“太陽能工農(nóng)業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)”中外戰(zhàn)場較量與戰(zhàn)略
發(fā)布者:wwh | 來源:中國太陽能產(chǎn)業(yè)資訊網(wǎng) | 0評論 | 5104查看 | 2015-08-14 07:23:00    
  資料顯示,我國工業(yè)能耗占全社會總能耗70%以上,巨大的能耗比致使太陽能熱利用行業(yè)進入工業(yè)領(lǐng)域空間巨大。目前,太陽能熱水器在農(nóng)村幾乎無人不曉,作為一種清潔、安全、可靠、節(jié)能、低碳能源,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有著非常廣泛的應(yīng)用,目前已經(jīng)在蔬菜種植、家畜及水產(chǎn)品養(yǎng)殖、沼氣領(lǐng)域等發(fā)揮著重要作用。

   一、國外太陽能在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

        國外對太陽能熱利用技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀的研究始于20世紀(jì)七八十年代。歐美的12個國家曾對工業(yè)領(lǐng)域的用熱情況進行了調(diào)查和研究。國際能源署于1976年啟動了太陽能取暖與制冷計劃;1977年啟動了與美國、俄國、德國、以色列、澳大利亞、瑞士、西班牙7國作為執(zhí)行委員的太陽能熱動力和太陽能化學(xué)能系統(tǒng)計劃,對太陽能的技術(shù)現(xiàn)狀以及工業(yè)熱應(yīng)用過程的現(xiàn)狀及前景進行了研究。

         研究報告顯示,截止到2006年底,歐盟25國有85個太陽能熱利用技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的工程,總量為25MWth(35700平方米)。這些工程分布在19個國家,涵蓋了11個不同的工業(yè)領(lǐng)域,平均每個工程的規(guī)模為320kWth,標(biāo)志了太陽能熱利用技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的成功應(yīng)用。

         二、國內(nèi)太陽能在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用

         據(jù)統(tǒng)計,我國目前在用燃煤工業(yè)鍋爐約47萬余臺,每年消耗標(biāo)準(zhǔn)煤約4 億噸,約占我國煤炭消耗總量的四分之一;排放二氧化碳約占全國排放總量的10%。若全國鍋爐都能與太陽能結(jié)合,一年就節(jié)約原煤約4000萬噸,減排二氧化碳約8000萬噸,僅太陽能產(chǎn)業(yè)在全國就將帶動13200億元的新市場。

         太陽能工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,有效將太陽能光熱與工業(yè)廢污熱水回收相結(jié)合,可實現(xiàn)20%能源替代,并可推廣至造紙、食品、煙草、木材、化工、醫(yī)藥、紡織印染、塑料等八大行業(yè)。如常熟市錦弘印染有限公司7460m2太陽能預(yù)熱型加熱系統(tǒng)、浙江亞太特寬幅印染有限公司5000m2太陽能熱水系統(tǒng)、太倉熱電廠日產(chǎn)水量120噸的熱水預(yù)熱系統(tǒng)、常熟凱達印染有限公司1.5萬m2太陽能熱水系統(tǒng)、杭州達利集團1.3 萬m2印染用太陽能熱水工程等。據(jù)不完全統(tǒng)計,若全國企業(yè)利用太陽能+廢污熱水回收相結(jié)合,按照太陽能提供20%的能量計算,1年可節(jié)約原煤約8000萬噸,減排二氧化碳約16000萬噸,節(jié)能減排效果顯著。

         工業(yè)用熱很大一部分在60℃以上,多數(shù)集中在80℃~100℃左右,特殊用熱在250℃左右。可利用太陽能把水加熱到60℃~80℃,再進入工業(yè)鍋爐升溫100℃以上,可大幅度節(jié)約蒸汽費用或燃煤費用,又可大大縮短加熱水升溫時間,提高工作效率,同時為節(jié)能減排作貢獻。

              各行業(yè)生產(chǎn)工藝對熱水溫度需求:

              
         太陽能集熱器可大規(guī)模地應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域,工業(yè)車間有足夠大的屋頂面積,并不影響外觀,同時又具隔熱的效果,環(huán)保、節(jié)能、減排既符合國家的節(jié)能減排政策,又降低企業(yè)運營成本,大大提高企業(yè)競爭力。

         三、國外太陽能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

         突尼斯很多種植大棚使用了太陽能加熱方式,可以提高土壤溫度1.5℃,棚內(nèi)作物可提早收獲一個月。法國的科西嘉島也建立了三公頃利用太陽能加熱的種植大棚,收到了良好效果。塞浦路斯還集中了各國太陽能集熱器的優(yōu)點,建立了比較先進的用于塑料大棚的太陽能集熱器。法國國家農(nóng)業(yè)園藝研究所利用太陽能加熱棚內(nèi)的熱水循環(huán)裝置也是很成功的辦法。

        太陽能干燥技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用工作已在世界上許多國家展開,主要有美國、英國、法國、德國、加拿大、澳大利亞、新西蘭和日本等國。太陽能干燥的推廣應(yīng)用大部分在熱帶和亞熱帶國家,如南非、烏干達、菲律賓、泰國、印度、孟加拉國及中國等。泰國早在20世紀(jì)80年代就推廣使用一種太陽能干燥器烘干谷物,在非收獲季節(jié),還可以用于干燥胡椒、辣椒、咖啡豆、小蝦等,可全年利用。印度研制了太陽能與煙氣聯(lián)合的谷物干燥機,日干燥能力為650~1000kg,也有每小時干燥能力為375kg的太陽能谷物干燥機;還有用于干燥胡椒的太陽能干燥房,效果很好。此外,印度在煙草和馬鈴薯等農(nóng)作物方面,也在推廣太陽能干燥。印度尼西亞的太陽能干燥多數(shù)為溫室型,也有用木屑作燃料加熱水作輔助能源的組合干燥裝置,干燥對象主要是谷物等農(nóng)作物。

        據(jù)相關(guān)資料報道,國外已建成一批采光面積超過500m2的大型太陽能干燥器,其中美國4座、印度2座、阿根廷1座,這標(biāo)志著太陽能干燥在世界上已經(jīng)進入生產(chǎn)應(yīng)用階段。由于全球的能源和環(huán)境問題日益突出,近十年來太陽能干燥技術(shù)的應(yīng)用有較大的發(fā)展。國際太陽能干燥技術(shù)的推廣應(yīng)用情況有以下幾個特點:

      (1)太陽能干燥對象以谷物、煙草、水果等農(nóng)副產(chǎn)品為主,其次是木材。

      (2)太陽能干燥的發(fā)展方向是提高太陽能干燥裝置的熱效率和降低成本。

      (3)注重實用性,盡量使用廉價材料。例如以干沙做吸熱體,用塑料薄膜做透光材料。

     (4)許多國家對太陽能等新能源的開發(fā)和推廣應(yīng)用都有相應(yīng)的鼓勵和扶持政策。例如在瑞典對節(jié)能干燥技術(shù)有15%的財政資助。德國、美國、澳大利亞、日本及印度尼西亞等國,對太陽能干燥實行免稅、減稅、補貼、無息或貼息貸款等優(yōu)惠措施。

        四、我國太陽能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用

        我國是農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)是我國重要的經(jīng)濟支柱,工業(yè)化農(nóng)業(yè)已成為目前農(nóng)業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。但是,從生態(tài)學(xué)角度看,以大量投入化肥、農(nóng)藥、機械、能源為主要特點的工業(yè)化農(nóng)業(yè),對土地和資源實行的是掠奪式開發(fā)利用,忽視了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生態(tài)效益及環(huán)境保護問題,潛藏著嚴(yán)重的后果。發(fā)展工業(yè)化農(nóng)業(yè)應(yīng)用太陽能已成為發(fā)展趨勢,可促進低投入、高產(chǎn)出,低能耗、少排放的生態(tài)農(nóng)業(yè)。

        太陽能在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛,如太陽能溫室養(yǎng)殖、太陽能農(nóng)業(yè)大棚、太陽能干燥、太陽能海水淡化等都已經(jīng)應(yīng)用到實際生產(chǎn)中,尤其是對能源較為缺乏的農(nóng)村來說,合理利用太陽能具有非常重要的意義。

         我國西部地區(qū)日照時間長、太陽能資源豐富、盛產(chǎn)各種水果蔬菜,果蔬脫水干燥成為當(dāng)?shù)匮娱L農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的重要舉措之一。通過利用太陽能干燥技術(shù)設(shè)備對改善中小型農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)生產(chǎn)工藝落后、資源利用率低、能耗排污高、環(huán)境污染嚴(yán)重等狀況具有重要意義。太陽能溫室對養(yǎng)殖業(yè)同樣具有很重要的意義,不僅能縮短生長期,對提高繁殖率、降低死亡率都有明顯的效果。解決了農(nóng)業(yè)上很多的問題,增加了用戶的收入。利用太陽能與溫
室大棚結(jié)合可以更好地調(diào)節(jié)大棚內(nèi)溫度,使得植物更好地生長。也可以種植對溫度要求更為苛刻的經(jīng)濟作物,并延長溫室大棚使用時間,為用戶獲得更好的效益。除此之外,通過對土壤的加熱,也可以滿足觀賞溫室及空中花園的需求。因此,太陽能溫室已成為中國農(nóng)、牧、漁業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展不可缺少的技術(shù)裝備。

         太陽能溫室在中國北方,還能與沼氣利用裝置相結(jié)合,用它來提高池溫,增加產(chǎn)氣率。

         目前,太陽能集熱器與養(yǎng)殖業(yè)的結(jié)合,主要根據(jù)高低溫水循環(huán)原理,控制水池溫度,使水保持恒溫。農(nóng)業(yè)用熱很大部分都在35℃以下,利用太陽能集熱器完全可以滿足需求。此項技術(shù)除了用在養(yǎng)殖業(yè)上,并可以給游泳池供熱,適用于初春、深秋、寒冬三個時間段。
         

  五、太陽能在工農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的問題


  通過上面對國內(nèi)外現(xiàn)狀的分析,可以發(fā)現(xiàn)太陽能在工農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用前景比較廣闊,也做了一些工程實例,但仍然存在一些問題,總結(jié)如下:


  1.太陽能熱利用技術(shù)在工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用工程較少,許多工業(yè)領(lǐng)域的決策者甚至不了解太陽能工業(yè)加熱系統(tǒng),決策者也非常保守,總是會選擇傳統(tǒng)的、久經(jīng)時間證明的技術(shù)和產(chǎn)品,嚴(yán)重地阻礙了太陽能熱利用技術(shù)在工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。


  2.在成本方面,盡管太陽能工農(nóng)業(yè)加熱系統(tǒng)在運行中的費用較低,但其與許多可再生能源一樣初期投資成本較高。在技術(shù)方面,許多工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中用熱要高于傳統(tǒng)太陽能熱利用產(chǎn)品能提供的溫度,需要配備輔助能源。


  3.在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)方面,有太陽能工農(nóng)業(yè)熱利用項目的安裝經(jīng)驗的機構(gòu)為數(shù)不多,成熟的規(guī)劃指導(dǎo)、技術(shù)文件缺乏。在人才方面,太陽能工業(yè)加熱技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)人才非常缺乏。


  六、發(fā)展太陽能工農(nóng)業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用的措施


  太陽能熱利用的發(fā)展比太陽能光伏發(fā)電在技術(shù)、利用上更復(fù)雜,其市場的推廣和應(yīng)用環(huán)境也更難創(chuàng)造。但是,做好太陽能熱利用工作是一項戰(zhàn)略性任務(wù),我國應(yīng)借鑒國外先進的技術(shù)和經(jīng)驗,采取更有效的措施,推動我國太陽能全面熱利用的實施,使其更快發(fā)展。


  1.應(yīng)重視太陽能工農(nóng)業(yè)系統(tǒng)利用技術(shù)的研究和開發(fā)。政府宜動員多方力量,提出一些明確的目標(biāo)和要求,引導(dǎo)和支持有志于此的企業(yè)參與進來,共同研究、開發(fā)和提高技術(shù)水平。


  2.要構(gòu)建推動太陽能工農(nóng)業(yè)應(yīng)用市場發(fā)展的法律和政策措施體系,制定一套完善的補貼制度,鼓勵各工農(nóng)業(yè)企業(yè)積極利用太陽能熱利用系統(tǒng),升級改造原有高能耗系統(tǒng),促進其參與國家節(jié)能降耗減排工作。


  3.要加強對太陽能工農(nóng)業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用的宣傳。目前對太陽能工農(nóng)業(yè)系統(tǒng)技術(shù)和應(yīng)用的支持主要是業(yè)內(nèi)專家和企業(yè),在廣大工農(nóng)業(yè)企業(yè)之間,還沒有形成一個良好的應(yīng)用環(huán)境。這需要積極宣傳,爭取讓太陽能工農(nóng)業(yè)系統(tǒng)技術(shù)成為工農(nóng)業(yè)企業(yè)節(jié)能改造中的一個基本元素。實際上,在每一家工農(nóng)業(yè)企業(yè)中,都存在太陽能工農(nóng)業(yè)系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的潛在需求,因為每一家工農(nóng)業(yè)企業(yè)都需要熱能。


  4.要加強太陽能工農(nóng)業(yè)系統(tǒng)技術(shù)的國際合作。我國太陽能熱利用整體技術(shù)的提高和加快應(yīng)用,離不開國際上的合作。雖然我國在市場和技術(shù)應(yīng)用方面的空間很大,但在技術(shù)方面,相比國際上還存在一定的差距。彌補技術(shù)方面的差距,我們不可能一切都從零開始,應(yīng)大力加強國際合作。


  七、提升目標(biāo)建議


  1.“十三五”初期,在河北、山東、江蘇、浙江、東北等地區(qū)進行工農(nóng)業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用示范工程,每個地區(qū)選擇2~3種工農(nóng)業(yè)用熱節(jié)能改造潛力較大的企業(yè)進行3~5個示范項目,通過示范工程收集數(shù)據(jù)、總結(jié)經(jīng)驗,形成規(guī)范文件后進行規(guī)模推廣。


  2.“十三五”中期,在河北、山東、江蘇、浙江、東北等地區(qū)各種工農(nóng)業(yè)用熱改造類型示范總結(jié)的基礎(chǔ)上,形成不同類型的“工農(nóng)業(yè)用熱改造項目指導(dǎo)意見”,向更大范圍推廣示范。


  3.“十三五”期間,為既有工農(nóng)業(yè)用熱項目改造和新建工農(nóng)業(yè)用熱節(jié)能規(guī)范要求,規(guī)模化推廣編制相關(guān)標(biāo)注及規(guī)范性文件,加強專業(yè)人才力量建設(shè)與培訓(xùn),提高太陽能工農(nóng)業(yè)供熱業(yè)務(wù)水平,為規(guī)?;茝V應(yīng)用太陽能工農(nóng)業(yè)系統(tǒng)打下堅實基礎(chǔ),為國家工農(nóng)業(yè)節(jié)能降耗做出積極貢獻。


  八、主要措施建議


  1.行業(yè)協(xié)會應(yīng)組織業(yè)內(nèi)各企業(yè)人員參加太陽能工農(nóng)業(yè)系統(tǒng)技術(shù)、施工、運營管理知識培訓(xùn)班;


  2.清理完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),在政府相關(guān)管理部門的支持下,組織國內(nèi)專家立項編制、修訂與“太陽能工農(nóng)業(yè)系統(tǒng)”相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與管理規(guī)范文件;


  3.行業(yè)協(xié)會分階段對修訂后的標(biāo)準(zhǔn)與管理規(guī)范文件在業(yè)內(nèi)組織宣貫;


  4.政府出臺政策支持太陽能工農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的示范、推廣應(yīng)用,力爭“十三五”期間太陽能工農(nóng)業(yè)系統(tǒng)面積達到0.5~1億平方米;


  5.政府相關(guān)部門與行業(yè)協(xié)會形成聯(lián)動機制,具體實施、推廣太陽能工農(nóng)業(yè)系統(tǒng)項目,并不斷跟蹤總結(jié)、完善相關(guān)制度規(guī)范。

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