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关键词:新能源;时间与速度;经济
前言
伴随着经济的快速发展,中国对能源的巨大需求正在对世界经济产生巨大的影响。在中国出口增长的同时,高耗能高污染的发展模式也日益成为中国人担忧的对象。
为此,本版近期特推出“可持续发展”系列,共8篇,聚焦新能源及环保主题,希望引起读者的进一步关注。
新能源是相对于长期广泛使用、技术上成熟的常规能源(如煤、石油、天然气、水能、核能等)而言,已经开发但还不能大规模使用或正在研究试验、尚需进一步开发的能源。
新能源开发空间有待拓展
新能源包括海洋能、太阳能、风能、地热能、生物质能、氢能等等。也就是目前通常说的可再生能源(水电除外)。新能源技术在世界上得到不同程度的应用,例如太阳能的光热转换,光电转换,地热直接应用,生物发酵及热分解以制取沼气和气体燃料,潮汐发电技术等等。
中国《可再生能源法》确立了可再生能源(新能源)发展的基本法律制度体系。自2006年1月1日正式实施以来,对可再生能源投资投入和可再生能源制造业的发展起到了积极的推动作用。它比较完整地规定了可再生能源开发利用的法律制度,有益于解决中国日益突出的能源供需矛盾和环境恶化问题。
除了《可再生能源法》,国家发改委还牵头在可再生能源发展的政策措施方面做了许多工作。例如制定了2010年可再生能源发展目标,颁布了《可再生能源发电有关管理规定》、《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》、《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》和《可再生能源产业发展指导目录》。发改委还与财政部等有关部门联合颁布了《促进风电产业发展实施意见》、《关于加强生物燃料乙醇项目建设管理,促进产业健康发展的通知》和《关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》。此外,风能和生物质能资源的普查工作也正在进行中。
可再生能源是指在自然界中可以再生的能源资源。它清洁且对环境无害或危害很小,其另一特性是分布广泛,适宜就地开发利用。2007年中国风电装机累计已达到605万千瓦,在建420万千瓦,该年的装机比过去20年总和还要多。但相对于中国目前的能源资源和环境问题,业界对可再生能源的发展速度仍不满意。可再生能源在中国电力工业中仅占很小的比例。到2006年底,全国水电装机容量1.3亿千瓦,占全国总发电装机容量的21%。对于大型水电是否列为可再生能源,仍有争论。然而,除水电以外的可再生能源所占比重尚不足1%。
可再生能源发展缓慢的原因
可再生能源发展缓慢的原因主要是它相对高的成本和所需的电价。可再生能源的发电成本一般比煤电高,生物质能发电为1.5倍,风力发电为1.7倍,光伏发电为11-18倍。可再生能源发展迟缓,与快速增长的火发电装机容量相比微乎其微,因此比例可能进一步减小。以风能为例,中国风能资源相对丰富,据估计可开发利用的风能储量约10亿千瓦,其中,陆地风能资源约2.5亿千瓦,海上7.5亿千瓦。中国推动风能发电近十年了,尽管近期增长较快,然而风电装机容量也只有约605万千瓦。
可再生能源发展的焦点集中在降低成本,这是共识。然而,过度关注成本和所需的电价,是中国可再生能源战略的一个误区。表现在,一是过于迫切降低成本而急切要求设备国产化,二是对可再生能源电价控制过紧。中国的可再生能源必然有一个大发展,这一点不应当怀疑。但是,开发时间和速度很重要,这应当是可再生能源战略乃至能源战略的一个重点。简单地说,无论利用不利用,风一直在吹,阳光普照。但是,煤越挖越少,大气污染排放越来越多。
大规模地降低可再生能源成本,显然需要设备国产化。但是,设备国产化有一个先引进技术还是先做成市场规模后再国产化的选择。在市场规模很小的情况下,引进技术需要政府行为和干预。除了扭曲市场之外,引进可能是一个相对漫长的谈判过程。相反,有了市场规模,国产化必然随之而来,且速度很快。以火电30万和60万千瓦机组设备为例,当笔者10年前做30万千瓦和60万千瓦机组的电厂项目时,设备基本进口,政府并没有刻意要求国产化。事实是,几年前30万和60万千瓦设备已基本国产化。大市场吸引了技术,造就了中国30万和60万千瓦发电设备的制造能力。
另一个问题是行政控制电价。行政主管部门对于风能项目的电价实行特许权招标,企业则为了获取项目压低竞标电价,以不到0.4元/kWh中标。而根据风电的基本情况测算,除了自然条件特别好的风场,加上特别乐观的假设之外,能够达到商业要求的风电价格都应该超过0.6元/kWh。经验证明,中标企业可能没有想真正地按建设承诺经营这些风电场,而是先拿下项目,慢慢做,或等待政策,或再与政府讨价还价。当然,为装饰门面,亏本建设经营风电的企业,可能有,但不多。
在可再生能源的成本和价格问题上,必须包括环境治理成本以及资源耗尽溢价。环境治理成本很容易理解,资源耗尽溢价则需要解释。涉及对能源矿藏等不可再生资源的开采,经济分析中要计算资源利用的经济成本。由于这些资源无法再生,被耗尽时必须用进口或国内替代品来替代,因此资源利用的机会成本包括了资源耗尽后其替代品的成本。耗尽溢价或费用可根据经济价格和年开采量占总储量的比例来确定,该溢价与经济开采成本相加后就得到使用不可再生资源的总经济成本。如果在可再生能源定价时,将目前的可再生能源成本价格,扣去用煤发电的环境治理成本和资源耗尽溢价,可再生能源的价格不会比煤电高。
此外,还应当动态地来看可再生能源成本和价格问题,不应当将目前国家批给可再生能源的价格看成是一成不变。长远的看,不可再生能源发电价格会上涨。因为,不可再生能源资源价格会因为稀缺和增加环境治理成本而上行,而可再生能源的价格则可能由于技术进步和市场规模带来的迅速国产化而下行。现在认为被批高了的电价,以后可以下调。除非价格当局认定已经批复的价格永远不变,但是这样一来,那能源价格还改革什么?
当然,许多价格上的考虑是出于对提高目前电价水平的担忧。这种担忧是合理的,但至少在现阶段不能成为阻碍可再生能源发展的原因。因为,以目前可再生能源占发电
的极小份额(大水电除外)来看,可再生能源电价再高一些并不足以影响整个电价水平。
【关键词】可再生能源;电力行业;经济激励机制
1.引言
许多国家,特别是欧洲和美国,越来越重视可再生能源开发和利用,制定了具体的发展目标及相关的法规和政策体系[1],支持可再生能源的发展。可再生能源技术得到了显著提高,产业规模也不断扩大。为了适应新的经济发展形势,中国政府积极鼓励开发和利用可再生能源。
2.可再生能源的开发
在中国可再生能源是重要的能源,其资源丰富且分布广泛,具有巨大的开发和利用潜力。中国的小水电、风力发电和太阳能发电技术已经基本成熟,但总体上发展还是比较慢,其主要原因有以下几点[2]:
2.1 缺乏一个综合有效的激励机制和政策体系
作为一个新兴的高科技产业,许多可再生能源技术仍处于研究阶段,其市场竞争力弱。为了加快可再生能源的发展,国家的政策支持是必不可少的,它有必要建立一个具体、明确、有效的经济激励机制。目前,中国已经出台了一些发展可再生能源的法律和法规。但就整体而言,系统仍是不完善的,支持显然是不够的,可再生能源的利用率还比较低。此外,政策协调和稳定性也较差,没有完全成形的鼓励可再生能源的可持续发展的经济激励机制。
2.2 缺乏有效的融资机制
可再生能源技术开发和产业发展需要大量的投资,这些都会增加在开发和利用可再生能源时的成本,最终导致缺乏市场竞争力。因此,中国为了可再生能源的技术创新和产业化,需要在金融方面提供大力支持。为加快发展可再生能源,中国已设立发展可再生能源的专项基金。但是从总体上来看,在可再生能源的投资仍然不足,一个稳定政府的筹资机制尚未形成。
2.3 价格共享和电网接入的限制
目前,风电的价格建立和摊销缺乏统一的原则。由于风力发电规模小,成本高,地理位置偏僻,功率传输非常困难。因此,电网企业缺乏热情,摊销是非常困难的,投资风力发电企业收入微薄,输入和输出不成比例。因此,如果没有一定的补偿给电网公司,电网的接入问题将非常困难。虽然可再生能源法规定,可再生能源必须纳入电网,价格摊销和激励措施不到位,具体实施就非常困难。中国是作为一个发展中大国,化石能源短缺资源,可再生能源的发展滞后,所以我们需要加强政策支持,促进技术创新,促进工业发展。
3.可再生能源的经济激励机制
目前,新能源的经济激励措施主要有四个方面:政府补贴,融资支持,税收手段和价格改革[3]。
3.1 政府补贴
政府补贴在能源技术发展中发挥着重要作用,任何成熟的能源技术都需要巨大的长期的投资金额,它可以支持国家要发展的行业。但补贴将覆盖产品的真实成本,扭曲价格,扰乱市场,导致效率低下。能源补贴补贴生产者的投资和补贴消费者两种方式,它们都将使生产价格不能反映真实的经济成本。低居民消费价格将导致能源的过度使用,高价格将鼓励过量生产和运行成本高,所以一般补贴只适应国家迫切需要支持的行业。
3.2 税收手段
税收激励是促进可再生能源技术商业化,并加强市场渗透和经济竞争力的一个重要政策工具。这不仅能限制不可再生资源的消耗,也可以鼓励资源综合利用,开展节能技术的研究和发展。税收可以有效地解决有关物质赔偿和生态资源价值补偿的双重关系,消除外部不合理的现象,促进可持续发展和生态环境的保护。最后,它可以通过鼓励降低这些行业的快速发展税,以促进新能源开发和可再生能源利用,也可以通过税收来源积累专项资金支持新能源和可再生能源产业的发展。鉴于此,建议充分利用能源使用税和排污税。能源使用税包括能源产品的价格,由消费者承担,很简单,具有广阔的税基。排污税,它需要建立相应的国家无公害标准,超过该标准将被征税。排污税是从生产者的角度调节能源使用,能源使用税是从能源消费的角度调整并引导能源消费。
3.3 价格改革
新能源属于新兴产业,我们需要避免可再生能源和常规能源之间的直接竞争,但缺乏竞争会伤害可再生能源的发展。为了解决这个冲突,就需要根据不同的国情采取适当的市场发展机制。目前世界上许多国家实施了可再生能源的价格优惠政策,例如美国“能源政策法”规定,电力公用事业公司以成本价购买可再生能源电量,这实际上是一个价格优惠政策。理论分析和实践证明,价格优惠政策是一项非常有效的激励措施。如果应用得当,可以促进科技进步和降低成本。为满足市场规律的需求,我们应实施价格保护,使可再生能源不参加与常规能源竞争,并引入可再生能源发电制造商的价格竞争机制,逐步降低可再生能源的价格。
4.结论
中国现在面临的是经济增长和环境保护的双重压力。为实现经济持续增长,我们需要改变能源生产和消费模式。在市场经济体制逐步建立和完善条件下,利用经济激励机制促进可再生能源发展是必要且可行的。
参考文献:
[1]Di Dio, V., Favuzza, S., La Cascia, D.,Miceli, R., “Economical Incentivesand Systems of Certification for the Production of Electrical Energy from Renewable Energy Resources”, International Conference on Clean Electrical Power, 2007. ICCEP ‘07. pp.277-282.
[2]Liming Ying;Chelai Yin,Rongxiang Yuan, Huang Yong, “Economic Incentive Mechanism of Renewable Energy Generation”[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics,Electrical Machines and Systems, 2008. ICEMS 2008:2689-2694.
[关键词]现代建筑;能源;可持续发展;效果分析
中图分类号:F426.92 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)02-0000-01
前言:
传统的建筑中在用地规模、建筑材料、环境污染等方面均存在着较为严峻的问题,从长远发展的角度讲这些问题的存在不仅会给社会的发展带来环境污染、降低人们的生活质量,还会大量降低一些不可再生能源的实际存储量,影响世界经济的稳定发展。在原有可持续发展战略的基础上强化能源可持续发展战略是加强对不可再生能源的科学合理利用及加大对可再生能源的利用效率的能源经济发展要求,而建筑作为耗能较大的行业之一必须在能源可持续发展战略的引导下推进绿色、环保的现代建筑的发展。
一、能源可持续发展
能源是经济发展与社会生活的基本物质保障,因而社会、经济发展中必须强化对其的战略利用与管理,能源可持续发展战略是新时期我国社会经济可持续发展必须强化管理的重要工作环节。我国的能源可持续发展战略应从以下几个方面抓起并强化各个领域的严格遵守与贯彻落实:
(一)长期坚持节能优先的发展战略
长久以来我国多数领域的发展是建立在高能源消耗与高环境污染基础上的,虽然经济上取得了一定的成就,但却给生态环境造成了不可逆转的破坏,因而我国各领域建设中有必要长期坚持节能优先的发展战略。节能优先的发展战略是强调在降低各种不可再生或对环境的影响较大的能源利用程度的基础上鼓励更多领域加大对清洁能源或可再生能源的研究与利用度,从而为我国能源可持续发展提供保障。
(二)转变能源结构
从能源结构上看我国长期以煤炭为主且对煤炭的利用程度较低,在降低煤炭储备量与环境污染的同时没有充分燃烧或利用的煤炭残渣又造成了较为严重的资源浪费,因而新时期我国经济发展中有必要调整并优化能源结构,加强天然气等能源的利用。天然气虽然不是可再生能源,但与煤炭、石油等不可再生能源相比,其属于清洁能源,其在燃烧与利用中对环境造成的污染较小。
(三)发展可再生能源
太阳能、风能、地热能、生物质能以及各种海洋能都是可再生能源,通过各种科学研究可知这些可再生能源可以成功的应用到社会发展的各个领域,在缓解不可再生能源消耗压力的同时极大的控制或降低了环境污染。例如,我国的发电、供电体系中很多电厂仍以传统的火电厂为主,其不但会对煤炭的供求关系带来严重的压力还会对周围环境造成极大的破坏,而风能、水能等可再生能源在发电系统中亦能发挥积极的功效,新时期电厂便可以实现由火电厂到水电厂或风电场的转型,进而将风能、水能等可再生能源利用到经济建设中来。
二、现代建筑中能源可持续发展效果分析
建筑行业是一项对不可再生能源及各种合成材料的需求量均较高的行业,其在发展中很多方面都存在环境污染、能源浪费等,新时期为推进能源可持续发展战略的完善化发展,建筑行业也不断加大了对能源节约型、环境友好型的现代建筑的设计与建设。
(一)各种建筑节能材料的研究与利用推进了能源可持续发展
近年来随着国家对建筑建材方面的标准的严格规划,越来越多的研究人员加大了对新型建筑节能材料的研究力度,很多建筑节能材料已经成功的应用到现代建筑中。近年来市场需求量较高的建筑节能材料主要有EPS聚苯板、XPS挤塑板、中空玻化微珠、酚醛板、岩棉板、珍珠岩板、发泡聚氨酯、聚苯颗粒、各类复合装饰保温板、保温涂料等为主要材料的墙体节能材料,中空节能玻璃、中空覆膜节能玻璃、节能窗框等为主的门窗节能材料,新风系统、通风系统等通风节能设备,基本同墙体节能材料等屋面建筑材料,这些合成的节能材料的应用大大降低了房屋建筑对常规建筑资源的利用程度。以LED节能灯为例,其虽然仍以常规电能为主但其的节能效果也较为显著,长时期的应用下去其会节约较为可观的电能。
(二)可再生能源在现代建筑中的应用效果分析
近年来随着相关科研技术的发展,越来越多的可再生能源被成功的应用到现代建筑中,可再生能源在现代建筑领域的深化发展大大推进了我国的能源可持续发展战略。
1.现代建筑中的太阳能
(1)太阳能供热系统。目前利用太阳能集热器、太阳能集热板等为主的太阳能热水系统在建筑中正向着普及的趋势发展。太阳能热水器、太阳能―电辅热供暖系统及太阳能―空气源热泵系统等太阳能供热系统更是成为现代建筑中最常见的可再生能源供热系统,其中太阳能―空气源热泵供热系统更是以其综合利用太阳能与空气两种可再生能源成功的解决了一般太阳能系统昼夜、自然天气等影响下存在的缺陷,在提高太阳能及空气等可再生能源利用率的同时降低了传统加热中对常规电能的需求量,有利于能源的节能发展。
(2)太阳能照明系统。在建筑的屋顶或建筑周围墙体上安置太阳能集热器,集热器与相应的设备连接将热能转化成电能,待夜晚的时候经由特殊管道将电能传输到各个照明设备上从而将太阳能成功的转化为电能照明能源。
2.现代建筑中的地热能
地热能对现代建筑的主要贡献是作用于建筑物的供暖系统,最常见的是地热能热泵利用系统,通过地热换热器将低温热能转化成高温热能,然后将其与特质的蓄热地板相互连接,使其将热能输送到地板中从而实现为建筑的供暖。现代建筑中的地热系统逐渐完善,越来越多的可再生地热资源可以成功的应用到建筑物的供暖体系中,大大推进了能源的可持续发展。
总结:
能源是我国经济、社会发展的基本物质保障,促其实现可持续发展是推进我国社会经济可持续发展的要求,因而社会各个领域必须强化对能源可持续发展战略的探究与落实。现代建筑中可以从采用节能建材以降低对不可再生能源消耗、加大可再生能源的利用率等方面推进能源的可持续发展,该种建筑模式的发展更有利于推进我国能源节约型、环境友好型的社会主义社会的建设与发展。
参考文献
关键词 可再生能源;能源安全;能源消费
中图分类号 F062.1 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2016)10-0103-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2016.10.013
近年来,中国和欧盟的能源密度在过去30年已经有了显著的下降,新能源比重显著上升,在全球新能源开发利用中发挥了重要作用。一方面,欧盟是世界上最大的单一市场,中国作为世界上发展最快的经济体,这两个经济体合力推进低碳化进程,将为全球绿色发展树立典范。另一方面,欧盟是当今世界上最大的能源进口市场和世界第二大能源消费市场,中国则逐步成长为国际能源消费的大户和全球能源事务的中心,二者能否在新能源发展方面取得更大成就,将对全球新能源利用产生决定性影响。因此,把握中国和欧盟可再生能源发展现状,梳理过往的可再生能源政策,找出中欧可再生能源发展面临的困境,可以为加强双方在可再生能源领域的合作指明路径。
1中国可再生能源发展现状及面临挑战
近年来,中国煤炭消费持续下降,非化石能源消费稳步提升,能源消费结构调整已初见成效。一直以来,中国煤炭消费量在一次能源消费中所占比例始终保持在70%左右,这也是环境污染严重、温室气体排放居高不下的重要原因。自2007年以来,煤炭消费所占比例开始持续下降。2014年煤炭在一次能源消费所占比例约为64.2%,比2007年的71.1%下降了近7个百分点。与此同时,中国可再生能源、核能等非化石能源利用规模越来越大,非化石能源消费比例持续上升。中国将非化石能源(可再生能源和核能)占一次能源消费比从2010年的9.4%提升到2015年的12%,超额完成了十二五期间11.4%的设定目标。
其中,2014年核电新投产5台机组,全国在运核电机组达到22台,装机容量达到2010万kW;水电新增装机容量接近2 000万kW,全年总装机容量约为3亿kW,年发电量约为1万亿kW时;风电并网装机容量已超过9 000万kW,年发电量约为1 500亿kW时;太阳能发电并网装机容量达到3 000fkW,年发电量为250亿kW时;生物质能、地热能发电装机容量超过920万kW,年发电量为350亿kW时。2015年,中国在非水可再生能源和燃料领域的投资排名世界第一。2015年末,中国可再生能源发电装机总量、太阳能光伏和风能发电装机总量排名全球第一。全球分布式光伏装机容量前10的国家见图1。国家制定了非化石能源占比目标到2020年至少增加至15%的目标,到2030年则至少增加至20%。
尽管近年来可再生能源发展迅速,但中国新能源发展仍然面临一系列现实挑战,主要包括:一是可再生能源利用总体水平还比较低。中国目前包括水电在内的可再生能源发电比例还不到12%,要将新能源发电比例提升至20%,任务相当艰巨。二是发展可再生能源的成本问题。大幅度改变能源利用结构,将付出高昂的成本。可再生能源不可能一直靠补贴去发展,过高的成本将成为可再生能源发展的重要障碍。三是能源安全挑战和能源外交问题。虽然保障能源安全的挑战不是中国独有的,但中国2015年石油进口依存度超过60%,创历史新高。中国需要安全可靠的能源市场、能源来源和运输路线,这些都需要大规模的国际合作。作为2015年世界最大能源消费国(占全球能源消费总量的23%)、最大石油进口国和二氧化碳排放国,中国处于全球能源事务的中心。
2欧盟可再生能源发展现状及前景
关键词:可再生能源;配额制;绿色证书;市场机制;外部性
一、引言
与世界其他国家的能源战略类似, 中国的能源政策有一个明显的导向,就是化石燃料的替代能源开发。包括可再生能源和新能源的开发利用,例如风电、太阳能、水电、核能等。自2006年《可再生能源法》正式实施以来,可再生能源进入了一个前所未有的快速发展时期。但在飞速发展的同时,也不可避免的出现了一些问题。相继出台的一些具体政策,对于可再生能源的发展均有着一定程度的制约。
德国、美国以及荷兰等可再生能源市场发达的国家,配额制是保证可再生能源市场又好又快的发展的一项基本政策。从目前国外成功的配额制实施情况来看,与配额比例相当的可再生能源电量可以在各地区(各电网)间进行交易,这种交易过程是通过绿色证书来实现的。绿色证书交易机制在荷兰等可再生能源发达国家取得了巨大的成功,极大的促进了可再生能源产业的发展。
本文首先分析绿色证书交易制度较之政府直接调控的优点,再通过建立一个二元主体模型分析绿色证书交易对资源优化配置和降低总量成本的作用。然后利用拉格朗日函数证明绿色证书交易可以提高费用分配的效果,使发电产业治污成本最小化。最后针对绿色证书交易机制在激励可再生能源产业技术进步方面存在的缺陷提出相应的政策,达到促进技术进步以及总量目标提高的效果。
二、文献综述
在国内已经实施的相关节能减排政策中,排污权交易制度与绿色证书交易制度有着很高的相似度,都是一种将配额指标市场化的手段,不同之处仅在于排污权交易制度是为了抑制污染物的排放,而绿色证书交易制度是为了促进清洁的可再生能源的发展。因此,对于已实施的排污权交易制度的借鉴有助于研究未实施的绿色证书交易制度。唐受印(1990)率先在国内提出了排污权交易的构想。生、袁磊(1998)对排污权交易进行了反思,提出排污权交易制度的核心是使厂商利益最大化而不是减少污染量,完全靠排污权交易市场进行调节并不能有效地达到减排的目的。其核心思想是不能单纯依靠市场机制的调节,也要适当的进行政府的间接调控。张志耀、丁玉魏、张海明(2000)排污权交易制度对经济优化的作用,突出的是通过配额指标的流通优化资源配置。宋国君(2000)深入剖析了总量控制的含义和特点,分析了我国总量控制与排污权交易的关系,通过对比美国的排污权交易政策,讨论了实施总量控制和排污权交易的步骤和意义。
在美洲和欧洲等国家,可再生能源配额制已经实施了将近十年,通过了解分析外国的立法现状并总结其成功的经验,可以使我国在设计该制度时有规律可循,少走弯路,以便制定出符合我国实际的配额制模式。姜南(2007)分析了美国、澳大利亚、日本以及欧洲各国可再生能源配额制,提出了在设计绿色证书交易制度的设计中需要重点考量的问题,即界定可再生能源的种类和技术范围、总量目标制度以及绿色证书的立法建议三个问题。
由于绿色证书在国内尚属新生事物,仅在近几年有部分文献对绿色证书的交易制度做了一些概括的介绍。典型的如董力通(2006)对绿色证书交易市场的建立做了一定的描述,重点在于绿色证书的概念,调控方式以及定价机制,而对于绿色证书究竟能为可再生能源产业带来多少积极作用,并未进行详细的阐述。而本文则重点从绿色证书的积极作用方面做了详细的论述。
三、绿色证书交易制度概述
1.绿色证书交易制度的概念
提到绿色证书交易制度,首先要解释可再生能源配额制的概念。可再生能源配额制(RPS)的基本含意是,在国家(或者地区)电力建设中,要求可再生能源发电必须达到一定比例。配额制对整个可再生能源产业的调控是通过市场机制实现的,它使得可再生能源在电力市场中以最低的成本来开发电力。与其它激励措施相比,配额制更强调市场的作用。而市场的这种作用是通过绿色证书来实现的。
绿色证书是一种可交易的,能兑现为货币的凭证。绿色证书是指对可再生能源发电方式进行确认的一种指标,绿色证书代表一定数量的可再生能源的发电量。绿色证书交易系统是指专为绿色证书进行买卖而营造的市场,在这个市场中,绿色证书的持有者(多指可再生能源发电商)能够与承担指定配额义务的绿色证书需求者交易绿色证书。通俗的理解就是未完成可再生能源配额指标的发电商通过购买绿色证书来作为弥补完成配额指标。
2.绿色证书的价值内涵
(1)对于整个可再生能源发电产业来说,绿色证书的价格包含了其高于非可再生能源发电成本的差额。绿色证书的交易实现了这种成本差额在整个发电产业的均摊,使得利用可再生能源发电而天生具有的成本劣势,转移给其他由于能源种类和技术条件优势而具有成本优势的发电厂,扮演了公平竞争的维护者。
(2)绿色证书的价格应反映由于替代非可再生能源带来的环境正效应。绿色证书购买者(未完成目标配额的发电商)实质上比其他完成目标的发电企业更多的给社会带来了负外部性,也就是更多的污染了环境,提高了社会治理环境污染的成本。因此,他必须为此付出相应的代价,也就是购买绿色证书。这就实现了非可再生能源发电的负外部性内部化,在一定程度上限制了非可再生能源发电对环境的污染,也使可再生能源的相对正外部性的优势得以发挥,为可再生能源在能源市场中的公平竞争创造了条件。
(3)绿色证书作为政府激励可再生能源产业发展的工具,承担着一定的实现政策效果的使命。因此其价格的变动范围是有一定限制的。绿色证书的价格不能过低,否则将导致绿色证书的需求者自愿接受购买任务,缺少技术革新以降低自身可再生能源发电成本的动力,导致可再生能源配额制的政策激励失效;而价格过高也将增大企业压力,同样不利于企业的长远发展。
四、绿色证书交易的二元主体经济分析
假设整个可再生能源产业由两类企业A和B构成绿色证书二元市场,这里的二元A和B所代表的是可再生能源行业中的劣势企业和优势企业,如图,P1为绿色证书的价格。MCA和MCB分别代表两企业的可再生能源边际发电成本曲线,B企业相对发电成本较低,或效率较高,有明显的相对优势(这种优势有可能是由规模效应或技术水平带来的)
1.绿色证书对资源优化配置的作用
如图,在相同的配额额度的条件下,B企业达标的成本要更低,即MCA>MCB。在MCA曲线上,超过M点之后,发电的边际成本高于绿色证书的价格,因此,A企业倾向于以相当于Q1Q0KM面积的价钱购买B企业超额完成的可再生能源发电量(Q0-Q1),而这一过程正是通过绿色证书的交易来完成的。同理,在MCB曲线上,N点之前,发电的成本低于绿色证书的价格,因此,B企业倾向于将额外的发电量转化为价格更高的绿色证书售出。
如果没有绿色证书交易机制而单纯靠配额制来推动可再生能源市场的发展,企业的成本会大大扩大,例如传统的火力发电企业,或小规模的发电企业,有的存在技术上的局限,有的受到规模经济的制约,如果强制此类企业完成可再生能源得配额任务,可能会由于规模过小导致的规模不经济造成资源的利用不充分。而通过可再生能源发电量和绿色证书的互相转化,既鼓励了可再生能源优势企业生产的积极性,又使可再生能源劣势企业寻到一条成本更低的途径来完成配额任务,避免了由于强制配额导致规模过小而引起的资源利用不充分,优化了电力生产资源的配置。
2.绿色证书对降低总成本的作用
在未引入绿色证书而实施单纯的配额制时,可再生能源的发电总成本为OLQ0+OKQ0。引入绿色证书后,成本变为OMQ1+ONQ2。
(OLQ0+OKQ0)-(OMQ1+ONQ2)=MLQ0Q1-NDQ0Q2
绿色证书的供给为NKQ0Q2,需求为MKQ0Q1
当绿色证书交易市场为非均衡状态的时候,
(1)MKQ0Q1
(2)MKQ0Q1>NKQ0Q2,供不应求时,绿色证书的价格会在供求关系的作用下上升,使MKQ0Q1变小,NKQ0Q变大,直至价格达到均衡价格P0。
当绿色证书交易市场达到均衡状态的时候,可再生能源发电总量恰好达到国家规定配额目标,此时Q1+ Q2=2 Q0,绿色证书的供给等于需求,
即: MKQ0Q1=NKQ0Q2
显然, MDQ0Q1=NDQ0Q2
因此, MLQ0Q1-NDQ0Q2=LMD
LMD即为绿色证书市场均衡时所减少的发电总成本。由此可见,绿色证书会在市场机制的调节下达到使可再生能源发电总成本下降的效果。
五、绿色证书交易机制对可再生能源发展的进一步推动
在配额制下,政府在现有配额完成的情况下提高配额指标,是可再生能源进一步发展的标志。上图显示了配额指标提高后,绿色证书交易市场的动态变动过程。
起初市场均衡价格为PO,绿色证书供求达到平衡,AQ1Q0F=FQ0Q2B。而P0过低使得绿色证书交易失去对可再生能源产业的激励作用。政府采取政策提高配额总量之后,单个企业的目标配额相应地由Q0增至Q’。
由于此时绿色证书需求量大于供给量,AQ1QE>EQQ2B,绿色证书价格有上涨趋势,由P0升至P。绿色证书交易市场再次达到均衡。而在这一过程中,由于厂商购买绿色证书不经济,因此厂商趋于提高技术,降低成本,以此来继续完成配额指标。
因此这项政策激励了单个厂商降低可再生能源发电成本,促进发展可再生能源发电技术,当然P'的数值需要政府斟酌考虑,若其值过低,将仍然不能达到激励劣势企业降低成本,发展技术的目的;若其值过高,劣质企业没有喘息的时间和余地,生存压力过大,也不利于企业的健康发展。
参考文献:
[1] 罗云辉;《过度竞争:经济学分析与治理》[M]; 上海财经大学出版社. 2004
[2]《可再生能源发展报告2007》[R].;中国统计出版社. 2007
[3]姜南;《可再生能源配额制研究》[D];2007
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[5]范丹;《我国创建排污权交易市场及寡头垄断市场交易探讨》[D]. 2007
关键词:建筑 能耗 可再生能源
中图分类号: TU984 文献标识码: A
我国在“十二五”期间,已经明确了可再生能源建筑应用推广目标,提出要切实提高太阳能、浅层地能、生物质能等可再生能源在建筑用能中的比重,到2020年实现可再生能源在建筑领域消费比例占建筑能耗的15%以上。但如何提高可再生能源在我们今后建筑中的应用度,科学促进建筑的节能减排,需要我们在一定程度上加大对可再生能源应用的研究。因此,利用太阳能、浅层地能等可再生能源解决建筑的采暖空调、热水供应、照明等,对替代常规能源,促进建筑节能具有重要意义。
1 可再生能源的种类及其优势
1.1可再生能源的含义。可再生能源在我国是指除常规的能源外的小水电、太阳能、风能、地热能、生物质能、海洋能等。目前我国应用到建筑上的主要可再生能源有:太阳能、风能、地热能、生物质能,其中太阳能、地热能相对应用得比较多。
1.2可再生能源的优势。我国可再生能源资源丰富。据有关专家预测估算,风能资源约16亿kw,可开发利用的风能资源约2.5亿kw;地热能资源远景储量为1353.5亿t标准煤,在、云南有多处高温地热资源,可用于发电的地热资源潜力约600万千瓦;生物质能潜力估计为7亿t标准煤当量左右,其他太阳能、海洋能、水电能等储量更是居于世界领先地位。
1.3可再生能源的利用。我国的可再生能源资源还没有很好的开发利用,消费量还很低。煤炭占整个能源消费构成的66%,石油占23%,天然气占2.7%,而可再生能源只占整个能源消耗的2.5%,我国可再生能源的开发利用潜力很大。
2可再生能源在建筑中的应用的意义
2.1替代常规能源。人类社会目前消费的能源,主要是煤炭、石油和天然气等化石燃料。常规的化石燃料资源有限,不可再生,终究是要枯竭的。在建筑中积极推广利用可再生能源对减少我国常规能源消费量,优化我国能源结构,都将具有非常重要的意义。
2.2减少环境污染。可再生能源利用不会排放任何污染大气和其他类型环境的有害物,是与生态环境相协调的清洁能源、绿色能源。在建筑中积极应用可再生能源,可以减少因好用化石燃料而产生的污染物的排放量,对于减轻我国大气污染、保护生态环境,都将发挥十分重要的作用。
2.3提高人民生活质量。在建筑中安排可再生能源,省电省气,使用简单,安全可靠,是有效解决城乡居民生活用能源的好途径。另外,利用可再生能源解决冬季采暖问题,节省能耗,清洁干净,居住舒适,也使城乡居民的生活质量大为提高。
3 我国可再生能源在建筑中利用的现状
3.1太阳能。由于我国太阳能现代技术设备的应用起步较晚,与全国先进地区相比差距较大。太阳能热水器的普及率还不算高,每千人太阳能热水器保有量仅为22㎡。目前太阳能利用主要是供热(热水、采暖)、建筑照明和家用电器,太阳能供热空调系统,太阳能光伏发电系统。太阳能光伏利用还基本以太阳能路灯、小区灯等为主。
3.2浅层地热能资源。我国浅层地热能利用时间相对较晚,最近几年发展比较快。目前我国地源热泵主要应用形式和应用技术有土壤源热泵技术、地下浅层水源热泵技术、地表淡水源热泵技术、地表污水源热泵技术及浅层海水源热泵技术。近十几年来,尤其是近五年来,地源热泵空调系统在北美及中、北欧国家取得了较快的发展,中国的地源热泵市场也日趋活跃,可以预计,该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。
3.3其他可再生能源。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,在各种可再生能源中,生物质能是一种唯一可再生碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。在水资源、风资源较丰富的地区,水能、风能发电用于建筑供电是可再生能源在建筑中应用的又一途径。
4建筑常用的可再生能源技术发展中存在的问题
4.1 太阳能建筑应用。我国的太阳能资源分区广泛,在建筑中应用已日益广泛。但由于太阳能产品品牌众多,国家对太阳能产品控制仍不够规范,太阳能应用研究的专业机构较少,专业人才缺乏,致使部门产品质量出现良莠不齐现象,对太阳能应用技术研究的严重不足,特别是在集热效果和镀膜技术两个方面,有待加强太阳能产品质量的监督、检测、检查和管理,淘汰质量低劣的产品。目前市场上90%左右的太阳能热水器产品是在非承压的状态下运行,有些非承压产品质量性能不够稳定,返修率高,售后服务跟不上,在一定程度上影响其推广使用。
4.2 浅层地热能建筑应用。地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低位能向高位转移。当热泵运行时,不但实现供热或供冷,还将伴随冷量或热量交替地下蓄存,夏蓄热,冬回取,冬蓄冷,夏回取,将地下分别作为冬季热库和夏季冷库,实现可再生能源的循环再生化利用。从科学用能的角度看,热泵是合理利用高、低品位能的最佳技术路线。但由于我国目前大部分项目并没有进行前期的勘察和土壤的热物性测试,造成部分项目的设计不能满足实际的负荷需求,运行效果上出现问题,在一定程度上制约了地源热泵机组的推广使用。而且在特别地区地质条件相对较为复杂,地源热泵对地质结构要求相对要高,地质结构如出现卵石层、岩石层会增加投资成本和工期,并对节能经济效益和运行效果表示忧虑而最终选择放弃,为地源热泵的大面积推广增加了障碍。
4.3其他可再生能源建筑应用。风作为一种不受人控制的自然资源,它时有时无、忽大忽小。当它作为一种电源接入到电力系统当中时,它的间歇性和随机性增大了电力系统的调峰难度,也给整个系统带来了新的不稳定因素,使得风能的大规模发展面临瓶颈。生物能目前主要是对沼气的利用比较多,由于生物质原料组织较困难,并且堆放存储场地要求较大,还需进行防雨、 防潮湿、防火和防雷设施建设,故占用土地多,投资建设费用和维护费用大。目前在农村运用比较广泛。
5 建筑中可再生能源的应用设计
5.1太阳能的应用设计。为了让太阳能能够在建筑中发挥应有的能力,在建筑选址上也应该十分注意,比如当地的日照时间长短,太阳高度角,楼与楼之间的距离,窗户开口大小和方向等。在利用太阳能发电的时候,在外观上要考虑到太阳能发电板与建筑外观的整体结合,做到即有功能上的满足,又有美观和结构上的适应。而利用太阳能产热时候,要解决好建筑环境能的给排水的问题,同时也要做好保温措施。管道的铺设也应合理,不能因为需输送水的需要而独立与整个建筑的给排水设施构造。
5.2风能的应用设计。可以利用高层或者超高层建筑进行风力发电,但必须根据当地的平均年风速,风向,风力资源进行充分了解。但在设计高层建筑时,应该把顶部风力发电机组的荷载给考虑进去,否则会对高层建筑造成结构上的损坏,甚至倒塌。另一个利用风能的方式就是自然通风,建筑设计中必须要保证室内的空气流通,自然通风比利用电器设备通风产生的效果好,同时还可以减少电器设备还会消耗电能,产生污染。
5.3地热能的应用设计。地热能在建筑中的利用方式主要为地下浅表层的低温热能能够被热泵抽取,供建筑采暖和制备热水,在利用地热能时,对建筑选址上有着十分严格的要求,另外在处理建筑地基中要十分谨慎,做好规划,事先要对地质进行勘探,找到热源的位置, 以便在施工过程中要预留空洞,便于地下热能的传输。同时还要设立机房,防止地热机组。在热能传输过程中做好保温措施,管道的埋置也应合理,不影响整体的建筑外观和整个结构。
6 结束语
在节约能源的大背景下,可再生能源的利用技术得以短期内在我国快速蓬勃发展起来,如何科学的实施可再生能源利用技术,引导可再生能源建筑应用产业健康、快速发展,应该是今后可再生能源研究的主要方向。
参考文献:
[1] 《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
《民用建筑节能设计标准》 JGJ26-95
Abstract: “People's Republic of China Renewable energy source Law”started in January 1, 2006 to implement its executive regulation officially also in the formulation, but how the present can cause the renewable energy source law to carry out the tangible? How to cause the renewable energy source law to become truly occupies world population 1/4 China to move toward the sustainable development the weights? This article will carry on to this law discusses shallowly.
关键词:可再生资源法 现状 深思 不足 见解
key words: The renewable resources law present situation thinks deeply insufficient opinion
一、 概念及我国能源现状
2005年初通过的《可再生能源法》,已于2006年1月1日正式实施。所谓可再生能源,是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。
我国常规能源的储备和使用情况主要表现在两个方面:
(一)浪费极其严重,单位产品能源消耗巨大
在能源极度紧缺的情况下,我国却存在着能源利用的低效率和能源资源的高浪费。我国单位产出的能耗和资源消耗水平明显高于国际先进水平,火电供电煤耗高达22.5%,大中型钢铁企业吨钢能耗高达21%,水泥生产综合能耗高达45%,乙烯生产综合能耗高达31%,建筑物能耗是同纬度国家的3-4倍。初步统计,我国能源利用总效率约为32%,比发达国家低10个百分点以上,资源产出效率大大低于国际先进水平,每吨标准煤的产出效率相当于美国的28.6%,欧盟的16.8%,日本的10.3%。能源利用效率低下,能源浪费严重是影响可持续发展的重大问题,也是必须认真研究解决的关键问题。
(二) 能源匮乏、污染严重
1、 环境污染严重,能源结构失衡。我国目前的能源消耗中,仍以煤炭为主,煤炭消费占我国能源消费的67%,煤炭开采带来的生态、环境问题,以及燃煤造成的大气环境污染,煤炭资源的严重浪费,特别是大量以终端直接燃烧方式消费煤炭,是造成大气环境污染的主要原因。
2、 资源严重缺乏,人均水平偏低。我们现在除了煤炭资源相对丰富以外,石油、天然气资源的人均量都非常少,分别只占世界人均量的10%和5%,即使煤炭也仅占60%~70%。从长远来看,能源资源不足是中国能源发展面临的最大问题,据估算,中国的煤和油可供开采和使用的年限已不足50年
因此,可在省能源是我国可持续发展的首要之选。
二、深思和不足
在整个中国,甚至整个人类,面对资源、面对能源,都面临着那个热水锅中的青娃的危险!全人类的发展进步都建立在消耗子孙后代的不可再生资源基础之上,一旦我们耗竭完不可再生资源而可再生资源我们又没有把握,那么人类可能加速走向灭亡。因此我们如何面对中国的可再生能源发展战略,形势刻不容缓。
可再生能源法在实施过程中,对违反本法的行为如何强制制裁,没有明确的规定,可再生能源法的具体实施细则还没有出台,但再生能源法本身尚存在着“法不责重”等细节问题,这就可能导致再生能源法成为第二部节能法,对现时并没有起到太大的促进作用。如此导致的结果将是严重的,因此,必须对再生能源法的实施细则加以明确的关注,急切期盼具体使用的实施细则的出台。
三、见解和对策
(一) 观念和认识要跟上,可以多多借鉴国外经验
我国常规能源探明总资源量约8200亿吨标准煤,探明剩余可采总储量1500亿吨标准煤,约占世界探明剩余可采总储量的10%。我国水能资源较为丰富,理论蕴藏量和经济可开发量均居世界首位,经济可开发装机容量约3.9亿kW,年发电量约1.7万亿kwh,但水能资源的开发也受到环境、淹没、移民等多种因素的制约。从长远来看,能源资源不足是中国能源发展面临的最大问题。因此,我们从观念上认识到循环能源的重要性,要做到为子孙后代考虑,提前进入可再生能源时代。在这方面我们自身存在不足,但是国外走在我们前面,我们可以借鉴:
我们来看看世界上在这方面走在前列的国家是怎么处理这个问题的,首先以瑞典为例,该国计划2020年完全不再用石油。该国正计划用15年时间成为世界第一个不依靠石油的国家,而且还不需要增建核电厂。抛弃石油将使瑞典在世界“绿色联盟”中名列榜首。在其他国家中,巴西则计划于5年内依靠主要从甘蔗中产生的乙醇驱动其80%的运输船只。冰岛计划于2050年前使其全部汽车和船只用氢驱动,这种氢产生于可恢复能源所发的电。
(二) 政府一定要带头,宣传示范一个不能少
1、 在舆论宣传方面,给予强力推广:呼吁国民可再生能源要与常规能源和其他产业同等对待。
2、 政府示范,采取行政措施重点支持:
(a) 国家要大金额大力度支持技改、支持可再生能源新技术产业化、支持国家标准制定。
(b)国家要大金额大力度支持新技术开发应用。
(c)税收金融的优惠:在税收和资金方面给予大力扶持。
3、加快具体实施细则的出台,给可再生资源的开发和利用提供一个良好的成长环境。
四、结论
从最初的议案提出到具体实施,伴随这个从立法角度来看并不长甚至还可以说有点快的法律来说,隐藏在它背后的不仅仅是中国常规能源的日益匮乏无法支撑经济社会进一步发展的无奈局面,更是中国保证自身能源战略安全、实现经济可持续发展、建设和谐社会的必然要求。虽然在《可再生能源法》实施后,新能源的发展还是可能面临很多的问题,如配套的行政法规、相关的技术标准和发展规划需要尽快研究制定,各项有关的经济优惠政策也要尽快落实,但毋庸讳言,随着中国巨大的可再生能源市场启动,官方和民间的共同发力,中国的可再生能源产业发展将迎来自己的春天。因此,我们期盼一个《可再生能源法实施细则》,在内容、目标、措施等方面对可再生资源产业予以“关照”,加速实现能源更替的梦想!
参考文献:
关键词:可再生能源;专业基础课;提高教学质量
作者简介:徐谦(1981-),男,江苏苏州人,江苏大学能源与动力工程学院,讲师;张红(1979-),女,江苏沭阳人,江苏大学能源与动力工程学院,讲师。(江苏 镇江 212013)
基金项目:本文系江苏省高等教育教学改革研究重中之重课题(课题编号:2011JSJG006)、江苏大学教学改革项目(项目编号:JGZD2009025)的研究成果。
中图分类号:G647 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)35-0097-02
一、开设“可再生能源概论”课程的背景
能源短缺与环境污染是21世纪人类面临的两大基本问题。自工业革命以来的大规模化石能源资源消耗和生态环境恶化,导致人类社会的可持续发展受到严重的威胁。对于中国这样以煤为主要能源的国家,随着经济社会的不断发展和对能源需求的不断增长,这些问题显得尤为突出。发展可再生能源是解决这些问题的主要途径之一。可再生能源如太阳能、风能、地热能、生物质能等,具有清洁、低碳、可持续利用等优势,正越来越受到重视。在国家层面上,我国在相关政策中都增加了可再生能源的元素,可再生能源产业的发展也受到国家的高度关注。但是,和发达国家相比我国的可再生能源产业起步较晚,总体发展程度不高。在我国可再生能源产业发展过程中的一大限制因素是缺少成熟先进的可再生能源技术。我国主要的可再生能源设备完全依赖于进口,可再生能源领域的科技创新能力明显不足。培养可再生能源相关内容的专业型和复合型人才是一个关键的突破口。为此,江苏大学从2006年起为热能与动力工程专业的本科生开设了“可再生能源概论”课程并收到了良好的效果。学生在开阔视野、了解基础知识的同时也提升了深入学习的兴趣。为了进一步顺应时展和社会需求,2010年7月经教育部批准,浙江大学、西安交通大学、华北电力大学、江苏大学等11所高校首次设立了新能源科学与工程专业。在该专业的本科生培养方案中,“可再生能源概论”是一门重要的专业基础课。
二、“可再生能源概论”课程的特点
“可再生能源概论”是新能源专业的专业基础课,也是热能与动力工程专业(自2012年起教育部调整为能源与动力工程专业)的专业选修课。目前已有多本相关的书籍可作为教材备选。[1-4]该课程具有以下特点:
1.内容多,学时少
可再生能源覆盖面较大,课程内容包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、氢能以及新能源与可持续发展。而作为一门先导课,它主要起着引人入门的作用,所以教学时间通常只有32学时。[5]如何在较少的学时内把大量的内容涉及到、连接好,对教学质量有着很大的影响。
2.课程内容发展更新快
可再生能源研究是目前最迫切也是最热门的研究领域,大量的研究成果被国内外的学术期刊广泛而持续地报道出来。这一点反映到课程内容上,几年前还称之为“待解决的问题”到现在可能已经有很好的解决方案。在每次确定课程内容时,需要紧跟学科的发展把这些新的内容包括进去。
3.与后续课程衔接紧密
“可再生能源概论”是一门专业基础课,负责把学生引进本学科的大门。到了专业课学习阶段,学生还要深入地学习“生物质能源转化原理”、“太阳能光伏技术”、“风力发电原理与控制”等课程。本课程与后续课程衔接紧密,在学习本课程时树立起学生的学习兴趣和良好的学习方法对学好后续课程具有重大的影响。
三、提高教学质量的措施
1.精心组织教学内容
在32学时的教学时间内不可能对所有的可再生能源进行全面深入的介绍。笔者结合自身的科研方向,重点对太阳能、燃料电池(其中有与生物质能关联的“直接醇类燃料电池”和与氢能关联的“质子交换膜氢氧燃料电池”)相关内容进行介绍。除了讲述教材上的知识,还加入了目前存在的问题以及最新的科研成果。例如在讲到直接高浓度醇类燃料电池时,笔者就加入自己近两年的科研成果,讲述流场和膜电极结构优化对电池性能的影响。学生反响热烈,对此部分知识的理解得以加深。其余的可再生能源类别则讲述其基本原理,以便与后续的专业课程衔接。
除了上述理论知识之外,在教学过程中加入实验教学也是一个提升质量的有效途径。结合江苏大学能源与动力工程学院自身的特点和实验条件,在教学过程中尝试为学生增加了包括太阳能房和地源热泵等实验内容。以太阳能房为例,作为一种节能减排建筑,左然教授在2005年建立的30m2的太阳能平房具有冬暖夏凉(不依赖于空调或加热器)的特性。覆盖于屋顶的太阳能集热板能调节安放角度与暴露面积,连接到屋内的管道末端装有风机调节气流速度。联系传热学和本课程中关于太阳能知识的介绍,学生可自己动手调节相关参数获得直接的感性认识,结合课后的理性思考,可进一步加深对太阳能利用的掌握。
通过相关实验的演示、观摩和操作,使学生对发展可再生能源和采取节能减排措施所达到的效果有了更直观深入的认识,并对教学内容中所涉及的一些相关内容也有了更深入的理解。
2.教会学生学习的方法
可再生能源领域的发展日新月异,学生不必要也不可能在课上学到所有的知识点。为此,笔者尝试采用了设疑、研讨、引导式的教学方式。一是通过课堂提问让学生参与针对设疑问题解决思路的研讨,扩展学生解决问题的思路,培养学生的创新思维;二是对解决设疑问题的正确思路和有新意的想法给予肯定,对学生的努力当众予以表扬,引导学生利用所学知识积极探索解决问题的新思路,逐步形成并确立独立思考、获取、研究和创造知识信息的习惯;三是充分利用每堂课的最后5分钟,除了总结本次课程的主要内容之外,还给学生设置一些疑问来引导学生预习下一次课的主要内容。
3.增强课堂互动
除了课堂提问之外,笔者还借鉴研究生研讨课的形式与学生形成大量的互动。上课时,学生可随时打断老师的授课就正在讲解的内容进行发问或点评。学生之间也可相互点评。讲到某一处,若有学生对此处内容了解较多,老师就把讲台让出坐在台下,由该生在台上进行讲解。经过数次尝试,学生逐渐适应并喜欢上这种无拘无束的互动,学习的兴趣得到激发,对教学内容也会自发地去找资料扩充及深化。必须要指出的是,笔者的教学班级人数少于50人,这种互动是良性的、可控的;若是授课班级人数过多,则不适用这种互动形式。
4.优化考核方式
考核环节作为教学过程的有机组成部分,对教学质量有重要影响。长期的实践证明,此环节能有效地促进学生复习和巩固所学内容,检查学生对所学知识、方法和技能的理解、掌握及运用情况,既是评定学生学习成绩的有效手段,也是检验教学效果、取得反馈信息、改进和提高教学质量、推进教学改革的主要途径。[6]传统的主要课程考核方式——考试,虽然有其合理性,但是实际上束缚了学生的发散思维,忽视了对学生学习能力和创新能力的考查。对于“可再生能源概论”这样的专业基础课,有必要根据不同的教学内容采用灵活多样的考核方法。笔者采取了平时成绩与期末成绩相结合的方式:平时成绩占总成绩的40%,主要包括平时的考勤、回答教师提问的质量和课上讨论发言的质量;期末考试占60%,避免繁琐的运算与对零碎知识点的机械式记忆,试题以开放的论述题为主,不设标准答案。学生根据对问题的认识和理解进行解答,解答过程中学生可以针对当今能源领域的一些重要或敏感问题提出有参考价值的意见与思考,可充分发挥自身的创新意识。通过这样的考核方式,学生不仅掌握了可再生能源方面的基础知识,而且提高了分析问题、整合资源、文字表达和解决问题的能力。这样的考核方式得到了几届学生的普遍认可。同时,通过这种考核方式,笔者了解到不同学生的不同兴趣所在,从而为第八学期的毕业设计题目设定提供了一定的依据,为教学的连续性和提高毕业设计的质量提供帮助。
四、结语
笔者通过课堂教学的不断摸索,针对“可再生能源概论”课程的特点和“90后”大学生的特性,在提高教学质量方面进行了改革尝试。通过激发学生自学潜力,培养学生的学习兴趣,引导学生养成了独立思考、获取、研究和创造知识信息的习惯,提高了“可再生能源概论”的教学质量和教学效果。然而,“可再生能源概论”的课程教学是一门系统工程,从教学内容的选取到教学主题的把握,从教案的准备到课堂设计,从作业的选取到考核形式的改革,各个环节都会影响教学质量和教学效果,在这些方面,尚有许多值得研究和探讨的空间。另外,本课程与后续专业课程的衔接也是一个值得研究的课题。
参考文献:
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[2]索伦森.可再生能源的转换、传输与存储[M].北京:机械工业出版社,2011.
[3]S.Singer.Sustainable Energy Sources,Uses and Technologies[M].New York:Webster's Publisher,2011.
[4]保罗·克留格尔.可再生能源开发技术[M].北京:科学出版社,2007.
关键词:建筑节能;现状;可再生能源;应用Abstract: With the development of economy, the most serious problem facing mankind is the problem of energy consumption, and also the largest problem. In the deteriorating environmental situation, China's basic state policy of conserving energy, protect environment as the realization of sustainable development in china. Therefore, building energy consumption as the main component of energy consumption, building energy conservation, use of renewable energy is one of the important measures to protect environment. Renewable energy is not only in conformity with the concept of low carbon environmental protection, and green building is of great significance for the realization of sustainable development. This paper analyses the status of building energy saving in China, combined with the actual situation of the application of renewable energy in buildings in China, and put forward the development strategy of renewable energy in building energy saving.
Keywords:Building energy efficiency; present situation; renewable energy; application
中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号:
一、我国建筑节能现状
建筑能耗是能源消耗的主要组成部分,我国的建筑节能仍处于初级阶段,各方面工作并未完全推行,节能工作进行的相当缓慢,实行节能建筑是全世界建筑方面的重要问题,也是我国面临的重大问题。
第一,我国建筑节能市场发展并不完善,并且发展相当缓慢,缺少有效的市场管理制度和市场监督。我国目前的的节能市场秩序混乱,节能建筑并不能顺利的进行竞争和交易,在传统建筑市场中收到排挤,不能在建筑市场中站稳脚步,因此不能发挥实现建筑节能的意义。
第二,我国原有的建筑市场保有量很大,由于节能建筑要涉及到各种建筑体制的改造,因此,改造成本和改造工程的问题难度较大。据调查,我国大部分公民不愿意承担改造费用,只用很小的一部分公民愿意配合改造。这就给国家财政带来困难,原有的建筑是很难实现建筑节能改造的。
第三,在我国,最新建筑的建筑节能执行力度较小,只重视施工图设计时间的审查部分,而忽视了其他例如工程项目立项、施工监理、竣工验收等部分。我国的建筑节能并未形成完整体系,建筑时间和施工人员水平有待考察,政府的监管力度没有跟上,时间方面并未达到建筑节能的标准。
最后,我国的建筑节能技术使用率比较低。虽然,从20世纪80年的实行节能战略开始,我国已经在太阳能、通风、节能墙体材料、节能门窗、遮阳、供热制冷设备和地源热泵方面取得了一定成果,但是,大多数的成果仅限于学术理论中,实际推广应用率极低。理论并未得到实践,研究与应用严重脱节,导致建筑节能发展缓慢。
二、可再生能源在我国建筑的应用
在我们生活的环境中,常见的可再生能源包括太阳能、水能、风能、地热能、潮汐能和生物质能等,但是目前常能用在建筑上的只有太阳能、水能、风能、地热能和生物质能。
2.1太阳能在建筑中的应用
在建筑中,通常把太阳能的利用分为水电应用和光热应用,一般,在建筑中可以利用太阳能得到生活热水,采暖,太阳能制冷空调和光电池灯等用处。
在我国,利用太阳能的光照给建筑物提供热源,解决人们基本生活所需的热水和采暖,提高了太阳能系统的利用率,与建筑所需结合在了一起。另外,太阳能产生的热水可以吸收制冷剂工作产生的热量,生产出的太阳能空调应用需求与太阳能能力协调一致。但是,需要的太阳能集热器越多的话集热面板就越大,工程成本就越高,因此要合理利用太阳能供热系统,提高综合经济效益。
在我国,太阳能也应用在了发电技术上,利用太阳能作用的光伏电池可以作为建筑材料和装饰材料,也可作为照明、供电的主要能源,姨以解决建筑内家庭用电等需要。光电技术是太阳能发展的主要方向。
虽然太阳能技术已经在我国得到推广,但是仍然存在很多问题。很多太阳能系统可靠性不足,安全性差,不能满足防水、抗风、防雷、抗雪、抗震的要求。另外,很多房屋的太阳能热水器安装不协调,不能充分利用太阳能光照。
2.2地热能在建筑中的应用
地热资源包括地下水、土壤或地表水等,我国根据地热源供热制冷原理,生产了地表淡水源热泵、地下浅层水源热泵、地表污水源热泵、土壤源热泵及浅层海水源热泵等供热制冷工具。利用地热能源生产的地源热泵可以供热,也可为高效节能空调制冷。地源热泵要借助其他能源实现其价值,例如电能,实现地热能源向其他能源的转换,使能源得到充分利用。在冬季,电源水首先经过地里土壤,吸收土壤内的热量后,经过地源循环,被地源循环泵送入地源热泵蒸发器,然后放热,放热后的水再经过热泵做功热量传递给冷凝器,最后地源水降温后再循环到地下再次吸热。用户循环的水吸收冷凝器中的热量,当达到供暖温度标准后,再由用户循环泵供给采暖用户。再供暖末端可采用风机盘管或地板辐射等方式进行供暖。在夏季,地埋孔内的地源水将热量释放给土壤,然后经由地源循环泵进入地源热泵冷凝器,在热泵冷凝器吸热后,经循环返回土壤再放热。由此循环,用户循环的水经热泵做功,做功后释放给热泵蒸发器热量,降温后的水再由空调循环泵供给空调制冷用户。
2.3风能在建筑中的应用
我国是利用风能最早的国家。最开始,是利用风力驱动的发明的帆船,能够在江河中行驶。从明代开始,发明了风力水车,用来灌溉农田,并且相继发明了用于农产品加工的风力机械。我国将风能主要利用在发电、通风和降温等方面。通常,将风力发电利用在高层或者超高层的建筑上面,因为,一般只有在风机的风速达到每秒2.5米的情况下电能才能产生,当风速达到每秒25米时才能达到额定功率,当风速为每秒40米时才能保证持续发电。因此,只有根据当地的年平均风速、风向和风力资源,在高层或者超高层建筑上充分利用风能。
另外,我们平常最常见的就是利用自然风进行屋子自然通风,使室内空气循环流通,并且在夏天,经常通风可以带走室内的热量,可以减低室内温度。自然通风既可以有效降温,有不用浪费其他资源,不会产生污染,因此更有利于环境可持续发展。
2.4生物质能在建筑中的应用
越来越多的科学家发现,生物质能的开发潜力是无穷大的,生物质能在我国的应用领域主要用城市垃圾焚烧热电联产、农村对沼气的利用和能源作物种植方面。其中,推广最普遍的就是沼气应用。在沼气池内发酵植物秸秆或者动物粪便,然后产生沼气,并将沼气进行过滤,以提高纯净度,最后通过管道送到用户家中。沼气不仅环保,还能替代电能和天然气,满足用户家中需要。
三、可再生能源应用的发展策略
作为能耗最主要的部分,建筑节能应该得到人们的重视,尽量减少对不可再生能源的使用,提高能源的利用率,减少能量损失,推广应用可再生能源,实现建筑用能结构调整,推荐城市建筑节能发展。
要想使可再生能源得到充分利用,要建立专门的组织机构,用来推广可再生能源的应用。这些推广涉及到水利、水文以及电力等方面,跨越了多个行业技术部门,因此要得到这些部门的重视,必须成立专门的可再生能源监督管理部门。这些监督管理部门要与其他技术领域的部门加强沟通,协调配合,解决推广应用中的困难和问题,落实各项工作,积极推进可再生能源在建筑中的应用。
要想使可再生能源应用得到推广,还要完善相关应用的技术标准体系和规章制度。根据可再生能源的现状,建立针对可再生能源应用的法律法规,制定合适的规章制度。还有就是要完善相关的经济鼓励制度,拓宽筹资渠道,充分利用相关激励制度推动可再生能源在我国建筑节能方面的发展,争取各方面财政支援,激励和推进可再生能源在建筑节能中的应用。
最后,要想实现可再生能源在建筑节能的可持续发展,要制定相关财政资金使用计划,使可再生能源在应用能有充足的资金保证。要想实现可再生能源在建筑领域中的应用,要对其进行大力宣传和推广,提高人们的环保意识,充分利用相关媒体宣传教育,营造全民参与的积极氛围。
四、结束语
随着社会各方面的不断进步,人们对能源的需求也不断增大,公用建筑每年增加的速度越来越大,因此,如何实现可再生能源在建筑领域中的应用是一个新的研究方向。可再生能源种类有很多,在应用的过程中,使用者要结合当地的实际情况,因地制宜,选用合适的可再生能源应用方法,只有这样才能促进可再生能源的在建筑节能中的应用,缓解我国目前紧张的能源现状,促进社会主义的可持续发展。
参考文献:
[1] 韩建新,颜宏亮.21世纪建筑新技术论丛[M].上海:同济大学出版社2000:131-132
[2] 田蕾秦佑国 《可再生能源在建筑中的应用》
[3] 姚建勋、王刚,建筑节能中的太阳能利用,节能技术,V01.22No.124,2004.3