多种节能技术的应用前景及节能环保效益

摘要:本文介绍了以能量的梯级利用、热泵技术、以及绿色能源与生物质能等新兴技术为主的21世纪新兴节能技术，探讨了其应用前景，并结合城市发展趋势分析其节能及环保效益。

关键词：节能减排；环保效益；三联供系统；热泵技术

国务院日前下发了《“十二五”节能减排综合性工作方案》。未来5年，我国节能减排力度更大，标准更高。近年来，新技术和新能源，尤其是多元化热源、低品位能源以及绿色能源与生物质能的开发和利用，为进一步节能减排，提高环保效益提供了有力保障。以下将探讨几种新兴技术的应用、发展前景及带来的环保效益。

一、热泵技术的应用及其环保效益

热泵技术作为一种高效、节能、环保的供热制冷技术，近年来得到国家的大力支持和推广。热泵技术利用城市地热、地下水和城市污水等蕴含低品位能量作为热源（或热汇），通过输入少量的高品位能量（如电能），利用逆卡诺循环将低品位热能向高品位热能转移。总体来说，该技术不仅利用了城市的大量余热废热，变废为宝，而且减少了燃煤，节约一次能源消耗的同时收到环保效益。

关于热泵技术的节能性和环保性，以临汾市某7680m2的政府办公楼为例，该建筑采用竖直地埋管地源热泵空调系统.，冷热源选用1台双螺杆式水源热泵机组。夏季制冷量为874KW，耗电量为146KW；冬季制热量为958KW，耗电量为255KW。全年运行综合能效比（COP值）为2.56。可见，热泵技术可大幅减少高品位能源的使用。与传统燃煤锅炉相比较，每年可替代268.8吨标煤或20万立方米左右的天然气，消减约180千克氮氧化物和约15千克颗粒物的排放。

目前，热泵技术在我国推广较快，技术也日渐成熟。然而，缺乏行之有效的行政服务体系以及应用领域的局限等问题制约着热泵技术的发展。因此，创建能源管理运营模式，探寻热泵产业发展的新思路才能使其快速、健康的发展。

二、冷热电三联供系统的应用及其环保效益

冷热电三联供系统是基于能量的梯级利用理论，将制冷、供热和发电集为一体的一种能量联产系统。该系统主要由燃气轮机、余热锅炉和吸收式制冷机三大部分组成。它首先是以天然气为主要原料带动汽轮机或内燃机发电，发电后排出的高温烟气通过余热锅炉和溴化锂吸收式制冷机等设备向用户供热，供冷。

关于冷热电系统的节能性和环保性，以临汾市某20万m2的综合商业建筑为例，该建筑采用冷热电三联供系统，年发电量约为1028万kWh，能源站利用发电余热供热1.68万GJ，以燃煤低位热值22.41MJ/kg计算，余热供热可节约741t标准煤；利用发电余热供冷1.72万GJ，以电制冷能效EER=4.5计算，余热供冷可节电109万kWh。相对于燃煤锅炉与电制冷方式，该冷热电三联产系统全年减排烟尘1.92t，减排CO211650t，环保效益十分可观。

现阶段，我国推行三联供能源系统仍遭遇并网难、经济性欠优、设计和技术上尚有不足等问题，要得到大范围的应用，就必须推广我国典型项目经验，同时加强全国性统筹规划并借鉴国外先进经验，使三联供系统在“十二五”时期驶入发展的快车道。

三、生物质能源的应用及其环保效益

生物质能源是指以生物质材料为来源的各种形式的可再生能源，包括植物、动物及排泄物、有机垃圾与有机废水等。受节能减排等因素的影响，生物质能源的地位越来越突出，也越来越受到我国环境保护部及地方政府的高度重视。

生物质能源在我国主要被用于发电，生物质发电包括直燃发电和混燃发电。直燃发电是指全部采用生物质原料进行发电，随着我国一些示范项目的陆续建成和投运，证明直燃供热发电技术在中国推广是可行的。但由于目前生物质燃料价格比化石价格高，加之项目投资和运行成本还很高，尚无法实现商业运行。生物质混燃发电是指使生物质与煤等化石燃料混合燃烧发电，该技术原料适应性强，且无需对现有设备做太大改造，有利于技术推广。

除了生物质发电，农村其他生物质能的发展开始逐步完善。近年来，临汾市通过秸秆还田、秸秆气化、秸秆饲料、生成新型板材等综合利用技术，使秸秆焚烧和还田工作取得了突破性进展，全市96%的小麦秸秆和90%的玉米秸秆都得到了综合利用，不但避免因焚烧秸秆造成的环境污染和资源浪费，而且实现了秸秆的增值。

生物质能目前虽存在一些问题，比如生物质的收集、运输和储存，但随着生物质成型燃料的发展，工程上已不存在不可逾越的技术障碍。加之2010年国家发改委相继《国家发改委关于完善农林生物质发电价格政策的通知》和《国家发改委关于生物质发电项目管理的通知》等政策扶持以及法律法规层面的可靠保证，有效解决以上问题，生物质能源必将在我国的能源发展战略和节能减排任务当中担当愈加重要的角色。

四、太阳能光伏发电的应用及其环保效益

太阳能资源丰富、清洁无污染，在环保、节能方面显示出无与伦比的优越性。随着大型光伏电站的建成并网，不仅可以缓解电力紧张的局面，而且可以在不消耗燃料、不污染环境的前提下改善供电质量。

光伏电站的节能效益可以用节省标准煤的数量来衡量。通常，用燃煤火电机组发电，每发电1kWh需消耗标准煤340.6g。如果建设一座10MWp并网光伏电站替代同等规模的燃煤火电站，以年有效利用小时数等于1475小时计算，每年发电14750MWh，将节省标准煤5024吨。 光伏电站的环保效益则以温室气体的减排数量来衡量，用燃煤火电机组发电，每发电1MWh，将排放相当于1.069吨二氧化碳的温室气体，而用一座10MWp并网光伏电站取代燃煤火力发电站，每年减排温室气体的数量将达到15768吨(以二氧化碳计)。

光伏行业是一个正在发展的新兴战略产业，我国的光伏行业规模巨大，但是当下一面受欧美发达国家金融危机影响而市场萎缩，另一面受我国投运并网等种种难题的阻力。要蓬勃发展国内光伏产业，不但需要技术上的不断创新，更需要政策上的扶持和基础性工作的完善，使我国有能力对抗欧美国家的技术垄断，减少碳排放压力。以及对环境保护，增加就业等方面做出积极贡献。

五、结束语

随着“十二五”能源发展规划和“新型能源产业发展规划”的提出，我国未来十年能源发展争取到2020年非化石能源占一次能源消费总量的比重达到15%左右，以及到2020年，我国单位GDP二氧化碳碳排放比2005年下降40%―45%，即“两个目标”的完成。先进核电、风能、太阳能和生物质能这些新能源的开发和利用将配合智能电网、分布式能源、洁净煤等技术掀起能源供给的改革浪潮。发展新能源，不应一味追随外国，应努力创新，掌握关键技术，并认真研究我国能源分布特点，开展全面的可行性研究，走一条适合中国国情的路。

参考文献：

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[4] 许洪华 光伏将成为未来主导能源[J]；《能源评论》2011年09期，总第33期