农村地区民居生活能耗调查报告

清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 1 目录目录 摘要摘要.2 关键词关键词.2 ABSTRACTABSTRACT.2 KEYWORDSKEYWORDS.2 一、引言一、引言.2 二、被调查农村地区相关背景资料的介绍二、被调查农村地区相关背景资料的介绍3 （一）云南省普洱市简介（一）云南省普洱市简介 3 3 （二二）湖湖北北省省荆州市荆州市简简介介4 4 （三三）山山西西省省忻州市忻州市简简介介5 5 三、调查研究方法三、调查研究方法6 四、调查问卷统计及其分析四、调查问卷统计及其分析.6 （一）（一） 农村地区做饭和热水耗能方式农村地区做饭和热水耗能方式6 6 1 1、 云南省普洱市农村地区云南省普洱市农村地区 6 6 2 2、湖北省荆州市农村地区、湖北省荆州市农村地区 8 8 3 3、 山西省忻州市农村地区山西省忻州市农村地区 9 9 （二）（二） 家庭冬季采暖的主要耗能方式家庭冬季采暖的主要耗能方式1313 1 1 、云南省普洱市农村地区、云南省普洱市农村地区 1313 2 2、湖北省荆州市农村地区、湖北省荆州市农村地区 1414 3 3、山西省忻州市农村地区、山西省忻州市农村地区 1414 （三）（三） 家庭主要照明方式家庭主要照明方式1616 （四）家用电器使用情况（四）家用电器使用情况 1616 （五）能耗分析（五）能耗分析 1717 1 1、家庭年度耗电量、家庭年度耗电量 1717 2 2、家庭年度耗煤量、家庭年度耗煤量 1818 3 3、家庭年度生物质燃料消耗量（柴禾、秸秆、木炭等）、家庭年度生物质燃料消耗量（柴禾、秸秆、木炭等） 1919 4 4、家庭年度天然气消耗量、家庭年度天然气消耗量 2020 5 5、家庭年度液化石油气消耗量、家庭年度液化石油气消耗量 2020 6 6、三省农村地区人均能源消耗量、三省农村地区人均能源消耗量 2020 （六）三个地区其它情况调查结果分析（六）三个地区其它情况调查结果分析 2424 1 1、家庭成员数、家庭成员数 2424 2 2、家庭主要经济来源、家庭主要经济来源 2525 3 3、家庭年毛收入状况、家庭年毛收入状况 2525 五、结果与建议五、结果与建议26 （一）结果（一）结果 2626 （二）建议（二）建议 2626 六、参考文献六、参考文献26 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 2 晋、鄂、滇三省农村地区民居生活能耗调查晋、鄂、滇三省农村地区民居生活能耗调查 报告报告 摘要：本调查小组在 2008 年七月初到八月底这段时间内分别对山西省忻州市、湖北省荆州 市、云南省普洱市农村地区进行了关于民居生活能耗的调查，调查方式采用问卷调查的形式。 本调查问卷针对农村地区的能源使用种类和能源消耗方式，主要涉及采暖、做饭、热水 和照明四个方面，同时也对农村地区居民的家用电器、家庭毛收入状况和家庭成员数作了具 体统计。根据问卷的统计数据，得出三省农村地区人均生活能源消耗量。从节能环保的角度 出发，客观合理地分析各自农村地区的能耗现状，得出相应的结论，并提出具有可持续性发 展的节能环保建议。 关键词：调查问卷 生活能耗 农村民居 节能 环保 Abstract：The investigation group carry out the survey about the living energy consumption of the residents in Xinzhou City ( Shanxi Province ), Jingzhou City ( Hubei Province ) and Puer City ( Yunnan province ) during the time between the beginning of July 2008 and the end of August 2008. The questionnaire is taken as the survey way in this work. The questionnaire, which aims at investigating the kinds of the energy resources and the energy consumption way in rural areas, mainly relate to the four aspects of heating, cooking, making hot water and lighting. Meanwhile, the group also made a specific statistic about the household electrical appliances, the net income and the number of the family members of the local people. According to the data of the questionnaire, we obtain the per capital living energy consumption in of this three area. In the view of energy-saving and environmental protection, the conclusion about the present situation of the energy consumption in rural areas is drawn, and some sustainable development suggestion is put forward at the end of the paper. Keywords：Questionnaire，Life energy，Rural residential areas，energy- saving，environmental protection 一、引言一、引言 我国是一个人口大国，每年的建筑总量非常大，现有城乡建筑面积大约有 400 多亿平方 米，而其中约 99%都是高能耗建筑1。建设资源节约型社会，是中央根据我国的社会、社会 发展状况，在对国内外政治经济和社会发展历史进行深入研究之后做出的战略决策，是为中 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 3 国今后的社会发展模式提出的科学规划。节约能源是资源节约型社会的重要组成部分，建筑 的运行能耗大约为全社会商品用能的三分之一，并且是具有节能潜力最大的用能领域，因此 应将其作为节能工作的重点2。 城市相比农村，具有人口密度大、建筑多且聚集的特点，我们锁定城市地区为建筑能耗 的“大户”是理所应当的，然而全国 13 亿人口，有近 8 亿人居住在农村，农村建筑面积约 为 250 亿平方米，每年消耗电能资源约 1000 亿度这个数量是相当大的，随着新农村的建设， 农村基础设施建设力度的加大，能源消耗更加成为一个亟待国家关注的问题1。 我国从 80 年代开始，建设部和国家有关部门制定了一些标准和文件，并进行了许多科研、 实验和示范性的试点工程，但是与发达国家相比，差距还很大，我们大部分农村地区在利用 资源和能源方面基本是用粗放低效的方式，大大地破坏了我们生存的环境3。这种粗放低效 型的资源和能源利用方式不仅不利于生态环境的保护，而且很多资源和能源并没有得到充分 的利用，最后被白白浪费掉了。此类问题普遍存在于中国广大的农村地区，针对农村地区实 行建筑节能已是刻不容缓，必须采取有效的措施予以解决。 党的十七大报告把节能减排作为我们今后长期的重要任务，生态文明应成为中华民族文 化建设的重要内容。我们今年在建筑节能国情研究中深深认识到，要实现我国建筑节能的长 期目标，核心也是要开展生态文明的建设，协调人与自然的关系，倡导节省能源节能资源的 生活模式，营造与自然和谐的人居环境。从这一理念出发，按照科学发展观，我们提出：建 筑节能属消费领域，不同于物质生产领域；不能单纯追求提高能源利用效率，而要从降低能 源消耗总量出发，倡导节约能源的消费模式；建筑节能不应采用“贴标签”式，单纯追求采 用了多少节能技术，更重要的是看实际消耗了多少能源，应该从实际用能数据出发2。 山西省是我国的煤炭资源大省，省内大部分农村地区居民生活用能基本上以煤炭为主； 湖北省境内河流众多，水力资源丰富，电能成为农村地区居民生活用能的主要能源；云南省 森林资源拥有得天独厚的优势，境内森林覆盖率位居全国前列，森林资源成为农村地区居民 生活用能的首选目标。本研究依据以上事实，分别选取山西省忻州市、湖北省荆州市和云南 省普洱市的三个农村地区作为此次调查研究的典型地区。 我们调查了山西省忻州地区 3 个县 81 个自然村中的 267 户居民，云南省普洱地区的 2 个 县 39 个自然村中的 289 户居民，湖北省荆州地区的 1 个县 57 个自然村中的 241 户居民。总 计完成调查问卷 797 份，为整个建筑运行能耗的调查报告提供了基础数据，本文将通过对这 些基础数据的分析得出相应的结论。 二、被调查农村地区相关背景资料的介绍二、被调查农村地区相关背景资料的介绍 （一）云南省普洱市简介（一）云南省普洱市简介 普洱市位于云南省西南部， 地处北纬 22022450，东经 9909102 19之间，国土面积 44221.34 平方千米。普洱市境内群山起伏，全区山地面积占 98.3%。由于地处北回归线附近，因此受地形、海拔影响，垂直气候特点明显，海拔高度 在 3763306 米之间。普洱地区地处低纬地带，平均气温在 10.3C13.2C 之间，最 热月（5、6 月）平均气温在 17.9C24.6C 之间。 普洱市森林资源丰富（见图 1），是云南的第二大林区，有林地面积 3829.5 万亩， 人均 15.4 亩，为全国人均的 8.1 倍，全省人均的 3.4 倍。管辖区内灌木林面积 372.3 万 亩，森林覆盖率达 62.8%，活立木蓄积量 2.03 亿立方米，人均 56 立方米，是全国的 3.8 倍。 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 4 图 1 全国森林资源分布 普洱有丰富的水能资源，境内有红河、澜沧江、怒江三大水系及一百多条支流。澜沧江 纵贯南此，漫弯、大朝山、糯扎渡三级大电站总装机容量达835 万千瓦。 （二二）湖湖北北省省荆州市荆州市简简介介 荆州市位于东经 1111511405，北纬 29263137。地处湖北省中南 部，江汉平原腹地，长江自西向东横贯全市，全长 483 公里。荆州东连武汉、西接宜昌、南 望湖南常德，北毗荆门、襄樊。平原湖区占 78.7%，丘陵低山区占 21.1%。 荆州市属亚热带季风气候区。光照充足、热量丰富、无霜期长。全市太阳年辐射总量为 104110 千卡/平方厘米，年日照时数 18002000 小时，年平均气温 15.916.6，年积 温 50005350，年无霜期 242263 天，多数年份降雨量在 11001300 毫米之间。境内水 系较多，水力资源丰富（见图 2） 。410 月份降水量占全年 80%，太阳辐射量占全年 75%，10的积温为全年 80%。 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 5 图 2 全国水资源分布 全市已发现矿产 35 种，其中探明有一定工业储量的 13 种，已开采利用的 20 种。荆州 地质构造单一，矿床赋有条件好，围岩性质稳定，除石油、煤炭外，非金属矿产绝大部分裸 露地表，便于露天开采。矿产分布集中，全市大多矿产资源分布在低山丘陵地区。 （三三）山山西西省省忻州市忻州市简简介介 山西省忻州市的经纬度北纬 3824，东经 11243，国土面积 25472 平方公里。境 内山地较多，其中平原 0.27 万平方公里，约占 10.5%，丘陵 0.92 万平方公里，约占 36%，山地 1.36 万平方公里，约占 53.5%。 忻州市冬无严寒、夏无酷暑，气候宜人、四季分明。属于温带大陆性季风气候，全年 平均气温在 4.39.2之间。年降水量为 345588 毫米。 忻州市矿产资源富集。目前已探明的主要有煤、铁、铝、钛、钒、钼、金、银、铜等 50 余种。全市煤炭资源丰富（见图 3），含煤面积 4386 平方公里，地质储量 1160 亿吨。 主要分布于宁武、河曲、五台三个煤田。 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 6 图 3 山西省煤资源分布 三、调查研究方法三、调查研究方法 此次关于三省农村地区居民生活能耗的调查属于典型调查，统计中有意识的选取云南省 普洱市、湖北省荆州市、山西省忻州市各自的农村地区作为代表性的单位，对这些单位进行 系统、详实地调查，以达到对三省农村地区居民生活能耗现状的认识。 本农村地区民居生活能耗调查问卷一共调查了十五个条目，其中包括做饭的耗能方式、 热水的耗能方式、家用电器使用情况、家庭年度耗煤量、家庭年度耗电量等涉及农村实际生 活能耗的条目。 该问卷调查中，做饭的耗能方式、热水的耗能方式、冬季采暖耗能方式、家庭照明耗能 方式是本次调查的重点，对耗煤量的统计都是以当地使用的煤种为准，以 1 吨为统计区间， 按煤种的低发热值将其折合成标准煤的年消耗量。对耗电量的统计，以千瓦时为单位，以 100 度为统计区间，统计了每户年总的用电量。对生物质燃料的统计，以 1000 公斤为统计区 间，认为农作物残余的水分含量是 30%，树枝树干等的含量是 25%。燃料消耗被转换成低热 值的固体燃料作为基准，用焦耳表示。 四、调查问卷统计及其分析四、调查问卷统计及其分析 （一）（一） 农村地区做饭和热水耗能方式农村地区做饭和热水耗能方式 1 1、 云南省普洱市农村地区云南省普洱市农村地区 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 7 （1 1）做饭和热水耗能方式）做饭和热水耗能方式 详见表 1 和表 2 表 1 云南省家庭做饭耗能方式 做饭耗能方式百分比/%做饭耗能方式百分比/% 生物质燃料 44.64 太阳能 - 煤 0.35 液化石油气+电能 0.69 液化石油气 0.69 生物质燃料+电能 39.45 电能 13.15 生物质燃料+液化石油 气+电能 1.04 表 2 云南省家庭用热水耗能方式 热水耗能方式百分比/%热水耗能方式百分比/% 生物质燃料 41.87 电能+太阳能 3.46 煤 0.35 液化石油气+电能 0.35 液化石油气 0.35 生物质燃料+电能 +太阳能 3.46 电能 13.49 液化石油气+电能 +太阳能 0.69 太阳能 3.11 生物质燃料+电能 31.83 生物质燃料+液化 石油气+电能 1.04 从以上情况看，普洱市农村地区生活用能主要是以生物质燃料和电能为主，其中生物 质燃料的消耗量最大。 （2 2）云南省普洱市能源消耗现状分析）云南省普洱市能源消耗现状分析 云南省普洱市管辖地区内地形主要以山地为主，森林覆盖率高达 50%。正因为该地区森 林覆盖率高，造成当地农村的居民在取暖、做饭、热水方面消耗的能源绝大部分来自于森林。 这种情况普遍存在于普洱市的农村地区，由于建筑和生活的需要，砍伐树木现象严重，导致 森林减少，生态环境遭到破坏。这种粗放低效的能源利用方式是切不可取的，不适合于国家 提出的可持续性发展战略。为此，我们必须采取相应的节能措施解决存在于该地区农村生活 能耗中不合理的问题，综合利用自然资源和能源，减少常规能源使用，改善和保护环境。 根据有关研究结果，云南省内境内太阳能资源十分丰富。然而实际调查结果显示居户家 中拥有太阳能热水器的比例很低，仅为 3.11%。众所周知太阳能是一种取之不尽，用之不竭 的清洁能源。我们尽最大程度地利用太阳能可以使广大农村居民尽可能少地向森林索取能源。 这样做的话于国于民有利，因此可以大力提倡利用太阳能。 云南省普洱市农村居民对生物质燃料使用量很大，生物质燃料在居民生活能耗中占有重 要地位，因此农村居民推广使用节柴灶是一种具有节能环保意义的有利措施。 在当前社会主义新农村建设中，通过因地制宜建设户用沼气池，在解决农村生活用能、 清洁农村卫生、保护生态环境的同时，能够有效降低能源消耗，减少污染排放，使其成为农 村节能减排的重点，为推动社会主义新农村建设、发展循环农业一个必不可少的环节。 开展沼气建设，将人畜粪便通过厌氧发酵生产沼气，替代煤炭、薪柴、秸秆，既可以解 决农村能源短缺的问题，又可以满足广大农村对使用优质、清洁能源的需求。沼气技术的推 广和沼气灯的使用对农村地区的节能现状能起到极大的改善和推进作用。尤其是沼气灯照明 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 8 不需要电能，需要的只是生物质能源，而生物质能源对云南省广大农村地区来讲可以说是非 常丰富的。因此，可知云南省农村地区的节能空间是相当大的，降低农村生活能耗可以大有 作为。 由此次调查问卷结果可知，在云南省普洱市农村地区沼气这种清洁能源的使用普及率低， 很多农村居民仍是采用薪柴为建筑和生活能源。除此之外，云南省普洱市农村地区对电能的 需求量也很大，随着人民生活水平的逐步提高，每家每户的家用电器种类也日益齐全，家庭 主要照明方式绝大多数采用白炽灯照明，我们知道普通白炽灯不仅耗电量大，而且发光效率 低，虽然节能灯在价格上比白炽灯高，但从降低农村地区生活能耗的长远目标而言，就有非 常重要的节能意义。 2 2、湖北省荆州市农村地区、湖北省荆州市农村地区 （1 1）做饭和热水耗能方式）做饭和热水耗能方式 详见表 3 和表 4 表 3 湖北省家庭做饭耗能方式 做饭耗能方式百分比/%做饭耗能方式百分比/% 生物质燃料 7.47 生物质燃料+液化石油 气 4.15 煤 14.11 生物质燃料+电能 4.56 液化石油气 13.69 煤+电能 2.49 电能 23.24 生物质燃料+煤+电能 3.32 太阳能 - 生物质燃料+煤+液化石 油气 3.32 生物质燃料+煤 4.56 煤+液化石油气+电能 3.32 液化石油气+电 能 4.98 煤+液化石油气 5.81 生物质燃料+煤+液化石 油气+电能 4.98 表 4 湖北省家庭用热水耗能方式 热水耗能方式百分比/%热水耗能方式百分比/% 生物质燃料 6.22 煤+电能 2.07 煤 27.80 生物质燃料+太阳能 1.24 液化石油气 2.49 生物质燃料+煤 2.07 电能 21.58 煤+液化石油气 1.24 太阳能 26.14 煤+太阳能 0.41 电能+太阳能 1.24 生物质燃料+煤+电能 1.24 生物质燃料+电能 1.24 生物质燃料+煤+液化 石油气 2.07 生物质燃料+液化石 油气 0.83 煤+液化石油气+电能 0.83 液化石油气、电能 0.41 生物质燃料+煤+液化 石油气+电能 2.07 从以上情况看，荆州市农村地区生活用能以煤、电、太阳能为主，其中电能的消耗量最 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 9 大。 （2 2）湖北省荆州市能源消耗现状分析）湖北省荆州市能源消耗现状分析 此次农村地区民居生活能耗的调查对象之一的荆州市位于江汉平原,全年日照时数在 14001900 小时之间。虽然湖北省的年太阳总辐射和年日照时数相比之下没有云南省多， 但这并不能说明湖北省的太阳能利用前景没有云南省广阔。太阳能的使用对湖北省荆州市 农村地区的节能工作而言，是非常重要的。 尽管湖北省的生物资源丰富，但是同云南省农村居民一样，在建筑和生活中向森林索 取了大量的资源，造成森林资源不断减少，虽然国家实行退耕还林政策，但是从长远的角 度来看，农村地区居民过多地向森林索取资源有违国家可持续行发展战略的初衷。 湖北省属于建筑热工分区中的夏热冬冷区，省内农村居民空调使用率很高，每年因使 用空调而消耗了大量的电能 ，我们可以对农村民居建筑进行热工改进，在夏季尽可能少地 使用空调便可达到热舒适性要求。湖北省不属于国家进行集中供暖的省份，但是该省冬季 还是比较冷，农村居民为了取暖不得不寻找能源来为己所需，由于每家每户之间经济实力 的差异，电能、煤炭、柴禾这些能源成为农村居民 冬季采暖选择的目标。 湖北省荆州市农村地区家用电器使用种类多样，每个家庭之间拥有的家电种类大致相 同。经过我们调查研究荆州市农村地区家庭年度耗电量之所以比山西省和云南省的多，很 大程度上要归结于家用电器耗电。 因此农村地区使用节电型家电对节能具有推动作用。 通过调查研究，荆州市农村地区对沼气这种清洁能源的重视不足，虽然有的农村家庭在 使用沼气，但是户数及其少，很多农村居民仍是采用薪柴为建筑和生活能源。除此之外，荆 州地区的农村对电能的需求量非常大，绝大多数家庭的照明方式采用白炽灯，节能灯的使用 率非常低。 从节能环保的角度考虑，湖北省荆州市农村地区居民 生活能耗存在着很大很突出的问 题，常规能源中尤其是电能的消耗量很大，因此 解决这些问题迫在眉睫。 3 3、 山西省忻州市农村地区山西省忻州市农村地区 （1 1）做饭和热水耗能方式）做饭和热水耗能方式 详见表 5 和表 6 表 5 山西省家庭做饭耗能方式 做饭耗能方式百分比/%做饭耗能方式百分比/% 生物质燃料 - 生物质燃料+煤 7.87 煤 46.82 煤+电能 19.85 液化石油气 3.75 电能+太阳能 0.37 电能 4.49 生物质燃料+ 煤+电能 4.87 太阳能 - 生物质燃料+煤 +液化石油气 1.50 液化石油气+电 能 3.00 煤+液化石油气 +电能 3.00 煤+液化石油气 3.37 生物质燃料+煤 +液化石油气+ 电能 1.12 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 10 表 6 山西省家庭热水耗能方式 热水耗能方式百分比/%热水耗能方式百分比/% 生物质燃料 0.37 生物质燃料+煤 3.75 煤 47.94 煤+液化石油气 2.62 液化石油气 3.00 煤+太阳能 0.37 电能 5.24 生物质燃料+煤+电 能 5.62 太阳能 2.25 生物质燃料+煤+液 化石油气 0.75 生物质燃料+电能 0.37 煤+液化石油气+电 能 0.37 电能+太阳能 0.75 煤+电能+太阳能 1.12 液化石油气+电能 1.50 煤+电能 22.47 生物质燃料+煤+液 化石油气+电能 1.50 从以上情况看，忻州市农村地区生活用能以煤、电能为主，其中煤的消耗量最大。 （2 2）山西省忻州市能源消耗现状分析）山西省忻州市能源消耗现状分析 根据此次调查问卷结果显示，我们在山西省忻州市农村地区已调查的 267 户中，其中有 125 户做饭以煤为主，128 户热水以煤为主，用户所占比例分别为 46.82%和 47.94%。可以看 出该地区农村居民对煤这种能源的需求量很大。像这种过多且单一地依赖煤炭资源的能耗方 式是非常不合理的，急需改进。忻州市的农村地区有沼气池的户数很少，有沼气池的户数也 几乎不使用。 山西省属于建筑热工分区中的寒冷区。忻州市农村地区的居民家庭冬季采暖的主要耗能 方式绝大部分是煤，接受调查的 267 户中有 198 户单一使用煤进行采暖，占 74.16%。忻州市 农村地区在生活中对煤的需求量很大，向农村居民推广使用节煤炉具有节能意义。虽然山西 省出产煤矿，但是像忻州市农村地区这样的用煤现状会加剧污染周围环境。本研究倡导农村 地区尽可能多地使用太阳能、沼气等这些清洁能源。 根据资料显示山西省农业生物质资源、森林生物质资源及人畜粪便资源等三类主要生 物质能源，每年可提供能源资源折合标准煤为 400 万吨、137 万吨和 120 万吨，总计 657 万吨。全省农村人口均达 289 千克，几乎相当于当前全省农村人口人均原煤的消耗量。因 此在农村地区可以用沼气缓解单一用煤的现状，既节能，又环保。政府应大力提倡，积极 推广利用沼气节能技术 4。 为了按照各地不同条件更好地利用太阳能，20 世纪 80 年代中国的科研人员根据各地接 受太阳总辐射量的多少，将全国划分为如下 5 类地：一类为丰富区；二类为较丰富区；三类 为可利用区；四类为一般区；五类为贫乏区。其中前三类地区的太阳能资源占全国总量的 2/3 以上5。我们此次调查的山西省忻州市属于二类地区，全年日照时数为 32003300 小时， 在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为 66808400MJ，相当于 225285kg 标准煤 燃烧所发出的热量；湖北省荆州市属于四类地区，全年日照时数为 14002200h，在每平方 米面积上一年内接受的太阳辐射总量为 41905016MJ，相当于 140170kg 标准煤燃烧所发 出的热量；云南省普洱市属于三类地区，全年日照时数为 22003000h，在每平方米面积上 一年接受的太阳辐射总量为 50165852MJ，相当于 170200kg 标准煤燃烧所发出的热量。 由表 2 可知云南省普洱市农村地区为 3.11%，由表 4 可知湖北省荆州市农村地区为 26.14%，由表 6 可知山西省忻州市农村地区热水方式采用的太阳能为 2.25%。根据太阳能的 等级划分，处于二类地区的山西省的太阳能资源较湖北省、云南省的丰富，按理而言山西省 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 11 忻州市的太阳能使用率应高于其它两省的农村地区，但是事实上山西省忻州市农村地区的太 阳能使用率却是最低的，同样云南省普洱市农村地区的太阳能使用率本来也应该较湖北省荆 州市农村地区的高，然而调查结果显示事实并非如此。 有以上数据和分析，我们认为被调查的山西省和云南省农村地区没有能够充分利用本地 区丰富的太阳能资源，采用太阳能热水的用户比例相当的低，湖北省荆州市农村地区的太阳 能使用率也偏低。由此可见太阳能在三个农村地区的利用空间非常大，需要我们重点关注。 随着人民生活水平的提高，无论是南方还是北方的农村生活热水的需求量均将持续上涨， 这一部分耗能在建筑耗能中将占有更大比例，所以在农村建筑节能及环境保护中太阳能热水 供应具有很大潜力。如以忻州地区为研究对象，调查统计户均人口为4.01 人，全市大约m 有 200 万农业人口，所以全市大约有 49.88 万户农业家庭。假设每户采用住宅局部热水供应 和沐浴设备，则每人每日最高日热水用水定额为 4080L6，考虑到农村地区日用热水较少 这一因素，选取下限值作为计算依据，平均日热水用水定额取最高日热水用水定额的 50%7， 则平均日热水用水定额为20L/人日，家庭平均日用热水量： ar q 80.2LmqG arw 每天平均每户热水供应所需热量为： 16789.9）（ L GQttc endrw kJ 其中： 储水箱内的终止温度，取 60; end tC 冷水温度，取 10； L tC 热水密度，取 1； r kg / L 水的密度，取 4.187。ckJ/kgC 忻州市处于太阳能分区的二区，太阳能保证率介于 50%60%之间，考虑到最高热水定 额选已取下限值，所以可将太阳能保证率取为 60%。若用太阳能供热水，则平均每户家庭 每年可节省的热量为： 3676.99MJ save qQ365 如果忻州市农村地区每户均采用太阳能提供生活热水，则该地区每年可回收的太阳能为： MJ， 。万户88.49qQ savesave 忻州市农村地区每年可回收的太阳能折合成标准煤约为 62.58 万吨，相应可减少二氧化 碳的排放量为： 万吨92.20 10000 1 1244 n 22 co ff save co F EW Q Q 其中： 二氧化碳减排量，单位万吨； 2 co Q 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 12 常规能源水加热装置的效率，选取辅助热源为电加热，则系数可取为 95%； ff E 二氧化碳排放因子，0.866碳/标准煤； 2 co Fkgkg 标准煤热值，29308；WkJ/kg n时间，单位年，取 1 年。7 考虑到山西省大约有农业人口 2524 万，约是忻州地区的 11 倍，所以如果将太阳能热水 推广到全省每年可节约 688.38 万吨标准煤，而山西农村年生活用能折合 1994 万吨标准煤8， 根据表二的排放系数计算得，山西省年排放总量为 1335.98 万吨，排放总量 2 CO 2 SO 32.901 万吨，排放总量 31.106 万吨，粉尘排放总量 19.142 万吨。若减排量也用排放 2 NO 系数来计算，则节约 688.38 万吨标准煤可减少排放量达 461.21 万吨，减少排放量 2 CO 2 SO 11.358 万吨，减少排放量 10.739 万吨，减少粉尘排放量 6.608 万吨，减排系数达到 2 NO 34.52%。可见，在农村地区大力推广太阳能供热水，不但有其经济价值，而且可以大幅度地 减少这些地区等污染物的排放量，改善大气环境，所以又具有很好的社会价值。 2 CO 表 7 大气污染物排放系数 污染物 2 SO 2 NO 灰尘 2 CO 排放系数/tce 0.01650.01560.00960.67 （二）（二） 家庭冬季采暖的主要耗能方式家庭冬季采暖的主要耗能方式 在冬季采暖方式这一项中，我们共设置了十个选项。由于太阳能采暖、燃气壁挂炉比较 新颖，所以不作统计。在消耗的能源种类这一项中，我们设置了五个选项，我们调查时采用 不定项选择的形式，因为这些地区的家庭采暖时并不单一地使用一种能源。 1 1 、云南省普洱市农村地区云南省普洱市农村地区 家庭冬季采暖方式见表 8 表 8 云南省家庭冬季采暖方式 冬季采暖 方式 百分比/% 冬季采暖 方式 百分比/% 冬季采暖 方式 百分比/% 集中供热 - 碳炉子 - 燃气壁挂炉 - 家用自备锅炉 - 太阳能 - 无需采暖 85.47 火盆 12.42 空调 - 电炉子 2.11 火坑 - 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 13 家庭冬季采暖耗能方式见图 4 生物质燃料 煤 液化石油气 电能 太阳能 图 4 云南省家庭冬季采暖的主要耗能方式 普洱市地处华南地区，云南省属于建筑热工分区中的温暖区，不属于国家集中供暖的地 区，因此大部分家庭不采暖。普洱市农村地区采暖家庭主要采用的供暖方式有火盆、电炉子。 2 2、湖北省荆州市农村地区、湖北省荆州市农村地区 家庭冬季采暖方式见表 9 表 9 湖北省家庭冬季采暖方式 冬季采暖方式百分比/%冬季采暖方式百分比/% 集中供热 - 空调 27.39 家用自备锅炉 - 燃气壁挂炉 - 火盆 27.39 无需采暖 7.05 电炉子 24.48 电炉子、空调 4.15 碳炉子 5.39 火盆、碳炉子 1.66 太阳能 - 火盆、空调 2.49 火坑 - 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 14 家庭冬季采暖耗能方式见图 5 生物质燃料 煤 液化石油气 电能 太阳能 煤+电能 煤+液化石油气 生物质燃料+电能 生物质燃料+煤+电能 图 5 湖北省家庭冬季采暖的主要耗能方式 荆州市地处长江中下游地区，是典型的夏热冬冷地区，该地区最热月平均温度 2530， 平均相对湿度 80%左右，热湿是夏季的基本气候特点，夏季最恶劣气温可达 40以上，该地 区最冷月平均气温 010，平均相对湿度 80%左右，日照率偏低，东部最高，也只有 40%左 右，中部 30%左右，西部 20%左右，该地区冬季的基本气候特点是阴冷潮湿。荆州地区主要 采用消耗生物质燃料的火盆，消耗电力的电炉子以及空调来采暖，还有部分人家无需采暖。 3 3、山西省忻州市农村地区山西省忻州市农村地区 家庭冬季采暖方式见表 10 表 10 山西省家庭冬季采暖方式 冬季采暖方式百分比/%冬季采暖方式百分比/% 集中供热 7.49 燃气壁挂炉 - 家用自备锅炉 14.98 无需采暖 - 火盆 0.37 碳炉子、火坑 53.18 电炉子 2.62 自备锅炉、碳炉 子 1.12 碳炉子 12.73 自备锅炉、火坑 2.62 太阳能 - 自备锅炉、电炉 子 0.37 火坑 3.75 电炉子、火坑 0.37 空调 - 集中供热、电炉 子、火坑 0.37 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 15 家庭冬季采暖耗能方式见图 6 生物质燃料 煤 液化石油气 电能 太阳能 生物质燃料+煤 煤+电能 煤+液化石油气 液化石油气+电能 煤+太阳能 生物质燃料+煤+太阳能 生物质燃料+煤+液化石油气+电能 图 6 山西省家庭冬季采暖的主要耗能方式 忻州市农村地区主要采用的供暖方式有，集中供热（因为被调查的这十户来自城镇） 、 家用自备锅炉、电炉子、碳炉子以及火炕。各种采暖所占比例，如表 9 所示。其中的火炕均 是老式土炕，没有一户使用新式改进型火炕如吊炕的。吊炕作为一种新式节能炕灶，其技术 和传统火炕相比有如下特点：1.热效率高、节能显著，灶的热效率由老式炕灶的 14%18%提 高到 25%35%，炕灶综合热效率由 45%左右提高到 70%以上。2.炕温均匀。3.增加散热面， 提高室温。4.不需要翻修，所以总成本较低。考虑到农村人口基数巨大，如果按照城镇方式 发展农村的集中供热是农村经济状况所不能接受的，也是我国能源供应所不可承受的。如何 根据北方农村的特点，寻求适宜的采暖方式是当前农村建筑节能领域重要的课题9。 忻州市地区主要采用效率较低以耗煤为主的采暖方式。由于该地区地处宁武煤田，煤炭 价格较低，多年来都以烧煤为传统，再加上节能环保意识较差，所以这种浪费能源，破坏环 境的采暖方式被广泛采用。 （三）（三） 家庭主要照明方式家庭主要照明方式 在此项中共设五个选项，包括日光灯、白炽灯、节能灯、沼气灯、其它（包括一些蜡烛、 油灯） 。由于有些家庭同时使用几种不同的灯具，所以本项也采用不定项选择的调查方式。 中国照明用电约占全社会总用电量的 12%，分析人士指出，随着经济发展和人民生活水平提 高，中国的照明用电量还会进一步增加。研究这一项的主要目的就是分析节能灯具的普及情 况。 节能灯的光效是普通灯泡的 5 倍，发同样的光，节能灯具可比白炽灯节约 80%的电能。 然而从统计图 7 中可以看出节能灯的使用比例较低，三个地方均有不到 50%的家庭拥有节能 灯（具体在每个家庭的使用比例，本次调查没有深入研究） ，云南省普洱市农村地区更是只 有不到 5%的家庭拥有节能灯。相反三个农村地区白炽灯的使用率均超过了节能灯，云南省所 调查的地区更是有超过 90%的家庭在使用白炽灯。正像一些统计数据显示的一样，中小城市 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 16 居民白炽灯的使用比例一般在 50%以上，农村使用白炽灯的比例更大。 通过调查走访发现，农村地区没有使用节能灯主要有三方面原因：一是习惯问题；二是 原来使用的白炽灯状况良好，还能继续使用；三是节能灯具价格较昂贵。针对第三个原因， 2008 年 1 月 21 日财政部、国家发展和改过委员会联合发布了高效照明产品推广财政补贴 资金管理暂行办法 ，将对城乡居民购买节能灯给予 50%的价格补贴，也就是说，中标企业的 节能灯在市场上，将全部半价销售10。这将很好地解决由于第三个原因而影响节能灯普及的 问题。但从本项调查显示，此项政策还未惠及到所调查地区。针对第一、二个原因，必须通 过大量的宣传工作，才能使节能灯具得到普及。可见加大宣传力度对于照明节能具有重大意 义。 图 7 家庭主要照明方式 （四）家用电器使用情况（四）家用电器使用情况 在这项研究中，没有调查电器的用电量，因此，目前尚不清楚它在农村地区生活能耗中 的比重。调查中的唯一的数据是基于家电的所有种类上的，具体情况如图 8 所示。从图中可 以看出，各个农村地区经济收入水平的高低，决定了当地居民家用电器种类的多样化和使用 的普及化，像电冰箱、电脑和空调这些设备的使用完全取决于家庭的经济实力，即使如此这 些设备将在不久的将来迅速渗透到农村地区。 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 17 图 8 家庭使用电器情况 （五）能耗分析（五）能耗分析 1 1、家庭年度耗电量、家庭年度耗电量 从图 9 中数据可以看出，湖北省忻州市农村地区的电力消耗最大，云南省的次之，山西 省的电力消耗较小。湖北省荆州市地区有超过 60%的家庭年用电量超过了 400 度，云南省普 洱地区有超过 30%的家庭年用电量超过了 400 度，山西省忻州地区也有超过 25%的家庭年用 电量超过了 400 度。 农村地区电力消耗主要集中于四方面，1.炊事和热水；2.照明；3.家用电器（除空调、 电炉） ；4.采暖和空调。由于湖北省属于建筑热工分区中的夏热东冷区，夏天需供冷，冬天 也需要一定的采暖，而且炊事用电比例也较高，所以电力的消耗量较大；由于云南省普洱农 村地区居民使用的能源结构较为单一，所以家庭用电率较高，导致电力消耗也较大；由于山 西省属于建筑热工分区中的寒冷区，农村地区基本不需要空调，而且煤炭非常资源丰富，炊 事和采暖需要的能源主要依靠本省的煤炭，所以电力消耗较小。 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 18 图 9 家庭年度耗电量 2 2、家庭年度耗煤量、家庭年度耗煤量 我们在调查统计该项目各地数据时，云南省和湖北省统计的是蜂窝煤的消耗量，山西统 计的是则原煤（一吨原煤可做 1.25 吨蜂窝煤）的消耗量。由图 10 可以看出，山西省忻州市 农村地区煤炭消耗量最大，湖北省荆州市次之，云南省普洱市最少。 图 10 家庭年度耗煤量 在山西省被调查农村地区没有一户建筑采用保温材料，也没有一户建筑采用被动式太阳 房，使用双层玻璃的建筑也很少，建筑全部采用实心砖或石头砌成，冬季采暖失绝大多数家 庭采用自家的小型锅炉或炭炉子，这样做不但会使室内空气受污染严重，而且也会严重浪费 能源。 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 19 根据辽宁省大连市农村被动式太阳房的实测结果，即按每年可节省冬季采暖用煤 50%、 通常平均每户家庭冬季采暖用煤 3 吨左右进行推算的话，每年节约折合标准煤 27 万吨。据 德国等国家的被动式太阳房的节能效果统计，相对于传统建筑，被动式太阳能建筑可比传统 建筑节约冬季采暖能耗达 90%11。由此可见被动式太阳房对于忻州农村地区建筑节能具有很 大潜力。 湖北省荆州市和云南省普洱市农村地区居民虽然也在使用煤这种能源，但是由于我们对 这两个农村地区统计的是蜂窝煤的消耗量，两地居民总体上对蜂窝煤的消耗量不大，实际上 折算成原煤的消耗量就很少，因此基本上不会突出显现山西省那样的问题。 3 3、家庭年度生物质燃料消耗量（柴禾、秸秆、木炭等）、家庭年度生物质燃料消耗量（柴禾、秸秆、木炭等） 我们由图 11 可知，云南省普洱市农村地区居民对生物质燃料的消耗量最大，山西省次 之，湖北省最小。云南省普洱农村地区年生物质燃料（柴禾）量在 2 吨以上的家庭数超过了 50%，山西省和湖北省地区年消耗生物质燃料（柴禾）超过 1 吨的家庭数也在 40%左右。 据统计中国每年生活用能要烧掉 4 亿多 t 薪柴及秸秆，云南省的情况更为严重，本省 内许多地区由于建筑和生活需要，村民砍伐树木现象严重，根据云南农村能源区划规划 统计数据，云南省年消耗薪材 1831.5 万 t 和秸秆 349.9 万 t，大量地破坏森林导致水土流失 加剧，当地生态环境遭到破坏，急剧恶化3。 据测算，一口 8 立方米的沼气池，每年产沼气 500 立方米，每年可节约薪柴 1.5t 或节 煤 1t，节电 100kWh 左右，节约燃料费 300 元左右。年产沼肥 35 立方米，节约化肥和农药 费用约 450 元。将沼气发酵系统和农业生产相结合，节肥、节药、增收，经济效益将成倍 增长12。因此在农村地区可以用沼气缓解单一用煤的现状，既节能，又环保。政府应大力 提倡，积极推广利用沼气节能技术。 由此可知沼气这种清洁能源在农村地区的使用前景广阔，并且具有相当重要的节能 意义，同时可以大大地改善农村居民用能的不合理之处，能够有效地制止农村向森林索取 过多的资源，一举两得。 图 11 家庭年度生物质燃料消耗量 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 20 4 4、家庭年度天然气消耗量、家庭年度天然气消耗量 我们的调查问卷在这一项目中虽然有涉及天然气消耗量的选项，但是从实际调查结果得 知三省各自农村地区均无天然气消耗。但在所调查的忻州地区，有部分用户使用焦炉煤气， 因为这里有大量的焦化企业，但是居民的使用量仍然很小。因此忽略对这一项目的分析并不 会对调查结果造成重大的影响。 5 5、家庭年度液化石油气消耗量、家庭年度液化石油气消耗量 由图 12 可知，湖北省荆州地区的液化石油气消耗量最大，山西省次之，云南省最少。 依据西安建筑科技大学刘加平教授的调查结论：收入水平和液化石油气的优先使用是有明确 的关系14。从统计图中可以看出收入水平较高的湖北地区，液化石油气的消耗量较大，而收 入水平较低的云南地区，液化石油气的使用量最小。 图 12 家庭年度液化石油气消耗量 6 6、三省农村地区人均能源消耗量、三省农村地区人均能源消耗量 人均能耗直接反映了一个地区能源消耗水平，可用人均各单项能源消耗量及人均生活耗 能量来表征。 人均各单项能源消耗量可用式（1）计算： （1） i i E E N 人均生活耗能量可用式（2）计算： （2） E E N 其中：各个地区能源消耗总量；E 各单项能源消耗总量； i E 清华大学第三届环境友好科技竞赛参赛作品 21 调查地区人口数.N 各单项能源折标煤系数如表 10 所示。三个地区能源消耗量如表 11 所示。调查数据显 示，忻州市农村地区生活人均总能耗值为 1008.684kgce，人均商品能耗是 618.4kgce；荆州 市为 679.089kgce，人均商品能耗是 207.6kgce；普洱市为 724.836kgce 人均商品能耗是 22.4kgce。 表 10 能源计量单位换算表 燃料名称低位发热量折标煤系数 标煤 J/kg1.0000kgce/kg 原煤 J/kg0.7143kgce/kg 天然气 J/kg1.3300kgce/ 3 m 原油 J/kg1.4286kgce/kg 液化石油气 J/kg1.7143kgce/kg 煤气 J/kg0.5714kgce/ 3 m 木炭 J/kg0.9000kgce/kg 木柴 J/kg0.6000kgce/kg 秸秆 J/kg0.5000kgce/kg 电力 J/kg0.1230kgce/kwh 数据来源：中国建筑节能年度发展研究报告 2008. 表 11 三个农村地区能源消耗量及比例 普洱地区荆州地区忻州地区 各单项 能源 人均标 煤 kgce 比重 （%） 人均标 煤 kgce 比重 （%） 人均标煤 kgce 比重（%） 生物质 燃料 702.389 96.90 471.490 69.43 390.290 38.69 耗煤量 10.300 1.42 162.048 23.86 603.428 59.82 耗电量 11.211 1.55 14.259 2.10 9.049 0.90 焦炉气 0.000