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1新能源概述
新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能,以及海洋表面与深层之间的热循环等;此外,还有氢能、沼气、酒精、甲醇等,而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能、等能源,称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出,以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。
目前在中国,可以形成产业的新能源主要包括水能(主要指小型水电站)、风能、生物质能、太阳能、地热能等,是可循环利用的清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段,也是环境治理和生态保护的重要措施,是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。
当今社会,新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。按类别可分为:太阳能,风能,生物质能,核能,氢能,地热能,海洋能,小水电,化工能(如醚基燃料)等。
2可再生能源概述
2.1可再生能源
可再生能源是指自然界中可以不断利用、循环再生的一种能源,例如太阳能、风能、水能、生物质能、海洋能、潮汐能、地热能等。随着世界石油能源危机的出现,人们开始认识到可再生能源的重要性。
人类历史进程中长期依赖的能源都是可再生能源,如薪柴、秸秆等属于生物质能源,另外还有水力、风力等,这些能源大部分都来自太阳能的转化,是可以再生的能源资源。
人类近代社会大规模开发利用的煤炭、石油、天然气等化石能源,其能量来源实际上也是源自太阳能的转化,但它们是地球在远古时期的演化化过程中形成和储存下来的,对于我们人类来说一旦用完就无法恢复和再生,因此属于不可再生的能源资源。
2.2开发利用可再生能源意义
2.2.1开发利用可再生能源是建设社会主义新农村的重要措施。农村是目前我国经济和社会发展最薄弱的地区,能源基础设施落后,许多农村生活能源仍主要依靠秸秆、薪柴等生物质低效直接燃烧的传统利用方式提供。农村地区可再生能源资源丰富,加快可再生能源开发利用,解决农村居民生活用能问题,可以将农村地区的生物质资源转换为商品能源,使可再生能源成为农村特色产业,增加农民收入,改善农村环境,促进农村地区经济和社会的可持续发展。
2.2.2开发利用可再生能源是落实科学发展观、建设资源节约型社会、实现可持续发展的基本要求。充足、安全、清洁的能源供应是经济发展和社会进步的基本保障。我国人口众多,人均能源消费水平低,能源需求增长压力大,能源供应与经济发展的矛盾十分突出。从根本上解决我国的能源问题,不断满足经济和社会发展的需要,保护环境,实现可持续发展,除大力提高能源效率外,加快开发利用可再生能源是重要的战略选择,也是落实科学发展观、建设资源节约型社会的基本要求。
2.2.3开发利用可再生能源是开拓新的经济增长领域、促进经济转型、扩大就业的重要选择。可再生能源资源分布广泛,各地区都具有一定的可再生能源开发利用条件。可再生能源的开发利用主要是利用当地自然资源和人力资源,对促进地区经济发展具有重要意义。同时,可再生能源也是高新技术和新兴产业,快速发展的可再生能源已成为一个新的经济增长点,可以有效拉动装备制造等相关产业的发展,对调整产业结构,促进经济增长方式转变,扩大就业,推进经济和社会的可持续发展意义重大。
2.2.4开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。目前,我国环境污染问题突出,生态系统脆弱,大量开采和使用化石能源对环境影响很大,特别是我国能源消费结构中煤炭比例偏高,二氧化碳排放增长较快,对气候变化影响较大。可再生能源清洁环保,开发利用过程不增加温室气体排放。开发利用可再生能源,对优化能源结构、保护环境、减排温室气体、应对气候变化具有十分重要的作用。
3新能源与可再生能源发展现状
现在我国的新能源与可再生能源产业发展已初具规模。但是在发展中还存在许多问题。主要表现在:整体上缺乏科学规划,发展不均衡;有的成果实际推广应用成效甚微,新能源规模化生产之前的成本也较高,配套设施跟不上;在新能源产业方面面临着基础设施和基层公共服务能力严重缺失的问题。
4加强对新能源和可再生能源的利用
4.1科学评估,加强产业引导
新能源和可再生能源的合理利用,需要科学评估新能源、可再生能源的资源潜力。根据我国国情,考虑新能源与可再生能源市场的运行,建立和完善新能源和节能政策体系,建立能源管理机构和咨询机构,使得政策对新能源和节能产业的制度保障具有综合性和战略性。
4.2加大投资力度与技术创新
技术创新是新能源与可再生能源发展的关键。因此要加大核心技术的自主研发力度,从人才方面注重新能源研发的技术性专业人才的培养。对于投资巨大、外部性明显的新能源技术研发,必须以足够投入,建立公共研发平台和检测平台,成立工程技术中心,在技术研发、风险投入等方面加大政策倾斜,形成集研发应用于一体的产学研技术创新体系。
4.3实现多元化发展
大力发展除风能、太阳能之外的新能源与可再生能源,如生物质能源、沼气、垃圾焚烧、地热等。生物质能源在中国发展潜力巨大,应重点发展农林废弃物(如秸秆)发电、生物质液体话(如生物柴油)和生物质燃料等。
4.4注重基础设施的完善
坚持实用性第一的原则,加强基础设施的完善。如电网布局、新能源汽车赖以运行的充电站建设等,通过完善基础设施,为新能源的应用提供基本条件;调整能源利益结构。
为加快建筑节能工作步伐,推进建筑中可再生能源应用,根据《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国可再生能源法》、《民用建筑节能条例》及建设部、财政部《关于推进可再生能源在建筑中应用的实施意见》、国家发改委、建设部《关于加快太阳能热水系统推广应用工作的通知》和《*市人民政府关于做好全市节能减排工作的实施意见》精神,结合我市实际,提出本实施意见。
一、充分认识推进建筑中可再生能源应用的重要意义
可再生能源主要是指地能、太阳能、风能。它具有清洁、高效、环保、节能、经济、保护资源的特点。因此推进建筑中可再生能源应用有利于优化能源结构,促进能源互补,提高能源利用效率。我市太阳能、浅层地能等资源丰富,有利于可再生能源的开发利用,特别是在建筑中应用的前景广阔、潜力巨大。国家和省相继出台了有关鼓励措施和政策,积极推广应用可再生能源,对建设"资源节约型、环境友好型"社会具有重大意义,同时也将极大促进我市经济和社会的健康快速可持续发展。
二、推进建筑中可再生能源应用的指导思想及目标任务
(一)指导思想
以党的十七大精神为指导,深入贯彻落实科学发展观,深刻认识节能减排的重大战略意义,以服务服从经济社会发展为中心,坚持经济效益、社会效益和环境效益协调发展,加大城乡建设的科技含量和工作力度,不断提高城乡建设水平,促进城乡经济社会的繁荣发展与进步。建立政府引导、市场运作、多方参与的社会需求机制,搞好示范工程和技术推广,加快普及和推进太阳能、浅层地能等可再生能源在建筑中的应用,切实转变建筑能源增长方式,降低建筑对常规能源的消耗,促进节能减排。
(二)目标任务
1、全市范围内推广应用太阳能和地源热泵技术。
2、对新建项目要积极引导和鼓励应用可再生能源。政府重点工程项目、公共项目(体育馆、图书馆、文化馆、影剧院、大会场、车站等)都要应用可再生能源。
3、对已投入使用的公共建筑,重点是机关办公场所、宾馆、酒店、写字楼等耗能大的建筑物要逐步进行改造,采用可再生能源。
4、对已投入使用的住宅楼,在各方面条件允许的情况下,要有计划地进行改造。
三、建立推进建筑中可再生能源应用长效工作机制
(一)加强组织领导。市城建局是我市可再生能源系统建设和运行管理的行政主管部门,具体负责可再生能源系统建设及应用监督管理的日常管理工作。主要任务是制定我市可再生能源建筑应用政策规划,实施推广可再生能源建筑应用项目,组织国家可再生能源建筑应用示范项目申报实施,建立可再生能源建筑应用技术支撑和保障体系,推进建筑用能结构调整和建筑可再生能源应用长期平稳发展。
(二)积极宣传推广。充分发挥舆论导向与监督作用,大力宣传可再生能源在建筑中应用的意义,积极推广具有示范效应项目的运作模式、技术应用、运行管理等成功经验,营造有利于可再生能源规模化应用的社会氛围。
(三)建立完善激励机制。
1、降低运营成本。对应用可再生能源的项目,系统用电电费按民用电价收取,免收水资源费。
2、补助资金的核定。采用可再生能源建筑应用的项目,政府将视财政情况予以相应补贴;采暖、制冷等利用可再生能源的工程项目,享受城市集中供热收费和补贴政策;利用中水回用、污水处理以及垃圾降解、分类收集无害化处理的建设工程项目,给予相应资金补助;对在村镇建设中采用可再生能源的建筑工程项目,将根据可再生能源工程总投资额给予相应的奖励补贴。对在可再生能源系统建设应用管理方面做出突出贡献的单位和个人,给予表彰奖励。
3、成立专家机构。市政府成立可再生能源应用技术专家咨询机构,切实为应用可再生能源的项目提供技术保证。
4、加强政务服务。加强对从事可再生能源经营企业的服务,简化办事程序,实行一站式服务,不断提高办事效率。
5、培育产业发展。政府将按照省建设厅制定的可再生能源系统设备及配套材料的行业标准和市场准入制度,积极吸引和鼓励国内外可再生能源生产企业在我市投资建厂,强力推动我市的可再生能源在建筑中应用工作的顺利进行。
四、加强建筑中可再生能源应用的建设管理与运行管理
(一)加强过程控制与管理,确保工程质量
1、根据地域、气候、资源等情况,制定《*市可再生能源建筑应用规划》;研究太阳能、浅层地能、污水源等可再生能源的适用性,形成可再生能源技术设备的可持续维护管理模式,建立严格的技术标准及技术规范等,提高可再生能源技术及应用水平。
2、可再生能源建筑应用项目由建设单位按基本建设程序办理建设工程规划许可证、施工许可证;可再生能源系统勘察、设计、施工、监理由建设单位招标委托具有相应资质的单位实施,并执行相应标准;使用水源热泵系统的可再生能源项目,建设单位须在水资源管理机构办理地下水开采、回灌手续。
3、建设单位在选用可再生能源技术(设备)时,应执行国家制定并公布的推广使用、限制使用、禁止使用目录和山西省制定并公布的推广使用补充目录及市建筑节能管理机构备案目录,严禁使用不符合产品质量标准的民用建筑材料和设备。
4、市城建局建筑节能管理机构应对可再生能源建筑应用项目进行跟踪监督检查,根据需要组织专家对示范项目进行技术指导、咨询服务。
5、建设单位委托可再生能源建筑应用检测机构对完成项目进行检测,建筑节能管理机构根据检测报告和其它相关资料组织专家进行验收评估。
6、根据建设部、财政部有关文件要求,组织符合条件的项目申报国家可再生能源建筑应用示范项目,典型示范,重点推进。
(二)强化运行管理,提高利用效率
1、建设单位应建立健全可再生能源建筑应用能耗统计报表分析制度,对建筑物用能系统进行实时监测,定期向建筑节能管理机构上报建筑能耗统计报告。
【keywords】 energy saving;recycled resource;water-loop heat pump system
【关键词】 节能;可再生能源;水环热泵
中图分类号 TU831 文献标识码 A
前言
水环热泵空调系统可利用的外部能源有太阳能、水(井水、河水、湖水、海水)、土壤能、空气等。这些能源具有资源无限、可以再生、与生态环境和谐的特点。因此提出可再生能源水环热泵空调系统对解决暖通空调的能源与环境问题有长远的战略意义。
上世纪50年代以来国外就有很多把可再生能源作为低位热源应用到水环热泵当中,其中土壤源作为水环热泵的低位热源是在二战以后就引起人们的重视,20世纪70年代末至80年代美国和欧洲一些国家对土壤源水环热泵进行各种理论和试验研究,瑞典早在20世纪70年代末就开始生产专供冬季采暖的土壤源热泵机组并已商品化[1]。我国的暖通空调工作者近年来对土壤源水环热泵开展广泛的理论和试验研究。水源热泵在欧美国家的建筑中也已经有30年的历史了,日本早在1932~1955年间就装设35座深井水为热源的水环热泵系统[2],近年来,在我国黄河流域和北方地区开始广泛采用以井水源热泵冷热水机组作为冷热源的空调系统,我国的青岛还曾提出建造以海水为低位热源的大型热泵站的方案。我国的太阳能资源十分丰富,居世界第二位,年日照时间大于2000小时的地区占全国面积的2/3,处于利用太阳能较有利的区域。哈尔滨工业大学、天津大学曾进行过太阳能水环热泵系统的模拟研究。在空气源利用方面进来我国也进行了双级耦合水环热泵空调系统的研究和应用,这种系统就是利用空气/水热泵和水/空气热泵的耦合,把空气/水热泵作为水环热泵的辅助热源。
20世纪80年代初,我国一些外商投资的项目中开始采用闭式环路水环热泵空调系统,20世纪90年代水环热泵空调系统在我国得到广泛的应用。据统计,1997年国内采用水环热泵空调系统的工程共52项[3],到1999年,全国约有100个项目,2万台水源热泵机组在运行[4]。进入21世纪水环热泵将得到新的兴旺发展,同时21世纪人类也面临着能源问题的严重压力,为此我们有必要研究探讨新型可再生能源在水环热泵中的应用。
水环热泵及可再生能源在水环热泵中的应用
1.1 传统水环热泵空调系统的组成
热泵是一种利用高位能使热量从低位热源(低温热源)流向高位热源(高温热源)的节能装置[5]。那么所谓的水环热泵空调系统是指小型水/空气热泵机组的一种应用方式,既用水环路将小型水/空气热泵机组(水源热泵机组)并联在一起,构成以回收建筑物内部余热为主要特征的水泵供暖、供冷的空调系统。该系统于20世纪60年代在美国加利福尼亚州出现,故也称为加利福尼亚系统。该系统于1955年在美国申请专利,很快传遍美国并早已商品化[5]。
在夏季建筑物的内区和周边区都供冷的情况下建筑物内部的余热通过水/空气热泵机组由水环路散发到室外。首先,室内侧的空气与制冷剂换热(此时室内换热设备为蒸发器)使空气冷却下来,热泵机组里的制冷剂通过压缩机后进入循环水和制冷剂侧(此时的换热设备为冷凝器)此时制冷剂把热量传到循环水中。在冬季建筑物内区需要供冷而周边区需要供热,内区排向循环水中的热量就可以通过循环水带到需要供热的周边区从而达到节能的目的。但是往往在冬季内区向水环路中散发的热量小于周边区需求的热量,使循环水的温度逐渐降低,当温度小于13℃时就需要外加的辅助热源向循环水加热以补充周边区的热需求。而夏季由于热泵不断把室内的热量散发到循环水中,循环水的温度就不断升高,当循环水温升高到32℃时就需要辅助的散热设备向外界排热以保持循环水温在13℃~32℃范围变化。传统的散热和加热设备是冷却塔和锅炉(燃油、燃煤、燃气、电热锅炉)。采用这种高位能(电、燃气、油等)通过锅炉转变为循环水的低位能,再有室内水/空气热泵提升后向室内供热的方式不符合按质用能的原则,是对能源的极大浪费。
1.2太阳能水环热泵空调系统
太阳能是21世纪人类可期待的能源,我国的的太阳能资源又十分的丰富,因此把太阳能应用到水环热泵空调系统中就有着非常广阔的前景。在水环热泵空调系统中主要是将太阳能代替传统的锅炉等辅助加热设备。太阳能水环热泵空调系统又分为闭式和开式两种, 在闭式系统中当冬季水温低于13℃时就利用太阳能热水系统通过板式换热器对循环水加热。开式系统又包括三个子系统,既太阳能集热系统、水环热泵空调系统、热水供应系统。三系统通过建筑物的消防水池为蓄热水池连接起来。这样可以解决太阳能的间歇性和不稳定性。当循环水温高于32℃时打开冷却塔散热,当循环水温低于13℃利用蓄热水池中的水作为循环水给系统供热。
1.3 土壤源水环热泵空调系统
土壤源水环热泵空调系统就是利用地下埋管换热器作为辅助热源的水环热泵空调系统。地表浅层是一只巨大的太阳能集热器,它收集约47%的太阳能[1],尽管其中有一半能量以长波的形式辐射出去,但剩余的能量也十分丰富。在缺乏地下水或者利用地下水源不经济的地区这种形式尤为显得可观。该系统有两个环路组成,即一次环路、二次环路。当冬季周边区供热量大于内区向二次环路中排热量时,至到二次环路温度降低13℃时开启二次环路从土壤中吸收热量以保证环路水温。当夏季机组都处于制冷工况时,机组向二次环路中不断的放出热量,至到温度达到32℃时开启一次环路,此时一次环路向土壤中散热,以保证整个系统的水温。
1.4 井水源水环热泵空调系统
根据地下水循环系统和水环热泵空调系统水环路(建筑物内循环水环路)是否分隔开,可以分为闭式和开式二种。闭式就是通过板式换热器把地下水环路和建筑物内循环水环路分开,如图1.4.1所示;开式就是直接把地下水和室内的小型水/空气热泵机组连接起来,如图1.4.2所示。之所以应用地下水作为低位热源是因为地下水终年基本水温维持在一个固定的范围内,是很好的天然热/冷源。
在闭式系统中,夏季制冷工况运行时当水环热泵循环水温度高于32℃时打开井水源循环系统,二者通过板式换热器把热量散发给地下水。冬季当水环热泵循环水系统的水温低于13℃时打开井水源循环水系统,二者通过板式换热器把地下水的热量传给室内循环水以保证室内循环水的温度。开式系统同闭式系统原理相同,不同的是开式系统中室内的水环热泵循环水就是直接应用地下井水。(附加我国不同地区深井水温度如下表)
东北北部 中部 南部 华北 华东 西北
深井水温(常年) 4℃ 8℃~12℃ 12℃~14℃ 15℃~19℃ 19℃~20℃ 18℃~20℃
1.5 双级耦合水环热泵空调系统
该系统是空气/水热泵和水/空气热泵机组的结合供暖,与传统的水环热泵空调系统相比,差异在于是用空气/水热泵机组代替传统系统中的锅炉。
夏季制冷工况运行:当水环热泵空调室内循环水系统的温度高于32℃时打开冷却水系统,室内循环水系统和室外开式冷却塔系统循环水通过板式换热器实现散热的。冬季制热工况运行: 当循环水温度低于13℃时带开室外的空气/水热泵机组,此设备也是通过板式换热器把热量传给室内循环水系统以达到加热循环水的目的。
可再生能源在水环热泵应用中的优缺点
2.1 太阳能在水环热泵空调系统应用中的优缺点
优点:①我国太阳能资源丰富可用空间大。②太阳能水环热泵拓宽了水环热泵空调系统的应用范围,使内部余热小或无余热的建筑物也可以运用该系统。③用消防水池做蓄热池既节省投资又解决了太阳能的不稳定性,同时多余热量还可以供生活用水。缺点:①太阳能热水供应不足或阴天时需要设置辅助加热器。②夏季仍需冷却设备
2.2 土壤源在水环热泵空调系统应用中的优缺点
优点:①地表浅层土壤源是一个巨大的太阳能集热器,蕴含巨大天然能量。②省去传统的辅助加热(锅炉)和散热设备(冷却塔)。缺点:占地面积大,如果埋设浅了土壤温度和受热特性易受季节等因素影响,深埋时施工要求和钻井费用高。
2.3 井水源在水环热泵空调系统应用中的优缺点
优点:①我国大部分地区常年地下水温度保持稳定,冬夏均可利用。②省略辅助加热和散热设备节省投资。缺点:①钻井时费用高,抽水井和回灌井的维护要求高。②在采用开式系统时管道容易堵塞和腐蚀。
2.4 双级耦合水环热泵空调系统的优缺点
优点:①空气的利用没有污染,有利于实现能源、供暖、和环境的协调发展。②有利于降低室外大气温度避免“热岛效应”的产生。缺点:①整个系统仍需要冷却设备。②在我国北方寒冷地区冬季空气/水热泵机组容易结霜。
可再生能源在水环热泵空调系统中应注意的问题
3.1 太阳能水环热泵利用方面
①太阳能的利用具有间歇性和不可靠性,因此设计水环热泵空调系统时应设置蓄热曹。②可以将太阳能和其他热源共同作为热泵的低位热源使热泵的低位热源多元化,例如将太阳能与土壤源结合。③太阳能是稀薄的能源,在地球表面上的能源密度极低,因此利用太阳能与目前所利用的矿物能相比需要较大的设备投资。
3.2 土壤源水环热泵利用方面
此系统最关键的就是土壤源热交换器的埋设问题,在使用该系统前首先应对现场进行勘测,先确定热交换器是采用竖井还是水平方式布置,其次应考虑建筑物的高度,最后还应考虑垂直式或水平式热交换器的预定位置[6]。地下埋管设计中应注意几个问题:①土壤的传热性能取决于土壤的热导率、密度和比热容。②地下埋管换热器中各管内水流量要分配均匀。③注意换热器的承压问题,尤其是垂直埋管,设计中应注意系统最下端管道的静压在管路最大额定承压范围之内。④注意管沟回填材料的使用。⑤地下埋管换热器的最小埋设深度也应在冻土层以下。
3.3 井水源水环热泵利用方面
该系统最大的问题就是地下水的回灌, 回灌一般都存在堵塞问题,也就是说不能100%的回灌,究其原因有如下几点:一、悬浮物堵塞,因此回灌前要控制悬浮物的含量。二、微生物的生长,因此要回灌前去除水中的有机质或进行消毒杀死微生物。三、化学沉淀,在碳酸盐地区加酸改变PH值防止化学沉淀生成。四、气泡阻塞。五、粘性颗粒膨胀或扩散,在水中可注入氯化钙来解决。另外腐蚀和水质问题也是普遍存在的问题。
3.4 双级耦合水环热泵利用方面
该系统目前主要存在的问题就是北方寒冷地区冬季室外温度过低造成室外的空气/水热泵机组压缩比过大问题,压缩比过大最终导致供热量急剧减小,系统性能系数变小。另外北方寒冷地区冬季室外的空气/水热泵机组也存在结霜问题。
结束语
能源和环保是人类生存和发展的两大主题,是全球关注的问题。进入21世纪人类面临着的是常规能源的过度消耗与枯竭,可再生能源的利用就显得尤其宝贵。可再生能源在水环热泵空调系统中的应用达到了即节能又保护环境的目的。是新世纪我们应该大力探讨研究和应用推广的新型节能措施,但对于目前设计和施工过程中存在的技术难题应该深入研究,本文就太阳能、土壤源、井水源、双级耦合水环热泵空调系统的理论给予了介绍,加深了对这方面理论理解的同时也为更深一步研究试验奠定了理论基础。
通过上述我们应该根据当地自然条件和建筑物的实际情况,经过多方的实际经验和模拟理论分析选择利用那种可再生能源的水环热泵空调系统。
参考文献
[1] 马最良.水环热泵空调系统设计[M].北京:化学工业出版社,2004.
[2] 蒋能照.空调用热泵技术及应用[M].北京:机械工业出版社,1997.
[3] 汪训昌.水环热泵系统的热回收特性及其设计方法[C]. 殷平.空调设计(1).湖南:湖南科学技术出版社,1997:61-72.
近年来,我市农村沼气发展迅速,现已累计建设沼气池12万余户,已成为推动全市社会主义新农村建设的重要内容,取得了明显的社会效益、生态效益和经济效益。因此,全面了解全市农村沼气发展状况,深入调查、研究和分析农村新能源建设中存在的矛盾和问题,进一步发挥以沼气为主的农村可再生能源在促进新农村建设,促进农业增效、农民增收具有十分重要的意义。
1 发展现状
自2001年芮城县被农业部列为农村沼气小型工艺试点项目到2002年国家启动生态家园富民计划以来,我市先后有13县(市、区)承担了国家生态家园富民计划的沼气国债项目建设任务,截止到2008年底,全市共发展户用沼气池122109户,占全市总农户89.9万户的13.6%,乡村级服务网点134处,秸秆气化集中供气工程在建的有7处,建成投入使用的1处,大型沼气工程在建的11处。
1.1 户用沼气发展迅速、覆盖面大
截止2008年底,全市户用沼气发展到122109户,占全市总农户89.9万户的13.6%,占全省59万户的20.69%。全市13个县(市、区)按照占其总农户数比例排列前三位的是芮城、稷山、临猗县。全市户用沼气覆盖村共计2397个村,占全市总村数3188的73.78%,其中建设规模占所在村总农户的比例在20%以下的村有983个,20%~30%的有309个村,30%~40%的有452个村,40%~50%的有236个村,50%~60%的有162个村,60%以上的有244个村。临猗县占北堡村、新绛县大聂村等16个村建设规模达到村总户数的95%以上;建设规模达到100户的村有238个;占全市总村数的7.4%,建设规模达到1000户乡镇的如芮城县的西陌镇等有21个,占全市总乡镇数14.48%。
1.2 资金投入大
到2008年底,全市户用沼气等项目共投入资金39991.1万元,其中国家8928.08万元,省19630.81万,市560万元,县943万元,农户自筹9929.21万元。是近年来国家、省、市、县农民在农业上投入资金最大的项目之一。
1.3 沼气的经济效益、社会效益、生态效益显著
新绛县大聂村是个养殖村,全村308户,共建沼气池273个,使用率达到95%,一年四季几乎都在用。沼气的建成和使用,使该村不仅户均节煤1.5-2吨,省电200余度,节约生活开支600余元,而且大大减轻了家务用工,减少了环境污染。垣曲县英言乡马湾村秸秆气化集中供气工程,总投资125.3万元,供气205户。在社会效益和生态效益上,户用沼气的推广和使用,极大的促进了农村“一池三改”工作。清洁了农户庭院卫生,减少了疾病传染,深受农民欢迎。
1.4 “三沼”综合利用的深度和广度显著增加
目前全市综合利用面积达到14.3841万亩,临猗、芮城、新绛等县广泛开展沼液喷施,沼液、沼渣做追肥,沼液喂猪等多项利用技术,年户均增收节支达到1500元左右。
1.5 多元化发展加速
目前全市省柴节煤炕连灶(吊炕)已发展2200户,生物质炉400个。其中吊炕盐湖区最多,达到400户,该区的蚩尤村,2008年初开始建设,目前已达150户,占全村总户数的50%。另外,临猗县山东庄村引进总结建设户用燃秸秆式的地暖,深受农民欢迎。
2 当前以沼气为主的农村可再能源建设中存在的主要问题
从当前情况看,尽管运城市以沼气为主的农村可再生能源建设取得了经济、社会和生态效益,但还存在着许多制约运城市以沼气为主的农村可再生能源发展的因素,要实现运城市农村能源清洁化、环境美好化,必须经验讲坛Experience Forum行业动态地方动态Local 经验讲坛Experience Forum加倍努力。
2.1 资金投入不足,影响农民建池积极性
户用沼气国债项目建设,是采取的国家投资一点,省、市、县配套一点,农民自筹一部分的投资建设办法。由于我市市、县两级财政状况因素的限制,在配套资金到位上存在缺口,部分村的部分农民建设使用沼气的积极性不大。据调查表明,万荣、临猗等平坦地区每建一个8~10立方米的沼气池,加上灶具配套费用需要2000元,而垣曲等山区由于池子开挖难,建一套需要2500元,按标准的“一池三改”要求建设,需要3700元左右。目前国家沼气国债项目的扶持政策,我市(除享受西部政策外)每建一池补贴800元(09年新增项目是1200元),省、市县共配套400元,合计1200元。其余由建池户承担。这样建成一个沼气池就要农户自筹1000~1500元,这对一些尚不富裕的农民来说难以承受,很大程度上阻碍了农村沼气事业的发展,不少农户可望而不可及。
2.2 服务体系运行机制还不规范
户用沼气的建成和使用,一方面和消费品如电视机、电冰箱、燃气灶一样,都有一个售(建)后服务工作。如灶具的维护(修)、零配件的更换等,另一方面还具存其特殊性,如沼料的投入、沼渣的抽取等,因此健全的后续服务是确保沼气正常使用的基础性、关键性环节。从调研情况看我市农村沼气服务体系是从2006年才开始的,现已建成440个。目前存在二大问题:第一,已建成服务站大多数设备不全,运转不正常,未能发挥其应有的服务功能。其根本原因是资金投入不足。按建设标准,建一个服务站除了技术人员外,最简单的也需要3.5万元。而现有的沼气服务站都是用项目资金(每站1.5万元)扶持建起来的。这些资金,除去必要服务设备的采购外,按国家规定的“六个一”标准(即:一处固定服务场所、一个原料发酵贮存池、一套进出料设备、一套检测设备、一套维修工具、一批沼气配件)还有很大的差距。第二,服务体系的市场化运作亟待加强。现在全市的沼气服务站大都是无偿服务,还没有形成一套较成熟的按市场化、规范化开展有偿服务进行运作的机制。存在着人员、网点的配备,收费标准,服务范围,服务项目等问题。
2.3 户用沼气使用率不平衡,大中型沼气及秸秆气化工程建设缓慢
从全市情况看,目前全市户用沼气使用率很不平衡。一些起步比较早,管理比较规范的县如芮城、临猗、稷山、垣曲、新绛等县的使用率在80~90%左右,好的村,使用率在90%以上;一些发展较迟,管理跟不上,沼料缺乏,靠近城郊的地方使用率在40~50%,个别的还不到30%。从年使用时间上,好的用户,一年12个月都在用,差一点的用户,仅在夏季、秋季5~6个月用,还有的一些用户,时用时不用。使用率不平衡,其原因,一是在建设初期,选址不当。一些村干,一些农户认为国家投资钱,先争取。在其使用中维护沼气、出渣等,怕麻烦,不想再用下去。二是因为农村养殖业格局的变化。过去家家养猪,现在随着劳力转移,养猪业向大户集中,有相当部分农民都不养猪了,造成一些已建沼气池没有原料进池,只好花钱购买猪、牛粪,少数户干脆停而不用,造成很大浪费。三是体系不健全,后续跟不上,影响沼气使用。在大中型沼气工程上2008年底,全市已批复大型沼气工程项目6处。目前除河津市隆兴农业科技有限公司种猪场大型沼气工程项目建成外,其余5座工程因为资金及一些技术性的问题还末建成。全市已批复的秸秆气化工程8处,已建成投入使用的3处,其它5处也因为资金及一些技术性的问题还未建成。
2.4 综合利用技术推广力度不大
相关资料和我市部分县(市、区)使用情况表明,一座8立方米的沼气池,一年所产的沼肥,相当于15公斤的氯化钾,40公斤的过磷酸钙和50公斤的硫酸铵。施用沼肥,可使耕地作物、果树等增产5~20%。从调研中看,我市在“三沼”综合利用上还存在着利用率不高、应用面积不大等差距。一是沼气综合利用技术研究少。我市沼气建设,主要以建池为主,对沼气综合利用的具体应用技术研究少,例如,我市果树面积大,利用沼肥种果树,在何种果树上,何时施用,怎样施用等问题,技术研究不深,这往往给具体的推广工作带来难度。二是沼气综合利用宣传力度不大。沼气综合利用涉及面广,但由于宣传力度不大,农民往往只知沼气做饭、点灯,而沼液喂猪、沼渣作肥使用面积较小,在其它方面使用更少,使得沼气综合利用率较低,利用面较窄,局限在一个小的范围。
3 实现运城市以沼气为主农村可再生能源建设又好又快发展的对策与措施
经过8年的建设和发展,我市已初步形成了沼气工程、生物质能自用工程、太阳能利用工程的农村可再生能源格局,取得了明显的社会效益、生态效益和经济效益,在促进社会主义新农村建设,促进农业生态化建设已经和正在发挥着巨大贡的作用。按照科学发展观以人为本,全面可持续,又好又快的总体要求和建设社会主义新农村“二十字方针”的要求,我们要抓住国家扩大内需,增加投资的良好机遇,促进全市以沼气为主的农村能源工作又 42经验讲坛Experience Forum 好又快。当前和今后一个时期,全市以沼气为主的农村能源主要工作的发展思路应当是:以科学发展为统领,坚持又好又快的原则,建管并进,大力发展和完善服务网络,加快“三沼”利用、其它可再生能源等新技术的开发、引进和推广,形成沼气-生物质-太阳能农村能源新格局,为新农村建设、农业生态化做出巨大的贡献。
3.1 以建设为基础,稳步推进三项能源工程
3.1.1 沼气工程①户用沼气:继续在适宜农村、适宜农户建设8-10立方米“常规水压”、“水流布料”型户用沼气。2009年底完成24600户建设任务。②大中型沼气工程:按照大型沼气工程的施工要求和实施方案,督促在建的大型沼气建成使用。积极协调各方面的力量,解决好施工建设中的资金、技术问题。同时,根据市政府规模健康养殖计划的总体推进思路,选择一批养殖规模大、资金力量雄厚,推动力强的规模养殖场,继续申报一批大中型沼气工程。③养殖小区和联户沼气:积极总结、探索养殖小区沼气、联户沼气建设经验,完成2009年67处建设任务。在此基础上,选报一批养殖小区、联户沼气项目,推动和促进畜牧业的发展。
3.1.2 生物质能利用工程①秸秆气化工程:要积极总结推广垣曲县英言乡马湾村秸秆气化集中供气工程的经验,完成全市8处的秸秆气化工程的建设任务,尽快投入使用,发挥效益。同时,以建设500~600立方米的秸秆气化集中供气工程为主。选择一批秸秆产量大、资金雄厚的村继续申报项目,发挥秸秆等生物质能的作用。②省柴节煤炕连灶(吊炕):总结推广盐湖区吊炕建设的经验,在全市选择一批重点乡、村,争取列入国家、省补贴扶持范围,进行建设推广。同时,总结临猗山东庄村节柴地暖边炉的做法,在全市示范推广。
3.1.3 太阳能利用工程以太阳能浴室、太阳能路灯推广为重点,选择一批重点乡、村,加快推广自用步伐,提高太阳能技术在全市的普及率和使用率。
通过以上三项工程的建设和推进,3-5年内,在全市乡村牢固形成沼气工程-生物质能利用工程-太阳能利用工程覆盖面大、使用率高的新型农村能源使用网络。
3.2 以服务为重点,加快后续服务体系建设
完善健全的服务体系是沼气事业持续发展的重要保证。一是按照布局合理,功能齐全,服务快捷的原则,根据“六个一”的要求,在充实完善县级服务站的同时,合理规划乡村级服务网点,通过3-5年的建设,形成服务网点全覆盖,提高户用沼气的使用率。二是在目前全市已培训1160名初级沼气生产技工的基础上,选择培养和造就一支会建、会管、会用、会修的适合于乡村级服务网点的高级沼气技工队伍。同时加大对热爱沼气事业人和村干部进行培训,争取培训达到一村一个明白人,一户一个明白人,造就一支高素质的沼气建管团队。三是积极探索总结一套规范的服务网点运行模式,解决好网点服务的内容、服务人员的报酬、网点零配件的购进,网点服务的收费等问题。
3.3 以技术为支撑,认真做好沼气建设、“三沼”利用新技术的研发、引进、推广工作
3.3.1 沼料替代技术引进推广用秸秆发酵、残果、青草等其它生物质替代禽畜粪便技术,要通过试验,总结出一套科学的、农民便于接受的替代技术。
3.3.2 引进和推广群众易接受,用材成本低廉的新型吊炕、地暖等技术。
3.3.3 “三沼”综合利用新技术实践表明,“三沼”利用,社会、生态、经济效益明显。要充分整合各方面的资源和力量,在运用模式上如“猪-沼-果”、“猪-沼-菜”、“猪-沼-粮”、日光温室“四位一体”等进行规范化使用和推广,在运用范围上如“三沼”应用与无公害食品、绿色食品、有机食品等农产品产地建设相结合的模式上总结和推广,在运用技术上如不同作物上的施用量,施用时间,施用方法进行试验示范和推广等。
3.4 以规范为保证,加强沼气建设各项管理工作
沼气工程、生物质能利用工程,太阳能利用工程等,从资金渠道上讲,既有国债资金、又有配套资金、还有农民自筹资金;从任务来源上分,既有国债任务、扩大内需任务、还有新农村建设任务、退耕还林任务;从建设力量上讲,既有技工施工的户用沼气,还有有资质的专业施工的大中型沼气,从使用建设对象上讲,面对的全市千家万户,同时,沼气还有一个安全生产、安全使用的问题。因此,强化规范化管理,是确保全市沼气工作健康可持续发展的保证。
3.4.1 加强资金管理规范要严格按照国家、省有关资金使用上的规定,该配套的一定要争取配套到位,该自筹的一定要自筹到位,专款专用。同时管好各项资金。
发展可再生能源已成为缓解能源供需矛盾、减少环境污染、增加农民收入的重要途径。我国的水能、生物质能、风能和太阳能资源丰富,已具备大规模开发利用的条件。2005年,我国可再生能源开发利用总量(不包括传统方式利用的物质能)为1.66亿吨标准煤,约为2005年全国一次能源消费总量的7.5%,相应减少二氧化硫年排放量300万吨,减少二氧化碳年排放量4亿多吨。加快发展水电、生物质能、风电和太阳能,提高可再生能源在能源结构中的比重,是“十一五”时期我国可再生能源发展的首要任务。
《规划》提出,到2010年,全国可再生能源在能源消费中的比重达到10%,全国可再生能源年利用量达到3亿吨标准煤。充分利用可再生能源,解决偏远地区无电人口的供电问题,增加农村清洁生活燃料供应,促进农村能源建设。到2010年,初步建立可再生能源技术创新体系,具备较强的研发能力和技术集成能力,形成自主创新、引进技术消化吸收再创新和参与国际联合技术攻关等多元化的技术创新方式。
五类能源发展齐头并进
《规划》提出,在水电领域,“十一五”时期,全国将新增水电装机容量7300万千瓦,其中抽水蓄能电站1300万千瓦。到2010年,全国水电装机容量达到1.9亿千瓦,已建常规水电装机容量占全国水电技术可开发装机容量的31%。
在生物质能领域,到2010年,全国生物质发电装机容量达到550万千瓦;增加非粮原料燃料乙醇年利用量300万吨,生物柴油年利用量达到20万吨;农村户用沼气池达到4000万户,建成大型沼气工程6300处,沼气年利用量达到190亿立方米;农林生物质固体成型燃料年利用量达到100万吨。初步实现生物质能商业化和规模化利用,培养一批生物质能利用和设备制造的骨干企业。
在风电领域,“十一五”时期,全国新增风电装机容量约 900万千瓦,到2010年,风电总装机容量达到1000万千瓦,风电整机生产能力达到年产500万千瓦;小型风力发电机的使用量达到30万台,总容量达到7.5万千瓦,设备生产能力达到年产8000台。国家将重点建设30个左右10万千瓦以上的大型风电场和5个百万千瓦级风电基地,做好甘肃、内蒙古和苏沪沿海千万千瓦级风电基地的准备和建设工作。
在太阳能领域,到2010年,太阳能热水器累计安装量达到1.5亿平方米,太阳能发电装机容量达到30万千瓦,并进行兆瓦级并网太阳能光伏发电示范工程和万千瓦级太阳能热发电试验和试点工作。
在农村可再生能源领域,到2010年,全国户用沼气池达到4000万户,规模化养殖场沼气工程达到4700处,农村户用沼气年产气量达到150亿立方米;农村地区太阳能热水器的总集热面积达到5000万平方米,太阳灶保有量达到100万台。
建立有效的保障机制
为确保实现可再生能源发展“十一五”规划目标,《可再生能源发展“十一五”规划》提出了四个方面的措施保障和支持可再生能源的发展。
首先是要全面贯彻落实《可再生能源法》,各有关部门和各级政府要抓紧制定和完善《可再生能源法》相关配套法规和政策,明确发展目标,将可再生能源开发利用作为建设资源节约型、环境友好型社会的考核指标。
坚持以科学发展观为指导,以促进可再生能源建筑应用为重点,全面推进建筑节能工作,大力发展省地节能环保型住宅与公共建筑,建立健全规章制度,完善技术标准,强化监督管理,充分发挥科技的先导和支撑保障作用,促进经济社会全面、协调、可持续发展。
二、基本原则
坚持开发利用与经济社会发展、环境保护相协调,根据经济社会发展需要和资源条件,在保护环境和生态系统的前提下,因地制宜,统筹规划可再生能源建筑应用。
(一)坚持政策激励与市场机制相结合。通过激励政策吸引企业加大投资,提高可再生能源产品科技含量和竞争力。
(二)坚持推广与监管相结合。加强对规划、设计、施工、监理和使用等各个环节的监管,健全监督管理体制,促进可再生能源建筑应用工作规范开展。
三、工作目标
(一)加快太阳能光热系统推广应用。利用三年时间,使城市太阳能热水器的推广应用普及率达到40%以上,农村达到10%以上。全县乡镇以上新、改、扩建的12层及以下住宅建筑和集中供热水公共建筑,必须应用太阳能光热系统,确保做到同步规划、同步设计、同步施工、同步验收。鼓励12层以上高层建筑合理采用太阳能光热系统。具备安装条件的公共建筑,必须应用太阳能光热系统。在既有建筑节能改造过程中,鼓励安装太阳能光热系统。
(二)加快地热资源应用。自2012年开始,浅层地能应用取得明显成效,按照"优先发展土壤源热泵,积极发展污水源热泵,适度发展地下水源热泵"的原则,逐步提高地源热泵系统在城市供暖中所占比例,城区范围内每年新增浅层地能技术应用建筑面积不少于10万平方米。
(三)推广太阳能光伏发电技术的应用。优先推广光伏技术在住宅小区路灯、景观灯中的应用。
(四)鼓励发展采用太阳能采暖和空调制冷技术。积极探索应用太阳能采暖、制冷和热水三联供技术。
(五)鼓励生物质能在农村地区建筑中应用。优先发展沼气能源在供热水、炊事方面的应用。
四、工作要求
(一)严格工程设计。设计单位在进行规划和建筑设计时,应根据国家有关规范和技术要求,结合工程具体特点,实施可再生能源利用技术与建筑一体化设计。
(二)严格工程标准。可再生能源技术产品安装施工单位应具有相应的专业施工资质,并按照设计图纸和有关规定施工,确保工程质量和安全。
(三)严格工程监理。监理单位应做好可再生能源技术产品安装施工的监理工作,认真履行职责,杜绝不按设计图纸施工和应用不合格产品现象。
(四)严格建设手续。建设单位应向建筑使用方提供可再生能源技术产品的使用方法、维修及后期管理的有关要求,提品供应商出具的产品合格证并签订维修服务协议,明确后期使用管理过程中的各方责任。
五、保障措施
(一)加强组织领导。县可再生能源建筑应用工作领导小组负责对全县可再生能源建筑应用工作的领导,县可再生能源建筑应用工作领导小组办公室负责对这项工作的组织实施,组织专家委员会及时对进入我县的可再生能源技术、产品进行考察论证,确保技术先进、质量可靠。
1 我国能源利用的基本情况
随着我国经济的快速发展和工业化、城镇化进程的加速,能源需求不断增长,但相对于庞大的人口而言,我国的能源储量是比较少的,人均占有量居世界第53位,仅为世界人均占有量的1/2。以当前占我国能源消费绝对比重的化石能源为例,我国人均化石能源剩余可采储量仅及世界平均水平的58%,其中石油人均1.8吨,占世界平均水平的11%;天然气人均1063立方米,占世界平均水平的4.5%;煤炭人均125吨,占世界平均水平79%。预计2010年能源短缺8%,到2040年达到24%左右。目前,作为世界第二大石油进口国,我国石油的对外依存度已经超过51%,已大大超过国际石油40%的安全警戒线。多年来煤炭在我国能源消费中占65%-70%,其中约有一半用于发电,导致大量的烟尘排放。根据哥本哈根气候峰会资料,中国2009年碳排放量为72亿吨二氧化碳当量,占世界总排放量的19.12%,居第一位,其中二氧化硫排放量的90%、二氧化碳的70%又都来自于燃煤。2006年瑞士达沃斯世界经济论坛公布了最新的“环境可持续指数”,在全球144个国家和地区的排序中,中国仅位居第133位。
为了构建稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系,我国高度重视可再生能源的开发和利用已经颁布了《可再生能源法》,了《可再生能源中长期发展规划》,提出到2010年使可再生能源消费量达到能源消费总量的10%,到2020年达到15%的发展目标。
但我国可再生能源的发展仍存在着许多阻碍,如对化石能源税赋优惠,可再生能源技术幼稚与未规模化生产,生产成本较高,传统能源市场未自由化,技术与投资的风险等问题。借鉴先进国家的有关政策,对克服上述障碍,促进我国可再生能源的健康发展,具有重要意义。
2 有关国家促进可再生能源的相关政策
2.1 英国促进可再生能源的相关政策 根据2008年国际能源署资料,英国促进可再生能源的政策工具主要为补贴、减税、可再生能源运输燃料义务(renewable transport fuel obligation,RTFO)以及再生能源义务(renewables obligation,RO)。补贴政策主要针对生物质能源装置设备;减税是针对含有生物质柴油与生物质酒精的油品每升减少20 便士的税金;RTFO规定在2010年油品中必须含5%的可再生能源;RO要求电力供给中必须要有一定比例来自再生能源,目标是由2007/08年的7.9%增加到2015年的15.4%。
除了上述政策外,英国政府最近又提出几项措施搭配RTFO与RO,基本内容为:①可再生能源义务买断。②可再生能源技术分组。
2.2 德国促进可再生能源的相关政策 根据2008国际能源署资料,德国促进可再生能源的政策主要体现为2004年修订的可再生能源法,主要政策措施包括:①并联及收购义务。②最高收购价格。③可再生能源的来源保证。④可再生能源政策执行报告。
2.3 美国促进可再生能源的相关政策 美国可再生能源政策主要体现为2005年修订的能源政策法中关于可再生能源部分,基本政策内容为:①对可再生能源进行补贴。②租税抵减。③可再生能源发电配比制。④可再生能源燃料标准。
3 国外可再生能源促进政策的启示
在党和政府的高度关注下,我国近年来可再生能源事业获得了巨大的发展,但仍存在市场成熟度低、保障能力不足、政策体系不完整、措施不配套等问题,学习国外的有关经验,对我国可再生能源促进政策的制定具有重要的借鉴意义。
3.1 将发展可再生能源切实提高到国家战略层面 我国是世界上温室气体排放最大、排放增长速度最快的国家之一,但对可再生能源发展仍存在认识不到位、时冷时热、政策缺乏连贯性、重号召轻落实等问题,我们必须重新调整思路,从更高、更新的角度推动可再生能源持续、快速发展。如美国政府自20世纪70年代,就意识到发展可再生能源对维护美国在经济、科技、乃至军事领域的战略意义,随历经国际原油价格的低迷,仍保持了相关激励政策的持续性并制定了长远的可再生能源发展目标。
3.2 加强可再生能源的立法建设 我国已经建立了可再生能源的法律框架,但法律线条较粗,原则性较强,缺乏可执行性和强制性。如英国,德国和美国的相关法律对可再生能源的生产数量、配比比率、补贴数额等有明确的规定,有利于对可再生能源的指导和监管。
3.3 制定可再生能源的经济激励政策 各国都尽量减少政府直接干预,纷纷致力于构建可再生能源市场,努力通过市场机制促进可再生能源的发展,如英国的再生能源义务凭证交易,美国的再生能源发电配比交易要。另外,政府可以制定经济激励政策,提高能源企业的积极性和解决能源市场的失灵问题,这些政策概括起来有财政补贴、税收减免、电力加价和低息贷款等。
3.4 加强对可再生能源的宣传 各国都十分重视强化可再生能源战略意义的国民意识和民众参与,增强公众的可持续发展和环境保护观念,如美国政府推行的“绿色能源”,德国的“能源之星”和英国的“非化石燃料公约”政策,极大地促进了全民能源和环境意识的提高。
中图分类号:F590文献标识码:A文章编号:1673-0992(2010)03-010-01
一、旅游循环经济及其研究现状
旅游循环经济是一种可持续的旅游发展模式,是在资源和环境承载力条件下进行旅游开发和开展旅游活动,在旅游业所涉及的食、住、行、游、购、娱等要素中,积极开展生态旅游、生态管理和清洁生产,倡导绿色消费的观念措施,在旅游区内的工业、农业和第三产业之间建立循环链,实现旅游业健康可持续快速发展。
目前,国内学术界对旅游循环经济进行了积极的研究和探索,并取得了丰硕的成果,研究的范围多集中在概念、运营模式、发展体系和实践方面的研究。国内对旅游循环经济进行了多方面的探讨,但是没有进行发展旅游循环经济技术支撑方面应用研究,本文试着从可再生能源技术在乡村生态旅游区的应用入手,探索旅游循环经济发展、旅游区清洁生产的新范式。
二、可再生能源技术在旅游循环经济发展中的意义
1.可再生能源技术介绍
可再生能源是指一些人类认识和利用有着相当长历史且对环境和生态友好的永不枯竭的能源。与传统能源如煤炭、石油相比,可再生能源有着不可比拟的优势,主要表现在:资源丰富,储量庞大;环境污染小,干净清洁,对环境友好。目前,许多国家制订了可再生能源发展规划,使其在全球总能源耗的比例由目前的5%提高到2020年的15%左右。随着一大批成熟技术的应用,可再生能源的市场份额会越来越大,应用的范围也会逐渐渗透到各个领域,成为未来的一种主要能源。
2.可再生能源技术在旅游循环经济应用中的意义
(1)节约运营成本
煤炭和柴薪使用简单方便,前期基本上不需要设备投入,所以乡村旅游区对煤炭、柴薪的利用占有很大的比例,其利用方式也仅仅局限于最基本的燃烧方式。使用可再生能源最主要的是前期设备投入,成本相对较大,但从长远来看,可再生能源设备只需一次性投入,后期几乎没有花费,且经济环保,能够节约乡村旅游区的运营成本。
(2)降低常规能耗
降低常规能源的使用的比例是应用可再生能源的一个重要目标。乡村生态旅游区具有丰富的可再生能源储备,比如太阳能、生物质能、风能等,有些旅游区还具有丰富的地热能。要合理的利用这些可再生能源技术,需要依据乡村生态旅游区的可再生能源组合情况,科学合理的制定利用方案体系,把其应用到旅游区所涉及的各个行业、部门和区域,可以有效的替代常规能源,降低其使用比例,实现乡村旅游区的生态化发展。
(3)净化生态环境
常规能源使用所排放的烟尘和燃烧废弃物等严重影响了旅游区的光环境、大气环境、生物环境、水环境和土壤环境等,且燃烧废弃物的随意堆放或不正当处理给旅游区造成明显的污染。应用可再生能源,没有SO2、CO2烟尘排放,没有固体废弃物产生,不会对旅游区的环境、空气质量产生影响,对旅游区生态环境能够起到净化作用。
三、可再生能源技术在乡村生态旅游区应用的推进措施
乡村旅游地多是环境优美、资源组合较好的地方,随着乡村旅游业的发展,其所暴露的问题如常规能耗过大、环境污染日益严重、废弃物随意堆放等引起了人们的注意。把乡村地区的优势可再生能源技术利用到发展旅游循环经济中去,对于乡村地区节能减排、优化环境、提高空气质量及对资源循环利用能够起到促进作用。
1.政策激励
与传统常规生化能源利用相比,可再生能源的利用前期资金投入较大,旅游企业难以接受,所以政府应该制定相关优惠政策来激励可再生能源技术在旅游区的应用。第一,制定激励政策。制定推进可再生能源的相关政策,根据乡村旅游区的规模、能源利用方式等制定出针对乡村旅游地区的激励政策。第二,实行价格补贴政策。对乡村旅游区采用可再生能源技术的企业给予政策和资金上的支持、减免税收、价格补贴等优惠,企业利用可再生能源技术的前期成本由政府部分补贴。
2.技术改进
可再生能源技术在我国还处于起步阶段,大量技术还远没有达到大规模应用阶段,应用成本较高,应当从国家层面加大对可再生能源技术的研究和改进。一方面需要加强研发工作,各科研部门、高等院校应该积极进行可再生能源技术方面的研究和实践,使一批处于试验阶段的技术达到推广层面,丰富可再生能源的应用体系;另一方面,积极的引进国外先进技术,欧美和日本的可再生能源技术研发处于国际先进水平,应该积极的引进并学习消化。
3.观念更新
可再生能源利用技术是一种环保型、无污染的、可循环利用的能源系统,但是由于目前设备成本较高,没有引起乡村地区旅游企业的重视。应该积极的引导乡村地区旅游企业经营者意识到可再生能源的潜在优势,并给予其一定的政策和价格优惠,使其在观念上意识到利用这项技术的重要性和可行性。
4.示范推广
我国乡村旅游区处于旅游业发展的初期阶段,其能源利用系统尚不是很完善,尤其是以可再生能源为主体的乡村旅游区更是缺乏。建立乡村旅游地可再生能源示范区,具有重要意义,一是可以起到示范作用,其所带来的经济效益、环境效益、社会效益和成本效益将会为旅游区特别是乡村旅游区所重视;二是其所建立起来的运作模式将会为其他旅游区借鉴,为其他旅游区建立可再生能源利用模式提供经验。③
参考文献:
中图分类号:F224.7 文献标识码:A 文章编号:1003-5192(2011)01-0061-05
Study on the Value Composition and Pricing Model for Renewable Energy Source
LIU Yan1, YU Bo1, HONG Fu-yan2
(1.School of Management, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China; 2.School of Public Finance and Administration, Harbin Commerce University, Harbin 150001, China)
Abstract:The renewable energy source has become the important composition of the energy strategy in the developed countries and it is also the important method for the lower carbon economics development in these counties. All these come from the specific characteristics of the renewable energy, such as the advantages of both environment and application. However, it is still the starting stage for the application of the renewable energy in China. Therefore, the higher cost makes it impossible to compete with the traditional energy and the pricing strategy becomes the bottleneck. Based on the marginal opportunity cost theory of sustainable developing natural sources, this paper concentrates on the value composition of the renewable energy and demonstrates them by the way of the dynamic model, which reflects the relations among all the energies. The calculating model is forwarded and it improves the policies for the renewable energy industry.
Key words:renewable energy;value composition;pricing model
1 研究背景
当前能源发展受到资源约束和环境污染两大问题的困扰,可再生能源由于其特有的资源和环境优势,逐步成为21世纪众多国家能源发展的战略选择。面对日趋严峻的能源供需矛盾以及环境挑战,该领域的理论研究和实践具有非常重要的战略意义。传统的能源资源价值理论局限于讨论耗竭性能源资源的价值或价格,对可再生能源价值理论和定价方法研究涉及不多。随着可持续发展理念深入人心,人们需要在可持续发展的框架下重新认识可再生能源资源的价值。首先,可再生能源对于耗竭性能源具有意义重大的替代作用,同时可再生能源的生态环境价值也需要用可持续发展的理念进行重新界定。特别是,中国可再生能源产业处于起步阶段,更需要制定科学合理的价格补偿与激励机制,以支持它的生存和发展。近年来,中国虽然在能源资源的市场化方面取得了很大的进展,但能源资源的开发和利用存在大量的环境外部性和代际外部性,使市场机制并不能完全解决能源资源的可持续利用问题[1,2]。而可再生能源由于初始投资成本较高,在市场机制环境下无力与常规化石能源竞争[3]。在可再生能源定价机制方面,政府制定并实施了一些价格补贴政策,但仍然不能使可再生能源企业实现盈亏平衡,原因在于,政府主管部门无法科学界定对可再生能源的补贴水平。事实上,如果考虑风能等可再生能源的环境价值,风电将成为一种成效显著的能源形式[4]。如何科学评价可再生能源的价值,是建立定价补偿与激励机制的理论基础,也正是本文试图进行深入探讨的核心问题。
基于可持续发展观的自然资源边际机会成本定价理论,将自然资源与环境结合起来,是对传统资源经济学的一个新突破[5]。边际机会成本(Marginal Opportunity Cost,简称MOC)的概念是由英国环境经济学家Pearce提出的,是指在资源有限的情况下,从事某项经济活动而必须放弃的其他活动的价值,包括三个部分:边际生产成本(Marginal Production Cost,简称MPC)、边际使用者成本(Marginal Use Cost,简称MUC)和边际外部成本(Marginal External Cost,简称MEC) [6]。Pearce在其专著中全面阐述了边际机会成本思想[7]。章铮将Pearce的理论用于自然资源的定价研究,阐述了一个基于边际机会成本的自然资源定价的理论框架,认为自然资源的边际机会成本从理论上反映了利用一单位某种自然资源时全社会所付出的全部代价,因此,自然资源的价格应该等于其边际机会成本[8]。于渤、黎永亮基于可持续发展理论在最优增长模型基础上,通过加入环境和资源约束,建立了一个耗竭性能源资源价值分析模型,提出能源资源价值应包括边际代际机会成本、边际生产成本和边际环境成本三部分组成[9],比原有研究更加系统,但是对可再生能源资源价值构成未进行讨论。蒋剑勇
认为边际机会成本模型试图用统一的分析框架把环境和自然资源直接纳入到经济和社会发展政策特别是价格政策中,是对传统的资源与环境管理的改革[5]。李国平、华晓龙从资源成本、生产成本、外部成本三个方面分析了非再生能源资源价格的构成,提出反映市场供求关系、资源稀缺程度和国际先进经验的非再生能源资源定价改革总体构想[10]。王生卫、肖荣阁对矿产资源开发中生态补偿定价机制分析中,提出在定价模式上应把行政机制和市场机制结合起来,把科学定价与依法定价结合起来才能准确制定生态补偿的定价机制并使之得以实现[11]。张英群、何义亮建立了再生水资源边际机会成本定价模型,认为再生水资源的边际机会成本(MOC)只包含边际生产成本和边际外部成本,而边际使用者成本在开发利用合理条件下,应该等于零[12]。基于边际机会成本理论的自然资源价值构成分析,将边际使用者成本和边际外部成本纳入自然资源的价值构成是对传统资源经济学的一种重大修正[10]。尽管该理论主要是针对煤炭、石油等可耗竭性资源而提出的,但对于研究可再生能源资源的价值构成,建立动态分析模型同样具有重大意义。
2 可再生能源价值构成与边际机会成本定价模型
2.1 可再生能源价值构成静态分析模型
本文认为可再生能源资源价值应等于其边际机会成本(MOC),即由三个部分构成:边际生产成本(MPC)、边际使用者成本(MUC)、边际外部成本(MEC),用公式表示为
P=MOC=MPC+MUC+MEC(1)
其中MPC为边际生产成本,是指单位新增资源生产过程中所支付的直接生产成本,指开发某一区域的可再生能源所需投入资源勘探成本、机器设备、人力、财力等;MUC为边际使用者成本,它是指用某种方式利用一个单位的某种资源时所放弃的以其他方式利用同一资源可能获取的最大纯收益,这里可理解为可再生资源由于今天的非持续利用而对未来造成的收益损失;MEC为边际外部成本,由于可再生能源清洁无污染,具有环境正外部性也即外部收益,体现出外部环境价值,所以其边际外部环境成本是负值,也即MEC
2.2 可再生能源价值构成动态分析模型
可见,大力发展可再生能源,一方面,必须重新识别其外部环境价值,政府通过价格补贴和税收优惠对其进行补偿,弥补市场机制不足,实现外部收益内部化;另一方面则强调需要通过技术创新来不断降低可再生能源边际生产成本,提高其市场竞争力。
3 可再生能源定价模型的应用实证分析
3.1 可再生能源的边际生产成本
对于可再生能源的边际生产成本,可以用平均增量成本(Average Increment Cost,AIC)作为边际生产成本的广义替代概念。将可再生能源建设期的基建投资费用平均分摊到每年所增加的供电量上,计算公式如下
其中Z为第t年增加新增供电量;PCt为第t年增加的生产成本,包括第t年与提供新增的供电能力有关的运行成本;r为贴现率;n为工程使用寿命。
3.2 可再生能源的边际使用者成本
对可再生能源的边际使用者成本MUC的考察,主要是针对生物质能源,其在经济时间尺度范围内有一个自然增长率,如秸秆生物质能源。一般来说,当秸秆收获数量等于或小于其生长量,其边际使用者成本就等于零,但如果需求量大于收获量,将面临与不可再生资源类似的资源耗竭和资源跨时期配置问题,而同样具有稀缺性,其边际机会成本中同样也包括边际使用者成本[13]。例如利用秸秆为燃料的生物质能发电项目,如果该项目规划范围内出现了以秸秆为原料的造纸、饲料养殖等行业,将会造成秸秆资源供应困难而使其产生经济稀缺性。随着秸秆使用量的增大,收购成本会增加。生物质发电企业将承担这部分追加的生产成本,这正是秸秆发电的使用者因秸秆资源的耗竭而使其他秸秆使用者多付出成本的补偿。将其作为MUC的替代是合理的。因此,边际使用者成本MUC的计算可以采用一种替代的方法求出,计算式如下
MUC=(C′-C)/(1+r)t
其中MUC为边际使用者成本;C′为追加的边际生产成本;C为秸秆的边际生产成本; r为贴现率; t为时间间隔。
3.3 可再生能源的边际外部成本
可再生能源对环境的正外部性作用有利于降低环境污染压力。然而现行阶段我国一次能源以煤炭为主的格局短期难以扭转,并且用于发电的比例还在逐年提高,火电已成为最大的单一产业污染源。煤炭燃烧产生45%的二氧化硫排放和空气中35%的悬浮颗粒物,造成严重的酸雨污染,如果不能有效调整能源结构,环境污染会近一步加剧[14]。可再生能源可以减少污染物的排放量,形成了环境代价的节约,对于减排温室气体、保护全球环境具有积极的作用。其环境价值是指减排单位量的污染物,所避免“污染经济损失”的价值量[15]。可再生能源由于具有环境正外部性即外部收益,体现出外部环境价值,所以其边际外部环境成本是负值。
可再生能源的边际外部收益即环境价值如何评价和计量,首先要确定环境价值标准,然后根据污染物的排放量(或减排量)就可以计算工程的环境成本(或环境价值)[16]。
4 结论与政策建议
研究可再生能源的价值构成对于揭示可再生能源价格扭曲问题,实现可再生能源合理定价具有重要的理论意义。本文基于边际机会成本理论对可再生能源价值的构成进行了深入分析,通过建立动态模型进一步论证了可再生能源价值的三个构成要素包括边际生产成本、边际使用者成本和边际外部环境成本,完善了可再生能源价值与定价理论模型。由于现实中的能源市场价格失真,外部成本、外部收益无法内部化,所以需要采取行政干预措施,以弥补市场失灵。国家虽已颁布了《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》,但法律体系和政策体系还有待完善,在财政、税收、技术研发等方面的激励政策亟待加强。因此,本文提出政策建议如下:
一是科学评价可再生能源的环境价值,并以此为参考依据提高价格补贴水平,加大税收优惠力度,建立充分体现边际机会成本的可再生能源定价机制,破解价格瓶颈问题对可再生能源产业发展的制约,形成支持可再生能源产业持续发展的长效机制;
二是针对可再生能源设备制造领域加大技术研发政策资金支持力度,对设备制造企业给予税收返还和财政资金支持,有助于加快技术升级和降低设备造价,提高我国可再生能源产业的竞争力和经济绩效;
三是对常规火电等可耗竭能源的使用征收资源税、碳税和能源税,税收资金可作为补贴可再生能源的主要来源,使可再生能源与常规能源电价形成联动关系,从整体社会效益的角度看,政府通过建立这种联动机制,支持可再生能源加快对化石能源的大规模替代进程,为全面建立清洁和稳定供应的可持续能源体系奠定基础。
参 考 文 献:
[1]Pearson P J. Energy, extemali ties and environmental quality: will development cure the ills it creates[J]. Fuel and Energy Abstracts,1995, 36(4): 22-24.
[2]Owen A D. Environmental extemali ties, market distortions and the economics of renewable energy technologies[J]. Energy Journal, 2004, 25(3): 26-28.
[3]何建坤,张希良.可再生能源立法研究与论证报告[R].北京:清华大学能源环境经济研究院,2004.
[4]Henderson A R, Moegan C, Smith B, et al.. Offshore wind energy in urope-a yeview of the state-of-the-art[J]. Wind Energy, 2003, (6): 35-52.
[5]蒋剑勇.水资源价值模型综述[J].水利水电科技进展,2005,25(1):62-63.
[6]于连生.自然资源价值论及其应用[M].北京:化学工业出版社,2004.146-151.
[7]Pearce D W. Turner R K. Economics of natural resources and the environment[M]. Harvester Whesatshea, 1990. 321-342.
[8]章铮.边际机会成本定价―自然资源定价的理论框架[J].自然资源学报,1996,11(2):107-112.
[9]于渤,黎永亮,崔志.基于可持续发展理论的能源资源价值分析模型[J].中国管理科学,2005,10(13):499-500.
[10]李国平,华晓龙.我国非再生能源资源定价改革构想[J].华东经济管理,2008,6(22):33-34.
[11]王生卫,肖荣阁.矿产资源开发中生态补偿定价机制分析[J].现代商业,2008,(2):144-145.
[12]张英群,何义亮.再生水资源边际机会成本定价[A].全国第二届环境化学学术报告会论文集[C].上海:上海交通大学中国化学会出版社,2004.7-73.
[13]章铮.边际使用者成本:资源产品定价与国际贸易[J].世界经济,1998,(11):45-46.
陈德铭:制定《可再生能源中长期发展规划》对我国的未来非常重要。
“十一五”能源发展规划与《可再生能源中长期发展规划》的区别是:前者是五年时间的规划,包括所有的不可再生能源和可再生能源;后者着重讲可再生能源的利用问题,并且是十五年左右的长期规划。目前,我国能源结构以煤为主,资源、环境问题突出,为贯彻落实科学发展观,实现可持续发展,专门制定一个中长期可再生能源发展规划,对我们国家的未来非常重要。
在过去的100多年,在西方工业化进程中,已经消耗的资源量占全球的60%左右。中国现在将近70%的能源消费依靠煤,这样的能源结构给我国带来很大压力,包括减少温室气体排放的压力。人类面临着可持续发展能源的挑战,中国是一个负责任的大国,必须充分利用可再生能源调整能源结构。《可再生能源中长期发展规划》提出了从现在到2020年期间我国可再生能源发展的目标,即力争到2010年使可再生能源消费量占到能源消费总量的10%,2020年提高到15%。
可再生能源对我国来讲有一些特别的意义:第一,中国幅员辽阔,很多边远地区和农村还没有纳入电网的覆盖中,所以可再生能源的使用可以带动这些农村地区的发展;第二,中国的经济结构要转型,增长方式要转变,发展可再生能源是产业和技术发展的一个新的抓手和重点;第三,在可再生能源领域,世界面临着很多共同的新技术创新问题,中国在建设创新型国家的过程中,有条件抓住机遇,在可再生能源技术领域实现较快发展。
问:我国可再生能源的发展目标是什么?其资源的总体情况是怎样的?
陈德铭:按照近期通过的《可再生能源中长期发展规划》,今后15年,我国可再生能源发展的总目标是:提高可再生能源在能源消费中的比重,解决偏远地区无电人口用电问题和农村生活燃料短缺问题,推行有机废弃物的能源化利用,推进可再生能源技术的产业化发展。《规划》还提出了三个具体目标,其中最重要的一个是,力争到2010年,可再生能源消费量占到能源消费总量的10%,2020年提高到15%。
我国有960万平方公里的陆地,还有300多万平方公里的海域,有非常丰富的可再生资源,能够满足开发利用的需求。其中,资源潜力大、发展前景好的可再生能源包括水能、生物质能、风能和太阳能。比如,中国水能资源大概有5.4亿千瓦,陆地风能有3亿千瓦,海洋风能大概有7亿千瓦左右;大概有2/3的国土面积,每年的光照时间在2200小时以上,太阳能资源非常好;每年农林业加工后的剩余物大概可折合的能量是5亿吨标准煤左右;另外,中国还有非常丰富的地热能和海洋能。
问:我国可再生能源将重点发展哪些领域呢?
陈德铭:根据《可再生能源中长期发展规划》,今后一个时期,我国可再生能源发展的重点是水能、生物质能、风能和太阳能。
近年来,世界经济发展加快,全球能源需求迅速增长,能源、环境和气候变化问题日益突出。大力开发利用可再生能源资源,减少化石能源消耗,保护生态环境,减缓全球气候变暖,共同推进人类社会可持续发展,已成为世界各国的共识。进入新世纪以来,我国的工业化、城镇化进程加快,经济持续较快增长,能源需求不断增加。2006年,能源消费总量为24.6亿吨标准煤,其中煤炭消费量占69%,能源消耗和环境污染成为制约中国发展的重要因素。
为了促进可再生能源发展,增加能源供应,优化能源结构,保护环境,积极应对气候变化,我国颁布实施了《可再生能源法》,制定了《可再生能源中长期发展规划》,提出了可再生能源发展的指导思想、基本原则、发展目标、重点领域和保障措施。
今后一个时期,我国可再生能源发展的重点是水能、生物质能、风能和太阳能。我们将加快可再生能源电力建设步伐,到2020年建成水电3亿千瓦、风电3000万千瓦、生物质发电3000万千瓦、太阳能发电180万千瓦。积极鼓励太阳能热利用技术的应用,到2020年建成太阳能热水器面积3亿平方米。继续推广户用沼气和畜禽养殖场沼气工程,加快生物质成型燃料的推广应用,到2020年,实现沼气年利用440亿立方米、生物质成型燃料5000万吨。积极发展非粮生物液体燃料,到2020年形成年替代1000万吨石油的能力。
中国政府将采取强制性市场份额、优惠电价和费用分摊、资金支持和税收优惠、建立产业服务体系等政策和措施,积极支持可再生能源的技术进步、产业发展和开发利用,努力实现规划提出的,到2020年可再生能源消费量达到总能源消费量15%的目标。
问:有人担心大规模发展生物液体燃料会影响粮食供应和价格,产生与民争粮问题,影响粮食安全,请问陈主任,将如何处理好发展生物液体燃料和粮食安全的关系问题?
陈德铭:世界上用玉米生产生物燃料的做法比较普遍。我国的土地资源非常有限,将通过发展非粮作物和植物发展生物燃料,做到不占用粮田,不影响粮食安全。
我国发展乙醇等生物燃料,不是用玉米,而主要是用非粮食的物质,比如甜高粱、小桐子、文冠果等植物。这些植物大多生长在盐碱地、荒地荒山上,利用这些东西,把它们转变成生物柴油、生物乙醇等生物燃料。
我国现有四个企业利用粮食生产乙醇,每年的产量在102万吨左右,但使用的主要是储备粮中时间比较久的陈化粮。102万吨乙醇中80多万吨是用玉米生产的,还有20万吨是用其他粮食和薯类植物。
到2010年,我国非粮生物乙醇的产量计划达到200万吨,到2020年能增加到1000万吨,非粮生物柴油产量达到200万吨左右,使生物燃料总产量达到1200万吨。这些生物燃料都不是用粮食生产,而是用荒坡荒地、盐碱地上生长的甜高粱、小桐子等植物生产的。
问:发展可再生能源意义重大,但我国可再生能源产业规模还很小,请问一下,我国可再生能源发展面临哪些困难和问题?国家将如何确保规划目标的实现?
陈德铭:我国现在的可再生能源规模很小,只有约8%。发展中的困难也很大,中国政府将采取五项措施来应对这些困难。
这些困难概括起来有两个,第一是资源分散,能量密度低,如秸秆生物质原料分散在农村的千家万户。第二是技术不够成熟,开发利用成本高,所以比化石能源的价格要贵一点。
为了克服困难,我国政府主要采取五个方面的措施:
第一,政策上加以积极引导,这包括价格政策。政府鼓励使用风能和太阳能,成本高出常规能源的部分在全国分摊,这就是费用分摊机制。
第二,采取财政和税收的优惠政策,包括建立专项基金给予补助,也包括减免税收。
第三,培育市场。市场是十分关键的,市场的培育也包括对市场份额的强制和对市场环境的改善。比如,建筑商、房地产开发商要逐步在房地产开发中,安装一些利用太阳能的构件等。
第四,加强可再生能源开发的能力建设,主要是指对这个方面的科研的投入、教育的投入以及人才的培养。
第五,加强对可再生能源的意义和利用方法、途径的宣传,提高全社会公民的意识,提高全民参与的程度。
问:水电是重要的可再生能源,中国将如何开发好水电?
陈德铭:大型水电建设有利于减少大气污染,对环境的影响是可控的。中国将在非常注意环保和解决好移民的前提下,有规划地开发水电。