提高大城市電力使用效率的政策分析：日本的實踐經驗

提高大城市電力使用效率的政策分析：日本的實踐經驗作者: Hiroshi Asano(日本中央電力工業(yè)研究所)
【摘要】 這篇論文結合、公寓等建筑中。但是，由于回收水及地表下陷的等問題，地下水源型熱泵系統還沒有被完全推廣。
   現在有兩種用于建筑的地熱源熱泵系統。在美國，大型獨立式的房子采用的都是水平型系統。美國每年地熱源熱泵系統的產量大約是4萬臺。而在日本，出于房屋空間的限制，垂直型系統將更有發(fā)展前途。但是由于目前鉆探費用是地熱源熱泵系統得到采用的巨大障礙，所以除特殊項目之外政府不對終端用戶提供直接補助來改進地熱源熱泵系統。
   在廣島郊區(qū)的保健中心，有一個地熱源熱泵系統（深100米），這個熱泵系統為游泳池提供空調和熱水。另外一個用土層儲熱的例子是北海道Kitahiroshima的一種洗衣店內的設施，它已經正常運行20年了。 Chubu公司于2001年6月為在長野地區(qū)銷售部（最低溫度為-14到-17C）安裝運行一個地熱源熱泵系統，并已開始測試性能。
   新能源與工業(yè)技術發(fā)展組織（NEDO）已針對地熱源熱泵在住宅中的使用，實施了一項經濟可行性研究。如果這個系統的成本是470萬日元（熱泵70萬日元，加地熱轉換每單位400萬日元），那么在北海道的投資收回時間是29年。如果地熱轉換每單位的最初成本能夠降低到200萬日元，那么資金收回時間就能縮短至13年。而最關鍵的一點是降低鉆探費用。 NEDO在中國和日本都贊助了幾項地熱熱泵系統的示范項目（地熱能， Vol.24，No4，2001）。 2000至2001年間在長春市地熱開發(fā)有限公司還投資了一項實地試驗項日，結果非常好（性能系數為3.12，二氧化碳排放量降低了62％，Sox排放量降低了99％）。
5、2自然制冷二氧化碳熱泵熱水器（Eco Cute ）
   在與Tohoku電力公司和Dnso公司的一個合作項目中， CRIEPI為住宅使用開發(fā)了世界上第一個自然制冷的二氧化碳熱泵熱水器。這種熱水器在2001年6月時投入了市場。它能夠產生相當于電能消耗3倍的熱量，所以與傳統的熱水器相比，可以節(jié)約30％的能量。因為重新利用了在工業(yè)產品生產過程中產生的二氧化碳， Eco Cute還有助于保護臭氧層和減緩全球變暖。
5、3蓄熱系統：節(jié)約能源及減少二氧化碳的作用
   采用高效熱泵作為熱源單元的蓄熱系統，能夠得到相當于輸入能量3至5倍的熱量，也就是說，性能系數（COP）是3到5。而且，因為夜晚蓄熱白天用熱，即使考慮到蓄熱損失。蓄熱系統每年還是比空調系統少用10％的能量，這是因為熱源單元定額運行的結果提高了蓄熱系統冷卻效率，晚上使用戶外的冷空氣（TEPCO，2001）。
   蓄熱系統與非蓄熱系統相比較，還能減少26％的二氧化碳排放量，這是由于非高峰期能量的充足供應和晚間礦物燃料比重較小。隨著消費者充分認識到蓄熱系統的環(huán)保和高能，蓄熱系統將會逐漸得到廣泛應用（尤其是公眾使用者），2000年的東京地區(qū)（TEPCO服務區(qū)域），通過使用蓄冰蓄水系統，474兆瓦由高峰期轉換到了非高峰期（TEPCO，2001）。
5、4采用城市廢棄能量的區(qū)域供暖供冷（DHC）系統
   作為提高建筑供暖供冷能量效率的主要技術之一，利用建筑、工廠、變電所、海洋、河流及污水廢棄熱量中沒有利用的能量，將會減少礦物燃料的使用量和SOx、 NOx、GHG的排放量（圖6）。

來源：TEPCO（2000）
   第一個采用未利用能源的區(qū)域供暖供冷系統是，1986年東京的污水處理設施。電力公司正強烈主張和促進引進這種類型的熱能回收�，F在有許多采用廢棄能源的區(qū)域供暖供冷系統，尤其是在大城市。比如東京地區(qū)，到200l年3月底，就已有42處。Tohoku電力公司的區(qū)域供暖供冷系統具有很高的能量效率，他們采用的蓄熱系統具有高效的熱泵，能夠有效利用河水等未利用能源中的熱能（圖7）。
   與上述非蓄熱系統相比較，蓄熱系統能夠節(jié)約大概l0％的能源，而有效利用廢棄能量則又可節(jié)約20％的能源。如圖8所示，利用河水能源的DHC的一般能源效率是1.3。具有大型蓄熱箱的DHC的另一個特征是“社區(qū)箱”，它可用于預防地區(qū)災害，提供救火用水以及在發(fā)生緊急情況時維持人們的日常生活。圖 7對DHC能源系統的比較

來源：TEPCO（2000）

6、總結評論
   在能源總供應中，電能的比例增大將提高能源效率。隨著熱泵系統技術的進步，供暖與制冷的能源使用效率將得到提高。由于電腦等設備對電能特殊需求的增長，電力需求也將增加。
   有效利用電能是中國、日本及其它國家的普遍目標，我們應該共同總結經驗教訓，來提高大城市中的能源效率。日本的電力公共機構提供不同的電費選擇，以此來促進高效裝置設備的普及和能源的更有效利用。
   這篇論文集中討論了住宅和商業(yè)方面電能的有效利用，除這些方面以外，在大城市，交通運輸中的能源利用和排放問題對環(huán)境和經濟都是十分重要的。東京市政府和其它的一些政府正計劃引進一種新型燃料公共運輸系統，例如氫燃料車站。問題是，該如何從天然氣、閑置能量及可再生能源中提取氫燃料呢？
參考書目
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