加快可再生能源应用建设低碳宜居城市

2012-11-05刘玉伟刘虹伯刘永慧

山西建筑 2012年14期

刘玉伟刘鑫刘虹伯刘永慧

(1.太原理工大学建筑与土木工程学院，山西太原 030024;2.太原市住房和城乡建设委员会，山西太原 030009;3.太原市委党校中青班课题组，山西太原 030002;4.太原市建筑节能管理中心，山西太原 030009;5.华南理工大学广州学院土木工程学院，广东广州 510800)

太原市作为国家能源重化工基地，多年来形成了以煤炭为主的用能结构。近年来，随着城市化进程加快，建筑用能需求急剧增长与结构单一的能源供给之间的矛盾日益突出，制约了太原市建设一流现代宜居省会城市的步伐。可再生能源作为传统能源的有益补充，无污染、零排放、不枯竭的特性，非常适合在建筑中推广应用。加快在建筑中推广应用可再生能源，是太原市实现节能减排目标，建设一流现代低碳宜居城市的基本要求，是解决传统能源短缺的有效途径，是实现建筑用能结构由单一向多元化转变，保障城市用能安全的重要举措。

1 基本情况

1.1 太原市可再生能源资源情况

太原市可再生能源资源丰富，太阳能、地热能、工业余热、生物质能等分布广泛，具有较高的应用价值。年太阳辐射总量为5 442.8 MJ/m2～5 652.18 MJ/m2，属全国高照率范畴;年产城市污水2亿m3，日均54万m3，水温约为14℃ ～16℃;地热田为中低温地热田，以层状热储为主，兼有裂隙带状分布特点，尤其是位于市中心的亲贤地垒区地热资源更为丰富，是最适宜开采和开采条件最经济的地区。相关分析见图1，表1～表3(摘自《太原市可再生能源资源评估报告》)。

表1 太原市各区发展土壤源热泵的适宜性分析

1.2 目前太原市可再生能源建筑应用情况

2009年，太原市从全国众多竞争者中脱颖而出，正式被列入全国首批可再生能源建筑应用示范城市，获得中央8 000万元财政奖励补助资金。几年来，通过不断加强组织领导，注重机制体制创新，初步建立了“政府引导、市场运作、多方参与”的社会需求机制，形成了污水源、浅层水源、土壤源、深层高温水源“四轮驱动”的地源热泵应用技术及太阳能光电、光热与建筑一体化、工业余热利用的可再生能源综合开发利用的发展格局。太原市可再生能源建筑应用形式比例见图2。

图1 太原市各区年太阳辐射量分布

表2 太原市平原各区发展地下水源热泵的适宜性分析

表3 太原市各分区地热田热能储量

图2 太原市可再生能源建筑应用形式比例环形图

截止2011年，太原市已建成可再生能源建筑应用项目36个174.69万m2，在建可再生能源建筑应用工程项目27个351.7万m2，合计63个项目526.39万m2。其中6个国家级示范项目已全部竣工，通过住建部验收。这些示范项目涵盖了新建建筑(公建、居建)、既有建筑节能改造等多种建筑类别，分布在太原市6个主城区，形成了全面推进可再生能源建筑应用的良好格局(见表4)。经测算，已建成的174.69万m2建筑与非节能传统供热建筑相比，年可实现节约采暖能耗2.36万t标准煤，减排二氧化碳约5.90 万 t，减排二氧化硫 0.047 万 t，减排粉尘颗粒 0.035 万 t，在生态宜居城市和一流省会城市建设中的地位和作用日益凸显。

2 太原市建筑中应用可再生能源的效益分析

2.1 可再生能源应用初投资

太原市可再生能源热泵系统应用的投资额，不包含末端成本，每平方米造价约为130元。目前，太原市的供热管网入网费为60元/m2，如果使用热泵技术，初投资比集中供热增加70元/m2。

2.2 可再生能源运行费用

使用可再生能源的建筑，太阳能热水单机系统基本无运行费用;热泵技术运行费用主要为热泵机组电力费用和日常的基本维护费用等，依据对一些项目的监测数据，太原市的热泵系统居住建筑运行费用为3元/(m2·月)。目前太原市的供热价格标准:热电联产集中供热居民热价按使用面积3.6元/(m2·月);非居民按建筑面积7.5元/(m2·月)。区域燃煤锅炉供热价格标准:居民热价按使用面积3.6元/(m2·月);非居民按建筑面积7.5 元/(m2·月)。

表4 国家级可再生能源示范项目

2.3 可再生能源投资回收期

根据太原市对可再生能源利用的相关政策，太原市可再生能源在建筑中的利用增量成本投资回收期计算如下:

太原市政府对可再生能源技术应用的补贴幅度不同，根据所应用的技术，补贴从35元～50元不等，居住建筑的增量成本投资回收期为6年～11年;公共建筑的增量成本投资回收期，由于还有夏季制冷等，一般小于7年。

3 太原市可再生能源建筑应用发展中的不足

太原市作为山西省综改试验区龙头，正面临着传统资源枯竭，新型产业没有形成;城市化进程加快，城市承载力不能适应的转型发展时期。在可再生能源建筑应用方面，主要存在:

1)与其他一些先进省市相比，特别是与欧洲同纬度发达国家和地区相比，资源利用还比较粗放，科研技术力量较薄弱，设备本地化生产率低;2)政府经济性引导力度还稍显欠缺;3)规模化效应不明显。

4 政策建议及前景

4.1 政策建议

对标方知落后，落后必须赶超，赶超就要转型就要跨越，不转型无法跨越，不跨越难以转型。加快可再生能源应用，促进城市能源结构调整、产业升级，建设低碳宜居城市需要加强以下几方面:1)加强政策研究，建立适合太原市经济社会实际情况的可再生能源应用政策体系，开辟绿色通道，真正落实鼓励政策和资金支持;2)加强体制机制研究，建立以政府的导向作用和市场的经济法则为基础，注重运用合同能源管理市场经济手段的社会需求体系;3)加强可再生能源应用管理研究，建立建筑能耗统计、能源审计、能效公示体系，实行能耗超额加价制度，降低能源消耗;4)加强可再生能源应用技术(产品)研究，建立自主创新、成果转化及高新技术产业支撑体系，带动新型工业化城市的建设。

4.2 经济和社会效益前景

建筑物的使用寿命一般约为50年，热泵机组的使用寿命现在可以达到10万h，使用可再生能源的建筑在其寿命内至少有25年的收益期。如果能够进一步在太原市加快推广可再生能源建筑应用，经过测算，按照太原市可再生能源的资源状况，可以实现2 000万m2应用面积，约占可替代目前太原市集中供热面积的1/3。与传统供热相比，收益期内可节约费用约12 000万元，减少标煤燃烧675万t，减少二氧化硫排放13.5万 t，减少粉尘污染10.25万t，减少二氧化碳排放约1 687.5万t。分析图见图3。