基于低碳教育视角的校园运动发电设施的市场应用与前景

江珑婧　容嘉裕

摘 要：低碳教育是低碳经济与低碳社会建设的重要举措，在校园内引入并应用校园运动发电设施可以较好的培养学生的低碳意识和低碳行为。运动发电设施兼具低碳生产与低碳生活的典型特征，可以充分发挥其运动健身与低碳教育示范的本质属性，在校园内具备良好的市场发展前景和运用空间。

关键词：运动发电；低碳教育；校园；市场运用

1 绪论

随着国家全民健身计划的广泛推进，无论是城市还是农村校园，各种户内户外的健身器械被广泛运用，全民健身运动在全国大中小学校园内广泛流行。而与此同时，随着技术的进步和低碳经济的快速推进，各种具备发电功能的人体运动设施开始在世界各地的健身房出现，通过人体运动发电并给人们提供日常的基本用电需求成为了一种现实可能。[1]近十年来，具备运动发电功能的各种健身器械在日常生活中开始广泛运用，运动发电不仅可以满足运动器械自身的用电需求，还可以满足健身运动者们的基本用电需求，如手机、笔记本电脑的充电、无线上网、照明等。[2]然而，人体运动所产生的能量总归是有限的，因而通过人体运动发电不可能产生具大的经济效益，而其教育意义却是远大于经济意义。因此，为了更好的推进低碳教育，尤其是中小学的低碳教育，在校园内广泛运用运动发电设施，并结合知识教育和低碳教育，实现低碳教育与运动健身的有机结合，具有重要的现实意义和运用价值。

2 运动发电设施的市场运用现状与困境

2.1 运动发电设施的市场运用现状

经过十余年的发展，运动设施发电技术已经初步形成了一套成熟的体系，运动健身发电设施的运用也开始在国内大城市的公共运动场所、健身房、大学实验室等逐渐展开，已经可以实现发电、储能和小额用电设备供电。[3.5]目前国内对运动发电设施的市场运用主要集中在以下几个方面。

个人或家庭消费使用。随着体育锻炼人群的增加，越来越多的消费者愿意在自家居住空间内配置一定数量的锻炼设施，而具备发电功能的运动设施则成为了家庭消费的一种新时尚。[4]以天猫双十一为例，2016年和2017年，双十一天猫跑步机的单日销售量均在10万台以上，而自发电式的家用跑步机销量也在1万台左右。

商业运用。具备自发电功能的商用健身器材在全球很多国家和地区普遍运用，早在2007年，世界各地的健身房就开始研究并运用具备发电功能的健身器械，其中位于香港的加州健身就是世界上率先采用人体运动发电健身器械的单位之一。[1]自发电式的健身器械不仅可以实现健身器械自己的用电需求，减少能源消耗成本，还可以满足运动者在跑步机上充电、运动游戏、照明等个性化的用电需求。[6]以一个健身房每天15台跑步机运行为例，每天跑步机工作10小时的用电量约为250度以上，而采用自发电式的跑步机无疑可为健身房节省大量能源成本，也饯行了低碳健身、节能减排的政策方针。

政府公共设施与教育设施运用。具备发电功能的运动设施作为政府公共设施或者教育设施运用主要集中在政府公共场所、市民体育场馆、和居委会社区等，一方面作为城市居民健身使用，另一方面作为低碳的宣传教育之用。纵然当前国内运用这样的运动发电设施的政府公共场所还不多见，但在一线大城市也逐渐开始推广运用。如在广州多个地铁站，等车的乘客可在站台骑上具备发电功能的健身單车，运动所产生的能量可用于点亮站台黄色安全线，也可为手机充电，富余电量还可用于站台装置的夜间照明等。

2.2 运动发电设施的市场运用困境

成本收益困境。固然运动发电设施具备良好的节能减排效果，但是如果从成本收益计算，仍然不是一个很划算或者赚钱的生意。以一台美国进口的自发电跑步机为例，自发电和外用电跑步机的市场售价的价差约为5.6万元，而一台跑步机每年的潜在最大发电量约为1万千瓦时，假定电费为0.6元/千万时，一年可节省电费6000元，则跑步机利用自身发电的回收期为10年。因而纯粹从经济的角度去购买自发电的跑步机并不能带来较高的经济价值和利润。而即使科技进步，自发电的运动健身器械的市场售价大幅下降，人体运动的能量转化率能达到90%以上，受人体动能不足的限制，运动发电健身器械从其自身发电所带来的收益仍然不会很大。

低碳教育不足困境。运动发电设施的运用初衷本不是创造最大的商业利润，而应该是引导居民低碳的生活习惯。低碳教育是引导和培养人们通过各种手段去认识低碳知识，培养低碳意识，形成低碳行为的过程，是在有限自然资源和无限人类需求的矛盾关系上，让人们树立低碳的态度，建立低碳消费观和低碳发展观，以实现整个人类社会的生态文明和健康可持续发展。[7]而当前整个社会的低碳教育远远不足，商业性的运动健身器械仅从成本收益的角度去经营以获得更多的商业利润，而政府公共性的低碳健身器械投放又远远不足，具备发电功能的健身器械因低碳教育作用不能有效发挥而运用缓慢。

3 运动发电设施的校园运用可行性

为了解决运动发电设施的成本收益和低碳教育不足的困境，推动青少年运动健身与低碳教育的充分结合，在大中小学校园内广泛运用发电健身运动设施，将具有较好的可行性，以充分发挥出运动发电设施的教育作用并降低运用成本。

运动发电设施通过与校园内的运动锻炼设施结合满足校园内师生的基本健身训练需求。校园内的运动设施首先是实现运动健身的基本功能，运动发电设施也不例外，首先是满足校园内师生及周边相关群体的运动健身需求。一方面可以在已有运动健身器械的基础上改造升级为具备发电功能的运动健身器械，另一方面则可以专门增设户内户外的运动发电健身器械设施。运动发电设施可以是在运动健身房内，也可以是校园内的操场、宿舍楼、教学楼周边区域，实现校园内的多区域布局。

运动发电设施通过与实验教学、创新创业实践等环节相结合满足校园内的实践教学需求。运动发电设施运用最大的障碍是成本收益问题，而将运动发电设施承担一定的教学职能，则能进一步扩大校园运动发电设施的功能，进而降低运用成本。运动发电设施本身是一个很好的教学实践器材，运动发电器械可与校园内的物理实验室、机械实验室、运动实验室、创新实训等学科实验室紧密结合，承担相关教学环节中的实践教学，实现运动发电设施与教学实验设施的完美衔接。另外在发电后的电能使用方面，运动发电设施又可以开发为创新创业实践的教学补充，可以将运动发电设施所发的电能折算为一定的校园流通价值，让其可以在校内交易，作为师生运动锻炼激励、创新创业实践教育项目的补充。

运动发电设施通过与低碳教育结合培养学生的低碳意识和低碳行为习惯。运动发电设施的低碳教育职能往往在商业市场环境下难以有效发挥，而在大中小学校园内则可以得到充分实现。低碳教育是当代环境教育的一个重要内容，通过教育手段培养低碳发展理念，以提高学生的低碳意识，使其掌握低碳生产和低碳生活知识与技能，并树立正确的环境价值观的教育。而在校园内投资运用运动发电设施，可以将其作为校园低碳教育的一部分，让校园师生有机会亲生体验运动设施自发电的运行原理、并切身体验能源节约与充分利用，感受低碳与节能的生态文明教育。

4 运动发电设施校园运用的低碳教育运用与前景

4.1 低碳意识与低碳行为教育

校园低碳教育不足首先表现在校园内的大中小學生对低碳生产生活的认知不足，不理解不认识低碳生活与低碳经济。校园运动发电设施本身是一种典型的低碳用品，兼具低碳生产与低碳生活的典型特征，可以较好的培养学生的低碳意识和低碳行为。[7]在校园运用与使用运动发电设施的过程中，通过校园师生的切身体验，在人体运动锻炼的过程中将人体消耗的能量转化成电能并运用到各种用电需求中，实现能源节约与二氧化碳的减少排放，校园师生能够快速的理解和认识低碳的生产生活过程、形成低碳意识和低碳行为习惯。

4.2 低碳能源教育

随着能源消费总量的不断扩大，能源浪费与环境污染问题越来越严重，而发展低碳能源则是缓解能源与资源供需矛盾、遏制环境污染的重要途径，是发展低碳经济、建立低碳社会的重要举措。通过低碳能源教育，为接受低碳教育的各类人群提供具有启发性和趣味性的学习体验，让人们深入理解如何开发低碳能源、如何使用低碳能源来应该气候变化的挑战。而校园运动发电设施则可以提供一个良好的低碳教育工具，一方面，校园运动发电设施可以视为一个小型的分布式能源系统，能够在运动者即用户端生产电能并直接满足用户的多种用电需求；另一方面，运动发电设施可以使人体消耗的能量得到充分利用并达到节约能源和资金的目标，是资源节约与能源综合利用的过程。通过校园内的健身锻炼与运动发电，以运动的学习方式展示各种运动发电设施的发电原理、能源综合运用、优点与不足，并在校园内探讨未来的低碳能源发展方向，可为校园低碳能源教育提供良好的能源教育工具。

4.3 低碳校园与低碳人才培养

校园作为广大老师和学生学习生活的主要场所，低碳校园的建设可以潜移默化地影响教育学生。低碳校园是低碳教育的重要载体，承担着低碳人才培养的重任，在学校的办学和日常管理中，大到低碳课程的设置，小到校园路灯的低碳运用等等，均能对学生起到潜移默化的低碳教育作用。运用校园运动发电设施，充分利用人体运动的新能源，推出环保运动工具，研发绿色技术，开发碳管理计划与模拟碳交易，可以把校园建设成为低碳校园并帮助实现低碳人才的输出。在低碳校园的环境下，学生通过参与和实践包括运动发电设施在内的各种低碳校园设备，可以逐步培养学生的低碳意识和低碳行为习惯，减少资源的消耗和浪费，让学生自觉维护人与自然的和谐发展。进而通过校园运动发电设施的运用以及低碳校园的建设，培养学生正确的消费观念和低碳生活方式，使学生成为低碳经济的未来建设主体，在确保学习和生活需要的前提下，不断实现全面发展的低碳人才培养。

5 结语

低碳经济与低碳社会的建设首先需要我们开展低碳教育。在当今低碳教育远远不足的背景下，通过充分发挥和利用社会资源，开展低碳校园和低碳教育的建设，这将有利于我国低碳经济与社会可持续发展。运动发电设施是一种基于人体运动的能量转化与高效利用的低碳运动设施，因其在商业市场中的成本收益与低碳教育不足的限制，难以充分发挥其应用的低碳教育职能，而运动发电设施设备却可能在校园内具备良好的市场运用前景。通过引入并在校园广泛运用运动发电设施设备，可以协助建设低碳校园并开展广泛的低碳教育，从而使学生形成良好的低碳意识和低碳行为习惯，并最终形式低碳人才的输出和低碳经济发展。

参考文献：

[1]魏敏.生态文明视阈中的低碳教育可行性初探[J].陕西理工学院学报（社会科学版），2011，29（01）：80.83.

[2]刘成建，蔡龙斌.室内运动方式与节能设计探讨——以发电跑步机为例[J].科技风，2011（20）：189.

[3]王超，杨静，李昊，刘宇航，陈岭，刘航宇.一种基于人体运动的发电装置研究与设计[J].重庆理工大学学报（自然科学），2017，31（05）：137.142.

[4]祝燕琴，滕佳华，闻霞.基于健康工业设计理念的家用可发电健身车设计[J].南通大学学报（自然科学版），2017，16（03）：27.31.

[5]魏力.基于电子控制电路的健身单车发电系统开发研究[J].电子世界，2013（05）：33.34.

[6]王日昌.动感健身车发电系统设计[J].数字技术与应用，2011（07）：129.130.

[7]孔德龙，章林.低碳教育：学生习惯养成的新路径[J].江苏教育研究，2013（31）：12.16.