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太阳能直接采暖在“碳中和”中的应用

优居视界 2022-11-22 16:32:28 阅读量64610

江苏省室内设计学会常务理事 邹学俊

政府工作报告将“扎实做好碳达峰、碳中和各项工作”列入近年政府的工作重点,中央经济工作会议明确将做好碳达峰、碳中和工作确定为八大重点任务之一。我国提出,二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,力争2060年前实现碳中和,实现这一愿景目标,应当如何发力?实现碳达峰、碳中和目标,时间紧、任务重。碳达峰和碳中和涉及产业升级、技术创新、制度创新等多个方面。中国节能将构建服务国家“碳中和”目标实现的产业和技术布局,持续提升清洁能源开发利用规模,大力发展生物质能源化利用,着力开展基于数字化技术的高碳及高能耗行业能效服务,强化区域能源供热和综合能源服务能力。要以高质量发展为主线,做强做优节能与清洁供能传统主业、做专做优绿色建筑承载平台业务、做强做实科技服务创新业务。同大多数环境问题一样,实现碳中和有赖于疏堵结合。最终的方法就是从能源结构进行转型,用可再生能源、核能等清洁能源替代煤炭、石油、天然气等化石能源,其中太阳能就是优质的清洁能源,利用太阳能采暖将是实现“碳中和”的重要途经之一。

伴随经济的高速发展,我国的碳排放量也同步快速增长。在我国的碳排放结构中,发电和供热约占四成,制造和建筑业约占23%,工业生产过程释放的二氧化碳约为10%,交通运输占比约为7.5%。实现碳中和目标对目前碳排放比重较大的行业将产生重大影响。其中工业减排、建筑减排等会出现深刻变化。能源是国民经济最重要的基础性投入之一,能源价格的变化对经济、居民生活造成影响。在现有技术条件下,如果不计“外部性成本”,传统能源的高效减排以及清洁低碳能源的利用势必会导致整个能源使用成本的上升。此外,“碳排放权”市场的建立意味着传统能源类企业将面临高昂的成本,成本的上升必然会传导到能源产品价格中去。所以,实现“碳中和”要算“经济账”,通过加强清洁能源技术创新,提高能源效率,降低低碳能源使用成本,推进工业、建筑、交通、公共机构等重点领域节能,着力提升新基建能效水平,是中央经济工作会议提出的实现“碳中和”目标的重要措施之一。

  太阳能采暖技术在欧洲、美洲等地区具备了经济可行性,而在我国的研究及应用则很薄弱。目前,我国一些高校及科研机构在太阳能热利用的理论研究上有了不少成果,但落实到具体产品上,还没有引领市场形成产业的产品出现,特别是在太阳能直接加热空气的设备及材料研制上。太阳能直接加热空气及除湿的应用市场将是与用太阳能加热水应用同样的巨大市场,其对国家节能减排以及“碳中和”目标的实现起到不可预估的效果。

太阳能金风系统是太阳能直接采暖的落地项目

特别是在光热转换领域中的光热转换率较低,目前世界上使用并认同的常规热转换金属材料的热转换率不到18%,所以太阳能集热器中的光热转换材料的研发是提高光热转换效率的关键。

太阳能利用和转换的方式有:光热转换、光电转换和光化学转换。光热转换是通过转换装置把太阳辐射能转换成热能后被直接利用,太阳能节能建筑是典型的太阳能热利用系统与设施。而目前太阳能产业特点是:光电产业发达,光热产业滞后,太阳能热利用产业升级缓慢,传统的太阳能热水应用技术发展进入瓶颈期,面临着缺乏新潜力的应用技术和市场领域。太阳能热利用产业在太阳能供暖、工业供热等多元化应用层面总量很小,相应新产品、新材料研发、系统设计的技术能力薄弱,而且在新应用领域的相关标准、检测、认证等产业服务体系也尚需完善。

建筑内部及人居住环境中的湿度影响及平衡,越来越得到社会的重视。建筑除湿及环境系统设备吸放湿材料的研发,也成为建筑新材料专家们关注的焦点。

随着物联网技术的高速发展,光热转换、除湿系统及新能源利用的互联网+,将是下一个产业风口的重要部分,我们不仅要推进新材料的研制,还有完善设备系统设计集成及运用,尽快使睡着研发功劳簿上的光热转换新技术、新材料形成落地产品,为人类造福!太阳能高效集热采暖系统将作为太阳能光热转换的优秀典范,在完成结构及控制改造后即能进入产业化生产。利用太阳能直接加热空气的高效集热、除湿及光热转换运用将是我国太阳能利用除光伏发电和太阳能热水系统外的又一个万亿级的市场。其产业化后的经济及社会效益将是不言而喻的,太阳能高效集热、除湿及多功能应用在中国将有十分广阔的前景。

通过太阳辐射能的高效热转换材料及设备的研制,建立绿色节能建筑应用体系,把太阳能直接采暖的功能应用到现实生活中,实现太阳能光伏、光热转换及太阳能热水的综合利用,打造出世界上第一台集太阳能光伏、光热及太阳能热水的纯绿色节能设备,为我国“碳中和”目标的实现做出贡献!

责任编辑:南京 来源:优居视界
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