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纽约州大力发展太阳能光热系统

更新时间:2012-04-04
通过实施太阳能采暖与制冷计划,美国纽约州在未来10年将扩充20亿瓦特太阳能光热容量,创造2.5万个新的绿色就业机会,增加26亿美元收入,使全州居民每年节省1.75亿美元。该州雄心勃勃,决心在全国太阳能光热使用方面处于领导地位,成为真正意义的“阳光州”(美国佛罗里达州的别名)。

    纽约州发展太阳能光热的“路线图”由130多个企业、研究机构和政府代表制定,把重点放在投资研发和普及太阳能光热技术的利用上,通过对消费者的教育和激励机制、安装培训以及促销来吸引厂家。据美国太阳光热利用协会(STC)透露,该州到2020年将新增100万台太阳能热水器,给50万套住宅装配太阳能采暖与制冷系统。

    尽管这些数字仍然远远低于德国市场,但纽约州实施的太阳能采暖与制冷计划在美国具有重要的意义。迄今为止,联邦政府像其他许多国家一样对发展可再生能源做得很有限,不够重视太阳热能、风能和太阳能光伏。在美国的其他州着手研究制定自己的可再生能源计划时,纽约州的太阳能光热计划已经脱颖而出。

    纽约太阳能行业协会称,“路线图”背后的意义毋庸置疑。该协会会长罗恩·卡门说:“纽约州建筑物所消耗能量的60%是用来提供热量和热水,‘路线图’使得该州正在成为全国研究、开发和部署太阳能光热利用技术的‘领导者’。”

    “路线图”专注于纽约州建筑物太阳热能和热水的应用,不但与财团的新思路合拍,而且堪称全球最佳的实践样本。它的目标是大力发展纽约州有关的太阳能光热产业,使得全州太阳能光热的总装机容量从目前的估计的6兆瓦热到2020年增至2000兆瓦热,其中住宅和商业安装分别占70%和30%。

    纽约太阳能行业协会估计,实施“路线图”后,到2020年有望节省石油600万美加仑(合2250万升)、天然气950万立方英尺(合27万立方米)、取代每年320千兆瓦时的电力生产,每年为消费者节省1.75亿美元以上。

    面临的障碍

    尽管美国安装的太阳能光热总量达到7.6吉瓦兆卡,与德国8吉瓦兆卡的总热量比较接近,然而其中大部分用于加热游泳池,而不是家用热水或空间加热。按人均计算,纽约州和德国之比为100:0.3。事实上,“路线图”承认了美国在太阳能光热利用方面落后于世界。虽然基础薄弱,太阳能采暖与冷却只占美国能源使用总量的30%左右,目前太阳能光热容量相当于整个美国的能源消费0.06%左右,但是“路线图”的执行给太阳能光热的发展带来了极好的机会。

    太阳能热水系统是利用太阳能集热器,收集太阳辐射能把水加热的一种装置,是目前太阳热能应用发展中最具经济价值、技术最成熟且已商业化的一项应用产品。太阳能热水系统的分类以加热循环方式可分为:自然循环式太阳能热水器、强制循环式太阳能热水系统、储置式太阳能热水器等三种。在一栋典型的居宅里,太阳能光热系统可以提供50%~70%的热水。在寒冷的气候条件下,太阳能光热系统更是大有作为,加拿大就是一个极好的例子。在2008年安装的空间加热和水加热的热容量达到40兆瓦卡。

    即便如此,“路线图”的提出者强调太阳能光热系统的利用率和市场增长水平是很多因素的结果,其中包括能源成本、政府法规、积极的营销和教育计划以及奖励措施。

    目前仍然有不少大的障碍需要克服。例如,太阳能光热技术和它的好处不为许多消费者所知,还缺乏确保成功安装的完整行业知识和认证安装商,从材料到最终用户的价值链断裂。此外,产业发展的潜在障碍还包括因20世纪70年代和80年代留下的后遗症所产生的意识淡薄和感知麻木。当时,不良的系统集成和安装使得太阳能光热系统给人们留下不可靠、寿命短的印象。

    为了大规模地推广太阳能光热系统的使用,政府公共部门的支持必不可少。有关的公共教育活动要想取得成功,离不开有关行业和政府官员的鼎力相助。系统成本是关系能否普遍采用的另一大障碍,从一开始就要使太阳能光热系统物有所值,从而吸引企业和消费者。培养一支训练有素的员工队伍是实现“路线图”目标的关键,这样才能确保安装质量高,系统运转正常。

    成本的核算

    纽约州能否把太阳能光热产业做大做强,取决于3个方面:用户的能源成本节约、环境的影响、通过创造就业机会和行业销售带动经济发展。

    为了评估采用太阳能光热技术产生的潜在影响,并探讨达到“路线图”目标的激励机制和增长水平,纽约州开发了直接热水(DHW)系统的模式。根据产业的投入,该系统模式的住宅系统和商业系统初始安装成本分别为8000美元和1.8万美元。成本根据竞争的加剧和供应的增加以及未来技术的改进,每年递减5%。

    在美国,纽约州的能源价格是最高的,2009年1度电的价格平均17.8美分。在2010年,一个4口之家花在生活热水上的费用为390美元~1100美元(取决于燃料来源)。过去10年中,纽约州能源价格持续上涨,燃料油和天然气每年的平均涨幅分别为9%和11%。以燃油价格每年涨幅8%的保守估计,到2020年,每户把水加热要耗资620美元~1700美元(同样决取决于燃料来源)。

    可以做过这样的分析,假设能源价格年均增长8%,一个4口之家用太阳能光热系统加热其中50%的水,那么到2020年就可以节省310美元~850美元。单从住宅生活热水的供应来看,节省燃料也显示出大幅减排的潜力。据统计,纽约州使用太阳能光热系统的一个4口之家在2010年节省燃油约100加仑、天然气125千卡或电3100度。