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1、低碳技术与生活中的节能,深圳大学新能源设计研究所 深圳市储能材料与能效技术重点实验室,孙宏元,主要内容,Part I 低碳技术概述 为什么要低碳 低碳不仅是经济,更是政治 低碳投资巨大 部分低碳技术简评 Part II 生活中的节能 节能的一般概念 能效标识的认识 家庭节能常识,低碳技术概述,Part I,主要内容: 一、为什么要低碳 二、低碳不仅是经济,更是政治 三、低碳投资巨大 四、部分低碳技术简评,一、为什么要低碳,咱们的地球,2004年由 Cassini-Huygens 宇宙飞船在接近土星光环时所拍摄。,小小地球何其小,与地球差不多大小的金星,金星为什么没有生命?,大约50亿年前,当金
2、星逃离太阳的时候,它与地球的 大小和组成基本相同。 今天,金星却是一个无生命的世界,干燥的岩石被浓 密的酸雨云笼罩着,表面热得足以将铅融化。 这是由于: 金星被二氧化碳所笼罩!,全球气候变化,从最近一次冰川期到现在,经过18000 年地球才升高5,大约每千年平均升高 0.5。 地球过去升温最快的时候也只是每千年2 。 但近代,仅在一个世纪里就升高1,比平均数快了 20 倍。 温度升高1,就必然会加热大量的海水和空气。,CO2与全球变暖,Source: IEA. ETP 2008,世界排放预期,南北极的冰层的融化速度在急速加剧,全球变暖 已经威胁到生存在两极的动物。北极熊无法觅食, 竟然同类相残
3、。 沉重的冰原崩塌极有可能造成急剧地改变地球的 自转轴,南北极将移动50公里。,马尔代夫是上帝在印度洋上抖落的一串珍珠, 椰林树影下徜徉,洁白沙滩上休闲,码头上 看彩虹 但是,100年内将会消失,百年内都将陆续 消失,气候变化纲要公约发展历程,2003,COP 9 意大利,气候变化纲要公约发展历程,COP15 哥本哈根,COP14波兰波兹南市,全球气候变化原因复杂,多数人认为:全球CO2浓度变化与全球气候变化的直接相关。 但是,也有相反的观点,其中, 阴谋论,经济危机西方突然倡导低碳?,温室气体中 水蒸气,占60-70%。 CO、CO2占26%, 其中85-97%是自然界产生的。 人类活动仅占
4、 0.2-0.3%! 大气物理学家Fred Singer 计算,如果京都协定能够达到目标,温室效应减少,对2050年地球气温的影响是0.05度。,为什么要低碳:个人看法,当今能源趋势是十分不可持续的不论从社会、环境还是经济方面来看。 非线性的变化,蝴蝶效应,为避免“突然的、不可逆转的”气候变化。 因此,需要在世界能源系统中全力施行脱碳。 更重要的: 这是一场国际政治斗争的角力。,二、低碳经济,更是低碳政治,涉及人类生存,最大的国际政治! 社会将大有不同; 转变过程不容易,既有赢家又有输家; 给生活方式、消费行为以及基础设施等带来巨大影响; 经济危机以及美国与G20的一揽子财政刺激计划为促进经济
5、的低碳发展带来机遇; ,发展以低能耗、低污染为基础的低碳经济,是中国作为“世界公民”的责任担当; 以抢占产业、能源、技术、贸易先机和产业制高点的低碳经济的争夺战,已在全球悄然打响; 对中国也是促进可持续发展、转变经济发展模式的难得机遇。,中国的应对措施,2009年11月25日温家宝总理主持召开 国务院常务会议。决定到2020年: 我国单位GDP的CO2排放比2005年下降4045%,作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划,并制定相应的国内统计、监测、考核办法。 通过大力发展可再生能源、积极推进核电建设等行动,非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右; 通过植树造林和加强森林管理,森
6、林面积比2005年增加4000万公顷,森林蓄积量比2005年增加13亿立方米。,在G20匹兹堡峰会上,胡锦涛主席 重申了上述目标。 强调气候变化问题归根结底是发展问题。 中国应对气候变化要发展低碳经济、循环经济。,三、低碳经济投资巨大 (可能达5万亿美元),关于低碳的几个原则,不作秀,不忽悠 全面低碳,而不仅某个环节 有技术发展前景 能成规模地应用,四、部分低碳技术简评,节能 部分新能源 核电 地热 太阳能光热利用 生物质能 燃料电池及储能技术,节能是最有效的低碳,节能是最好的新能源,提高能源利用效率,最有潜力的能源解决之道仍是节能产业。 根据中国对新能源开发的规划,到2030年,新能源也解决
7、不了能源需求总量的20%, “节约能源,保护资源”是实现可持续发展战略的保证和手段。,节能也是一种资源,若干重要的节能技术,工业窑炉的节能技术 新型、高效换热器 强化传热技术 余热回收技术 建筑节能 分布式能源系统 智能电网 地源热泵系统 照明节电,“十一五”十大重点节能工程,目标:实现节能2.4亿吨标准煤,核能:裂变 材料再用60年?采矿提纯加工能耗多少?废料处置困难,国际核聚变试验堆(ITER),核能:受控核聚变 人类能源根本出路,一劳永逸地解决,太阳能光热利用 效率且实用性:主动式和被动式,地热能 潜力无限,易成规模应用,生物质能 资源丰富,可再生性强,中国现有宜能荒地4亿亩,可垦殖利用
8、,发展生物质能源,如小桐子、文冠果、木薯、桔杆等生物质能源的材料。 我国的秸秆产出量已超过7亿吨,折合成标煤约为3.5亿吨,相当于7个神东煤田,若全部利用可以减排8.5亿吨二氧化碳,相当于2007年全国二氧化碳排放量的1/8。秸秆发电和颗粒燃料的技术成熟。,燃料电池及储能技术 高能效清洁能源 + 新能源关键共性技术,生活中的节能,Part II,一、节能的一般概念,1 为什么要节约能源 ? 1、能源资源有限 2、环境容量有限 3、能源利用率低,浪费严重,节能潜力很大。 因此,国家提出“开发与节约并重,近期把节约放在 优先地位”的能源工作方针,号召全国人民节约能源、 保护环境,这是一项功在当代、
9、利在千秋的宏伟事业。,2、什么叫节能? 节能是指加强用能管理,采取技术上可行、经济上 合理以及环境和社会可以承受的措施,减少从能源 生产到消费各个环节中的损失和浪费,更加有效、 合理地利用能源。 中华人民共和国节约能源法 在不降低生活质量,或者生产出与原来同样数量、 同样质量的产品的前提下,尽可能地减少能源消耗量。,3、1度电可以做什么?,25瓦灯泡连续点亮40小时; 家用冰箱能运行一天; 普通电风扇运行15小时; 电视机能开10小时; 能将8公斤的水烧开; 能用吸尘器把房间打扫5遍; 能使电动自行车跑80公里; 电炒锅烧两个美味菜; 借助电热淋浴器洗个澡;,节约1度电相当于:,节约0.4kg
10、标准煤; 减少0.272kg碳粉尘; 0.997kg二氧化碳; 0.03kg二氧化硫; 0.015kg氮氧化物等污染物,4、怎样节能 1、管理节能:诸如随手关灯等 2、技术改造:提高能源利用效率 3、科学用能:形成全社会的节能价值观 关键:节能意识,二、能效标识的认识,由“energy”的第一个字母“e”构 成一个圆形图案; 中间包含了一个变形的汉字“节”, 寓意为节能; “节”的上半部简化成一段古长城的形状,与下半部构成一个峰火台的图案一起,象征着中国; “节”的下半部又是“能”的汉语拼音第一字母“N”; 缺口的外圆又构成“CHINA”的第一字母“C”; 整个图案中包含了中英文,便于国际接轨
11、; 2005年3月1日起施行.,中国节能产品认证标志,中国能效标识,分为5个等级: 等级1表示产品达到国际先进水平, 最节电,耗能最低; 等级2表示比较节电; 等级3表示为我国市场的平均水平; 等级4表示低于市场平均水平; 等级5表示是市场禁入指标,不得销售。 为了普及节能意识,用3种形式来直观表 达能源效率等级信息: 文字部分,“耗能低、中等、耗能”; 数字部分,“1、2、3、4、5”; 色彩色标,其中红色代表禁止,橙色、 黄色代表警告,绿色代表环保与节能。,例:中国国家空调能效比标准,能效标识是判断家电能耗等级的一个标准,判定空调能效等级的依据是国家标准GB 12021.3-2004 房间
12、空气调节器能效限定值及能源效率等级,1989年12月25日批准,2004年8月23日修订,并于2005年3月1日正式实施。能效等级的判定目前只考量制冷能效比EER,制热能效比COP则未列入考量范围。 能效标识的底色为蓝色,顶头有“生产者名称”、“规格型号”等信息,最重要的是要看标识的中间部分,总共有5个等级标记,分别是(3.4以上是一级、3.2-3.4为二级、3.0-3.2为三级2.8-3.0为四级、2.6-2.8为五级)从绿色到红色,并在左边有信息提示从“能耗低”到“能耗高”,在右上角有明显的规格型号产品的能效等级。 标识的下部提供有“能效比”、“输入功率”以及“制冷量”的具体数据,其中“输
13、入功率”表明了空调在标准工况下工作时所要消耗的电能,“制冷量”则是表示空调在标准工况下工作的制冷能力. 能效比制冷量输入功率。,部分国家能耗标志,欧盟 澳大利亚 美国,认证标志的产品可以让消费者放心购买,它表明产品达到了规定的标准要求; 能效标识反映不同类型、不同品牌产品的能效水平的差异,便于消费者购买时进行比较 能效标识是企业按照统一要求自行印制的,标识的样式一致,但内容各不相同。,认证标志与能效标识,能效标志产品目录,发改委、质检总局、认监委联合发布 2005年3月1日,第一批产品目录颁布,包括家用电冰 箱、房间空调器2类产品。 2006年10月,第二批产品目录在电动洗衣机和单元式 空气调
14、节机能源效率标识实施。 2008年3月,第三批5类产品分别是:自镇流荧光灯、 高压钠灯、中小型三相异步电动机(简称电动机)、冷 水机组、家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉(简称 燃气热水器)。 低于能效等级5级(或3级)的相关产品均不得在中国 生产、销售、进口。,三、生活中的节能常识,家庭用能占能源总量的比例大约1/7(上海市2008)。 家庭用能潜力巨大(一个家庭3年可少用1万度电)。 家庭节能从建筑和装修开始。 家庭节能范围广泛,不仅是节电。 家庭节能贵在坚持。,家庭节能的内容,科技部编发的全民节能减排手册中,各种节能建议 包括“衣食住行用”等多方面内容,如: 节省衣物;减少粮食和畜产品浪
15、费;节能装修、合理使 用空调、电风扇;选择小排量车、少开车;减少使用过 度包装物品、少用一次性产品;合理使用电脑、电视等。 国务院办公厅下发的关于深入开展全民节能行动的通 知中,把家庭节能纳入到节能工作的重要范围。 其中列举了诸如“优先使用节能产品;严格执行限塑令, 提倡重拎布袋子、菜篮子;减少使用一次性用品,提倡 不使用一次性筷子、纸杯、签字笔等内容”。,家庭装修节能,保温材料的外墙,减少室内外换热。全球界36%能源消耗在房屋的取暖和降温上。 尽量使用自然采光。 玻璃窗上贴节能膜,节能15%左右。 中空LOW-E隔热玻璃,具有较好隔热性能,节能可达45%;具有良好气密性,可有效地防噪音。节省
16、空调电耗5左右。 充分利用室内受光面的反射性能,能有效提高光的利用率,如白色墙面的反射系数可达7080。 装太阳能热水器,节能又环保。,另外,家居绿色化 装修新居时,选择节能家电和设备。,在家庭节电方面:,选购贴有能耗标识的空调(高能效),采用电脑控制(新风量控制、最优启停控制、自动睡眠功能等),购买压缩机采用变频调速空调,先进选购直流变频空调等。 定期清扫滤清器。灰尘会堵塞滤清器网眼,降低冷暖气效果,应半月清扫一次,可节省30%的电力。 细心调节室温。制冷时,室温调高1,制热时,室温调低2 ,均可省电10%以上。空调使用时,夏季温度设定在2628,冬季设定在1618。 使用空调的睡眠功能则可以起到节能20的效果。,空调节能节电,选择适宜出风角度:冷气流比空气重,易下沉,暖气流 则相反,所以制冷时出风口向上,制热时则向下。 空调室外机已有防水功能,安装雨蓬会影响散热,增加 电耗。 空调不用时,应随手切断电源,因为待机状态也会耗电。 配合电风扇