发达、资源缺乏的城市,可在2005年开始实施的《房间空气调节器能效限定值及能源效率等级(GB 12021.3-2004)》、《单元式空气调节机能效限定值及能源效率等级(GB 19576-2004)》和《冷水机组能效限定值及能源效率等级(GB 19577-2004)》等三个标准中,选择较高的能效等级作为市场准入条件。

根据测算,上海市如果对冷水机组采用比我国《公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)》中的强制性标准提高一个等级,可以产生很好的节电降峰的效益。仅每年新增的冷水机组便可以降低电力峰荷需求6~8万kW,用户也可因此减少电费14%左右。以平均电价按0.75元/kWh计算,每年可以节约电费2800~3600万元。

5 结论

我国是世界上最大的房间空调器生产国,同时也是世界上最大的冷水机组市场。我国又是世界上房屋建筑建设规模最大的国家。根据世界银行的预测,到2015年,全世界新建筑的一半将出现在中国;中国城市商用和居住建筑中的一半将是在2000年后建造的。因此,我国民用建筑空调还会有很大的发展。当前我国的能源紧缺,确实是对制冷空调业的严峻挑战,但同时也是推进制冷空调行业科学、健康、协调、持续发展,使中国从制冷空调大国发展成为制冷空调强国的最好机遇。

参考文献:

《国家能源战略的基本构想》(国家能源战略课题组)

《办公建筑空调能耗指标的研究》(周辉,同济大学博士学位论文)

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