日本分布式热电联产系统发展动态及启示

日本分布式热电联产产业的整体发展历程及其所采取的一系列政策措施,对于正处于发展初期的中国分布式热电联产产业而言,具有较强的借鉴意义。剖析了日本分布式热电联产产业的阶段性发展历程,探讨了其在不同阶段所呈现的发展态势,从硬件设备与软件管理2个角度全面阐述了日本分布式热电联产系统的软、硬件技术应用现状与发展趋势,总结了日本为鼓励发展分布式热电联产所推出的各类补贴和优惠政策,以及相关管理制度和规程,从技术、市场、政策等角度为中国分布式热电联产系统的应用与推广提出了建议。

日本分布式能源系统配置与运营实态分析和启示

日本分布式热电联产系统大致可分为民用和工业用两大类,其中民用领域的装机台数占据绝对主导地位,而工业领域的装机容量则是民用领域的数倍之多。民用领域所配置的原动机绝大部分为燃气内燃机,而且多数用户配置了多台原动机;耦合太阳能光伏、光热系统是近年来民用分布式热电联产系统的发展趋势;系统容量大多小于用电峰值的30%,多数系统全年运行,大部分系统采用了昼开夜停的运行模式;一半以上的系统综合能源利用效率可达到70%以上,但系统节能率却参差不齐。食品、化学、制药等具有较大稳定热需求的行业是工业热电联产系统的主要应用领域,燃气轮机和燃气内燃机在工业领域均被广泛采用;但就实际运行结果而言,大多没有达到规划设计阶段所设定的预期效果,综合能源利用效率多低于70%。借鉴日本的经验、教训,我国有必要确立科学、合理的分布式能源中长期发展目标,以长期、发展的眼光策划分布式热电联产项目;在工业、民用领域协同推进分布式热电联产系统的应用;以余热的有效利用为前提进行分布式热电联产系统的优化设计;同时要建立分布式热电联产系统的性能评价标准体系,明确评价指标的具体测算方法,建立系统运行数据的实时监测与报告体系。

日本家用微型热电联产系统发展现状及对我国的启示

介绍日本家用微型热电联产系统的发展现状,根据对现有三种系统的技术特性、供能原理和负荷适应性等多角度分析,探讨各自的优缺点和适用性。总结日本为鼓励发展家用热电联产实施的各种补贴和优惠政策,结合中国实际,从资金投入、技术问题和市场调控三方面为我国家用热电联产的发展提出一些想法和建议。

日本分布式热电联产系统的应用现状及未来展望

从应用布局和技术分布角度阐述了日本分布式热电联产系统的应用现状。医院是民用分布式热电联产系统的主要应用领域,而石化、制药行业则占据工业用热电联产的主导地位。就技术角度而言,燃气内燃机装机数量较大,燃气轮机贡献了主要容量,燃料电池则是未来重点发展方向。此外,从能源梯级利用的深度和广度两个层面,探讨了今后分布式热电联产系统集成的可能方案。

日本分布式热电联产相关政策与制度解析

为探讨日本分布式热电联产产业的发展经验,从而为仍处于发展初期的我国相关产业发展提供启示,从技术与市场两个层面阐述了日本分布式热电联产产业近期发展重点与中长期发展目标。从投资补助、税收减免、优惠气价、上网电价等角度全面梳理了日本为分布式热电联产系统应用与推广所出台的一系列政策。从项目执行手续、NOx排放规章制度等角度解明了日本为规范分布式热电联产项目实施所制定的相关规章制度。分析结果表明,为促进分布式热电联产产业发展,有必要推进体制、机制和政策的全面革新,制定中长期发展目标及与之匹配的政策路线图。

园林场地热环境评价方法与技术展望

综述了国内外对园林场地热环境基于水体、植被、山石、构筑物与建筑物等园林构成要素的研究,进而整理从场地使用者角度和环境本身出发的两种热环境评价路径,并探讨园林场地热环境评价的多种方法。将具有低成本、高时效、高精度特性的轻小型无人机热红外遥感技术介入园林场地热环境评价领域,围绕林冠上层物理空间与林冠下层社会空间,开拓其在数据获取与设计协调的运用。探讨该技术在热环境评价领域运用的优弊与发展前景,以期指导风景园林设计实践,为空间热环境定量化研究提供新视角。

日本零能耗住宅及智能化家庭能源管理系统应用现状研究

日本计划到2030年实现所有新建住宅达到零能耗住宅标准,零能耗住宅需要满足年间净能耗达到零或者负值。日本对零能耗住宅的围护结构根据气象分区具有保温及节能效果要求,建立了针对零能耗建筑的补助体系,利用财政补助、税金减免等激励手段助推零能耗建筑的发展。家庭能源管理系统被视为零能耗住宅的标准配件,同时,伴随用户侧屋顶光伏、家庭高效热泵、燃料电池热电联产系统等用能设备的普及推广,需求侧管理的重要性日益明显。用户需求侧管理的累积效应可以实现削峰填谷、负荷平整化及提升电力系统整体灵活性等效果。以日本九州地区两栋典型零能耗住宅为验证分析对象,用户一为光伏+热泵+电网能源系统,用户二为燃料电池+光伏+电网能源系统,年净电力负荷用户一为-657kW·h、用户二为-4702kW·h。从净负荷平衡角度看,两用户分别实现了能源消费收支为负值,达到零能耗效果。中国北方城镇采暖能耗占全国建筑总能耗的36%,单位面积采暖是同纬度条件下发达国家建筑采暖能耗的2~4倍。我国应加快零能耗住宅的建设,加强用能设备控制及用户需求侧管理,同时推出相应的激励措施,调动需求侧管理积极性,促进零能耗住宅的健康发展。

日本分布式能源互联网应用现状及其对中国的启示

分布式能源互联网理念的提出是为了破解常规分布式能源系统供需失衡的困境,由点及面深度挖掘节能减排潜力。日本的分布式能源应用正从传统单体模式走向互联网模式。通过案例分析可以看出,日本分布式能源互联网的推进大多以燃气公司为实施主体,以既有建筑为实施对象,以区域热融通为实施内容,侧重于互联网理念在能源物理层面的渗透。作为能源互联网理念在微观区域层面的具象化,分布式能源互联网在我国也引起了广泛关注,分布式能源的网络化应用已进入先导示范阶段,日本的实践经验值得借鉴。我国首批能源互联网示范项目大多是由电力公司牵头申请,而天然气是一次能源,以燃气公司为主体推进能源互联网建设,可以使互联网理念在能源领域的渗透更深入、更彻底;我国的多能互补和能源互联网示范项目更关注电融通,但热能的传输损失要远大于电,而且在终端能源需求中热能占比也高于电,因而构建热能局域网的迫切性要高于电能局域网;规划设计中应摆脱常规贪大求多的规模效应思维,立足于可确定负荷;要结合既有建筑节能改造,构建跨边界的一体化节能改造框架体系。

Hydrus-1D模型在田间水循环规律分析中的应用及改进

为分析农田水分运移规律,以华北平原位山引黄灌区典型田间为研究对象,应用Hydrus-1D模型连续模拟了2006-2009年的田间水分运移过程。对模型中表面阻抗的计算方法进行了改进,从而改善了蒸散发的模拟结果,与涡度相关系统的实测蒸散发数据对比表明了改进的合理性。对蒸散发的分析表明,对于种植季节性作物的农田,叶面积指数(leafarea index,LAI)是影响蒸散发季节变化过程的重要因素,而气象条件主要决定其在较短时间尺度(如一周)内的波动。与时域反射仪(time domain reflectometry,TDR)实测土壤含水率的对比表明,模型对土壤含水率的模拟精度较高。水量平衡分析结果表明,降雨和灌溉的80%由蒸散发消耗,在汛期农田通过排水发生田间渗漏损失。

基于燃料电池、太阳能电池、蓄电池的住宅分布式能源系统的运行优化

以基于光伏电池、燃料电池、蓄电池的住宅能源系统为研究对象,根据混合整数线性规划理论构建其运行优化数学模型,在满足住宅电力和热力需求的同时,确定年运行成本最小的运行策略。在考虑系统内部能源流的同时,综合考虑电价及天然气价格所导致的费用流和上网电价等政策因素。在分析系统电力和热力构成的同时,还探讨了光伏电池发电的最佳使用形式和蓄电池最佳充放电策略。

我国养猪场清洁发展机制(CDM)发展潜力分析研究

我国养猪场规模化发展正迎来一个新的黄金时期,这为养猪场清洁发展机制CDM带来新的机遇。本文介绍了国内外养殖业CDM发展现状,调查和分析了我国养猪业发展状况;通过以广西某养猪场为研究对象,详细讨论了养猪场温室气体(GHG)减排的计算方法;在此基础上,对我国规模化养猪场CDM发展潜力和GHG减排量进行了深入探讨。分析表明,规模化养猪场CDM项目能够带来良好的GHG减排效果,5万头养猪场可以实现约4万tCO2e.年-1的减排量,我国5万头以上养猪场累计减排量可达约330万tCO2e.年-1。

区域能源利用初探——由点到面促进城市节能减排

区域能源利用体系除了具有优异的节能效果外,还能获得保护城市环境、充实城市机能等辅助功效。"多源、互补、共享、融通"是区域能源利用的本质特征,它有别于传统的"点状节能",有望为我国面向生态文明的新型城镇化进程中所面临的能源与环境问题提供相对理想的解决方案。基于集中能源中心的区域供能方式仍然是当前区域能源利用的最主要模式,另一方面,立足于系统内用户间能量互补与平衡功能的区域能源融通系统,为区域能源、资源的合理、高效利用提供了新的机遇和形式。为了促进区域能源利用的推广与应用,需要进行有效的顶层设计,构建跨行业、跨部门的综合管理体制,出台相应的政策和法规。政府应加强对相关能源服务公司的监管,促使其与用户签订长期、稳定的能源供应合同。构建区域能源系统的用户间距离不能太远,并可通过优化计算确定最佳供能范围与管网布局。为了应对来自中央空调和小型供暖、热水系统的竞争,有必要进一步挖掘区域能源的非节能效果,并评估其经济效用。公平合理的利益分配机制是区域能源融通系统得以存在的重要基础,是稳定发展的关键。

无人机遥感技术在城市绿地监测中的应用进展

快速准确掌握城市绿地信息和动态变化是正确评估城市绿地生态效益和有效规划管理城市绿地的重要基础。无人机遥感技术的运用为快速准确获取城市绿地信息提供了技术条件,成为微中观尺度上绿地监测的重要工具。文章深入研究无人机系统在城市绿地监测中的应用现状,从绿地信息提取、变化检测、生态系统服务3方面综述了国内外最新研究进展,结果表明,无人机遥感在城市绿地信息提取方面的技术已经较为成熟,且在城市绿地变化监测和评估城市绿地生态系统服务方面已经进行初步尝试。

基于未利用能源的城市广域节能体系构建研究

唤醒那些沉睡的未利用能源,用于填补民用能源的刚需增长,无疑是能源生产和消费革命的最佳体现,可望为当前城市所面临的能源与环境问题提供一个相对理想的解决方案。未利用能源主要以热能为主,从产生源的角度大致可分为两类:一类为工厂、发电厂、垃圾焚烧厂等排出的废热,称之为排热能;另一类为河水、海水等地表水所赋存的热能,称之为温差能。低温发电技术、热泵技术和蓄热技术是未利用能源高效利用的三大核心技术。高温排热型未利用能源大多远离城市负荷中心,需要由远而近建立供需间快捷通道;而低温温差型未利用能源则是以低密度广域分布于城市内部,需要由外而内建立能量收集与管理系统。为了破解未利用能源利用过程中供需间的时空脱节问题,对于高温热源,提出"Off-line"型移动供热模式;对于低温热源,提出"Pipe-line"型总线供热模式。基于所构建的城市高温和低温热网,可望充分挖掘城市未利用能源的潜力,建立城市广域节能体系。

渭北黄土高原沟壑区传统村落发展策略分析——基于陕西长武县村落调研实践的思考

结合渭北黄土高原沟壑区的地形地貌和人文特征,根据陕西长武县5个村落的实地调研,分析传统村落所面临的现实矛盾,提出生态环境脆弱村落逐步向塬面搬迁,恢复山体自然植被、延续传统村落的空间布局特色,通过调整产业建立自我更新的发展体系等发展策略和途径。

浙江传统村落之聆赏艺术初探——以斯宅村为例探析其“传统村落声景观”及村落保护策略

为研究浙江斯宅村的"传统村落声景观",对其进行调研与分析。利用文献查阅、问卷调查、数据测量等研究方法,解读斯宅村"传统村落声景观"的特点。从自然声景观、生活声景观、历史文化声景观,以及联想声景观等切入点出发,得出:此地的"村落声景观"优美悦耳,能为人们带来情感享受和精神愉悦。以"传统村落声景观"为指导,制定的村落保护策略具备可行性,亦为村落保护提供新的方向。此外,探索"传统村落声景观"还可为声学研究引入生活、社会、文化等新的视点。

海绵体视野下斯宅村千柱屋雨水蓄排系统

由于气候变化,雨洪灾害是阻碍中国城市发展的重要因素之一。千柱屋通过传统排水系统和海绵体排水系统共同排除雨水,效果显著。从海绵体角度进行研究,发现千柱屋的天井、水塘等海绵体对雨水均具有"渗、滞、蓄、净、用、排"等作用,并对暴雨、洪涝等因环境变化所引起的灾害具有良好的"弹性适应"。研究得出:千柱屋中的蓝色海绵体、棕色海绵体与绿色海绵体均能有效地促进雨水渗蓄,并调节地面的湿度,营造良好的人居环境,进而提高人体健康水平。通过研究千柱屋海绵体,可促使对城市灰色排水设施进行修正和反思。

虚拟现实技术与建筑设计的结合——以博物馆建筑设计为例

随着社会科技的发展,建筑设计媒介也在不断变化与改变,从早期的“一维”语言文字到“二维”建筑图形,再到“三维”建筑模型。虚拟现实(VR)技术作为一种新的建筑视觉再现的数字化媒介,给人们对建筑设计过程的认识带来了巨大的影响,其对建筑材料、材质、肌理、光线变化与空间的真实模拟可以为设计师带来更直观的感受。虚拟现实不仅为建筑设计课程教学的发展提供了新的机会,而且也提供了比传统教学方法更有效的教学方法。将虚拟现实技术与博物馆建筑设计教学相结合,能够更好地提升学生设计素养,弥补传统设计类课程的缺陷。

氢能在城市和建筑中的应用

氢能作为清洁能源得到越来越多的国家和能源企业的关注。日本可再生能源制氢和城市应用技术相对成熟,发展思路较为细致,具有较强的借鉴意义。首先总结了日本发展可再生能源应用过程中的现状和调整,分析可再生能源制氢的成本;同时,介绍日本氢能示范工程中可再生能源制氢在城市和单体建筑中应用的探索。从技术、市场和政策角度出发,为我国可再生能源制氢在建筑和城市中的应用发展提供参考。

日本太阳能光伏发电系统的政策和实例

调查分析了日本自1974年以来对太阳能光伏发电系统所采取的技术开发和普及政策措施,并对两个屋顶太阳能并网光伏发电系统的发电情况以及电力消费情况进行实测,通过对其发电量与电网之间的买卖电量、消费电量等的分析,评价了光伏发电系统的节能、环保和经济性效果,可供国内发展光伏发电借鉴。