桂林市太阳能和浅层地能资源情况与利用调研报告.doc

桂林市太阳能和浅层地能资源情况与利用调研报告报告人： 指导教师： （广西大学，机械工程学院，南宁市，邮编：）摘要：为不断完善城市改组 、改制，合理调整产业 、产品及能源消费结构，改变高消耗重污染的粗放型经济发展模式，解决能源和发展的矛盾，促使经济向优质能源及节能型方向发展，以及响应国家节能减排的倡导，该报告对桂林市所具有的太阳能和浅层地能资源情况进行了大量的数据统计和实践调查，且在对秀峰区、象山区、七星区、叠彩区、雁山区、临桂区六个主要城区的不同情况进行了研究后，综合各方面情况整理出当前桂林市可再生能源的详实现状报告以桂林市的六个主要城区的数据作为主要依据，对桂林市利用太阳能和浅层地能的能源效益、环境效益和社会效益三个方面做出了分析，并对该市建设可再生能源建筑应用示范城市提出了合理化的建议关键字：桂林 可再生能源 太阳能 浅层地能 效益1.调研背景在人类活动的过程中能源是不可或缺的物质基础，能源也是构成自然社会的三大基本要素之一，而但全球化石能源趋向枯竭的趋势不可避免，并将在本世纪内基本被开采殆尽《BP世界能源统计2006》的数据表明，全球石油探明储量可供生产40多年，天然气和煤炭则分别可以供应65年和155年。

国际能源署2005年分析认为，到2030年世界能源需求将增长60%，届时仍将有“足够”的资源可满足需求预测未来石油需求增长的大多数将来自运输部门，运输部门占全球石油需求的份额将从现在的47%增加到2030年的54%同时指出，C02排放也将增多，减排温室气体是一个严峻的挑战作为全球能源市场日趋重要的一个组成部分，目前中国的能源消费已占世界能源消费总量的13.6%，世界能源消费将越来越向中国和亚太地区聚集据预测，目前中国主要能源煤炭、石油和天然气的储采比分别为约80、15和50，大致为全球平均水平的50%、40%和70%左右，均早于全球化石能源枯竭速度未来5～10年，中国煤炭国内生产量基本能够满足国内消费量，原油和天然气的生产则继续不能自给自足，特别是原油的缺口最大注重能源资源的节约，提高能源利用效率，加快可再生能源的开发利用，对于世界各国特别是中国来说既重要又迫切随着中国城镇化和工业化进程的不断向前推进，能源需求持续增长，能源供需矛盾也越来越突出，迫在眉睫的问题是：中国究竟该寻求一条怎样的能源可持续发展道路？开源节流无疑是比较好的方法之一，尤其重要的是提高能源的利用效率广西壮族自治区作为西南地区的临海省份，随着经济与社会的不断发展，能源需求逐步增大，而广西又属于石油、煤炭等传统能源紧缺地区，能源自给率仅为25%，每年要从区外调入5000多万吨煤，石油和天然气也几乎全部依赖区外。

故能源供需矛盾特别突出，走可持续发展的能源道路刻不容缓，结合自身条件进行的各种新能源利用举措有着特别重要的现实和历史意义我国建筑能耗33%夏季空调45%其他建筑能耗55%空调、采暖图1-1 我国建筑能耗我国目前建筑能耗如图1-1所示，建筑能耗约占社会总能耗的25%按照目前的建筑能耗状况，到2020年中国建筑能耗将比2004年增加2.5亿吨/年标煤和新增耗电5800～6300亿度/年，总计折合电力约1.3万亿度，新增量相当于目前建筑总能耗的1.3倍这是不可忽视的严峻局面而据2007年的统计，广西的建筑能耗约占社会总能耗的20%左右，且每年以0.5%的速度递增新建建筑全面执行节能标准，建筑能耗要减少50%作为一座拥有众多大大小小建筑且将新增更多建筑的城市，应对建筑能耗所占比例过重的意义重大鉴于此，本文作了关于桂林市的太阳能和浅层地能资源调查和利用评估报告桂林市不仅是一个环境优美的国际旅游城市，同时也是一座基础较好的新兴工业化城市全市已形成以电子、橡胶、机床、医药、客车、工艺美术、轻工食品为支柱，产品产业结构较为合理的现代化工业体系，拥有一批在国内外市场上具有较强竞争力和较高市场占有率的优势企业和名牌产品。

伴随城市的发展，建筑业日益繁荣，城市建筑面积增长率逐年增大从世界范围上来说，建筑业消耗了人类从自然界获得的近50%的物质资源和约40%的能源，我国的情况更不容乐观受大环境及广西能源现状的影响，桂林市也不例外图1-2显示桂林城区的建筑面积量巨大，反映了桂林市城镇化高速增长的状况，这也意味着巨大的建筑能耗表1-1是近年来桂林市的建筑概况图1-2 桂林市一角表1-1 近年来桂林市的建筑概况类 别面积(万㎡)类别细分面积(万㎡)既有建筑面积1863.14居住建筑面积1564.95公共建筑面积298.192007年新增建筑面积492.93居住建筑面积357.32公共建筑面积135.612008年新增建筑面积486.95居住建筑面积314.68公共建筑面积172.27据统计，桂林市房屋建筑近几年竣工面积都稳定在200万平方米以上，其中公共建筑约为35万平方米随着居民生活质量的改善和城镇化进程的加快，房屋快速增长的趋势还将持续15年以上目前我国建筑用能在能源总消耗中所占比例约为27.6％，而且还在不断增长，最终将会稳定在35％左右桂林市作为南方地区的一个较为典型的旅游城市也不例外桂林市的建筑能耗主要包括空调、热水供应、电气、炊事等方面的能耗，其中空调和热水供应能耗占到建筑总能耗的50％左右。

桂林市能源随之呈现刚性的需求，因此，对于建筑行业，未来可持续发展的关键工作是资源节流及扩大能源来源桂林市作为广西壮族自治区的新兴工业城市，其能源消耗将会更多、且呈不断增长的态势，同时因桂林属于旅游城市，污染性工业较少，降低建筑耗能，对于减少空气污染物排放和建立旅游示范性城市显得尤为重要因此，桂林市的节能工作任务将异常艰巨比较好的节能方法之一是善于开发利用可再生能源，如浅层地能、太阳能等浅层地能、太阳能属于低品位能源，按照分级用能原则，最适合满足生活用能的需求因此，利用浅层地能、太阳能作为南方建筑制冷采暖、热水供应、温控农业等的能量源泉，对替代常规商品能源，改善能源结构，保障能源安全，建设资源节约型、环境友好型社会以及实现可持续发展具有重要的战略意义表1-2 桂林市的总耗电量和建筑能耗年份总耗电量(亿kwh)建筑能耗(万吨标准煤)200970.70 33.2745201080.03 37.72.主要调查内容2.1 本报告应用对象根据国家《可再生能源法》的规定，可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能等非化石能源结合桂林市的实际情况及可再生能源的丰裕程度和可开采度，本报告调查和评估的可再生能源主要为太阳能和浅层地能，图1-3为太阳能热水系统原理示意图，图1-4是地源热泵系统原理示意图。

由于浅层地能和太阳能属于低品位能源，适宜用于生活用能，因此本报告的太阳能和浅层地能资源的应用范围为建筑用能图1-3 太阳能热水系统原理图图1-4 地源热泵系统原理图2.2 本报告主要调查和评估的内容桂林市太阳的光照时间和强度；桂林市太阳能的利用现状；桂林市太阳能的利用途径和方式；桂林市浅层地能的形式和特点；桂林市浅层地能的静态储量和开采量评估；桂林市浅层地能的利用现状以及规模化利用的途径和方式；桂林市太阳能和浅层地能开发利用的效益分析2.3 本报告涵盖区域对象分析 桂林市是一座闻名全国的具有2100多年历史的旅游文化名城，也是广西壮族自治区新兴的工业城市市辖秀峰、象山、七星、叠彩、雁山、临桂六城区和灵川、兴安、全州、临桂、阳朔、平乐、荔浦、龙胜、永福、恭城、资源、灌阳十二县，行政区域总面积27809平方公里，其中市区面积565平方公里桂林市是一个人口较少的多民族地区，总人口476万人，其中少数民族68万人，占总人口的14％；市区人口60.35万人本报告中，考虑除市区外各县地域经济发展不平衡，且与市区有相当大的差距，故将市区作为调查与评估的重点将桂林市划分为六个区域，其分区为：秀峰、象山、七星、叠彩、雁山、临桂区，作为太阳能和浅层地能资源的评估。

3. 桂林市太阳能和浅层地能资源状况调查桂林地处南岭山系的西南部，平均海拔150米，具有典型的岩溶地貌特征这里山青、水秀、洞奇、石美，是世界著名的风景游览城市，自古就有“桂林山水甲天下”的赞誉桂林属于亚热带地区，雨水丰富、水源充足、河道宽阔，水网密布太阳日照强度高和时间长因此桂林拥有丰富的太阳能和浅层地能等可再生能源，是地源热泵、太阳能系统理想的冷热源，可以广泛的用于生活用能3.1太阳能总量和可利用量分析3.1.1桂林的太阳能资源条件太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°～35°, 桂林市位于广西壮族自治区的东北部，地处北纬24°18"～25°41"根据中国太阳能资源带（见图3-1），将全国划分为如下四类地区桂林市属我国内陆城市，纬度为中国低纬度地区，历年太阳能平均总辐射量4223MJ/(m2·a)，属于第三类地区，接近于资源贫乏的四类地区即属于中国太阳能资源可利用地区全年日照时数为1250.8～1625.2h图3-1 中国太阳能资源带桂林市地处桂东北部，地处低纬，属中亚热带季风气候，影响桂林市的大气环流主要是季风环流，夏半年盛行偏南风，高温、高湿、多雨，冬半年盛行偏北风，寒冷、干燥、少雨。

夏长冬短、雨热同季，光、温、水气候资源丰富，但地区差异较大，各县具有较明显的山地气候特征历年太阳能平均总辐射量4223MJ/(m2·a)，年平均气温为18.9℃8月最热，月平均气温为23℃，1月最冷，月平均气温15.6℃影响太阳总辐射量的因素主要是日照、降雨量、气温图3-2、图3-3、图3-4分别是07～09年桂林市日照、降雨量、气温的统计数据曲线图从统计资料可知桂林市的太阳能资源情况是每年的5～11月为丰富期，每年的1～4月、12月为低谷期，太阳能光热利用约有5个月时间需要其他能源方式辅助图3-2 桂林市07～09年月平均日照时数曲线图 图3-3 桂林市07～09年月平均降雨量曲线图图3-4 桂林市07～09年月平均气温曲线图随着人们生活水平的提高，提供安全、稳定的生活热水系统，已成为宾馆、医院、学校设施要求的基本条件，居民住宅小区集中供生活热水的需求也越来越大，尤其是夏热冬暖地区地处亚热带，气候潮湿、冬季气温变化大、夏季炎热，人们用热水洗澡的天数一般占全年80%以上长期以来，各种热水锅炉和家庭热水器为解决生活热水问题，既有其便利之处，又有其各方面不足和局限燃煤锅炉成本低，但污染严重，一些城市已下文禁止使用燃煤锅炉要求改用燃油锅炉，但随着燃油价格的不断上涨，其运行成本使大家难以承受；燃气热水器在通风条件差的地方使用存在安全隐患且运行成本高；空气源热泵热水设备，安装灵活，使用方便，与电锅炉相比节能效果突出，逐渐成为热水设备的主流产品之一，但同样是冬季需热水量最大时，能效最低，达不到最佳节能效果。

从统计资料可知桂林市的太阳能资源情况是每年5～11月的日照时长较长，气温高，热水需求热量少，对于多层、小高层家庭住在建筑屋面安装太阳能光热集热板制备生活热水一般都能满足需求；但受气候影响，每年1～4月及12月份，日照时长短、气温较低，冬季常有阴雨连绵，但此时制备热水所需的热量反而较高，仅单独依赖太阳能光热利用不能满足热水加热需求如采用电、油等辅助加热，成本高，集中供热住宅小区、高层住宅、学生公寓、宾馆、医院等集中供热水大户难以接受因此可综合太阳能与浅层地能两种可再生能源的优势，采用太阳能与地源热泵耦合的加热系统3.1.2 太阳能总量和可利用量分析。