波兰农村太阳能生活热水系统在减少温室气体排放方面的潜力外文翻译资料

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波兰农村太阳能生活热水系统在减少温室气体排放方面的潜力

PAWEL SKOWRONSKI

波兰能源效率基金会，波兰华沙，G6rskiego st. 700 -033

GRZEGORZ WISNIEWSKI

波兰华沙Rakoweicka st.32 02-532建筑、机械化和电气化农业研究所

摘要

利用太阳能制备生活热水是利用太阳能最简单的方法之一。太阳能系统至少可以满足一部分对热自来水的需求。目前，波兰农村地区的居民主要用煤来烧水取暖。随着生活水平的提高，未来的自来水消费量将大幅增加。这可能导致电力使用的增长和一次燃料消耗的增加。讨论了波兰农村地区生产温热卫生用水的现有方法和未来的方法，并对相关的温室气体排放进行了估计。据预测，二氧化碳和氮氧化物的排放量将会增加。CO和CH4的排放会因为最终使用的能量载体结构的改变而减少。讨论了利用太阳能制备农村温水的经济和市场潜力。据估计，太阳能系统可以以合理的成本满足农村地区30%-45%的温水发电能源需求，并相应减少二氧化碳排放。太阳能热水器经济潜力的实现率取决于对设备安装的补贴。

关键词: 太阳能;温暖的卫生水;温室气体排放

继空间供热之后，生活用水供热是家庭的基本能源需求之一。一般根据燃料燃烧、电密度或网络热量消耗情况，在家庭中以许多不同的方式产生温暖的卫生用水。根据需求特性和热力参数，可采用太阳能对生活用水进行加热。根据季节和当地情况，所有或部分需要可由太阳系来满足。这种方法特别适用于小房子;波兰大约70%的小房子位于农村地区。

1992年，波兰的村庄里大约有285万幢单户或两户家庭建筑。还有93,800幢较大的公寓楼和78,400幢其他有住房的大楼。1992年波兰人口为1480万，几乎占波兰总人口的40%。这些数字为农村地区用太阳能系统替代传统的温水发电提供了初步情况。

利用太阳能制备温水是利用太阳能最简单的方法之一。太阳能加热系统非常复杂。波兰在10月至4月期间提供空间供暖，因为太阳能集热器的效率不够高。太阳能集热器与热泵和地下蓄热器一起工作的系统已经建成(Jacenkow 1994)。这样的系统工作得很成功，但是它们的成本非常高。

农村家庭的温水发电

要求

生活习惯、家庭卫生设施、能源价格等因素影响着温泉水的消费。需求随时间、星期和季节而变化。根据文献资料，一套配备有温暖的卫生用水系统的公寓的人均需求量在每40-120升/天之间。一些选定的数据列于表1 (Mankowski 1981年以后)。

在1988年，只有66%的村庄有供水系统，只有55%的村庄有温热的自来水供应。用厨灶取水的家庭的卫生用水要比用浴室取水的家庭少得多。然而，随着农村住宅标准的提高，温水总消耗量和相应的能源需求将显著增加。1992年有温水系统的住房所占比例估计为60%-62%。66%的农村人口住在这些房子里。

作者认为，在配备有卫生设施的住宅中，人均卫生温水消耗量在50-80升/天温水系统，以及15-20升/天的家庭没有这样的系统。住宅的平均水温为45°C，但使用本地供暖系统加热的温水时除外;然后水温是55°C。根据这些假设，1992年农村地区温泉水的最终能耗估计在36.6-56.9 PJ之间。通过分析新建筑的建设，对废弃旧建筑的预测(Zarski 1995)，以及现有房屋现代化的可能范围，我们可以估计，在2005年，大约95%的农村人口将生活在有温暖的自来水的住所。

农村人口不会有太大的变化，但是温暖的生活用水将比1992年增长21%-24%。温水的能源需求将达到44.5-71.0 PJ。为了更精确地估计水的消耗量，有必要进行进一步的研究。

表一:波兰住宅对温热卫生用水的具体需求

水加热的方法

波兰农村的卫生用水通常是用煤和/或电来加热的，但在很大比例的农村住宅中，水仍然是用煤和/或烧木头的厨灶来加热的。通常采用一种以上的水加热方式;1994年主要统计处调查的选定结果载于表2。根据这些数据，大约90%的乡村住宅使用煤炉或燃煤锅炉来加热温水，但与此同时，70%以上的这些住宅也使用电力来达到这一目的。不同类型热水发电的平均效率见表3。

表2：农村住宅卫生用水加热的方法

资料来源:GUS和CIE资料来源

能源消耗

能源载体的结构和用于为家庭提供热水的技术还不完全清楚。作者试图根据农村空间供热和网络燃气或液化丙烷气(LPG)供应的应用技术的全国人口普查的统计数据来估计这种结构。考虑了不同的空间加热、气体使用和水加热方法的组合。温热卫生用水可用能量消耗的粗略估计在农村地区编制的情况见表4。

在计算2005年的数字时，加入了一些有关标准改变和有热水供应的住宅数目迅速增加的假设。假设更多的气体，特别是网络气体，用于加热和烹饪据估计，在2005年，分别有20%及40%的乡村人口会居住在供应网络气体及石油气的住宅内。1988年，这两个数字分别只有6%和31%;1994年，分别为7%和38%。

1988年，用于热水发电的一次能源中96%是煤，只有1%是天然气。1992年，煤炭占比下降到94.4%，天然气占比上升到2.5%。到2005年，农村地区用于生产生活热水的一次能源中，可能有不到90%是煤，8%以上是天然气。煤炭作为一种可用的能源载体(家庭用煤)的消耗量将从1988年的2.0- 290万吨下降到2005年的80 - 130万吨。最重要的预测是，如果假设温水利用发生标准变化，那么农村地区用于生产生活用水的电力消耗将增加近三倍。2005年可用能源的直接消耗估计可能比1992年要少，尽管对温水的需求增加了21%-24%，因为那时使用低效率的煤炉来加热生活用水可能会非常有限。然而，由于电用于加热水的比例很高，一次能源消耗将增加约30%。

表3：水加热的平均效率

温水成本

预计在准备温暖的卫生用水方面的变化将主要来自非经济因素。最便宜的方法是在容积式热交换器中加热，该热交换器与燃煤锅炉的空间加热系统相连，但这种方法只能在加热季节使用。本地供暖系统提供的热量也相对便宜，但这种供暖方式在农村地区非常有限。除这两种方法外，最便宜的卫生水暖方法是使用网络天然气。在波兰，天然气价格的上涨速度可能与煤炭价格一样快，因此天然气将是一种有吸引力的燃料。温泉河发电目前的能源成本如表5所示。使用液化石油气热水器的最简单的温热自来水系统的投资成本远低于300美元。在住宅内安装网络燃气系统要昂贵得多。如果是单户住宅，它的成本可能超过600美元，加上加热设备本身的成本。