国家《节能中长期专项规划》中明确指出,我国节能重点领域包括工业、建筑、交通运输等。下面将有侧重点的分别阐述。
- 工业节能
未来20年工业能耗始终占一半以上,存在着能源耗高、二次能源利用效率低、固体废物利用率低等三方面突出问题。工业节能是节能的重点领域。工业节能中研究开发节能重点有钢铁、电力、石油化工、化学、煤炭和机械等高耗能行业。其中钢铁行业的能源消耗最为突出。主要措施有:延长设备使用寿命并淘汰落后工艺和设备,节水、节电同时要简化工序,使生产流程实现连续化、紧凑化、高效化,{zd0}限度综合利用各种能源。据调查,电耗成为钢铁业的第二大项生产成本支出。2005年大型钢铁企业电能成本占总生产成本的10%左右。钢铁企业要想提高利润空间,除了扩大销售外,还要靠有效节能来实现,采用科技含量高、安全性能好、节能率高的节电设备成为{zj0}途径。有了先进的节能技术和设备,才能避免生产过程中能源不必要的浪费,这样既节约了能源又提高了工作效率。
工业锅炉是重要的热能动力设备,广泛应用于工厂动力、采暖通风等生产过程。但锅炉效率普遍较低。目前我国大型工业炉窖总数约为12万台,其能源消耗占全国能耗总量的25%,同时,工业炉窖排放大量二氧化碳、氧化氮、氧化硫等有害气体,成为大气环境的主要污染源之一。因此要利用先进的节能技术对工业锅炉机组进行改造,以xx锅炉缺陷并改进燃烧技术和设备,从而实现工业生产中的节约能源和环境保护。
蓄热式高温空气燃烧技术能使燃耗指标比目前的各种常规工业炉指标降低30%-70%;二氧化碳等有害气体的排放量比原来减少30%-70%。新型蓄热式高温燃烧系统具有高效节能和低污染的特点,可作为工业及民用化石燃料系统的替代产品,有利于高效利用煤、石油、天然气等化石燃料,并能有效改善环境。
蓄热式燃烧器的工作原理如图所示,从鼓风机出来的常温空气由换向阀切换进入蓄热式燃烧器B后,在经过蓄热式燃烧器B时被加热,在极短时间内常温空气被加热到接近炉膛温度(一般比炉温低50~100°C)被加热的高温空气进入炉膛后,卷吸周围炉内的烟气形成一股含氧量大大低于21%的稀薄贫氧高温气流,同时往稀薄高温空气附近注入燃料(燃油或燃气),燃料在贫氧(2~20%)状态下实现燃烧;与此同时,炉膛内燃烧后的热烟气经过另一个蓄热式燃烧器A排入大气,炉膛内高温热烟气通过蓄热式燃烧器A时,将显热储存在蓄热式燃烧器A内,然后以低于150°C的低温烟气经过换向阀排出。工作温度不高的换向阀以一定的频率进行切换,使两个蓄热式燃烧器处于蓄热与放热交替工作状态,从而达到节能和降低NOX排放量等目的,常用的切换周期为30~200秒。
蓄热式高温空气燃烧技术节能达10~70%,同时大大缓解了大气的温室气体的排放;扩展了火焰燃烧区域,火眼的边界几乎扩展到炉膛的边界,从而使得炉膛内温度分布均匀,一方面提高了产品质量,另一方面延长了炉膛寿命;炉膛的平均温度增加,加强了炉内传热,导致在相同产量情况下,工业炉和锅炉炉膛尺寸可以缩小10~50%;对于相同尺寸的炉子,改造后产品的产量可以提高10%以上,大大降低了设备的造价;采用传统的节能燃烧技术,助燃空气预热温度越高,烟气中NOX含量越大;而采用蓄热式高温空气燃烧技术,在助燃空气预热温度高达近1000°C的情况下,炉内NOX生成量反而大大减少;炉膛内为贫氧燃烧,使冶金工业炉的钢坯氧化烧损减少。
- 建筑业节能
据统计,建筑在建造和使用两个阶段所耗用的能源已占社会总能耗的44.3%。建筑节能已成为国家节能战略重点。随着社会发展,人们生活水平的提高,房屋需求量增加,建筑使用能源量也在迅速增长,在全社会能源消费比例将从目前的35%上升到2020年的57%-75%,建筑用能逐渐成为能源需求增长的{zd0}的领域。因此,建筑节能成为保证国家能源安全和建设节约型社会的重要领域。我国现有建筑面积330亿平方米,节能型住宅不足2%,我国新建房屋有95%以上是高能耗建筑。因此在建筑节能方面分为两类,{dy}在新建建筑上要求节能50%,同时对既有建筑进行改造。所谓建筑节能是指通过提高墙体、门窗、屋面的保温性、密封性,以降低采暖、空调等设施的能耗,达到改善居室环境和节约能源的目的。在建筑中做到合理使用能源并有效利用能源。
建筑耗能包括对建筑的保温、隔热、建筑采暖、房屋的照明、居住建筑的生活用能等等。其中建筑采暖、空调、通风等能耗约占建筑总能好的三分之二以上。建筑成为巨大的能量耗散系统,围护结构的隔热性能和通风换气都对建筑能耗产生巨大的影响。为了维持人居环境适宜的温度、湿度和室内空气质量,不可避免地造成巨大的能量消耗。针对这些建筑耗能问题,应采取相应的节能措施。如,鼓励采用蓄冷、蓄热空调技术,中央空调系统采用风机水泵变频调速技术,节能门窗、新型墙体材料等。
下面将简单介绍几个建筑节能实例。
- 节能窗。根据有关机构研究表明,玻璃门窗的节能是建筑节能的重要环节。夏季太阳辐射热通过玻璃进入室内,会大大提高室温,增加建筑能耗。目前我国建筑能耗占全社会总能耗27%以上,而玻璃门窗造成的能耗占到了建筑能耗的40%左右,目前采用的低辐射中空镀膜玻璃(low-e玻璃)是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。该产品对可见光有较高的透射率,对红外线(尤其是中远红外)有很高的反射率,具有良好的隔热性能。将会逐渐改变高能耗。它对远红外热辐射的反射率很高:冬季,将室内暖气及室内物体散发的热辐射反射回室内,起到保温作用;夏季,则阻止室外地面、建筑物发出的热辐射进入室内,节约空调制冷费用。L OW - E 玻璃的可见光反射率一般在11%以下,与普通白玻璃相近,可避免造成反射光污染。
- 建筑采暖。如地暖系统标准发热电缆地暖系统是以电力为能源,以埋入地下的低温发热电缆为发热体,以建筑物内部地面作为散热面,将电能全部转化成热能,通过辐射和传导的方式对室内环境进行加热。该系统由安装于墙上的智能温控器控制。温控器采用双探头设计,能分别感应地温及室温,以保证准确控制和调整室内温度,满足采暖需要。该系统可以高效保温蓄热层,热效率高。 达到设定温度后,可维持房间舒适 8-10 小时 ,比空调等其他方式节能 15-20 %(美国能源部数据)
- 地源热泵。因为大地土壤吸收和存储了许多从太阳那接收的能量,所以全年的地下温度基本恒定,地源热泵可以使用这种地下能量为任何建筑加热、制冷或供应热水等。地源热泵于一般的空调,提在大地和室内之间“转移能量”,利用极小的电力维持室内需要的冷暖温度。在夏天,室内的热量被转移到土壤中,用于室内制冷;在冬天,获取地下能量,供室内取暖。周而复始,将建筑空间和大自然之间联为一体。用地热交换每冷吨负荷可减少用电量大约1000瓦;地热交换的能源费用比一般空调系统节约能源25~50%。
- 交通运输业节能
建设节约型社会应该重视交通节能。交通运输行业作为主要的终端用能部门之一,其能源消费包括两个部分:一是由完成运输活动的各种运输工具或设施直接消耗的能源;二是由各运输组织或管理部门服务于运输生产活动对能源的消耗。通常所涉及的交通运输行业能源消费等相关概念是指前者,而后者则可归于其他用能部门。交通运输领域的能源消费主要通过各种运输工具或设施对能源的消耗。专家认为,我国交通节能目前面临两大任务:发展汽车节油技术、建设城市轨道交通。近年来我国汽车消费不断升级,数量急剧增加的汽车使能源供应和环境保护面临新的压力,随之而来的交通节能已成为节约能源战略中的重要组成部分。
如何实现交通节能:
- 改善交通条件
改善交通条件包括改进交通信号、拓宽交叉路口、尽可能减少堵车,缩短车辆在路上的等待时间等,可以降低车辆运行过程中的能源消耗。改善道路质量,减少道路养护中的能源消耗。
- 改进各类运输
交通运输:如各种类型的汽车、电车、拖拉机、摩托车等;应改善发动机的燃料经济性、减轻车辆自重、减少行使阻力等。 促进汽车制造企业改进技术,降低油耗,提高燃油经济性,引导消费者购买低油耗汽车。
铁路运输:目前包括蒸汽机车、内燃机车和电力机车三种类型,分别采用煤炭、燃油、电力作为驱动能源,磁悬浮列车也采用电力为驱动能源,可归于电力机车类型;加快发展电气化铁路,实现铁路运输以电代油;优化机车操纵,降低铁路运输燃油消耗。
航空运输:主要是各种民用飞行器,以航空煤油为燃料;采用节油机型,加强管理,提高载运率、客座率和运输周转能力,提高燃油效率,降低油耗。
水上运输:包括各种在内河、湖泊、远近洋运输的船舶以及港口装卸作业设施等以不同类型能源作动力源,这些能源主要有柴油、重油、汽油、电力等;通过制定船舶技术标准,加速淘汰老旧船舶;采用新船型和先进动力系统;发展大宗散货专业化运输和多式联运等现代运输组织方式;优化船舶运力结构,提高船舶平均载重吨位等。
- 利用替代燃料
加强汽车替代燃料的研究应用工作,摆脱汽车对石油的xx依赖,如开发使用液化石油气汽车、压缩天然气汽车;用乙醇、裂解油、碱性植物油等生物质液体清洁燃料直接代替汽油柴油等动力燃料等,加强科技开发,积极使用其他替代能源是节能的重要途径。
- 适当发展柴油轿车
柴油车的燃烧效率要高于汽油车,一辆2吨重的轿车,柴油车的燃烧效率要比汽油车高20%。由于柴油车的经济性明显高于汽油车,在整个欧洲,柴油车在新车市场上的占有率从1997年的22%上升到了2000年的 32%;在日本,柴油车占了社会保有量的14%。随着我国私人拥有轿车的不断增加,从节约能源角度出发,应当适当发展柴油轿车。 - 发展公共交通
不同客运方式之间的能源单耗水平相差很大,铁路和公共汽车都要远低于轿车,它们的能耗比是,铁路:公共汽车:汽车=1:3:20,我们应选坐公车和地铁,发展社会公共交通是节约能源消费的一个重要途径。 - 加强交通管理
发展改善公共交通服务,包括公共交通专用车道,公交线路优化;改进运输组织、加强运输管理,通过车辆购置费、注册费、养路费(或燃油税)、停车费、过路过桥费等对车辆购买及使用加以适当调节,鼓励人们选择节能的交通方式出行。