中國(guó)太陽(yáng)能熱利用2011年度發(fā)展研究報(bào)告(上)

中國(guó)農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)太陽(yáng)能熱利用專業(yè)委員會(huì) ■ 霍志臣 羅振濤

利用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能即太陽(yáng)能熱利用是實(shí)現(xiàn)能源替代、減少排放以及改善城鄉(xiāng)居民生活條件的重要保障。“十一五”期間，我國(guó)太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)業(yè)快速、健康、持續(xù)發(fā)展，正在從世界生產(chǎn)應(yīng)用大國(guó)向世界強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。國(guó)家“十二五”規(guī)劃中明確提出“全面發(fā)展太陽(yáng)能熱利用”，這是對(duì)太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)業(yè)的肯定，同時(shí)也是對(duì)該產(chǎn)業(yè)的極大鼓舞。

太陽(yáng)能熱利用就是直接將太陽(yáng)的輻射能轉(zhuǎn)化為熱能的應(yīng)用。目前在中國(guó)的研究和應(yīng)用主要包括太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)房、太陽(yáng)灶、太陽(yáng)干燥、太陽(yáng)海水淡化、太陽(yáng)能空調(diào)、太陽(yáng)能熱發(fā)電及其他工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。目前太陽(yáng)能熱利用已經(jīng)商業(yè)化，取得了重大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。

一 中國(guó)太陽(yáng)熱利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1 各類產(chǎn)品應(yīng)用均有擴(kuò)大

2010年太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，太陽(yáng)房、太陽(yáng)灶等熱利用產(chǎn)品應(yīng)用擴(kuò)大。

太陽(yáng)能熱水器：太陽(yáng)能熱水器是我國(guó)太陽(yáng)能利用中應(yīng)用最廣泛、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最迅速的太陽(yáng)能產(chǎn)品。由我國(guó)自主開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的全玻璃真空管太陽(yáng)集熱器的科技水平、制造技術(shù)、生產(chǎn)規(guī)模均處于國(guó)際領(lǐng)先水平，且生產(chǎn)成本低廉，具有較強(qiáng)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)的太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)業(yè)進(jìn)入20世紀(jì)90年代后期以來(lái)發(fā)展迅速，生產(chǎn)量由1998年的350萬(wàn)m2增長(zhǎng)到2011 年的5760萬(wàn)m2/年，熱水器的總保有量由1998年的1500萬(wàn)m2增長(zhǎng)到2011年的1.936億m2，形成一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

表1 1998～2011年太陽(yáng)能熱水器年生產(chǎn)量和保有量

從表1可以看出，2010年總產(chǎn)量與2009年相比增長(zhǎng)了16.7%，保有量增長(zhǎng)了15.9%，而2009年總產(chǎn)量和保有量與2008年比分別增長(zhǎng)35.5%和16%。2010年增速明顯放緩，主要原因是受2010年氣候影響、2008年國(guó)際金融危機(jī)對(duì)我國(guó)的后期影響以及部分企業(yè)戰(zhàn)略調(diào)整。

截止到2010年我國(guó)已建成被動(dòng)太陽(yáng)房超過(guò)2000萬(wàn)m2；推廣太陽(yáng)灶200萬(wàn)臺(tái)，并出口到非洲等許多國(guó)家和地區(qū)60萬(wàn)臺(tái)左右；各種類型太陽(yáng)能干燥裝置的采光面積近3萬(wàn)m2以及其他太陽(yáng)能熱利用示范，如空調(diào)、熱發(fā)電、工農(nóng)業(yè)熱利用等。

太陽(yáng)房：太陽(yáng)房建設(shè)仍以被動(dòng)太陽(yáng)房為主，但主動(dòng)采暖發(fā)展很快，在北京、內(nèi)蒙古、寧夏、西藏、遼寧等地區(qū)，建成了許多示范建筑。近年來(lái)在我國(guó)北方地區(qū)十分受政府及開(kāi)發(fā)商重視，特別是北京市將太陽(yáng)房建筑和熱水采暖系統(tǒng)結(jié)合，進(jìn)行大面積示范，得到用戶普遍歡迎，北京市也制定了新標(biāo)準(zhǔn)。隨著國(guó)家建設(shè)部提出今后發(fā)展綠色節(jié)能建筑的戰(zhàn)略目標(biāo)，主被動(dòng)結(jié)合太陽(yáng)房的開(kāi)發(fā)與建設(shè)將會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展。

表2 2006～2010年中國(guó)建成太陽(yáng)房累計(jì)數(shù)量

太陽(yáng)灶：目前在我國(guó)西部偏遠(yuǎn)地區(qū)仍有一定的市場(chǎng)，國(guó)外如非洲、阿富汗、巴基斯坦等國(guó)家也有大量需求。太陽(yáng)灶作為太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)品，在今后一段時(shí)間內(nèi)還會(huì)有一定發(fā)展，特別是在西藏、四川、甘肅、內(nèi)蒙古等嚴(yán)重缺柴和缺少生物質(zhì)地區(qū)受到歡迎。目前已出現(xiàn)了設(shè)計(jì)制造質(zhì)量好、壽命長(zhǎng)、使用更方便的農(nóng)村用太陽(yáng)灶，深受農(nóng)民歡迎。

表3 中國(guó)太陽(yáng)灶歷年正常使用保有量

太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)能工農(nóng)業(yè)應(yīng)用、太陽(yáng)能干燥、太陽(yáng)能空調(diào)、熱發(fā)電等太陽(yáng)能熱利用技術(shù)得到推廣或示范，尤其是太陽(yáng)能溫室的普遍建造為農(nóng)民帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益。太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在印染行業(yè)應(yīng)用，如浙江蕭山印染廠，集熱面積達(dá)17200m2，為印染提供55℃預(yù)熱水；太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在輸油管道中應(yīng)用；在水泥砌塊保養(yǎng)中的應(yīng)用，如中國(guó)農(nóng)工院和皇明公司分別在新疆和青島開(kāi)展的太陽(yáng)能干燥項(xiàng)目，都取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。此外，太陽(yáng)能空調(diào)、太陽(yáng)高溫?zé)岚l(fā)電等示范項(xiàng)目也在北京、山東、內(nèi)蒙古等地區(qū)開(kāi)展，為今后太陽(yáng)能熱利用擴(kuò)大應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

2 行業(yè)品牌進(jìn)一步集中

2010年太陽(yáng)能熱水器總產(chǎn)量全行業(yè)增速放緩，但是知名品牌企業(yè)2010年產(chǎn)銷(xiāo)量增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全行業(yè)水平。太陽(yáng)能熱利用專委會(huì)實(shí)地調(diào)查了天普、皇明、桑樂(lè)、太陽(yáng)雨、四季沐歌、海爾等23家行業(yè)內(nèi)大型骨干企業(yè)，2010年較2009年平均提高23%。自2005年實(shí)施品牌戰(zhàn)略以來(lái)，大型骨干企業(yè)綜合實(shí)力、產(chǎn)值連續(xù)提高，它們?cè)谘邪l(fā)能力、自主創(chuàng)新能力、企業(yè)文化建設(shè)、專利技術(shù)、工程技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力等方面是行業(yè)的先鋒，也是引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展、規(guī)范太陽(yáng)能熱水器市場(chǎng)秩序的主力軍。隨著產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，品牌將會(huì)進(jìn)一步集中。目前中國(guó)的大型太陽(yáng)能熱水器企業(yè)近20家，市場(chǎng)占有率為40%以上。其中產(chǎn)值20億元左右的企業(yè)4家，分別是皇明、太陽(yáng)雨、桑樂(lè)和力諾集團(tuán)。

知名品牌骨干企業(yè)繼續(xù)領(lǐng)跑產(chǎn)業(yè)發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)擁有知名品牌的太陽(yáng)能熱水器骨干企業(yè)有百余家。深信隨著品牌競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)一步加劇，洗牌現(xiàn)象會(huì)進(jìn)一步突出，品牌集中度會(huì)進(jìn)一步提高。

3 三大市場(chǎng)并進(jìn)，工程市場(chǎng)顯現(xiàn)端倪

工程市場(chǎng)：國(guó)家對(duì)建筑節(jié)能的重視，各級(jí)政府支持政策的出臺(tái)，太陽(yáng)能與建筑結(jié)合技術(shù)的進(jìn)步以及城市化進(jìn)程，建筑向城郊的延伸，促使以城市住宅小區(qū)、學(xué)校、賓館、飯店、洗浴中心為主體的工程市場(chǎng)快速發(fā)展，逐漸趨向統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一施工、統(tǒng)一驗(yàn)收和統(tǒng)一管理。2007年工程市場(chǎng)占總量的35%，2008～2009年接近市場(chǎng)總量的40%，2010年達(dá)42%，2011年約為45%。

太陽(yáng)能工程市場(chǎng)發(fā)展步伐加快，主要體現(xiàn)在民用住宅建筑熱水工程的增長(zhǎng)；公共建筑熱水系統(tǒng)的安裝使用積極性提高；惠農(nóng)太陽(yáng)能熱水工程數(shù)量猛增以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)熱水工程呈現(xiàn)增長(zhǎng)勢(shì)頭。

農(nóng)村市場(chǎng)：在太陽(yáng)能下鄉(xiāng)政策和新農(nóng)村建設(shè)的形勢(shì)下，農(nóng)村太陽(yáng)能市場(chǎng)成為多數(shù)企業(yè)的主攻目標(biāo)。目前正在由經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)向次發(fā)達(dá)和欠發(fā)達(dá)地區(qū)、由東部向中西部地區(qū)擴(kuò)展。2010年農(nóng)村市場(chǎng)銷(xiāo)售量占當(dāng)年總銷(xiāo)量的50%左右，農(nóng)村許多地方的太陽(yáng)能普及率已達(dá)到55%以上。太陽(yáng)能熱水器占下鄉(xiāng)熱水器(含其他型式熱水器，如燃?xì)鉄崴鞯?比例的55.8%。專家預(yù)測(cè)：預(yù)計(jì)2020年，中國(guó)農(nóng)村太陽(yáng)能應(yīng)用量將達(dá)到60%以上，銷(xiāo)售額達(dá)2000億元以上。

國(guó)際市場(chǎng)：企業(yè)重視和積極開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)，全面提高產(chǎn)品質(zhì)量和水平，多家企業(yè)獲得國(guó)外檢測(cè)認(rèn)證。2010年出口額達(dá)2.5億美元，出口154個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

4 技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新蘊(yùn)育未來(lái)

2009年由于企業(yè)加大了科技投入，在國(guó)家及省市支持下，涌現(xiàn)了一批科技成果，從新產(chǎn)品、新工藝、新裝備到試驗(yàn)室建設(shè)，成果顯著。特別是一些企業(yè)，尤其是大型骨干企業(yè)，敢于拿出部分利潤(rùn)投入到基礎(chǔ)研究和試驗(yàn)室建設(shè)中。2009年《家用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)能效限定值及能效等級(jí)》國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的制定，使企業(yè)更加注重試驗(yàn)室建設(shè)，因?yàn)橹挥蝎@得CNAS標(biāo)識(shí)和國(guó)家管理部門(mén)認(rèn)可的試驗(yàn)室，才有權(quán)在產(chǎn)品上貼上能效等級(jí)的標(biāo)識(shí)。此外由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈，一些企業(yè)也正在與大專院校合作，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，以獲得較大市場(chǎng)份額。

為了擴(kuò)大太陽(yáng)能熱利用領(lǐng)域，2010年出現(xiàn)了許多新工藝、新技術(shù)，它們分別在8個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中有所體現(xiàn)：

(1)開(kāi)發(fā)和推廣太陽(yáng)能低溫?zé)崴杉夹g(shù)取得進(jìn)展：包括高效集熱、貯熱技術(shù)，機(jī)電一體化和運(yùn)行技術(shù)，輔助能源技術(shù)，與建筑結(jié)合技術(shù)，控制技術(shù)等。出現(xiàn)了無(wú)人值守遠(yuǎn)程控制工程系統(tǒng)和一鍵式自動(dòng)化家用熱水系統(tǒng)等成果。

(2)開(kāi)發(fā)高效平板太陽(yáng)能集熱器技術(shù)：涂層吸收率α≥0.92、發(fā)射率ε≤0.08；蓋板玻璃透過(guò)率τ≥0.90；光熱轉(zhuǎn)換效率在78%以上，熱損≤4W/(m2·K)；平板集熱器先進(jìn)生產(chǎn)裝備開(kāi)發(fā)及工業(yè)化應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)一些企業(yè)如江蘇東泰、博士等公司成功研制出α≥0.92、ε≤0.08的平板鍍膜及其自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，為國(guó)內(nèi)高效平板集熱器批量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

(3)開(kāi)發(fā)推廣分體式承壓太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)：開(kāi)發(fā)推廣分體式二次回路太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)等新型承壓式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。特別是高層壁掛系統(tǒng)取得了突破，目前在山東、江蘇、北京、天津等地建成了許多示范小區(qū)。

(4)開(kāi)發(fā)推廣太陽(yáng)能熱水采暖及輔助能源匹配技術(shù)：以空氣源熱泵等輔助能源為代表的大型太陽(yáng)能系統(tǒng)已獲得廣泛應(yīng)用，成功地解決了全天候熱水供應(yīng)問(wèn)題。

(5)開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能中高溫集熱技術(shù)：溫度80～250℃和350～450℃的集熱器為工業(yè)應(yīng)用和熱發(fā)電提供了關(guān)鍵部件，中溫集熱器以力諾瑞特公司為代表并通過(guò)了鑒定。皇明公司和北京市太陽(yáng)能研究所研發(fā)中高溫集熱器為熱發(fā)電的開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)。

(6)開(kāi)發(fā)推廣太陽(yáng)房、太陽(yáng)灶技術(shù)和產(chǎn)品：已成功開(kāi)發(fā)出主被動(dòng)結(jié)合式太陽(yáng)房技術(shù)，采暖溫度16℃，保證率達(dá)40%～60%，目前已在北方地區(qū)應(yīng)用。

(7)開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能熱利用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用技術(shù)：目前已開(kāi)發(fā)出空氣集熱器部件和用于煙葉、牛肉等的太陽(yáng)能干燥裝置；在太陽(yáng)能工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用方面，特別是在印染行業(yè)、奶牛場(chǎng)行業(yè)已成功示范。

(8)太陽(yáng)能空調(diào)及熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)：目前熱發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)集熱管和集熱器已取得較大進(jìn)展，在關(guān)鍵技術(shù)取得突破的基礎(chǔ)上研發(fā)熱發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)和應(yīng)用，如以中科院電工所為主正在北京延慶縣進(jìn)行1MW熱發(fā)電裝置示范。

5 “十一五”發(fā)展目標(biāo)提前實(shí)現(xiàn)

在“十一五”期間，國(guó)家發(fā)改委提出太陽(yáng)能熱利用發(fā)展目標(biāo)是到2010年年產(chǎn)量達(dá)3000萬(wàn)m2，保有量達(dá)1.5億m2，這一指標(biāo)于2009年就已實(shí)現(xiàn)。同時(shí)在行業(yè)發(fā)展目標(biāo)中還提出要建成5～10個(gè)年產(chǎn)量100萬(wàn)m2、有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和現(xiàn)代化裝備、具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的大型骨干企業(yè)。到2009年底，皇明、力諾瑞特、桑樂(lè)、太陽(yáng)雨、華揚(yáng)、桑夏等企業(yè)基本和完全具備了行業(yè)所提出的大型骨干企業(yè)的基本條件。行業(yè)還提出要在“十一五”期間建成開(kāi)放式科研中心，能夠承擔(dān)國(guó)內(nèi)外重大科研項(xiàng)目，這一目標(biāo)也基本實(shí)現(xiàn)，皇明公司已被國(guó)家科技部評(píng)選為國(guó)家級(jí)熱利用研發(fā)中心，目前正在籌建中。

6 標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)一步完善

到2009年已完成了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)21項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)，基本形成了太陽(yáng)能熱水器標(biāo)準(zhǔn)體系，對(duì)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品健康發(fā)展起到了保障作用。2010年又完成了10項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，已形成報(bào)批稿，尤其是《家用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)能效限定值及能效等級(jí)》國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的制定對(duì)今后太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)品質(zhì)量、能效將起到規(guī)范作用。表4為已頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，表5為已報(bào)批的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

表4 已頒發(fā)實(shí)施的21項(xiàng)太陽(yáng)能熱水器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

方法 1994年 太陽(yáng)輻射表標(biāo)定1995年12月1日6名 稱太陽(yáng)能熱水器吸收體、連接管及其配件生產(chǎn)制造中所用彈性材料產(chǎn)品 2005年8標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB/T 14890－1994名 稱 工作直接日射表校準(zhǔn)方法標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB/T 15513－1995 7 《太陽(yáng)能熱水器吸收體、連接管極其 方法配件所用彈性材料的評(píng)價(jià)方法》標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB/T 17049－2005名 稱《全玻璃真空太陽(yáng)集熱管》GB/T 17581－2007 9 替代：GB/T17581－1998 產(chǎn)品 2008年6月《真空管太陽(yáng)集熱器》標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB/T 17683.1－1999接受太陽(yáng)輻射并轉(zhuǎn)換成熱能的全玻璃真空太陽(yáng)集熱管利用太陽(yáng)輻射加熱，傳熱工質(zhì)為液體的非聚光型全玻璃真空管太陽(yáng)集熱器、玻璃－金屬結(jié)構(gòu)真空管太陽(yáng)集熱器和熱管式真空管太陽(yáng)集熱器名 稱10標(biāo)準(zhǔn)號(hào)名 稱方法1999年11月1日《太陽(yáng)能在地面不同吸收條件下的太陽(yáng)光普照度標(biāo)準(zhǔn)第一部分：大氣質(zhì)量1.5的方向直接日射輔照度和半球向日射輔照度》在直射輔照度和半球向輔照度確定太陽(yáng)熱系統(tǒng)、光伏以及其他系統(tǒng)、部件與材料的相關(guān)性能11標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB/T 18708－2002 實(shí)驗(yàn)名 稱《家用太陽(yáng)熱水系統(tǒng)熱性能實(shí)驗(yàn)方法》 方法標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB/T 18713－2002 12 2002年 家用熱水器得熱量及熱損參數(shù)測(cè)定《太陽(yáng)熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝及工程驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》名 稱管理 2002年 公用太陽(yáng)熱水系統(tǒng)13 產(chǎn)品 2003年 家用太陽(yáng)能熱水器標(biāo)準(zhǔn)號(hào)名 稱標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB/T 19775－2005 2005年名 稱《玻璃－金屬封接式真空太陽(yáng)集熱管》 5月28日標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB/T 20095－2006名 稱《太陽(yáng)熱水系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB 50364－2005 2006年名 稱《民用建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》 1月1日標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB/ T24798－2009 2010年名 稱《太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)用橡膠密封件》 6月1日標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB/T 23888－2009 2010年名 稱《家用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)控制器》 1月1日標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB 50495－2009名 稱《太陽(yáng)能供熱采暖工程技術(shù)規(guī)范》GB/T 23889－2009 20 《家用空氣源熱泵型太陽(yáng)能熱水系統(tǒng) 產(chǎn)品 2009年 適用于太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB/T 25969－2010 2011年名 稱 5月1日產(chǎn)品14 GB/T 19141－2003《家用太陽(yáng)熱水系統(tǒng)技術(shù)條件》僅適用于玻璃－金屬封接式真空熱管，不適于全玻璃集熱管內(nèi)置熱管式15方法 2006年 適用于太陽(yáng)能熱水工程16方法 適用于建筑熱水工程17產(chǎn)品 適用于太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)18產(chǎn)品 適用于太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)19方法 2009年 適用于太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)名 稱21《家用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)主要部件選材通用技術(shù)條件》產(chǎn)品適用于太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)

表5 已報(bào)批的標(biāo)準(zhǔn)

(待續(xù))