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    可再生能源及其在武漢地區的建筑應用

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    可再生能源及其在武漢地區的建筑應用

    發布日期:2014-08-07 00:00 來源:http://www.erolapaydin.com 點擊:


      我國《可再生能源法》明確規定風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源為可再生能源,并且國家將可再生能源的開發利用列為能源發展的優先領域。《中國應對氣候變化國家方案》提出積極扶持風能、太陽能、地熱能、海洋能等的開發利用,推廣滿足環境和水資源保護

    要求的地熱供暖、供熱水和地源熱泵技術。按照我國給國際社會的承諾,到2020年我國非化石能源占一次能源消費比重爭取達到15%左右,單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。


      在黨中央國務院的高度重視下,我國在發展可再生能源方面呈現了可喜的態勢:水能2010年可達到1.9億千瓦,到2020年可達到3億千瓦。核能目前是910億萬千瓦,還要再建24臺機組,這些機組建成以后,具有2500多萬千瓦能力,到2020年有可能達到6000萬千瓦。風能裝機容量可以到2000萬千瓦以上,到2020年有可能達到1億千瓦。太陽能是兩個類型,太陽能發電和太陽能熱水器。太陽能發電為30萬千瓦,到2020年可發展到180萬千瓦,熱水器折算過來約為500萬千瓦。生物燃料是550萬千瓦,到2020年可發展到3000萬千瓦。這對我們國家來說意義很大,因為我們的能源結構是以煤炭為主,煤炭發電占70%,而煤炭造成的污染、排放的二氧化碳都是比較嚴重的。到2020年有希望將煤發電的比重從70%下降到60%。


      目前我國地源熱泵系統應用進入了快速發展階段,至2007年底工程數量達到5000多個,使用的總建筑面積超過8000萬㎡,總體市場規模超過100億。2008、2009年每年新增的應用面積估計都在3000~ 4000萬m2 。從未來發展趨勢看,隨著國家對建筑節能和可再生能源利用要求的不斷提高及地源熱泵比傳統供熱制冷系統產生的節能減排效益,地源熱泵系統項目所占比例還有很大上升空間。


      國家各部委相繼出臺了很多法律、法規、政策和文件鼓勵、支持可再生能源的發展和應用,并配套出臺了可再生能源建筑應用的激勵政策和作為技術支撐的設計標準、規范、技術圖集等。有力地促進了可再生能源應用規模化的發展。2006-2008年全國共批復四批可再生能源建筑應用示范項目,示范項目數371個、總示范建筑面積4049.32萬m2、總峰瓦值6185KWp、補貼金額261193萬元。


      2009年3月《財政部、住房城鄉建設部關于加快推進太陽能光電建筑應用的實施意見》指出推動光電建筑應用是促進建筑節能的重要內容,并對太陽能光電建筑應用國家財政補助20元/瓦,將引發巨大的市場需求。2009年7月為加快發展新能源與節能環保新興產業,推動可再生能源在城市建筑領域大規模應用,財政部、住房城鄉建設部組織開展了可再生能源建筑應用城市示范和農村地區可再生能源建筑應用示范推廣工作,并制定了《可再生能源建筑應用城市示范實施方案》、《加快推進農村地區可再生能源建筑應用的實施方案》。武漢、襄樊等25個城市成為首批可再生能源建筑應用示范城市。


      武漢市根據太陽能建筑應用的技術條件,對不同的建筑分別做出了強制性或鼓勵性的要求。《關于在新建建筑工程中推廣使用太陽能熱水系統的指導意見》中規定:“具備太陽能集熱條件的新建12層及以下住宅、醫院病房樓、學校宿舍樓、賓館飯店、健身中心、游泳館(池)等熱水需求較大的建筑,以及政府機關和政府投資的建筑、新農村建設中的農民居住用房等建筑工程,自2008年4月1日起,應與太陽能熱水系統同步設計、施工、驗收和投入使用。”同時,“鼓勵超過12層的住宅建筑和其它公共建筑運用太陽能熱水系統。”


      武漢日新科技有限公司2006年被列入國家可再生能源建筑應用示范項目。該項目技術類型為太陽能光電技術,總投資3.8億元,2008年獲得省發改委1.2兆瓦光伏建筑一體化并網電站項目核準;項目建成后將成為湖北省太陽能建筑一體化專用光伏構件及太陽能半導體照明系統產業化基地,對推動全省太陽能光伏建筑應用將起到重要作用。


      武漢市建委組織了《太陽能熱水系統與建筑一體化設計導則》的研究和編制工作,明確了太陽能熱水系統與建筑一體化設計的主要原則和技術措施,并提供了設計案例和標準通用圖作法,以期通過導則來規范和指導太陽能熱水系統與建筑一體化設計。


      武漢市自2000年開始采用地源熱泵技術,至今已在武昌火車站、武漢火車站、武漢美術館、雜技廳、中南劇場、省圖書館新館、省國土資源廳大樓等50多棟建筑應用,建筑應用面積共160多萬㎡。武漢泰躍?金河小區列為2006年全國十大建筑節能工程;武漢清江花園小區列為2003年建設部科技示范工程;武漢市百步亭新港苑小區、軍事經濟學院圖書館、武漢理工大學綜合樓、廣州軍區中南花園招待所南苑樓、湖北第二師范學院圖書館等9個項目列為財政部、建設部可再生能源建筑應用示范項目,總示范建筑面積34.47萬㎡;武漢理工大科技園研發中心、湖北省出入境檢驗檢疫局綜合實驗樓列為“十一五”國家科技支撐計劃“可再生能源與建筑集成技術應用示范工程項目”。


      2005~2007年,武漢市發改委、建委、法制辦、規劃、科技、水務、環保局、市建筑設計院、市勘測院、市工程咨詢部等部門和單位,成立了工作專班,開展了地源熱泵技術應用的相關基礎性工作研究。提出了推廣應用地源熱泵技術應遵循“積極審慎,因地制宜,科學利用,依法依規,嚴格監管,穩步推進”的原則。在相關基礎性工作研究的基礎上,提出了《武漢市關于應用熱泵技術的指導意見》(初稿)、《武漢市地源資源評價報告》、《水果湖地區應用地源熱泵的可行性研究》等報告。頒布實施了《武漢市地下水管理辦法》、《武漢市地源熱泵系統工程技術實施細則》等規范性文件,組織了地源熱泵系統相關技術規范和標準的宣貫和專業培訓。華中科技大學、中國地質大學(武漢)、武漢科技大學和武漢市建筑設計院、中南建筑設計院等科研設計單位在地源熱泵技術研發和設計應用經驗的基礎上深入開展了地源熱泵技術相關領域的綜合研究和工程應用示范,已完成和正在進行的地源熱泵方面的課題共8項,其中《地源熱泵節能環保中央空調技術和熱回收技術》獲首屆全國綠色建筑創新獎技術類三等獎,參與了《全國民用建筑工程設計技術措施-暖通空調?動力》“地源熱泵系統”相關章節的編寫工作。并在市建委的支持下成立了武漢市土木建筑學會地源熱泵專業委員會,及時為工程建設項目應用地源熱泵技術提供理論指導和技術支持。


      鑒于地源熱泵有可能對地下生態環境造成一定影響,武漢市建委組織完成了“武漢地區地源熱泵系統推廣應用技術”專項研究。該課題對影響地源熱泵系統的勘察、測試、設計、施工和運行的諸多因素進行了綜合分析和研究,總結提出了武漢地區地源熱泵系統的技術體系和成套技術。對地源熱泵系統應用的適宜性進行了分區,提出了開發利用的原則,確定了可以合理利用的地下水資源量,并綜合研究了地源熱泵系統對地質環境的影響。針對武漢地區地源熱泵技術推廣應用現狀,提出了促進地源熱泵系統在武漢地區規模化應用和產業化發展的技術標準、發展規劃及政策建議。從測試的典型項目情況來看,地源熱泵系統節能、環保,可再生能源利用效率顯著。地源熱泵系統的能效比高于常規電制冷機組供冷+鍋爐供熱系統約20%-30%,高于風冷熱泵系統約30%-40%,減少一次能源(化石能源)使用量50%-60%。夏季減少了冷卻塔的飄水損失,減緩了城市熱島效應;冬季無燃燒過程,無污染物的排放,對能源主要依賴外運的武漢來說,還減少了交通運輸的壓力。地源熱泵技術的推廣應用,具有極為顯著的經濟和社會效益,對“節能減排”和“兩型社會”建設的推進意義重大。已使用的地源熱泵系統運行基本正常,到目前未出現過大的故障或問題,也未發現地面沉降或塌陷現象。武漢建筑節能監測中心定期對地下水水位進行檢測,未見有異常水位下降現象。市水務局對已建部分地下水地源熱泵工程地下水監測表明,地下水溫、水質無明顯異常。典型建筑的沉降觀測表明,地源熱泵系統在取水并回灌的情況下,建筑物及地面沉降均在正常范圍之內。


      武漢在地源熱泵技術的推廣應用方面進行了大量的基礎性工作和扎實的工程示范及研究工作,并且成為了全國首批可再生能源建筑應用示范城市。武漢地區具備較好的地源熱泵系統應用的資源條件,較大的供熱制冷方面的市場需求,較強的地源熱泵研發、勘察、設計、施工、設備生產實力,產業鏈完整,應結合武漢的能源利用和發展規劃,盡快出臺地源熱泵技術推廣應用的實施意見,推動地源熱泵系統在武漢地區的規模化應用和產業化發展。地源熱泵技術的規模化應用和產業化發展既可為武漢市可持續發展戰略的實施,建設“資源節約型、環境友好型”社會作出必要的貢獻,又能夠推動新能源和地源熱泵產業的發展,為武漢市的經濟建設帶來新的增長點,為社會提供新的就業領域和新的就業機會。



    (作者系武漢市建筑設計院副總工程師兼設備所所長,教授級高工)


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