加快可再生能源應用 建設低碳宜居城市

劉玉偉 劉 鑫 劉虹伯 劉永慧

(1.太原理工大學建筑與土木工程學院，山西太原 030024;2.太原市住房和城鄉建設委員會，山西太原 030009;3.太原市委黨校中青班課題組，山西太原 030002;4.太原市建筑節能管理中心，山西太原 030009;5.華南理工大學廣州學院土木工程學院，廣東廣州 510800)

太原市作為國家能源重化工基地，多年來形成了以煤炭為主的用能結構。近年來，隨著城市化進程加快，建筑用能需求急劇增長與結構單一的能源供給之間的矛盾日益突出，制約了太原市建設一流現代宜居省會城市的步伐。可再生能源作為傳統能源的有益補充，無污染、零排放、不枯竭的特性，非常適合在建筑中推廣應用。加快在建筑中推廣應用可再生能源，是太原市實現節能減排目標，建設一流現代低碳宜居城市的基本要求，是解決傳統能源短缺的有效途徑，是實現建筑用能結構由單一向多元化轉變，保障城市用能安全的重要舉措。

1 基本情況

1.1 太原市可再生能源資源情況

太原市可再生能源資源豐富，太陽能、地熱能、工業余熱、生物質能等分布廣泛，具有較高的應用價值。年太陽輻射總量為5 442.8 MJ/m2～5 652.18 MJ/m2，屬全國高照率范疇;年產城市污水2億m3，日均54萬m3，水溫約為14℃ ～16℃;地熱田為中低溫地熱田，以層狀熱儲為主，兼有裂隙帶狀分布特點，尤其是位于市中心的親賢地壘區地熱資源更為豐富，是最適宜開采和開采條件最經濟的地區。相關分析見圖1，表1～表3(摘自《太原市可再生能源資源評估報告》)。

表1 太原市各區發展土壤源熱泵的適宜性分析

1.2 目前太原市可再生能源建筑應用情況

2009年，太原市從全國眾多競爭者中脫穎而出，正式被列入全國首批可再生能源建筑應用示范城市，獲得中央8 000萬元財政獎勵補助資金。幾年來，通過不斷加強組織領導，注重機制體制創新，初步建立了“政府引導、市場運作、多方參與”的社會需求機制，形成了污水源、淺層水源、土壤源、深層高溫水源“四輪驅動”的地源熱泵應用技術及太陽能光電、光熱與建筑一體化、工業余熱利用的可再生能源綜合開發利用的發展格局。太原市可再生能源建筑應用形式比例見圖2。

圖1 太原市各區年太陽輻射量分布

表2 太原市平原各區發展地下水源熱泵的適宜性分析

表3 太原市各分區地熱田熱能儲量

圖2 太原市可再生能源建筑應用形式比例環形圖

截止2011年，太原市已建成可再生能源建筑應用項目36個174.69萬m2，在建可再生能源建筑應用工程項目27個351.7萬m2，合計63個項目526.39萬m2。其中6個國家級示范項目已全部竣工，通過住建部驗收。這些示范項目涵蓋了新建建筑(公建、居建)、既有建筑節能改造等多種建筑類別，分布在太原市6個主城區，形成了全面推進可再生能源建筑應用的良好格局(見表4)。經測算，已建成的174.69萬m2建筑與非節能傳統供熱建筑相比，年可實現節約采暖能耗2.36萬t標準煤，減排二氧化碳約5.90 萬 t，減排二氧化硫 0.047 萬 t，減排粉塵顆粒 0.035 萬 t，在生態宜居城市和一流省會城市建設中的地位和作用日益凸顯。

2 太原市建筑中應用可再生能源的效益分析

2.1 可再生能源應用初投資

太原市可再生能源熱泵系統應用的投資額，不包含末端成本，每平方米造價約為130元。目前，太原市的供熱管網入網費為60元/m2，如果使用熱泵技術，初投資比集中供熱增加70元/m2。

2.2 可再生能源運行費用

使用可再生能源的建筑，太陽能熱水單機系統基本無運行費用;熱泵技術運行費用主要為熱泵機組電力費用和日常的基本維護費用等，依據對一些項目的監測數據，太原市的熱泵系統居住建筑運行費用為3元/(m2·月)。目前太原市的供熱價格標準:熱電聯產集中供熱居民熱價按使用面積3.6元/(m2·月);非居民按建筑面積7.5元/(m2·月)。區域燃煤鍋爐供熱價格標準:居民熱價按使用面積3.6元/(m2·月);非居民按建筑面積7.5 元/(m2·月)。

表4 國家級可再生能源示范項目

2.3 可再生能源投資回收期

根據太原市對可再生能源利用的相關政策，太原市可再生能源在建筑中的利用增量成本投資回收期計算如下:

太原市政府對可再生能源技術應用的補貼幅度不同，根據所應用的技術，補貼從35元～50元不等，居住建筑的增量成本投資回收期為6年～11年;公共建筑的增量成本投資回收期，由于還有夏季制冷等，一般小于7年。

3 太原市可再生能源建筑應用發展中的不足

太原市作為山西省綜改試驗區龍頭，正面臨著傳統資源枯竭，新型產業沒有形成;城市化進程加快，城市承載力不能適應的轉型發展時期。在可再生能源建筑應用方面，主要存在:

1)與其他一些先進省市相比，特別是與歐洲同緯度發達國家和地區相比，資源利用還比較粗放，科研技術力量較薄弱，設備本地化生產率低;2)政府經濟性引導力度還稍顯欠缺;3)規模化效應不明顯。

4 政策建議及前景

4.1 政策建議

對標方知落后，落后必須趕超，趕超就要轉型就要跨越，不轉型無法跨越，不跨越難以轉型。加快可再生能源應用，促進城市能源結構調整、產業升級，建設低碳宜居城市需要加強以下幾方面:1)加強政策研究，建立適合太原市經濟社會實際情況的可再生能源應用政策體系，開辟綠色通道，真正落實鼓勵政策和資金支持;2)加強體制機制研究，建立以政府的導向作用和市場的經濟法則為基礎，注重運用合同能源管理市場經濟手段的社會需求體系;3)加強可再生能源應用管理研究，建立建筑能耗統計、能源審計、能效公示體系，實行能耗超額加價制度，降低能源消耗;4)加強可再生能源應用技術(產品)研究，建立自主創新、成果轉化及高新技術產業支撐體系，帶動新型工業化城市的建設。

4.2 經濟和社會效益前景

建筑物的使用壽命一般約為50年，熱泵機組的使用壽命現在可以達到10萬h，使用可再生能源的建筑在其壽命內至少有25年的收益期。如果能夠進一步在太原市加快推廣可再生能源建筑應用，經過測算，按照太原市可再生能源的資源狀況，可以實現2 000萬m2應用面積，約占可替代目前太原市集中供熱面積的1/3。與傳統供熱相比，收益期內可節約費用約12 000萬元，減少標煤燃燒675萬t，減少二氧化硫排放13.5萬 t，減少粉塵污染10.25萬t，減少二氧化碳排放約1 687.5萬t。分析圖見圖3。

圖3 經濟社會效益預期分析圖

5 結語

在太原市加快發展可再生能源，對改善太原市城鄉居住環境，調整城市用能結構，促進裝備制造業發展等具有深刻的現實意義，是太原市率先進行轉型實現跨越式發展，建設一流低碳現代宜居城市的重要途徑。

［1］劉玉偉，朱 磊.太原供熱計量分戶試點項目調研報告［J］.建設科技，2008(23):47-48.

［2］劉玉偉，李 珠.新編建筑節能實用全書［M］.北京:企業管理出版社，2009.

［3］劉玉偉，朱 磊，王嚴政.大力發展可再生能源是新一輪能源革命的必然選擇［J］.建設信息，2009(21):53-54.