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王伟光
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李 扬
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李培林
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    绿色能源开发与利用

    作者:喜文华 出版时间:2013年06月
    摘要:绿色能源的开发与利用是建设生态文明城市的重要内容之一,它对节约常规能源、减轻城市环境大气污染、建立低碳经济城市、构建人与自然和谐的人居环境至关重要。本章重点介绍了绿色能源的基本概念、主要内涵及适宜城市应用的太阳能、地热能、风能的基本原理和发展现状,同时提出城市开发利用绿色能源的对策措施,并给出一些典型案例,可作为发展利用绿色能源、建设生态文明城市的借鉴与参考。

    一 理论概述

    (一)城市能源消费情况与构建生态城市的解决方案

    低碳城市即实行低碳经济的城市,它有低碳生产和低碳消费,建立资源节约型、环境友好型社会,建立良性的可持续的能源生态体系等种种内涵。低碳经济是实现低碳城市发展的必由之路,低碳城市发展则是城市在高速发展前提下,保持能源消耗和CO2排放处于较低水平的一种良好状态。

    长期以来,中国一直是煤炭消费大国。1997年中国一次能源的消费构成为:煤炭占73.5%、原油占18.6%、天然气占2.2%、水电占5.7%。这里存在两个问题:一个是煤炭消费比例高,另一个是用于工业锅炉、窑炉、炊事和采暖的煤炭占47.03%,用于发电或热电联产的煤炭只有38.1%,而美国后者为89.5%。煤炭高效、洁净利用的难度远比油、气燃料要大。

    煤炭的大量燃烧使用,使中国成为世界上少数几个污染物排放量较大的国家之一。据历年资料估算,燃烧过程产生的污染物约占大气污染物总量的70%,其中燃煤排放则占整个燃烧排放量的96%。另据我国环保系统公布的数据,2001年国家加大经济结构调整和环境保护工作的力度后,污染物排放总量进一步得到控制,在国内生产总值比上年增长7.3%的情况下,全国SO2排放量为1948万吨,比上年减少2.4%。其中工业SO2排放量为1567万吨,占SO2排放总量的80.4%;生活SO2排放量381万吨,占SO2排放总量的19.6%。烟尘排放量1059万吨,比上年减少9.1%;其中工业烟尘排放量841万吨,比2000年减少11.8%;生活烟尘排放量218万吨,占烟尘排放总量的20.6%。工业粉尘排放量991万吨,比上年减少9.3%。

    我国城市大气环境质量的突出问题是以粉尘和SO2为代表的煤烟型污染,其规律是北方重于南方,产煤区重于非产煤区,冬重于夏。全国50多个城市的大气监测分析显示,我国大气中颗粒物污染具有普遍性,且污染较重。颗粒物全年日平均浓度北方城市为0.93毫克/立方米,多数超过国家三级标准(0.50毫克/立方米);南方城市为0.41毫克/立方米,一般接近或超过二级标准(0.30毫克/立方米)。与国外相比,污染水平超过数倍,这与我国能源结构直接相关。我国在今后相当长时间内的能源结构仍将以煤为主,大气颗粒物不仅本身携带多种无机和有机污染物,会产生严重污染,而且还是引起多种大气二次污染(如酸雨)的重要媒介。

    建立生态城市,要把握住主要症结,针对现状进行认真分析,比较有效的办法就是重视城市绿色能源的开发与利用,努力探索推广绿色能源的实用装置、技术方法、政策措施与发展途径。用绿色能源部分取代产生污染的煤炭,从根本上改善能源消费结构,采取降低汽车污染物排放的切实有效的技术措施,才能逐步消除或减轻造成城市环境污染的根源,展现树绿天蓝水清的城市生态环境,构建人与自然和谐相处的美好社会。

    (二)生态城市绿色能源的主要内涵

    绿色能源也称清洁能源,它有狭义和广义两种概念。狭义概念的绿色能源是指可再生能源,如水能、生物质能、太阳能、风能、地热能和海洋能等。之所以把这些能源称为绿色能源是因为它们在消耗之后还能得到恢复和补充,并且很少对环境造成污染。广义概念的绿色能源则包括在能源的生产及消费过程中,对生态环境低污染或无污染的能源,如天然气、清洁煤和核能等。

    利用绿色能源,提倡节能环保理念,倡导低碳开发以及居住者的绿色生活方式,是追求绿色人居环境最根本的目的,代表中国未来的发展方向。关注绿色能源利用和其他节能减排技术的研究与实践,积累开发大型节能绿色环保居住区的经验和能力,是我国城市建设由消耗型向生态型转变的必由之路。

    以绿色、低碳为主题,通过互动、体验的方式,引发人们对高碳排放带来环境污染的思考,对人类实践低碳行动前景与美好未来的憧憬,引导人们从自我做起创造优美的绿色生活空间。低碳减排可从小事做起,从自己做起,相信我们每个人迈出的一小步,会汇聚成节能减排的一大步。

    (三)不同地区生态城市绿色能源开发利用的重点发展领域

    绿色能源,取之不尽,用之不竭。它的开发利用,不仅可缓解常规能源日趋紧张引发的矛盾,保护生态环境,而且还能显现其相当可观的间接价值。据专家推算,每利用相当于1吨标准煤的可再生资源,可节约原生资源120吨,少产生垃圾废水10吨,增加产值约3000元人民币,产生利润500元。

    国家可再生能源法的颁布,为绿色