贵州地区太阳能综合利用可行性研究报告

1 贵州地区太阳能综合利用 可 行 性 研 究 报 告 项目单位：贵州 XX 建筑科研设计院 2010 年 5 月 2 第一章 项目背景 1、项目背景 随着经济社会的快速发展，日益增长的能源需求带来了严重的能源危机 ,已成为制约我国经济社会发展的突出瓶颈。以“减量化、再利用和再循环”为原则发展循环经济利用清洁能源，是建设资源节约型、环境友好型社会和实现可持续发展的重要途径。如何更加有效的利用清洁能源和实现资源再循环利用是各方共同关心的问题，也是解决能源资源危机和保证经济社会可持续发展的根本途径 。 “十五”期间，我国进入了可再生能源快速发展时期，水电建设大中小并举，开发建设速度显著加快；通过采取特许权招标等措施，积极推进风电规模化发展；以送电到乡和解决无电人口生活用电为契机，发展太阳能光伏发电、小型风电，推动分散式可再生能源发电技术的发展；围绕改善农村环境卫生条件和增加农民收入，积极发展农村户用沼气；通过市场推动，大力推广普及太阳能热水器；以技术研发和试点示范为先导，积极推动生物质能发电和生物液体燃料开发利用。到 2008年底，可再生能源年利用量总计约为 2.5亿吨标准煤 (不包括传统方式利用的生物质能 )，约占一次能源消费总量的 9，比 2005年的 7左右上升了 2个百分点，其中水电为 1.8亿吨标准煤，太阳能、风电、现代技术生物质能利用等提供了 7000万吨标准煤的能源，向 2010年实现可再生能源占全国一次能源的比例达到 10的战略目标走出了坚实的一步。同年开始实施的可再生能源法标志着我国可再生能源发展进入了一个新的历史阶段。除水 3 能外，我国资源丰富、近期利用技术较为成熟、开发潜力较大的主要还有风能、生物质能和太阳能，地热、海洋能利用等在中远期也有很好的发展前景。 太阳能的发展前景相关政策 2009年 3月中国出台了“太阳能屋顶计划”， 2009年 7月 21日财政部、科技部、国家能源局联合宣布在我国正式启动“金太阳”示范工程。 2009年国家出台的政策将推动国内太阳能发电市场发展，在我国政府强有力的政策引导下，光伏产业不仅让国内企业看到了机遇，而且已经吸引了世界的目光。 2009年太阳能热水器“下乡”是太阳能热水器行业的一件大事，标志着太阳能热水器得到国家认可，我国太阳能热水器行业已迈入新的时代。 中国科学院党组已正式批准启动实施太阳能行动计划，该计划以2050年前后太阳能作为重要能源为远景目标，并确定了 2015年分布式利用、 2025年替代利用、 2035年规模利用三个阶段目标，太阳能产业在中国市场发展前景广阔。 中国可再生能源法的颁布和实施，为太阳能利用产业的发展提供了政策保障；京都议定书的签定，环保政策的出台和对国际的承诺，给太阳能利用产业带来机遇；西部大开发，为太阳能利用产业提供巨大的国内市场；原油价格的上涨，中国能源战略的调整，使得政府加大对可再生能源发展的支持力度，所有这些都为中国太阳能利用产业的发展带来极大的机会。 4 2、国家及地区行业分析 中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。目前 ，我国已是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家以及重要的太阳能光伏电池生产国。我国比较成熟的太阳能产品有两项：太阳能光伏发电系统和太阳热水系统。 中国光伏发电产业于 20世纪 70年代起步，经过 30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的有力拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。到 2007年年底，全国光伏系统的累计装机容量达到10万千瓦， 2008年太阳能电池的产量达到了 200万千瓦。 经过多年的发展，中国太阳热水器产业已形成较为完整的产业化体系 。 2008年我国太阳能热水器行业继续稳步快速发展。其中，产值达 430亿，出口达 1亿美元。 我省年平均日照时数 1200小时左右，太阳能辐射量全国最低，仅约为全国平均值的一半，是“太阳能辐射五类省”。为使太阳能产品本土化，在省科技厅、省节能办等相关部门支持下，一批开发适应贵州气象特点太阳能产品的本土化太阳能企业破壳，在科研、生产上取得长足进步。其中仅贵阳太能太阳能公司，成立之后的两年间就申报了 7项专利，其生产的高热能、高抗灾产品已开始批量投放城乡市场。 结合贵州独特的气候特征，对太阳能利用技术作出的分析比较研究 ，还处在起步阶段，还有大量的工作要做。迫切需要建立一个 5 试验和示范的平台，规范和系统地对各项建筑节能技术在贵州地区的应用进行研究和推广。 国家可再生能源政策出台后，全国很多先进省份陆续建设一些集各项太阳能利用示工程，如 西藏又先后落实和实施了“阳光计划”、“科学之光计划”、“西藏阿里地区光电计划”、“西部省区无电乡通电工程”等一批具有较高社会、经济效益的太阳能推广示范工程 、福建的全国单体面积最大的太阳能热水利用示范工程 福建省游泳馆。 国家可再生能源政策出台后，我省建设厅、科技厅对太阳能利用极为重视，制定发布了 贵州省建筑节能管理办法和贵州省居住建筑节能设计标准，专门组织设计、施工、监理、质监等相关部门人员学习新节能设计标准，把培训工作当作一项制度来抓。建设一栋超低能耗示范楼就是为给相关部门工程技术及管理人员提供一个试验研究、学习培训，同时也给市民一个宣传、观摩、感受、展示的平台。该项目符合国家节能减排的国策，并具有指导和推广应用的使用价值。 第二章 项目的必要性和可行性 1、项目实施的必要性 电荒 煤荒 油荒 水荒 是最近几年中国经济发展过程中面临的几种极不安定因素，而且也无情地改写了中国 地大物博，矿产丰富 的历史标签，中国的能源底牌因此大白于世。 有一组对比数据可以说明我国“能源荒”的原因所在。据统计，我国能源人均拥有 6 量不足世界平均水平的 1/2，天然气资源仅为世界人均的 6% ，但单位产值能耗却是世界平均水平的 3 倍。目前我国 G D P 只占全球总量的 1/30，但消耗能源总量却高于全球 1/10。我国单位产值所耗能源是美国的 4.3 倍，德、法的 8 倍，日本、瑞士的 11 倍。目前，美国装机容量 8 亿千瓦，但 G D P 是中国的 10 倍。到 2020 年，我国 G D P 预计相当于美国现在的一半，但新装 机容量要比美国现在装机容量多 5 亿千瓦。我国能源系数总效率仅约 10% ，不及发达国家的 1/2，另外 9 0% 的能源在加工转换、储运和终端利用过程中损失和浪费了。 我国能源需求的急剧增长打破了我国长期以来自给自足的能源供应格局，自 1993 年起我国成为石油净进口国，且石油进口量逐年增加，使得我国接入世界能源市场的竞争。由于我国化石能源尤其是石油和天然气生产量的相对不足，未来我国能源供给对国际市场的依赖程度将越来越高。 国际贸易存在着很多的不确定因素，国际能源价格有可能随着国际和平环境的改善而趋于稳定，但也有 可能随着国际局势的动荡而波动。今后国际石油市场的不稳定以及油价波动都将严重影响我国的石油供给，对经济社会造成很大的冲击。大力发展可再生能源可相对减少我国能源需求中化石能源的比例和对进口能源的以来程度，提高我国能源、经济安全。 此外，可再生能源与化石能源相比最直接的好处就是其环境污染少。 7 一、发展新能源经济是当今世界的历史潮流和必然选择 近年来，曾支撑 20 世纪人类文明高速发展的以石油、煤炭和天然气为主的石化能源出现了前所未有的危机，除其储藏量不断减少外，更严重的是科学研究发现，石化能源在使用后产生 的二氧化碳气体作为温室效应气体排放到大气中后，人为地导致了全球变暖，引发了人们对未来社会发展动力来源的广泛关注和思考。不少国家的能源战略都有一个明显的政策导向 鼓励开发新能源，这既是国际市场上石油等传统能源产品价格高昂压力所致（非常时期除外），也是人类可持续发展的客观需要。 因此，新能源开发有可能成为未来最重要的经济增长引擎，成为最有创造就业和财富能力的新经济支柱。目前，全球投向新能源，特别是风能、太阳能和生物质能的资金数量激增。有一种共识正在世界范围内形成：只有在新能源技术革命中走在前面，才有可能在未来 的世界经济格局中占据优势地位。尤其在受金融危机的影响全球经济呈现不断下滑严重局面的背景下，有专家认为对新能源的开发与利用将是全球金融危机后世界经济的新一轮竞争热点 ,对传统能源的改良以及新能源技术和产品的发展，将会催生一个巨大的市场，新能源产业必将成为世界各国培育新的经济增长点的一个重要突破口。 二、发展新能源经济可为经济又好又快发展提供支撑 有丰富的新能源资源，新能源发展又有了一定的基础，这些条件为发展新能源经济提供了支撑。当前，大力促进新能源经济 8 的发展，是发展中的重要战略机遇。发展新能源经济不仅可以开辟新 的能源供应途径，有效增加新能源供应量，还可以有效降低环境污染，有利于实施生态立省战略，建设环境友好型社会。而且，从产业结构调整看，发展新能源经济将对调整目前以重化工为主的产业结构、经济结构和发展战略，带动相关的一系列产业的发展，提高经济运行的抗风险能力发挥重要作用。把新能源产业培育成为一个特色产业和新的经济增长点，必将有力地推动青海经济又好又快发展，成为有效应对挑战、抓住发展机遇的重要途径。 三、培育新能源经济的总体思路 培育新能源经济，当前应把重点放在太阳能的开发利用上，要以太阳能产业作为新能源经济发展的 龙头，加快发展太阳能、风能、沼气等技术成熟、市场竞争力强的新能源，尽快提高新能源在能源结构中的比重；积极推进技术基本成熟、开发潜力大的生物质能利用、太阳能发电、风能发电等新能源技术的产业化发展，为更大规模开发利用新能源、培育壮大新能源经济奠定扎实的基础。培育新能源经济的线路图要围绕太阳能、风能和生物质能的产业链发展，最终形成光伏产业多晶硅提纯、单晶硅拉制、多晶硅铸锭、晶硅切片、太阳能电池、组件封装、光伏技术系统应用的完整产业链，以及太阳能、风能互补，太阳能、生物质能互补的产业发展模式。 9 2、项目实施的 可行性 （ 1）项目简介 贵州省太阳能利用示范楼的 功能组成： 1、贵州省建筑节能工程研究中心 2、贵州 XX 建筑科研设计院建筑材料研究所 项目所属领域：太阳能技术、 建筑材料 、建筑设备、 建筑节能 项目主要研究内容： 1、建设贵州省首个综合示范、展示、具有办公和研发功能的太阳能综合利用示范楼； 2、可再生能源、新型节能材料和节能设备在节能建筑工作中的应用及施工技术研究； 3、太阳能综合利用技术在节能建筑工作中的应用及研究； 4、搭建太阳能技术研发平台。 项目拟采用的部分节能方式： 1、太阳能光电技术利用、太 阳能光热技术利用 2、轻质高强免蒸养加气混凝土外墙自保温 3、雨水等形成中水系统综合利用 4、 种植屋面 5、外墙外保温技术 10 6、 数字化的楼宇自控系统 7、保温、隔热、气密性优良的门窗 8、地源热泵利用技术 9、采取控制建筑室内热环境的技术措施 （ 2）项目的利用效果分析 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，也是清洁能源。从理论上看，太阳能每秒钟到达地面的能量高达 80 万千瓦，如转化为电能，则每年的发电量相当于目前世界上能耗的 40 倍。光电转换(即光伏发电 )的原理是利用半导体界面 (硅材料或其他材料 )的光 生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，其优点是较少受地域限制，还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设同期短的优点。蓄电池容量通过优化后能够满足夜晚照明，并把白天太阳能电池组件的能量尽量存储下来，同时还要能够存储满足连续阴雨天夜晚照明需要的电能 。 太阳能光伏幕墙是将太阳能电池与各类普通建筑玻璃结合制成可以发电的建筑材料，产品包括各种晶体硅与非晶硅太阳能光伏夹层玻璃、晶体硅与非晶硅太阳能光伏中空玻璃等，不仅具有发电功能，还具有独特的美学效果，同时不影响作为建 筑材料的各项功能。节能环保的太阳能建设代表了建筑科技的发展方向，它集发电、隔音、隔热、安全、装饰于一体。 数字化的楼宇自控系统，设置各种类型的传感器，采集楼宇运行的水、电、空调、电梯等设备的状态、空气质量和温湿度、灯光 11 照明、消防安全的各种信号，实现自动化运行。办公室的空气质量，包括二氧化碳浓度，温度、湿度都受到有效监测和控制。运行状态、能源消耗、实况数据等均可在中央控制室的计算机中得到反映。自动控制系统在保证 了 使用舒适度的同时，又可实现节能。 地源热泵技术是一种利用浅层常温土壤或地下水中的能量 作为能源的高效节能、零污染、低运行成本的既可供暖又可制冷并能提供生活热水的新型热泵技术。它的优点是节能、无污染和运行费用低、空气质量高，通常地源热泵消耗 1kw 的能量，用户可以得到 4kw以上的热量或冷量，它不向外界排放任何废水、废气、废渣，是一种理想的“绿色技术”，从能源角度来说，它是一种用之不尽的可再生能源。 室内热环境质量标准的高低，对生活水平，特别是工作和学习效率、身体健康有重要影响，对能耗与投资更有显著影响，在同样的技术水平下，夏季室温每提高 1，冬季室温每降低 1，冷热负荷可减小约 10%以上。 不仅如此，太阳能综合利用示范楼 选用保温、隔热、气密性优良的门窗 ， 将节约节省更大的能源资源，另一方面，提高了室内生活的舒适度，改善了我们的居住环境。 （ 3）项目与其社会效益与经济效益分析 太阳能利用应符合国情及地方实际情况，贵州地区气候条件复杂，运用太阳能技术和地方节能材料相结合，建立出一个本土、适 12 用、舒适、低耗和价廉的示范建筑，以此作为贵州太阳能综合利用技术的范本，将大大促进贵州省太阳能技术的发展，为社会节约能源，对合理利用自然资源、保护环境和生态平衡也有很大的促进作用，同时还能促进太阳能行业产业的迅猛 发展。对贵州地区太阳能相关技术人才的成长、科研条件的改善和科研水平的提升，亦有重大意义。 （ 1） 节约能源 该建筑示范楼主要以围护结构隔热为主，应用隔热性能优良的新技术和新产品，充分考虑太阳能等可再生能源在超低能耗示范楼当中的综合利用，并兼顾应用电器、照明等用电设备的节能措施及手段。 （ 2） 节约资源 注重环境资源的节约使用，如采用的隔热材料胶粉聚苯颗粒保温砂浆、加气混凝土等，此类材料的生产消耗了大量的工业废渣，有效的保护我们的生存环境，节约了有限的资源。 （ 3） 创新设计 采用合理的建筑规划设计，在源头上把关， 判定是否符合标准要求，做到事前控制。并且建筑示范楼南北朝向布置，有利于采光和通风，创造舒适的室内环境质量。 （ 4） 带头作用 贵州太阳能综合利用示范楼的建立，这套技术成果出来后，示范建筑可作为贵州地区的范例，由此以点带面，引导符合贵州特点 13 的住房建设和消费模式，引导可再生能源利用、节能、节水、节材和环保材料的推广使用，提高公民的节能意识，积极推动贵州省节能事业的发展。 本项目成果属于技术应用性研究，紧贴国家相关政策，产生的技术成果能够指导地方建筑节能事业的发展方向，社会和经济效益显著，前景广阔。 第三章 项 目承担单位概述 1、单位概述 贵州 XX 建筑科研设计院是经省编制委员会和省建设厅批准的贵州省建筑科学研究检测中心 ,又是经贵州省高级人民法院批准的建筑司法鉴定机构 ,还是 XX 总公司西南技术中心。 2003 年 7 月通过中国实验室认可委员会的现场评审，成为国家 认证 认可的检测机构。 院位于贵阳市南明区甘荫塘甘平路 4 号，现有员工 160 余人，其中教授级高级工程师、高级工程师 30 余人，工程师 80 余人；还有国家注册一、二级建筑师，国家注册一、二级结构工程师，国家注册监理工程师，国家注册咨询工程师，国家注册造价师，国家注册岩 土工程师 30余人。院具有享受国务院政府津贴的专家 2 人。院具有检测、勘察、设计、监理、咨询、特种专业施工等资质。是集建筑科研、开发，工程勘察、设计、监理、咨询，建筑工程检测、鉴定，建筑原材料检验、测试，特种专业（建筑物纠偏、平移、结构补强、特种防雷工程施工，地基基 14 础、建筑装修装饰、建筑防水、预应力技术工程）施工于一体的综合型建筑科研、检测机构。 院下设五个研究检测所（地基检测研究所、结构检测研究所、建材检测研究所、防水检测研究所、综合检测研究所）和二个技术服务实体（监理公司、特种技术公司）；建有大型结 构试验室、岩土试验室、混凝土力学及收缩徐变试验室、建筑节能试验室、门窗试验室、无损探伤试验室、幕墙硅酮胶试验室、预应力锚夹具系统静载试验室、桩动测基地、外加剂试验室、防水材料及涂料试验室 ；有各种科研检测仪器设备 400 余台套，图书馆藏书、标准 10 万余册。院设有综合办公室、财务科、政工科、设备科、物业部五个管理部门。院党委、工会、共青团组织机构健全。 院近 10 年来，完成了研究项目 20 余项，有 10 余项成果获省部级以上科技奖励；参与 8 项国家标准编制或修订，主持编制 9 项贵州省地方标准； 10 年来，院结合工程建设实际 ，进行难题攻关、事故分析、技术鉴定和处理，为施工企业解决了许多技术难题，为政府排忧解难做了大量的工作，为社会创造了显著的经济效益和社会效益。 院按 ISO/IEC 17025 idt GB/T17025检测和校准实验室能力通用要求标准建立了质量体系、编制了质量手册，并在工作中认真实施之。院于 1988 年通过了省级计量认证，于 2003 年通过了国家级计量认证和国家实验室认可，把院的质量管理工作促上了一个新的高度。 院将一如既往地本着 “ 标准管理、科学严谨、诚信公正、质量第一 ” 的方针竭诚为社 会服务，继续发挥好建筑科研检测的职能作用， 15 为建筑业的繁荣昌盛继续努力！ 2、现有条件 贵州 XX 建筑科研设计院是 XX 总公司所属的主要科研院所之一，同时也是 XX 总公司技术中心，拥有大量的高级技术人员储备，试验设备先进，早在八十年代就已经在建筑热工及节能测试方面就做了大量工作，如山砂砼建筑、无砂大孔砼建筑的隔温隔热保温性能及隔声性能的研究等等。 我院主要从事建筑领域基础性研究、产品研发工作，为国家标准规范（程）的编制工作做试验研究，提供基本数据、参数。至今已取得研究成果 100 多项，其中获国家级奖项 4 项，省部级 40 余 项、厅局级几十项。 今年 9 月完成的省长基金项目“无机胶粉聚苯颗粒保温砂浆”，成功通过省专家组鉴定。目前，正在进行磷渣粉加气混凝土制品的研究。 另外， 为贯彻国家节能减排的政策方案，加强对我省民用建筑节能管理，降低民用建筑使用过程中的能源消耗，提高能源利用效率，我院自 2005 年开始，为满足我省建筑节能检测要求，成立了建筑节能专业检测室。 2007 年，贵州省科技厅将贵州省建筑节能工程技术研究中心设于我中心。 止今，我院拥有全省最先进的 建筑节能工程 检测设备及完善的试验条件， 已配备了可满足检测工作相关的试验室及检测仪器 设备，如建材燃烧性能实验室、中空玻璃性能实验室、保温材料热工性能实验室、保温系统性能实验室、建筑构件保温性能实验室；同时也 16 具备对建筑节能工程现场检测及测评的能力，已配备了红外热成像仪、热流计、建筑物空气渗透性能测试系统及其他试验器材；另外，幕墙实验室正在建设，其他建筑节能检测设备也在购置中。这一切都为完成该项工作提供了必备的基础条件。 3、其他条件 该项目符合国家和贵州省政府的产业政策和科技政策，与目前大力推广的建筑节能息息相关，并且是国家和地方政策积极推广的项目，项目实施的外部条件基本成熟。 4、项目负责 人介绍 项目负责人姓名： 李清平 职称： 高级工程师 专业： 水文工程地质 联系电话：5、课题项目成员介绍 项目课题组成员中既有研究经验丰富的科技人员，又有懂市场、善开拓、会经营的管理型科研人员，还有丰富实际施工经验的技术人员，课题组中心成员先后承担过一系列建筑材料研究方面的重大课题。 施工项目负责人： 李清平， 33 岁，常务副院长、高级工程师，水文地质专业 擅长建筑物纠偏、平移、结构补强、软弱地基处理与应用，建筑边坡和深基坑支护的研究与应用，主持成功完成过许多复杂、风 17 险较大的加固改 造项目。 项目节能技术顾问： 陈纪山： 60 岁，教授级高级工程师，暖通专业，长期从事科研管理和工程技术咨询工作，对建筑试验室规划、建设、实验室的计量评审认证和审查认可具有丰富经验。擅长暖通、空调、建筑热工技术的应用研究。 项目节能技术及新型节能材料研究课题成员组成： 姓名 年龄（岁） 专业 职称 获奖情况 备注 林力勋 48 建材 教授级高工 SFA 砂浆外加剂的研制与应用；风选粉煤灰研究及技术规程超流态化微细粉（ SUF）及其应用技术；水下不分散混凝土的研究；速强高效减水早强剂 山砂混凝土技术规程修订；普 通砼拌合物性能试验方法标准 普通砼力学性能试验方法标准 尹志府 70 土木 高工 山砂混凝土研究，混凝土收缩徐变研究；风选粉煤灰研究及技术规程； 山砂混凝土技术规程修订 王林枫 37 结构 高工 王勇 30 建材 工程师 水下不分散混凝土的 研究 钟安鑫 31 建材 工程师 超流态化微细粉（ SUF）及其应用技术 普通砼拌合物性能试验方法标准 普通砼力学性能试验方法标准 廖娟 32 建材 高级工程师 水下不分散混凝土的 普通砼配 18 研究；速强高效减水早强剂 合比设计规程 张钧 32 暖通 工程师 杜松 24 暖通 助理工程师 第 四 章 进度与计划安排 本项目研究周期为 24 个月，计划如下： 1、 2010 年初完成超低能耗示范楼在院内的选址等准备工作。 2、 2010 年 6 月完成超低能耗示范楼的地勘、设计等工作。 3、 2011 年初完成超低能耗示范楼的主体修建，并展开配套的研究。 4、 2011 年 6 月完成超低能耗示范楼节能材料及设备的安装并完成检测评估体系。 5、 2011 年 10 月，做资料总结，为鉴定和验收做好准备。 第五章 总投资估算与资金来源 1、该项目计划的投入总额为 3000 万元，对专项资 金的最低需求额 1000 万元；自筹资金的来源由院部投入，已落实；从企业获得的资助及从其它渠道获得的资助正在争取中。 总投资估算表 序号 项目及内容 建筑面积 (m2) 投资 （万元） 一 第一部分 工程费用 1 超低能耗示范楼 2000.00 230.0 2 室内装修 70.00 19 4 供排水消防 30.00 5 供配电及照明 40.00 6 节能设施 50.00 合计 420.00 二 第二部分 其它工程费用 1 建设单位管理费 15.00 2 勘察设计费 20.00 3 工程监理费 15.