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来源: 作者: 添加日期:2015/7/23 访问次数:1962次

太阳能建筑引入农家乐的效益实证分析

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一、背景

随着能源危机日益加重,资源匮乏、环境污染已严重威胁到生态平衡,影响到人类生存。据科学测算,太阳每秒钟释放出来的能量是3.73x1017兆焦,相当于每秒钟燃烧1.28亿吨标准煤所释放的能量,每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤,太阳照射地球40分钟就可满足全人类一年的能量需求。因此,太阳能作为取之不尽用之不竭的清洁能源,在缓解能源危机和节能减排方面作用巨大。

低碳建筑(Low carbon building)是指在建筑材料与设备制造、施工建造和建筑物使用的整个生命周期内,减少化石能源的使用,提高能效,降低二氧化碳排放量。如今,低碳建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势。太阳能建筑,作为低碳建筑的一种,简而言之,则是在建筑建造设计中,有效利用太阳能,从而达到节能减排的低碳效应。

二、北京怀柔东帽湾村现状

北京市怀柔区东帽湾村,位于汤河口中心镇西南3公里的白河南岸,临近滦赤路。全村共有239户、728口人,总面积7500亩,村域面积150亩,耕地面积787.2亩,果园种植面积1500亩。早在2006年上半年,该村就被确定为新农村建设试点村,主导产业为民俗旅游,以农家乐为代表。同年,怀柔区科委按照全区的统一部署,积极开展各项工作,实施四大示范工程,助推怀柔区社会主义新农村建设。四大示范工程中的第三项便是在东帽湾等8个试点村实施北京市太阳能照亮百村示范工程,投资420万元,安装太阳能路灯、景观灯及科普宣传灯箱等设施。

东帽湾村作为首批太阳能试点村,较其他村落与低碳建筑更加贴近一步,因此,课题小组选定此村为重点调研对象,并通过发放问卷等研究形式,多角度分析太阳能建筑引入农家乐中的产业效益。

三、太阳能建筑走进农家院

3.1太阳能绿色建筑构建

经实地调查,东帽湾村共有农家院58家,几乎全部采用普通的“红砖”建房,这样每间4m*5m的房屋,大概花费10000元左右。而我们倡导的太阳能建筑则是采用灰色的陶粒砖,这种砖是由轻质粘土陶粒制成的混凝土空心砌块,与普通红砖相比,具有防火、质轻、高强、隔热,防潮等优点。农家乐经营者在建造房屋初始阶段,每间房屋的花费虽比红砖多4000元,但陶粒砖使用年限较之红砖可长达8~12年,因此,从长远来看,具有经济效益。此外,陶粒砖的的使用,不仅可以实现炉灰的资源化,同时还可以节约能源,保护生态环境,产生了巨大的环境效益。

在房屋内部的设计上,我们课题小组主张“美观、节能、环保”的建房理念,我们倡导的低碳建筑则是,前期从规划入手,规定无论是翻建还是新建房屋,必须按照统一规格进行布局设计,这样有利于形成错落有致、井井有条的村庄格局,虽然前期较为繁琐,但从长远利益来看,这种格局将会吸引更多的游客前往,预计1年之后将会以每年1. 53倍的客流量增加。内部供游客休息的土炕,改建为美观漂亮的节能吊炕。节能吊炕与传统大炕相比,可使室温增加3-5摄氏度,可节省燃料40%以上。不仅能源节省一半,保暖时间也延长了很多。一年下来,每个农家院可节省燃料费用约0.65万元。课题小组大规模走访,与当地农家乐经营者进行了深入探讨,其中75%左右完全可以接受我们的提议,15%表示无所谓,10%表示不愿意改造,觉的麻烦。因此,从回收到的问卷来看,太阳能绿色建筑的内外两重构造,具有现实意义、可操作性,能够得到东帽湾村农家乐经营者的支持,可以得到良好的推广。构建绿色建筑,降低建筑物的能耗,是节约能源、减少碳排放的重要举措。

3.2太阳能热水供应系统

我国家庭热水能源消耗占总能耗的比例为25%~30%。我国是一个能耗大国,人均常规能源占有量极低,21世纪面临着经济的可持续发展与节能环保的双重课题。用可再生清洁能源解决全部或部分家用热水,节能环保意义重大,推广太阳能热水器是一个有效的途径。

在东帽湾村太阳能热水器的实地调研中,我们发现,当地农家院中,41%使用燃气热水器,35%使用电热水器,仅仅有24%左右使用太阳能热水器,因此,我们认为太阳能热水器在当地普及十分必要。从能源、环境影响、能源利用效率、资金投入、安全性及可行性等方面进行分析:东帽湾村目前有239户、728口人,因其计算量小,所以按我国总人口进行计算比较分析。我国目前有12.9亿人口,3.5亿个家庭,按较低标准计算,每日每户供应60℃热水100升,从15℃~60℃共需18.82x10^5kJ热量,要提供这些热量,分别采用上述三种热水器进行具体分析:

(1)电热水器

每日每户供应60℃热水100升,全年需求为6643亿kWh(度)电。按现行平均电价计算,每年用于热水供应的电费约为4000亿元,每户1140元/年,费用极大,而目前空调等大功率电器的普及已使大量已建成的一般住宅电表及电网容量日显不足。

电是洁净的二次能源,我国电力的70%是通过火力发电生产的,会有大量废气、废水、烟尘排放,对环境造成严重污染,发电—高压传输—变电—低压传输—家庭—生活热水,用大量投资将最高品位能源变为最低品位能源使用,是能源的极大浪费。所以,用电来提供生活热水需要极大的投资,若用10年解决25%的家庭用电产生生活用热水,每年需新增2000万kw容量,相当于长江三峡工程一期总容量的10倍以上。

(2)燃气热水器

燃气热水器效率不高,使用中会产生一氧化碳、二氧化碳等废气,污染环境;无论直排式、强排式燃气热水器,在室内通风不好的情况下,都有一定的危险性;每户每日60℃热水100升,月耗燃气约30m³,全国每年需1260亿立方米天然气,花费约2500亿元,每户712.5/年。另外燃气资源有限,输送天然气要国家花费巨额投资修建管道工程,在县级城市及广大农村基本上不可能实现。

(3)太阳能热水器

太阳能蕴藏量极大,我国大部分地区资源丰富,使用太阳能无需政府投资,只需制定政策、法规推广普及和规范使用。无需开采、运输,无运行费用(或运行费用很低),一次投资、长期受益,无污染、无噪音,无废气物排放,具有巨大的环保效益。

据有关资料计算,将太阳能热水器所获得的终端热量和常规煤炉燃煤进行比较,每平方米太阳能热水器在北京周围区域每年可节约标准煤123.6kg,减排二氧化硫23.46kg,减排一氧化碳394.8kg,减排二氧化碳2.5kg,减排烟尘1.9kg,按照2000年全国太阳热水器社会保有量2600万来计算,全国每年可节约标准煤321.36万吨,减排二氧化硫29.00万吨,减排一氧化碳1026.48万吨,减排二氧化碳6.5万吨,减排烟尘4.94万吨。一个三口之家的用户,购买大约3㎡的太阳能热水器,初投资在3000元左右,每年只需消耗少许的电能用于驱动循环水泵就可以,估计不会超过400元/户。

而到了中高阶段,太阳能热水集中供应系统成功运转,不但为将来节省大量资金,更主要的是在环境方面的特点尤为突出。使用太阳能可以减少烟尘排放量、有害气体等,根据理论计算机实际应用证明,每台面积为1m2的太阳能热水器在使用寿命内,可减少燃煤向大气排放的二氧化碳25.66kg,一氧化碳136kg,粉尘1120kg。节约标准煤200~300kg,节电1200KWh,或节约液化气180Kg。根据这样的数据可以进一步计算出,一个农家院都用太阳能热水器代替电热水器,每年可节约3000kWh的电量,如果东帽湾村58家农家院全部使用太阳能热水器的话,那每年可以节省的电量将非常的可观。不仅能够为为农家乐经营者带来直接的经济效益,又很好地保护了环境,解决了能源需求紧张的问题,具有良好的社会经济价值。

四、太阳能建筑未来发展的预期

4.1迫切性

根据美国、日本和Shell、BP等公司预测,世界化石燃料生产和消耗峰值在2020~2030年之间。我国人口众多,人均能源资源占有量低于世界人均值,而且能源经济可开发剩余采储量的资源保证程度仅为129.7年。有关资料显示,世界各国建筑能耗中排放的CO2约占全球排放总量的1/3。其中,住宅约占2/3,公共建筑占1/3。对未来CO2排放的预计是,如果不采取措施,50年后,大气中的CO2含量是现在的3.5倍,如果积极采取各种清洁能源替代技术,在25年内就可以看到明显效果,在50年内可把CO2的含量降低到目前的水平。

我国具有丰富的太阳能资源,年日照时数在2200小时以上地区约占国土面积的2/3以上。对太阳能应用的预测结果为,在正常发展和生态驱动发展两种模式下,2050年我国太阳能利用在总能源供给中分别达到4.7%和10%。对我国未来CO2减排的潜力估算是,2020年以后开始有较显著作用。上述一系列数字可以看出,太阳能资源的利用、太阳能建筑的推广等具有时代的迫切性。

4.2太阳能建筑发展策略

充分地综合利用太阳能,满足建筑物对于使用功能和环境功能尽量多的能源供应需求,以降低建筑能耗在社会总能耗中的比例。将太阳能利用与地热能、风能、生物质能以及自然界中的低温热能等复合能源的利用结合起来,进行系统的优化配置,是太阳能建筑发展的最高目标。在农家乐中引入太阳能建筑,实现污染零排放是太阳能综合应用的最高理想。

在太阳能建筑引入农家乐的过程中,不仅仅是当地的经营者,作为游客也需要不断学习,树立节能生态的理念。同时作为一项全社会的重要任务,各级政府应给予足够的重视,并予以专项资金支持。针对我国的社会发展、技术进步、经济能力、区域气候、生活需求等因素,以太阳能建筑领域中的热水供应为切入点,扩大太阳能热水供应的既有理念优势,倡导“理念先行、示范突破、政策跟进”的原则,推行“标准设计、检测认证、建筑准入”的机制,分阶段逐步推进太阳能建筑在中国的发展,最终达到太阳能建筑的普及和推广。

五、时代意义

中共十七届五中全会审议并通过的“十二五”发展规划中,首次明确提出将在未来5年内,政府直接投资4万亿元用于新能源、节能环保技术等九大行业的发展。作为同时横跨“新能源”和“节能环保”两大产业的太阳能,势必在今后5年迈入规模扩张的快车道。

不仅仅是在农家乐中的推广使用,更应让一台台太阳能热水器真正走进“千村万户”,将太阳能热水系统铺满“屋顶墙面”,让太阳能从家庭走向工程、商业楼宇,从提供热水到供暖、制冷,太阳能光热产业新一轮快速发展的背后,除了得益于一批大企业的全力推动,更有赖于行业内企业在商业模式和产业形态上的创新与变革。

相信在国家政策的支持下,太阳能行业的快速发展将会使太阳能成为我国节能减排的中坚力量,农家乐也将因为太阳能建筑的植入,获得经济和环境效益的双丰收。

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