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能源規劃

濟南市可再生能源建筑應用規劃研究

  0 引言
 
  可再生能源包括水能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地熱能和海洋能等，資源潛力大，環(huán)境污染低，可永續利用，是有利于人與自然和諧發(fā)展的重要能源。開(kāi)發(fā)利用可再生能源，對增加能源供應、改善能源結構、保障能源安全、保護環(huán)境具有重要作用，是建設資源節約型、環(huán)境友好型社會(huì )和實(shí)現可持續發(fā)展的重要戰略措施。因此，依據國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展規劃，進(jìn)行可再生能源建筑應用規劃，預測可再生能源在建筑中的需求，對其開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、轉換、利用和分配等各個(gè)環(huán)節做出統籌安排，是非常有必要的。
 
  受濟南市政府指派，我們進(jìn)行了2011—2015 年濟南市可再生能源建筑應用規劃研究。根據濟南市自然條件、城市特點(diǎn)、國家鼓勵應用可再生能源的相關(guān)政策以及各類(lèi)可再生能源應用技術(shù)的特點(diǎn)，著(zhù)重選擇了太陽(yáng)能和淺層地熱能進(jìn)行研究分析。本規劃與國內其他相關(guān)規劃比較而言，具有顯著(zhù)的地域特色和針對性，探索出一條適宜于地方性特色的可再生能源建筑應用之路，可作為濟南市可再生能源建筑發(fā)展的理論指導，也可為與濟南自然、經(jīng)濟條件相近的其他城市提供參考。
 
  1 發(fā)展現狀
 
  1． 1 濟南市可再生能源資源潛力
 
  1． 1． 1 太陽(yáng)能資源
 
  濟南市年可照時(shí)數為4431． 6h，年日照時(shí)數為2516． 9h，年總輻射量為5120． 50MJ /m2，理論太陽(yáng)能蘊藏量為1． 14 × 1011MJ，屬太陽(yáng)能資源較豐富地區。
 
  由統計數據分析，濟南市平均每天日照時(shí)數為6． 9h，多于6h，太陽(yáng)能具有可利用價(jià)值; 各月日照時(shí)數多于6h 的天數最大值出現在7 月，最小值出現在2月，最大值與最小值的比值為1． 278，太陽(yáng)能資源全年輻射量變化較穩定，有利于太陽(yáng)能資源的利用。
 
  1． 1． 2 淺層地熱能資源
 
  濟南市淺層地熱能資源評估深度為150m，可利用溫度為8℃。將全市進(jìn)行分區計算，淺層地熱能總儲量271． 46 × 1014 kJ，相當于9． 265 × 108 t 標準煤?？紤]建筑布局、建筑符合要求和資源承載能力等限制因素，土地利用系數取10%，取暖耗能按標準煤耗21． 73kg / ( m2·季) 計算，則可供制冷、取暖建筑面積4263． 69km2。
 
  1． 2 濟南市可再生能源應用現狀
 
  近些年來(lái)，濟南市積極開(kāi)發(fā)利用新能源，鼓勵大型公建、居住區、城市廣場(chǎng)、道路等使用太陽(yáng)能。截止2010 年底，全市太陽(yáng)能光熱建筑面積1331 萬(wàn)m2，其中太陽(yáng)能熱水系統建筑一體化建設590 萬(wàn)m2 ; 太陽(yáng)能光電建筑應用34 萬(wàn)m2。
 
  基于保護地下水的原則，濟南市可利用的淺層地熱能資源包括地表水、土壤源和污水源，現階段的開(kāi)發(fā)利用主要集中在土壤源熱泵技術(shù)。截至2010年底，全市淺層地熱能資源應用面積已達52 萬(wàn)m2。
 
  濟南市可再生能源產(chǎn)業(yè)也得到長(cháng)足發(fā)展，不但形成了世界級太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)業(yè)聚集區，成為全球最大的太陽(yáng)能毛坯管生產(chǎn)基地，而且從事以淺層地熱能為主的新能源企業(yè)也達到近百家。
 
  1． 3 濟南市建筑用能需求
 
  截止2010 年底，全市既有民用建筑總面積約1． 37億m2，其中居住建筑為1． 12 億m2，公共建筑為0． 25 億m2。經(jīng)統計計算，全市每年建筑總能耗為595． 76 萬(wàn)t 標準煤，其中采暖能耗為319． 75 萬(wàn)t 標準煤，占54%，生活用電能耗為276． 01 萬(wàn)t 標準煤，占46%，居住建筑和公共建筑的建筑能耗各占50%，城鎮民用建筑平均能耗為36． 84kg /m2 標準煤。
 
  《濟南市國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十二個(gè)五年規劃綱要》提出，“十二五”期間濟南市城鎮化率將達到75%。根據近兩年建筑竣工面積增長(cháng)速度，預計2011—2015 年，全市新建建筑面積5000 余萬(wàn)m2，城鎮民用建筑總面積將達到1． 87 億m2，建筑總能耗將增加20%，每年耗能達到715． 18 萬(wàn)t 標準煤。
 
  1． 4 存在的問(wèn)題
 
  雖然濟南市在可再生能源應用方面取得了一定成績(jì)，但隨著(zhù)城市建設的快速發(fā)展，還存在諸多問(wèn)題亟待解決:
 
  ( 1) 政策扶持需要進(jìn)一步加強。目前，太陽(yáng)能應用得到了充分重視和政策引導，但是淺層地熱能、生物質(zhì)能等其他可再生能源的相關(guān)政策體系還需完善，經(jīng)濟激勵力度還需加強。
 
  ( 2) 市場(chǎng)保障機制需要進(jìn)一步健全。目前可再生能源市場(chǎng)中太陽(yáng)能一枝獨秀，需要加快建立促進(jìn)多種可再生能源發(fā)展的市場(chǎng)機制，推動(dòng)多種可再生能源產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現市場(chǎng)多元化。
 
  ( 3) 相關(guān)技術(shù)水平還需進(jìn)一步提高。今后濟南市新建住宅將以十二層以上為主，必須加強對高層住宅建筑太陽(yáng)能利用技術(shù)的研究。對于開(kāi)發(fā)利用淺層地熱能方面，雖然基于保護地下水的原則，禁止利用地下水，但可以研發(fā)推廣地表淡水源、污水源等熱泵技術(shù)，合理擴大淺層地熱資源利用領(lǐng)域。
 
  2 發(fā)展規劃
 
  2． 1 規劃目標
 
  2011—2015 年，新建建筑中應用可再生能源的建筑面積為2360 萬(wàn)m2，其中太陽(yáng)能光熱應用2050萬(wàn)m2，地源熱泵應用310 萬(wàn)m2 ; 既有建筑的可再生能源改造面積為140 萬(wàn)m2 ; 5 年間累計推廣可再生能源建筑應用面積2500 萬(wàn)m2。
 
  建設85 個(gè)可再生能源在建筑中規?；瘧?a href="http://keyinmall.com/t/示范工程.html" >示范工程，其中建設太陽(yáng)能與建筑一體化示范工程60個(gè)，城市光伏景觀(guān)照明示范項目15 個(gè)，淺層地熱能示范工程10 個(gè)。
 
  2． 2 規劃布局
 
  ( 1) 太陽(yáng)能光熱建筑應用
 
  太陽(yáng)能光熱技術(shù)比較成熟，可以在全市范圍內大多數公共建筑和居住建筑中廣泛應用。既有建筑中優(yōu)先改造政府部門(mén)和大型公建，對于居住建筑，鼓勵民眾使用整體式和單元式太陽(yáng)能熱水產(chǎn)品。新建建筑中重點(diǎn)在學(xué)校、醫院、酒店、工廠(chǎng)宿舍以及政府投資的大型公建中配置太陽(yáng)能熱水系統，并進(jìn)行一體化設計。在現行的“12 層以下住宅必須采用太陽(yáng)能熱水系統與建筑一體化設計和施工”的基礎上，逐步達到“日照滿(mǎn)足4h 的住宅必須安裝太陽(yáng)能熱水系統，日照不滿(mǎn)足4h 的住宅酌情安裝太陽(yáng)能熱水系統; 新建建筑安裝太陽(yáng)能熱水系統必須實(shí)現建筑一體化設計和施工?！?/div>
 
  ( 2) 太陽(yáng)能光電建筑應用
 
  太陽(yáng)能光電的應用以大型公建為主，建設與建筑一體化的屋頂太陽(yáng)能并網(wǎng)光伏發(fā)電示范項目; 結合濟南市城市供電工程規劃，在具備條件的工業(yè)園區、大學(xué)園區、景觀(guān)園區建立集中式太陽(yáng)能光伏發(fā)電站; 同時(shí)在道路、車(chē)站、公園等公共設施照明中推廣使用光伏電源。
 
 
  對于淺層地熱能資源的開(kāi)發(fā)利用，應在保護環(huán)境的前提下，根據各區的資源分布和特征選擇合適的利用方式。
 
  地表水源的利用，近期應配合當前城市建設，以小清河兩岸有代表性的新建或改造建筑為主，發(fā)展地表水水源熱泵技術(shù); 遠期應把地表水總量較為豐富的章丘市、歷城區、長(cháng)清區作為重點(diǎn)發(fā)展區域，優(yōu)先考慮距離水系、河道近的建筑。
 
  土壤源可利用量以商河縣、濟陽(yáng)縣、歷城區、長(cháng)清區較為豐富，可作為土壤源熱泵技術(shù)的優(yōu)先發(fā)展區域。重點(diǎn)選擇有示范作用的大型公建，符合條件的居住建筑可適當采用。
 
  結合污水處理廠(chǎng)，應用污水源熱泵技術(shù)。合理利用濟南鋼鐵廠(chǎng)等重型工業(yè)和多家熱電廠(chǎng)的余熱資源，完善技術(shù)，逐步推廣。
 
  2． 3 重點(diǎn)工作領(lǐng)域
 
  重點(diǎn)支持以下領(lǐng)域中的示范工程、技術(shù)集成及標準制定，攻克相應技術(shù)難關(guān):
 
  ( 1) 研發(fā)完善與建筑一體化的太陽(yáng)能生活熱水、采暖空調、光電轉換、照明等新技術(shù);( 2) 研發(fā)完善土壤源熱泵供熱制冷技術(shù)、淡水源及污水源熱泵供熱制冷技術(shù);( 3) 研發(fā)完善太陽(yáng)能與淺層地熱能綜合利用供熱制冷技術(shù);( 4) 提高太陽(yáng)能、淺層地熱能設備和系統的熱轉換效率;( 5) 降低太陽(yáng)能光熱、光電產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的能耗，減少環(huán)境污染;( 6) 研發(fā)推廣適合既有建筑改造的可再生能源應用技術(shù);( 7) 完善可再生能源建筑的評估檢測方法;( 8) 促進(jìn)可再生能源建筑設備及產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化;( 9) 增強可再生能源建筑應用管理及服務(wù)體系建設。
 
  3 效益分析
 
  可再生能源建筑的應用，對于改善能源結構、節約能源資源能夠起到重大作用，對產(chǎn)業(yè)結構的升級、拉動(dòng)內需及增加社會(huì )就業(yè)人口等能夠起到積極作用。本規劃的實(shí)施，將在環(huán)境、社會(huì )和經(jīng)濟方面取得如下顯著(zhù)效益:
 
  ( 1) 促進(jìn)節能減排?？稍偕茉吹?a href="http://keyinmall.com/t/開(kāi)發(fā).html" >開(kāi)發(fā)利用將節約和替代大量化石能源，顯著(zhù)減少污染物和溫室氣體排放，加速濟南市節能減排目標的實(shí)現。
 
  2011—2015 年全市應用可再生能源累計替代常規能源約7． 5 × 105 t 標準煤; 減排SO26400t、NOx5550t、CO2200 萬(wàn)t。
 
  ( 2) 樹(shù)立良好的城市形象?？稍偕茉吹膽?，不但促進(jìn)了經(jīng)濟和社會(huì )的可持續發(fā)展，也促進(jìn)了人與自然的協(xié)調發(fā)展，對全面建設小康社會(huì )和社會(huì )主義新農村起到重要作用，將有力地推進(jìn)濟南市作為省會(huì )城市的生態(tài)文明建設。
 
  ( 3) 加速地方產(chǎn)業(yè)升級。建設可再生能源設備產(chǎn)業(yè)基礎，加速產(chǎn)業(yè)環(huán)境的升級更新。投資還將惠及其它上下游的產(chǎn)業(yè)，包括能源服務(wù)市場(chǎng)、建筑專(zhuān)項設計( 例如太陽(yáng)能熱水系統專(zhuān)項設計) 、監理及施工等。
 
  4 總結
 
  目前，以能源革命和低碳經(jīng)濟為主題的綠色浪潮席卷全球，能源戰略在國際競爭中具有決定性的作用。發(fā)展低碳城市是中國應對氣候變化、發(fā)展低碳經(jīng)濟、面向“后京都時(shí)代”的必然選擇。濟南作為省會(huì )城市，應在政策法規上引導和規范，在經(jīng)濟上激勵和促進(jìn)，建設完善技術(shù)支撐體系，實(shí)施嚴格的監督管理，加強宣傳培訓，創(chuàng )造良性發(fā)展環(huán)境，確保可再生能源建筑應用工作的開(kāi)展和順利進(jìn)行，向低碳城市的目標邁進(jìn)，為國家和社會(huì )做出應有的貢獻。