可再生能源是空气污染的终结方案

2013-03-26 08:46
老猫
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  城市可再生能源规划与空气污染治理

  城市是空气污染的重灾区,也是应对气候变化主战场,更是可再生能源开发利用的主市场。1952年12月,英国伦敦燃煤造成的灰霾,导致两个月内一万二千人死于呼吸系统疾病。20世纪80年代,英国治理空气污染的重点转向汽车尾气。现在伦敦市政府推动建设伦敦低碳城市,大力推进新能源汽车、公共交通和绿色交通。伦敦计划在2015年前建立2.5万套电动车充电装置,电动汽车买主将享受税收优惠,并免交汽车碳排放税,甚至免费停车。提倡自行车交通,计划建设12条自行车高速公路。

  对中国近300个地级市以上的城市,针对城市共性和差异,按人口、煤炭使用状况、经济发展水平和环境容量限制,划分为十几个有共性的城市群组合。每个城市群要建立2012-2030煤炭利用总量控制目标。在节能和能效、天然气替代、可再生能源利用、技术手段、金融和政策等方面,有针对性的提供不同的解决方案。首先把煤炭燃烧利用所造成的严重空气污染和PM2.5高浓度值尽快的降下来。举个例子来说,对北京、天津、上海、重庆、广州等特大型城市,要迅速降低煤耗量,直至城区禁止燃煤。天津市近几年煤炭利用量急剧从2010年的4800万吨,上升到2012年的7000万吨,对今后的压煤计划和行动造成困扰,不易解脱空气严重污染的危害。

  北京市将加快减少煤炭利用速度。2015年北京将燃煤使用量减少到1500万吨,2020年燃煤量将降至1000万吨左右。加快建设一批重大燃气项目,替代电厂的煤。2030年前,北京彻底摆脱燃煤的局面。天然气在交通部门的需求预计2015年约在5亿立方米。其中公交车天然气需求在2亿立方米左右,出租车、家和公务车需求在2.8亿立方米左右。到2015年,天然气在能源消费总量中的比重达到20%。积极发展新能源新技术,实现新能源占比达到6%。推广应用纯电动、混合动力汽车、压缩天然气(CNG)等新能源汽车。2013年,北京市的居住小区垃圾分类达标率将提高到60%。

  加强城市太阳能利用。美国能源部与各州政府和地方政府一道支持建立分布式太阳能发电城市示范项目。2007年,美国能源部在25个城市中推广太阳能城市试点。2009年在16个城市开展40个太阳能项目。美国地方政府和组织提供配套的资金。中国已经成为世界上太阳能利用最多的国家。中国政府在100县市开展天阳能示范工作,提高太阳能的利用率。通过修改相应的法律、法规和标准,出台相关鼓励政策和税收优惠,加强与智能电网相结合等措施,来鼓励城市发展太阳能的产业,减缓城市的碳排放和环境污染。另外在城市中加强绿地和植被的建设,不仅可以适应气候变化,也对城市降温和降低二氧化碳的排放都有着积极意义。新加坡在城市的规划中实现了立体绿化,德国在城市绿化中摒弃了以往对观赏植物的严苛要求,鼓励城市本土植物的生长,不过量耗水耗能,不仅能减低城市二氧化碳的排放,同时能增强城市的蓄水功能,满足城市发展的需要。

  新能源汽车促进交通部门污染物的减排交通部门的汽车燃油尾气排放是城市主要空气污染源之一。在交通部门减少PM2.5和其他污染物的排放是复杂的系统工程,不仅要考虑到减少汽车的使用率和提高油品质,增加燃油效率标准,减少汽车尾气排放,还要考虑到公共交通的发展,道路网格化,信号系统的有效控制,减少交通拥堵,自行车专用道和人行道设置,社区小型化等等。发展公交系统的主要目的之一,是吸引开车的人群采用公交系统出行。美国城市管理部门很少采取行政措施,而是采取采取经济的手段去减少开车出行,在城市交通中贯彻“谁污染谁付费”的原则,提高油品质量和燃油效率标准,提高的成本主要由开车人承担。欧洲和日本等国在城市主要地段,提高停车费和收取城区拥堵费,燃油税率在100-120%,以这种经济手段来增加人们驾车出行的经济成本,减少车流量。

  纽约是国际大都会城市,地铁和公交系统发达,城区的停车费用奇高且不易找到停车位。纽约市民大都采取公交系统出行,交通拥堵状况比美国其他大城市好许多。在美国许多城市的交通规划是为驾车出行设计的,一旦交通模式锁定,就很难改变。美国人驾车出行的方式仍然没有得到根本的解决。与欧洲和日本相比,美国的燃油税很小,汽油价格低,鼓励人们驾车出行。提高燃油税在美国遇到很大的阻力。在交通问题上要考虑如何减少二氧化碳的排放,提高油品的质量并不能减少二氧化碳的排放。美国加州政府对购买耗油量低、节能环保的汽车给予补贴,鼓励发展电动汽车以及混合动力汽车等。美国大力研发生物质柴油和生物质乙醇,减少二氧化碳的排放。美国通过信号系统的优化,减少拥堵所造成的损失和污染。

  2009年初,科技部和发改委等部委启动了?十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程?(简称“十城千辆”)。目前推广示范电动汽车数量共计27432辆。这与?十城千辆?文件中的规定“力争使全国新能汽车的运营规模到2012年占到汽车份额的10%”的目标差距甚远。各地政府意识到城市面临的严重环境和能源挑战,应加大实施?十城千辆?文件的贯彻实施力度,争取到2015年能够超额实现新能源和节能汽车占10%的目标。

  新能源汽车的商业品化市场进展与用户接受程度是成败关键。近几年来,我国电动车大多是政府采购,或者进入出租车市场,私人购买电动车几可忽略不计。尤其是北京、上海等大城市,私人购买电动汽车为零。推广新能源汽车不仅能使中国汽车业有一跨越式发展,赶上国际汽车发展潮流,也能克服城市化进展中面临的许多难题。商业补贴和税收减免是一种激励私人购买新能源汽车的经济手段。如何整合与新能源汽车发展有关的各个利益相关方,如汽车制造和零件供应商、电力公司、销售商和消费者,建立完整的商业模式,使新能源汽车的产业地、销售模式和购买者都能共享其利,关键的一点是政府在初期阶段的政策激励和资金启动,使其最后完全商业化。据复旦大学的研究成果报告指出,水溶液锂电池导体可将锂电池性能提高80%,电动车充电10秒可行驶400公里。中国汽车的电池装备正酝酿一场技术突破。

  目前在北京和上海暂时实施的“摇号限购”和“市场拍卖”的做法弊端日益突显。北京参加摇号限购的人数不减反增,每次摇号时有几十万人参与。由于摇号限购,小排量的节能汽车基本上无人购买,消费者都倾向购买大排量的汽车。尽管汽车的需求受到抑制和汽车出行限号行驶,但汽车尾气排放总量仍然迅速上升。另外,由于每周的限号行驶,收入高的家庭已购买或倾向购买第二辆车。限购的初衷已被扭曲,而交通的公共资源的分配愈发向收入高的阶层倾斜(新建道路、停车及附属设施),造成公共资源分享不均等的结果。可以想象的是,北京市一旦取消“摇号限购”和“限号行驶”的暂行规定后,北京的交通将会立即陷入停顿混乱的状态。上海“市场拍卖”的价格也飙升到一个牌照8万元以上,使中低收入家庭远离了汽车购买群体,交通资源的分配偏向高收入阶层。这是为什么在北京和上海新能源汽车购买为零的重要原因之一。如何在目前各种暂行的规定中,为新能源和节能环保汽车的购买制定出可实施的解决方案,是有关政府单位认真思考的一个问题。在长期规划上,要有切实可行的步骤,使新能源汽车与小排放量的节能环保汽车稳步上升,在2020年占据城市汽车使用量中一个显著的水平。

  据北京市新近的调查发现,尽管几年北京地铁公交系统发展渐趋完善,但驾车出行的比例并没有降低。应采取有效的经济手段,例如提高停车费尤其是燃油税(包括污染费)来抑制人们驾车上班出行。中国在生物质燃料进展迟缓,产量才115万吨,与世界第一的美国(2825万吨)和第二的巴西(1320万吨)差距太大。生物质燃料是超常规高比例可再生能源发展中的一个短板,要加大投入,迎头赶上。

  建筑部门是可再生能源应用的重要领域根据美国“地带区划法令”,地方政府对分布式太阳能发展起重要的作用。许多州规定了利用太阳能是隶属建筑物的财产权,州政府鼓励利用太阳能,公司和私人都可在自己的建筑物安装太阳能,电力公司依据“可再生能源上网法”收购太阳能电力。贷款可通过财产税和家庭收入抵税得到益处。

  中国建筑部门能耗占总能耗的25%以上。城市建筑领域占城市能耗的百分比更高些,大城市的建筑能耗要占30%以上。建筑节能和绿色建筑的推广使建筑能耗显著地下降。另一方面,建筑节能需要清洁能源供应。一般来说,建筑的终端能源消费主要是电力和热能(采暖、热水等),可再生能源大有用武之地。在提供电力方面,太阳能电池板和分布式太阳能电站以及小型风力机可便利地安装在公共建筑、商务楼和居民建筑上,太阳能薄膜电池可与建筑外墙、玻璃窗、玻璃幕墙等外立面结合起来,电阳能电池和分布式太阳能电站能提供部分甚至全部电力需求,剩余的电力可直接售予电网公司。?可再生能源法?和最新出台的?分布式电站管理办法?,鼓励分布式电站的发展,据一些先行先试的实例看出,屋顶太阳能电池板和分布式电站都有较好的经济效益。电力公司有责任提供上网、维修和安装的服务以及部分初期费用。到2015年预计分布式太阳能电站可达2000万千瓦。

  可再生能源可以便利地为建筑物供暖和提供热水,以及夏天制冷的需要。太阳能热水器在这领域里比燃煤、燃气更具竞争力。地热资源丰富的地区,地热可直接用于采暖、热水和制冷。地温和地下水也是很有用的热源,可以采用热泵技术为建筑物供暖和制冷,节约大量的电力。目前可再生能源建筑一体化的应用还是不尽人意,主要是城市中有稳定可靠的商业化电力和采暖供应,用户没有足够的驱动力来开发利用可再生能源。因此在建筑部门中,大规模推广可再生能源建筑一体化,降低成本。建立各地区和城市可再生能源利用份额制(占总能耗的百分比),推广低碳、零碳的建筑。在绿色建筑的评定中,可再生能源指标要有强制性的量化的要求。

  至2012年底,我国已并网投产的分布式电源1.56万个,装机容量3436万千瓦。到2015年,分布式太阳能发电达到1000万千瓦,建成100个以分布式可再生能源应用为主的新能源示范城市。到2015年,建成1000个左右天然气分布式能源项目、10个左右各具特色的天然气分布式能源示范区;完成天然气分布式能源主要装备研制,初步形成具有自主知识产权的分布式能源装备产业体系。国家能源局目前进行了一些调整,其中对太阳能发电的装机目标,从规划的2015年2100万千瓦,提高为3500万千瓦。如果太阳能和风电解决了容量、并网和补贴问题,可再生能源市场会发生显著的改变。目前国内太阳能企业已经从传统的晶硅电池发展到第二代、第三代非晶硅薄膜太阳能电池,并达到世界水平,能够大规模生产具有完全自主知识产权的薄膜太阳能电池和柔性电池。除了在沙漠和石漠化地区建设太阳能发电站之外,薄膜太阳能电池的重要应用领域是可再生能源建筑一体化。全国工商联指出,可再生能源建筑一体化潜在的市场装机容量,到2020年约10亿千瓦左右,可发电1.25万亿度,二氧化碳减排量每年约13亿吨。可再生能源建筑一体化市场潜在规模约达12万亿元人民币,总体拉动经济增长规模可达20-40万亿元、累计创造4万亿元人民币的财政税收,增加就业人1000-2000万人。太阳能发电成本一般为0.3元人民币左右,实现平价上网,推动建筑物太阳能项目与电网之间实行双向净电量结算。

  我们期待,2020年前中国环境和生态质量恶化的趋势能够得到根本性的遏制;2030年中国环境和生态质量的好转能够达到全面的、比较满意的水平;2050年中国二氧化碳排放量能够下降到全世界共同确定的、人类生存温升所限制的水平。可再生能源的发展利用无疑是达到这些目标最有力的一个终结解答方案。(撰写:林明彻 颜晓莉 杨富强)

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