【正文】 較低，熱源目前的節(jié)能潛力在 15%～ 20%。我國70%以上的采暖建筑采用 集中供熱 方式，由于系統(tǒng)本身的問題導(dǎo)致末端冷熱不均和熱 源難以隨氣溫的變化及時調(diào)節(jié)，從而使系統(tǒng)損失的熱量高達(dá) 30%。 這使得冬季采暖需要熱量較之高出 2～ 3 倍。一是圍護結(jié)構(gòu) 保溫 不良 ， 國內(nèi)絕大多數(shù)采暖地區(qū)維護結(jié)構(gòu)的熱功能都比氣候相近的發(fā)達(dá)國家差許多。 Page 17 of 48 我國建筑節(jié)能水平遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家，以與北京氣候條件相近的德國為例， 1984 年前建筑采暖能耗標(biāo)準(zhǔn)和北京目前水平差不多，每平方米每年消耗 至 公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，但到了 20xx 年，德國的這一數(shù)字卻降低至每平方米 至 公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，其建筑能耗降低至原有的 1/3 左右，而北京卻一直是 公斤。 我國城鄉(xiāng)民用建筑總面積約為 400 億 平方米 ，能源消耗狀況可分 4 類進行分析。其中，北方城鎮(zhèn)建筑采暖和農(nóng)村生活用煤約為 億噸標(biāo)煤／年，占我國 20xx 年煤產(chǎn)量的 ％；建筑用電和其它類型的建筑用能（炊事、照明、家電、生活熱水等）折合為電力，總計約為 5500 億度／年，占全國社會終端電耗的 27％～ 29％。我只討論城鄉(xiāng) 民用建筑 （包括 居住建筑 和 公共建筑 ）使用過程中的能源消耗及相關(guān)節(jié)能問題。 廣義上的建筑能耗包括建筑運行使用能耗和建材生產(chǎn)與建筑建造過程的能耗，但由于兩者屬于不同領(lǐng)域的問題，節(jié)能的重點和技術(shù)措施也有不同，下面僅討 論建筑運行使用能耗。 在我國 從建筑能耗在社會綜合能耗比例來看， 1992 年為 15%，目前已達(dá)到 %， 2020 年將會增加到 40%，再加上原材料運輸和損耗等，建筑能耗可能高達(dá) 50%；我國現(xiàn)有超過 400 億平方米的高耗能建筑，不但對常規(guī)能源依賴性巨大，而且隱含著難以估計的能源浪費 。而在今后 50 年的建筑設(shè)計和建造中，還將有大量的建筑維系著過去 5000 年的模式，因此，探索建筑的可持續(xù)發(fā)展模式已成為建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。 在資源方面，全球 50%的土地、礦石、 木材 資源被用于建筑； 45%的能源被用于建筑的供暖、照明 、通風(fēng)， 5%的能源用于其設(shè)備的制造；40%的水資源被用于建筑的維護， 16%的水資源用于建筑的建造； 60%的良田被用于建筑開發(fā)； 70%的木制品被用于建筑。 3） 建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 隨著人類社會的進步，建筑以越來越豐富多變的形態(tài)與社會經(jīng)濟活動相結(jié)合。 因此 在 談到 具體的應(yīng)用環(huán)節(jié) ， 也并不能一味的追求提高太陽能的集熱溫度，而忽視了收益總量。 可見 太陽能集熱 在集熱總量和保證熱源溫度方面存在 一定的 矛盾。 談到太陽能中溫集熱產(chǎn)品，設(shè)計人員將更多的 精力放在了如何升高太陽能集熱系統(tǒng)的工作溫度上，第一思路就是增加反射聚焦裝置 ，還要安裝自動跟蹤系統(tǒng) 。 顯然針對上述 溫度 要求，太陽能 低溫集熱產(chǎn)品本身是不具備能力的。現(xiàn)有產(chǎn)品的性能就無法 滿足 使用要求了。 能獲得多少太陽能都是收益，如果熱水達(dá)不到使用溫度可以啟動輔助熱源來補足。 盡管當(dāng)前的太陽能光熱產(chǎn)品市場正在飛速成長，但是 以上談到的太陽能 低溫 集熱產(chǎn)品都是針對生活熱水而設(shè)計的。正是 在諸多技術(shù)進步 的推動下，太陽能光熱產(chǎn)業(yè)在國際國內(nèi)市場上均取得了飛速的發(fā)展。 而近些年來真空管集熱產(chǎn)品性能的逐步提高則是其內(nèi)管吸熱表面的選擇性吸收涂層的進一步研究開發(fā)的明證。 在 過去的二十年甚至更長的時間里， 國內(nèi) 太陽能 Page 15 of 48 光熱產(chǎn)業(yè) 面向主流市場 的 低溫集熱 產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)都是針對 前 兩點或其中之一進行的。 太陽能光熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在，其技術(shù)的核心環(huán)節(jié) 有 三 點。目前國內(nèi)使用最多的是熱管式真空管，主要是做高級的承壓式熱水器。 金屬真空管區(qū)別于 全玻璃真空管的是：單層玻璃、金屬吸熱體。由于玻璃本身抗擊冷熱沖擊的能力較差，所以用戶在使用時應(yīng)當(dāng)特別注意上水時間，以防炸裂。外管是透明的玻璃管；內(nèi)管內(nèi)部走水，外壁是吸收涂層，將光能轉(zhuǎn)換為熱能；內(nèi)外層之間真空。 因此這類集熱 器在南方還有一定市場，在北方的冬季時分，它的熱效率明顯不如真空管集熱器和熱管集熱器。目前在歐美和我國的南方地區(qū)，大都使用平板集熱器 。 平板集熱器的特點是采光面積大，壽命長。 目前比較成熟的太陽能集熱產(chǎn)品有平板型太陽能集熱器、真空管太陽能集熱器及熱管式太陽能集熱器。 Page 14 of 48 我國太陽能 光熱產(chǎn)業(yè)主要以低溫應(yīng)用技術(shù)為主， 目標(biāo)市場只能集中在生活熱水和 工業(yè)用低溫?zé)崴??；局皇堑蜏靥柲芗療嵩慕M裝。由于所得到的熱源溫度低，這類技術(shù)主要面向民用生活熱水或工業(yè)用低溫?zé)崴I(lǐng)域。當(dāng)前 ，國內(nèi)的太陽能光熱產(chǎn)品只集中在太陽能熱水市場上， 這對太陽能產(chǎn)業(yè)來說充其量也就是春意盎然， 但 已經(jīng)引 社會 起多方關(guān)注 ； 明天性能更加優(yōu)越的中溫太陽能集熱產(chǎn)品在建筑節(jié)能市場上的全面展開時， 才是太陽能光熱產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的新時代。 當(dāng)然問題背后便是存在著巨大的發(fā)展機遇和廣闊的市場前景。 槽式線聚焦太陽能集熱器 中溫太陽能集熱技 術(shù)目前在國外應(yīng)用也比較多，但大部分都用于工業(yè)用熱，民用市場并沒有很好的成長空間。 為了保證太陽能集熱系統(tǒng)能夠達(dá)到設(shè)計運行溫度，系統(tǒng)也必須具有集熱組件和反射聚焦組件。 太陽能中溫利用技術(shù) ， 要求 實現(xiàn)集熱器空曬溫度達(dá)到 200～ 300℃ ，正常工作溫度100～ 180℃ ， 同時 集熱效率 仍能 保持在 50%以上。對民營企業(yè)來說，開發(fā)的技術(shù)經(jīng)濟性比較差。 因此 項目只適合地廣人稀且太陽能充足的 個別 地區(qū)。因此開展太陽能高溫吸熱蓄熱技術(shù)研究一方面具有重要的戰(zhàn)略意義，另一方面對于高溫傳熱學(xué)的發(fā)展也具有重要的學(xué)術(shù)價值。歐美均制定了龐大的太陽能高溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)開發(fā)計劃，目前投入了大量的人力物力開發(fā)太陽能高溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)。而且要求太陽能反射聚焦組件具有太陽能跟蹤的功能。利用太陽能進行熱發(fā) 電的能量轉(zhuǎn)換過程，首先是將太陽輻射轉(zhuǎn)換為熱能，然后是將熱能轉(zhuǎn)換為機械能，最后是將機械能轉(zhuǎn)換為電能。 太陽能熱發(fā)電就是利用聚光集熱器把太陽能聚集起來，將某種工質(zhì)加熱到數(shù)百攝氏度的高溫，然后以過熱交換器產(chǎn)生高溫高壓的過熱蒸汽，驅(qū)動汽輪機并帶到發(fā)電機發(fā)電。 Page 12 of 48 太陽能高溫?zé)崂?技術(shù) ， 要求實現(xiàn) 集熱器空曬溫度可達(dá) 400～ 600℃ ，正常工作溫度200～ 400℃ 。 2） 太陽能光熱產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 針對太陽能光熱轉(zhuǎn)換產(chǎn)品，目前國際國內(nèi)市場 仍處于不成熟的階段。 要想在更長的時間里支撐人類社會文明的可持續(xù)發(fā)展，我們還是要開發(fā)更多的新能源來滿足社會的能耗需求。 據(jù)有關(guān)資料顯示，中國現(xiàn)已探明天然氣地質(zhì)儲量 萬億m3，在世界天然氣總量中不足 3%。 我國能源發(fā)展 “ 十一五 ” 規(guī)劃提出，天然氣占一次能源消費總量的比例將在5年內(nèi)提高 2． 5 個百分點，到 20xx 年達(dá)到 5． 3％。 20xx 年中國天然氣產(chǎn)量保持穩(wěn)定增長態(tài)勢，全年產(chǎn)量達(dá)到 356 億 M3，創(chuàng)歷史最高紀(jì)錄。但在世界各國天然氣產(chǎn)量的排名中，由于阿聯(lián)酋的產(chǎn)量猛增，中國從第 15 位降至第 16 位。 20xx 年中國天然氣產(chǎn)量達(dá) 億 M3，較上年有大幅增長，增幅達(dá) 11%。西氣東輸、 川氣東送以及引進俄羅斯天然氣等世紀(jì)工程顯示了天然氣這一具有優(yōu)質(zhì)、潔凈和環(huán)保等特點的重要能源，正受到中國政府前所未有的高度重視。 序號 國家 20xx 年探明儲量 20xx 年探明儲量 增減 % 1 俄羅斯 2 伊朗 3 卡塔爾 4 沙特阿拉伯 5 美國 6 阿布扎比 7 尼日利亞 8 阿爾及利亞 9 委內(nèi)瑞拉 10 伊拉克 11 哈薩克斯坦 12 土庫曼斯坦 13 印度尼西亞 14 挪威 15 中國 16 馬來西亞 Page 11 of 48 17 烏茲別克斯坦 18 埃及 19 加拿大 20 科威特 近年來我國天然氣消費一直在飛速發(fā)展。 以下是全球天然氣儲量前 20 為的國家。天然氣其主要成分是甲烷，是一種無色無味無毒、熱值高、燃燒穩(wěn)定、潔凈環(huán)保的優(yōu)質(zhì)能源，熱值為 8500 大卡 /米 3。 C、天然氣消費 相對 來說天然氣是一種比較清潔，而且儲量豐富的化石能源。 正因如此，過分 依賴 石油的經(jīng)濟模式具有重大的能源安全隱患。 這 種非常態(tài)的石油價格變化一方面是人為的投機行為造成的，但更重要的還是因為全球性的 對石油的 剛性需求 造成的。 20xx 年是國際原油市場大幅波動的一年，油價走勢跌宕起伏。 同時隨著全球性的能源短缺越來越明顯，石油產(chǎn)品的價格則日益高漲。 20xx 年，我國共消耗原油 億噸，比上年增長了 %。 b、石油消費 為了滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的需要，同時盡可能的 減小能耗造成的污染。 煤炭燃燒所造成的污染問題已經(jīng)成為中國 社會 經(jīng)濟 可持續(xù) 發(fā)展 無可回避的重大問題。 但是我國能源消費過分依賴煤炭 也正是我國面對高能耗，高污染難題的癥結(jié)所在。 a、煤炭消費 至今為止， 煤炭 仍舊是我國能源消耗的主要形式。中國可再生能源中，水能 居世界第一位；太陽能居世界第二位；潮汐能、地?zé)崮堋L(fēng)能和核能都很豐富，但利用率極其低下，均不及發(fā)達(dá)國家的一半。中國的石 Page 9 of 48 油資源量為 930 億 t，天然氣的資源量為 380000 億 m3，現(xiàn)已探明的石油和天然氣可采儲量只占資源量的 20％和 6％，僅夠開采幾十年。 中國能源供求量表（ 199220xx） 單位：萬 tce（噸標(biāo)準(zhǔn)煤） 20xx 年中國人均石油可采儲量為 2． 6t，人均天然氣可采儲量為 1074m3，人均煤炭可采儲量為 90t，分別為世界平均值 的 11． 1％、 4． 3％和 55． 4%。 20xx 年，我國有 21 個地區(qū)先后出現(xiàn)拉閘限電的情況，電力短缺已經(jīng)從局部地區(qū)的夏季高峰期或枯水期電力短缺轉(zhuǎn)變?yōu)槿瓿掷m(xù)性和隨機性的電力短缺，能源一度吃緊，給居民生活和工業(yè)生產(chǎn)帶來了很大的不便。自 1993 年中國成為石油凈進口國之后，中國的石油對外依存度從 1995 年的 7． 6％增長至 20xx 年的 33． 8％，預(yù)計到 2020 年，石油進口量至少將達(dá)到 2． 2億 t左右，對外依存度將接近 60％。但是隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和能源供給資源的相對有限，能源供給和需求之間的缺口逐漸拉大，差距最高曾達(dá)到 23309 萬 t 標(biāo)準(zhǔn)煤 (見 下 表 )。 從供應(yīng)角度看， 中國的能源總儲量居世界第三位，但人口占世界總?cè)丝诘?20％以上，人均能源可采儲量和人均能源消費量均 低于世界平均水平，能源供給相對短缺。亞洲需求將增加三倍，從每天 300 億立方英尺左右增加到 900 億立方英尺，與北美相當(dāng)。但到 2030 年北美生產(chǎn)預(yù)計下降，從每天接近 800 億立方英尺降為 600 億立方英尺。絕大多數(shù)剩余儲藏為中東和俄羅斯所有。他們堅信增加會發(fā)生 。 到 20xx 年，石油輸出國組織國家生產(chǎn)量占世界生產(chǎn)量的大部分份額，非輸出國石油生產(chǎn)國次之。石油和天然氣需求占世界能源需求的 60％，與現(xiàn)在的比例相同。 ?？松梨谟媱澆恐魅嗡蛊ち炙痉Q，到 2030 年能源需求將增長為每天 3034 億桶石油等價物。 當(dāng)前，全球的能耗總量已經(jīng) 達(dá)到一個 歷史高峰。 在發(fā)展低碳經(jīng)濟的大背景下，人類如何調(diào)整自身的生活及經(jīng)濟行為以適應(yīng)低能耗低污染的社會發(fā)展模式。第三，人類目前的文明形態(tài)向后化石能源時代過渡的研究，人類大歷史形態(tài)的相互過渡是一個特殊形式，并且是一個相對較長的歷史時期。對這個時代的研究可以從以下幾個方面進行：第一， 大力發(fā)展以太陽能為代表的新能源利用技術(shù)， 探尋 多 種不同能源形式條件下，人類社會 能源 Page 7 of 48 消費 特性所確定的人類社會的自然特性，以及以此為基礎(chǔ)所構(gòu)架的人類社會。 后化石能源時代的大格局是什么樣的架構(gòu)，目前是難以確定的。何去何從這不單是國家精 英需要面對的問題，也是每一個普通老百姓都將面對的事。但可以肯定地說，人類未來是不可能持續(xù)化石能源時代的，按現(xiàn)在的化石能源使用速度，化石能源時代快則 30到 50 年就會基本結(jié)束，最長也很難超過 100 年。 后化石能源時代，是從能量特性方面對未來社會的定性。 照此 趨勢， 人類文明的命運 就將毀在自己揮霍無度的雙手里。她將是世界上因為溫室效應(yīng)而被海水淹沒的第一個國家。 全球的氣候變化也正在一步步侵蝕我們的家園。在釋放能量的同時，將不可避免的要產(chǎn)生二氧化碳。那么接下來，人類文明的發(fā)展和延續(xù)將依靠什么？這是個非常嚴(yán)峻的問題。相對我們今天數(shù)百年的消耗時間來說，這些能源基本就是不可再生能源。首先，人類社會的各項經(jīng)濟活動的規(guī)模空前龐大，它正在以不可估量的速度透支著地球上的化石能源。 但是人類工業(yè)文明在進入二十一世紀(jì)以后，遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。產(chǎn)品的多樣化得到充分實現(xiàn)。城市化擴展了 5 到 10倍，人均利用的財富量增長了 10 倍以上?；茉吹睦昧? Page 6 of 48 超過植物能源的利用量，在發(fā)達(dá)國家達(dá)到 10 倍以上，人類創(chuàng)造財富所需要的能量幾乎都來自于化石能源。城市得以建立，社會分工得到較大發(fā)展，能量的提供還得以讓一部分人解脫出來，專門研究思想、文化、制度、技術(shù)和教育的機構(gòu)與機制因此得以建立，人類社會的進步得到飛速發(fā)展。人類文明因此得到了飛躍發(fā)展。