燃气空调是中国空调发展的方向
燃气空调是中国空调发展的方向 随着经济的发展,生活的富足,空调已成为人们室内环境的重要组成条件。尤其在全球气候日益恶化、人类活动日益城市化的今天,空调越来越成为保障身 体健康的必需品,而不是奢侈品。
由于空调是一种大量消耗能源且严重依赖国家能源基础设施的设备,其产 业发展方向正确与否将严重影响国民经济的发展,并在很大程度上决定区域空气 质量及地球环境安全。
因此,专家学者、政府以及国际组织应对中国空调产业发展方向给予高度 重视。
中国空调市场现状 中国地处北温带及亚热带,四季分明,空调需求十分普遍。中国已成为仅次 于美国、日本的第三大空调市场,占全世界空调市场12%。1998年中国家用空调产 品销售额近300亿元、中央空调产品销售额近100亿元。10年间年增长率20%,大大 高于GDP增长速度。
空调能源消耗方面,家用空调全是用电,中央空调约有70%是用电,其余是用 燃料或蒸汽。电力空调是以氟利昂类物质为冷媒,以机械压缩做功,所以这类空调 又叫压缩式空调;燃料或蒸汽空调是以溴化锂为冷媒,以吸收传热做功,所以这类 空调又叫吸收式空调。
燃气空调就是以天然气等清洁燃料作能源,提供制冷、采暖、卫生热水的 中央空调设备,在中国,这种设备叫作直燃机。
中国能源现状 中国是一个能源消费大国,1997年资源能源消费总量为14.2亿吨标准煤,其 中煤炭占73.5%、石油占18.6%、天然气占2.2%、水电等占5.7%。在世界能源总 消费量中,中国煤炭占2 7.9%、石油占5.6%、天然气占0.01%、水电占6.4%。
中国能源的首要特点就是被称为“最肮脏的能源”的煤炭所占比重过大,而 “环保型能源”——天然气比重极低。中国能源的第二大特点就是能源系统总效率极低,仅为9%,大大低于发达 国家及许多发展中国家。
中国能源的第三大特点就是电力在终端能源中所占比例低,人均装机容量 只有0.22kw,而美国为3.1kw。
中国能源的第四大特点就是煤炭发电所占比例过大,占总发电量的80%以 上。
中国环境现状 环境有两个方面。一是地球环境,涉及气候、紫外线、海洋、酸雨等;另一 方面是区域环境,涉及城市空气、水质、噪音等。
由于中国以煤炭为主的能源结构,导致二氧化硫(SO2)和烟尘的大量排放, 使中国酸雨面积达到40%;由于能源效率低,导致二氧化碳(CO2)的大量排放,中国 每年CO2排放量达2400多万吨,为世界之最。
CO2是造成温室效应的主要原因,而燃煤所产生的氮氧化物(NOx)、SO2和 烟尘更直接危害人类健康。中国大气中90%SO2、85% CO2、 67%NOx来自煤。
由于电力空调的冷媒是氟利昂类(CFCS)物质,造成了大气臭氧层的损害,增 加了紫外线对地球的照射,直接引发人类皮肤癌和白内障,并彻底破坏地球生物链。
目前,中国仍有厂家在生产CFCs冷媒的空调。
地球暖化、臭氧层破坏、酸雨、海水污染、城市烟尘以及化学品对食物、 饮水的污染等环境问题正严重袭击着中国,年年有增无减。
解决能源污染的方案 天然气是矿物燃料中最清洁的能源,比如与煤炭发电相比。CO2减少58%、 SO2减少100%、NOx减少81%、颗粒物减少95%、炉渣减少100%。世界各国均把 天然气作为未来50年的主导能源,是人类最终全面走向可再生能源的桥梁。
地球上天然气贮存极为丰富,已探明的贮量约150万亿 m3,估计总贮量在 400万亿m’左右,可供全世界使用200年。中国八五期间探明天然气贮量6308亿立 方米,1999年塔里木地区又探明天然气贮量5679亿立方米,捷报还在不断传来。根 据中国第二轮油气资源评价会议预测,中国拥有天然气资源量38万亿立方米,其中陆上为29.9万亿立方米,近海为8.1万亿立方米。中国正在逐步形成四川、陕甘宁、 新疆、南海4个年产量在100~200亿立方米和东部、青海2个年产量在50亿立方米 以上的天然气产区。
由于天然气清洁、便宜且易于运输,许多天然气相对贫乏的国家纷纷从国 外进口天然气,1998年,世界天然气国际贸易量达15.8万亿立方米,占世界总产量的 19.6%。世界上许多发达国家均是天然气进口大国,在世界天然气进口总贸易量中 占有很大比例,如美国占20%、德国占19%、日本占15%、意大利占9%、法国占8%。
中国也正在着手建设从俄罗斯向中国输气的管道,并在广东建立LNG进口接收站, 总投资306亿元。这是一个试点工程,更多的接收站正在酝酿之中。
鉴于天然气勘探取得重大进展,国家计委提出了大力调整 能源生产结构 和消费结构、加大天然气在我国一次能源中的比重的要求,并于今年年初与中国 石油天然气集团向国务院提出了“西气东输”的宏伟方案,建设4200公里管道,将塔 里木盆地天然气产区与上海市贯通。预计总投资1200亿左右,采取分段同步开工 方式,3年左右建成通气。将彻底解决长江三角洲地区及沿线省市工业及生活用气, 并将全面改善大气环境。
目前,世界各国均在加大天然气比重,据专家估计,大约到2005年~2010年,世 界对天然气的要求将超过石油,成为首要能源。
空调能源的变迁 电力由于使用方便,一直是各种机械设备的首选能源,空调设备亦是如此。
1998年,世界中央空调设备中有80.4%是以电为能源的,另外19.6%是吸收式空调, 其中约有九成是直燃式空调。日本在其经济腾飞时期的60年代末,意识到了燃气 空调有削减夏季高峰电力、填补夏季低谷燃气的益处,从政府到民间一致推动燃 气空调发展,大约用了10年时间,燃气空调占据了中央空调市场的85%左右,至今仍 保持这一纪录。韩国在研究了日本经验之后也推动了燃气空调,迄今,其燃气空调 在国内市场占有率比日本更高。
美国由于早期电力基础设施雄厚,加之70年代由于受石油危机的影响,政府 对天然气贮量抱悲观态度,燃气空调的发展受到了制约。恶果慢慢显现出来,1999 年7月,连续高温导致空调用电剧增,纽约地区14个电网,有6个陷于瘫痪,数十座城 市发生拉闸限电事件。专家、政府开始认真对待空调能源问题,推广燃气空调的 呼声高涨。中国在80年代以前很少使用空调,真正大规模使用空调是1992年小平南巡 讲话以后。同年6月,远大空调有限公司成功研制中国第一台直接以燃料为能源的 溴化锂吸收式空调——直燃机。由于直燃机适应了夏季电力紧缺的国情,产销量 年年飙升,1996年成为中国中央空调市场主导产品,超过了电力空调 。1997年开始,由于众多新建的电厂陆续投入使用,加上国企减产限产导致 工业用电锐减,电力供需基本持平,1999年,春、秋季节电力出现了富余,电力部门开 始实行打折售电,许多空调用户反过来倾向于购买电力空调。
三赢的选择 1.分析中国电力状况可以知道哪种空调更有利于国民经济。国家电力部门 负责人宣布,1999年上半年,中国平均电力富余达到10%,使许多人相信中国不再缺 电了。中国人均电力装机容量只有美国的7%,而美国在夏季仍然缺电,所以,中国电 力过剩是 政府决定投资3000亿元进行城乡电网改造,以扩大电力消费,这也许意味着 将要投资更多的钱进行发电厂建造。而这巨额的电力建设经费其实仅仅为满足夏 季1个月甚至十几天或者几天的空调高峰负荷需求。目前,中国空调用电负荷占电 力总负荷20%以上,而年耗电量仅占6—7%,如此低的负荷率造成了巨大的财力浪 费,并使得发电效率低下,浪费燃料。
中国火力发电厂建造费每千瓦约6000元,电网建造费每千瓦约2000元。这 笔费用如果摊到空调用户身上,比用户购买家用空调或中央空调的费用要多3—4 倍,用户无法承担。如果不加上去,国民经济的巨资投入却只产生十几天或一个月 的电费回报,可能连本带利都要赔进去。如果将这些成本分摊到那些不用电空调 的用户身上,当然更是极不合理的。而核电厂、水电厂比火电厂建造费还要多3—6 倍,可见,在一台空调后面,国家要投入多少资金。国家正在试行用电量和报装容量 两部价制,在一定程度上可使电空调用户合理分摊电力建设成本。
重要的是,国民经济没有这么强的承受能力:工业生产形势一旦好转,电力 供应本来就不够,而近10年正是中国空调需求连年激增的年份。空调用电是给中 国本来就匮乏的电力工业雪上加霜。天然气基础设施投资与同负荷的电力投资相 比只有1/10。因此,发展燃气空调可大幅度减轻国民经济负担。
2.分析中国环境状况可以知道哪种空调更有利于环保。煤炭已给中国造成了严重的环境问题,应该用有限的资金去将目前的燃煤火力发电厂改造为天然气 火电厂,而不是去投资新建火电厂,这样中国的空气才可能渐渐恢复清新。气候变 化框架条约缔约国会议要求各国二氧化碳等温室气体排放量控制在1990年水平, 中国将逐步履行国际义务,以气代煤是重要措施。另外,1999年11月中国将承办第 十一届保护臭氧层国际公约会议,电空调所使用的冷媒——氟利昂将进一步受到 严格限制,而溴化锂是一种对环境、对人体完全无害的天然原料。因此,发展燃气 空调有利于环境保护。
3.分析市场经济可以知道哪种空调更有利于降低用户成本。燃气空调比电 空调造价约高30%一70%,但由于燃气空调具备制冷、采暖、卫生热水三种功能, 而电空调通常只有制冷功能,还需配套锅炉或热网,所以从增加的功能和减少的占 地来看燃气空调并不贵。有一种热泵式电空调冬季可采暖,但在气温低于0℃的地 区供热能力大幅度下降,效率也恶化。另外,由于燃气空调不以机械旋转而以热交 换做功,维护成本低、寿命长,也相 应降低了设备生命周期成本。
运行能耗问题是专家和用户共同关心的问题。专家关心的是资源能源(即 一次能源)消耗率,这涉及CO2排放。目前中国最先进的直燃机制冷系数为1.25,一 般电力空调制冷系数3.0—5.0,燃料转化为最终可用电的效率在中国平均为26.5%, 可见,直燃机与系数较高的电空调相当。而用户关心的是由于耗能带来的开支。
过去,由于中国城市燃气管网尚不发达,燃气公司要想在用户较少、耗气量低的情 况下收回投资,普遍采取高价政策,这背离了能源产销规律,国家正在加以规范。用 户在关心能源价格时,应关注峰谷价这个与国际能源体系接轨的问题。在发达国 家,峰谷电价一般达到10倍,峰谷气价一般达到2倍。燃气空调在夏季正好赶上峰值 电价和谷值气价,日本燃气空调用户运行费用比电力空调就低1倍以上。许多昨天 在发达国家发生的事,今天就发生在中国,中国己开始推行峰谷电价,许多城市也 在逐步取消全年用气设备的增容基金并给予优惠气价。
电空调所用的氟利昂在全面限制后价格节节上涨,每年为弥补泄漏所造成 的开支是用户一笔不小的成本。并且,CFC、HCFC禁用日期日日逼近,设备将提前 报废,美国己发生CFC走私入境事件。因此,发展燃气空调有利于降低用户成本。
目前中国只有少数城市实现了全面燃气化,在暂未通气的地方,可以先用柴油作为 一种过渡性燃料,一旦燃气管道铺到,改变燃料只需 在燃气空调的种种优势被人们认识之后,一种新的、更大的优势即将显示 出来,这就是冷热电联产技术(CCHP),将燃气涡轮发电机与直燃机组合,效率可以 提高40%。并且,CCHP的意义不仅仅在于节能,这是一场能源产业的革命:散布在千万座楼宇中的小型涡轮发电机,使国民经济、国家安全至关重要而又极为脆弱 的纽带——大电网,不再孤立而笨拙。大电网与分散的小型发电机并存被全球专 家公认为投资省、能耗低、可靠性高的能源系统,是21世纪的方向。
在国家决定能源产业政策时、在环保主义者决定行动纲领时、在用户选择 空调设备时,目光会不约而同地投向燃气空调。
燃气空调是国民经济、环保、用户三赢的选择,是国民经济可持续发展的 最佳途径。