各型热水系统运行成本与投资对比授课稿.doc

太阳能热水系统的技术经济分析 中国节能协会节电与绿色电能委员会副秘书长、北京工业大学能源环境工程学院特邀研究员 深圳市节能专家委员会专家 曹国璋 高级工程师MSN:/（E-mail:/QQ:894331208/手2007年11月序 言 北京三星级以上的酒店有311家，建筑面积仅占民用建筑的5.4%，但全年耗电量却接近全市居民生活用电的一半，是不折不扣的能耗大户。 酒店业是集中消耗能源的场所，有关资料表明，一个高星级中型酒店（约300间客房），年用电量达500-700万度。 有实例证明，通过采取各种有效的节能措施，可以将酒店能源费用占经营总收入的比重，降低10个百分点。使酒店能耗从比较先进的1300MJ/m2.a再降低到826MJ/m2.a，年节约能源所创造的价值可达1000万元。 第一章 各型热水系统运行成本与投资对比1、 计算依据1、各种类型能源的热值：油为10200kcal/kg，天然气为8650kcal/Nm3（某些燃料的热值：液化气109.2MJm3或47.3MJkg；汽油46MJkg；煤油21.8MJkg；柴油42.6MJkg；液氢10.8MJm3或120.8MJkg。注：1MJ=238.8kcaal或1kcal=0.0041868MJ）。2、各种类型能源加热系统计算效率：燃油、燃气系统为90%，电加热系统为98%。热泵的平均COP值按1：3计算。3、初始条件：自来水计算温度为150C，加热终止温度为450C。也即每生产1吨热水，需要投入30000kcal（或125.59MJ）的热量。国内港口人民币燃油价格2007年11月9日价格港 口 燃料油180CST燃料油120CST轻柴油LDO重柴油MDO大连 4120420061606060天津 4250470069005500上海 3920398065605430广州商业电价：分/kwh2005年6月1日抄见实施不满1千伏100.661.400.70102.761-10千伏99.661.400.70101.7635千伏及以上98.661.400.70100.762、 各类型能源的热水回执成本、投资对比表：序号项目/类型燃油燃气电热泵太阳能（贡献率60%）热水系统燃油辅助燃气辅助电辅助热泵辅助1每吨 热水加热成本每吨热水耗能源 量3.27kg/t3.86Nm3/t36kW-h/t12kW-h/t1.31kg/t1.544Nm3/t14.4kW-h/t4.8kW-h/t2能源计算单价4.5元/kg1.8元/Nm30.5元/kW-h0.5元/kW-h4.5元/kg1.8元/Nm30.5元/kW-h0.5元/kW-h3单位热水加热成 本14.7元/吨6.95元/吨18元/吨6元/吨5.9元/吨2.78元/吨7.2元/吨2.4元/吨4单位热水系统初始投资2500元/吨2500元/吨2500元/吨10000元/吨17000元/吨17000元/吨17000元/吨24500元/吨注：1、这里的“电辅助加热”是指采用电锅炉设备，如果是采用在水箱中直接插入电加热棒的方法，则投资将大幅降低。2、最新数据：液化气价格：19元/Nm3 ，天然气价格：3.8元/Nm3，电价已经超过1元/kwh.3、 各类型全天候太阳能热水系统投资性价比：序号项目/类型平板太阳能热水系统真空管太阳能热水系统热管太阳能热水系统1每平方米集热面积集热器日产水量 公斤8060602每平方米集热面积集热器年（300天）产水量 吨3024243设备使用寿命 年3015154设备初始投资：元/平方米160014002000说明：1、单位热值初始投资以每天产10吨热水为例计算，实际会因水量的不同而有所不同。2、太阳能热水系统初始投资计算包含了辅助能源系统（辅助能源的类型为常规的油气电等）。但按表一中的计算，太阳能的贡献率仅为60%，比较低。太阳能的贡献率应当在80%左右为好。附件：天然气与电能比较（两者热效率相近）电：1度（Kwh）=860大卡天然气：1Nm3热值9000大卡1Nm3天然气相当于10度电天然气与液化石油气比较（两者热效率一样）1Nm3天然气热值9000大卡1Kg液化气热值11000大卡1吨液化气相当于1222 Nm3天然气天然气与柴油比较柴油热值10400大卡/Kg，柴油燃烧的热效率约85%1吨柴油相当于1068 Nm3天然气天然气与重油比较重油热值约为10800大卡/Kg，重油燃烧的热效率约82%2、 1吨重油相当于1070 Nm3天然气第二章 能源形势电价上涨趋势难以扭转 2006年07月06日 14:51 南方周末6月28日，国家发改委紧急调整电价，全国上网电价每度上调约1.2分钱，销售电价每度上调约2.5分。这已是连续第三年上调电价：2004年每度电平均上涨了2.84分，2005年平均每度电又提高了2.52分。这次电价上调，电力企业本身受惠并不大。2.5分的上调部分，发电企业能拿到1分，主要用于弥补煤炭价格上涨而导致的成本上升；电网企业据说最多拿到2厘，而且是有条件地给只有在完成电网主辅分离后才给；其余部分将用于下一步新能源的开发、改善环境(中国对国际社会承诺，污染5年内下降10%)和三峡库区移民的后期补助这三方面。对此次电价上调，公众的情绪是困惑。为什么从2002年电力改革拆分国家电力公司后，我们没有得到改革者承诺的质优价廉的电力产品，而是严重的电荒和持续电价上涨？由于技术进步，我国发电装机容量的平均造价从2002年以前的5000元千瓦下降到了4000元千瓦，平均下降1000元，截止到2005底，总计约节约了1400亿元的投资。为何这巨大投资成本的下降带来的是电价的不降反升？原因是投资成本的下降又被厂网分开后企业管理成本的增加抵消了。与此同时，2004年、2005年两年的电价上涨，消费者多支付了约1600亿元，这几乎相当于一个三峡大坝的总投资。尽管电价持续上涨，可目前中国电力企业(包括中央和地方的发电、电网企业)的平均盈利水平仅为3.5%，低于全国工业企业的平均盈利水平(5.5%)，更低于国外电力企业的平均盈利(8%-10%)。其中，电网企业的平均盈利水平只有2%，由于盈利能力过低，中国电网企业至今根本不具备上市融资的条件。据测算，如果其他条件不发生变化，电力企业要达到工业企业5.5%的平均盈利，在今年调价后，目前每度约0.5元的平均电价还要上涨6-7分钱，如果要达到国外同行业的水平，电价需要上涨1毛钱。如果 煤炭价格继续上涨，电价的涨幅可能更大。这样，电力行业才能维持起码的生存发展。油价走势 国际原油价格长期维持在100美元一桶，已经带动国内油价的上涨和市场的紧缺。如果国际油价进一步上涨至200美元一桶，对国内经济的影响很难估计。国内近年油价涨跌情况： 2007年11月1日 汽油、柴油和航空煤油价格每吨各提高500元 2007年1月14日 下调汽油出厂价格每吨220元；下调航空煤油出厂价每吨90元；2006年3月26日 上调汽油出厂价格每吨300元；上调柴油出厂价格每吨200元；上调航空煤油出厂价每吨300元； 2005年7月23日 上调汽油出厂价格每吨300元；上调柴油出厂价格每吨250元；上调航空煤油出厂价格每吨300元； 2005年6月25日上调汽油出厂价格每吨200元；上调柴油出厂价格每吨150元；上调航空煤油出厂价格每吨300元； 2005年5月23日 降低汽油出厂价格每吨150元； 2005年5月10日 上调柴油出厂价格每吨150元； 2005年3月23日 上调汽油出厂价格每吨300元 第三章 各种形式的太阳能热水系统1、 太阳能集热元件介绍1、 平板式太阳能热水器类型：不锈钢平板式、铜铝复合式、全铜式。芯条与芯管的连接方式：复合式、超声波焊接、热胀式、激光焊接。（芯管内径与壁厚的不同）选择性涂层：TXT涂层，吸收率90%，发射率40-50%。镀黑铬，吸收率93%，发射率10%。TINOX，吸收率95%，发射率6%。（德国进口。国内最新真空濺射喷涂）2、真空管式太阳能热水器3、热管真空管式太阳能热水器4、U型管式太阳能热水器 可以认为是平板式与真空管式技术 的结合。近日，国家环保总局颁布了针对太阳能热水器和太阳能集热器的环境保护国家标准环境标志产品技术要求家用太阳能热水系统（以下简称“家用太阳能热水系统”）和环境标志产品技术要求太阳能集热器（以下简称“太阳能集热器”），为太阳能行业提供了一个质量认证的依据，也为消费者增加了维护自己权益的又一有力武器。新标准将于12月1日实施。国家环保总局的两个标准的公告分别从热性能、健康安全和光污染三个方面对太阳能热水器产品提出了技术要求以及检验方法。由国家环保总局牵头，各行业协会、相关企业、太阳能专家小组联合制定。根据国家环保总局的公示，两个标准均为指导性标准，适用于中国环境标志产品认证。二、太阳能热水器与建筑一体化的五个要素1外观：太阳能热水器系统对建筑物外观的影响方式：是“可视的”还是“隐藏的”（嵌入的）。2、建筑结构：太阳能集热器能否恰当地安装并具有合适的与建筑物相同的寿命，从而确保建筑的承载和防水功能不受影响。另外，系统抵御强风、暴雪、冰雹及其他环境因素如防雷击能力也需要等到保证。3、建筑安装：太阳能循环管道以及供水管道的合理布置。即热水管线尽可能地短，建筑物需要预留联通孔道，整体供热系统（热水与采暖）与太阳能系统的良好配合。4、建筑物管理：如果太阳能热水系统是建筑物的一部分，它必须符合现行的建筑法规与授权，而这一点在目前尚未能做到。政府可以授权改进对建筑物的管理，甚至强制安装太阳能系统。5、建设过程：为了得到最好的解决方案，太阳能热水系统与建筑一体化的结合设想应该尽可能早的进入设计程序或建设程序，以求得较低的成本和最好的结果。三、太阳能热水器的市场拓展需要考虑的因素（4A）可接受性（Acceptable）质量、安装/维护的便利性：如果系统的质量达不到期望值，且系统的安装和维护复杂，就存在障碍。用户对系统性能知识缺乏了解，也会降低可接受性。可支付性（Affordable）初始投资可能比其他热水技术高，导致更长的回收期。可获得性（Available）如果很难找到一个可依赖的供应商和安装维护商，而用户不会愿意花费大量的时间和精力来购买产品，也会造成障碍。可认知性（Awareness）指消费者对太阳能热水系统的认知性以及选择能力，如果仅限于开发商的宣传，也将成为市场障碍因素。4、 专业化太阳能热水工程安装队伍的审查与鉴别 1、 具备太阳能热水器安装工国家职业资格。2、 能够提交完整的太阳能热水工程设计文件和资料：设计说明书、使用说明书、质量保证书。流程图、平面布置图、高程图、电器线路图、控制系统图。3、 注意对业主太阳能热水工程管理和维修队伍的培训。五、热泵的一般知识热泵是解决能量等级不合理使用的有效手段。它可以利用高级别的能量所具有的潜力，去提取周围环境中或将被排放的“废热”中的能量，使其温度升高，从而得到远比由这些高级别能量直接转换为热量时更多的热能。其所获增益以性能系数或制热系数（COP）来表示。COP的定义是：热泵所输出的热量与所消耗的能量（即电能或其他能）之比值。假如一台以电能驱动的热泵的COP为3，则其消耗1kWh的电能，将可以获得相当于3kWh的热能。由此可见，与只能将电能作11交换的电加热器相比，热泵可以节约2/3的能量。要使热泵“做功”，除了要有能够做功的能源外，还有一个必要条件就是工质。工质的选择有很多要求，如好的热工特性（在工作条件下有合适的温度和压力， 高的比热值等），安全性（无腐蚀、不易燃易爆），价格低并且易于取得，对环境友好等等。过去在电冰箱中使用的工质氟里昂，因它会破坏地球大气的臭氧层，被禁止使用。新的优良工质的发明和生产，是热泵能否经济且安全运行的必要条件。当然，设计和制造出优良的压缩机，配套具有高效换热能力的冷凝器和蒸发器，也是生产制造可以在特定环境下正常工作的热泵的必要条件。 热泵虽然节能效果显著，但它的开发利用是以国家工业化、电气化为基础的，并且受能源政策能源价格体系和生活水平的影响。尤其是电动热泵，都是在电力充足，电价较低，电气化水平较高，人民生活水准也较高的国家得到发展。例如在美国，以相同单位热当量计算，1978年电与天然气的价格比值为55.5，到 1984年降到3.44.1，电油比价为2.33，用热泵供暖的费用已经与用天然气的费用相当，比油便宜。日本的电与