5月26日，由河北省太陽能利用行業(yè)協(xié)會、河北省光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、國際銅業(yè)協(xié)會、IMSIA國際金屬太陽能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合舉辦的“2016中國河北第三屆可再生能源工農(nóng)業(yè)利用峰會”在保定市電谷國際酒店隆重召開。
上海同濟大學李崢嶸教授從建筑的角度為我們分享了太陽能采暖技術(shù)和市場研究。李教授介紹，太陽能的應用不是一個新問題，大家可以看一下歷史，我們國家從第二個五年計劃中就提到過太陽能應用，當時大家主要是針對西北地區(qū)，但是第二個五年計劃延伸到今年的第十三個五年計劃離得就是關(guān)于太陽能的應用。所以你說這個問題說簡單也簡單，說復雜肯定也是復雜的，為什么橫跨了11個五年計劃還沒有完成？這里面是蠻有意思的。
這是網(wǎng)上部分數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)說明不管燃料或能源如何變化，從煤變成天然氣，或更清潔的能源，建筑能源需求一直存在，也就是說整個建筑能源需求非常旺盛。
整個能源需求曲線呈上升趨勢，包括城市熱力用能也是急劇上升，與過去相比，除了用戶采暖需求提高外，還有生活熱水需求。五年前，居民對熱水的需求還小，隨著居民生活水平提高，用戶生活熱水習慣也從南往北發(fā)生較大變化，城市熱水需求逐年提升，熱水市場越來越大。
大家看下面這條線，我們的室內(nèi)溫度必須達到一個最低水平，那個黃線是從用戶的角度，保證室內(nèi)的溫度必須達到這個標準。
但是我們看上海的調(diào)研結(jié)果，冬季大部分的用戶溫度都在藍線以上，這意味著什么呢？我們都在這個深層線以下，所以這個區(qū)域冬季采暖的需求非常旺盛，關(guān)鍵是我們怎么采暖，因為國家限制建筑能耗。今年國家“十三五”供暖專項里面也有長江流域采暖專項研究，不允許提高單位面積年耗電量或耗能量，為可再生能源尤其是太陽能創(chuàng)造空間。
最下面那張圖是我以前拍的，是個歷史建筑，屋頂上表面的保護層已被破壞，這是因為老百姓自發(fā)做太陽能，即使太陽能不保溫，還是愿意做，所以從這個心理角度上老百姓完全接受太陽能熱水系統(tǒng)。
我們在做分析比較時，通常會對比各個國家太陽能熱水供應。看那個國家太陽能熱水系統(tǒng)更好。建筑層面一旦變成強制性措施后，就變成國家的一個指定政策和指定性計劃。
如果強制性推廣呢？一個是現(xiàn)代建筑高層高壁比較多，所以在施工或者設計時，都需要精細設計，因為現(xiàn)在建筑外墻和陽臺側(cè)面都有太陽能熱水系統(tǒng)，但是實際墻壁太陽能熱水系統(tǒng)熱水溫度能夠達到多少呢，再分攤到樓面上，整個建筑領(lǐng)域又是多少呢？
建筑上實際上有一個很大的特點，并不是說技術(shù)好，而是最適合的。
這個房子是新加坡一個三層建筑，老房子改造的。其實新加坡這大家都很熟悉，它的一個特點就是氣溫高，空氣潮濕，政府為控制熱和濕做了兩件事，第一個是把熱擋在建筑外，第二個是要把太陽能給利用起來，不讓進入室內(nèi)。這樣做了一個整體的規(guī)劃之后，當然主要采用光電、綠色植被還有自然通風。這樣使得全年的空調(diào)時間減到2780小時。我們?nèi)昕照{(diào)需要多少小時呢？8760小時，我們做暖通空調(diào)時是按照8760小時算的，而實際上用空調(diào)的時間就2780小時。這比我們現(xiàn)在上海居民使用時間還要短，所以可見太陽對房子來說太重要了，關(guān)鍵是如何隔絕，同時怎么利用起來？這是一個很有潛力的方向。
這是新加坡采用一些其他技術(shù)，屋頂上的綠化不是簡單的種樹，而是跟光電結(jié)合在一起，抬高了一些屋面，增加了屋面下通風的功能，增強了一個自然通風的效果。最有意思的是它的側(cè)面，光電技術(shù)就有好多種，有螺結(jié)構(gòu)，也有鈦金結(jié)構(gòu)的，但是在這個模型里面呢，實際上它的模結(jié)構(gòu)里面加入了一個叫做光導管的技術(shù)，能夠一邊發(fā)電一邊擋光。如果能夠把散射光利用起來那就更好了，也就是說發(fā)電的同時可以照明。
最右邊那張圖反映的是不同的遮陽功能，那個大的圓圓的像鐵盒子一樣的東西，是一個水平的導光筒，也就是說在對窗戶遮陽的同時將光導進去，屋頂上還有垂直的光，下面的感覺就是上面這張圖。但是問題也很明顯，電腦的后面是有光斑，這個對室內(nèi)的人來說也是一個光的污染問題，所以這個可以用在大廳，我覺得不適合用在辦公室。
我先看的中間這一張圖，這個很漂亮，再一看實際上是個光電源，與室內(nèi)設計結(jié)合后看不出有太多突兀的地方，對比周圍兩棟高層，周圍兩棟高層就是上圖左下角張圖，右邊實際是光電板。外形完全可以接受，但建筑附加一個發(fā)電功能。
這張是各地的一個統(tǒng)計圖，綠色的是太陽能建筑采暖，中間紅色光伏發(fā)電，藍色是太陽能制冷。從全世界發(fā)展來看，太陽能制冷技術(shù)到目前為止并沒有完全過渡，目前主要采用太陽能采暖、工業(yè)制冷與工業(yè)熱應用。
太陽能用在建筑上主要困難點是什么呢？第一個，不管是空調(diào)系統(tǒng)還是工業(yè)余熱系統(tǒng)，如果溫度達不到要求，建筑師和設計師都不敢用，所以這一點對于太陽能運用來講是一個蠻高的要求。第二個，作為建筑來講需要能源系統(tǒng)和能源需求必須匹配，也就是說我需要多少熱量，系統(tǒng)就提供多少熱量，時間也要完全匹配，只能大，不能小，還要具有可調(diào)性。可調(diào)節(jié)還反映在另外一個地方。國家第二個五年計劃建了很多太陽能房子，大家都很熟悉太陽房是根據(jù)冬天的負荷設計，也都面臨著夏天過熱問題，中國有這樣的問題，歐洲也存在類似問題。全球變暖，先前興建的太陽能建筑夏天過熱，我們的太陽能系統(tǒng)規(guī)劃設計時是否面臨同樣的問題？
第三個就是太陽能不穩(wěn)定性。今天有很多老總都談到采用跨季節(jié)儲熱，跨季節(jié)儲熱我的意見是夏天熱量存到冬天用，那么在這個儲能過程中，熱水消耗多少？可利用率是多少？對自然環(huán)境的破壞多少？或者這個蓄熱罐是多大？這個就需要預熱空間和技術(shù)要求，比如熱水分層問題，目前蓄冷也面臨同樣問題。
最后一個我覺得不難，就是系統(tǒng)性。大家對自己的設備就像自己的孩子一樣，問題也好，優(yōu)點也好，非常清楚，我今天也受益良多。但是只要太陽能用在這個地方，就是一個系統(tǒng)問題，而不是一個獨立的設備問題。因此必須從整個系統(tǒng)的角度來看你的系統(tǒng)是怎么樣的設計、安裝、調(diào)試。所以在今天的報告里面我就給個建議，大家還是跟我們的房子多溝通溝通。
那么與建筑結(jié)合的優(yōu)勢是什么呢？建筑這個東西實際上嫁接了很多物種，材料、結(jié)構(gòu)、保溫等等，從能源角度看，太陽能對系統(tǒng)貢獻還是蠻大的，可以做一些借鑒工作。比如說蓄熱蓄冷問題，土壤問題。
用幾張圖給大家展示一下，我們做水蓄冷的時候，實際上是有個定位的。就是說我這個系統(tǒng)到底蓄存多大建筑負荷？你可以蓄存100%、70%、50%、20%建筑負荷等等，這些都是設計期間你的定位，定位并不是說要花多少錢，而是要承擔建筑立面多少負荷，這個很重要。如果你的定位不清的話，后續(xù)系統(tǒng)設計可能多花錢，也可能無效或者效率低。
我們太陽能系統(tǒng)裝上去之后可能會跟空氣能熱泵、地源熱泵等結(jié)合在一起，你的的系統(tǒng)是什么呢？很多閥門需要不斷維護、調(diào)整，先適應你的調(diào)節(jié)，再去適合建筑調(diào)節(jié)，這是一個逐級調(diào)節(jié)的過程，這個調(diào)適是目前國際上一個熱點，就是怎樣將系統(tǒng)配合調(diào)試好。
還有一個就是環(huán)境問題，太陽能是靠天吃飯的，當建筑發(fā)展起來，我們發(fā)現(xiàn)由于周邊建筑條件的變化，全球氣候的變化和城市污染問題，各地太陽能其實有很大差別；系統(tǒng)安裝角度不同，太陽能輻照也是不一樣的，上面是我們實測的一個數(shù)據(jù)，左邊為我們模擬的系統(tǒng)，所以建筑節(jié)能走到精細化的時候，它就會在每個階段慢慢地推敲，慢慢地去磨合和改善。
區(qū)域供熱實際上在歐洲推廣有一段時間了，為什么出現(xiàn)區(qū)域供熱問題呢？實際上一個是太陽能，還有一個就是所謂的污染物的垃圾燃燒問題，不間斷的或者間斷的熱量問題，其他的沼氣等等，這一類的熱源都有共同特點，不穩(wěn)定和間斷性。如果把上述所有熱源集中在一起，然后用一個智能網(wǎng)把它調(diào)配起來，統(tǒng)一管理統(tǒng)一輸送，每一個用戶既是使用者又是生產(chǎn)者。所有熱源就會變成一個能源網(wǎng)格。
能源網(wǎng)會成為智慧城市里面一個很重要的網(wǎng)絡，因為沒有能源的話，這個城市無法正常運轉(zhuǎn)，所以能源網(wǎng)在智慧城市里面是很重要的。小區(qū)規(guī)劃有一個能源規(guī)劃專項，能源規(guī)劃時就應該把氣侯條件和對未來的預測等等都考慮進來，統(tǒng)一在能源網(wǎng)體現(xiàn)出來。
單純的來講，這些都是大家比較熟悉的東西了，太陽能熱水也好，采暖也好，它可以分成好幾個類型。第一個就是建筑一體化；第二個就是關(guān)于多能互補的問題，是不是要注意能源是否匹配跟調(diào)適；第三個就是能源區(qū)域的問題，就是我說的能源微網(wǎng)或者智能微網(wǎng)。
最大的問題是我們應該提倡需求能源管理。熱水直供式系統(tǒng)，它是一個分享的過程，我覺得這個東西最簡單，如果采用跟用戶相結(jié)合方式，也有一個弊端，分開熱泵組合還是串聯(lián)熱泵提升？如果你用在熱泵冬天蒸發(fā)側(cè)，提高它的溫度，我不僅幫你解決了負荷問題，還幫你提升了系統(tǒng)能效，所以對系統(tǒng)是個提升過程，而不僅僅是分享的過程。
還有區(qū)域問題，當然這個瑞典示范工程較多，丹麥政策已經(jīng)跟進了，他們有很多好的經(jīng)驗，大家可以去參觀一下。但是這種工序?qū)嶋H上是要跟當?shù)氐淖匀粭l件相結(jié)合。我參觀的一個工廠燃燒橡膠，通過橡膠分解然后作為能源進行燃燒，再跟其他的配合，組裝起來運送到城市有關(guān)區(qū)域。
國際能源署預測到2050年時太陽能供采暖和熱水的用能為3500GW， 將占據(jù)采暖和生活熱水14%的份額。未來太陽能熱需求前景還是很廣闊的，謝謝大家！
