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      可再生能源優缺點

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      可再生能源優缺點范文第1篇

      【Abstract】 The effect of energy saving of water-loop heat pump system which is used in HVAC system is preferable when there is plenty of remainder heat in the building.The heating-peripheral is boiler in water-loop pipeline of traditional water-loop heat pump system,the energy is not utilized absolutely or the waste air occurs in boiler.hence,we should purse new recycled resourse to replace the traditional heat source.I will discuss the actuality,prospect,principle,advantage and disadvantage of recycled energy in water-loop heat pump system briefly in the following paper.

      【keywords】 energy saving;recycled resource;water-loop heat pump system

      【關鍵詞】 節能;可再生能源;水環熱泵

      中圖分類號 TU831 文獻標識碼 A

      前言

      水環熱泵空調系統可利用的外部能源有太陽能、水(井水、河水、湖水、海水)、土壤能、空氣等。這些能源具有資源無限、可以再生、與生態環境和諧的特點。因此提出可再生能源水環熱泵空調系統對解決暖通空調的能源與環境問題有長遠的戰略意義。

      上世紀50年代以來國外就有很多把可再生能源作為低位熱源應用到水環熱泵當中,其中土壤源作為水環熱泵的低位熱源是在二戰以后就引起人們的重視,20世紀70年代末至80年代美國和歐洲一些國家對土壤源水環熱泵進行各種理論和試驗研究,瑞典早在20世紀70年代末就開始生產專供冬季采暖的土壤源熱泵機組并已商品化[1]。我國的暖通空調工作者近年來對土壤源水環熱泵開展廣泛的理論和試驗研究。水源熱泵在歐美國家的建筑中也已經有30年的歷史了,日本早在1932~1955年間就裝設35座深井水為熱源的水環熱泵系統[2],近年來,在我國黃河流域和北方地區開始廣泛采用以井水源熱泵冷熱水機組作為冷熱源的空調系統,我國的青島還曾提出建造以海水為低位熱源的大型熱泵站的方案。我國的太陽能資源十分豐富,居世界第二位,年日照時間大于2000小時的地區占全國面積的2/3,處于利用太陽能較有利的區域。哈爾濱工業大學、天津大學曾進行過太陽能水環熱泵系統的模擬研究。在空氣源利用方面進來我國也進行了雙級耦合水環熱泵空調系統的研究和應用,這種系統就是利用空氣/水熱泵和水/空氣熱泵的耦合,把空氣/水熱泵作為水環熱泵的輔助熱源。

      20世紀80年代初,我國一些外商投資的項目中開始采用閉式環路水環熱泵空調系統,20世紀90年代水環熱泵空調系統在我國得到廣泛的應用。據統計,1997年國內采用水環熱泵空調系統的工程共52項[3],到1999年,全國約有100個項目,2萬臺水源熱泵機組在運行[4]。進入21世紀水環熱泵將得到新的興旺發展,同時21世紀人類也面臨著能源問題的嚴重壓力,為此我們有必要研究探討新型可再生能源在水環熱泵中的應用。

      水環熱泵及可再生能源在水環熱泵中的應用

      1.1 傳統水環熱泵空調系統的組成

      熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源(低溫熱源)流向高位熱源(高溫熱源)的節能裝置[5]。那么所謂的水環熱泵空調系統是指小型水/空氣熱泵機組的一種應用方式,既用水環路將小型水/空氣熱泵機組(水源熱泵機組)并聯在一起,構成以回收建筑物內部余熱為主要特征的水泵供暖、供冷的空調系統。該系統于20世紀60年代在美國加利福尼亞州出現,故也稱為加利福尼亞系統。該系統于1955年在美國申請專利,很快傳遍美國并早已商品化[5]。

      在夏季建筑物的內區和周邊區都供冷的情況下建筑物內部的余熱通過水/空氣熱泵機組由水環路散發到室外。首先,室內側的空氣與制冷劑換熱(此時室內換熱設備為蒸發器)使空氣冷卻下來,熱泵機組里的制冷劑通過壓縮機后進入循環水和制冷劑側(此時的換熱設備為冷凝器)此時制冷劑把熱量傳到循環水中。在冬季建筑物內區需要供冷而周邊區需要供熱,內區排向循環水中的熱量就可以通過循環水帶到需要供熱的周邊區從而達到節能的目的。但是往往在冬季內區向水環路中散發的熱量小于周邊區需求的熱量,使循環水的溫度逐漸降低,當溫度小于13℃時就需要外加的輔助熱源向循環水加熱以補充周邊區的熱需求。而夏季由于熱泵不斷把室內的熱量散發到循環水中,循環水的溫度就不斷升高,當循環水溫升高到32℃時就需要輔助的散熱設備向外界排熱以保持循環水溫在13℃~32℃范圍變化。傳統的散熱和加熱設備是冷卻塔和鍋爐(燃油、燃煤、燃氣、電熱鍋爐)。采用這種高位能(電、燃氣、油等)通過鍋爐轉變為循環水的低位能,再有室內水/空氣熱泵提升后向室內供熱的方式不符合按質用能的原則,是對能源的極大浪費。

      1.2太陽能水環熱泵空調系統

      太陽能是21世紀人類可期待的能源,我國的的太陽能資源又十分的豐富,因此把太陽能應用到水環熱泵空調系統中就有著非常廣闊的前景。在水環熱泵空調系統中主要是將太陽能代替傳統的鍋爐等輔助加熱設備。太陽能水環熱泵空調系統又分為閉式和開式兩種, 在閉式系統中當冬季水溫低于13℃時就利用太陽能熱水系統通過板式換熱器對循環水加熱。開式系統又包括三個子系統,既太陽能集熱系統、水環熱泵空調系統、熱水供應系統。三系統通過建筑物的消防水池為蓄熱水池連接起來。這樣可以解決太陽能的間歇性和不穩定性。當循環水溫高于32℃時打開冷卻塔散熱,當循環水溫低于13℃利用蓄熱水池中的水作為循環水給系統供熱。

      1.3 土壤源水環熱泵空調系統

      土壤源水環熱泵空調系統就是利用地下埋管換熱器作為輔助熱源的水環熱泵空調系統。地表淺層是一只巨大的太陽能集熱器,它收集約47%的太陽能[1],盡管其中有一半能量以長波的形式輻射出去,但剩余的能量也十分豐富。在缺乏地下水或者利用地下水源不經濟的地區這種形式尤為顯得可觀。該系統有兩個環路組成,即一次環路、二次環路。當冬季周邊區供熱量大于內區向二次環路中排熱量時,至到二次環路溫度降低13℃時開啟二次環路從土壤中吸收熱量以保證環路水溫。當夏季機組都處于制冷工況時,機組向二次環路中不斷的放出熱量,至到溫度達到32℃時開啟一次環路,此時一次環路向土壤中散熱,以保證整個系統的水溫。

      1.4 井水源水環熱泵空調系統

      根據地下水循環系統和水環熱泵空調系統水環路(建筑物內循環水環路)是否分隔開,可以分為閉式和開式二種。閉式就是通過板式換熱器把地下水環路和建筑物內循環水環路分開,如圖1.4.1所示;開式就是直接把地下水和室內的小型水/空氣熱泵機組連接起來,如圖1.4.2所示。之所以應用地下水作為低位熱源是因為地下水終年基本水溫維持在一個固定的范圍內,是很好的天然熱/冷源。

      在閉式系統中,夏季制冷工況運行時當水環熱泵循環水溫度高于32℃時打開井水源循環系統,二者通過板式換熱器把熱量散發給地下水。冬季當水環熱泵循環水系統的水溫低于13℃時打開井水源循環水系統,二者通過板式換熱器把地下水的熱量傳給室內循環水以保證室內循環水的溫度。開式系統同閉式系統原理相同,不同的是開式系統中室內的水環熱泵循環水就是直接應用地下井水。(附加我國不同地區深井水溫度如下表)

      東北北部 中部 南部 華北 華東 西北

      深井水溫(常年) 4℃ 8℃~12℃ 12℃~14℃ 15℃~19℃ 19℃~20℃ 18℃~20℃

      1.5 雙級耦合水環熱泵空調系統

      該系統是空氣/水熱泵和水/空氣熱泵機組的結合供暖,與傳統的水環熱泵空調系統相比,差異在于是用空氣/水熱泵機組代替傳統系統中的鍋爐。

      夏季制冷工況運行:當水環熱泵空調室內循環水系統的溫度高于32℃時打開冷卻水系統,室內循環水系統和室外開式冷卻塔系統循環水通過板式換熱器實現散熱的。冬季制熱工況運行: 當循環水溫度低于13℃時帶開室外的空氣/水熱泵機組,此設備也是通過板式換熱器把熱量傳給室內循環水系統以達到加熱循環水的目的。

      可再生能源在水環熱泵應用中的優缺點

      2.1 太陽能在水環熱泵空調系統應用中的優缺點

      優點:①我國太陽能資源豐富可用空間大。②太陽能水環熱泵拓寬了水環熱泵空調系統的應用范圍,使內部余熱小或無余熱的建筑物也可以運用該系統。③用消防水池做蓄熱池既節省投資又解決了太陽能的不穩定性,同時多余熱量還可以供生活用水。缺點:①太陽能熱水供應不足或陰天時需要設置輔助加熱器。②夏季仍需冷卻設備

      2.2 土壤源在水環熱泵空調系統應用中的優缺點

      優點:①地表淺層土壤源是一個巨大的太陽能集熱器,蘊含巨大天然能量。②省去傳統的輔助加熱(鍋爐)和散熱設備(冷卻塔)。缺點:占地面積大,如果埋設淺了土壤溫度和受熱特性易受季節等因素影響,深埋時施工要求和鉆井費用高。

      2.3 井水源在水環熱泵空調系統應用中的優缺點

      優點:①我國大部分地區常年地下水溫度保持穩定,冬夏均可利用。②省略輔助加熱和散熱設備節省投資。缺點:①鉆井時費用高,抽水井和回灌井的維護要求高。②在采用開式系統時管道容易堵塞和腐蝕。

      2.4 雙級耦合水環熱泵空調系統的優缺點

      優點:①空氣的利用沒有污染,有利于實現能源、供暖、和環境的協調發展。②有利于降低室外大氣溫度避免“熱島效應”的產生。缺點:①整個系統仍需要冷卻設備。②在我國北方寒冷地區冬季空氣/水熱泵機組容易結霜。

      可再生能源在水環熱泵空調系統中應注意的問題

      3.1 太陽能水環熱泵利用方面

      ①太陽能的利用具有間歇性和不可靠性,因此設計水環熱泵空調系統時應設置蓄熱曹。②可以將太陽能和其他熱源共同作為熱泵的低位熱源使熱泵的低位熱源多元化,例如將太陽能與土壤源結合。③太陽能是稀薄的能源,在地球表面上的能源密度極低,因此利用太陽能與目前所利用的礦物能相比需要較大的設備投資。

      3.2 土壤源水環熱泵利用方面

      此系統最關鍵的就是土壤源熱交換器的埋設問題,在使用該系統前首先應對現場進行勘測,先確定熱交換器是采用豎井還是水平方式布置,其次應考慮建筑物的高度,最后還應考慮垂直式或水平式熱交換器的預定位置[6]。地下埋管設計中應注意幾個問題:①土壤的傳熱性能取決于土壤的熱導率、密度和比熱容。②地下埋管換熱器中各管內水流量要分配均勻。③注意換熱器的承壓問題,尤其是垂直埋管,設計中應注意系統最下端管道的靜壓在管路最大額定承壓范圍之內。④注意管溝回填材料的使用。⑤地下埋管換熱器的最小埋設深度也應在凍土層以下。

      3.3 井水源水環熱泵利用方面

      該系統最大的問題就是地下水的回灌, 回灌一般都存在堵塞問題,也就是說不能100%的回灌,究其原因有如下幾點:一、懸浮物堵塞,因此回灌前要控制懸浮物的含量。二、微生物的生長,因此要回灌前去除水中的有機質或進行消毒殺死微生物。三、化學沉淀,在碳酸鹽地區加酸改變PH值防止化學沉淀生成。四、氣泡阻塞。五、粘性顆粒膨脹或擴散,在水中可注入氯化鈣來解決。另外腐蝕和水質問題也是普遍存在的問題。

      3.4 雙級耦合水環熱泵利用方面

      該系統目前主要存在的問題就是北方寒冷地區冬季室外溫度過低造成室外的空氣/水熱泵機組壓縮比過大問題,壓縮比過大最終導致供熱量急劇減小,系統性能系數變小。另外北方寒冷地區冬季室外的空氣/水熱泵機組也存在結霜問題。

      結束語

      能源和環保是人類生存和發展的兩大主題,是全球關注的問題。進入21世紀人類面臨著的是常規能源的過度消耗與枯竭,可再生能源的利用就顯得尤其寶貴。可再生能源在水環熱泵空調系統中的應用達到了即節能又保護環境的目的。是新世紀我們應該大力探討研究和應用推廣的新型節能措施,但對于目前設計和施工過程中存在的技術難題應該深入研究,本文就太陽能、土壤源、井水源、雙級耦合水環熱泵空調系統的理論給予了介紹,加深了對這方面理論理解的同時也為更深一步研究試驗奠定了理論基礎。

      通過上述我們應該根據當地自然條件和建筑物的實際情況,經過多方的實際經驗和模擬理論分析選擇利用那種可再生能源的水環熱泵空調系統。

      參考文獻

      [1] 馬最良.水環熱泵空調系統設計[M].北京:化學工業出版社,2004.

      [2] 蔣能照.空調用熱泵技術及應用[M].北京:機械工業出版社,1997.

      [3] 汪訓昌.水環熱泵系統的熱回收特性及其設計方法[C]. 殷平.空調設計(1).湖南:湖南科學技術出版社,1997:61-72.

      [4] 謝汝庸.我國水源熱泵機組應用的現狀與發展[C].現代空調(2). 北京:中國建筑工業出版社,1999:66-77.

      可再生能源優缺點范文第2篇

      關鍵詞:氣候變化;能源系統;能源供給側;能源需求側

      中圖分類號:F206 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0169(2014)01-0041-06

      氣候變化是當前國際社會普遍關注的全球化重大問題。許多觀測資料表明,地球正在經歷以全球氣候變暖和極端氣候事件頻率/強度增加為主要特征的氣候變化問題。氣候變化正成為~種緩慢發生的災害,給人類社會帶來嚴重影響,其潛在損失給世界各國提出了適應氣候變化的要求。

      有關氣候變化影響的研究,主要集中在由氣候變化帶來的一般性物理影響,包括作物生長和蟲害、徑流量及水資源短缺、疾病與健康、生態系統、動物遷移等。對能源系統與氣候變化之間的關系,更多的研究關注“能源消費對GHG排放及氣候變化問題”,而對能源部門的氣候變化易損性研究并不多,且大多僅著眼于能源系統一個方面。從能源供應鏈不同層次的視角,Schaeffer等對目前能源系統的氣候變化易損性問題進行了總結和歸納;Mideksa等綜述了氣候變化對電力市場的影響;從區域的視角,Wil-banks研究了氣候變化對美國能源生產和使用的影響;Ebinger歸納了能源部門適應氣候變化影響的若干關鍵問題;Yau等則綜述了氣候變化對熱帶地區商業建筑和技術服務的影響。

      本文以氣候變化對能源系統的影響為主題,對近十幾年來的最新國際文獻進行全面的綜述及展望。在闡述主流研究問題的同時,歸納比較了其中的關鍵研究方法及各自優缺點。最后根據目前研究的特點,提出了可能的發展方向。

      一、氣候變化對能源需求側的影響研究

      氣候變化對能源需求端影響的研究廣泛關注氣溫變化對建筑/居民部門能源需求,尤其是電力需求。這是因為,氣溫升高趨勢導致冬季更為舒適而夏季更為不適,進而使取暖需求降低,制冷需求增加,取暖制冷又大多由電力支撐。McGilligan等指出建筑部門是容易受到氣候變化尤其是全球變暖挑戰的部門。IPCC第三次評估報告將氣候變化對建筑部門的影響總結為“電力需求增加,而能源供給可靠性降低”。

      許多學者針對不同國家、地區,探討了氣候變化/CO2濃度增加對能源需求/消費的影響,其中大多數研究針對取暖制冷能源需求。如Bhartendu等用回歸方法估算了在大氣中CO2濃度增加一倍情景下,美國安大略省的冬季取暖和夏季制冷帶來的能源需求變化。Baxter等采用能源終端利用模型估計了到2010年全球變暖的兩種情景下,美國加利福尼亞州的能源消費和用能峰值變動情況。Ruth等綜合氣候因素和社會經濟因素,研究了氣候變化對美國馬里蘭州能源需求的影響,并依據HadCM2提供的溫度情景進行預測,指出經濟因素的影響要大于氣候因素。Mirasgedis等利用PRECIS(Providing RegionalClimates for Impacts Studies)模型得到氣候參數情景,進一步建立了希臘氣候變化對電力需求的影響模型,并用模型預測未來氣候情景下電力需求的變化口婦(如表1所示)。

      從表1中可以看出,氣候變化對能源需求影響的研究結果差異較大,主要是因為:(1)研究對象的不同;(2)研究方法的區別;(3)預測情景的選取不同。這說明,為了解氣候變化對一個國家或地區能源需求的影響,不能直接挪用其他國家或地區的研究結論,而應該采用合適的研究方法并根據預設的氣候變化情景開展特定國家或地區的研究。

      二、氣候變化對能源供給側的影響研究

      氣候變化對能源供給端的影響研究中,大多是圍繞可再生能源的開發利用,主要研究由氣候因子變化所造成的能源資源稟賦以及生產能力的改變。可再生能源生產受氣候條件影響比化石能源更大,因為這種“能源”與全球能量守恒及所導致的大氣流動柏關心。因此,未來全球氣候變化將對可再生能源供給產生較大影響。

      Pasicko等研究了氣候變化對克羅地亞太陽能、風能和水能的影響,其氣候情景數據來自全球氣候模型ECHAM5-MPIOM和區域動態降尺度氣候模型RegCM,在IPCC未來氣候情景A2(2011-2040和2041-2070)基礎上得比結論:氣候變化對克羅地亞沿海及瀕臨區域可再生能源的影響最大,其巾第一階段風速預計增加20%,將使風力發電增產一倍,對光伏發電的影響為中性,2050年以后水電生產預計將減產10%。Pryor等綜述了氣候變化對風能的影響,并得出結論:有時氣候變遷可能會使風能產業受益,有時則對風能發展有負面影響,具體地,(1)對風力資源(風力強度和風力資源變化)的影響;(2)對風力農場運營維護及渦輪設計的影響,包括極端風速/狂風、冰凍、海面結冰/永動等因素的影響。

      巴西的能源供給很大程度上依賴于可再生能源資源,2007年可再生能源占總能源生產的47%,所以巴西可再生能源的氣候變化易損性問題引起較多關注。De Lucena等分析了在一系列長期氣候預測排放情景下(IPCC的A2和H2),巴西水電生產和液態生物燃料生產的易損性,結果表明最貧窮地區的能源易損性逐漸增大,生物燃料(尤其是生物柴油)和電力生產(尤其是水電)將受到負面影響。他們還通過模擬IPCC的A2和B2情景下的風力條件,分析了全球氣候變化對巴西風力發電潛力的可能影響。其中,巴西的降尺度風力預測數據源自由Hadley中心開發的PRECIS模型。

      三、現有研究方法

      很大比例的研究均涉及以不同氣候情景來分析能源供需的變化。因此,下面分別就氣候情景預測方法和供需影響評估研究方法來論述現有的關鍵研究方法。

      (一)氣候情景預測方法

      目前IPCC氣候情景是應用最為廣泛也較為權威的溫室氣體排放及氣候變化情景。IPCC致力于開發大氣海洋一般循環模型(General Circulation Model,GCM),可以預測較高精度的5*5經緯度格點氣候模式,主要包括英國的HadCM3、美國的PCM、加拿大的CGCM2。IPCC根據不同的社會、人口、環境、技術和經濟發展軌跡,開發了四組全球范圍內的排放預測情景(如表2所示)。

      由于氣候變化對能源的影響研究基本上集中于局部區域或城市尺度,非全球尺度,而IPCC提供的預測情景難以直接應用手微觀區域范圍,因此,需要得到降尺度的氣候情景。從現在文獻來看,降尺度氣候變化情景預測方法大致可以分為兩類;動態降尺度方法和統計降尺度方法。其中,動態降尺度方法主要指的是應用區域氣候模型(Regional Climate Model,RCM)來分解氣候情景,如美國的NARCCAP項目,歐洲的PRUDENCE和ENSEMBLES模型。統計降尺度方法則主要是通過運用大尺度氣候資料和局部區域氣候變量間的實證關系函數,推測區域未來氣候情景。動態降尺度在理論上優于統計降尺度,并且即使無法獲取區域地表觀測變量,也可以應用于任何區域地點,但缺點是計算量大且對計算機的要求很高。統計(實證)降尺度方法不需要諸如地標山川、粗略地圖等額外數據,但需要氣候原地數據,相對RCM來講,計算成本小。

      (二)供需影響評估研究方法

      從目前文獻來看,評估氣候變化對能源供需影響的研究方法大致包括三類:熱平衡模擬法、度日回歸的計量方法和能源生產仿真模型。

      1.熱平衡模擬法。熱平衡模擬法以能量平衡和熱傳導為基礎,建筑物參數(窗體材料等)、住戶參數以及氣候參數為主要指標,用仿真軟件來模擬天氣變化對建筑物熱量收支及能耗的影響。如Roetzel等用建筑模擬軟件EnergyPlus,模擬了希臘雅典不同的建筑設計方案和居住人數情景下,IPCC氣候變化A2情景(2020,2050,2080)對單元辦公室舒適度和能源消費的影響。Xu等利用降尺度的GCM氣候數據預測了2040、2070、2100年加利福尼亞建筑能源消費,研究發現:制冷技術條件若保持不變,在IPCC最差的碳排放情景(A1F1)下,加利福尼亞一些地區未來100年制冷用電將增加50%;在IPCC最可能情景(A2)下,制冷電耗將增加25%。仿真軟件是EnergyPlus和DOE-2.1E,模擬方案包括16種不同的商業建筑原型。熱平衡模擬法的優點在于不需要詳盡的能源消費或能源需求的實地數據,減輕了數據收集負擔。但其缺點是軟件內部參數較多,模擬較為復雜,系統性差,仿真結果與實際建筑能效結果可能出現不一致。

      2.度日回歸的計量方法。基于度日(冷度日和暖度日)指標的計量經濟學回歸方法是氣候對能源需求側的影響評價研究中最常采用的研究方法類型,這方面的研究始于1980年代后期。度日是研究氣溫與能源消費之間關系時最常用到的一種時間溫度指標,是指日平均溫度與規定的基準溫度間的實際離差。為了研究方便,度日又分為:采暖供熱度日(Heating Degree Day,HDD,簡稱熱度日)和制冷降溫度日(Cooling Degree Day,CDD,簡稱冷度日)。凡是平均溫度低于基礎溫度的均計入熱度日數,而高于基準溫度的均計入冷度日數。基準溫度由人為設定,一般取18℃作為人體最舒適溫度。將冷度日和暖度日作為回歸元引入能源供需回歸模型中,即為最常見的度日回歸的計量方法。度日計量回歸模型由于方法簡單、適用性強、結果穩健等得到廣泛應用,但其缺點在于需要收集大量的時間序列數據作為變量條件。

      3.能源生產仿真模型。能源生產仿真模型主要用于氣候變化對可再生能源生產影響的研究中,一般將氣候因子變量作為原始輸入變量,進而利用降尺度方法得到對機組運行起作用的有效氣候因子,最后由產量仿真模型進行模擬。如De Lucena等胡在分析巴西水電生產和液態生物燃料生產的氣候變化易損性時運用了能源生產仿真模型。首先,由大尺度GCM模型預測得到目標年的天然降雨量,然后用統計降尺度方法ARMAl2季節調整模型預測得到局部盆地詳細的水流量信息,兩者結合預測水電機組注入水流量,最后以此作為輸入變量輸入到能源生產仿真模型來預測水電產量。

      四、當前研究特點及未來發展方向

      (一)供需預測研究中存在較多的不確定性問題

      由于氣候變化是較長期的影響和反應過程,考慮氣候變化影響的能源供需預測研究的預測范圍大多是幾十年甚至上百年。不同的氣候情景直接影響預測結果,而未來溫室氣體排放總量、大氣溫室氣體濃度和全球氣候變化均存在較高的不確定性,這直接導致能源供需的長期預測結果同樣存在不確定性。例如,水電生產取決于水流量和全年不同時間的變化,長期趨勢預測不會捕捉到這樣詳細的信息。此外,能源生產與使用除受氣候變化的影響外,還會受眾多其他因素的影響,如經濟增長模式、土地利用、人口增長、技術水平、社會和文化差異等。因此,目前氣候變化對能源系統影響的預測研究還僅僅是方向性和趨勢性的情景分析,而非準確的預測結果,更加確定性的預測是未來研究中的重要問題。

      (二)氣候變化影響研究較多,適應性研究較少

      在已有文獻中,有關氣候變化對能源系統影響的研究探討較多,而專門針對能源系統適應氣候變化的研究較少。如果包括氣溫升高和極端氣候事件增多的氣候變化事實無法避免或快速減少,而通過適應措施能夠有效降低其潛在的負面成本,那么,提高能源系統的氣候變化適應性問題就顯得尤為重要和緊迫。例如,改進建筑防護標準以適應可能出現的暴雨現象,提高風機的耐狂風、耐永凍性能,開發設計智能電網以適應氣溫變化帶來的用電峰谷等重要措施均可提高能源系統的適應性。因此,為有效適應氣候變化,實現可持續發展,在脆弱性研究基礎上的適應性研究尤為重要。有關能源系統對氣候變化的適應性是未來的重要研究方向。

      可再生能源優缺點范文第3篇

      隨著經濟的發展,人們節能、環保意識的日益提高,人們迫切的尋找新的節能環保型空調形式。地(水)源熱泵作為一種節能、環保的綠色產品適應能源可持續發展戰略要求,在中國必將有廣闊的應用和發展前景。

      2 熱泵的概念

      簡單說來就是從低溫熱源吸熱送往高溫熱源的循環設備。

      以消耗一部分低品位能源(機械能、電能或高溫熱能)為補償,使熱能從低溫熱源向高溫熱源傳遞的裝置。其實質是借助降低一定量的功的品位,提供品位較低而數量更多的能量。由于熱泵能將低溫熱能轉換為高溫熱能,提高能源的有效利用率,因此是回收低溫余熱、利用環境介質(地下水、地表水、土壤和室外空氣等)中儲存的能量的重要途徑。

      3 熱泵的工作原理

      熱泵中的制冷機在蒸發器中蒸發吸取自然水源或大氣中的熱量,經壓縮后再冷凝器中放出熱量 加熱供熱系統的回水,然后由循環泵將水送到熱用戶做采暖或熱水供應等;制冷機在冷凝器中凝結成飽和氣體經節流降壓降溫進入蒸發器,蒸氣吸收熱量,氣化為干飽和蒸氣,從而完成一個循環[1]。

      4 地源熱泵研究現狀

      1912年瑞士H. Zoelly首次提出利用土壤作為熱泵系統低溫熱源的概念。上世紀50年代,該技術引起普遍關注,隨著后來爆發的能源危機歐美等國相繼加大了該技術的投入。建立和完善了相應的理論,改進了相關部件等材料,推廣了改技術的應用。

      在國內,1989年當時山東青島建筑工程學院在國內建立了第一臺地源熱泵系統的試驗臺;1996年天津商學院也開始了地源熱泵系統的研究;1998年重慶建筑大學建成了包括淺埋豎埋管換熱器和水平埋管換熱器在內的熱泵系統;1998年青島建工學院建成了聚乙烯垂直土壤源熱泵系統;湖南大學1998年建成了水平埋管土壤源熱泵系統;1999年同濟大學建成了垂直土壤源熱泵系統。這些系統為我國推廣土壤源熱泵奠定了基礎。從2000年開始,北京、沈陽、長春、濟南、溫州、重慶、米泉已建立了一系列土壤源熱泵系統的示范工程。土壤源熱泵系統越來越多地被房地產商所關注和采用。

      5 地源熱泵發展的優勢

      5.1 建筑節能的客觀需要

      建筑能耗目前占到全社會總能耗27%左右,其中建筑物供熱制冷的能耗大概占到整個建筑能耗的60%左右,因此,如何在改善建筑熱舒適性的條件下降低采暖制冷能耗是建筑節能工作中的重點[2]。地源熱泵作為一種建筑物供熱制冷新技術可以通過消耗少量的電能或熱能來有效地利用地熱能達到這樣的目的。

      5.2 地源熱泵自身優勢

      5.2.1 與其他傳統空調相比

      (1)利用可再生能源:屬可再生能源利用技術

      地源熱泵從常溫土壤或地表水(地下水)中吸熱或向其排熱,利用的是可再生的清潔能源,可持續使用。

      (2)高效節能,運行費用低:屬經濟有效的節能技術

      地源熱泵的冷熱源溫度一年四季相對穩定,冬季比環境空氣溫度高,夏季比環境空氣溫度低,這種溫度特性使得地源熱泵比傳統空調系統運行效率要高40%,因此要節能和節省運行費用40%左右。另外,地能溫度較恒定的特性,使得熱泵機組運行更可靠、穩定,也保證了系統的高效性和經濟性。在制熱制冷時,輸入1KW的電量可以得到5KW以上的制冷制熱量。

      (3)節水省地

      1)以土壤(水)為冷熱源,向其放出熱量或吸收熱量,不消耗水資源,不會對其造成污染。2)省去了鍋爐房及附屬煤場、儲油房、冷卻塔等設施,機房面積大大小于常規空調系統,節省建筑空間,也有利于建筑的美觀

      (4)環境效益顯著

      該裝置的運行沒有任何污染,可以建造在居民區內,在供熱時,沒有燃燒,沒有排煙,也沒有廢棄物,不需要堆放燃料廢物的場地,不會產生城市熱島效應,對環境非常友好,是理想的環保產品。

      (5)運行安全穩定,可靠性高。

      (6)一機兩用,應用范圍廣

      地源熱泵系統可供暖、制冷,一套系統可以代替原來的鍋爐加制冷機的兩套裝置或系統。

      可應用于賓館、商場、辦公樓、學校等建筑,更適合于住宅的采暖、供冷。

      (7)自動運行

      地源熱泵機組由于工況穩定,所以可設計簡單系統,部件較少,機組運行簡單可靠,維護費用低;自動控制程度高,可無人值守;此外,機組使用壽命長,均在20年以上。

      5.2.2 各熱泵間比較

      下列舉出了不同熱源熱泵的優缺點及適用范圍。可以看出水源熱泵和土壤源熱泵比空氣源熱泵的優勢在于更加節能環保。而水源熱泵和土壤源熱泵可以歸結為地源熱泵[3]。

      水源充足的地區更適合采用水源熱泵系統。

      土壤源熱泵 淺層底層土壤 1.節能、運行費用低;

      2.一機多用,節約設備用房;

      3.環保、零污染;

      4.可再生能源。 1.地下埋管較困難、水平埋地管換熱器占地面積大(約1.2m2埋地管/m2建筑面積;

      2.增加了勘測及埋管的費用,初投資偏高。 適用于寫字樓,賓館客房,迎合,商場,學校,別墅,公寓等建筑。

      地域廣闊的地區更合集采用地源熱泵系統,例如:建筑周圍的足球場,停車場,大型廣場等。

      5.3 地源熱泵在中國的發展前景

      中國大部分地區冬冷夏熱,即冬天需要采暖,夏季需要空調供冷。以前經濟不發達,人們的生活水平低,在黃河以南地區不采暖,冬天挨凍,北方地區不用空調,夏季受酷暑煎熬。現在經濟發達了,人們生活要求提高了,冬冷夏熱地區既要采暖又要空調,所以供熱空調產品市場潛力巨大。

      傳統的供暖空調方式是兩套系統分別解決冬季供暖(如采用鍋爐或集中熱網)和夏季供冷(如分體空調機或中央制冷機),系統投資大,占地多。

      爾地源熱泵系統具有經濟、節能、環保等多方面的優勢,彌補了中國傳統的供暖空調方式存在的問題,符合中國環境保護與能源節約的政策,所以地源熱泵系統在中國具有良好的市場前景。從國家政策到地方政府,從私人別墅到普通住宅,中國地源熱泵已然迎來了自己的黃金時代。據統計,在2011年中國地源熱泵規模將達60億,中國將逐漸步入中央空調節能時代。

      6 結語

      地源熱泵技術將成為利用可再生能源的一個主力軍,它已經在全國城市級區域逐漸推廣應用,必將成為我國城市經濟發展中的一個新的增長點;在節能減排、保護環境這樣的大背景下,地源熱泵由于其自身的節能、環保、經濟等優勢,成為空調發展的趨勢。不過,地源熱泵的廣泛應用,還需要更多的各個專業各個領域的人來共同努力共同配合,從政府政策、主機設計制造、系統的設計和運行管理等各個方面都來共同參與。只有這樣,地源熱泵才能最大限度的發揮其作用,我國的地源熱泵市場前景廣闊,地源熱泵產業會是非常有希望的產業。

      參考文獻:

      [1]廉樂明,李力能,吳家正,譚羽飛.工程熱力學(第四版).北京:中國建筑工業出版社,1999.

      可再生能源優缺點范文第4篇

      【關鍵詞】 生物燃料 全球變化 多邊 治理框架

      各國政府均認同生物燃料是一種有潛力的化石燃料替代選擇,其產業發展與減緩氣候變化、繁榮農村經濟、緩解全球和國家能源安全的聯系已促動了主要國家在領域紛紛展開行動。但是,產量和貿易的迅速膨脹引起了許多環境和社會經濟問題的爭論。因此,檢討生物燃料產業發展的本質,探尋治理途徑時不待我。

      1. 生物燃料產業擴張:一種新的全球性變化

      全球生物燃料生產從2000年到2009年已經翻了20倍,生產國從巴西一枝獨秀擴展至美國、歐盟、中國等主要農業國,儼然成為了新能源產業中最具潛力、最重要的化石能源替代產品。盡管這番蓬勃景象一方面歸功于生產效率的提高,原料作物種植擴張也“功不可沒”,有越來越多的作物用于該產業生產。產業擴張帶來了以下巨大影響:

      1.1由生物燃料產業擴張引起的生態變化

      對環境的影響是復雜的:生物燃料替代化石燃料、減少溫室氣體排放是快速擴張的根本動力。但是,仍要對生物燃料整個生命周期排放做出全面評估。比如,原料作物的生產使用化肥、殺蟲劑,最后就在減少溫室氣體排放的同時消耗化石燃料。機器化大生產帶來更多甲烷氣體,而甲烷對全球變暖的作用遠遠大于二氧化碳。另外,土地使用目的的轉變可能導致大量的溫室氣體排放。因此,關于排放平衡必須考慮整個生命周期。

      單一種植原料作物帶來生物多樣性喪失、土壤質量下降、給水資源質量帶來沖擊,即使大多數作物可依靠降雨生長,但是當提高生產率成為優先選擇的話,灌溉則會成為首選。最后,生物燃料生產有外來物種侵害原有生態的風險。

      1.2由生物燃料產業擴張引起的社會經濟變化

      對農村經濟的影響體現在包括國家、區域和全球的各個層面:

      國家對該產業利潤的保證使大量投資涌入種植業,尤其是以農業為主要支撐的發展中國家。這就促使農民成為農業工人,喪失對土地的傳統控制權。雖然產業擴張確實增加了農村人口就業機會,但是勞動條件卻不盡人意,勞動安全難以保證。

      除了對農村本地的影響,生物燃料生產也打亂了糧食生產和供應。因為主要糧食作物既可以供人食用也可成為生產原料,因此全球糧食價格隨需求大增而屢創新高。生產者雖可從中獲利,但那些農村和城市的低收入者無法負擔充足食物費用,惡化了全球糧食安全狀態。

      1.3由生物燃料產業擴張引起的南北關系變化

      發展中國家相對發達國家可獲土地數量較高、原料價格較低、勞動力成本低廉,被認為是最有潛力生產生物燃料。主要消費者卻是發達國家,即便全球產量不斷提高也無法滿足發達國家的消費目標,進口需求便產生了。于是發達國家和發展中國家簽訂了許多相關貿易協定。這種供求關系的發生本應帶來全球雙贏局面,但是發展中國家生產大規模擴張卻給自身帶來了巨大挑戰,包括森林退化、土地沖突、傳統耕種方式的遺失等等。

      發展中國家是該產業發展負面影響的主要承受者,但卻沒有充分機會參與全球治理議程。即使參與,也只是該國的大企業,而不是那些受實際影響的大多數人,這無疑增加了北方對南方國家的控制力。

      2. 生物燃料治理框架現狀與評價

      2.1生物燃料治理現狀

      國家、區域、國際已出現了應對生物燃料影響并促進其可持續發展的政策和治理結構。

      2.1.1國家生物燃料治理議程:以主要生產國為例

      隨著氣候變化成為全球議程中的重大問題,許多國家構建了可再生能源戰略,其中就包括生物燃料。使用生物燃料不僅能替代化石燃料和提高能源安全,更重要的是還可以擴大農產品的出路和收益。在此促動下,各國普遍采用的政策是頒布燃料混合國家命令、稅收豁免、對農民或生產者直接支付、對進口產品適用關稅壁壘。除此之外,主要生產國美國和巴西面對負面影響,也采取了有限的政策調整。

      美國玉米業已飽受詬病,尤其是玉米乙醇生產:減排水平低;超大型農業公司的控制使小生產經營者無利可圖;由于美國是世界玉米的主要供應者,對生物燃料的加大投入引起全球大宗食品的價格動蕩。即便是這樣,美國仍然一再提高燃料使用比例,要求到2017年生物燃料替代汽油消費達到20%,對加工商提供每加侖0.51美元的補貼,對進口燃料乙醇適用每加侖0.54美元的進口關稅。雖然,新能源計劃提倡木質纖維素乙醇技術的發展,但是美國近期對生物燃料的需求增長仍不可避免從傳統生產中獲得。

      巴西是世界第二大生物燃料生產國。甘蔗乙醇轉化率比玉米乙醇高。但種植園的迅猛擴張對亞馬遜森林造成了負面影響;甘蔗乙醇的生產對水需求量較大;單一種植擴張也帶來了嚴重的土地沖突。但巴西政府仍決定每年新建25個甘蔗乙醇生產廠。盡管計劃逐年有所微調,但傳統大型甘蔗生產仍然占據主要地位。

      由此可見,可持續關注在美巴兩國并不是最優先考慮事項。但是生物燃料凈進口國和地區卻對生產的可持續性進行了更為積極的應對,主要體現在歐盟及成員國。

      2.1.2區域生物燃料治理議程

      歐盟生物燃料治理分為成員國個別要求和歐盟共同要求。就成員國而言,英國和荷蘭生物燃料標準最為典型,因此將從英、荷、歐三個方面分析區域治理工具。

      生物燃料可持續性爭議包括減緩氣候變化,生物多樣性保護,水、土壤、空氣保護,土地所有權保護,勞工標準,社會經濟發展和糧食安全7個方面。

      關于減緩氣候變化,三者要求類似:首先都禁止將高碳封存土地用于原料作物的種植。英國要求溫室氣體減排至少為40%,每年增加5%,但性質是建議式的;荷蘭規定了最低30%的強制減排,到2017年逐步增加到80%-90%;歐盟強制性要求將最低減排量提高到35%。

      關于生物多樣性,荷蘭和歐盟都禁止將具有高生物多樣性區域用于生物燃料生產;英國禁止生產毀損以上區域即允許合法生產。荷蘭要求要遠離高生物多樣性區域5公里以上。

      關于水、土壤和空氣保護,三者具有區別。英國要求沒有土壤退化、污染或水資源耗盡或空氣污染。荷蘭要求實行最佳保護實踐;遵守《斯德哥爾摩農藥使用公約》或國內法;禁止生產焚燒。歐盟除了就國家保護措施進行年度報告外,無具體要求。

      關于土地所有權,英國要求對土地權和當地社會關系沒有負面影響。荷蘭要求在土地原始使用者同意下謹慎使用土地;尊重原主人傳統制度。歐盟僅要求進行年度報告。

      關于勞工標準,英國要求對勞工權利和工作關系沒有負面影響。荷蘭要求遵守《普遍人權宣言》和關于跨國公司及社會政策的國際勞工原則。歐盟除了就《國際勞工公約》的國家授權和執行進行年度報告外,沒有具體的要求。

      關于社會經濟發展,英國和歐盟僅要求就此履行年度報告義務。荷蘭要求生物燃料生產必須利于當地繁榮;要求就生產影響當地人口和利于當地經濟發展進行報告。

      關于糧食安全,英國僅要求檢測對糧食價格的間接影響。荷蘭和歐盟除了就土地使用改變形式、土地和糧食價格影響進行報告外沒有具體要求。

      只有滿足上述標準的產品才能計入歐盟2020年運輸領域可再生能源10%的強制性目標,進而才會獲得市場準入好處和稅收豁免、直接支付等利益。歐盟在證明產品是否符合標準的問題上采取靈活做法,即權力下放到歐委會認可的自愿性生物燃料認證制度,認可時效為五年。可見,就世界最大的生物燃料進口市場的準入而言,得到具有資格的認證制度的認證是關鍵。截止2011年7月,有2BSvs、Bonsucro、Greenergy、ISCC、RBSA、RSB、RTRS七個生物燃料認證制度得到了歐委會的認可,此外還有18個認證機會等待歐委會的批準。

      2.1.3國際生物燃料治理議程

      和生物燃料多少相關的國際協定在各個領域早已出現,例如氣候、能源領域。目前雖沒有針對全球生物燃料挑戰專門國際協定,但國際社會已開始以以下形式展開努力:

      首先,聯合國開發計劃署(UNDP)、聯合國環境規劃署(UNEP)、聯合國糧農組織(FAO)、聯合國能源機制(UN-Energy interagency),在其報告和研究中均已提出生物燃料問題。但是,他們的行動大多僅局限于分析和建議,并沒有就其各自的領域達成國際協定。國際能源署(IEA)以及經合組織(OECD)發揮了更為積極的作用,通過IEA生物能源部的第40工作組為生物燃料貿易認證構建了可持續性標準。

      其次,新近建立的論壇和伙伴關系開始在生物燃料全球可持續發展嶄露頭角。最為典型的就是2005年發起的全球可再生能源伙伴關系。該制度目的是促進可再生能源的繼續發展和商業化,支持更廣泛的、符合成本效益的生物質和生物能源發展尤其是發展中國家。生物燃料國際貿易大幅增加,2007年巴西、美國、中國、歐委會等建立了國際生物燃料論壇。

      最后就是專門針對生物燃料可持續性問題成立的、新的國際倡議,采取的形式是多利益攸關方組成的圓桌會議,討論和構建可持續性環境和社會經濟標準。但覆蓋產品范圍各有不同,例如責任大豆圓桌會議以及意圖進行普遍適用的可持續生物燃料圓桌會議(RSB)。

      2.2對目前治理框架的評價

      隨著全球生物燃料貿易的提高,作為主要進口者的歐盟國家生物燃料治理議程對市場準入和不同可持續性產品的競爭力影響在逐步提高,甚至成為了全球治理生物燃料的風向標。但是,從歐盟和成員的可持續性標準來看,主要局限于對生態環境的要求;像是當地經濟發展、公平正義以及糧食安全等與發展中國家緊密相關的社會經濟問題關注不夠。而間接土地使用轉化問題也被忽略掉,甚至都不存在報告制度。值得注意的是這些標準既適用于外國生產者也適用于歐盟國家,但制定決策時卻沒有主要供應國——發展中國家的參與,也就是發展中國家的觀點和他們的關注沒有得到體現。

      似乎國際治理議程給參與性帶來了一些新的變化,但也有自身弱點:

      首先,不同國際生物燃料治理議程仍局限在自己業務范圍內處理環境和社會經濟影響。國家合作多集中于研究和技術發展,而不是應對擴張帶來的更為嚴重的糧食安全影響。

      其次,通過給當地提供能源生產和供給的方式來促進當地發展,這種生物燃料發展的替代模式幾乎被這些治理議程所忽略,即他們主要以生物燃料貿易為預設前提而展開談判。

      第三,有些國際議程如IEA、OECD具有明顯的發達國家傾向,當然會以它們的能源需求為優先考慮,因而主要關注發展中國家的出口為導向的生產,而不是發展中國家的當地需求。而全球生物能源伙伴關系也代表主要國家團體利益。甚至像RSB由多利益有關方組成的圓桌會議也不對稱地給來自工業部門和發達國家的參與者更多的關注和投票權。21位RSB發起委員中僅有5位來自發展中國家,而這5位代表中有3位代表了像巴西的甘蔗聯盟這樣的工業團體利益。很明顯利益受到主要影響的大多數人并沒有能充分表達意見。

      最后,現有的國際行動沒有形成多層次、協調統一、相互支持、相互影響的治理方式。許多國際倡議或國際行動雖然博興,但十分分散,關注自己覆蓋的爭議領域,并在其框架下的國家行動仍被符合本國利益的議程所主導。這種情形實際導致生物燃料問題仍然是“無治理領域”,試想有各自利益的國家和企業一旦發生紛爭,將如何公正、合理的解決爭議?

      3. 新多邊生物燃料治理框架愿景

      3.1建立新多邊生物燃料治理框架的原因

      目前生物燃料治理制度無論從國內還是從國際層面都無法滿足治理需求,建立新多邊治理框架的迫切需求和原因有以下幾點:

      第一,該產業發展的主要推動力均具有重要的全球要素和關聯。可再生能源替代化石燃料就是由《聯合國氣候變化框架公約》促動的。化石燃料的可用竭性是一個全球難題,而動蕩的國際關系又是國家追求能源安全的巨大障礙。生物燃料農業尤其在發展中國家又是由發達國家的消費目標促發的出口繁榮所驅動的。以上每個環節都具有“全球烙印”。

      第二,生物燃料生產帶來的環境影響是無法依靠個別國家得以解決的。該產業對氣候變化、對水等自然資源的需求以及對土地使用改變的累積作用都具有明顯的全球關聯。

      第三,個別國家解決生物燃料擴張帶來的社會經濟影響能力有限,比如對農產品市場和全球糧食安全的影響。

      第四,生物燃料的爭論從一開始出現就具有南北關系的特性,是以一方的主要社會、政治和環境利益為代價而使另一方獲利的問題。

      第五,關于生物燃料生產存在許多相互沖突的觀點和看法,因此不僅需要有效的治理框架,更需要體現公平、合法性、責任性、代表性的統一治理制度。

      以上各個方面均體現了建立全球生物燃料治理框架的必要性,但這里的全球性并不意味著所有國家都就此進行談判,但至少是一個與現有治理框架不同且能夠反映生物燃料產業核問題的不同視角,能通過多邊平臺包括國家和非國家參與者構建的負責而合法的方式進行治理和調控。那么,這種新多邊治理框架究竟應該具備怎樣的條件和內核呢?

      3.2新多邊生物燃料治理框架的建構

      3.2.1多邊生物燃料治理框架應具備的基本特征:多部門、多層次和多參與者治理

      生物燃料產業發展并不僅是一種能源戰略,它和糧食、農業、貿易、氣候和生態保護等多方面都具有重大關聯,而這些領域都有各自的政策制度。因此氣候談判、可再生能源議程、全球貿易和農業發展、保護生物多樣性和生態系統戰略均涉及到了生物燃料問題。以上不同領域的各自政策必須避免沖突、尋求協調,這就需要多部門協調來應對生物燃料治理。

      其次,生物燃料治理需要多層次協調。如果沒有國家、當地政府以及當地生產者的協助多邊框架很難成功,這也是目前國際相關治理制度的欠缺。這種協調既要體現在國際政策的成功執行上,比如認證計劃的實施,也要體現在不同層面的規制活動上。

      第三,不同參與者和平行決策體系間的協調也是必要的。這會減少重復勞動、避免政策沖突,比如生物燃料治理政策和WTO規則之間的沖突,多參與者治理意味著允許各種主體使用有效參與資源。

      3.2.2新多邊生物燃料治理框架的制度設計:趨利避害

      雖然需要進一步協調不同產業部門、參與者和治理層次,但是何種制度設計才能最好發揮功能卻是一個大問題。從實現的可能性出發,有兩種路徑可以選擇:

      第一種,在某一類寬泛的領域建設治理制度,能源和農業領域可供選擇。

      在能源領域探討生物燃料治理制度的優勢是能夠很容易地將該問題并入可再生能源政策;能夠讓業界對照其他生物能源對液態生物燃料做出評估。弱點是由于目前與能源相關的、行之有效的政策制度本身就十分分散,加之聯合國相關機制治理權力也十分有限,新建立的國際可再生能源機構(IRENA)固然令人欣慰,但是像巴西、中國等這些主要生產國尚未加入,因此治理很難從全球能源制度中獲得有益的制度支持;加之,如果國家將生物燃料單純看作是國家能源安全問題,由于敏感性,將會使多邊談判變得異常艱難;最后由于生物燃料是由許多作物提煉而來,因此對農業部門的影響也舉足輕重,將其作為能源問題處理自然會導致對糧食安全、農村地區和土地政策的影響關注不夠。

      在農業領域處理生物燃料問題最大的優勢是可以借助FAO現有的各種制度;可使業界更加關注糧食和農村發展問題;也會從國際農業協定中最終獲利。但是國際農業貿易談判頻頻陷入僵局,這必將阻礙該產業的可持續發展;也會割裂生物燃料與可再生能源政策的聯系。

      第二種不同的制度設計路徑就是將生物燃料作為獨立的焦點問題進行制度設計,而此種方式根據所設計的制度框架以生物燃料問題的一個方面還是多個方面為治理對象分為單一框架和復合并行框架。不論是單一政策框架還是符合政策框架同樣各具優、缺點:

      在有效性方面,復合型平行框架更有利于不同政策工具的創新、彼此競爭和實踐檢驗;在公平性和權力分配方面,復合平行框架更易于禁止權力集中,并且在一定程度上會增加發展中國家在決策中的影響力。缺點就是遵守和執行成本較高。

      而單一框架由于設定的制度具有很強的針對性和局限性,因此遵守和執行成本較低;所設定的單一規則更容易和像WTO這樣的現有國際規則協調一致;也更易于吸收多參與者的集中關注并利用他們可提供的資源。缺點是過分支持某類參與者的風險過高;靈活性和調節性較差;由于會吸引更多的參與者,因此達成一致意見就更為困難。

      綜上,新多邊生物燃料治理框架是一個開放性議題,只有把握住合理合法內核,比較各種選擇路徑的優缺點,在實踐中逐步探索。

      參考文獻:

      [1] Patrick Lamers. International Bioenergy

      Trade-A Review of Past Developments in the Liquid Biofuel Market[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2011(11):2655-2676.

      [2] Thomas Vogelpohl. The Institutional sus-

      tainability of Public-private Governance Arrangements-the Case of EU Biofuels Sustainability Regulation[C].The Lund Conference on Earth System Governance, Berlin 2012.

      可再生能源優缺點范文第5篇

      摘要:太陽能 光熱系統 實例簡析

      中圖分類號: TK511文獻標識碼:A 文章編號:

      太陽能熱利用是可再生能源技術領域商業化程度最高、推廣應用最普遍的技術之一,我國太陽能熱水器平均每平方米每年可節約100-150公斤標準煤。20多年來,太陽能熱水器在我國得到了快速發展和推廣應用,目前我國家用太陽能熱水器產量占世界第一位。

      深圳市地處南海之濱,屬南副熱帶季風氣候,夏長冬短,夏無酷暑,冬無嚴寒。深圳市年平均氣溫為23.7℃,最低氣溫為1.9℃,最高氣溫為37.1℃;全年平均總太陽輻射量為5225MJ/m2,年日照時數1975.0小時,年日照百分率為47%,屬太陽能資源中等類型區。其中5~9月份太陽輻射總量占全年的48%,7月份日照總量最大,月總輻射量為588.6 MJ/m2,2月份日照總量最小,月總輻射量為293.4 MJ/m2。全年約80%的白天具有采集太陽熱能的條件,太陽能利用自然資源優越。以下將以具體工程來說明太陽能熱水器的優勢。

      1.工程概況:

      本工程地處深圳市福龍路西側,總占地面積60,900m2總建筑面積238,908m2 ,由11棟高層住宅、部分多層住宅、裙房商業、地下車庫等組成,最高一棟建筑高度為64.9m,為一類商住樓。其中多層住宅、高層塔樓屋頂復式、公共酒樓及恒溫泳池需要熱水供應。

      2.太陽能熱水器系統簡介

      太陽能熱水器就是吸收太陽的輻射熱能,加熱冷水提供給人們在生活、生產中使用的節能設備。它是我國太陽能熱利用中最為成熟和最為先進的產品。為百姓提供環保、安全、節能、衛生的新型熱水器產品。

      2.1太陽能熱水系統主要設備選型:

      太陽能熱利用系統中,接受太陽能輻射并向水傳遞熱量的部件,稱為太陽能集熱器。目前主要有平板型、全玻璃真空管、真空熱管三種太陽能集熱器,各種太陽能集熱器各有優缺點,分別適用不同的地區、不同的用途,性能價格比也不同。

      2.1.1平板型太陽能集熱器

      ?優點:金屬管架結構,熱效率高,產熱水量大,可承壓,耐空曬,水在銅管里加熱,質量穩定可靠,免維修,15年壽命。

      缺點:無抗凍能力,適合于廣東、福建、云南、廣西、海南等冬天不結冰地區。

      ?規格:1x2平方米,無云天氣產60℃熱水量:70-140kg/平方米

      ?特性:高吸收率:as≥90%,低發射率:∑h≤10%,日平均熱效率:∏d≥55%,抗臺風、抗直徑35mm以下冰雹沖擊。

      1m2太陽能熱水器技術參數

      2.1.2全玻璃真空管太陽能集熱器

      ?優點:全玻璃真空管太陽能集熱器有一定的抗凍能力,適合在冬天氣溫為0℃到-20℃的地區使用。

      ?缺點:不承壓,使用時不能缺水空曬,否則容易爆裂玻璃管。在安裝2-3年后,管內水結垢現象嚴重,影響熱能吸收。

      ?規格:有多種規格可供選擇,無云晴天產55℃熱水量:70―130kg/平方米。

      ? 特性:高吸收率:as≥90%,低發射率:∑h≤8%,日平均熱效率:∏d≥50%,抗臺風、抗 直徑35mm以下冰雹沖擊。

      2.1.3真空熱管太陽能集熱器

      熱管造價高,性價比差,只適合寒冷的北方。

      平板型和真空管太陽能集熱器價格比較如下:平板型太陽能集熱器每平方米約800元,真空管每平方米約1000元。深圳地區平板型太陽能集熱器與真空管太陽能集熱器雖各有利弊,但均可采用。

      3.幾種加熱設備技術經濟比較(60℃)

      見經濟技術比較表。

      技術經濟比較表:

      從表中可見,太陽能熱水器的運行成本為零,其次是熱泵的運行費用,電熱棒運行成本最高。由于深圳太陽輻射較強,全年幾乎均可通過太陽能熱水器提供熱水,而且電熱棒造價成本較低,因此本項目住宅部分選用太陽能熱水系統電熱棒輔助加熱設備。

      4.太陽能熱水系統的熱量計算和基本選型

      用戶為多層住宅,高層塔樓屋頂復式,按每戶4人、110L/人.天考慮,則每戶熱水耗熱量及熱水量為:

      Qd=24*(4*110*4187*1*(60-10))/86400=25.6kw

      Qh=(5.12*4*110*4187*1*(60-10))/86400=5.46kw

      Qrd=25600/(1.163*1*(60-10)=440L/d

      Qrh=5460/(1.163*(60-10)*1) =93.9L/h

      5.太陽能熱水系統設計

      5.1系統工作原理

      本工程采用自然循環式制熱水供應系統。

      太陽能熱水系統由本小區生活用給水泵組供應冷水,當熱水箱水位下降時浮球閥打開,冷水經太陽能集熱器加熱后,回到熱水箱;通過反復自然循環直到整個水箱水體被加熱至60℃左右,熱水箱內的熱水經熱水管道向住戶供水熱水。當太陽光較弱無法提供足夠熱量時,電熱棒開關打開加熱水箱內的水至60℃左右。

      7.主要設備、構筑物及技術參數

      7.1多層住宅

      家用太陽能熱水器共28套

      7.2高層住宅屋頂復式

      家用太陽能熱水器共46套

      8.造價及運行維護費用分析

      ?造價估算:74×7000=518000元

      ?水價:3.9元/噸

      ?每噸熱水單價:

      太陽能熱水器:3.9*1.1=4.29元

      電熱水器:(3.9+42.7)*1.1=51.26元

      熱泵:(3.9+8.4)*1.1=13.53元

      燃氣熱水爐:(3.9+25.6)*1.1=32.45元

      燃油熱水爐:(3.9+23.7)*1.1=30.36元

      ?費用比較:

      按74×4=296人計,每人熱水耗量110L/天,一年按300天計算,則全年所用熱水量為:296*110*300/1000=9768噸

      ?與電熱水器相比則全年可節省運行費用:(51.26-4.29)*9768=458802.96元。

      ?與熱泵相比則全年可節省運行費用:(13.53-4.29)*9768=90256.32元。

      ?與燃氣熱水爐相比則全年可節省運行費用:(32.45-4.29)*9768=275066.88元。

      ?與燃油熱水爐相比則全年可節省運行費用:(30.36-4.29)*9768=254651.76元。

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