时间:2023-09-21 17:48:52
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Abstract: with the rapid development of economy and society, the new energy economy condition of the housing construction become the mainstream of the construction of the direction and the artistic pursuit, environmental protection to balance the various put forward higher request. In order to alleviate the resources in our country at present with rapid economic development, the conflict must adjust the housing construction structure of consumption, speed new energy of building energy efficiency technology study and research, according to the specific circumstances of the correct new energy building strategy plan, so as to reduce energy consumption, in provide to the people comfortable buildings environment while, save energy use. This paper aims to explore new energy economy from many under the conditions of existing in the construction of house of the error and problems, grasp the new energy in function in the construction of houses, so as to explore new energy economy in housing construction in the specific application way, better realize the construction of new energy and building harmonious development, obtain more economic and social benefits.
Key words: the new energy, the economic conditions, housing construction, design
中图分类号:TU2文献标识码:A 文章编号:
新能源是市场经济发展到一定阶段,为了更好地实现低消耗、节能的目的而实行的一种经济适用、节能减排、环保绿色的方式,运用到房屋建筑中来,就要从地基的选定、材料的运用、建筑施工的取材等各方面考虑新能源的使用,实现房屋建筑在新能源经济条件下更健康、节能。
1.建筑新能源技术在房屋建筑中存在的问题
1.1用于保温的护结构不合理目前我国用于保温的护结构设计有粘土空心砖护、混凝土小型空心砌块护、加气混凝土护、内保温复合护、夹心复合护以及外保温复合护。这些护结构设计各有各的优点,也各有各的不足之处,设计存在明显的不足,使建筑物的护全部或者部分在室外,建筑物的围护结构处于两个不同的温度环境中,温度的差异就会导致围护结构的不同变形[1]。
1.2高舒适度追求加剧能源的消耗随着经济的发展和人民生活水平的提高,对于居住环境的要求越来越严格,对于舒适度的要求越来越高,渴望得到恒温恒湿的居住环境,为了满足人们对于高舒适度的居住环境的要求,就需要消耗大量的能源来达到人们的目的,从而违背新能源建筑节能在房屋建筑领域的应用的目的。
1.3不合理建筑节能产品的滋生随着低能耗建筑节能等新能源技术的推广,很多产品应运而生,人们通过利用低能耗建筑节能理念来达到公司利益的最大化,却忽略了投入产出的比例,造成资源的浪费。在生产建筑节能产品的时候,产品的作用已经远远低于所消耗的资源,虽然从资金方面看,可利用的资源在资金使用上比较低,但是在一定程度影响了新能源的作用发挥。
2.新能源经济条件下房屋建筑的应用原理
2.1新能源节能技术的设计原则新能源在房屋建筑的应用首先尽量使用可再生能源,其次根据低能耗建筑节能住宅在技术组成上的分类和薄弱环节,在建筑节能设计上应该针对外墙、外窗和屋面作为重点来进行低能耗建筑节能设计,达到低能耗目的。条件满足之后就要充分考虑地域条件、气候因素和生活习惯、作息方式等,通过针对性的设计来考虑新能源的实际应用,达到高效率低造价的效果。
2.2新能源的经济技术组成新能源经济条件下的房屋建筑,可以从外墙系统、屋面系统和外窗系统三个方面来探究。新能源运用在在屋面上,主要控制的就是屋面的保温隔热和防水两个方面,通过控制屋面在保温隔热和防水两个方面的协调功能,使防水材料在保温的同时防水,主要措施为屋面绿化、坡屋面设计、采用架空通风屋面的改装等方式来达到屋面保温隔热效果;采取良好的气密性、保温隔热性、抗风性能等新能源,减少传热量、减少渗透量以及减少太阳的辐射实现新能源的有效利用[2]。
3. 低能耗建筑节能技术在工业建筑领域的应用
3.1建立建筑节能设计的整体观新能源在房屋建筑中应用非常广泛,节能住宅、低能耗住宅、被动太阳能住宅和零供暖住宅在许多地方推广。建筑节能设计是一个系统工程,需要工艺、建筑、结构、给排水、暖通、动力、电气、技术经济等专业的通力协作,在整体目标指导下各专业制定本专业的分目标及相应节能措施。各专业设计相互影响、扬长避短,既分工又合作,形成资源的最佳整合。譬如,在建筑这样一栋办公建筑大楼,其中基本建筑情况为条式幕墙建筑,建筑面积约17200,窗墙比分别为:南0.61,北0.46,东0.70,西0.66,天窗0.1。其中空调系统运行方式全年采暖空调能耗为0.59GJ/,人员逐时在室率,照明使用率,其它用电设备使用情况等都有具体的设计,当设计建筑外墙、屋面和外窗传热系数分别达到0.8W/•K、0.5W/•K和2.5W/•K,外窗遮阳系数达到0.6时,可满足公共建筑节能设计标准,在这样的基础上,制造详细的节能方案,就需要电力、机械、土木、工程建设、物理、化学等专业型人才汇集,通过智力资源的整合、全盘的综合考虑,节能构造设计如下:外墙采用XPS25+20空气层外挂石材外墙外保温系统;幕墙采用Low-E中空玻璃+断热铝合金窗框;屋面采用XPS25倒置式保温方式[3];天窗采用Low-E中空玻璃+断热铝合金窗框。这样的节能设置不是单单依靠某一个人的能力所及的,而是整体资源的优化,实现最大化的设计标准。因此,整体设计是节能设计的首选,那种不管项目设计的总体目标和本专业定位,盲目追求本专业的“最优”,各专业组合杂乱无章、其整体效果可想而知。
3.2全盘考虑精准化精打细算是实现资金最大化的有效方式,在房屋建筑的管理上,结合新能源的应用,建立精打细算的造价预算管理,做一个精算师。综合对房屋建筑工程项目全过程的成本预算,包括开工、施工、完工等各个阶段,制定可行的资源计划,对人力、设备、材料、能源、设施及其他各种资源等进行估算,包括初步项目成本估算、技术设计后的成本估算(预算)和详细设计的成本估算(最终估算)等几种不同精度的项目成本估算。尤其是对项目建设全过程的成本估算更要精准,对开工阶段编制预算、施工阶段落实预算、工程竣工阶段编制决算都有全盘的考虑,精确地估算项目总成本,并将其分摊到项目的各项具体活动和各个具体项目阶段上,通过造价预算实现成本管理。使用总预算确定的方法、进行预算分解和调整的方法、预算投入时间安排的方法及详细预算的方法,也可以使用计算机软件去进行这些工作。
3.2发展新能源房屋建筑新能源在房屋建筑上,主要以建筑为平台,兼备建筑设备,自动化及通信网络系统和各种智能服务设施的安全、高效、舒适、便利的建筑环境。体现着“人”与现代技术的结合。以“人”为核心、以科技为动力,利用自然、改造自然,使人生活得更舒适、安全、方便。不仅仅可为人们提供舒适、便利的环境,还具有可持续发展的节能功效[4]。例如在节能住宅方面,一般情况下至少有15cm厚的保温层,能源消耗为65kwh/a;低能耗住宅,一般情况下保温层厚度处于20~25cm之间,能源消耗不超过30kwh/a; 被动太阳能住宅,一般情况下保温层厚度在30cm以上,采暖能源消耗不超过15kwh/a;零供暖住宅,在被动房的基础上,通过可再生资源的利用,比如利用太阳能收集器来主动采集能力,达到零供暖的住宅。
4.结论
新能源技术在我国处于初始阶段,在房屋建筑领域推行新能源建筑节能技术仍然存在各种问题,譬如认识不够、观念不新、技术力度不够,各种相关政策还相对不完善,并且缺乏沟通交流的平台等不足之处随之显现。在以后的新能源建筑节能技术发展的道路上需要进一步完善,提高新能源经济条件下房屋建设的应用及推广。
【参考文献】
[1]马明辉;叶传海;冯峰;;尹崇华;;新能源经济的社会福利数学模型及分析;山东电力高等专科学校学报;2010年03期
[2]陶绶章;住宅建筑设计经济指标的评价;包头钢铁学院学报;1982年01期
[3]孟宪海;柏松建立全国统一的住宅设计建造标准对策分析;建筑经济;1998年第12期
关键词:我国;新能源经济;发展现状
中图分类号:F127;F224 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2017)009-0-01
S着经济的发展和社会的进步,人类对能源的使用也在不断升级,从原始的薪柴,到煤炭、油气等化石能源,再到风电、太阳能发电、生物质发电等新能源和可再生能源,能源始终是人类社会从低级阶段向高级阶段发展的助推力。能源对经济社会发展的贡献是毋庸置疑的,但是近年来显现出来的传统化石能源随着人类过度使用急剧减少、化石能源的开采、燃烧及冶炼对环境造成的污染等负面问题已经成为摆在世界各国面前亟待破解的课题。
一、我国新时期新能源经济发展现状
我国政府提出到2020年非化石能源消费总量比例达到15%、2030年达到20%。
一是我国新能源和可再生能源具有丰富的资源量。其中:水电技术开发量为6.6亿千瓦,到“十二五”末只开发了30%;风电技术开发量102亿千瓦,目前已开发量为1.5亿千瓦;截至2016年太阳能发电量662亿千瓦时,占储量的万分之0.16。从数据显示,我国可再生能源资源丰富,但目前开发程度低,具备广阔的发展前景。
二是我国新能源和可再生能源开发规模逐步扩大。水电方面,我国对于水电的整体布局,主要是西部地区对于水电新能源的利用较高,水电事业的发展为中国国民生产总值的提高带来较大影响,有力的促进了中国经济发展。到2016年,全国水电装机3.3亿千瓦,位居世界首位;风电方面,风力发电是新能源中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一,我国西北、西南、东北及沿海地区风资源都非常丰富,国家九大千万千瓦级风电基地大多分布在这些地区,2016年我国风电并网装机1.19亿千瓦,我国风电已经连续7年领跑全球;在光伏发电方面,中国已经拥有较为完全的光伏设备制造及光伏发电产业链,整个产业链中主要包括光伏发电开发系统与光伏组件等设备系统,该条产业链已经占领世界光伏市场。
三是我国新能源和可再生能源技术日趋成熟。水电方面,建成了世界上最高的300米及以上混凝土双曲拱坝。风电领域,1.2-5兆瓦风机已实现批量生产。在光伏领域,正在依托国家光伏领跑者基地,推动光伏产品先进性指标提升。由此看,我国水电、风电、光伏产业制造能力已经位居世界首位,成为制造强国。
二、对于新时期下我国新能源经济发展中存在的问题
(一)新能源经济产业发展的不够规范
基于产业发展不规范为企业的发展带来一定影响。企业较容易一哄而起,新能源的进入门槛较低,加之我国政府的鼓励政策多,这使得大批量的企业开始积极涌入新能源领域中,这其中掺杂着许多滥竽充数的企业,在市场中难免出现恶性竞争的现象或是低价竞争的现象,这使产品的质量被降低,影响到我国企业的自身形象。
(二)对于新能源经济产业的管理体制尚不完善
新能源经济发展方面管理制度上的缺失,严重阻碍着经济产业的发展,日益呈现出电网建设与新能源发展之间的不协调现象,不能够对新能源发展过程中增加的成本进行及时的传导工作,以及对于电网企业没有较为强制性的要求与监管,正是因为管理制度不够完善,导致在新能源经济的发展过程中出现发电设备被闲置的现象。加之风电具有的不稳定性,电源结构不佳等多方面的原因,造成新能源的浪费。
(三)新能源技术基础过于薄弱
对于新能源的发展而言,国内还未能全面掌握核心技术,部分装备的重点的构件还需要进口国外的构件,对于新能源的技术还不能够进行创新,导致这种情况的实际原因不外乎以下两点,首先,对于中国而言,把新能源科研力量主要分布在大学或是科研院所,缺乏专业的创新平台做新技术的研发工作。其次,中国企业的发展规模较小,没有相适应的研发能力,加之没有大型设备供应商,对于有经济规模的企业而言,他们的研究开发能力不足,与发达国家的研究开发不能够相提并论。
三、在未来发展过程中需要积极促进新能源经济建设
(一)对于新能源经济发展进行制度创新,并完善保障机制
为促进新能源经济建设需要为新能源的经济发展创造良好的环境,并制定与之协调的制度体系。可以通过以下几种方式对财政补贴制度进行完善,主要包括用户补贴,投资补贴等,缓解新能源经济产业中投资成本较高的情况,对于新能源经济发展的投资融资制度进行完善,积极争取风险投资资金对于新能源经济产业发展的支持力度,完善新能源的保障机制,促进其发展。
(二)对于新能源经济进行科学合理的规划统筹工作
我国需要大力对新能源资源进行评估调研,在做好统筹规划的工作,根据实际情况制定有地方特色的新能源产业的发展规划目标,合理分配好中国的能源,积极促进经济发展的新能源需要明确中国新能源的发展思路。
(三)重视新能源的研发工作,创新新技术
首先中国需要加大对于新能源技术的研发工作,使新能源技术能够为大规模生产提供支持;其次,积极引进先进的国外设备技术,基于引进的基础上经济做好创新工作,使其成为属于中国新能源技术;最后,在社会上建立技术创新平台,促进企业与科研院所之间的交流,以积极促进新能源科技成果的发展。
四、结语
发展新能源经济能够促进中国产业的发展,在资源与经济发展的方面而言,中国已进入推动新能源发展的成熟阶段,尽管在目前中国与国外之间新能源技术差距较大,但相信在社会各界的努力下新能源经济会成为推动中国经济的重要动力。
参考文献:
[1]陈航.新常态下我国新能源产业发展情况浅析[J].中国统计,2015(9):55-56.
关键词:节能减排;新能源;低碳经济;计量;
中图分类号:TE08 文献标识码:A 文章编号:
1、计量在低碳经济发展中发挥着重要的技术支撑作用
从各国低碳经济发展的经验来看,推动低碳经济发展的关键手段是技术进步与能源结构调整:在技术进步方面实现新能源与可再生能源的开发利用、碳储存、清洁生产与废弃物循环利用、环境保护等技术革命性突破;在能源结构调整方面普及节能技术,大规模发展利用可再生能源;低碳经济的实质就是降低能耗和减少污染物排放。这其中很多方面的技术和发展都离不开计量,主要可以归纳为以下几个方面:
1.1节能降耗、污染减排的前提和基础。企业开展节能管理、能源统计、能源利用状况分析必须建立在准确的用能计量数据基础上,离开这些计量数据,节能就无从谈起;只有科学、合理、准确的计量,才能为企业的能源管理和节能工作提供正确的指导方向。实现能源的准确计量,必须要合理配备、管理能源计量器具,在此基础上对能源计量数据进行统计分析,从而有效促进节能减排。
1.2计量是新能源产品研发、生产的重要基础。计量测试与原材料、工艺装备一起被视作现代工业生产的三大支柱。目前我国的新能源产业正在快速发展过程中,清洁煤技术、新能源汽车、智能电网、新能源规模发电被国家定为能源开发四大领域。新能源产业要实现健康快速发展,一方面,需要解决部分技术难关,如风电产业的核心零部件轴承、变流器、控制系统等的生产技术等等,另一方面,新能源产品的大规模工业化生产需要可靠的制造工艺流程、质量检测手段等提供质量保证。在这些方面,都需要工业企业具备扎实的计量检测技术手段和管理体系,为产品质量、安全防护、经营管理提供重要的基础保障,同时,也需要围绕新能源产业发展建设形成配套的公共计量检测平台,形成科学、可靠的量值传递体系,为产业快速发展助力。
1.3计量是评价能源利用状况、节能新技术节能效果的重要基础。提高能源利用效率、应用节能新技术是发展低碳经济的重要技术手段。这些技术的节能效果需要通过计量手段进行评价和测试,从而为能源利用状况、能源新技术推广提供科学、准确的量化结果。对企业单位产品能耗指标的检查考核,必须要在计量器具配齐配全、准确可靠的基础上,按照规定的方法对各用能单元、主要耗能设备和工序的实际用能量进行计量、统计和核算来实现。另外,随着社会的进步,公民法制意识、维权意识的增强,维护公平交易和合理用能的任务更加艰巨,水、电、暖、气及城镇建设各个领域的发展越来越离不开计量基础的支撑。
1.4计量是开展碳交易的重要基础。随着国际社会对“气候危机”的不断关注,国际碳排放交易市场规模的逐步扩大,按照《京都议定书》的规定,清洁发展机制(CDM)项目下的国际碳排放权交易已成为我国一些地方发展低碳经济,获取低碳发展技术的重要手段。碳交易的基础是对因消耗能源而产生的二氧化碳排放量的核算,必须利用计量手段准确定量计算能源的消耗量,从而推断出温室气体的排放量,目前发达国家也是通过建立能源资源消耗、污染物排放的第三方监测机制,通过计量测试手段满足低碳经济的需要。因此,打造坚实的计量基础是准确测算二氧化碳减排数量。
2、大力开展节能减排能源计量工作,为低碳经济发展打下坚实基础
结合节能工作实际,将能源计量作为质监部门落实科学发展观、推动节能减排的一项重要任务来抓,与节能、统计部门共同文件、形成合力,抓好突出重点工作,建立完善长效机制,强化企业主体意识,为促进节能降耗发挥作用。
2.1扎实开展节能降耗计量服务活动。成立节能降耗计量服务队,依法督促指导重点用能企业加强能源计量器具的配备和管理,完善计量管理制度,建立计量器具档案台账,并定期对器具进行检定,帮助企业解决计量技术难题,提高能源计量管理水平。
2.2引导企业加强计量数据统计分析,促进节能管理、提升节能效果。重点引导具备条件的企业从计量器具管理延伸到计量数据管理,鼓励企业采用先进的自动化管理系统,实现对计量器具数据的自动采集、统计、分析,充分发挥计量对企业管理的支撑作用。
2.3加快全省计量检定平台建设,提升能源计量技术支撑能力。以市场为导向,以工程计量为重点,以公正计量为载体(定位),通过技术机构和信息化网络两个平台,建立水、电、气、热、煤、油公正计量和节能计量两个体系,推动城市节能计量健康发展,为全省能源计量技术与管理需求提供全面解决方案。
2.4加强能源计量执法监督,建立督促整改机制。通过执法检查,一方面依法督促企业加大工作力度,另一方面根据监督检查结果发现能源计量工作存在的问题,改进下一步工作。
2.5积极推动重点用能企业加强计量检测能力建设,提高企业精细化管理水平。组织企业建立完善计量检测体系,推动企业加强计量工作的精细化管理,为提高产品的技术研发、生产工艺、质量检测水平提供重要的计量技术保障。
3、加强管理,提升能力,不断提高我省计量工作水平
低碳经济的不断发展,新能源产业、节能新技术的不断涌现,必将为我们的社会和生活带来巨大变化。全省质监部门顺应新形势和新趋势,以市场为导向,以工程计量为重点,以节能降耗为目的,改革创新,锐意进取,将我省计量工作提升到一个更高水平,实现更大发展。
3.1大力推动法律法规的贯彻落实,促使社会用能单位提高计量意识,积极主动加强能源计量管理。企业是节能减排的主体,深入扎实抓好企业的节能管理,必须从抓计量基础性工作入手。质监部门通过深入组织开展法律法规的贯彻落实活动,进一步强化重点用能企业、各类社会用能单位节能主体意识,依法加强能源计量、统计管理,提高能源计量器具的配备和管理水平,将能源计量与企业新建工程及节能技术改造工程紧密结合,积极借鉴先进企业的典型经验做法,加快计量信息化建设,建设能源计量自动化信息系统,充分发挥计量在促进企业节能减排中的基础作用。
3.2要进一步提升计量技术机构的工程计量服务能力,围绕低碳经济发展提供节能检测服务。随着国家大力推进低碳经济的发展,节能减排新技术、新能源的广泛应用,碳交易等新兴的节能减排手段日益普及,我省企业及社会各界对于节能检测的技术需求将迅速增长;同时,低碳经济的发展也要求政府更加及时、准确地掌握重点用能企业的能耗状况。
关键词:气候;低碳;经济;能源
Abstract: The so-called low carbon economy, refers to the concept of sustainable development under the guidance, through technological innovation, system innovation, the industrial transformation, new energy development and other means, as far as possible to reduce energy consumption high carbon coal oil, reduce greenhouse gas emissions, a form of economic development to achieve economic and social development and ecological environmental protection win-win the. This paper briefly the concept of low-carbon economy and the rise of new energy were analyzed briefly, and put forward the countermeasures of meaning and development of new energy under low carbon economy.
Keywords: climate; low carbon economy; energy;
中图分类号:TE0
引言
气候变化是21世纪人类共同面对的最大挑战和威胁,是经济和社会发展的主要制约因素。人类活动导致全球气候变化已是一个不争的事实,低碳经济正是基于气候变暖的基础上提出的一个新概念,它是指以低排放、低消耗、低污染为特征的经济发展模式,是从传统高能耗、高物耗、高排放的发展模式转向可持续发展模式的桥梁。低碳经济强调通过对实体经济的技术创新、组织创新以及发展模式的转型来减少对化石燃料的依赖, 以降低温室气体排放量, 适应和减缓地球气候变暖。低碳经济的实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP,核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。
一、低碳经济的提出及概念
低碳经济是在全球气候变暖对人类生存和发展的严峻挑战的大背景下提出的。“低碳经济”最早出现是在2003年英国能源白皮书《我们能源的未来:创建低碳经济》。英国意识到能源安全和气候变化的威胁, 预计按目前的消费模式2020年英国80%的能源都必须进口,同时气候变化的影响迫在眉睫。
2007 年12 月, 联合国气候变化大会制订了应对气候变化的巴厘岛路线图 , 要求发达国家在2020 年前将温室气体减排25%至40%。“巴厘岛路线图”对全球低碳经济进一步迈向具有里程碑的意义。联合国环境规划署将2008年“世界环境日”(6月5日)的主题定为“转变传统观念,推行低碳经济”。
低碳经济是一种以能源的清洁开发与高效利用为基础,以低能耗、低排放为基本经济特征,顺应可持续发展理念和控制温室气体排放要求的社会经济发展模式。低碳经济是新的经济发展形态,其本质就是可持续发展经济。低碳经济的核心是低碳产业、低碳能源、低碳技术和低碳消费,它是继农业革命、工业革命、信息革命之后,世界经济形态新出现的革命浪潮,即低碳革命。低碳经济已成为由工业文明向生态文明过渡的主要特征,成为未来社会经济发展和人民生活质量改善的主流模式。
低碳经济的实质是能源效率和清洁能源结构问题,其核心是能源技术创新和制度创新,目标是减缓气候变化和促进人类的可持续发展。因此,低碳经济指的是依靠技术创新和政策措施,建立一种较少排放温室气体的经济发展模式,以减缓气候变化。
低碳经济几乎涵盖了所有的产业的领域。著名学者林辉称之为“第五次全球产业浪潮”,并首次把低碳内涵延展为:低碳社会、低碳经济、低碳生产、低碳消费、低碳生活、低碳城市、低碳社区、低碳家庭,低碳旅游、低碳文化
二、低碳经济下新能源的崛起
近来,西方金融危机逐渐走出持续低迷的困境,在复杂多变的复苏状况下,人们普遍期待新的变局到来,而一场以新能源革命和低碳经济为主题的绿色浪潮正在席卷全球。从美国,到日本、欧洲各国,低碳经济和新能源战略是西方发达国家占领新的国际市场竞争制高点、主导全球价值链的新王牌。
经济金融危机使世界各国都受到了不同程度的打击,而低碳经济作为一个新的经济增长点会带来许多重大投资机会。特别是高能效的电力、交通、建筑、工业和绿色基础设施建设这五个方面。低碳经济涉及的行业和领域十分广泛,主要包括低碳产品、低碳技术、低碳能源的开发利用。在技术上,低碳经济则涉及电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等多个行业,以及在可再生能源及新能源、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、二氧化碳捕获与埋存等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术。在当今世界,作为新的经济增长点,不仅要对持续的经济增长有贡献,而且要对提高劳动就业和降低二氧化碳有重要贡献。
三、新能源的涵义
1、新能源的概念
所谓的新能源是指除传统矿石能源以外的其他能源形式,具有来源上的可再生性以及使用上的低污染性。上世纪50年代以来,世界各国都开始研究新能源,在风电、太阳能光伏与光热、生物质能发电、潮汐利用等方面取得了一定的成果,初步具备了产业化的条件。
2、.新能源的特点
能量密度较低,并且高度分散;资源丰富,可以再生;清洁干净,使用中几乎没有损害生态环境的污染物排放;太阳能、风能、潮汐能等资源具有间歇性和随机性;开发利用的技术难度大。
3、新能源的种类
联合国开发计划署(UNDP)把新能源和可再生能源分为三大类:①大中型水电;②新可再生能源,包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能和海洋能等;③传统生物能。我国新能源和可再生能源是指除常规化石能源和大中型水力发电及核裂变发电之外的生物质能,太阳能,风能、小水电、地热能和海洋能等一次能源以及氢能、燃料电池等二次能源
四、低碳经济理念下新能源开发利用的对策建议
1、经济结构和能源结构的转型
发展低碳经济,需要经济结构和能源结构的彻底转型。从经济结构上看,要转变现有的“高消耗、高排放、高污染”的经济体系,用低碳农业替代高碳农业,用低碳工业体系替代高碳工业体系,走“低消耗、低排放、低污染”的经济发展之路。从能源结构上看,要以可再生能源替代化石能源,构建新能源经济体系。大力发展清洁能源,着力提升可再生能源产业的快速发展,进一步淘汰小火电、小煤矿、小炼油等落后生产能力,提高资源利用效率和清洁化水平。
2、传统能源也要"绿化"
我国在哥本哈根会议上作出承诺,到2020年实现单位GDP二氧化碳排放量比2005年下降40%-45%。要实现这样的减排目标,不仅需要发展新能源产业,还要大力对传统化石能源进行节能减排,而且分析人士认为,后者潜力更大,而且需要付出的成本更低。据中电联的数据,截至2008年底,全国发电设备容量79253万千瓦,其中火电60132万千瓦,约占总容量的75.87%,风力、太阳能、生物质等"新能源"占比大约仅为7%。目前,我国的电源结构仍以火电为主,分析人士预计传统化石能源"节能减排"很有潜力。此外,我国工信部提出发展"战略性新兴产业",这意味着以新能源产业发展为由头,我国众多传统产业都有望进行结构调整和发展思路的转型。
3、从低碳经济到低碳社会
低碳发展之路固然应该重视发展低碳经济,构筑轻型的经济体系,但更重要的是还要构筑一个低碳社会,它涉及到社会生活的各个方面:
发展低碳交通。目前,发展低碳交通已经成为一种世界潮流,而公共交通是实现低碳交通的重要发展方向;构建低碳政府。中国政府在社会经济活动中扮演着极其重要的角色,政府不仅作为投资的主体形成国有资本,还作为消费的主体改善着公共服务的能力;发展低碳社区。社区是人们生活、居住的主要场所,其居民有共同的认同感。发展低碳社区,不仅非常必要,也具有可操作性;倡导低碳消费。
4、开发节能建筑
绿色建筑设计强调在人与自然协调发展的基本原则下,运用生态学原理和方法,协调人、建筑与自然环境间的关系,体现人、建筑环境与自然生态在“功能”方面的协调。绿色节能建筑应是立体环保工程,兼备节地、节水、节能、改善生态环境、减少环境污染、延长建筑物寿命等优点,体现可持续发展战略特点。绿色建筑的目标在于在建筑的整个寿命周期内最大限度地节约资源、减少污染、保护环境,其中节约资源包括节能、节地、节水、节材等多方面内容,以便为人们提供健康、适用和高效的空间。我国已设定了不同地区的民用建筑节能标准和全国商用和公共建筑节能标准。据统计,建材工业能耗占总能耗的10%左右,加上建筑本身需要消耗的钢材、木材和化工产品,估计建筑的间接能耗要占到总能耗的15%左右。
五、结论
我国经济快速增长,各项建设取得了巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境代价,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,群众对环境污染问题反应强烈。因此,发展低碳经济将对中国科技技术和新能源发展具有积极地促进作用,中国必将通过新能源的发展实现人民更加富裕,国家更加富强。
参考文献:
[1]]朱俊生 《可再生能源》 2003 第2期 - 万方数据
【关键词】新能源发电 特性 经济性 分析
伴随着人类的进步和经济的发展,地球上的能源逐渐消耗,能源的枯竭将带来人类灭绝的重大灾难,因此在科学技术不断进步的背景下,加强对新能源的开发和利用具有重要意义。近年来我国在发电过程中加强了对生物质能和太阳能等的应用,它们具有环境污染小、可再生和潜力大等特点,具有较高的研究和利用价值。发电过程中对于新能源的应用,体现出了季节性和随机性较强的特点。加强对其特性的研究有利于我国在未来的发展中研发更多技术,促使电压实现稳定。
1新能源发电的特性
1.1生物质能
该新能源具有三个发电机组,其中应用最广泛、效率最高的要属秸秆发电机组,另外还有垃圾和沼气发电机组。在秸秆发电机组当中,利用其直燃来进行发电,其技术相对简单,并且在进行生产的过程中没有二氧化碳的生成,可以实现零污染,这也是近年来我国秸秆直燃发电厂出现的主要原因[1]。
焚烧秸秆的锅炉不需要太大的容量,更不应该拥有较高的主蒸汽参数,只有这样才能够提高秸秆发电的能源利用率,并降低原料成本。同时在运用秸秆发电机组进行发电的过程中还可以充分运用热电联产,它能够促使秸秆焚烧过程中产生的热效率被提升,成本也能够得到更有效的降低。然而秸秆焚烧发电的方法更适宜在秸秆产量较大和能够实现集中供热的地区使用,要在充分考虑秸秆的焚烧和集中供热条件的基础之上来对秸秆焚烧发电进行统筹和规划,这样一来能够给秸秆焚烧发电提供更广阔的发展空间和机会。
现阶段我国在进行新能源发电项目的研究过程中,以实现电网友好型电源为基础,生物质能发电就是最好的方法,它具有较高的出力调节性能,能够有效的进行电网的调峰,能够同电网进行有效的匹配。同时值得注意的是生物质能发电的成本不受铁路和煤资源市场价格的影响,发展潜力巨大。
1.2太阳能
运用太阳能进行发电,主要是由光伏电站来进行,它不会对常规的能源进行消耗,同时还具有较高的环保特性。通常情况下,其运行应当以公网的现状为准,公网允许,则可以执行投运,接下来各个调度环节的运行应当以最大出力工况为基础,这样一来就能够将常规能源的消耗降到最低,而在特定的情况下,出力应当受到实际情况的限制。例如,在每天的七时到二十时,天气晴朗的状况下,光伏电站能够形成正弦半波的处理形状;如果是在多云的状态下,则这一出力将大大减小[2]。
2新能源发电的经济性分析
2.1新能源对电力系统经济运行带来的影响
电力系统的经济调度受到了系能源不确定出力的严重影响,其难度不断加大,电力设备的使用效率也降低了,这样一来电力系统要想实现稳定的供电则会在一定程度上增加成本。并且,为满足经济发展过程中对电能质量和可靠性的需求,电力系统增加了辅助,如深度调峰需要依靠的火电机组等,对单位范围内的能耗指标造成了严重的影响。
2.2经济性原则
各国在进行新能源开发的过程中,要想利用其进行发电,则应当考虑到不同能源具有不同的出力曲线、发电成本等特点。在利用新能源进行发电时要充分考虑到经济性原则,严格以新能源发电发展总量目标为中心,加强对太阳能、生物质能等新能源的技术经济性进行研究,为实现成本最低,结构最优的系能源发电做努力,逐步形成区域的合理布局[3]。
2.3净现值法
NPV即Net Present Value,净现值法。是对投资方案进行评价的一种有效手段。在这一手段当中,通过运用净现金投资量和净现金投资量的总现值进行计算而得出结论,并根据这一结果来对投资方案进行评价。
在新能源发电的经济性分析过程中,就可以充分运用这一手段,计算公式可以表示为:新能源未来报酬总现值-新能源建设投资总额=净现值。在这一公式当中,如果最终结果为正数,那么则说明该新能源的投资方案是非常可行的;相反的,一旦结果是负数,那么就说明该投资方案在某一方面还存在不足,不能够立即进行使用。通过该公式,还可以了解到计算所得净现值越大,该投资方案就越可行[4]。
应用该方法进行新能源经济性分析的过程中,需要注意这一方法既存在有点,也存在一些不足。其优点是首先,企业能够直接运用该工程所创造的现金流量。对比而言,很多人为的影响存在于利润当中,资本的预算中,其现金和利润是不同的;其次,所有的现金流量都存在于净现值当中,此时这种计算方法同其他计算方法相比是具有优势的。然而它的不足则表现在首先,过程中是很难确定资金的成本率的,如果现阶段的经济环境相对复杂,那么会使资金成本率的确定难度增大;其次,该方法是能够对投资项目的盈亏进行充分反映的,然而却无法决定单位所创造的效益状况。这种现象导致企业在进行投资的过程中会忽视那些收益不大的项目,而只将金钱应用到收益较大的项目当中。
3结语
在世界经济不断进步的背景下,能源的消耗现象严重,有些能源甚至已经枯竭,这引起了全世界各国人民的关注。在这种情况下,各国加强了对新能源的研究,希望通过技术手段对其加以充分的运用。近年来新能源得到有效开发并应用到发电当中,深入研究太阳能、生物质能和风能等新能源的特性,以及在发电过程中他们存在的经济性,对于指明新能源应用的研究的方向具有重要意义。通过净现值法能够充分进行新能源发电的经济性分析,有助于新能源得到更有效的应用。
参考文献:
[1]李盈.新再生能源发电的电气特性分析及其联合系统的优化设计[D].江苏科技大学,2010.
[2]祁成.生物质与太阳能辅助燃煤发电系统的经济性分析[D].华北电力大学,2012.
关键词:新形势 能源经济 可持续发展 策略
经济社会发展的必备物质基础就是能源,它与人们的生产和生活息息相关。随着新形势下经济全球化、城市化、工业化等进程的不断加快,经济发展越来越受到能源资源的约束。因此,促进能源经济的可持续发展是值得人们深入探究和实践的重要课题。
一、可持续发展与能源经济
可持续发展是新型的发展观,强调人口、经济、资源以及环境之间的协调发展。而能源资源是人们生存与发展的基础,跟经济联系密切,所以能源经济广泛涉及能源的各类产业经济,包括能产生能量的物质的生产、交换、分配、消费等经济活动。因此,能源经济的可持续发展不仅要满足经济发展需要,还不能损害人们赖以生存的环境,不可对人们的生命健康及生态带来不可挽回的破坏;不仅要满足当代人提出的能源需求,还不能对后代人满足自身能源需求的能力产生消极影响,更不能构成危害。换言之,能源经济的可持续发展不仅指对一次能源的开发、运输、加工、转化、分配、使用等,还需将经济、社会、生态等因素视为其重要的一个部分,保证实现人口、经济、能源、环境的协调发展。
二、新形势下能源经济可持续发展策略
(一)积极转变经济增长方式
由于长时间追求单纯的产品数量增加及经济增长,导致产品质量、经济效益等往往被忽视,形成效益低、投入高、消耗高的粗放型经济增长方式,且能耗高的产业一直占据较大比重,导致能源结构不合理,能源利用率低下,阻碍能源经济的可持续发展。所以应及时树立可持续发展观,积极转变经济增长方式,尽早形成节约型的产业体系。如加快发展三大高新技术产业,即生物工程、电子信息、新材料,通过清洁生产技术促进传统的轻工、化工、建材、机械、冶金等产业的改造与升级,突出污染小、消耗低、效益高的产品的发展。同时还需对传统的工业生产规模进行合理调控,确保其增长速度适中,在淘汰落后产能的基础上不断提高产业的集中程度,并积极制定、实施对发展资源节约型产业有利的政策,合理限制高污染、高耗水、高耗能产业的盲目发展,对那些不破坏生态环境、能减少资源消耗的高科技、高市场占有率的产业、产品等给予大力的扶持,有效提高高新技术产业在工业总产值中占据的比重,为实现能源经济可持续发展提供条件。
(二)坚持优化配置能源资源
市场经济不仅能促进经济发展,还能促进能源发展,具体表现为资源的配置与市场的调节、竞争等功能。而作为经济增长投入的一项重要要素,能源经济只有依靠市场机制才能实现优化配置,才能提高能源资源的利用效率,促进能源经济获得可持续发展[1]。优化配置能源资源涵盖两层意义:产出的能源要按照社会的实际需求来分配,要以合理的比例分配到各个生产与生活部门;将能源配置到利用率最高、成本最低的地方。而对市场调节来说,能源经济发展主要表现为能源价格信息的传递。能源经济要想在新形势下走市场化的发展道路,就需建立能充分反映市场供需情况的价格机制,通过良性市场竞争合理制定价格机制,促使相互独立的能源投资经营主体能跟不同需求的消费者之间形成一种风险、利益高度对称的内在机制,从而通过市场的能源价格变动来引导能源的生产和消费,以便双向调节能源的供需关系,优化配置能源资源,坚持提高利用能源的效率。
(三)合理构建能源开发结构
实现能源资源的合理开发是促进环境与资源协调发展、确保能源经济可持续发展等的基本出发点,这就要求在开发能源资源的过程中按照各区域资源与环境的承载能力及开发潜力,对当地未来的经济布局、人口分布、城镇化格局、国土利用等进行综合考虑,明确哪些区域可以开发或要优化开发,哪些区域不能开发或要限制开发,依据主体功能定位来规范能源资源的空间开发秩序,合理构建开发结构。一是能源资源的优化开发区域,即国土开发密度较高,环境与资源的承载能力逐渐减弱,只有及时改变以大量消耗资源、占用土地、排放污染物来实现经济增长,将质量与效益摆在首位,才能提升区域的竞争层次,促使能源资源继续成为当地发展经济的龙头;二是能源资源的重点开发区域,即区域的人口聚集、经济等条件较好、环境承载能力较强,需完善基础设施建设,改变投资环境,促进发展能源产业集群,加快区域的城镇化、工业化进程,承接禁止开发与限制开发区域的人口转移,确保能源经济能慢慢成为支撑整个区域经济发展的载体;三是能源资源的限制开发区域,即环境承载能力较弱、人口条件欠佳、经济大规模集聚的区域,只有适度开发、保护优先,因地制宜发展特色能源产业,加强对生态环境的保护与修复,才能引导人口有序转移,使其逐渐发展成为生态功能较强的重要区域,增加能源经济可持续发展的可能性。
(四)落实环境影响评价制度
环境影响评价指的就是通过评估经济政策、经济活动等对环境可能造成的破坏,及时提出相应的预防、遏制措施,其核心在于分析经济政策及经济活动方案,宗旨在于找出经济与环境协调发展的最佳方案,是有机结合经济发展与环境保护的主要途径[2]。所以在能源经济发展中应完善建立环境影响评价的监督机制,在实施能源经济重大发展项目时开展相应的环境影响论证、核查、审批等工作,同时依据社会、经济与生活的可持续性,通过分析、综合得出最佳的能源经济发展决策,并提出行之有效的能源经济与环境协调发展的预防改进措施。针对那些确定性不明显、代价及风险较大的能源经济项目应彻底杜绝,避免因决策失误导致能源资源、环境等遭受严重的破坏、污染,严格控制能源经济发展引发的环境问题,为实现能源经济可持续发展提供保障。
三、结语
虽然人类面临严重的能源危机,但经济发展与科技进步从未停止,只要人们能用智慧向自然界发起挑战,坚持走能源经济可持续发展之路,能源危机必将被成功化解,社会经济的发展也将继续下去。
参考文献:
[1]肖新辉.如何实现能源经济的可持续发展[J].现代经济信息,2014(17):385
关键词:新能源 经济可行性 船舶 核能 生物柴油 LNG
近年来,国际航运市场低迷,各大班轮公司艰难运作已成普遍现象,在“开源”难的市场下,“节流”就成了各大班轮公司目光集聚点。目前,船舶主要靠船舶柴油机提供动力,柴油机所消耗的石油能源占运营成本较大部分。此外,在环境日益恶化的今天,船舶作为重要污染源之一,每年向全球排放的氮氧化物气体占总体的30%。为确保航运产业的可持续发展,新能源的开发和利用已势在必行。本文除了对新能源技术在船舶上的应用做简单介绍外,还将对比研究几种新能源的经济特性,探究一种最经济的适用于船舶的新能源。
1.国内外研究现状
对于新能源的研究,学者们都有着自己的见解,胡健(2010)认为,新能源的运用不能降低船舶自身稳定性;能源供给必须做到持续、稳定和持久;新能源所能提供的船舶推进功率必须足够大。缪国平(2008)认为对于采用新兴能源的船舶,应认真剖析它的利弊得失和经济性,对于新能源,除了是否环保,还要从产业链的流程综合分析。袁成清等(2010)分析了船用太阳能光伏电池的应用模式和可行性跟船型相关度。王力(2010))对太阳能风帆的发展进行分析,指出太阳能风帆的发展己初见端倪。周盛等(2012)通过对核动力船舶进行经济性分析,得出核动力船舶可以在实现船舶高速化的情况下,核燃料消耗几乎不变。秦琦和杨军(2011)认为液化天然气(LNG))燃料与其他燃料相比最主要的优点是对环境的影响较小,排放量最小,但是需要有特定的船型和港口设施配备。通过对以上参考文献阅读和整理,可以明显的看出研究者对于各类新能源有一定的研究,但是对于各种新能源的综合比较较少,对于其经济性分析几乎没有。本文就是对于各种新能源进行比较并分析其经济性。
2.船舶新能源现状2.1核能
核能是人类最具希望的未来能源。目前,人们开发核能的途径有两条:一是重元素的裂变,如铀的裂变;二是轻元素的聚变,如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术,已得到实际性的应用;而轻元素聚变技术,也正在积极研制之中。
核能在效率和环保上优势明显,铀是高能量的核燃料,1千克铀可供利用的能量相当于燃烧2050吨优质煤。核能不像化石燃料那样排放大量的污染物质,因此核能发电不会造成空气污染。
2.2太阳能
太阳能是纯天然、零污染的环保性可再生能源。近来,太阳能民用领域——光伏产业正逐步家用化,如太阳能发电装置、太阳能热水器等,在这方面中国很多企业已经掌握了世界领先技术。
2.3生物燃油
生物燃料是作为替代柴油的能源而出现的,以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油,通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油完全满足作为船舶动力使用,且具有较高品质。在欧洲的实验表明,其动力性能与普通柴油无任何区别。此外,检测结果表明,采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲2号标准,甚至满足欧洲3号排放标准。由于生物柴油的优良环保特性,目前在欧洲生产该生物柴油可享受到政府的税收政策优惠,其零售价低于普通柴油。
2.4液化天然气(LNG)
天然气作为清洁能源越来越受到青睐,很多国家都将LNG列为首选燃料。液化天然气正以每年约12%的高速增长,成为全球增长最迅猛的能源行业之一。LNG作为船舶的燃料动力也成为未来航运产业发展的关键因素,各国船公司也已对LNG动力船进行应用和开发。LNG液化天然气目前是全世界增长速度最快的一种优质清洁燃料。它具有易储存、运输效率高、杂质含量少、燃烧清洁高效、气价低、经济效益好等优点。由于LNG组分较纯,燃烧完全,燃烧后生成二氧化碳和水,所以它是很好的清洁燃料,有利于保护环境,减少城市污染。
3.新能源经济性对比
在船舶大型化趋势下,本文以9200TEU集装箱船为目标船型,寿期25年,具体参数见表3.1。以新旧能源提供的能量守恒为原则,保持发动机61.7MW下运行时为条件,对各类新能源进行综合分析。
本文选用9200TEU集装箱船,主机功率61.7MW,航行天数300天/年,日耗油180。假设该集装箱船挂靠东亚港口,进行跨太平洋航线定期服务,每航次在海上航行30天,挂靠港口12天,每年完成8.7个航次,船舶以经济航速22.5kn运行。
船舶动力装置投资费用普通商船主机约占船舶总造价的16%,大型集装箱船主机所占比例更低。普通燃油集装箱船动力推进装置及相关设备价格约为1500万美元。
3.1核能
核动力集装箱船核动力装置投资按每KW投资费用计算,根据相关资料,集装箱船核动力装置投资每KW约为2500美元。因此,功率为61.7MW的集装箱船核动力装置投资费用约为15425万美元。本文的核燃料价格不考虑乏燃料后处理。1kg富集度为16.5%的核燃料单价为8086美元。
核燃料消耗量主要与压水堆的输出功率,铀燃耗深度,热效率以及运行的天数有关,计算公式和详细过程可参见文献《2020年前我国核燃料循环情景初步研究》。并转换成61.7MW时的数值,见表3.2。
此外,核动力船在实现船舶高速化的情况下,核燃料消耗几乎不变。相比之下,普通燃油船舶若航速增加,油耗将大幅上涨。由此可见,随着国际石油价格的飞涨,以及国际对节能减排要求的不断提高,核动力船舶具有巨大优势。3.2太阳能
船舶大型化趋势下,以太阳能电池板作为新型能源是不可行的。
太阳能板可适合于小型船舶如游艇,或者辅助应用于船舶的生活用电。一是光电转化率很低,只有16%左右,目前最高效率的为26%;二是因为效率低,因此需要很大面积;三是光照指数变化很大,导致供给不稳定、不持久;四是供给功率小,无法作为主动力;五是成本高昂,经济性差,面板的制作本身就是高耗能、高污染的过程。
据资料表明,目前光电转换效率低,每平方米太阳能板产生120~150W的电,而9200teu的集装箱船功率为61668kw,故最少需要61668000/150=411120平方米,远远大于该船最大横截面(该船船长337m,型宽45.6m),故不可行。
3.3生物柴油
生物柴油的价格主要的原料取得成本、制造费用、添加剂成本、运输成本等。生物柴油价格=原料取得成本+制造费用+添加剂成本+运输成本+中间商收益。
同时由于船舶柴油机燃用重油,成本很低。所以生物柴油可以直接应用于船舶主机,除了像车用一样需要改动喷油器及增大喷油压力外,还需加装加热降粘设备,这在船上已有现成的设备。所以其设备配置成本几乎可以忽略不计。
这里特别指出我们这里所指的原料是所有生物柴油中成本最便宜的废弃油脂,如果使用产油作物则成本将大大提高。前提是原油价格是100美元/桶。原料取得成本5061元/吨,添加剂成本147元/吨,制造费用795元/吨,运输成本100元/吨,中间商收益1593元/吨。
3.4 LNG
前提条件:船舶主机采用柴油-LNG双燃料发动机,起动和停车工况下采用柴油燃料,正常运行时采用适量柴油引燃天然气-空气混合气体工作的方式。
在发动机运行稳定,正常运行时发动机的天然气替代率达到70%以上,具有显著的经济性(节约燃油成本20%左右,误差3%)和良好的环保性能,有助于促进环境保护建设,节能减排,改善环境质量。
这里我们以一艘3100吨级LNG双燃料动力船:715KW,投资200万人民币为例。根据假设所需能量守恒,故以等比例放大,并且等比放大的情况下会造成投资费用估值偏大。见表3.5。
3.5比较分析
综合比较各新能源,因投资建设费用越大产能的维修费用越大,结合新能源的环保性和经济性,故建议发展核能和LNG液化天然气船舶作为新能源。特别是LNG新能源,这个将是未来一段时间最可行、经济的新能源。
4.总结
虽然这些新能源已经在船舶方面有所应用,但受一些能源自身性质原因及船舶技术的限制,无法在短期内取代常规燃料。
太阳能虽然不能提供远洋船舶的运营所需能量,但可以对船舶的日常生活进行供电,也可以起到节约成本的效果。
由于对核燃料使用后的核废料也还缺乏妥善处理办法。所以,目前核动力装置还没有被民用船舶所采用。
最经济可行的LNG也存在着一些问题。首先,LNG是-162.5℃的低温液化气体,所以LNG除了具有和原油相似的危险性外,还有着其特殊的低温危险性。其次,由于其是低温液体,对其储存条件不仅需要可以控制温度还需要有强大的抗压能力,若处置不当会导致大量的天然气释放到空气中。改建现有船队和LNG储存基础设施缺乏是目前面临的主要问题,大部分港口LNG补给设施不配套,此外,LNG燃料船的续航能力还较弱。
综上,今后我们应加大技术投入,积极扩展多种能源的综合应用,并在政策上给予新能源优惠,促进新能源的开发利用。
参考文献:
[1]胡健.船舶替代能源的发展与展望分析[J]. 上海船舶研究设计院,2005,(4) .
[2]缪国平等.以科学发展观指导船型设计和优化[J].上海造船,2008,(2).
[3]黄朝明.船舶风帆助航的试验研究[M].大连海事大学,2008.
[4]袁成清等.船用太阳能电池可靠性分析[J]. 船海工程,2010,(6) .
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[8]胡以怀等.生物柴油在船用发动机上的应用探讨[J].中国航海,2010,(3) .
随着我国汽车产销量突破1800万辆,成为世界最大的汽车产销国,私人交通的便利与国家能源之间的矛盾更加突出。2011年,我国交通用油呈持续快速上升趋势,石油进口量迅速增长,原油对外依存度超过55%(已超过美国的53.5%)[1]。另外,受资源环境约束,汽车行业的减排压力仍将持续增加。在这一背景下,我国把新能源汽车列为国家战略新兴产业之一,主要发展方向确定为插电式混合动力汽车(Plug-inHybridElectricVehicle,简称PHEV)和纯电动汽车(BatteryElectricVehicles,简称BEV)。同时,在国家新能源汽车发展规划草案中提出,计划到2020年,新能源汽车产业化程度和市场规模达到全球第一,其中新能源汽车保有量达到500万辆;以混合动力汽车(HybridElectricVehicle,简称HEV)为代表的节能汽车年销量达到世界第一[2]。然而,由于新能源汽车整车及电池成本难以下降,新能源汽车的市场表现一直“叫好不叫座”。对此,丰田汽车技术部长表示,让消费者接受新能源汽车,必须注重其经济效用。而从经济性看,如果燃料能减少到一定程度,对消费者会是比较有吸引力的。近年来,随着电池技术的不断发展,车用动力蓄电池已经由低存储能量密度的镍氢电池替代为锂离子电池,例如,日本的丰田普锐斯(Prius)混合动力汽车曾使用镍氢电池作为动力电池,配置容量约为1.3kWh。目前,新能源汽车已经开始使用能量效率更高的锂离子电池,2012年即将上市的日本丰田公司插电式混合动力电动汽车就是使用4.4kWh的锂离子电池作为动力电池。我国著名的汽车企业比亚迪公司多年来一直专注于电池储能以及基于磷酸铁锂电池的电动汽车研发,相继推出了双模电动车及纯电动汽车,引领着我国电动车行业的发展。比亚迪公司凭借电池领域的技术积累,在增加电动汽车续驶里程、提高经济性方面表现突出,为我国新能源汽车广泛推广奠定了基础。新能源汽车的经济性是消费者做出购买决策的最重要因素之一。因而,分析新能源汽车与传统燃油汽车的经济性对比,有重要的现实意义。目前的文献中,大部分是将传统燃油汽车与纯电动汽车的全生命周期成本进行了分析。消费成本是基于电价与油价不变的状态下进行计算的,因而,无法综合评价在资源、能源约束下,新能源汽车较传统燃油汽车的经济性。针对上述问题,本文首先考虑了汽油价格与电价的变化因素;其次,在将传统燃油汽车与纯电动汽车消费成本进行比较的基础上,结合插电式混合动力汽车的成本分析,建立了插电式混合动力汽车成本计算模型。另外,以国产新能源汽车-比亚迪车型为分析对象进行经济性对比分析,更具有现实意义。
1新能源汽车的类型及行驶特点
1.1新能源汽车的类型
新能源汽车是指采用非常规的汽车燃料作为动力来源,综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。根据动力源的不同,新能源汽车主要分为3种:混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车(FuelCellVehicle,简称FCV)。除此之外,新能源汽车还包括氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等各类别产品。混合动力汽车按发动机和电机功率比的大小可分为轻度混合、中度混合和重度混合动力汽车。日本本田公司的Insight轻度混合动力汽车,实现了35km/L的低油耗和80g/km的低CO2排放量[3]。全球销量超300万辆的丰田Prius混合动力汽车,排放水平也已经达到了SULEV(超低排放水平)的标准,而且,综合油耗只有5.1L/100km,仅为同等排量内燃机汽车的2/3[4]。重度混合动力车型,一般情况下电机的峰值功率和总功率的比值大于30%,比起轻度混合、中度混合两种车型来,重度混合动力车在减少二氧化碳排放量和节油方面效果更明显。重度混合动力汽车燃油消耗量比同等效能的汽油发动机节省约30%~40%;而二氧化碳排放量减少则高达30%。因此,在纯电动车技术及配套设施完全成熟之前,混合动力汽车将是汽车节能减排的主要手段,尤其是重度混合动力汽车技术能够将节能减排工作落到实处。目前,我国重点发展的电动汽车主要包括插电式混合动力电动汽车和纯电动汽车。纯电动汽车指主要依靠蓄电池提供动力运行的电动车,需要配套的充电环境与蓄电池。与传统的燃油汽车相比,电动汽车在能效、排放和经济性上有较大的优势。由于电动汽车不用燃烧汽油、柴油等燃料,因而,在行驶过程中几乎是“零污染”,相对城市环境而言属于零排放清洁汽车。考虑充电电源结构,纯电动汽车的减排潜力大约为13%~68%。同时,纯电动汽车可以节省石油资源并提高能源效率,其能源利用效率比传统燃油高出46%以上,但存在一次充电后续驶里程较短等问题[5]。插电式混合动力电动汽车可以直接由外接电源充电(可以使用家用电源插座,例110V/220V电源),并且在行进过程中可以对混合动力系统中的储能电池充电。插电式混合动力汽车具有电动汽车的全部优点,例如低排放、低噪音、高能效等。而且,插电式混合动力汽车的续驶里程是纯电动汽车的10倍左右(纯电动汽车一次充电后的行驶里程大约为160km,插电式混合动力汽车的行驶里程为1600km以上)[6]。相比传统的混合动力汽车,插电式混合动力电动汽车不仅降低了有害气体、温室气体的排放,还提高了燃油经济性和动力性能。因而,插电式混合动力汽车的市场接受度可能相对高于纯电动汽车。燃料电池汽车也是电动汽车的一种,其电池能量是通过氢气、甲醇等化学反应产生电流而获得的。燃料电池车辆的能效比内燃机高2~3倍,而且全程无污染,因此,从能源利用和环境保护方面,燃料电池汽车是一种理想的车辆。清华大学牵头自主研发的燃料电池城市客车在北京2008年奥运期间以及在奥运之后在北京开展了为期1年的商业化载客运行,并成功完成了3万km的公交示范运行[7]。燃料电池汽车虽然存在成本及燃料供应的问题,但是由于其具有较好的新能源优越性,因此它仍将成为未来全球汽车行业的研究方向。
1.2新能源汽车的行驶特点
如表1所示,混合动力汽车、插电式混合动力电动汽车、纯电动汽车都需要依靠电动机驱动行驶。其中,混合动力汽车和插电式混合动力汽车需要两种动力来驱动,而纯电动汽车只需电池驱动。混合动力汽车采用内燃机和电动机两种动力,将内燃机与储能器件通过先进控制系统相结合,提供车辆行驶所需要的动力。两种动力系统可以使混合动力汽车续驶里程更长;电池单独驱动时,还可实现“零”排放。插电式混合动力汽车的运行模式大致可分为电量消耗模式、电量保持模式、常规充电模式(图1)。各模式之间可以根据功率需求和电池的荷电状态(StateofCharge,简称SOC)进行无缝切换。插电式混合动力汽车是由混合动力汽车进化而来的,但是传统混合动力汽车以内燃机为主,电动为辅,而插电式混合动力车是以电动为主,在电池电力耗至使用临界点,无法及时充电时才以内燃机为辅。混合动力汽车采用内燃机和电动机两种动力,将内燃机与储能器件通过先进控制系统相结合,提供车辆行驶所需要的动力。两种动力系统可以使混合动力汽车续驶里程更长;电池单独驱动时,还可实现“零”排放。插电式混合动力汽车的运行模式大致可分为电量消耗模式、电量保持模式、常规充电模式(图1)。各模式之间可以根据功率需求和电池的荷电状态(StateofCharge,简称SOC)进行无缝切换。插电式混合动力汽车是由混合动力汽车进化而来的,但是传统混合动力汽车以内燃机为主,电动为辅,而插电式混合动力车是以电动为主,在电池电力耗至使用临界点,无法及时充电时才以内燃机为辅。
2新能源汽车的经济效果分析
本文以比亚迪燃油车F3、双模电动车F3DM(插电式混合动力汽车)、纯电动汽车E6为分析对象,研究未来10年,新能源汽车与传统燃油车购买成本与运行成本比较;试图考虑未来10年期间油价变化、电价变化等因素,分析传统燃油汽车与新能源汽车的总成本变化趋势及经济效果。
2.1模型建立
前面已对各类型新能源汽车行驶原理做了简单介绍,燃油汽车和纯电动汽车只需依靠燃油驱动或电池驱动即可。而混合动力汽车和插电式混合动力汽车具有燃油驱动、电驱动、油电混合驱动等多种运行模式,计算其油电成本相对复杂。因此,本文为计算插电式混合动力汽车的行驶成本,提出了下列各成本计算模型。(1)PHEV的年耗电成本计算模型假设每天对PHEV充电1次(在PHEV的纯电动模式下比亚迪F3DM的1天最大行驶公里数为60~100km),基于年均行驶公里数、电池容量以及电价,纯电动模式下的年耗电成本可基于下式(1)计算:式中:Cyearelec为纯电动模式下的年耗电成本,元;Dyearelec为1年中纯电动模式下的等效行驶天数,d;Myearelec为整车年均行驶公里数,km;MdayBEV为纯电动模式下1天行驶公里数(取值应小于或等于PHEV在纯电动模式下可续航里程),km;Pelec为电价,元/kWh;EbatBEV为MdayBEV所对应的电池使用电量。(2)PHEV的年耗油成本计算模型基于上述假设以及年均行驶公里数、燃油价格,混合电动模式下的年耗油成本可基于式(2),(3)计算。即,根据PHEV的行驶原理,①当日平均行驶里程小于或等于纯电动模式下1天可行驶公里数时,PHEV的年耗油成本为0;②当日平均行驶里程大于纯电动模式下1天可行驶公里数时,PHEV将启动油电混合动力模式,以保证正常行驶路况需要。此时,基于下式(3)确定PHEV的年耗油成本。(3)PHEV的年耗油电成本计算模型结合上述,PHEV的年耗油成本计算模型和年耗电成本计算模型,本论文基于式(4)确定PHEV的年耗油电成
2.2电价与油价计算方法
计算未来10年(2012~2021年)燃油汽车与新能源汽车的燃料成本时,首先需对未来10年年平均燃油价格与电价进行预测。关于未来10年电价情况,本文依据中国电力企业联合会的《电力工业“十二五”规划研究报告》进行计算。报告中指出,当前平均电价约为0.6元/kWh,未来10年中国电价年均增长3%[8]。关于未来10年汽油价格,本文依据国际油价走势和我国近10年平均汽油价格数据进行计算。目前,我国成品油价格主要取决于国际原油价格的变化。而国际油价主要取决于对原油的需求变化、美元指数的涨跌、债务危机、地缘政治与天气等多种影响因素的变化。但是,无论影响因素怎样变化,油价总体将呈上升趋势。国际能源署(IEA)署长田中伸男曾在第2届全球智库峰会上表示,由于需求的增长速度可能会超过生产的速度,因而,今后10~20年国际油价将持续攀升。而且,国际能源署还警告说,由于对石油生产投资不足,国际油价可能很快(在2015年)升至创纪录的每桶150美元[9]。在这一背景下,本文以近10年我国平均汽油价格为基数,进行油价趋势的回归分析与预测(图2)。分析得出2021年汽油价格约为12.93元/L,而当前93#汽油价格约为7.65元/L。
2.3比亚迪ICEV,PHEV及BEV的参数配置
本文以国产汽车-比亚迪传统燃油汽车与新能源汽车为研究对象,其参数配置如表2所示。比亚迪F3(2009款1.6智能白金版自动挡)燃油汽车排量为1.6L,价格为8.08万元;比亚迪双模电动车F3DM低碳版系插电式混合动力汽车,排量仅为1.0L,16.98万元是厂商指导价(补贴前价格);而比亚迪纯电动汽车E6的厂家指导价格为36.98万元(补贴前价格),由于电池容量为60kWh,汽车重量达2295kg。
3结果分析
本文分别计算了年均行驶里程为1.5万、3万、4万km时,传统燃料汽车与新能源汽车10年期的使用总成本(根据北京交通发展研究中心的数据,北京私人小汽车年均行驶里程约为1.5万km。公车年均行驶里程为3万~4万km)。同时,本文还对新能源汽车政府补贴前后的经济性进行了比较。根据补贴办法,纯电动车每辆最高补贴6万元;插电式混合动力汽车每辆最高补贴5万元;1.6L及以下节能车补贴3000元。深圳市政府还宣布,在国家为插电式混合动力车每辆最高补贴5万、纯电动车每辆最高补贴6万元的基础上,为两类车型分别最高追加3万元和6万元补贴,即最高可获8万元和12万元补贴。另外,国家还出台了对新能源汽车减免车船税等措施,未来也可能收取碳税,这都将增加新能源汽车的经济性,但本文在比较中只考虑实际补贴的部分。
3.1案例1
案例1中,首先,探讨并对比分析了比亚迪F3燃油汽车和比亚迪F3DM的成本计算结果。图3为年平均行驶里程1.5万km、且无政府补贴时的两种车型经济性比较结果图。如图3所示,不考虑政府补贴时,由于传统燃油汽车(InternalCombustionEngineVehicle,简称ICEV)的购买成本较低,一直保持着较高的经济性,而随着使用年限的增多,燃料成本逐渐增加,2020年时,ICEV的“购买+使用”的总成本与PHEV持平。也就是说,年均行驶1.5万km的消费者以当前市场价格购买ICEV和PHEV,2020年时方能体现出PHEV的相对经济优势。但是,如果考虑目前我国对新能源汽车购买补贴金额(即国家对PHEV补贴5万元/辆),4年之后(即2016年)PHEV的经济性便会显现出来。图4、图5显示了年均行驶里程分别为3万km和4万km时,ICEV与PHEV的经济性比较结果。如图4所示,年均行驶里程越多,PHEV越能体现其相对经济性。不考虑国家补贴的情况,年均行驶3,4万km的消费者,到2016年PHEV便可体现其经济性;而对于年均行驶1.5万km的消费者,到2020年才会体现相对经济性(图3)。如果考虑国家补贴,对于年均行驶3万km的消费者,购买PHEV不到两年便可体会带来的相对经济性;而对于年均行驶4万km的消费者,购买第1年便可体会其经济性(补贴5万后,F3DM价格为89800元,与ICEV的价格相近)。对于纯电动汽车,虽然行驶过程中无需耗油成本且电价相对低廉,但是,由于最初的购买成本较高,因此,相对经济性并不明显。在年均行驶1.5万km时,即使购买补贴达到12万元(按照深圳市对购买新能源汽车的补贴办法计算,PHEV补贴8万元、BEV补贴12万元),成本依然很高。而在年均行驶里程达到3万km,且购买补助达到12万元时,到2018年,BEV对ICEV的相对经济性才可体现出来。图6为年平均行驶里程达到4万km并考虑政府补贴时3种车型的经济性比较。如图6所示,2018年以前,传统燃油汽车与新能源汽车的经济性比较结果为PHEV>ICEV>BEV;而车辆使用年限超过7年后,BEV的经济性要优于ICEV。因此,通过数据与图表分析发现,对于年均行驶里程较多,并且可享受国家补贴的车辆消费者来说,PHEV是非常有吸引力的。而且,一些地方政府为促进新能源汽车推广,实施高额补贴政策。这些举措将增加电动汽车的市场需求。其中,PHEV将会越来越多地被私人家用汽车市场所接受,并逐渐替代传统燃油汽车。而电动汽车虽然具有节能减排的优点,但是,如果不降低电池及整车成本,被消费者接受还需要一个发展过程。
3.2案例2
在案例2中,集中探讨不同电池容量配比下的比亚迪E6纯电动汽车的经济性比较结果。如前面所述,比亚迪E6的车载电池容量约为60kWh,电池充满状态下可行驶300km。而对于一般家庭用私人轿车而言,每天行驶里程通常不足300km,且不超过60km的较多。因而,如果消费者可以根据自身需求,对车载动力电池容量进行选择,那么不仅可以提高纯电动车的经济性,还可以实现车辆轻量化。目前,锂离子电池价格约为4.5元/Wh[10]。表3为以4.5元/Wh的电池价格所计算的不同电池配比下的车辆成本。如表3所示,减少车载电池容量,可使购车成本下降。如果日平均行驶里程在100km以内,可以选购电池容量搭载较低的电动汽车。例如选择车载电池容量为20kWh的纯电动汽车,不仅可满足100km行驶需求,车辆价格也相对降低。因而,可大大提高纯电动汽车的经济性以及利用率。
4结论
通过对比亚迪ICEV,PHEV,BEV等3种代表性车型进行经济性比较和分析,结果表明,电动汽车运行成本远低于燃油汽车,但根据燃油价格变化以及政府补贴与否,电动汽车总成本可能会高于燃油汽车。
(1)新能源汽车的经济性在行驶里程多的情况下,更为显著,尤其是PHEV,即使在没有政府补贴的情况下,依然有较高的相对经济性。在年均行驶里程为1.5万km时,2020年时,ICEV与PHEV的总成本持平,PHEV运行10年的总成本略低于ICEV;而在年均行驶里程达到3万~4万km的情况下,2016年,PHEV对比ICEV的相对经济性便可体现,因而,对于消费者而言,有较大的吸引力。目前,在我国电动汽车市场呈现有效需求规模不足的情况下,有必要以汽车利用率高、行驶里程多的消费群为切入点进行推广、普及。
关键词:新能源 再生能源 可持续发展 产业规划
经济全球化带来的是能源的紧缺。随着世界经济和社会的迅速发展,人类对能源的需求量急剧增加,可以说人类从来没有像现在这样对能源有这么大的依靠度。常规能源价格节节攀升,使新能源成为世界关注的焦点,出于战略的考虑,各国会越来越重视新能源行业的发展,无论从政策还是资金上都会加大对其的扶持力度。可以预见的是,依赖科技的发展,太阳能、风能等替代能源和新能源行业将获得良好发展机遇。
1、新型能源的利弊分析
1.1 核能
在新能源开发中比较现实的是核能,它将逐渐发展成为新世纪的一种重要能源。我们可以预测在不久的将来,核聚变能可能成为核能新秀。利用核裂变,人们已经通过反应堆加以人工控制,实现了原子能发电。要使核聚变释放出的巨大的能量转变为电能,即实现核聚变发电。也必须对核聚变实行人工控制,使其按照人们的需要有的序地进行,这就是受控核聚变。核能发电具有很多优点:不会造成空气污染,不会加重温室效应,核能发电所需要的原料铀储量丰富提炼成本低。但同时也存在问题:资源利用率低,核废料成为危害生物圈的潜在因素,处理技术不完善,核电建设投资费用大,风险较高
1.2 风能
风能未来将会取得非常迅速的发展,全球风能产业的前景相当乐观,各国政府不断出台的可再生能源鼓励政策,将为该产业未来几年的迅速发展提供巨大动力。风能具有可再生、永不枯竭、无污染等特点,综合社会效益高。但尽管在理想条件下,虽然风能利用的成本比较低,但仍高于化石燃料,风能受地形、气候、风力的变化影响较大,连续性较差,转换效率较低,技术还不够成熟。所以风能的发展也值得期待。
1.3 水能
水能是一种可再生能源,是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源;狭义的水能资源指河流的水能资源。水能资源最显著的特点是可再生、无污染,它是常规能源。开发水能对江河的综合治理和综合利用具有积极作用,对促进国民经济发展,改善能源消费结构,缓解由于消耗煤炭、石油资源所带来的环境污染有重要意义,因此世界各国都把开发水能放在能源发展战略的优先地位。人们目前最易开发和利用的比较成熟的水能也是河流能源。水能主要用于水力发电,其优点是成本低、可连续再生、无污染。缺点是分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制大。
1.4 氢能
氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,越来越多的国家开始将开发氢能列为重要的新能源项目,开发高效率、低成本生产氢的工艺。氢能被认为具有长期利用的潜力,具有高温高能,热能集中,可再生,来源广泛,应用范围广的刚有点,但也存在几个问题。首先,氢不是一种能源来源,在自然界不能自由存在;氢必须从石油、天然气或水等其它物质中分离出来,成本比较昂贵;氢的分离也要消耗能量,从水中分离氢则能耗更高;与等量的石油相比,氢的热值也较低。第三,氢既不容易储存,也没有相关设施来生产、运输和销售氢燃料。氢燃料利用各环节的安全性也值得关注。
2、能源技术发展状况及市场分析
新能源和可再生能源是一类新兴技术,其产品也具有新技术产品特点,即技术上处于不同发展阶段,商品化程度不高,市场发育不成熟,大多数产品未形成规范的市场与价格体系。
目前,一些技术如太阳热水器、地热采暖等,已较成熟并具有获利能力和相应的市场,形成了初步的产业基础。
2.1 太阳能热利用
太阳热水器是太阳能热利用产业发展的主要内容之一。太阳热水器经过近二十年的研究和开发,其技术已趋成熟,是目前我国新能源和可再生能源行业中最具发展潜力的产品之一。太阳热水器使用范围也将逐步由提供生活用热水向商业用和工农业生产用热水方向发展。太阳能热利用与建筑一体化技术的发展使得太阳能热水供应、空调、采暖工程成本逐渐降低,也将是太阳热水器潜在的巨大市场。
2.2 太阳光电转换技术
太阳光电转换技术中太阳电池的生产和光伏发电系统的应用水平不断提高。在我国已能商品化生产的单晶硅、非晶硅太阳电池的效率分别为12~13%和4~6%,多晶硅太阳电池也有少量的中试生产,效率为10~12%。目前,太阳电池已经不再局限于作为小功率电源使用,已扩展到通信、交通、石油、农村电气化以及民用等各个不同的应用领域,每年的市场增长率高于20%。预计到2015年,估计生产成本将下降50%,从而为太阳光伏发电系统大规模应用创造良好的市场前景。
2.3 并网风电技术
并网风电技术发展迅速,但需加速设备国产化进程。我国小型风力发电技术已经比较成熟。我国能够自行研制和开发容量从100瓦到10千瓦共约10个风力发电机组品种,累计保有量超过了1.7万千瓦。与国外同类型机组相比,具有启动风速低、低速发电性好、限速可靠、运行平稳等优点,而且成本低,价格便宜。但在外观质量、叶片材料的应用和制作工艺水平上以及在较大容量的离网型机组的生产制造技术方面,还存在一定差距。小型风力发电以及风/光、风/柴等互补供电技术的主要市场在于它能够为我国广大无电和缺少常规能源的地区解决生活和生产用电。