中国太阳谷范文（精选11篇）
中国太阳谷 第1篇
尽管中国能源探明储量丰富, 但因市场需求的急剧增长仍出现供不应求局面, 开发利用新能源、清洁能源、可代替能源, 实现能源的可持续利用势在必行。目前, 太阳能清洁、经济、环保优势越来越得到认可, 其技术更被广泛应用于各个领域, 中国工业文明正迎来太阳能时代。
本刊针对“十二五”太阳能光热技术发展现状和趋势, 专访了中国太阳能热利用产业联盟、中国太阳能热利用产业协会秘书长霍志臣先生。
世界顶级的太阳能热水器大国
温家宝总理曾在哥本哈根气候大会中谈到:中国是新能源和可再生能源增长速度最快的国家。
水电装机容量、核电在建规模、太阳能热水器集热面积和光伏发电容量均居世界第一位。
经过多年的发展, 中国太阳能热水器产业已形成较为完整的产业化体系。特别是2009年, 太阳能热水器“下乡”成为该行业的一件大事, 这标志着太阳能热水器已得到国家认可, 作为一次产业整合, 该行业从此迈入发展新纪元。
据行业调查统计, 2009年我国太阳能热水器年产量实现了4000万平方米的历史性突破, 成为太阳能热水器的世界超级大国。截至2010年底, 年生产量已接近5000万平方米, 占世界年产量的80%左右, 保有量为16800万平方米, 占世界总量近60%, 每千人均占有量为123.5平方米, 这个标准基本接近欧盟平均水平。
用霍志臣秘书长的话说, “国内年产量占世界总产量差不多三分之二还多, 中国已经是世界上太阳能热水器的生产和应用大国了, 这当之无愧!”
随着国内太阳能与建筑一体化的实施, 至2009年国内已有37个城市要求新建12层及以下住宅必须应用太阳能热水系统。同时, 国家也采取了一系列推动太阳能热利用的政策。产业环境的不断优化, 对中国本土太阳能企业的发展也产生了巨大的推动作用, 目前我国已有四分之一的太阳能企业进入了太阳能与建筑一体化领域。在我国政府强有力的政策引导下, 中国开展太阳能建筑一体化步伐正在逐步加快, 并开始引起国际的关注。
但霍志臣秘书长也同时提到, 中国总的拥有量和年产量都是世界第一, 但是人均占有量跟国外先进国家相比还是有很大的差距。相比以色列每千人73 5平方米, 塞浦路斯每千人800平方米, 我国折算下来每两人就有1平方米。
而且, 我国的太阳能热水器产品和技术种类仍比较单一, 优势也主要体现在低端领域, 未来中国的太阳能产品将面临欧洲中高端市场的挑战。
科技创新扩展多领域应用
2 0世纪8 0年代, 由于能源紧张引起国家和社会重视, 国内许多科研院所、大专院校开始从事太阳能热利用的研究工作, 以平板太阳热水器、闷晒热水器产品为主的一些生产制造企业相继诞生, 但发展比较缓慢。随着科技不断进步, 特别1996年以后全玻璃真空太阳集热管技术的成功转化, 真空管型太阳热水器逐步取代此前平板型热水器的的市场主导地位, 全面带动了我国太阳能热利用的产业化进程。
在技术研发方面也取得了巨大突破, 如太阳能热水器普遍采用314材料, 但这种材料存在很大的局限性, 经过不断的研发攻关, 一种具有高抗腐蚀能力的搪瓷水箱被成功开发, 该搪瓷水箱的研制成功, 为我们国家研究承压式热水器, 提供了技术条件。同时搪瓷热水器也受到国际的广泛认同, 目前已被大量出口到美洲、欧洲和澳洲等地。
据介绍, 低温热水系统正在向一键式方向发展, 即具备温显和自动控制功能, 提供可全天候使用的热水, 有些产品或可通过手机进行远程控制, 这些最新研发产品均已走向市场。
但霍志臣秘书长同时指出, 中国的太阳能热水器行业仍存在一些问题, 特别在平板集热器方面。平板集热器以其长寿命、安全可靠的性能和美观的外型受到行业青睐, 但目前国内的生产设备还没有达到核心技术自主化, 且行业技术仍远远落后于国外先进水平。以太阳能吸收率指标为例, 目前德国太阳能产品的吸收率可达到0.97、发射率0.04, 而我国目前只有江苏等地的少数企业能够生产高吸收率和低发射率的吸热板, 但仍未达到国外先进水平。
显然, 中国的太阳能热水器行业还需要加大研发力度, 霍志臣秘书长赞同国内一些企业的做法, 花巨资引进国外先进技术, 这样一方面可以缩短国内的研发过程, 同时在引进消化吸收的基础上进行二次研发, 将更有利于提升国内热水器行业的研发起点, 缩小与国外的差距。正如霍志臣秘书长所说, “虽然我们现在已经取得了一些成果, 但是对这个行业升级来说是远远不够的。”
霍志臣秘书长还指出, 未来太阳能热水器技术的开发推广将主要集中在解决太阳能低温热水器的集成技术、太阳能热水器集热技术、分体式太阳能承压技术以及完善高层壁挂技术等方面, 并将在此领域加大科技研发力度。
以现代企业制度和装备促进产业升级
中国的太阳能热水器产业经过近30年的发展, 已经逐步走向成熟, 基本形成从玻璃管加工, 到市场售后服务网体系, 再到相关配套产业的初期产业链, 并通过不断地产业升级推动了太阳能产业的进一步发展。
根据数据显示, 目前我国太阳能热水器企业已超3000家, 其中骨干企业大概二三十家, 预计今年一些大型骨干企业产值将超过50亿元。地方骨干企业有五六十家, 在生产设备、镀膜设备和清洗设备等方面均初步实现了技术自主化, 处于品牌化竞争的过渡阶段。同时, 拥有年产30万、50万和100万台太阳能热水器生产能力的企业也日益增多。
2010年太阳能热水器行业在机械化、自动化生产方面的确取得了一定的技术进步, “真空管连续镀膜生产装置”不但可以节能30%, 而且能够大幅提高生产效率;“连续排气生产线”可节能10%~20%, 并使得产品质量更加稳定;玻璃真空管拉封、清洗生产线的出现, 将生产效率提高了50%。
此外, 平板式集热板连续镀膜和焊接生产线也初具规模, 内外桶水箱连续加工生产线——“开卷调平-数控冲压-自动焊接”也已出现。已有4家企业建立了搪瓷水箱生产线 (其中规模最大的为年产50万台) 。总之, 太阳能热水器行业年产15万、30万和50万平方米集热器的工业化生产线已基本形成, 并开始应用。
山东太阳能研究院所属的桑乐太阳能公司, 率先在中西部地区建厂, 生产基地年生产规模在30~50万台。目前已经在浙江海宁、湖南岳阳、四川成都、陕西西安、河南新郑、辽宁铁岭建立了基地, 为降低物流成本和推动中西部地区的发展起到重要而积极的作用。
北京的天普太阳能公司, 也在武汉建立了自动化的生产设备基地, 实行现代化管理制度。该基地的建设, 对我国中西部地区的太阳能发展, 起到了极大的推动作用。
但同时也应看到, 目前国内的一些太阳能热水器生产企业, 仍主要以加工和手工操作为主, 与国外自动化生产线还有较大差距, 这也充分说明国内的产业升级还有很大空间, 行业竞争力也有待于进一步提高。正如霍志臣秘书长所言, “虽然我们的太阳能热水器产业升级了, 但产业升级和行业发展还是要加速。”
以现代化装置促进产业升级就显得尤为重要。霍志臣秘书长提出, 我国在“十一五”期间突破了年产量3000万平方米的目标, “十二五”将着重建立年产4 0 0万平方米, 拥有现代化装备、自主知识产权和国际竞争力的大型骨干企业。这种大型企业对太阳能行业品牌的培育与集中管理具有很好的推动作用。
同时, “十二五”期间还将建造1~2个开放性的热利用研究开发中心, 培养一些专业化的企业配套群, 以改善目前企业配套群零落分散的状态, 并成立专门从事设计、销售和安装的太阳能公司以及专业的节能服务公司, 逐渐向专业标准化实施方向过度。
规范扩展三大应用市场
霍志臣秘书长指出, “十一五”末太阳能热水器产业在市场方面进行了大的拓展, 主要表现在以下三个方面。
一是工程市场, 包括与建筑相结合的工程范围, 国内的工程市场在各地方统一规划、验收和监理, 其储热水面积在600升以上, 我们工程市场占整个市场份额的35%以上, 到2010年将达到了4 0%。比如北京出台了相应的工程补贴政策, 对100平方米以上的工程系统给予补助, 其他地方如云南、湖北等地方政府也出台了相应的补贴或补助政策。
二是农村市场, 农村作为太阳能热水器的发源地, 是太阳能发展的重要战略市场。中国的太阳能热水器产品, 成本较为低廉, 性能可靠, 且使用寿命较长, 在广大农村较受欢迎。特别是近年来随着太阳能热水器下乡, 表明该行业和产业最终获得了国家和社会的认同, 这将进一步推动太阳能热水器产业在更大范围内的普及与推广。比如北京的太阳能企业四季沐歌, 其市场份额有80%得益于太阳能产品下乡的政策。
三是国际市场, 根据海关总署数据统计, 截至目前, 我国太阳能热水器产品已出口150多个国家, 为国家出口创汇2.5亿美元。同时国内企业还纷纷在海外投资建厂, 建立营销分公司, 用本土化的人才战略实施当地的市场推广。
谈到规范和扩展市场方面, 霍志臣秘书长概括了该行业的发展思路, 即四个延伸与扩展:一是单台热水器向工程市场延伸与扩展, 二是由家庭热水向建筑采暖发展, 三是由民用向工农业热利用扩展, 四是由低温向中高温的发展。
小结
在国家和地方各级政府的支持下, 经过几十年的辛勤耕耘, 我国太阳能热水器产业规模已从最初的几家发展到今天的数千家;太阳能热利用技术、产品已广泛用于国内外家庭、企事业单位的生活热水、采暖、工农业热利用中, 更重要的是我国太阳能热水器已在我国可再生能源发展中率先形成初步完善的太阳能产业, 为我国可再生能源利用与发展、促进节能减排做出了突出贡献, 书写下浓墨重彩的一笔。
中国应该想象太阳 第2篇
刚刚进入两千年没几年，世界市场和舆论似乎陷入了人类在上世纪70年代曾遭遇的那种焦躁。1972年，一个由满怀救世主热诚的著名科学家、企业家和政界人士组成的协会——“罗马俱乐部”，在美国掀起、最后引起世界为之心悸的轩然大波。这个俱乐部在他们免费分送给全世界12000位领袖人物的一本名为《增长的极限》的书里警告人类：由于人类主要活动只能在地球表面，而所需资源，尤其是能源资源又只能取至地球，那么，目前人类的生产生活方式将导致自然资源枯竭，污染包围，人类文明将在50年左右面临崩溃。
今天，我听到的声音，觉得就像当年罗马俱乐部的回音，那么相似。而且今天类似的声音，可能让人均自然资源不多的中国，眼睛睁大许多，揪心许多。
回顾一下上世纪下半叶美国作出的反映，对中国可以、也应该用什么心态应付当前问题，不无裨益。事实上，人类面对问题的历史也说明，乐观比悲观好，悲观除了给人阴郁沉重外，什么也没有；有，也是选择的浪费和徒劳。而乐观却在不断地建设和成就，给人类以生存所必须的源源不绝的自信，让人类即使面对自己建设中的愚蠢和失败，也能彼此轻松揶揄，开怀大笑。
美国人是如何想起太阳的
几乎与罗马俱乐部惊世危言同时，1972年11月，美国众议院科学技术委员会发表报告，主张增加航天局25%的经费，为一个很不起眼的人的伟大想象拨款七亿五千万美元。我记得，二战时爱因斯坦的原子弹设想把当时的罗斯福总统讲得半信半疑，研究开始只得到6000美元的资助，而且还是秘密的。
想象，来自一个原来是位海军军士，后来给大学一年级学生传授普通物理学的衣着朴素的教授。上世纪60年代，科学家在火星、金星、木星等行星寻找生命，也为地球人类开拓新的生活疆界的尝试，结果大都令人沮丧，大致了解的情况是，这些行星无生命迹象说明人类并没有多少可去之处。但是，有人却因此有了新的想象。
普林斯顿大学的杰里·奥尼尔，二战结束后从军舰上下来曾报考宇航员被淘汰，他个子很高，显得更沉默寡言。但他显然是在中国难得见到的那种教授：除了按规定对大学生搞填鸭，每周他为自己看得上的六七个学生开了个特别讲习班。也就是1969年，他开始问学生：“在空间发射一个旋转的加压容器，使它内部保持大气并具有重力，这个飞船能做得多大？这样的居所是否有个极限尺度？”还有就是，“在这样一个居所里，利用月亮或空间较容易碰到的小游星的材料，能建造多大面积的陆地？植物的生长会有限制吗？”学生们讨论知道问题后自己去图书馆搜集材料，而且很快给出了答案。问题引人入胜，答案铺开直径要以公里计。奥尼尔教学生的是最重要的东西，想象力。当然是已有知识约束下的想象力，而不是胡思乱想。
在奥尼尔确定自己的想象实际可行又很重要，需要更高级专门的同人来谈谈时，他把自己羞怯地送到斯坦福一个基金会门前，得到了600美元的会议捐助。从此，人类在太空自建一个居所——空间城——这个伟大想象，由奥尼尔教授以及后来接踵而来的人们，澄清到了连做爱细节都在其中的清晰真切程度。比如，迄今大都由男性组成的宇航员们未曾有机会体验过的人类都喜爱的性活动，将在失重情况下有新的形式和新的乐趣。
但是我以为，由这个可行的伟大想象演绎出的另一个想象，对人类尤其是中国更有意义。
空间城仅仅用来躲避人类未来的不测，现实用途就是让一些人在那里约会，体验失重下的做爱新乐趣，显然不会有政府为这种奢侈埋单。空间城如何预算平衡的经济问题，派生出了一个对人类更有重要现实意义的想象。航天局一位管理这个项目经费的官员有了一个思想，他建议奥尼尔研究从空间城向地球供应能源的可能性。奥尼尔研究了实现这个想象的最佳方案。他把卫星动力站发明人、马萨诸塞州一家研究公司副董事长格拉泽在《科学》杂志上发表的一篇文章思想作为基础，提出了一个改进方案。格拉泽从空间取得能源的方式是，在地面建造太阳能卫星，然后用火箭把他们发射上天。然后，卫星通过微波束把电能送到地球上来。奥尼尔的想法是，在空间城上利用从月球取得的材料，建造能源卫星。然后把卫星送到地球的高轨道，在那里把太阳光变为变为电力，用格拉泽的方法把电力传播到地球上来。地球只需在没有什么土地成本的沙漠、甚至海上矗立起天线方阵接收就是了。
1975年，航天局的几个研究报告预言，1982年是重大的太空建设年。1999年，也就是刚刚过去的20世纪的最后一年，美国建造的商用能源卫星，对整个美国的新发电厂市场的过程的接管将全部完成，美国所有新建的和改建的发电厂都将竖起接收天线，接受能源卫星转赠送来的太阳的无尽能源。
这件事是美国科学家赫彭海默，在上世纪80年代出版的《空间城》这本书里向世界预告的（新华出版社1983年7月第一版）。这是我春节蛰伏在家翻书查到的。但计划似乎没有被执行实现。因为2003年8月14日美国东北部地区发生大面积停电，我没有听闻丝毫与能源卫星有关的消息。事情究竟如何，估计太阳能电池的成本、微流星对空间城的可能损害、以及可能致癌的宇宙射线的屏蔽等问题，还存在不确定性。但我的猜测是，美国人当时对利用核反应堆，提供合成燃料的技术进步期望过高。1988年美国总统尼克松就就兴奋预言：“合成燃料技术将带来持久的石油过剩”，“在21世纪，我们的后代在回顾历史时，将会对过去的能源危机感到迷惑不解”（尼克松《1999不战而胜》 上海三联书店1989年1月第一版）。当然，既然不久就会有比空间城代价更低的替代出现，空间城搁置实施。
但现在的约束条件变了，恐怖主义、近30年的技术进步等等情况，可能让空间城现成的设计更加完善和现实可行。实际上，核能既不是取之不尽的，也有一些现实危险。全世界的铀储存量用来保证常规核电站大规模运营，只够用几十年。目前技术能够取得的长期核能来源是增殖反应堆，它使用钚，即原子弹的原料。如果以增殖反应堆为基础的能源经济，把全世界提高到美国和欧洲的生活标准，世界就需要15000个反应堆，而现在每周新建和停用的大约各有10个（参与大亚湾等多个核电站设计的一位核专家，在我春节拜访时告诉我，每周新建和停用的没有那么多，每年差不多）。反应堆每年将生产80吨钚-239，若预计每周运输多达500多次，就会有很多机会被劫持或转运到黑市去出卖（《空间城》218页）。而当今却是恐怖主义猖獗的时代。约束条件的转变，可以让人推论：约束下相对更便宜的空间城可能成为21世纪美国的真正现实选择。
如何展开中国的太阳想象
中国劳动就业问题复杂而又沉重，要靠成为世界制造业大国来解决，而且这个时间不会短。这是约束下的市场选择，也是比较优势决定的。这种经济的耗能和污染缺点是那么明显，只需不傻的智力就知道。
按照国家的发展战略，我们这种仍较高容纳就业的经济，在2005年的“能源消费将达到45亿至50亿吨标准煤”，而研究预计那个时候“煤的年产量将为20亿——25亿吨标准煤，而石油、天然气、水电以及可再生能源加在一起，约为10亿吨标准煤，届时将有15亿到20亿标准煤的缺口”（《核能开发与利用》化学工业出版社2005年第一版）。
但中国的人均资源贫乏。据2000年资料，中国的石油资源和天然气资源的人均可开采出量分别只有世界平均值的11%和4、3%，煤炭资源人均可开采储量仅相当于世界平均值的55%。
还要命的是，中国以煤为主的能源结构污染严重，而且很难摆脱。目前世界煤炭消耗占总能耗的25%，而中国达75%。到2050年中国的煤耗仍将为60％至70%。烧煤比烧石油和天然气向大气中释放的二氧化碳、二氧化硫和氮的氧化物要高得多，烧煤比烧天然气释放的二氧化碳高1倍多，燃料燃烧向大气中排放的二氧化硫的85%、烟尘的90%是由烧煤引起的。
2002年开始的外需的汹涌而至，带来的生产要素全面紧张，煤荒电荒，以及与炽热生产伴随的严重污染，更凸显了一个人均资源不多，却不得不以制造业安身立命大国的困难处境。然而，中国不能不如此生产，否则肌肉更多的人无业可就或大面积失业，贫穷造成的不稳定代价，将比耗能和污染巨大得多。因此，中国的未来从技术上说，很大程度上取决于我们对太阳的想象，以及如何想象。
首先应该明确的是，中国的太阳想象恐怕只有在中美合作的约束条件下展开。美国在上世纪70年代就有了强大科技力量支撑的关于能源卫星的很好设计基础和蓝图，后来又有了建设空间城和能源卫星所需要的运载工具——航天飞机。这些对中国来说，若要独自想象太阳的成本几乎无穷大。至多是再讲一个后羿射日的神话过过瘾。实际上，中国亟需展开的太阳想象，实际上是在取之不尽用之不竭的太阳能利用上，想象中美之间是否可能合作，以及怎样的合作。
中国需要这方面的合作是无疑的。即使在能源中继卫星这样低些层次的合作，也是我们宝贵急需的。
美国的能源卫星计划当时除了格拉泽的太阳能卫星设计外，还有罗克韦尔国际公司埃里克设计的能源中继卫星。与格拉泽不同，埃里克的设计考虑的不是获取用之不尽的新能源，而是通过改变现实的电力传输方法，避免现实和潜在的能源巨大浪费。比如，效能最高发电方式是让发电厂满负荷连续运转，但用电量却不是经常稳定的，下午和天刚黑的几个小时内是用电高峰，后半夜用电量猛跌到低谷。因此电力公司必须建设比较费钱的“高峰”备用电厂，随着电网负荷变化随时开机停机，有着很大的浪费。埃里克的设计，以及在洛杉矶与拉斯韦加斯之间几百里上试验成功的方法是，把地面上无论什么方法弄到的电能都馈入发射天线阵，然后经过特高频功率放大管和移相器变成微波能量束射向天空，然后由能源中继卫星反射回地球，把处在用电低谷地区的电能配置到用电高峰地区。
这个技术对中美之间的能源供应意味着什么呢？中美之间的时差决定了两国用电高峰差不多是完全错开，能源中继卫星可以实现中美电力需求完全互补，这种互补意味着中美两国巨大的节约，即不再建设电厂，电力需求也能满足。甚至可以关闭一些电厂，把资源配置到新的市场。同时还意味着中美两国污染的大大减轻，因为世界，尤其中国大都还是用煤的火力发电。所谓热电厂，就是最主要的污染源。重要的是，中国发展不得不依赖的制造业，它的耗能和污染的两个缺点不再那么明显和揪心了。
当然，埃里克的能源中继卫星设计不仅仅是在电力时差配置上有着巨大的节约。实际上，他是在电力跨海传输成本高的约束下，设计出能将潜在能源挖掘利用的传输方式。比如在许多遥远岛上遍布的激流可以水力发电，或核电站设在这里更加安全；比如地球表面有许多沙漠太阳能异常丰富，热带海洋表层和深层的温差发电等等，原来都由于跨海传输的不经济而得不到利用。而能源中继卫星可以打开这些潜在能源广阔的利用空间。
当然，中国如果在格拉泽的太阳能卫星上展开与美国的合作更好。因为能源中继卫星并不是用来开发全新的重要能源的。太阳能是取之不尽的。目前的知识告诉我们，直到人类消失、地球消失那天，太阳依然存在。在太空，我们会改变人类迄今为止对它可怜的成本极高的利用窘境。因为在太空日照强度相当于阳光最强烈沙漠的6倍。太空没有昼夜交替，没有在地球上存在的太阳射角偏低问题，卫星可以始终直接对准太阳。在太空，没有云层和阴天，太阳能强大而又稳定，始终发挥最大威力。
过去能源带来的所有烦恼，将由于在地面更多建造接受天线，在太空建造更多太阳能卫星而消失得无影无踪。太阳能卫星，不仅仅是结束地面发电厂对传统能源的需求，以及它们造成的污染，它还将使人类对其他能源的需求容易满足，却没有原来相伴的污染。比如汽油、煤油、石油，原来由于电价而始终处于科研尝试阶段的电解海水提取氢，可以因为太阳能卫星把每度电降到零点三五美分或七厘钱而规模生产。而可以廉价生产的氢、氧、碳、氦可以合成生产出汽油、煤油、石油等燃料，而没有过去废气的污染。而这是埃里克能源中继卫星设计里所没有的好处。事情真可能如尼克松上世纪预言的那样，能源短缺，以及因它而来的战争污染等等，下一代人会感到不可思议。
太阳能卫星，对人口众多、人均资源缺乏、又亟待发展的中国而言，如何重要是不言而喻的。
美国并没有像它的航天局预告的那样，在上世纪末的1999年，用能源卫星替代传统的能源生产和生产方式。原因很多需要研究。但是，这也是中国想象太阳的重要机会。机会丝毫不亚于二战期间爱因斯坦与罗斯福总统那为原子弹的一晤。因为当时的原子弹比现在的能源卫星，在技术上似乎更不可行，更难想象。因此罗斯福最初才掏了区区6000美元出来。
中国应该立即想象与美国在能源卫星上有无合作可能，在哪些方面合作、怎样合作。不容讳言，中美之间深刻的猜忌主要是横亘在两国之间的意识形态。但是，美国并不是没有多次支持它不喜欢、与它理想格格不入的国家的历史。当然，前苏联这个约束条件的消失，使美国理想的表达没有了以前的辗转曲折而是更加直接，增加了中国与之合作的成本。但美国也是一个理性的国家，中国也有它想要的东西。比如中国在反恐合作的深化上，把我们的外汇储备既可以买他们国债获取稳定收益；也可以买能源卫星知识，与他们成立能源卫星的股份公司等等，买有不确定性的能源未来。尼克松在那本《1999不战而胜》书中，把美国追求的理想与理性的均衡表达得很好。他说：“没有实用主义的理想主义是软弱无能的，而没有理想主义的实用主义是毫无疑义的。”
问题只是，在什么样的约束条件下，美国才会觉得与中国合作能源卫星的选择是有利可图的？去年11月3日，美国宇航局领导人迈克尔-格里芬表示，没有来自其他国家的支持，尤其是财力方面的支持，美国宇航局则不可能完成登陆和开发月球的计划。今年2月，伊朗核计划再度引发国际紧张。这些都可能是让美国觉得选择与中国合作划算的约束条件。准确洞察约束条件非常重要。美国历史学家保罗·约翰逊就深刻指出：“地缘政治学的实质就是能够区分不同程度的危害。”这实际上是好的经济学在国际关系中的运用。它说的是，准确洞察真实世界的约束条件，才能区分不同程度的成本或收益。过去，我们不是没有过自己的一厢情愿。
我们曾经为欧盟一些国家提议取消对华军售的管制而欢欣鼓舞。《南风窗》编辑当时找我聊这件事。我说用经济学回答这个问题很简单：不会取消。我说，欧盟国家的一些官员只是为他们在华的利益说说而已，不会有实际的选择，因为这样选择对欧盟说来代价太高。欧盟与中美贸易额，就会发现美国跟欧盟的生意比欧盟与中国要大许多，美国很动感情地反对欧盟对华军售，全国从上到下甚至通过回顾二战美军解放欧洲，战后出巨资复兴欧洲的马歇尔计划的历史，来痛斥欧洲人可能的忘恩负义。欧盟可能认为美国国民的感情用事，但他们知道在选民国家，这种感情用事肯定会给美欧贸易带来巨大障碍。而这对欧元走高，失业率居高不下的欧盟国家说来，是价格极高的选择，是中欧贸易收益和好处所远远不能弥补的。收益和成本不难比较，欧盟当然不会有对华取消军售的选择。那位编辑约我写成文章。但一周后等我空下来，欧盟议会已经否决了取消对华军售管制的议案。
因此，中国关于中美合作能源卫星的想象，实际也是约束条件的想象。美国合作与否是选择，选择是代价决定的，而代价是真实世界约束条件决定的。经济科学是这样生产关于选择行为的预言知识的。
中国，至少应该开次会吧——为想象太阳。
中国太阳能建筑的春天 第3篇
我国太阳能建筑的发展概况
1、被动式太阳房被动式太阳房, 它是一种完全通过建筑朝向和周围环境的合理布置、内部空间和外部形体的巧妙处理以及材料、结构的恰当选择、集取、蓄存、分配太阳热能的建筑。我国第一栋试验性被动式太阳房, 于1977年在甘肃省民勤县重兴中学建成, 之后又经过国家的“七五”、“八五”规划的攻关、研究试验, 使我国太阳房由试验研究发展到应用阶段, 已在全国大面积的推广。
从“六五”到“八五’、的国家科技攻关项目, 有一个共同的特点就是十分重视被动式太阳房示范工程的建设, 特别是“七五”国家科技攻关项目——“太阳能建筑设计与研究”, 参加单位有十二个, 设计建设了数百栋示范房屋, 而且地域分布很广, 有西北地区的甘肃、陕西、西藏, 华北地区的内蒙、河北、京津两市, 东北地区的辽宁, 还有华中地区的河南和华东地区的山东, 为各个不同地区的太阳房建设树立了样板。
目前, 由于集热、蓄热材料的发展, 使被动式太阳房的集热蓄热性能有了更高的提升。由于被动式太阳房价格较低性能较好, 仍然广泛应用于中西部农村地区, 随着新农村建设的推进, 被动式太阳房的应用还会更广。
2、太阳能热水这一领域的太阳能建筑主要是主动式太阳能建筑, 即是一种以太阳集热器、管道、风机或泵、散热器及贮热装置等组成的太阳能采暖系统或与吸收式制冷机组成的太阳能供暖和空调的建筑。我国太阳能热水器的开发利用始于1958年, 第一台太阳能热水器由北京市建筑设计院研制开发, 用于北京天堂河农场的公共浴室。20世纪90年代后期以来发展迅速, 生产量由1998年的350万m2/年增长到2005年的1500万m2/年, 热水器的总安装量由1998年的1500万m2增长到2005年的7500万m2。
近些年来不少地方政府出台政策来推动太阳能热水在建筑中的应用, 比如《深圳经济特区建筑节能条例》规定, 新建12层以下民用居住建筑必须为每户配备太阳能光热系统, 没有配备的, 不予通过竣工验收;大连市在《关于在建筑工程中全面推广应用太阳热水器的通知》中要求所有新建和改建的低层 (别墅) 、多层住宅建筑, 必须按《大连市太阳热水器建筑设计导则》进行太阳热水器一体化设计和施工。
3、光伏建筑随着太阳能光伏技术的发展, 国内出现了BIPV (光伏与建筑一体化) , 太阳能光电池与建筑围护结构或建筑材料结合, 光伏电池组件安装在屋面、墙面上或以光伏玻璃的形式作为建筑围护结构一部分, 利用光伏并网发电技术提供房屋用电能耗的太阳能建筑。随着薄膜电池技术的提升, 薄膜电池组件可达到40%的透光率, 已有取代传统玻璃幕墙的趋势。
2009年初, 全球最大的光伏建筑一体化低能耗生态建筑——尚德光伏研发中心大楼竣工。大楼地上7层, 幕墙总高度37m, 总面积1.8万m2, PV幕墙面积6900m2是全球最大的光电幕墙。该大楼引进“零能耗”、“功能型”、“生态建筑”等概念, 全部使用太阳能光伏建筑一体化材料, 直接为大楼提供太阳能电力, 整个工程设计容量为1兆瓦, 预计全年发电量达70万千瓦时, 为大楼提供80%电量。以最低使用寿命25年计算, 总产电量1737.5万千瓦时, 预计每年可替代标煤240吨, 减排432吨, 25年总替代标煤6000吨。该大楼的成功为国内的BIPV提供了样板。
当前的太阳能建筑面临的问题
我国太阳能建筑虽然取得了长足的进步, 但目前的城市中的太阳建筑多数是示范性或者试验性建筑, 多是为了太阳能而太阳能, 在庞大的建筑设计市场中所占份额微乎其微。分析其原因, 主要存在以下几个问题:
1、设计应用中认识与组织、沟通不畅通“太阳能与建筑一体化”是一个系统工程, 它需要太阳能界、建筑界及其暖通、动力、空调、制冷、给排水等各个方面的专家, 工程技术人员和企业家、房地产开发商的团结协作, 共同努力。由于整体上缺乏太阳能行业与建筑行业的相互配合与沟通, 太阳热水器、太阳能光伏发电绝大多数情况下作为后备设备置于建筑物之上, 额外增加了建筑的负荷与造价。使太阳能技术孤立于建筑功能、结构、美学等因素之外, 影响了太阳能建筑一体化的进程。
2、整合设计不到位在目前, 太阳热水器、光伏发电系统等太阳能利用设备更多地考虑是自身结构和功能, 注意力多集中在光热或光电转换效率, 与建筑的协调与统一考虑的不够。
从建筑美学的角度讲, 许多太阳能构件是附加在已建好的建筑外面, 与建筑本体结合不好, 破坏了建筑立面的美观。一般对于太阳能建筑好坏的评价, 主要针对太阳能系统性能和经济性能, 而对于系统的综合性能, 包括与建筑的结合、结构安全、使用功能等评价很少, 致使太阳能器件与建筑的整合一直没有突破性进展。
3、太阳能产品缺乏行业标准目前国内的太阳能业界缺乏严格的行业准入标准, 造成一系列后遗症。由于没有严格的行业准入标准, 造成了大量的“作坊式”企业进入太阳能行业, 造成了产品质量参差不齐, 形成不正常的市场条件和不正当的竞争, 并留下了一系列的产品质量、售后服务、行业信誉等问题无法解决。
另外, 还缺失太阳能与建筑应用标准。城市地区, 为了保证楼层的美观性, 太阳能与建筑一体化成为主要解决办法, 但是要推广太阳能与建筑一体化项目时, 还缺少太阳能应用在建筑中的安装、设计、施工、检验等一系列统一的标准。
4、太阳能产品未能体系化太阳能建筑构件研究开发与生产是影响应用推广的重要因素。要大规模推广太阳能建筑存在很多问题, 其中集热构件的工厂化、标准化、规模化一直没有实质性的突破, 现场制作必然增加制造成本, 也难以满足质量要求, 这在很大程度上影响到太阳能建筑推广使用。
另外, 太阳能产品由于其性能要求, 形状、色彩、安装部位等方面的要求, 未能与建筑模数相协调, 在建筑设计中对建筑师的限制较多, 这也影响到太阳能与建筑的一体化的推广。
5、太阳能建筑施工的施工质量问题太阳能建筑施工相对比较复杂, 需要接受过一定专门训练的操作人员才能满足太阳能建筑施工的特殊要求, 一方面是现在这方面的人才还比较缺乏, 进行培训又要增加建筑商的劳务成本。而在一定程度施工质量的好坏又直接影响太阳能建筑的集热效果, 不少情况下会出现太阳能建筑的工程质量与使用效果不太理想的问题, 这也在一定程度上影响了太阳能建筑的推广与使用。
6、成本与回报成本与回报问题也是制约太阳能建筑发展的一大瓶颈。据中国可再生能源协会介绍, 我国在2007年已经成为世界最大太阳能电池生产国, 年产光伏电池108.8万千瓦, 但是98%以上的光伏电池销往国外市场, 国内用于发电的光伏电池安装量仅为2万千瓦。导致光伏电池在国内应用率低下的原因是太阳能光伏发电成本几乎高出煤电的10倍, 而电网部门还没有正式批准一个太阳能电站并网运营来执行“成本加合理利润”的上网电价, 加之政府鼓励性补贴政策得不到落实, 投资回报遥遥无期, 国内市场一时还难以接受。
对太阳能建筑的几点建议
太阳能建筑要想取得长足的进步, 能够持续的发展, 必须解决一些急待解决的问题, 这些问题包括观念的转变、政策法规的完善、设计制造技术进步、配套设施研究与建筑结构材料的丰富以及施工技术成熟等等。在太阳能建筑的研究和推广中, 提出以下建议:
1、提升传统建筑理念, 推行被动优先设计原则这是建筑充分利用太阳能的基本原则。太阳能建筑并非一定是高科技的建筑, 传统的建筑做法结合太阳能技术原理进行改进也可以成为太阳建筑。比如将南向阳台, 加上玻璃罩, 成为附加阳光间;在建筑的中庭顶部留出通风口, 则形成拔风的天井;外围护结构的墙体可以采用蓄热材料成为蓄热墙等等。
2、引入建筑整合设计方法, 发展太阳能与建筑集成技术建筑整合设计是指将太阳能应用技术纳入建筑设计全过程, 以达到建筑设计美观、实用、经济的要求。采用模数化太阳能建筑部件, 如可移动遮阳部件、阳台型太阳能集热器以及通风窗等, 既能较全面的运用主被动太阳能技术, 又让这些部件构成了现代建筑的立面元素。这样才能破解太阳能与建筑的“两层皮”现象, 才能真正迈向太阳能与建筑一体化。
3、将生态驱动设计理念向常规建筑设计思想渗透将生态的理念贯穿于建筑设计的全过程。所谓生态思想, 包括三个方面, 即对地球环境的保护、与周边环境的亲和性、居住环境的健康宜人。建筑的场地设计要从区域环境中提取甚至创造有利条件来充分利用太阳、风能等, 而不与环境发生冲突;建筑的形体设计要具有合理的形体和平面, 利于节能保温;建筑材料的选择要考虑全生命周期不给环境带来危害。
4、政府应当出台激励政策对于公益性建筑采取强制推行政策;而对于商业性建筑则给予优惠贷款和减征 (免征) 增值税等优惠政策;对于量大面广的居住建筑则实行税收及贷款优惠政策、能源投资机制及业主有偿使用相结合的政策。当然这些政策应同样适用于既有建筑的改造。
5、建立和完善太阳能建筑技术和体系编制设计规范、标准及其相关图集, 建立产品 (系统) 检测中心和认证机构, 完善施工验收及维护技术规程等, 是太阳能利用 (如热水供应) 列入建筑工程设计环节, 并作为一个“专业”纳入建筑体系的前提。
太阳能建筑一体化的未来
随着《可再生能源法》的出台, 节能减排国策的实施, 以及新材料新工艺的发展, 太阳能与建筑一体化是不可扭转的。由于太阳能器件必须接收阳光才能产生能量, 因此通过对太阳能器件的安装要求的分析, 可得出未来太阳能与建筑一体化的趋势:
1、设计过程一体化太阳能建筑应该是在设计时就应该考虑了太阳能应用, 将太阳能技术纳入建筑设计全过程, 以达到建筑设计美观、实用、经济的要求。从规划方案到完成施工图设计的整个过程中, 应综合考虑建筑所处的地域纬度和气候特点以及太阳产品的不同类型、技术要求, 建筑的造形、平面功能与构造节点等因素, 做到既符合住宅建筑造型和使用功能要求, 又满足高质量供能的要求。
一体化的设计的原则是充分利用太阳能, 最大限度地满足太阳能系统设计和安装的技术要求;太阳能系统设计应与规划、建筑设计同步进行, 做到统一规划、同步设计、合理布局、因地制宜;设计中应进行经济技术分析, 选择适用的太阳能系统, 达到节地、节水、节能、安全、卫生、环保的要求;太阳能器件应作为建筑的组成元素, 与建筑有机结合, 做到造型美观、构件耐用、安装维护方便。
2、太阳能器件与建筑结合一体化太阳能器件不应该是附加在建筑表面, 而应当是与建筑成为一体, 甚至取代现有的建筑构件。如在建筑物的南向及东西两向等接受太阳能较好的外表面墙体护围结构上采用与太阳墙、光伏组件的一体化设计, 采用主动式与被动式相结合, 集发电、采暖、通风与建筑护围结构有机结合的太阳能系统;在屋面采用太阳能整体屋顶, 既能利用太阳能, 又可以充当屋顶的围护结构。
另外还应当将太阳能器件体系化、模块化, 一则可以与建筑模式协调, 方便建筑立面处理;二则可以通过模块化生产降低成本;三则方便太阳能器件的建材化, 如充当瓦片、充当玻璃幕墙等。
3、能源系统一体化建筑能源系统有两种, 即分布能源系统和集中能源系统。分布能源系统的经济性和集中能源系统的安全性一直是能源规划与能源发展的瓶颈问题, 要在分布能源与集中能源之间找到了一个突破口, 走“能源互联网”的道路:
多种可再生能源在时间和空间上能够互补, 提高可再生能源系统的稳定性、经济性和系统效率。
不同规模能源系统之间能够互联, 集中能源系统 (如集中热水/采暖系统、国家电网系统等) 可以成为分布能源系统 (如家庭能源中心) 的备份系统, 提高系统的安全性和投资的经济性。
集中能源系统作为分布能源系统的蓄能系统, 而分布能源系统又能为集中能源系统提供“削峰”功能, 从而最大限度地利用可再生能源, 提高系统的综合投资效益。
结语
中国太阳谷 第4篇
男：我们的祖国，是雄伟的泰山长城；
女：我们的祖国，是浩荡的黄河长江；
男：我们的祖国，是优雅的唐诗宋词；
女：我们的祖国，是迷人的楷书狂草 合：我们的祖国，是鲜艳的五星红旗！
祖国啊，您是华夏儿女以生命铸就的太阳，照耀在我们的心里，永不坠落！下面请欣赏五1班带来的歌曲《中国，中国，鲜红的太阳永不落》。
《快乐的节日》串词
中国太阳能产业潜力巨大 第5篇
空间巨大
中国太阳能资源非常丰富，开发利用的潜力非常大。陆地表面每年接受太阳辐射能相当于49000亿吨标准煤, 约等于上万个三峡工程发电量的总和。全国2/3以上地区的年日照大于2000小时，年均辐射量约为5900兆焦耳/平方米，属于太阳能利用条件较好的地区。
中国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔。第一，中国有荒漠面积100余万平方公里，主要分布在光照资源丰富的西北地区，如果利用荒漠安装并网太阳能发电系统则可以提供非常可观的电量。第二，太阳电池组件不仅可以作为能源设备，还可作为屋面和墙面材料，既供电节能，又节省了建材，具有良好的经济效益。第三，迄今中国西部边远地区仍有较多居民尚未用电，如果单纯依靠架设电网供电，则成本高，建设周期长，不经济。太阳能发电无需架设输电线路，且建设周期短，可以有效解决边远地区用电的难题。
中国政府对太阳能产业也给予了充分的扶持。2006年1月，《可再生能源法》正式实施，随后，国家又陆续出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办 法》、《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》等支持可再生能源发展的实施细则，使国家在可再生能源领域方面的扶持政策日趋明朗化。这一系列法律、政策无疑有力的支持了中国太阳能光伏产业的发展。
近年来，中国光伏产业得到了迅猛发展。光伏产业现在已跃居世界第三位，仅次于日本和德国。由于很好地利用了国际资本，继尚德电力于2005年在纽约证券上市后，相继有常州天合、苏州CSI、港苏林洋、南京中电、河北昌澳、保定英利等10家企业在美国纽约证券和纳斯达克资本市场上市，企业生产规模不断扩大，技术水平不断提高，企业竞争力不断增强。而且，浙港、保定、四川等地的公司已经开始多晶硅太阳电池的生产，市场上形成了单晶硅和多晶硅两种主要电池产品的局面。目前，中国非多晶硅薄膜电池产业也展现出迅猛发展的势头，有望率先打破太阳能光伏发电高成本低产量的局面，促进光伏发电的推广普及。
区域优势
国内光伏产业经过近些年的发展，在区位优势与龙头企业的带动作用下，已经初步形成了4个产业集中发展的区域，建议投资中国太阳能光伏产业发展者应根据现有产业分布，结合各地的资源优势，选择合适的投资方向。
第一，珠港三角洲地区。它是中国太阳能应用产品生产基地。主要优势是进出口方便、信息通畅、配套完善。预期到2010年，这一区域年产太阳能应用产品产值可达30亿元，太阳能电池用量达到30MW。产业规模约占全国总产量的30％。
第二，长港三角洲及周边地区。它是中国太阳能电池生产基地。主要优势是进出口方便，同时上海、苏州是中国主要半导体和集成电路生产基地，配套完善，人才、技 术、资金优势明显。预期到2010年，这一区域可以形成年产太阳能电池800MW的规模，约占全国总产量的50％。
第三，河北。它是中国硅片生产和加工基地。主要优势为电力资源丰富，可以从京津获得技术、人才。预期到2010年，可以形成年产太阳能单晶硅锭和多晶硅铸锭4000吨的规模，约占全国总产量的50％。
第四，中西部地区。它是中国太阳能多晶硅原料生产基地。包括现有的峨嵋、乐山、洛阳等厂，也包括今后可能在四川、甘肃、宁夏、内蒙等电力丰富地区新建的大型多晶硅生产厂。通过对现有厂的扩产及新建厂，预期到2010年多晶硅原料年产量将达到5000吨，基本满足国内的需要。
发展瓶颈
自2003年以来，中国光伏产业在国际市场的拉动下得到了迅速发展，产品纷纷出口到国际市场，中国已成为世界三大光伏电池生产国之一。但是中国光伏产业的发展也遭遇了瓶颈，在晶体硅太阳能电池的产业链上包括硅料、硅片、电池片、电池组件、应用系统5个环节，在整个产业链中，原料、技术和设备已经被国外垄断，国内太阳能企业能做的只有终端设备的研发和生产，太阳能光伏产业是一个需要技术支撑力度很强的产业。只有加强自主创新，才能使中国正在兴起的光伏产业在全球产业链布局中获得有利位置。
由于光伏产业的迅速发展，晶体硅材料的紧缺状况越来越严重，硅材料的价格持续上涨，多晶硅价格2003年的公斤24美元，2006年第四季度多晶硅每公斤突破300美元后，2007年上半年尚稳定维持在300美元～330美元的水平，然而，在2007年第四季度初成交金额再升至360美元～370美元，12月更是创出每公斤400美元的天价。硅原料价格的快速上涨成为环绕在下游生产商心头挥之不去的梦魇。目前，全球高纯度晶体硅的供应基本上处于国际7大厂家的垄断之中，主要分布在德国、日本、美国、意大利以及挪威等国家，7大厂家的总产量约占世界总产量95%以上。虽然中国的硅材料矿藏储量占世界总储量的25%，但因中国现有的硅材料原始提炼技术远远落后于西方发达国家，硅材料工业生产规模过小，不能形成规模优势，缺乏市场竞争力。导致国内太阳能电池生产企业所需原材料绝大多数需要从国外进口。太阳能多晶硅短缺和供应紧张，预计这种紧缺状况将持续到2008-2010年。中国的尚德太阳能公司是世界上最大的太阳能公司之一，该公司仍然由于缺少制造太阳能板的纯硅而到处寻求原材料来源。硅材料占整个晶硅太阳能电池成本的70%以上。而硅材料的价格大幅上涨增加企业的生产成本，制约了中国光伏产业的发展。
令人欣喜的是，国内企业对多晶硅的重视程度也越来越高。据了解，重庆市万州区将开工打造多晶硅之都，总投资达百亿元，锦州凌海也将建设千吨级的多晶硅项目。此外，宁夏石嘴山、河南洛阳、四川乐山也在纷纷上马多晶硅项目。
建设多晶硅厂需要先进的技术和大量资金。近年来，国家间、公司间的合作、合资项目越来越多，渐渐成为世界硅材料产业发展的潮流。根据多晶硅市场的需要，国家应鼓励和扶植中外合资建设多晶硅厂，其好处是：分担巨额投资费用，减少国内资金压力和投资风险；共享先进技术成果，迅速缩短中国硅材料工业与国际水平的差距；利用国际大公司的品牌进入国际市场，使其具有较强的竞争力。
中国光伏产业相关设备的生产也存在明显的问题。首先，部分关键设备仍然无法国产化，完全依赖进口。多晶硅浇铸炉、线切割机、PECVD等设备几乎完全依赖进口。其次，设备与工艺研究脱节。长期以来，中国政府对太阳能利用的重视程度还是不够，由于没有一个专门的机构来通盘考虑中国太阳能光伏发电产、学、研一体化的发展，因此造成中国太阳能产品的应用与研发力量的脱节。最后，产品自动化程度不高，不重视各个设备之间的衔接。国内设备基本上是手动或半自动，设备之间的衔接依靠人工来完成。手工操作很可能无法适应未来超大、超薄硅片的要求。从长远发展的角度考虑，设备的自动化程度需要引起重视。
亟须政策支持
有关数据显示2007年，中国太阳能电池的年产量已突破3000兆瓦。但中国光伏产品的原材料主要依赖进口，产品主要依赖出口，90%生产的光伏产品都出口到欧洲、美国、日本等国外市场。到目前为止，中国太阳能光伏发电累计只有100兆瓦，2007年国内市场仅消化了20兆瓦，主要是一些离网型太阳能光伏示范项目，真正并网型的太阳能光伏市场远未形成。鉴于90%的市场出口以及国内市场的缺失，中国光伏产业要实现健康有序发展，快速启动国内光伏市场是当务之急。如果国内市场不能启动，企业和社会资本看不到增长前景，创新动力和创新投入就会明显不足。
阻碍国内光伏推广的最直接因素是成本。目前，国内光伏发电成本每千瓦时约4元，而火电发电成本约0.30元，光伏发电成本远远高于常规电力。根据常规电源价格上涨和光伏发电价格下降的趋势估算，要到2030年左右光伏发电才能达到与常规电价竞争的水平。由于常规电价过低、与光伏发电成本差距过大，启动并网发电市场难度更大。尽管2006年开始实施的《再生能源法》规定电网企业应当全额收购光伏发电电量，但收购电价高于常规电价部分的资金来源尚未落实，制约了光伏并网发电。在明确强制收购和固定价格同时，可以考虑对电网企业收购光伏发电给予一定补贴以调动积极性。
由于光伏发电成本高昂，只能依靠政府支持。发达国家由于采取收购上网、财政补贴等政策来促进光伏产业市场发展，如德国2000年，德国议会通过了 《可再生能源法》，并于2004年进行了修订，实行购电补偿法，根据不同的太阳能发电形式，政府给予为期20年，0.45-0.62欧元/度的补贴，每年递减5-6.5%。购电补偿法的推出成为德国光伏产业市场增长的催化剂，在推出后的短短几年之内，德国光伏产业市场迅速发展，一举超过日本成为世界最大的光伏市场，行业的景气也产生了Q-Cells，Solarworld等一批世界级的光伏企业 。日本实行用户补贴政策，即对安装光伏发电系统的消费者进行补贴，但补贴比例不是一成不变的，而是随市场发展和技术进步而逐年递减，从最初50%到第十年时减到零。2005年以后补贴已经没有了，但民众对太阳能发电的接受程度已大幅提升，目前仍为全球仅次于德国的第二大市场。
在国内，与建筑物相结合的太阳能光伏发电系统，如“太阳能屋顶”、太阳能玻璃幕墙等都有巨大发展空间，但市场启动需要政策和舆论引导。由于对太阳能认识不足，在公众心目中，太阳能几乎就等于太阳能热水器，对于光伏发电则很陌生。在很大程度上，公众的认同成为政府和企业发展光伏技术的主要动力。
中国太阳能建筑发展的春天 第6篇
现代太阳能建筑的定义与内涵
比对中国节能建筑的定义, 中国可再生能源学会太阳能建筑专委会建议将太阳能等可再生能源利用在建筑使用能耗中的所占比例大于30%或基于现状建筑二氧化碳排放平均水平上的减排贡献率大于30%的建筑, 称为太阳能建筑。我们可按住宅建筑为例进行定义指标的分解:现阶段成熟的太阳能热利用技术已经完全能够解决生活热水问题, 约占使用能耗的10%, 采用被动太阳能采暖、制冷技术, 至少可以节约建筑使用能耗10%以上;充分利用自然采光、自然通风策略可降低建筑使用能耗5%以上;另外, 随着可再生能源技术的发展, 其技术经济性能会越来越高, 太阳能光伏发电技术、太阳能采暖制冷技术、小功率建筑用风力发电技术、安全可靠的地源能供热制冷技术、城市垃圾、污水源利用技术等, 会极大的提高可再生能源主动利用供能技术在建筑使用能耗的贡献率, 按照国家可再生能源中长期发展规划, 到2020年, 可以达到15%。所以30%是一个可达到的目标。当然, 随着技术进步和经济发展, 30%的指标也将不断提高。
现代太阳能建筑的定义更符合节能减排的国际环境和建筑设计的发展方向, 并能体现以下内涵:
开源节流的发展目标尽可能的充分利用太阳能来满足建筑能耗和健康环境需求, 降低常规能源所占比例;
全寿命周期的实施策略应体现在建筑物策划、设计、建造、使用、维护以及改造等建筑全生命周期的各种活动中;
技术的适宜性原则因地制宜, 针对区域气候特征、经济发达程度、居民生活习惯以及建筑使用特征等因素, 采用适宜的建筑技术和太阳能技术;
系统整合的设计方法基于综合的、多角度的技术经济比较和整合设计, 包括建筑节能、生态设计、投资平衡、不同可再生能源的复合、常规能源的选择等诸多方面;
可持续性的激励机制采用能量系统分析计算方法和能效评价体系及工程实测方法, 建立基于利益再分配的激励机制。
太阳能建筑理念催生产业发展机遇
未来的建筑市场将是节能减排的市场可喜的是, 我国政府对CO2减排国际义务的承诺和科学发展观的落实, 以及不断加强的建筑节能全民意识和日益成熟的房地产市场环境, 促进了建筑节能完整利益链与市场化运行机制的形成, 为建筑利用太阳能提供了良好机遇。可以肯定, 未来的建筑市场将是节能减排的市场, 太阳能建筑迎来了快速发展的春天。
标准规范促进了可再生能源在建筑中的应用我国已经或正在制定较为完整的建筑节能和太阳能利用的设计规范和验收标准, 并开始推行建筑节能和绿色建筑等级标识制度。正在编制的《绿色建筑设计规范》不但关注建筑体型系数、窗墙比、围护结构传热系数、设备及系统效率等与围护结构相关的分解指标, 对于自然采光、自然通风等热舒适性指标, 生态设计策略的综合指标, 以及与可再生能源利用相关的“建筑产能”指标将给予更大的关注。
目前, 江苏、山东、河北、海南、云南等省, 北京、上海、深圳、大连等市已经在新建12层以下居住建筑以及办公建筑、学校、医院、宾馆等公共建筑中开始强制推行太阳能热水系统, 因此, 应用太阳能热水系统完全可以成为国家层面的建筑节能强制要求, 从而让50%或65%的建筑节能目标包含更多的内涵。能够想象, 当强制要求成为标准规范, 太阳能集热器就会像曾经的建筑“空调室外机”一样, 成为普通的建筑部件。
另外, 国家提倡在建筑运行系统中引入建筑能耗计量平台, 不仅为建筑节能审计和运行监察提供依据和手段, 更为太阳能等可再生能源建筑应用提供了意识培养的环境。
既有建筑节能改造将会引发新的经济增长点我国既有建筑超过400亿平方米, 而且95%以上为非节能建筑。无论是建筑节能改造、还是延长既有建筑寿命, 既有建筑改造将会引发新的经济增长点。在“十一五”科技支撑计划“既有建筑综合改造关键技术研究与示范”项目中, 要求对建筑围护结构进行节能综合改造研究, 通过开发装配式外墙保温、外墙集热、通风、遮阳部件, 提高建筑保温隔热、自然通风降温性能, 充分利用太阳能等先进能源自给技术, 提高节能减排水平。
新农村建设将成为太阳能利用的主战场随着社会主义新农村建设的展开, 城镇化步伐加快, 以及农民生活方式和能源结构的变革, 对能源尤其是商品能源的需求越来越大, 致使农村能源供需矛盾日益尖锐, 并成为中国能源安全必须关注的重要领域, 农村住房及其配套设施的建筑节能研究开始受到应有的关注。在“十一五”科技支撑计划中对农村建筑太阳能、生物质能以及低品位能源的综合利用, 农村建筑节能及改善室内热环境设计研究、农村生活用能规划与政策标准研究等投入了较大的力量。
太阳能建筑发展的中国之路
选择基于建筑全生命周期的能源需求解决方案正确理解“零能耗建筑”的含义, 即在生命周期内, 建筑使用能耗对于常规石化类能耗需求为零的建筑, 或该建筑没有对大气环境新增二氧化碳排放。实质是用建筑节能和可再生能源的增长替代全社会石化类能源需求的增长, 即可再生能源利用的“开源”和建筑节能的“节流”。社会能源需求增长方式不应只是“加法”, 还应有“减法”。
开发建筑集能系统, 实现建筑能源自助建筑物本身作为能源系统的关键部件是太阳能建筑的显著特征。
建筑能量系统由建筑被动供能系统 (包括建筑物内的热源和太阳能的被动利用) 和主动供能系统组成 (可再生能源利用) 。可以用建筑被动集能指标表征建筑的被动供能能力和建筑环境的热舒适度, 而用建筑主动供能指标反映可再生能源对于建筑使用能耗和CO2减排的贡献率。优化系统并解决系统之间的矛盾, 尤其是冬夏季的能量匹配和投资平衡问题是建筑集能系统的关键问题。
提倡建筑能源中心模式, 推广能源梯级利用建筑能源中心是指以单户或单元建筑为能量供给对象, 构成包括太阳能等可再生能源在内的复合能源系统, 满足建筑的使用功能和环境质量所需要的能量 (包括供暖、制冷、热水、新风、照明、炊事等) 。它是分布式能源系统的最小单元, 是建筑物基于能量梯级综合利用 (如中水回用、余热回收等) 的多能源复合能量系统, 其优势在于可方便的综合、高效利用各种可再生能源技术, 以满足安全、经济的建筑能耗需求。
综合考虑建筑运营成本及其外部成本建筑运营体现在建筑物的策划、建设、使用及其改造、拆除等全寿命周期的各种活动中, 建筑节能技术、太阳能技术以及生态建筑技术对与建筑运营具有重要影响。因此, 人们不仅要关注建筑初期的一次投资, 更应关注建筑的后期运营和费用支出, 不但要满足中国民众的居住问题, 也要关注住房使用的耗能支出。另外, 还应考虑二氧化碳排放等外部环境成本的增加。中国不仅需要经济适用房, 更需要经济运营房。
引入建筑整合设计方法, 发展太阳能与建筑集成技术建筑整合设计是指将太阳能应用技术纳入建筑设计全过程, 以达到建筑设计美观、实用、经济的要求。采用模数化太阳能建筑部件, 既能较全面的运用主被动太阳能技术, 又让这些部件构成了现代住宅的立面元素。
提升传统建筑理念, 推行被动优先设计原则这是建筑充分利用太阳能的基本原则。北京平谷新农村新民居太阳能采暖与热水工程实例说明了这一点。实测表明, 平谷玻璃台村某户在供暖运行费用不变的情况下, 供热面积从60-70m2增加到140-150m2, 室内温度由8-10度提高到15-20度。经两个采暖季的连续测试, 提高围护结构保温性能和增设太阳能供暖系统在室内热舒适度改善中的贡献率分别约占80%和20%。而夏季室内测试温度也说明新的围护结构的保温性能明显好于旧的建筑。
充分利用建筑资源, 向建筑要能源满足中国人民温饱的18亿亩耕地底限、400亿平方米的既有建筑、10亿平方米的年新增建筑, 成为充分利用建筑资源的外部压力和现实条件。简单的推算表明, 目前20亿平方米的可用屋顶面积, 相当于新增30万亩的土地资源, 这还不包括墙面的利用。
关注气候特征和“值班环境”用能技术“值班环境”也称“职守环境”, 指建筑在无人使用时的环境。建筑值班环境直接影响着达到建筑使用环境的启动时间、建筑室内的空气质量品质和闲置建筑的使用寿命。
充分利用太阳能热水等先进的成熟技术太阳能热水器是目前太阳能利用技术中最为成熟的技术, 应用普及率较高, 到2006年底全球太阳能热水器安装量约1.68亿m2, 其中我国占9000万m2, 约占53.6%左右。目前, 与建筑集成应用的太阳能集热系统研发获得了长足的发展。
可喜的是, 充分利用太阳能热水等成熟技术已经成为诸多城市建设管理的强制要求。但也应看到, 12层以上住宅建筑利用太阳能热水成为上面诸多政策中的空白。将集热系统和供热系统分开思考的理念促进了高层住宅太阳能热水系统的技术进步, “集中集热和集中贮热、智能动态控制供热水负荷”的能源中心理念已在提高高层住宅热水供给效益方面得到实际应用。12层以上居住建筑也能否列入太阳能热水强制使用的建筑范围, 答案是肯定的。
引入能源互联网概念, 提高可再生能源系统的经济和安全性能分布能源系统的经济性和集中能源系统的安全性一直是能源规划与能源发展的瓶颈问题。“能源互联网”理念至少包括以下方面:
1) 多种可再生能源在时间和空间上能够互补, 提高可再生能源系统的稳定性、经济性和系统效率。如风/光互补发电系统、太阳光谱选择性利用涂层集热系统等。
2) 不同规模能源系统之间能够互联, 集中能源系统 (如集中热水/采暖系统、国家电网系统等) 可以成为分布能源系统 (如家庭能源中心) 的备份系统, 提高系统的安全性和投资的经济性。
3) 集中能源系统作为分布能源系统的蓄能系统, 而分布能源系统又能为集中能源系统提供“削峰”功能, 从而最大限度地利用可再生能源, 提高系统的综合投资效益。
中国太阳能光伏产业保卫战 第7篇
随着全球生态环境恶化、常规能源短缺等问题的加重, 开发利用新能源与可再生能源得到各国政府的重视和支持。太阳能光伏发电产业因其能源利用率高、可循环利用、无污染等优势而得到许多国家的青睐。据资料统计, 2001年至2008年期间, 全球光伏发电新增容量持续快速增长, 年均增速达50.2%, 2008年全球新增光伏发电容量为5.95吉瓦, 同比增长110%左右, 2010年新增17.5吉瓦, 同比增长130%。
全球主要太阳能光伏应用市场集中在欧洲, 同时, 欧洲国家对太阳能光伏的补贴政策也是最优惠的。优厚的政策和巨大的市场催生了中国太阳能光伏产业的迅猛发展, 不仅挽救了当时一批国内生产企业, 而且推动了整个中国太阳能光伏产业进入大繁荣大发展的时期, 大量资金涌入该领域, 众多太阳能光伏企业如雨后春笋般崛起, 在短短几年内, 中国迅速发展成为全球太阳能光伏电池及组件的最大制造商, 其产品绝大部分都销往欧洲。
但是, 随着金融危机引发的全球经济危机, 特别是欧债危机给整个欧洲带来的经济重创, 使得欧洲各国纷纷削减对太阳能光伏产业的补贴政策。在过去的10余年间, 欧盟对太阳能光伏的补贴从最初的每千瓦时0.4欧元降到现在的0.2欧元甚至更低。
德国几乎一直是光伏行业发展的领头羊, 从2010年7月1日起德国也开始减少对太阳能光伏的补贴, 屋顶光伏发电系统补贴额减少13%, 转换地区 (原来非电站用地后改作电站用地) 补贴额减少8%, 其他地区补贴额减少12%, 并且从2010年10月1日开始, 补贴额将在7月1日的基础上再减少3%。
“水能载舟, 亦能覆舟”。太阳能光伏产业是以政策为驱动力发展起来的新能源产业, 尚未形成自发需求的独立市场, 不断缩减的优惠补贴政策成为太阳能光伏产业陷入困境的重要因素。
供求关系转变引发价格之争
光伏发电是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应, 将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。根据太阳能电池材料的不同, 分为晶硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池。其中, 晶硅电池是目前技术最成熟、应用最广泛的太阳能光伏产品, 占据世界光伏市场80%以上的份额。
在太阳能光伏产业链上, 多晶硅生产环节的技术壁垒最高, 建设周期长, 难以迅速扩大产能, 因此光伏市场呈现明显的供不应求局面, 在旺盛的需求带动下, 多晶硅价格一路攀升, 2008年曾突破每千克400美元。受商业利益的驱动, 2007年至2008年国内大批资金进入多晶硅产业, 各大厂商也纷纷扩建产能, 引进多晶硅生产技术, 迎来多晶硅的产能释放高峰期。生产厂商的激增引发多晶硅原料价格的不断下滑, 目前多晶硅的价格已经跌至每公斤25美元左右。价格和需求的显著下降可能导致中国的多晶硅产业的巨大压力。
与此同时, 国内太阳能晶硅生产企业也呈爆发式增长, 截至目前为止, 全球共有晶硅生产企业1280家中, 其中中国 (包括台湾地区) 有750家。2011年, 全球太阳能光伏电池产能量约为60吉瓦, 其中40～45吉瓦是由中国生产的。而2011年全球光伏装机量才达到21吉瓦, 也就是说, 即使全球都用中国生产的光伏电池, 还是有将近一半的产品无处“消化”, 许多企业面临关门的危险。
市场开拓前景仍然光明
以晶硅技术为主的太阳能光伏产业的整体效益的下滑, 并不能代表太阳能光伏发电的没落。目前, 太阳能仍是发展最为迅速, 并且前景被最为看好的可再生能源产业之一。据统国际能源署预计, 2020年光伏发电在许多地区能够实现电网平价, 到2050年能够提供全球发电量11%。
在过去的10余年时间里, 全球太阳能光伏产业的发展有赖于欧洲市场, 随着欧洲经济的衰退, 市场目前处于低潮时期。但是, 对太阳能光伏的需求量却一直处于持续增长的态势, 2011年欧洲太阳能光伏市场同比上涨18%。
包括太阳能在内的新能源是未来能源的发展趋势, 前途是光明的。一方面, 欧洲市场会逐渐恢复;另一方面, 发展中国家在促进新能源产业方面会有更大的提升, 太阳能产业将在中国、巴西、印度、南非、越南等新兴市场开拓更广阔的市场空间。
中国做为全球主要太阳能电池和组建制造中心, 也在积极开拓太阳能光伏发电市场。2009年3月财政部联合住房城乡建设部发布《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》、《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》, 支持开展光电建筑应用示范, 实施“太阳能屋顶计划”, 城市光电建筑一体化应用, 对农村及偏远地区建筑光电利用等给予每瓦20元的定额补助。同年5月, 财政部联合科技部出台并实施“金太阳”工程, 以国家财政补贴的形式支持国内光伏市场, 计划在近2～3年的时间内, 在全国建立500兆瓦的光伏发电示范项目。“金太阳”工程的重点将放在光伏发电项目, 对于并网发电项目的初装补贴将达到50%, 而对于离网项目, 由于其所需的平衡系统提高了初装成本, 补贴将相应提高到70%。
利好的政策为太阳能光伏产业带来更大的市场空间, 将适时推动产业的进一步发展, 使中国不仅成为制造大国, 更成为太阳能光伏的应用强国。
新产品研发突破技术壁垒
太阳能光伏产业将在相当长的时间内以晶硅技术为主导市场, 已形成规模化生产, 难以在技术方面有重大突破。而薄膜技术由于效率较低, 竞争不过价格低廉的晶硅技术。在晶硅电池难以突破技术壁垒, 而低廉的价格又让企业难以为继的情况下, 一种新型的光伏发电技术──太阳能聚光光伏技术走进人们的视野, 越来越受到人们的关注。
聚光光伏是指将汇聚后的太阳光通过高转化效率的光伏电池直接转换为电能的技术, 被认为是太阳能发电未来发展趋势的第三代技术。与第一代晶硅电池和第二代薄膜电池相比, 聚光光伏最大的优势就是减少了电池用量, 从而解决电池成本过高的问题。据测算, 聚光光伏电池发电, 达到兆瓦级以上产能就能使每度电成本低于0.8元。目前, 欧美国家对聚光光伏产业的扶持力度非常大, 其补贴政策远高于对晶硅的补贴, 前景十分看好。
提升企业综合竞争实力
纵观我国太阳能光伏产业的发展历程, 不难看出, 由于追逐利益而快速上马带来的是企业后劲不足, 缺乏核心竞争力。因此, 进一步加强自身能力建设也是我国的太阳能光伏产业复苏的重要因素。
目前, 国内许多企业存在严重的产品无差异化的问题, 即使是尚德、英利这样的龙头企业, 其产品也没有差异, 最终的结果只能沦为“卖产品”的被动状态。随着社会经济的不断发展, 技术的进步, 节能服务将成为未来发展的趋势, 为客户提供太阳能系统解决方案的运营公司可以针对不同的地域特点, 提供不同的系统解决方案。例如, 在光线特别强的地区采用聚光技术, 在光线特别弱的地区采用薄膜技术, 中等规模的电站采用晶硅技术。有实力的公司可以把不同的区域进行深入分析, 然后根据各自的特点提出不同的解决方案, 提供个性化的服务, 这有可能是将来市场的一个发展方向。
未来光伏发电的投资热点
在太阳能光伏企业陷入汲汲可危的困境之时, 许多投资业却看好太阳能发电站的建设。目前, 无论是从政策方面, 还是太阳能发展的产业链来说, 投资建设太阳能发电站都是一项不错的选择。很多国内外大型能源企业已经下手, 比如美国的Exelon和法国的道达尔。沃伦巴菲特旗下中美能源控股有限公司收购了第一座太阳能电站, 并同意购买第二座电站49%的股份。
我国在“十二五”期间可再生能源规划发展目标为:到2015年太阳能发电将达到1500万千瓦。同时, 将在政策、资金、技术方面提供更有力的支持, 调整现有电力运行机制, 使太阳能光伏发电与火力发电能够更好地结合。
2011年8月国家发展改革委发布了《关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》, 明确光伏发电项目上网电价分别为每千瓦时1.15和1元。突破了以前对光伏产业的扶持停留在补贴安装上, 解决了光伏发电上网电价的难题。虽然目前上网电价与光伏发电成本相比还有一定差距, 但对于推动中国太阳能光伏发电产业健康、持续的发展起到积极作用。
2012年, 中国太阳能光伏产业面临重新“洗牌”, 而且这一过程有可能将持续3至5年, 小的光伏企业会被淘汰出局, 大的光伏企业也正在积极向产业链的上游和下游延伸, 寻求自身发展的出路。对于太阳能光伏企业来说, 道路是曲折的, 过程是痛苦的, 但前途仍然是光明的。
太阳能等新能源产业的最大特点之一是政策导向型, 在利好政策的支持下产业得以快速发展。但政策是把双刃剑, 利好政策一方面带来投资的热潮和产业的飞速发展, 同时也带来产能过剩以及由此引发的价格下滑。因此, 当全球经济危机引发的补贴政策削减、市场萎缩时, 带给中国太阳光伏企业严重打击。
太阳能将引领中国绿色住宅新趋势 第8篇
笔者在2009年中国国际住宅产业博览会上获悉, 尽管中国能源探明储量丰富, 但因市场需求的急剧增长仍出现供不应求局面, 开发利用新能源、清洁能源、可代替能源, 实现能源的可持续利用势在必行。目前, 太阳能清洁、经济、环保优势越来越得到认可, 其技术更被广泛应用于各个领域, 中国工业文明正迎来太阳能时代。中国太阳能业的“领头羊”力诺瑞特公司首次提出的“太阳能与建筑一体化”概念已成功运作, 为中国的节能减排作出贡献。此举意味着太阳能利用产品将成为中国住宅的构成部分, 有助于实现标准化设计、工业化生产、集约化供应。
力诺瑞特公司总经理文哲亮表示, 中国是能耗大国, 在建筑节能上“向屋顶要资源”势在必行。从热水到热能, 从民用到工业, 从家电化到工程化, 从消费者自主应用到城市管理者的统筹等, 太阳能应用正在发生着根本的转变, 而太阳能的产业化要通过标准化、可持续、专业化及智能化等方式来实现。
据介绍2008年中国太阳能热水器年产量已占世界总产量的76%, 总保有量占世界总保有量的56%;2008年, 太阳能热水器行业总产值430亿元。而随着国家对内需的拉动, 中国太阳能的市场潜力会更加巨大。太阳能热水产业将以每年20%到30%的高增长率发展。
太阳能制冷空调中国专利申请概况 第9篇
关键词：太阳能,制冷,专利申请
利用太阳能主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能采暖、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等。由于制冷空调系统耗电量大, 尤其在用电高峰期时, 会给电力系统造成很大的负担。因此, 为了节能和环保, 推广和发展太阳能制冷空调, 具有很重要的研究意义。
本文将利用专利分析的基本方法对太阳能制冷空调领域近30年来中国专利申请的现状及趋势进行了分析和介绍, 并在此基础上为国内太阳能制冷空调领域的发展提出意见和建议。
1 专利申请概况
笔者在中国专利文摘数据库 (CNABS) 中以较准确的分类号、关键词及其结合作为主要检索手段获取专利信息, 共得到456篇专利文献, 其能够在总体上反映太阳能制冷空调领域中国专利的现状与趋势, 本文以该检索结果作为分析的数据样本, 检索截止时间为2012年12月。
1.1 申请量的时间分布
1985年~2012年, 太阳能制冷空调领域在华专利申请共计456件, 其中发明专利申请为272件, 实用新型专利申请为184件。其中国内申请人的专利申请为403件, 国外申请人的专利申请为53件。上述数据说明在太阳能制冷空调领域中, 国内的申请量占主导地位, 且发明专利的申请量和实用新型的申请量所占比重不相上下。
图1为在华专利申请随年度的变化趋势。从图1的申请量变化可以看出, 其中在华专利申请在2000年前一直徘徊在10件以下, 进入2001年以后申请量明显增加, 在2001~2005年申请量处于53件, 而进入2006年后国内申请量显著增长, 2006~2012年每年平均在60件左右, 更是在2010年度突破了100件, 专利申请总数从1987年的1件提高到2012年的156件, 而2010~2012年申请量更是达到了高峰, 这三年的申请量为373件, 实用新型专利申请总数从1991~1995年间的3件提高到2006~2012年间的151件。
图1中还可以看出, 从2006年至2012年, 国内申请太阳能制冷空调技术专利的数量出现了飞跃式地增长。这是因为, 国内开始大力关注太阳能制冷空调技术的创新。从《新能源和可再生能源发展纲要》的制定到《可再生资源长期发展规划》的发布再到之后的“太阳能空调”被国家科委列为重点科技攻关项目, 都大力推进了太阳能制冷空调的推广应用[1]。随着我国经济的发展和整体技术水平的提高, 20世纪70年代后期, 发展太阳能制冷空调的条件和时机已趋成熟和逐渐完善, 包括科研投资, 技术研发等方面。
图1还反应出, 在我国太阳能制冷空调领域申请专利的基本都是国内申请人, 国外申请人很少在该领域申请专利, 例如发明专利, 从1985年~2012年间, 国内申请人的专利申请为403件, 国外申请人的专利申请为53件, 国内申请人占在华申请总量的88.4%。原因很大一部分在于国外申请人没有很看重中国的市场, 且国外的技术较为先进, 其在中国申请的专利量虽然较少, 但所涵盖的该领域方面的技术却是处于世界领先水平的。虽然近年来我国太阳能制冷空调技术研发投入明显增大, 市场占有率也明显提高, 并取得了一定的社会关注度和认识度, 形成了初具规模的产业体系, 但如今科技发展迅速, 外部和内部竞争环境激烈, 因此更加需要夯实基础科研工作研究, 加大科研投入, 将科研所得应用于实践, 实现节能和环保, 使得我国的太阳能制冷空调技术真正能够处于世界的领先水平。
图2为在华专利申请实用新型和发明专利申请年度变化趋势。如图2中发明专利和实用新型专利的申请比重所示, 二者比重差不多, 这反映出我国太阳能制冷空调领域缺乏创新的核心技术, 并没有在技术根本上进行创新, 虽然提高了专利意识, 但创新水平大大匮乏。
1.2 外国在华专利申请的国别分布
图3为在华专利申请国外申请人的国别分布。国外申请人在华申请的专利数量很少, 以发明专利为例, 从1985-2012年间, 国内申请人的专利申请为403件, 国外申请人的专利申请仅为53件, 其中美国和日本的申请量较多, 分别是11件和10件, 澳大利亚和德国均申请了7件, 韩国申请了4件。由于国外申请人较少, 也为我国太阳能制冷空调的发展提供了机会, 我国企业应该抓住眼前的机会, 努力研发, 构筑技术堡垒, 以便将来较好地防范国外企业的入侵。
1.3 国内申请人的主要分布
在研究样本中, 其中, 个人申请为168件, 国内申请人的专利申请总数为403件, 占总量的41.7%, 高校和科研机构的申请量排名其次, 但是企业和公司的申请量很少。
这说明我国有关太阳能制冷空调技术的研究深度相对较浅、技术水平相对较低。
这也是我国个人的申请量较多, 而企事业单位的申请量相对较少的原因所在。
图4显示了国内申请人的地区分布情况。上海、北京、江苏、浙江这四个地区的申请量在全国处于优势地位, 这是因为国内申请人很多是高校申请, 而在上海、北京有大量的高校与科研院校, 因此促进了这些地区的申请量。总体来说, 经济发达地区在该领域的技术创新能力要明显强于其它地区。
2 技术概况
太阳能制冷主要通过太阳能光热转换制冷和太阳能光电转换制冷两种途径来实现。利用光热转换制冷时, 太阳能制冷系统主要有以下几种类型:太阳能吸收式制冷系统、太阳能吸附式制冷系统、太阳能除湿式制冷系统、太阳能蒸汽喷射式制冷系统。利用光电转换制冷时, 太阳能制冷系统主要有以下几种类型:太阳能压缩式制冷系统、太阳能半导体制冷系统。
上述不同制冷系统的工作原理和优缺点在本领域中已经是被大家所熟知的, 且技术相对比较成熟了。因此提高太阳能制冷空调的制冷效率应当主要集中在如何提高在太阳能光热转换中有着决定性作用的太阳能集热器的集热效率和在光电转换中起到重要作用的太阳能电池的光电转换效率以及如何通过选择合适的制冷机组以与太阳能进行匹配。
然而国内关于太阳能制冷空调的专利申请大部分集中于太阳能与上述制冷系统进行结合时的管路设置、设备之间的连接方式, 以及系统里增加一些设备以增加该系统的其它功能和辅助热源的选择, 例如蒸汽直接补热、电加热器、风能、生物能和热水锅炉等作为辅助热源。例如中国科学院广州能源研究所在1991年申请的该领域中的专利想到了将太阳能与吸附式制冷系统进行结合制冷, 但并没有涉及太阳能集热器的效率或者与太阳能集热器相匹配的制冷系统进行相应地创新改进, 仅是将太阳能简单地作为了吸收式制冷系统的动力。再如个人申请王洋于2002申请过太阳能溴化锂吸收式制冷空调机组的专利, 但该专利的研究主要在于通过增加地热水和热水锅炉作为辅助热源系统。
国外关于该领域方面的专利大多是关于太阳能电池板的改进, 例如日本申请人三洋电机株式会社申请过该方面的专利, 以及与太阳能集热器相配合的制冷机组的选择, 例如美国申请人国际商业机器公司就申请过这个技术方向上的专利。
因此, 实现高效太阳能制冷, 最终又归结到研发高温高效太阳能集热器、太阳能电池板上。
3 结论
虽然太阳能制冷空调技术已经有了一定的发展, 但其在实际应用中存在着很多局限性, 导致该项技术并没有达到最大产业化的发展。国内申请人应在如何降低太阳能制冷空调系统的费用和提高太阳能制冷空调系统制冷效率进行研究使之更加广泛地走向商业化应用。结合本文分析, 可从以下两方面加大科研力度, 进行创新:1) 研发出更加适应于太阳能利用的制冷机组;2) 加大对太阳能集热器和太阳能电池板的研究力度, 进一步提高当前太阳能集热器的集热效率、太阳能电池板的光电转换效率和降低其造价。
参考文献
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中国太阳能公司的成功秘诀 第10篇
在5年前，10家最大的太阳能电池生产商中仅有一家的总部位于中国，但截至去年，5家顶级太阳能电池生产商中的4家已将基地设在了中国，而且每家都在飞速发展：4家企业的生产量都在去年增加了一倍。人们普遍认为这种成功源于低廉的劳动成本，但中国最大的太阳能电池制造商，尚德电力(suntechPower)的首席技术官斯图尔特·温汉姆(stuart Wenham)认为，真正的原因在于通过制造技术的改进，提升了太阳能电池的性能并降低了成本。
劳动力仅占太阳能电池板制造成本的3％至4％，而其他因素，例如材料和设备成本，则更加重要。随着过去几年自动化装置的增加增长，尚德电力的劳动力成本正逐步降低。据温汉姆的透露，尚德电力2008年每兆瓦的生产量需要4个工人。而去年，仅需1.49个工人就可以完成相同的工作量。“如果自身优势源自低廉的劳动成本，尚德电力为什么要这么做呢?”美国能源部长朱棣文(steven Chu)在去年参观完尚德电力的主要厂房后说：“这是一家高科技的自动化工厂，它的成功并不源于低价的劳动力。”
温汉姆表示，顶级的中国公司特别善于识别具有前景的技术，往往是在局限于实验室长达数十年的概念和原型中找到了能够大规模生产的途径。在过去20年的大部分时间里，创造了能效世界纪录的太阳能电池是由澳大利亚新南威尔士大学(UniversiW of New SouthWales)的研究人员制造的。“他们一直都在尝试将此种技术商业化，而正是尚德电力将实验室的进程转化为了生产的过程。”他说。
温汉姆说，有关制造的知识和经验对于进行这些改进十分关键。他解释说，在新南威尔士大学，研究人员想要利用包括光刻法、异金属真空沉积和各种各样的化学作用等复杂得可怕的过程，来沉积达到高能效所需的精密的金属接触。而尚德电力的研究人员十分熟悉这种制造需要，他们提出了简单且成本低廉的方式来取代原有方式，并达到了同样的结果。
最近，包括尚德电力在内的一些太阳能电池制造商，采取了数十年前的硅晶片制造方法，随着这一专利的失效，至少4家中国公司成功设计出了将该种晶片的制造方式规模化的方法，这能够将太阳能电池的成本削减10％至20％。
同时，中国企业也在尝试利用自己在制造上的成功“播种”下一代技术。尚德电力用于生产新型高能效太阳能电池的设备已交付使用。满负载下，该设备每年能够生产价值大约250万块电池板的太阳能电池——足以生产500兆瓦的电力。在设备试运行时，公司的研究人员也了解了更多的相关技术，以及诸如硅晶片上添加剂的水平和将薄膜敷在材料表面时使用的技术等因素之间微妙的相互作用。通过实验，尚德电力使能效已经颇高的设计从本质上变得更加有效率。
中国太阳谷 第11篇
80年代末, 国内太阳能电池产量为几百千瓦, 2002年为2 MW左右。2005年为375 MW, 在2004年增长300%的基础上增长了136%, 2006年仍有较大幅度增长。
同时, 太阳能电池设备市场也在高速增长, 2005年太阳能电池生产线产能接近450 MW, 是2002年100倍左右, 按每条线设备5000万元人民币投资额计算, 设备市场高达8.5亿元人民币, 若算上材料制造设备, 设备国内市场总额将超过12亿元人民币, 国产设备约占三分之一, 为国家节约外汇约一亿美元, 为用户节省近8亿元人民币。
2 国内太阳能电池设备技术现状
2002年以前, 国内设备大多源于进口国产设备的性能、可靠性和实用性无法得到保证。通过和业内一流企业进行合作, 引进先进的工艺技术, 历经多次技术升级, 国产的关键设备如扩散炉、低温烘干炉、等离子刻蚀机、高温烧结炉, 层压机、清洗机等相继替代进口设备。特别是2004年热壁式生产型PECVD设备成功研制, 除了全自动丝网印刷机外, 我国已基本具备太阳能电池制造设备的整线供给能力。PECVD工艺水平已接近世界先进水平, 得到了国内用户的肯定, 但自动化程度尚有差距。
自动分检机和全自动丝网印刷机的核心技术尚未取得突破, 与国外差距较大, 因此依靠进口。单晶炉技术与国际先进水平差距不大, 且具性价比优势。
3 国内太阳能电池设备厂家情况
目前国内约有20多家相关设备厂商国产设备在国内已得到广泛认可。与其他国产设备在提供设备的同时无法提供相应工艺的尴尬状况相比, 国产光伏设备已初步解决设备与工艺脱节的问题, 在提供设备的同时, 也可提供对应工艺参数, 与国际同行站在了同一水平, 这也是光伏设备销售额翻番的重要原因。
4 我国光伏设备的发展方向
目前国产设备占据国内一半以上市场, 是因性价比而非性能指标, 关键技术与国外厂商尚有一定差距。因此要不断提高设备的性能、稳定性和工艺能力。光伏设备厂商应与国内一流的光伏企业结盟, 把先进工艺物化在设备中, 提供质量稳定、技术先进、满足工艺需要的优质设备, 打破设备和工艺脱节的格局, 与工艺技术同步发展。
5 我国光伏设备的发展优势
依靠迅猛发展的本土巨大市场, 在近几年, 我国光伏产业增幅远超全球平均水平。设备和工艺需求脱节的发展模式已经改变, 设备企业与工艺技术同步发展, 若无国产设备做支撑, 我国的光伏企业将丧失成本竞争优势。光伏设备的技术要求与IC行业相比, 略低一些, 这也使得国内企业在中低端设备领域大有作为。
6 我国光伏设备市场分析
目前有95%以上产品依赖国外市场, 因此要大力开拓国内市场, 随时应对发达国家政策变化带来的不利影响。2005年《可再生能源法》公布后, 相关部门陆续发布文件, 出台了一系列政策措施, 鼓励发展国内市场。国内我国的太阳能电池产业将会有更好、更快的发展。
太阳能电池国产设备发展很快, 据行业协会统计, 在2008年我国太阳能电池设备销售额高达17.66亿元, 总销售收入占半导体设备的81%, 已有几十家企业从事相关设备的研制。
7 结论
我国具备光伏产业优势, 光伏产业竞争的核心是技术, 而发展国产设备正符合行业发展方向, 随着性能的不断完善和提高, 其前景十分美好。现在正是高速发展期, 国产设备融合了先进的工艺技术, 以高性价比赢得了良好的市场声誉。
参考文献
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