中国太阳热水器产业在近几年得到了快速发展,成绩巨大,主要表现在:太阳热水器产量和产值快速增长,所销售量和累计拥有量都已在世界首位;制订并实施了一批国家标准和行业标准,产品质量正在不断提高;技术进步取得可喜的成绩,生产装备和生产手段都在不断完善;随着人民生活水平的提高,太阳热水器市场在全国范围内得到培育和扩大。 中国太阳热水器产业也面临一些问题,主要表现在:对于一个拥有近13亿人口的大国来说,目前中国太阳热水器的普及率仍然不高;太阳热水器的整体技术水平跟发达国家相比还有一定的差距,产品的性能和质量也都有待进一步提高;太阳热水器与建筑一体化的水平还很低;太阳热水器标准规范体系有待进一步完善;太阳能采暖制冷技术尚待开发。因此,在目前中国经济快速发展、住宅建筑急剧增加、环保节能深入人心的形势下,中国太阳热水器产业正处于十分关键的发展阶段。 一、我国太阳能热利用基础研究与发展阶段 当前我国太阳能热利用技术主要应用于太阳热水器。从我国太阳热水器的发展过程来看,主要经历了三个阶段。第一阶段,闷晒式热水器。它是我国第一代太阳热水器。从它的结构来看,它主要把集热器和储热水箱合二为一,再用水管边接起来,就制作了一个最简单的闷晒式热水器,集热器的吸收涂层多为简单的涂料型涂层。它的结构比较简易,制作起来比较方便,不需要太多的技术要求和制作工艺。但闷晒式热水器由于受到集热效率低、热损失快等缺点的影响逐渐被市场淘汰了。第二代产品是平板式集热器。在解决了在铝表面用电化学方法制备选择性吸收涂层的技术前提下,我们引进了铜铝复合吸收条带的生产线技术,年产量达到十几万平方米。技术的进步为太阳热水器的产业化、规模化奠定了基础。80年代末到90年代初,单靶磁控溅射制备铝—氮—铝选择性吸收涂层技术的突破,成功地解决了全玻璃真空管的制造技术,这是我国第三代太阳热水器。而后,北京市太阳能研究所和德国共同合作开发研制了热管式真空管,使全玻璃真空管技术得到更进一步的发展。 二、我国太阳热水器技术与国际先进水平的主要差距 将我国太阳热水器技术与国际先进水平进行比较,可以在许多方面列举出明显的差距,但从根本上来说,差距主要表现在以下两个方面: (1)落水法和顶水法获取热水 我国绝大多数太阳热水器都采用非承压的贮水箱,并利用落水法获取热水;而从太阳集热器使用的舒适性、安全性、易操作性等因素考虑,国际上太阳集热器普遍采用承压的贮水箱,并利用顶水法获取热水。因而承压贮水箱与顶水法取热水已成为国际上对太阳集热器的一条基本要求,只有这样的太阳集热器才能与电热水器、燃气热水器等产品进行竞争。 (2)单循环和双循环运行系统 我国绝大多数家用太阳热水器和公用太阳热水系统都采用单循环系统,即集热器内被加热的水直接进入贮水箱提供使用;而国际上家用太阳热水器尤其是公用太阳热水系统普遍采用双循环系统,即集热器内被加热的是传热工质,再经过换热器去加热贮水箱内的水提供使用。因此,将集热器回路与生活热水回路分开,已成为国际上对太阳集热器的另一条基本要求。 我们应当承认我国现有太阳集热器技术与国际先进水平的差距,采取各种切实措施,努力缩小这些差距。只有这样,我国太阳集热器产品才能参与国际市场竞争,我国太阳集热器产业才能真正与国际接轨。 三、我国太阳能热水器事业面临的挑战和机遇 从总体上看,中国太阳热水器产业目前存在的主要问题是: 近年来,随着全玻璃真空管及其太阳热水器生产技术的不断完善以及生产装备逐步实现专业化,越来越多的小企业进行太阳热水器产业,再加上产业管理滞后,市场不够规范,使规范经营的大中型太阳热水器企业面临小型企业的不公平竞争。 国际太阳能市场始终以平板型太阳热水器为主,而中国平板型太阳热水器的产量和市场份额近年来却逐年减少,这就使得中国太阳能市场与当前世界太阳能市场主流形成了较大的反差。 太阳热水器产品的质量监督和管理力度不够,一部分企业的产品以次充好,在一定程度上影响了太阳热水器在消费者中的声誉。 太阳能与建筑一体化的工作尚处于起步阶段,缺乏这方面的设计安装规范,因而不少房地产开发商和建筑设计单位对此不敢轻易投资,也不敢贸然采用。 然而,尽管太阳热水器产业面临上述种种挑战,在各方面存在诸多障碍,但太阳热水器产业同时又面临很多机遇。 从总体上看,中国太阳热水器产业目前面临的机遇集中表现在: 随着中国经济的快速发展及人民生活水平的逐步提高,农村城市化的速度将不断加快,农村(包括中小城镇)对太阳热水器的需求也将不断增大,这将是今后中国太阳热水器急剧增长的市场。 在城区实行的“煤改气(油、电)”等强制性环保措施,使宾馆等商业性单位的能源费用大幅上涨,为了降低运行费用,越来越多的单位将会安装太阳热水系统,因此太阳热水工程的需求量将会急剧增加。 绿色环保已深入人心,节能和环保已是当今住宅建设的主题,太阳热水器与建筑一体化已成为可持续发展的必然趋势。太阳热水器将由现在的主要由用户购买,逐步转变为主要由房地产开发商在开发房屋时跟建筑统一设计,统一采购,同步施工,这将给太阳热水器产业带来巨大的市场潜力。 各级政府正在加强对太阳热水器产业的宏观指导与管理,制定各项优惠的产业扶持政策与激励机制。在“国家新能源和可再生能源产业发展计划”的指导下,在“产业上规模、产品上档次、技术上水平、市场要规范”的产业发展思路的引导下,太阳热水器产业必将呈现出持续、快速、健康发展的新局面。 四、我国太阳能光热应用的发展前景 第一阶段:太阳能与建筑一体化的问题。上面提到太阳集热器与建筑一体化是我国太阳集热器行业发展的必然趋势。因此,我们要充分利用首都太阳能光热研究的技术优势,尽快抢占这个市场。在研究与建筑一体化的太阳集热器系统的同时,要尽快与有关部门和房地产开发商一起积极进行推广,争取3-5年内在北京或其他地区建立多个各种形式的示范工程,使我们在太阳能与建筑一体化应用的进程中更上一个台阶。 第二阶段目标(十年内):太阳能热利用空调、采暖技术的研发 在确保太阳集热器与建筑结合产业化的基础上,还要根据我国的特点,逐步研究开发太阳能采暖、户式制冷空调等各项技术,为北京市太阳能热利用产业的持续发展提供技术基础。 (1)太阳能采暖 具有太阳能热水和太阳能采暖双重功能的太阳能组合系统正日益受到国外太阳能界的重视。近十多年来,国外已经设计和安装了多种类型的太阳能组合系统,其中大都已进入市场,并且市场份额正在逐步扩大。为此,我们要:调查国外已经设计和安装的各种类型太阳能组合系统的资料;掌握国外正在研究的太阳能组合系统性能试验方法及数值模拟方法;了解国外在研究的太阳能组合系统最优化设计方法;研究开发太阳能组合系统防止夏季过热等技术问题;研究开发应用于采暖的太阳能热泵系统;建立若干个太阳能组合系统的示范工程。 (2)太阳能制冷空调 太阳能吸收式空调系统具有夏季制冷、冬季采暖、全年热水的综合功能。在现有太阳能空调示范项目的基础上,应着重以下工作:1)研究太阳能空调示范系统的长期运行性能;2)研究太阳能空调系统的总体优化设计,研究开发设计软件包;3)研究太阳集热器与吸收式制冷机参数、辅助能源设备参数的合理匹配;4)继续加大宣传力度,实现太阳能吸收式空调系统的商业化应用;5)积极寻求合作机遇,研究开发小型吸收式制冷机,为太阳能空调尽早步入家庭创造条件。 随着能源需求的不断增加和人民生活水平的不断提高,应力争尽早推出具有夏季制冷、冬季采暖、全年供热水的三项功能的太阳能综合利用系统,使太阳能光热应用向中高温方向发展。 第三阶段目标(20年内):太阳能热发电技术开发应用 太阳能热发电具有广阔的发展前景,其理由主要是:第一,将太阳能转化为热能再进行发电,易于使太阳能系统跟常规热电站相配套,可以使用共同的储热装置;第二,从已建成的太阳能热电站来看,其投资费用与太阳能光伏电站或风能电站相比较低,其发电成本甚至可以与常规热电站相当。 目前,我国的太阳能热利用技术基本上还处于低温利用阶段,中温利用才刚刚起步,而太阳能热发电仍属空白。在新世纪到来之际,为加大可再生能源在我国能源结构中的比例,有必要把太阳热发电技术的研究、开发和应用放到十分突出的地位,在今后10-20年内,应组织我国科技人员进行攻关,借鉴国外先进技术,消化、吸收并加以发展,从而加速实现我国太阳能热电站的商业化。
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