太阳能在生活中的应用

【专家解说】：　　太阳能产业：路在何方？ 　　2009年07月24日 来源： 科技日报 作者： 郭姜宁 　　■ 对话背景 　　全球性的金融危机使许多行业陷入前所未遇的困境，与此同时，太阳能产业作为新能源产业的主力军被推向前台，并被赋予缓解环境压力、拉动经济走出低谷等众多历史使命。截至2008年底，太阳能电池突破2000兆瓦，连续两年保持全球市场份额第一的位置。最近，在太阳能界，一项名为“太阳能南墙计划”被频频提及。 　　我国太阳能产业究竟该如何发展？“南墙计划”能否解决我国南北方冬季取暖的巨大难题？在众多太阳能技术中，怎样以最低的成本获得最佳取暖效果？带着这些问题，本报采访了联合国工业发展组织国际太阳能技术促进转让中心主任、中国可再生能源学会副理事长、中国能源学会副会长、甘肃自然能源研究所所长喜文华研究员。 　　我国太阳能与建筑最有用的结合，是以太阳能热利用为主、光伏为辅 　　■ 将新闻进行到底 　　主持人：殷 鑫（太阳能信息报记者） 郭姜宁（本报记者） 　　嘉 宾：喜文华（联合国工业发展组织国际太阳能中心主任） 　　——能量转换—— 　　解决南北方百姓生活取暖难题 　　主持人：何为“南墙计划”？ 　　喜文华：“南墙计划”的全称为“太阳能南墙采暖（降温）计划”，其概念解释是：光热与光伏应用技术与建筑的结合。世界人口绝大多数居住在北半球，那么我们居住的房屋建筑的南墙面向太阳，受到阳光照射的时间最长，因此我们就在“南墙”上面来做文章。这是我思考多年并于去年提出的一个想法，其核心技术构件与经验来自于由甘肃自然能源研究所30多年的研究和其在1983年建成的亚洲最大的“太阳能采暖与降温技术试验示范基地”。在该基地上的16种不同类型的太阳能建筑物上示范了各种太阳能技术，并在南墙上分别镶嵌太阳能空气集热器和其他太阳能集热蓄热构件。冬季，集热器件最大限度地吸收太阳能并转换为热能，然后循环到屋内来达到提高室温的效果；夏季，则尽可能屏蔽太阳直射的热量，阻隔房屋内外的热量交流，达到降温的效果。这不仅能解决北方寒旱地区农牧民的生活取暖问题，对于南方老百姓来说也是福音。我们都知道冬天南方的建筑室内比室外温度还低，而目前南方地区的冬季采暖费用较高，无法得到全民普及，这一矛盾，“南墙计划”便可基本解决。 　　主持人：它与我国的产业政策间关系如何？ 　　喜文华：“南墙计划”概念的完整提出，是以国家财政部和建设部推出的“太阳能光伏屋顶计划”为契机的。国家“太阳能光伏屋顶计划”的实施是对太阳能行业的极大支持和鼓舞，我们十分赞赏和支持。但是，“太阳能光伏屋顶计划”源于发达国家，也仅限于光伏领域，而以中国目前光伏领域的发展状况和我国整体的国民经济状况来看，这一政策的实施也只能局限于城镇和农村的某些公共建筑，如中小学、卫生院等，要普及到广大老百姓尤其是广大农民的日常生活中，“太阳能光伏屋顶计划”还远远不能满足中国目前的国情。 　　另外，“光伏屋顶”即使在发达的西方国家目前也只停留在概念阶段，太阳能光伏与建筑结合，即从技术、工艺、结构等方面实现完全意义上的一体化，在全世界成功的范例也不是很多，还有许多研究工作要做，不是一般人想象的那么简单。况且，目前中国的光伏发电上网仍存在一些技术和电网管理等方面的问题。要推广应用独立发电系统则蓄电池是不可缺少的，目前蓄电池的寿命只有5年左右，成本却占到了整个光伏屋顶工程的40%左右。如果国家在首次安装的时候给予补贴，那么后期的蓄电池维护和更换的费用还要继续补贴吗？如果继续补贴，那么国家势必要耗费更多的资金，如果不补贴，仅仅更换蓄电池这一项对于中国的老百姓来说也普遍无力承担，更何况任何国家的政策补贴都不是永久性的。 　　我国“光伏屋顶计划”这一政策的出台也是在金融危机的大环境下，政府帮助光伏企业启动国内市场具有重要意义，而距离真正的惠及百姓，还有很长的一段路要走。而作为太阳能科技工作者和媒体，你我的关注点更应该贴近百姓，贴近民生，对太阳能的关注或考虑也应该更长远、更持久些。 　　——降低成本—— 　　太阳能应用和节能技术相结合 　　主持人：“南墙计划”是不是就可以简单地理解为在房屋建筑的南墙上面加一个空气集热器呢？ 　　喜文华：当然不是！“南墙计划”不止于“南墙”工程。 　　首先，“南墙计划”的核心为各种太阳能集热器件（以平板式为最佳），但其应用方位不仅限于南墙，还可以应用到其他墙面或屋顶，以体现最佳的采暖与降温效果。 　　其次，农民做饭用的灶台。一直以来，农民生火做饭都是以破坏植物为代价的，这对环境的保护和农民的生活质量的提高都是一个巨大阻碍。我国的太阳灶技术发明较早，经历了比较长的一个过程，目前该技术已经达到了普及应用的条件，造价不高，使用便捷，很有必要在我国广大农牧区大力推广，尤其对于西部边远农牧民来说，常规能源需要付的费用和代价越来越高，植被本身覆盖率又低，因此推广太阳灶也应该说是一种非常好的解决办法。 　　第三，我们现在的一些科研院所和企业已经在考虑如何将太阳能与老百姓的保健睡眠结合在一起，在人们睡觉的床垫上面做了一些技术改造，但目前来说这种技术产品的价格还是凌驾于普通老百姓的经济能力之上，推广还需要一段时间，而且，北方的农村人群习惯了睡炕，这是几千年来老祖宗留下来的生活习惯。所以我说，现在睡炕一样可以利用太阳能，而且我一说技术原理，你可能要笑：为了能得到太阳的充分照射，我们农民家里的炕朝阳面，那么就在炕下面装满鹅卵石，外面加一个绝温材料制成的反射盖板，鹅卵石起到吸热和储热的作用，这样，太阳出来时打开盖板，让阳光直射鹅卵石，等太阳下去了，放下盖板，由于盖板本身是绝温材料制成不容易散热，再加之炕是由泥土制成保温性能很强，炕上面又铺着棉被就更加保温了。这就是太阳能炕，农村里睡了几千年的土炕，推广太阳能应用不是以改变农民生活习惯为代价，而是更好地更切合实际地为提高农民生活质量服务的，这两种关系不能本末倒置！对农牧民来说，就地取材，而且技术利用成本越低越好，农民一辈子辛辛苦苦地也攒不了几个钱，为了免费的太阳能再花高额的费用去买技术，不是买个金饭碗讨饭么？不划算啊。 　　其四，我国2007年太阳能集热器的产量已约占世界的80%以上，2008年，中国太阳能热水器年产量超过3100万平方米，年增长率达32.5%，年销售额400亿人民币，总保有量达到1.25亿平方米；目前全国有一定规模的太阳能热水器企业有1500余家。快速发展的太阳能集热器又是“南墙计划”的重要组成部分，并且我个人认为，平板式太阳能集热器（含各种空气集热器）最便于与建筑结合，它安全可靠性较高，耐过热性强，应鼓励推广应用。而对于如何结合的比较完美或成为建筑物的有效组成部分，则还需尽快研发出新的技术和新产品。 　　其五，“南墙计划”还包括节能省材技术，比如说农民在做饭时产生的热量，大部分用于把饭烧熟了，而另一小部分热量被损失了。这就可以在流行于农民当中的家庭土暖气上做文章，我们通过简单的烟囱和土暖气对接就能使做饭时散失的热量进入到土暖气里，节能和寻找替代能源同等重要和有意义，都是造福百姓的！太阳能应用和节能技术相结合才是完整的南墙采 　　暖（降温）计划。 　　主持人：“南墙计划”的优越性与实用性表现在哪些方面？ 　　喜文华：“南墙计划”是一个综合性计划，我们现在最普遍的太阳能热水其实只占老百姓日常生活耗能的不到四分之一，因为热水器洗澡的耗能本身就很小，真正耗能大的是采暖与降温系统，能够占到整个计划的约40%，其中老百姓的生活耗能又占到整个采暖耗能的40%左右，因此推广“南墙计划”，极具迫切性和必要性。 　　“南墙计划”中采暖部分按照技术含量的不同分为被动式太阳房、主被动结合式太阳房和主动式太阳房。而在普通老百姓（尤其是广大农牧民）生活中容易推广的肯定以物美价廉为主，那就是被动式太阳房和主被动结合的太阳房，而不论是旧房改建还是新建房屋，增加南墙部分的空气集热器，如是被动式太阳房，其成本则只增加约30%，主被动式太阳房，其成本则也不过增加约40%，这成本追加的部分正好是国家补贴“太阳能光伏屋顶计划”的30—40%的力度，而“南墙计划”中的任何一个项目都不需要老百姓自己再去掏腰包维护和更换，都基本上是一次性到位的。太阳能“光伏屋顶计划”让我们看到了国家在太阳能行业的助推上所倾注的重视与关怀，这让我们对太阳能光热领域的发展更加信心百倍。 　　——转变观念—— 　　推动传统建筑行业转型 　　主持人：这个计划有什么社会意义？ 　　喜文华：太阳能南墙采暖降温计划，不仅不是一个单项内容的计划，更不是一个完全独立的计划。 　　首先，“南墙计划”的基础在于利用最低的成本让太阳能造福最大范围的人群，以服务于普通消费者为出发点，逐步扩展到社会各阶层，是在充分调研了我国国民生活状况及基本国情的基础上提出的适合我国现阶段社会发展的计划，具有较强的可操作性和推广太阳能适用技术的现实意义。 　　其次，也符合许多发展中国家的国情，因此对发展中国家有很好的借鉴、示范推广作用；同时，“南墙计划”基于社会基层人民的生活状况，又拓展到了社会各个阶层，如主动式太阳能所需要的高端技术产品，是值得在中产阶级以上的消费群体中推广应用的。 　　其三，就太阳能与建筑结合这个问题，我个人认为，光热与建筑的结合要比光伏与建筑的结合更趋成熟和实用。“南墙计划”实际上就是以光热技术为主，光伏和其他节能技术为辅与建筑全方位结合的计划，如该计划在政府的支持和推动下能得以实施，将对传统建筑行业，特别是建材及建筑构件是一次彻底的革新和观念的转变。从而大大推动与建筑业相关企业的发展，并达到节能、环保、提高人们生活质量的目的。 　　其四，建议国家有关部门应有针对性地加大对太阳能技术研发经费的投入；应开阔视野，从实际出发，在既考虑现有基础又考虑合理布局的前提下，建立国家级的太阳能研究机构或国家级太阳能实验室；同时应打破选人用人上的传统观念，挖掘潜力用好现有人才，引进和培养高端人才和中低端实用人才，以便为我国太阳能等可再生能源的发展不断提供技术支撑。 　　——最佳出路—— 　　以太阳能热利用为主、光伏为辅 　　主持人：您认为，目前我国利用太阳能的最佳出路在哪里？ 　　喜文华：我们经常说：太阳能是免费的，但利用太阳能的技术和产品是需要付费的。那么，从这个意义上讲，利用技术成本越低的领域越有望早日实现推广，我国在光热领域一直保持着领跑的位置，且技术成本相对较低、还不需要上网。通过我们甘肃自然能源研究所30余年的技术和应用研究，再根据我国的国情，我们认为，目前在我国太阳能与建筑最有用、最直接的结合应当是以太阳能热利用为主、光伏为辅的与建筑结合。 　　“南墙计划”不仅在地域推广上涵盖了南、北方地区，在经济层面上也囊括了各个阶层，“南墙计划”可以根据不同消费者的经济状况进行设计组装，可应用于各个消费阶层的居民生活中去：别墅豪宅可以建成主动式太阳能建筑，实现采暖降温全自动化；小康民宅可以建成主、被动式结合的太阳能建筑，实现采暖降温半自动化；再次之的普通住宅则只需要通过专业设计和价格较低的建材构件组装就可实现被动式太阳能建筑，同样可以达到采暖降温效果。这是根据我国目前消费层次多样化的基本国情来考虑的，这样可以让家家户户都使用上绿色清洁能源。 　　节能减排、绿色环保、惠及农民、减少对常规能源的消耗，“南墙计划”的综合节能效率可达75%以上，也就是说在老百姓的日常生活中只需要增加约25%的常规能源辅助就可以了。从这个意义上来说，南墙概念如果能与我国的新农村建设概念结合在一起，那就不仅节能减排，而且可广泛推广普及太阳能新技术，还可提高农牧民的生活质量，改变人们的观念和认识。