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太陽能熱水工程經濟效益與社會效益分析添加時間:2016-04-28
目前能源形勢
能源枯竭,大氣汙染;森林縮小,物種滅絕;植被退化,水土流失;臭氧減少,溫室效應……人類無節製的開發使地球不堪重負。
前不久,由國際能源署(IEA)和國家發改委能源研究所共同完成的一份研究報告———《2004世界能源展望》,在描述2030年以前全球能源體係的發展趨勢時指出:如果各國政府繼續奉行2004年的政策,世界2030年的能源需求將比目前上升近60%,中國的一次能源需求占全球一次能源需求的比例將從12%增加到16%。該報告認為,能源安全將在短期內有更大的風險,
  目前,我國麵臨著常規能源資源約束、過分依賴煤炭汙染嚴重、能源利用效率低等問題,其中:
(1)汙染嚴重由於大多數煤炭是通過直接燃燒方式來利用的,對大氣環境造成汙染。據統計,中國大部分城市的煙塵和二氧化硫含量都超過國家標準,大氣中90%的SO2,70%的煙塵,85%的CO2和87%的氮氧化物都來自煤炭的直接燃燒。
(2)利用率低,浪費大我國工業鍋爐和窯爐用煤量約占煤炭消耗量的45%,利用率在25~65%之間不等;發電及供熱用煤占25%,係統效率在35%左右;城鄉居民炊事用煤占17%,轉換效率18~35%;生產原料用煤僅占13%。據測算,這種以煤為主體的能源係統的整體效率同國際先進水平相比約低30%。
(3)運輸壓力重我國的煤炭產地有70%集中在西北部,而煤炭的消費地區又主要集中在東北、華東、華中和華南,北煤南運,西煤東調,運量大、距離長,增加了鐵路運輸的困難。
(4)農村地區常規能源短缺:特別是邊遠農村、牧區、海島居住分散,電網難以覆蓋
我國鋼鐵企業每多耗煤1000萬噸,就會生15萬噸SO2,10萬噸煙塵;火力發電,每多消耗1000萬噸標準煤,就會多產生18萬噸SO2,300萬噸煙塵。全球電力行業排放的二氧化碳占全部二氧化碳排放總量的37% ,中國碳排放量居於世界第二位,其中85%左右是燃燒煤炭造成的。
能源汙染使中國每年損失一千多億,經濟損失高達國內生產總值的2% ;酸雨影響了中國三分之一以上的土地;研究人員認為煙塵可能使中國農業減產5%~30%。如果中國產糧地區的煙塵得到治理,中國可能就不需要進口糧食了。
太陽能熱水係統減少汙染的排放量
以燃用礦物燃料形成的CO2為主體的溫室氣體排放是造成氣候變化的主要根源。這一結論已經成為國際社會的共識。減少溫室氣體的排放,關鍵在於減少礦物能源的使用。在現有技術條件下,無非是提高能源效率和尋求替代能源,而最終解決問題的根本出路在於替代能源,太陽能的開發利用是替代能源中至關重要的選擇。
1)太陽能熱水係統節能預測分析:
每推廣1平方米太陽能集熱器每年約節約標煤:160Kg;(注:標準煤的當量熱值為29298KJ/Kg,工業煤的當量熱值為20900KJ/Kg,非標準煤9000 KJ/Kg。)折合非標煤520 Kg.
2)太陽能熱水係統減少汙染的排放量
每推廣1平方米太陽能集熱器每年減少CO2排放:400Kg;減少SO2排放:4Kg;減少NOX排放:2.08Kg;減少粉塵排放0.58Kg。10噸太陽能熱水係統(集熱麵積150㎡)每年可減少CO2排放:60000Kg;減少SO2排放:600Kg;減少NOX排放:312Kg;減少粉塵排放87Kg。每年就相當於節約24000Kg標準煤(節約非標準煤78000Kg)。
 太陽能熱水係統與電熱水係統能源消耗對比(以10噸/天太陽能熱水工程為例)
按照一年300天不需要電輔助加熱計算,係統以定量10噸水計算,係統基礎水溫按12℃,終止水溫按50℃,每天需要的熱量為:
Q=Cpm△T=4.18×10000×(50-12)=1588400KJ
式中:Q—該熱水係統運行需要的能量(KJ)
Cp—水的定壓熱容(Cp=4.18KJ/(kg•℃))
△T—水的溫差(即熱水溫度與基礎水溫之差)
m—水的質量(kg)。
若上述熱量由電加熱提供(每度電的熱當量為3600KJ/KWh,效率0.8,電費:非生活用電每度1.00元),每天耗電量為:
1.5884×106 KJ /(3600×80%)=551(Kwh)
每天電費:551×1.00元=551(元)
每年耗電費用:551元×300天=165300(元)
20年耗電費用:165300元×20年=3306000(元)
若上述熱量由太陽能熱水係統提供(太陽能熱水係統使用壽命20年),電加熱輔助(按每年65天完全用電),每天耗電量:
1.5884×106 KJ /(3600×80%)=551(Kwh)
每天電費:551×1.00元=551(元)
每年輔助加熱電費為:551元×65天=35815(元)
20年輔助能源耗電費用:35815元×20年=716300(元)
水泵所消耗的電能
水泵功率合計為1KW,平均每天運行時間按照5小時計算,
每年水泵電費為:1KW×5小時×1.00元×300天=1500(元)
20年水泵電費為:1500元×20年=30000(元)
太陽能熱水係統與電加熱比較每年節約電費:
165300元-35815元-1500元﹦127985(元)
20年節約電費:127985元×20年﹦2559700(元)

通過上述的實際計算可以得出結論:與其他常規能源熱水係統相比較太陽能熱水係統具有節能減排,運行費用低,係統自動控製自動運行,經濟效益和社會效益顯著的特點,具有其他常規能源熱水係統所不具備的明顯的優越性和經濟性,會給用戶帶來巨大的經濟效益,同時為響應國家低碳經濟和節能減排的號召做出了不可低估的巨大貢獻。太陽能熱水工程用戶的設備投資一般在一年半收回投資成本。