1、杭州市低碳技术现状及发展趋势调研报告计 划 编 号: 20100434M20 项 目 名 称:杭州市低碳技术现状及发展趋势调研计 划 类 别: 科技情报调研专项委 托 单 位（甲方）： 杭州市科学技术局承 担 单 位（乙方）: 浙江科技学院项 目 执 行 期：2010年8 月 至 2011年8月31日2011.11.252课题组成员和分工姓名 专业技术职务 专业 工作单位 在本项目中分工李长安 副教授 环境经济 浙江科技学院 项目负责人陈金友 高级工程师 土木工程 杭州市钱江新城 开发公司 调研陈梅兰 教授 环境工程 浙江树人大学 指导、调研吕海萍 讲师 工商管理 浙江科技学院 调研郭俊辉 讲
2、师 市场营销 浙江科技学院 调研目 录1 引 言 .41.1调研杭州市低碳技术的背景 .431.2研究杭州市低碳技术的意义 .42 调研内容 .42.1 交通 .42.1.1插入式混合动力电池车和电动车 .42.1.2提高货车的效率 .72.1.3第一代生物燃油、第二代生物燃油 .102.1.4改善机动车的燃油效率 .122.1.5交通领域的其它减排技术 .132.2 建筑 .132.2.1建筑物本体 .132.2.2建筑设备 .132.2.3建筑环境控制系统 .142.3 工业 .152.3.1氢能和燃料转换应用 .152.3.2电机系统的能效 .182.4 电力 .202.4.1陆地和海上
3、风电 .212.4.2核电 .232.4.3太阳能光伏发电 .252.4.4太阳能集热发电 .282.4.5地热发电 .282.4.6化石燃料的碳捕集与埋存 .292.4.7电力领域的其它减排技术 .302.5农业 .322.5.1测土配方施肥 .322.5.2增施有机肥 .322.5.3秸秆还田 .332.5.4种植绿肥 .342.5.5缓控释肥 .353 结论与建议 .353.1 结论 .353.2 发转趋势分析 .36参考文献 .3741 引 言1.1调研杭州市低碳技术的背景近年来，我们围绕中央和省委省政府关于推进节能减排，加快经济转型一系列步骤，深入实施资源节约，社会和谐新型城市化战略
4、，大力发展绿色建筑新技术，深入推进建筑节能示范工程，积极探索低碳生态城市建设，城乡人居环境取得了较为显著的成效，与此同时，我省许多知名的房地产企业纷纷以开发绿色住宅，节能住宅为已任，为我省房地产发展和城乡建设又好又快发展作出了很大贡献，尤其是金都集团在绿色建筑、节能示范、低碳建设方面，进行多面的探索和实践，已成为全国房地产行业科技住宅的创造者、先行者，当前低碳消费、低碳生活已经成为世界潮流，不久前中共浙江省省委第七次全会，又作出了关于推进生产文明建设的决定，明确提出我省要加快形成节约资源、能源和保护生态环境的产业结构，增长方式和消费模式，担负富饶秀美和谐安康生态浙江，努力实现经济社会可持续发展
5、，不断提高浙江人民生活品质。1.2研究杭州市低碳技术的意义低碳技术几乎遍及所有涉及温室气体排放的行业部门，包括电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等等，在这些领域，低碳技术的应用可以节能和提高能效。而在可再生能源及新能源、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、二氧化碳捕获与埋存等领域，开发的一些新技术，可以有效地控制温室气体排放，当然也是低碳技术。2 调研内容低碳技术实质是提高能源利用效率和创建清洁能源结构，核心是技术创新、制度创新和发展观的改变，正适应了实现经济社会效益和环境效益和谐发展的要求。低碳技术将促进杭州市在经济社会发展中不断加快产业结构调整，积极发展低碳经济。低碳技术能与城市
6、规划发生联系，按照技术的侧重点大致分为三大类：一类是利用可持续的能源资源，如可再生能源、太阳能等；第二类是利用者的技术改进，如节能建筑、节能汽车等；其他低碳或无碳技术，如核能、碳捕获及封存技术等。2.1 交通2.1.1插入式混合动力电池车和电动车1. 插入式混合动力电池车插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Vehicle，简称PHV）是一种新型的混合动力电动汽车。区别于传统汽油动力与电驱动结合的混合动力，插电式混合动力驱动原理、驱动单元都与电动车无异，之所以称其为混合动力，是这类车上装备有一台为电池充电的发动机。插电式混合动力系统通过接入家用电源为系统中配备的充电电池充电，充电后
7、可仅凭充电电池作为电动汽车行驶。另外，在充电电池的剩余电量用完后，并不是切换至发动机行驶模式，而是通过发动机旋转发电机，利用由此产生的电力为蓄电池充电，继续用电动机行驶，从而形成了串联方式的插电式混合动力车。这种混合动力汽车比全混合动力汽车有较5长纯电动行驶里程。该系统电机功率比例与纯电动情况基本相同（或稍小），内燃机功率比例与全混合系统基本相同，电池容量一般比全混合系统的大，比纯电动车辆的小。优点：在日常使用过程中，它又可以当作一台纯电动车来使用，只要单次使用不超过电池可提供的续航里程（一般做到50公里以上问题不大），它就可以做到零排放和零油耗。混合动力电动汽车的主要特点1）采用小排量的发动
8、机，降低了燃油消耗； 2）可以使发动机经常工作在高效低排放区，提高了能量转换效率，降低了排放； 3）将制动、下坡时的能量回收到蓄电池中再次利用，降低了燃油消耗； 4）在繁华市区，可关停内燃机，由电机单独驱动，实现“零”排放； 5）电机和内燃机联合驱动提高了车辆动力性，增强了驾驶乐趣； 6）利用现有的加油设施，具有与传统燃油汽车相同的续驶里程。缺点：因电池的成本费用高昂，此种车辆以较低价格进入家庭在短期内很难实现。前景：然而受国内汽车发展趋势的影响，因政府的重视而提高相应补贴，插电式混合动力车型进入家庭指日可待。插电式混合动力车是通过外接电源，利用夜间低价电力充电，如果消费者住所到工作地点的往返
9、距离在充满电后续驶里程范围内，则可告别加油站。此外采用高电压、大容量锂离子蓄电池后可减小内燃机排量或燃料电池功率。因此深受各大汽车公司喜爱。各大汽车公司纷纷开发插电式混合动力车或纯电动车。混合动力车在全球发展迅猛，但插电式(plugin)混合动力车由于可通过外接电源利用夜间低价电力充电，更受世界各著名汽车制造商欢迎，且与各著名零部件供应商和蓄电池制造商合作共同开发具有发展前途的锂离子蓄电池。插电式混合动力汽车作为新能源汽车研究领域的热点，受到了各汽车企业、电池企业和电力公司的广泛关注。PHEV的发展既可能改变世界新能源汽车的发展步骤，也可能推动电动汽车动力电池新一轮的高速发展。PHEV具有很多
10、优势：首先PHEV有纯电动汽车的全部优点，可利用晚间低谷电对电池充电，改善电厂的机组效率，节约能源；减少温室气体和各种有害物的排放；降低对石油燃料的依赖，减少石油进口，增加国家能源的安全；如果是在城市内行驶，距离较短，就可以不使用汽油；可以利用外部公网对车载电池组充电，而用电比石油价钱便宜，可降低车辆的使用成本。由于PHEV有这些优点，使PHEV成为了混合动力汽车研究的重要发展方向。PHEV是可以使用电网(包括家用电源插座)对动力电池充电的混合动力汽车 是在全混合ICEHEV的基础上开发出来的，可以认为是ICEHEV的一种；可以纯电动长距离行驶，在需要时也可以工作在全混合模式下。以插电式混合动
11、力车而言，蓄电池技术成为决定该车未来命运的关键。锂离子蓄电池具有电压高、充放电寿命长、可快速充电、自放电率低、比能量和比功率高、循环寿命长等，成为插电式混合动力车和电动汽车首选蓄电池，但锂离子蓄电池还存在可靠性和成本问题。目前，国内锂离子蓄电池在制造精度、设备标准等存在一定差距。首先是制造的一致性问题；其次是知识产权问题；第三是原材料的筛选。6目前，国外新能源汽车中插电式混合动力车一般是串联电式混合动力车。它在一定里程内采用电力驱动，超过这个里程后，由内燃机带动发电机，将电力输入到蓄电池内，再由蓄电池将电力提供给驱动电机带动汽车行驶。串联插电式混合动力车中需用大容量、高电压、高功率密度的锂电子
12、蓄电池和大功率驱动电机（亦即电功率比较大）。近期中国不适宜发展插电式混合动力车，是因为涉及到大容量蓄电池技术部成熟，充电站建设，充电插座统一标准滞后，政府价格补贴和消费者是否接受等问题。2. 电动车电动车作为一种新型的代步工具，虽然在一定程度上还存在着不尽如人意的地方，但它已经实实在在地“飞入寻常百姓家”，为广大市民所接受。尤其是在当前油价飞涨、摩托车牌照发放受限，汽车的梦想可望而不可即的情况下，电动车越来越受到老百姓的青睐。在杭州这样一个“自行车王国”，电动车的市场空间是值得期待的。国资委研究中心宏观战略部部长赵晓曾表示，在全国乃至全球都在寻求新兴能源的情况下，把电动车产业的发展统一纳入到国
13、家的产业发展战略及能源发展战略中去，不但是可行的，而且是必要的，中国面临着全世界最好的电动车发展机会。杭州作为一个省会城市，在土地不断扩增的时机，私家车的大量使用，不仅加剧环境污染，更严重影响市民的出行，市民正在寻找一种环保便利的私用交通工具，电动车的出现正是解决这一燃眉之急。然而，在我们的调研过程中杭州市电动车市场发展也并非十分乐观。一位业内人士说，目前杭州市电动车制造商多达上千家，但其中不乏家庭作坊式的生产厂家，这些厂家在经营管理上极不规范，为了能参与竞争，不惜以低廉的价格来吸引目标消费者，结果配件质量低劣、工序过于简化、质量难以保证的组装电动车就被推向市场。这些质量低劣的产品进入市场后，
14、引发市场秩序进一步混乱。另外，经营商户大多采用的是单店经营、散户经营，没有形成足够的规模和影响力。存在着管理混乱、品牌效益不突出、普通老百姓对电动自行车行业不甚了解等问题。河南省社科院副院长刘道兴认为，在此情况下，要满足巨大的市场需求，创造一个品牌电动车较集中的批发零售市场，就显得尤为迫切。目前电动车市场品牌繁多，但从市场动态来解读和深度分析，电动车市场的无序竞争现象比较严重，而且，直到目前还没出现强势品牌和行业领导者，这就意味着电动车市场蕴藏着巨大潜力。电动车出现的初衷是作为一种更快速、更便捷的代步工具，为老百姓的生活提供舒适的出行享受。这就必然要求完善的后续服务和品牌保障。杭州市电动车发展
15、任重而道远。市民对电动车的评价：1)速度之惧非机动车道的“快跑者”。从理论上说，这个问题似乎并不成立。道路交通安全法明确规定，电动车归属非机动车行列。也就是说，电动车“华山一条路”，只能走非机动车道。我们平日里就骑自行车上下班，以前骑在非机动车道担心摩托车、汽车会不会突然拐过来；现在，摩托车、汽车是不敢随意乱串非机动车道了，但飞速行驶的电动车让人实在担心。2)质量之忧7电动车的生产并没有一个统一的标准，以致各路生产厂商各定各的规矩。比如，同样是一个零部件，有的厂家把保修期定在两年，而有的厂家却只有几个月。万一出了问题，工商解决质量纠纷就没了依据，而最终吃亏的还是买车人自己。3)污染之疑电动车电
16、池的隐形污染，则被环保专家视作城市发展的“潜在杀手”。这个一时半会难以被人察觉的“杀手”，所造成的危害要远比燃油助动车屁股后的那股黑烟来得厉害。建议：尽管电动车的隐忧重重，但从杭州市现状来看，电动车还有一定的生存空间。在这里，我们点中电动车的“死穴”，是为了对症下药。建议一：门槛不能随便迈。道路交通安全法要求电动车的设计最高时速、空车质量、外形尺寸都得符合有关国家标准，比如，最高时速不得超过15 公里，整车重量不得超过40 公斤。但事实上，现在大多数电动车远远超出了这些标准。建议有关部门从源头和销售渠道上把好关，不让劣质或超标电动车有可乘之机。建议二：加强电池回收管理。建议有关部门出台规范性文
17、件，建立统一的电池回收机制，可以由生产厂家、经销商与消费者共同签订电池回收协议，由生产厂家负责对废旧电池进行环保处理；也可以扶持相关企业设立电动车电池的回收处理中心，以防在民间私自处理而造成污染。建议三：大力发展公交。从某种意义上说，电动车只是“退而求其次”的一种交通工具。如果能真正优先发展公交，让公交成为市民出行的首选工具，就能彻底改变电动车作为日常交通工具的普遍现象。现在因电动自行车引发的交通事故日愈增多威胁着市民的交通安全,逐步成为一个棘手的社会问题。据了解杭州市由电动自行车引发的交通事故248 起，已造成8 人死亡，209 人受伤，其中事故案数已接近摩托车交通事故的案数。纵观电动自行车
18、交通事故增多有如下原因：1)电动自行车数量大幅增加；2.电动自行车驾驶人行驶速度太快，安全意识差；2)电动自行车稳定性和刹车等安全性能比摩托车相差甚远；3)交警部门对众多上班族电动自行车管理难度较大，交通违法率太高。2.1.2提高货车的效率1.影响货车使用效率的主要因素：货车周转时间、货车静载重、货车装载能力利用率及货车日产量等，是考核货车运用效率的重要的综合性指标。车辆运用效率，可以通过车辆在时间、空间的运用两方面进行考核，即车辆周转的快慢和车辆装载的满欠轴。在其他条件一定时，装的越多，周转越快，车辆的运用效率也就越高。影响货车使用效率的因素主要有以下几方面。（1）货车周转时间。条件一定时，
19、货车周转时间越短，货车占用越少。但缩短货车周转时间，需要压缩全周距、空车走行率（简称空率）和重周距、货车中转时间（简称中时）、货物作业停留时间（简称停时），以及提高货车旅行速度。（2）货车日车公里。货车日车公里是反映货车流动程度的指标，是指在一定时期内铁路局或全路平均每辆运用货车在一昼夜内的走行公里数。货车流动程度越大，即平均每辆货车每天的走行公里越多，在空率一定的条件下，货车所完成的货运量就可能越大。货车日车8公里与货车全周距成正比，与货车周转时间成反比。因此，提高旅行速度，缩短货车中时和停时，是提高货车日车公里的有效办法。（3）货车载重量。货车载重量是铁路运营工作中的重要指标，分为货车静载
20、重和货车动载重。（4）空率。空率是表示货车的运用效率，是反映空车调整效率的指标。空率越大，表示货车运用效率越差，当其他因素不变，货车周转时间就会延长。空率的大小，同生产力的分布及上、下行方向货运不均衡系数的大小有密切关系。（5）货车旅行速度。条件一定，货车旅行速度越大，货车周转时间越小。货车旅行速度的大小，主要取决于货车的技术速度和各种列车吸收的车流量（6）货车日产量。货车日产量是反映货车在时间上和在载重能力两方面运用效率综合性指标。货车日产量越大，利用等量的运用车，就可以完成更多的货物周转量。货车日产量同货车动载重及货车日车公里成正比。2.提高货车使用效率的措施1) 压缩中时中时包含有调中时
21、和无调中时，我国铁路中时约占货车周转时间的25%。当其他条件相同时，中时越小，货车周转时间越短。压缩中时的途径如下。（1） 压缩无调中时需要相关部门密切协作，组织快速平行作业。压缩有调中时可以采取:平行高效作业方法，缩短各项作业时间，力争消灭待解、待编、待发等非生产性的停留时间；缩短车辆的集结时间;在运输方案中，组织自装车流和通过车流相结合，支线车流和干线车流相结合，不同牵引定数区段车流相结合等办法来压缩中时。（2） 一般无调中时小于有调中时，则可通过制定合理的编组计划，编发各种直达、直通列车的方法，增加无调中转车数，加大中时中的无调中时的比重。2) 压缩停时货车停时为货车周转时间的组成部分，
22、约占货车周转时间的35%。因此，大力缩短货物作业停时对于提高运输效率具有十分重要的意义。（1） 加强制度建设，实施有效过程控制。建立铁路局、站段两级效率指标考核体系。铁路局、站段每天专人掌握各站段的停时完成情况，对由于组织原因连续停时超过月计划的，组织到站段、铁路局交班分析，根据组织中存在的问题，制定改进措施。逐步建立钩计件与作业项目计时考核相结合;工作量与作业效率指标相统一；车、机、辆一体化运输效率考核；调度所与车站停时指标联挂考核;停时特别长的专项考核等机制。对主要装卸站，若停时低于停时年计划的标准时，应查定到、解、取、集、编、发、装、卸等各作业流程时间标准，铁路局按标准修订停时指标。（2
23、） 提高货物装卸作业效率。分析停时的作业过程，尽量采取平行作业和高效率的作业方法，大力压缩待送、待装、待卸和待取等非生产性的停留时间，以及装车、卸车时间。对有装车计划的车站，要组织好车辆卸后利用和车种代用，做到一卸一装，提高双重作业系数。正确编制运输方案，合理组织和运用装卸人力和装卸工具（组织联劳协作），采取9装车照顾发车（如在装车方向上照顾列车编组）、取重照顾配空、送车照顾装卸、路矿机车互助等作业方法。（3） 加快推进两整合一建设。整合专用线和整合作业量少的车站，集中装卸作业到条件完善的车站，关闭作业量少和作业困难车站的货运业务。加快战略装车点建设，简化作业组织环节，缓解机车动力不足造成的压
24、力。（4） 加大设备的投入。增建站线，增加卸车货位和能力;改善车站装卸照明设备，保证车站调车作业和装卸车作业的连续和安全；电气化区段线路设施逐步改造和完善，逐步减少和消除电力机车作业受限问题，提高作业效率。（5） 严肃运输纪律。首先要严肃调度纪律，禁止无计划配空车。车站要杜绝乱甩车，杜绝以车代库。（6） 制定天气不良状态下装卸车预案和有问题车辆处理办法。根据各货物品类在气候变化时高效装卸车的经验和办法，制定各类货物的装卸车预案，遇雨、雪等恶劣气候时，启动预案作业。对于到达的坏车、关门车、货运装载扣车等有问题车辆，区别对待。对车门、车体部分破损的车辆，采取加固措施能保证行车安全的安排装车，对关门
25、车及时处理和安排挂运，对货物装载问题产生的扣车，及时与企业沟通信息，并安排整理和倒装。（7） 加强对机务段用油罐车的管理，合理确定保有量。对机务段根据油耗情况确定油罐车保有量，在保有量范围内按路用车掌握，纳入非运用车进行统计，不计算停时，超过保有量的部分按运用车统计。（8） 修改专用铁路、地方铁路货车占用费规定。合理确定货车在专用铁路、地方铁路内停留时间标准，修改收费规定，对不超过停留时间标准的仍按原标准核收，超过停留时间标准的，应适当增加收费单价，以加大对其内部作业组织的制约力度，达到加速车辆周转的目的。3) 提高列车旅行速度提高列车旅行速度的途径，可以从提高列车的技术速度，以及压缩列车在中
26、间站的停站时间两方面进行考虑。（1） 提高列车技术速度的措施有:经常保持机车完好，不断提高机车质量;改进机车操纵技术；提高线路质量，消灭或减少慢行地段;保持站内接车进路畅通，消灭机外停车。（2） 压缩列车中间站停站时间的主要措施有:尽量利用直达列车、直通列车吸收车流，采用合理的列车运行图，加强调度指挥工作，尽量减少列车在中间站的停站次数和停站时间。此外，在必要时，可改进行车设备或采取铺设双线等加强通过能力的措施。4) 提高货车载重力的利用率货车静载重是货车动载重的基础，提高静载重是提高货车载重力利用率的有效措施。10（1） 增加运用车中大型车辆的比重。合理分配棚车、敞车、平车、油罐车等不同车种
27、的货车比例，以适应各种货物的运送需要。（2） 改进货物包装和提高装载技术。对轻质货物采用机械打包，实行包装标准化，大力推广各种先进的货物装车方法，实行紧密装载，轻重配装等。（3） 合理运用车辆。利用大型车装运远程货物，用小型车装运短途货物；避免以大车代小车、用大型车装载轻质货物、用低边车装载大宗煤炭、矿石等。5) 降低空率降低空率的惟一途径是压缩货车空周转距离，由于货车空周转距离的长短主要决定于空车公里，空车公里越大，货运方面有关支出越多。当其他条件不变时，货车周转时间就会延长。应采取提高运输组织水平，通过不同车种货车的代用、提高货车双重作业系数、充分利用回空和消灭同种空车对流等措施，力争压缩
28、空车公里，降低空率。2.1.3第一代生物燃油、第二代生物燃油 生物质能是指秸秆、玉米、甘蔗及灌木等农林产品，应用现代生物发酵技术和化工分离技术，提炼出的一种可再生能源。它能引领人类的能源消费从基于化石的体系转向基于化石与基于碳水化合物叠加的体系。生物质能属于清洁能源，生物质能产业是典型的循环经济。植物利用阳光将二氧化碳和水转化成粮食、薯类、甘蔗和秸秆等，制造出的生物能源在耗用中会分解成二氧化碳和水，形成一个循环。其有害物质(硫和灰分等)的含量不到煤的110，二氧化碳的排放与吸收构成自然界的碳循环，不会增加大气中二氧化碳的净含量，避免产生温室效应。生物燃油是指植物油与甲醇进行酯交换制造的脂肪酸甲
29、酯，是一种洁净的生物燃料，也称之为“再生燃油”。与传统燃油从煤炭，石油和天然气等化石燃料中提取不同，生物燃油可以从植物等生物可再生资源中提取，这些资源在以植物形态生存时即已在通过光合作用吸收二氧化碳。1.生物燃油具有以下特点：（1）生物燃油供应不受石油输出国组织的控制，不受矿物储藏制约，价格便宜且性能稳定。（2）含硫，苯等有害元素低，有害物质排放可减少30%，有催化剂时可减少排放量60%以上，有利于环保。（3） 具有较好的润滑性能，使喷油泵，发动机缸体和连杆的磨损率低。（4） 具有较好的低温发动机启动性能。（5） 燃烧残炭低（0.02%，）即废气中微小颗粒物含量低。（6）不含对环境造成污染的芳香族烷烃，废气对人体损害低于矿物柴油。检测表明，与矿物柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，致癌物排放量降低94%。
