城乡建设中清洁能源的再利用情况研究-以德州市为例

城乡建设中清洁能源的再利用情况研究 以德州市为例 作者 XXXXXXXXXXXXX 指导老师 XXXXXXXXX 摘要 我国人口众多 资源相对不足 环境污染严重 能源问题 已成为制约经济和社会发展的重要因素 在城乡建设中推进清洁能源 再利用是改善能源短缺 资源浪费及生态环境恶化 推动城乡建设向 纵深发展的重要举措 同时对推动城乡产业化结构调整 改善生态环 境卫生 促进经济的可持续发展 都具有重要的意义 本文以德州为例 对城乡建设中的清洁能源再利用情况展开调查 通过调查分析 清洁能源的再利用具有良好的生态 环保 经济等社 会综合效益和广阔的发展前景 既符合国家生态环境综合治理的要求 又能紧密结合德州本地经济发展实情 对发展现代城乡 提高人民生 活水平和生活质量有着重大的现实意义 具有切实的可行性 必要性 和使用价值 关键词 清洁能源 再利用 节能减排 1 引言 我国人口众多 资源相对不足 环境污染严重 工业化进程中能 源消耗量大 能源紧缺已成为制约经济和社会发展的重要因素 我国具有丰富的新能源资源 大约折合 5 亿吨标准煤 其中 秸 秆年产量约 6 亿吨 畜禽粪便 30 亿吨 农产品加工副产品 1 亿吨 尤 其是太阳能 我国 2 3 的国土面积年日照时数在 2200 千万时以上 属于太阳能利用条件较好的地区 加之太阳能能源丰富 分布相对均 衡 不需要运输 不产生排放废物 是备受各国关注的新型能源 在 城乡建设中大力推广使用太阳能能够有效缓解我国能源紧缺 环境恶 化的状况 是实现我国可持续发展战略的有效措施之一 德州市是中国发展太阳能产业最早的城市之一 去年底 全市太 阳能产业相关企业发展到 110 多家 形成以皇明 亿家能 博源 腾 龙等为骨干的太阳能企业群和以太阳能热水器 太阳能电池组件 光 伏发电系统 太阳能照明系统 太阳能交通灯 节能玻璃 太阳能一 体化建筑技术等较为完善的产业链 太阳能的广泛应用 使德州每年 节约 64 万吨煤或 20 亿度电 减少排放二氧化碳 171 万吨 二氧化硫 1 6 万吨 德州市还大力推广太阳能 秸秆气 沼气等新型清洁能源 以往农 村烟熏火燎的柴火灶越来越少 这些清洁能源在赶走炊烟 改善农民 生活的同时 每年还可以为他们节省逾亿元的能源支出费用 2 德州市经济发展 德州市位于北纬 36 24 38 0 东经 115 45 117 24 之 间 年曝辐射量为 4200 4500MJ m 光照强度大 全市年平均日照 时数 2660 小时 日照率 61 太阳总辐射量为 124 8 kJ cm 均 处全国的较高值区 2005 年 9 月 德州被中国太阳能学会正式命名为 中国太阳城 改革开放 20 多年来 德州经济和各项社会事业蓬勃发展 近几年 全市围绕建设 城郊型农业 商贸型城市和能源 化工 纺织基地 的目标 大力实施工贸和开放带动战略 在调整结构 深化改革 扩 大开放的同时 放手发展民营经济 工业和商贸流通突飞猛进 国民 经济和各项社会事业发展迅速 2 12 1 工业工业 目前 德州市已形成纺织 机械 电子 化工 建材 食品等 8 大门类 25 个行业为主的工业体系 截止 2002 年末 全市规模以上工 业 全部国有及年销售收入 500 万元以上的非国有独立核算工业企业 862 家 资产合计 415 3 亿元 完成增加值 129 66 亿元 实现产品销 售收入 383 6 亿元 实现利税 52 9 亿元 利润 29 9 亿元 工业经济 效益综合指数 149 4 全市利税过千万元的企业达到 84 家 其中有 4 家企业利税过亿元 棉纺 建材 地毯 玻璃钢 太阳能热水器等已 发展成为全国重要的生产基地 在工业生产中 德州市坚持节能减排 推进集约和循环发展 并 与高校和科研部门实行科技人才对接 搭建产学研结合平台 倾力做 大培强 1 个重点基地 3 个特色产业和 10 家优势企业 发展起太阳能 利用及相关企业 100 余家 太阳能热水器产值占到全国行业总产值的 10 高新技术企业上升到 143 家 建成国家省市级技术中心 25 家 全市开展清洁生产审核的企业达 33 家 综合利用产品扩大到五大类 粉煤灰 农林业废弃物利用率均达 80 煤化工行业固体和气体废弃 物利用率达 100 德州市太阳能产业经过 10 多年的发展 已形成了以皇明 ECS 等为骨干的企业群 皇明太阳能股份有限公司是目前世界上最大的太 阳能热水器制造基地和清洁能源供应商 太阳能热水器年推广量 300 多万平方米 相当于欧盟的总和 比北美多两倍 皇明太阳能股份有限公司所在的 中国太阳谷 已经发展为目前 世界上最大的太阳能光热研发检测 制造物流及光伏终端研发生产基 地 太阳谷 是对太阳能生产制造 技术研发 人才培养以及相关 配套产业支持的统称 是对太阳能产业集群的形象概括 规划建成集 产 学 研于一体的世界太阳能 硅谷 根据规划 中国太阳 谷 将被打造成世界级可再生能源的研发检测中心 制造物流中心 科普教育示范中心 观光旅游中心 国际会议中心等 五大中心 在 世界太阳能热利用领域 中国太阳谷 的科技研发力已经处于世界领 先地位 2 2 农业 全市农业人口 425 万人 农业已形成粮棉 瓜菜 畜牧 林果 水产 花卉 6 大主导产业和牛 鸡 菜 瓜 枣 蛋 鱼 蚕 花 9 大主导产品 是国家重要的农副产品基地 畜牧业已成为全市的一大 支柱产业 被国家列为全国 6 大秸杆养牛示范区之一 2002 年 全市大牲畜存栏 214 万头 蔬菜种植面积 274 万亩 粮食总产 317 万吨 平原 禹城 乐陵 齐河 4 县市被确定为全国粮 食大县 市 棉花是全市传统优势产业 夏津 武城 宁津 齐河 4 县被定为国家棉花大县 近几年来 全市把农业科技园区建设作为科 技兴农的突破口 积极引进农业新技术 新品种和高科技人才 农业 科技创新园 先后被中国农业科学院列为全国农业科技创新唯一试点 单位 被农业部列为科技示范园试点单位 被国家农业开发办列为全 国高产高效农作物栽培示范点 清洁能源再利用也引起一定关注 大 量沼气池的建设与使用不仅解决了清洁能源再利用的问题 还改善了 农村居住环境 提高了农民生活质量 2 3 商贸流通 德州历史上就是鲁西北 冀东南商品物资集散中心 是晋煤东运 东北木材南下的中转站 市区内有 27 条铁路专用线 各类仓储设施 255 万平方米 已成为煤炭 木材 建材 粮食 蔬菜 布匹 服装 等重要商品的区域集散中心 近年来 先后建成粮食 蔬菜 黄牛 禽蛋 花卉 调料等 10 大专业批发市场 德州更是太阳能的发源之地 被誉为 太阳能热水器之乡 便利 的商贸流通也为太阳能这一清洁型能源开辟了更为广阔的市场 3 德州市发展太阳能沼气池的优势条件 3 1 太阳能应用情况 近年来德州市在太阳能产业发展 推广利用等方面取得了令人瞩 目的成就 截止到 2007 年底 德州市太阳能热水器推广累计达到 1600 万平方米 占中国的 16 为把德州建设成 太阳之城 实施了 百万屋顶 计划 目前市 区居住小区全部实行建筑与太阳能一体化示范设计和施工 城镇居民屋 顶太阳能热水器普及率高达 95 大力推广太阳能照明 中心城区主 要街道及路口都安装了太阳能路灯和信号灯 这里有长达 10 公里的太 阳能路灯大道 有完全依赖太阳能提供热水 制冷 取暖 照明的 零排放 建筑群 还有中国第一个太阳能博物科技馆 长河公园成 为全国首家全部利用太阳能照明的景区 去年被国家财政部 住建部 列为 国家可再生能源应用示范城市 全市拥有 30 多位行业顶尖水平的科学家团队 与国内中科院及多 所著名大学联合建立了科研机构 目前德州拥有太阳能产品专利 589 项 承担国家 863 等太阳能科研课题 20 多项 建设了国家太阳能 专利产业化 德州 试点基地与全国专利技术展示交易中心 自主知 识产权率达 95 以上 世界太阳城协会主席克瑞斯 在德维德考察德州后称赞 德州不 仅是 中国太阳城 而且已经是 世界太阳城 了 3 2 沼气池应用情况 德州市大力推广太阳能 秸秆气 沼气等新型绿色能源 以往农村 烟熏火燎的柴火灶越来越少 这些新能源在赶走炊烟 改善农民生活 的同时 每年还可以为他们节省逾亿元的能源费用支出 据了解 目前德城区已经建起秸秆气化站 4 座 有 7 个村子的 1200 多户村民用上了清洁能源 不但告别了飘荡了几千年的炊烟 而 且年节省燃料费 70 多万元 齐河县 夏津县 武城县 宁津县 庆云县被列为 2008 年省财政 扶持沼气项目县 全市共争取到国家 省扶持资金 844 4 万元 截至 7 月底 全市新建沼气池 11034 个 开工建设大型秸秆气化站 11 处 年底前 完工 可供应农户 5000 户以上 截至目前 全市农村沼气用户累计达到 4 5 万户 建设大型沼气工程 5 处 日产沼气 1 万立方米 建设秸秆气化站 15 处 供应农户 6400 多户 全市年消耗人畜排泄物 52 万吨 农作物秸秆 40 万吨 可再生能源项目 的建设大大改善了农民生活用能和农村卫生环境状况 3 3 政府鼓励引导节能减排 德州市委副书记 市长吴翠云强调要充分发挥德州 中国太阳城 的产业优势 调动各方面积极性 加快太阳能等新能源在建筑 节能 等生产生活领域的综合应用 以新能源产业带动城市低碳发展 吴翠云指出 发展低碳经济和新能源 促进节能减排 是落实科 学发展观 实现可持续发展的内在要求 特别是严格执行建筑节能标 准和可再生能源建筑应用 是节能减排的重要措施 也是开发利用新 能源的发展方向 山东德州是 中国太阳城 努力推进太阳能在建筑 领域的推广应用 是德州实施太阳城战略的重要内容 更是建设系统 和建筑企业的共同责任 今后新建建筑在严格执行新的节能标准的同 时 要坚持用低碳理念指导建筑设计 大力提倡推广可再生能源和绿 色节能建筑技术应用 鼓励采用太阳能光电照明和太阳能热水系统 扩大太阳能 地热能等可再生能源利用 并与建筑一体化设计 施工 要加快节能改造 研究政策措施 下大力抓好供热计量改造 逐步实 行分户可控 一户一表 按热收费 实现国家节能 个人节钱 让群 众充分享受新能源 新技术在建筑领域推广应用的成果 近年来 德州市积极推广普及沼气 秸秆综合利用和太阳能 改 善市民生活用能和城乡卫生环境状况 市财政连续两年拿出 2000 万元 对农村新能源利用进行以奖代补 各县市区也根据实际拿出各自的鼓 励措施 4 太阳能沼气池结构及生产沼气方法 太阳能沼气池这一新型综合技术是综合太阳能与沼气池二者之长 完善原始沼气池的不足之处 更好地利用清洁能源 达到节能减排之 目的 是值得推广的项目 沼气池本体由发酵间 贮气间 水压间 进料口等组成 进料口 上方建有浴室 卫生间以及猪栏 鸡舍等 太阳能热水循环系统由太 阳能集热器 贮热水箱 热水循环泵 循环管道 换热盘管 控制阀 门以及补水管等组成 冬 春寒冷季节 当室外气温低于热水循环泵出口的控制阀 启 动热水循环泵 使储存在贮热水箱中的太阳能热水 通过下降管进入 沼气池底部换热盘管 与发酵池内的发酵原料进行热量交换 从而提 高沼气池发酵温度 热水经过换热盘管换热之后 温度下降 再通过 循环管由热水循环泵送入太阳能集热器 吸取太阳热能 进入热水贮 水箱 如此不断循环 利用太阳能量 提高沼气池冬 春季节发酵温 度 从而提高产气率 夏秋炎热季节 或不需要向沼气池供热的时候 关闭热水循环泵出口的控制阀 停止热水循环泵的运行 打开旁通阀 贮热水箱中的热水不再进入沼气池 而使太阳能集热器与贮热水箱组 成一套自然循环式热水系统 通过自然循环将太阳热量贮存在贮热水 箱中 为人们提供洗浴用生活热水 太阳能沼气池见图 1 所示 由沼气池本体以及热水循环系统组成 1 贮热水箱 2 太阳能集热器 3 旁通阀 4 控制阀 5 循环泵 6 循环管 7 下降管 8 铜导气管 9 沼气池 10 水压间 11 发酵间 12 进料口 13 贮气间 14 换热盘管 图 1 太阳能沼气池工作原理图 太阳能温室沼气池生产沼气涉及能源开发技术 特别是沼气 沼 液 沼渣的生产技术 为了落实科学发展观 实现农业上的节能减排 使农民增产增收 太阳能温室沼气池及其生产沼气方法是由沼气左池 和沼气右池以及双层玻璃盖板组成 该池上设有沼气储气罐 沼液 沼渣分离沟槽以及储液池等装置 采用本发明技术 可以快速 大量 的将取之不尽 用之不竭的人 畜 禽粪便和农作物秸秆等废弃物转 化成沼气 沼液 沼渣等 并形成廉价商品 以满足人们生活和农业 生产上的需要 实现生态良性循环 5 太阳能沼气池的推广意义 太阳能沼气池在节能减排及改善农村生活质量等方面具有重要意义 图 2 太阳能沼气池应用图 1 不仅能解决农村能源问题 而且能增加有机肥料资源 提高质 量和增加肥效 从而提高农作物产量 改良土壤 2 能大量节省秸秆 干草等有机物 以便用来生产牲畜饲料和作 为造纸原料及手工业原材料 3 可以减少乱砍树木和乱铲草皮的现象 保护植被 使农业生产 系统逐步向良性循环发展 4 有利于净化环境和减少疾病的发生 这是因为在沼气池发酵处 理过程中 人畜粪便中的病菌大量死亡 使环境卫生条件得到改善 5 实现了炊事用能 照明 冬季采暖等沼气供给和太阳能热水供 应一体化 是解决农村能源紧缺问题 改善农民生活 生产条件 促进农业 产业结构调整 保护农村生态环境 繁荣农村经济 增强农村可持续发展能 力的重要举措 6 提高农产品质量和品质 增加经济收入 降低农业污染 为无 公害农产品生产奠定基础 6 调查研究 为了更好的了解德州市民对清洁能源再利用的看法及意见 本次 调查采用走访调查和发放问卷相结合的方法 在 2010 年 3 月至 2010 年 9 月这段时间内 对德州市德城区 夏津 乐陵 临邑 平原等县 市区进行抽样调查 德州市清洁能源再利用调查问卷 由 10 个题项组成 内容涵盖 对清洁能源的认识以及环保意识等方面 同时 调查组还采取和市民随机聊天 访谈等形式进一步收集相 关资料 更近一步了解德州市民对清洁能源再利用的理解 以便得到 更全面 客观 完整的数据资料 6 1 调查对象及样本分布 本次调查对象主要包括德州市的城区及周边县区的普通农民 城 区市民 企事业单位工作人员 学生等 样本分布 本次调查样本分布面较广 包括德城区及周边县区 德城区 30 夏津 15 乐陵 15 临邑 15 平原 15 随机 10 其中城市占 60 农村 40 6 2 数据处理 将收回的问卷进行整理 建立数据库 然后根据答卷的情况对所 得数据进行处理和统计分析 同时将访谈结果与数据的统计结果进行 比较分析 以便更准确地描述德州市民对清洁能源再利用的认识情况 提高研究结果的信度 6 3 调查结果 本次调查发放调查问卷 1000 份 回收有效问卷 892 份 有效率 为 89 2 此次调查的地域分布较广 人群年龄 职业 学历分布也 较全面 具有较强的代表性 6 4 调查分析 通过调查发现 随着社会不断进步 人民生活水平不断提高 人 们的环保意识也在不断增强 但是对清洁能源的了解却因人而异 有 60 很难给出确切的答案 由此可见政府应大力推广科普教育 积极 倡导清洁能源再利用 在调查中 40 的人认为清洁能源的探索对可持续发展有很大影 响 35 的人认为清洁能源的探索对可持续发展有一定影响 10 的 人认为清洁能源的探索对可持续发展根本没有影响 15 的人则不能 确定 可见大多数人还是认为清洁能源的探索与再利用对可持续发展 是有影响的 城乡建设中清洁能源的再利用更容易推广 另外 对于环保方面 大多数人有环保意识 但很难做到去宣传 环保 人们只局限于个人而非社会这个大集体 这就更需要政府积极 推广 引导人们更好地了解清洁能源 进而更好地保护环境 7 存在问题 尽管新能源具有干净 方便 环保等优点符合时代发展的要求 但新能源产品本身也有不足之处 影响其发展 7 1 认识不足 发展滞后 由于受 80 年代沼气建设的负面影响 一些干部及农户仍以七八十 年代的陈旧观念评价现在的清洁能源再利用 不能深刻认识到清洁能 源再利用对城乡建设的重要意义 对清洁能源缺乏了解 对以太阳能 沼气为主的清洁能源对环保重要性认识不足 另外 还存在着市 镇 村 户工作衔接断档问题 导致许多村的农民想用太阳能 想建沼气 池 但不知该找谁 个别基层干部对清洁能源再利用重视程度不够 工作缺乏积极性 致使城乡建设中清洁能源再利用推广缓慢 7 2 受资金制约 进展缓慢 资金因素是影响新能源推广和使用的最重要原因 太阳能产品与 沼气池在应用上存在自然条件等方面的限制因素 并不能完全脱离传 统能源的使用 太阳能产品以及传统能源配套设施成本高 同时 为 了保证需要 除了太阳能 沼气池投入外 在传统能源应用配套设施 以及维护方面的投入并没有减少 7 3 相关政策措施和服务体系不健全 在清洁能源再利用方面 德州市政府在政策上进行扶持 太阳能 产业发展迅速 但是 如此面广 量大的清洁能源再利用需要较大的 建设工作 而有的乡镇因服务体系不健全 没有专职人员负责工作 直接影响到清洁能源再利用的全面推广 另外 由于缺乏健全的法律 法规 对太阳能产品以及沼气池的质量监督不到位 质量认证制度不 够完善 使得清洁能源的再利用出现不和谐因素 8 对策与措施 德州市在太阳能利用方面具有得天独厚的条件 德州市的沼气池 应用也是很普遍的 德州市应抓紧时机 好好利用自身有利条件 大 力推广太阳能沼气池 更好的做到节能减排 8 1 继续加大宣传力度 让农民切实认识到清洁能源再利用的好 处 充分利用新闻媒体 科技下乡等手段 进一步宣传清洁能源再利 用给城乡居民生活带来的巨大变化 建议各级领导高度重视与清洁能 源再利用有关的建设工作 把发展清洁能源再利用作为城乡建设中的 重大利民工程来对待 列入责任制考核 各级各部门要落实责任 强 化措施 全力推进城乡建设中清洁能源再利用 8 2 科学规划 合理布局 城乡建设中的清洁能源再利用 是利国利民的重要举措 根据德 州市实际情况 建议进一步完善清洁能源再利用的设施建设 对全市 城乡建设进行科学规划 做到合理布局 进一步城乡建设中清洁能源 再利用的步伐 8 3 完善服务体系 加强安全管理 按照 政府引导 民办公助 群众自愿 的原则 建议在每个街 道 乡镇各建一处 清洁能源再利用 服务网点 配备清洁能源服务 车和各种常用配件 对城乡居民进行跟踪维护服务 及时为人们排忧 解难 定期举办清洁能源培训班 通过发放安全宣传单的形式 做到 合理安全的使用清洁能源 引导城乡居民更好的使用清洁能源 参考文献 1 周孟津 沼气生产利用技术 M 北京 中国农业大学出版社 1999 2 刘树民 韩靖玉 岳海军 中国北方寒冷地区沼气的综合开