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太阳能热水器使用影响不大——雾霾天气
太阳能热水器使用影响不大——雾霾天气
雾霾天路上的行为也少了，能不出门尽量不出门，就算出门也裹得严严实实。太阳能热水器由于整日见不到阳光，也干脆“罢工”了。虽然人们都北方的雾霾天气严重，实际上，南方城市的雾霾也好不到哪儿去，就拿上海来说，早上的能见度下降已经成为不争的事实。
太空中充满了了雾霾，太阳光根本照不进来，连天气都感觉是灰蒙蒙的，天气总看起来像阴天，雾霾对身体是有伤害的，那么另一方面对于太阳依赖性较强的太阳能热水器来说，也会产生直接的影响。阳光的照射，可以让太阳能热水器正常运转，反过来，如果没有太阳光的直射，太阳能热水器的致热效果就会差很多，家庭会享用不到正常的热水。虽然可以通过电辅助加热，但是也无形之中增加了生活成本。
另外，我们知道，太阳能热水器一般是安装在屋顶的，几乎不放什么遮挡物，像在这样的雾霾天气，灰尘颗粒物多，时间久了，集热器上会积累一定的灰尘。这些灰尘会直接影响致热效果，降低太阳能热水器的使用效率，更有甚者会影响太阳能热水器的寿命。不过，太阳能真空管是以玻璃做的，上面是很光滑的，一般只要一场大雨，就能让真空管恢复到以前的效果。所以一般太阳能热水器真空管是不用人工清洗的。
保护环境人人有责，希望这句话在每一个人的身上，早日让我们回到以前的蓝天白云时代。
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　　2030年，中国的太阳能发电成本将低于煤炭？
文 | 宇多田
北京连续几天的雾霾红色及橙色预警，除了让我们在下班回家路上只能看到穿透力最强的红灯外，也让36氪编辑部这几天在持续讨论一个话题：
既然雾霾源头的罪魁祸首是煤炭，那么”可再生能源的大规模应用及普及“就不应再是一个专属于冬季的“应景话题“，有什么办法可以让它变得快起来？
或许有人会嗤之以鼻：“发展新能源”每次说得倒很溜，但现状却从未改变。这是一个涉及到中国能源结构的问题，是一个在20年内都不可能改变的问题。
能源结构调整。的确，这大概是一个已经讲了20年，未来还要讲几十年的“中国梦”。2015年，我国的能源结构虽然有了一定的起色，但整体格局仍然丝毫没有撼动：
化石能源中，煤炭、石油、天然气所占比重分别为64%、18.1%、5.9%，共占91%；非化石能源中，水电占8.5%，核电占1.4%，风电占1.6%，太阳能占0.5%，其他如生物质能微小不计。
改了这么多年，结构基本没变。各方利益倒是其次，而是以目前的条件根本就不可能。
所以说，首先我们需要先了解，水能、太阳能、风能等可再生能源为何现在不能完全代替煤炭，风电与光伏发电为何被称为“垃圾电”？
简单来说就是四点：成本高，不稳定，转换率低，储能情况太差。全部与技术有关联。
更何况，建设一座火电厂，通常投资从几亿到几十亿就能运行发电，建设周期短，收益见效快；建一座相同容量的水电站，投资往往是火电厂几倍到几十倍，回收周期要5~10年甚至更长。
如果你是投资人，你愿意选择后者吗？（看看马斯克SolarCity严重亏损的现状）
而太阳能，这个近年来呼声最高的新能源产业，更是被很多研究报告誉为“发电成本最高的可再生能源“。在中国能源结构中，它也的确是微不足道。
所以今天，我们就先来谈谈太阳能成本这个问题。
根据科技媒体MIT的报道，早在2014年，专注于研究可再生能源的咨询公司Ecofys就曾对欧盟（全球清洁能源最为普及的地区之一）内的环境污染、气候变化、资源消耗成本以及光伏发电厂的流动资金与运营成本进行了分析。
在评估过程中，根据一种叫作“平准化成本”的测量标准（在不考虑政府补贴的情况下，如果在某一特定区域建立和运营一家发电厂，对其在某一特定时间段内每兆瓦时的成本进行估算，包括估算污染、土地使用和资源消耗的货币价值），研究人员们的数据分析结果如下：
假定工厂将产能提升至最大的情况下，欧盟新建的煤炭与天然气工厂“平准化成本”仅为50多欧元/MWh(52美元) ；
海上风电的“平准化成本”约80欧元/MWh(84美元)；
公用事业太阳能光伏发电约为100欧元/MWh(105美元)；
核能发电约为90欧元/MWh(94.5美元)；
最后的结论就是：太阳能发电成本最高，远远高于风力发电，与核能成本接近。
实际上，导致这个结果的原因取决于计算过程中一个与众不同的参数――“能源消耗成本”。
研究人员解释，由于全球大多数太阳能板打着“中国制造”的标签，因此，金属资源的大量消耗以及高昂的电池板制作成本使得太阳能发电成本明显增加，高于风力发电。
与此同时，中国电力属于煤炭密集型行业，太阳能设备铺设地区有限，运营不稳定且转化率低，回收周期长，在不能大规模启用的情况下，成本高是一个必然的事情。
成本高意味着什么？企业需要靠政府补贴过活，光伏发电无法大规模普及，创新力与制造力滞后，技术研发推进缓慢，被资本关注的机会小……
实际上，这几个方面都是环环相扣，交叉影响的。也正是由于技术瓶颈难以突破，太阳能发电生产链上的成本累积数才会庞大，规模才会受限。
　　2030年，中国将迎来太阳能发电普及化的曙光？
然而最近，我们却从“依然被雾霾笼罩而找不到方向”的中国能源结构中发现了一个有机会扩大的”裂痕“。这份在近期发布的彭博能源分析报告或许能给我们一些积极的“暗示”：
自2009以来，全球太阳能价格下降了62%。与此同时，太阳能发电供应链上的每一环节都相应削减了成本。
目前，全球平均煤电成本约为6~7美分/kwh（0.4元~0.5元），而在2016年，包括智利、阿联酋在内的多个发展中国家均达成了多笔成本不到3美分/kwh的太阳能发电合同。
从全球范围来看，预计在未来十年内，太阳能很可能成为最廉价的发电能源。但是，在不同国家，太阳能成本降低的速度也会有很大差异。像欧洲及巴西这些需要进口煤炭或收取“炭排放税”的区域及国家，或许将在2020年到来之前，最先看到煤炭与太阳能发电成本持平的“曙光”。
中国虽然是全球最大的太阳能市场（安装量已经超过德国），但能源结构以煤炭为主，或许要到2030年才能把太阳能成本降至煤炭以下水平。
而彭博新能源财经的首席新能源分析师Jenny Chase在报告中指出，全球1MW以上的地面太阳能系统平均成本为1.14美元/W；而到2025年时，这个数字将被降为0.73美分，成本减少36%。
太阳能成本在未来10年内会低于煤炭，图片来自彭博社
实际上，早在2015年，中国资源综合利用协会就在《中国光伏发电平价上网路线图》中给出了一个良性预测：预计到2020年，我国光伏发电成本可降至0.6~0.8元/kwh，2030年可降至0.6元/kwh。
很显然，太阳能发电成本减少将有助于降低相关企业贷款时的风险溢价，并会将产能提高至一个新的水平。
而国际可再生能源机构总干事Adnan Amin更是语出惊人，认为太阳能成本的降低将会改变整个行业格局：
“太阳能成本低于煤炭的趋势正在越来越多的市场中变得常规化。你会看到，工厂的产能每提升1倍，太阳能价格就会降低20%。”
也就是说，随着规模及销量的提升与利润率的逐步降低，太阳能发电供应链上的“沃尔玛效应”将愈加明显，“薄利多销”或许是太阳能产业的一个主要发展策略。
太阳能发电站的建设成本。图片来自彭博社
　　技术是关键，市场竞争是“催化剂”
实际上，太阳能发电热潮已经持续了整整10年。而“技术”则一直是提升太阳能发电产业水平，降低生产成本的关键。
我们刚才已经提到，金属消耗水平与储能技术是让太阳能发电成本居高不下的两个重要因素。
但在过去两年中，无论是金刚石线锯技术的提升（可以更加高效地切割晶硅片，这是面板的主要材料），还是燃料电池技术的大幅度改进，都在很大程度上减少了太阳能产业在材料、制作工艺以及及发电应用层面上的诸多痛点，也使得太阳能终于可以在与化石燃料的竞争中逐渐掌握了优势地位。
此外，行业内的良性竞争也加速了太阳能技术成本的下降。由于新兴国家的太阳能市场非常火热，全球各大太阳能光伏企业都开始通过竞标的形式来抢夺市场订单 。
譬如，今年8月，智利以竞标的方式签下了2.91美分/kwh的合同，而阿联酋则通过召开大型拍卖会的形式达成了一笔价格为2.42美分/kwh的太阳能发电交易。
而沙特阿拉伯、约旦以及墨西哥等国家也开始计划通过拍卖及竞标的方式来进一步促使太阳能发电价格的下降。
价格越低，越有抢下订单的希望，而为了保持利润率，竞标企业必须降低技术成本。因此，有太阳能系统集成商做出了大胆预测，太阳能发电成本的“下坡”速度短时间内不会放缓。
但说到底，“降低成本”仅仅是扩大太阳能产业规模的一个重要部分，却不代表全部。
“稳定性”由天决定，成本可以不断缩减，但储能技术问题才是这个产业最大的“痛点”。
而一位业内人士告诉36氪，想改进储能技术？难于上青天（期待有人来反驳）。仅从“稳定性”来看，太阳能、风能永远都不可能取代火电。
但发展太阳能，就会看到改变。
何况，能源是贵是便宜，其实每个地区都有一个标准，但它最终取决于我们愿意为获得能源付出的代价高低而已。
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新媒体的实践者、研究者和批判者。
立足终端领域，静观科技变化。深入思考，简单陈述。
智能硬件领域第一自媒体。太阳能供暖，会是雾霾克星吗？
设备寿命比空调和锅炉长
太阳能供暖已具价格优势
作者：《环境与生活》记者 叶晓婷
太阳能供暖，就是利用能量收集设备，吸收太阳辐射能量，加热集热设备里的水，并把热水输送到发热末端，使房间温度升高。
我国北方冬季供暖时大量煤炭的燃烧，加剧了空气污染。那么，有没有清洁的可再生能源用于冬季供暖呢？比如太阳能采暖的可行性如何？能否大范围推广？11月23日，《环境与生活》杂志就此采访了业内人士。
全国太阳能采暖不到千分之一
太阳能供暖也叫太阳能采暖，简单来说，就是利用平板太阳能集热板、真空太阳能管、太阳能热管等设备，吸收太阳的辐射能量，将集热设备里的水加热，再把热水输送到发热末端，如地板采暖系统、散热器等，使房间温度升高。
青岛爱多新能源有限公司生产太阳能供暖产品近10年，该公司总经理邢震告诉《环境与生活》，目前全国采用太阳能供暖系统的比例，不到千分之一。太阳能供暖系统由室外太阳能加热系统和室内计算机智能控制系统组成。太阳辐射的能量被集热器吸收后传递给管内的水，水吸热后温度上升，存在水箱内。水温满足采暖温度要求时，直接供给采暖。太阳辐射受昼夜、季节、纬度和海拔高度等自然条件的限制以及阴雨天气等随机因素的影响，有间歇性和不稳定性，如果阴雨天或夜间感觉室内温度不够，可启动辅助能源，如电、天然气等来加热水箱内的水。“太阳能采暖效率占比如果低于50%，基本上就不能叫太阳能取暖，而只能说是太阳能辅助取暖了，目前的效率一般高于70%。”
太阳能取暖的消费人群可分为住宅客户、单位用户。而住宅客户又分为城市住宅、农村住宅和别墅型住宅；单位用户分为厂房车间、办公楼、学校、医院等。邢震介绍，在具体设计太阳能取暖系统时，需要考虑地区、项目类型（如别墅、工厂、学校）、房屋布局与结构（砖混、钢结构、层数、层高等）、水源（是自来水还是井水）、辅助能源（电、燃气、生物质等）、对温度和取暖时间的要求等。
选择集热器要综合考虑得热量、热损量和有效利用率，并非越贵或热得越快就越好。
太阳能供暖不等于太阳能热水
他说，在太阳能取暖系统的设计中，很多人不了解太阳能采暖和太阳能热水系统（为住宅提供生活热水）的差异。比如，太阳能采暖使用循环泵循环指令，而太阳能热水是水龙头的压力启动指令。把太阳能热水指令套在太阳能采暖系统上，就会出现不工作，或者频繁工作几个月后就损坏，系统报废的问题。
“也有很多太阳能供暖从业人员不知不觉中走入一个误区，认为热水温度越高越好，其实不然。热水温度界定在40～60摄氏度的区间为宜，低了可能取暖效果很差，高了可能使采暖系统和散热系统老化加快。有的集热器能把水加热到100摄氏度以上，变成水蒸气，但那样可能使系统内部压力过高，增加故障的发生。”他说，选择集热器要综合考虑得热量、热损量和有效利用率，不是说越贵就越好，也不是热得越快越好。辅助能源的选择也要考虑用户使用的便利性与成本，有的地方适宜用电，而有的房子只能用燃气，有的农村用户选用沼气或生物质锅炉等。设备的成本、后期费用、寿命与故障率，都会影响太阳能供暖的效率。
邢震强调，太阳能供暖技术的核心在于计算机智能控制系统和整套系统的优化设计。计算机智能控制系统负责对太阳能集热器、辅助能源、水箱、循环系统进行综合管理，对提高太阳能利用率、降低辅助能源消耗的作用最大。
前期成本高 后期费用少
如何判断太阳能供暖系统的好坏呢？邢震说，普通消费者识别起来会比较困难，为保障自身权益，最好找专业做太阳能取暖的公司，签2年以上保修合同。至于系统好坏，大体可以看以下几个指标。
1.温度。用户购买前要求稳定达到的温度，和销售方承诺按照所购配置能够达到的温度一致，安装后在最冷的冬天或阴雨天也能稳定达到这一温度。不过，消费者需提防的是，市场上有人用太阳能热水工程鱼目混珠，装扮成“太阳能取暖”。
2.耗电量或其他辅助能源的消耗量。辅助能源是否节能、节能多少、与太阳能是否完美结合等，都是供暖系统成功与否的基础。邢震介绍，以他自己多年的经验来看，太阳能供暖系统一个采暖季消耗度电，是大部分用户认可的耗电量。
3.故障率、安全性、自动化、标准化程度。设计人员得详细了解当地气候、不同结构的房屋性质、不同取暖习惯，并通过计算机语言进行合理的规划与设计，以通过变量与恒数的结合，达到低故障，高安全性。
4.热水保障。太阳能采暖总热量远大于太阳能热水，所以在大部分热量被调去取暖的情况下，还要保证用户的生活热水，这也是必须考虑的因素。
5.成本与收益。太阳能取暖的一次性投资和集中供暖类似，但后期费用低于集中供暖，明显低于电锅炉和燃油燃气锅炉。在住宅小区、学校、办公楼房大面积应用的话，太阳能供暖的初始投资大约是每100平方米2元。后期费用主要来自辅助能源，一个采暖季（4个月）的电费大约是每100平方米元。不管采暖规模多大，都可以就一次成本与后期费用等与各种取暖方式做比较。一般而言，锅炉与空调的寿命是5～8年，如果使用冷暖空调取暖，一个采暖季大约要花费5500元左右的电费。
真空太阳能管是收集太阳辐射能量的设备
太阳能供暖系统寿命约15年，可以在3～6年内收回成本，价格优势较为明显——尤其是在大面积安装有政府补贴的地区。
邢震表示，目前太阳能供暖推广的主要障碍，是前期价格相对较高，再者，公众的认知度也比较低。有采购决策权的各级政府部门往往不清楚市场上什么品牌靠谱，没有统一有效的监测评价标准。“有的企业的产品第一年还可以，第二年就报废了，主要是设计和质量问题，但往往这种项目就给当地政府及用户留下太阳能供暖不靠谱的坏印象。”
厂家切忌盲目接订单
太阳能供暖的环境效益很好，但邢震认为，太阳能供暖工程的安装也不能盲目推进，不是所有的房屋都适合做太阳能取暖，应该因地制宜。一些特别阴冷、保温性能极差或者暖通系统有问题的房子，最好别做太阳能采暖。因为这些房屋用其他取暖方式也难以达到用户满意的取暖效果。
据邢震介绍，有些销售代理不提前告知厂家客户的这些信息，连这种保温性很差的房屋也拿来搞太阳能取暖。最后没有达到预期设计室温，就会引起纠纷。用低配置去做大面积取暖，也是不可取的。他介绍，有些业务人员因为用户预算低，报价时就降低太阳能与辅助能源的配置，也有的用户为能减少费用，就少报取暖的面积，造成验收难、工程款收回难、用户不满投诉或要求退货等问题。
“这是在工程施工前要着重注意的问题。”邢震提醒，一定要避免员工或者代理为了接订单而夸大其词，最后留下一堆烂尾项目，产生退货索赔等问题。厂家如果不具备相应技术和过硬产品，就不要盲目接单。此外，厂家与代理千万别被一些所谓的发明和不负责任的专家所迷惑，向市场投放一些效果不好的产品，以免为一时之利而误人误己。
仅有几家企业技术较成熟
当前太阳能供暖市场上，一些厂家、代理商只是在太阳能集热器的数量、水箱的大小、电加热的功率等显而易见的系统配置上做文章，没有突破技术瓶颈，结果陷入“年年仿别人，项目个个亏”的怪圈。邢震说，国内仅有几家企业、代理商拥有比较成熟的太阳能取暖技术，达到了国家采暖基本要求：在冬季全气候情况下达到18摄氏度及以上，前后期费用让用户能接受，运行故障率低于1%，能大规模生产、销售、安装。邢震提醒消费者，选择好的太阳能供暖产品，一定要找那些有资质认证、有两年以上多个地区的合格安装实例，且必须至少经过两个取暖季考验的企业和产品。
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　　本报记者
沈湫莎　　家住杨浦区控江二村的李老伯总觉得，这个冬天他家的太阳能电热水器不太给力：同样是晴天，以往能烧到50-60℃，现在不少时候只能烧到30-40℃，遇上一家人洗澡“撞车”，热水就断供了。　　遇到类似问题的不止李老伯一家。上海交通大学机械与动力工程学院教授代彦军透露，和上一个冬天相比，该校绿色能源楼太阳能小屋的发电量减少了约三成。是什么让太阳能设备患上了“肌无力”？对比了近两个冬天的光照数据后，代彦军认为，很可能是去年12月以来频频出没的雾霾遮住了部分阳光。　　雾霾“吞噬”发电量　　光热和光电转化，是目前太阳能的两大主要应用领域。李老伯家的洗澡水和上海交大绿色能源楼的日常用电，其能量来源都是阳光。太阳光主要包括可见光、红外线和紫外线，其中可见光占到50%以上，红外线占了约40%。太阳能利用有“天敌”，遇到多云或下雨天，设备大都“情绪不佳”或干脆“罢工”。代彦军说，那是因为可见光和红外线被厚厚的云层挡住了。　　如今，太阳能利用又多了一道“坎”。位于上海交大闵行校区的太阳能小屋装有一台6.8千瓦的光伏发电系统。查阅近两个多月的发电记录，代彦军发现，空气质量与发电量之间存在着密切联系。比如，去年12月7日，上海的最高气温为15℃，PM2.5的日均浓度为156微克/立方米，发电15度；1月13日的最高气温为16℃，PM2.5的日均浓度为40微克/立方米，发电26.6度。而那两天都是晴到多云的天气，最高气温也不相上下，太阳辐射量按理差不多，最大的可能是雾霾让太阳能小屋“损失”了43.6%的发电量。　　同样是雾霾天，PM2.5的浓度也影响着发电量。根据太阳能小屋的发电记录，去年12月24日的最高气温为9℃，PM2.5的日均浓度为134微克/立方米，发电21度，虽然气温较12月7日低了6℃，却多发了6度电。代彦军解释说，可见光波长短，穿不透大气颗粒物组成的屏障，可见光少了，发电量自然也就少了。　　汽车尾气更“消光”　　雾霾如何影响可见光？复旦大学环境学院教授庄国顺给出了一个专业名词：消光。雾霾中可导致能见度降低的物质主要有4类：有机气溶胶、硫酸盐、硝酸盐和黑炭。其中，占雾霾颗粒总量20%-30%的有机气溶胶对消光的贡献最大，达47%；硫酸盐对消光的影响为24%；而硝酸盐则为14%；仅占颗粒物总量3%-5%的黑炭也不容小觑，达12%。　　值得注意的是，“消光大户”有机气溶胶有相当部分来自汽车尾气中的有机烃。近年来，国内机动车保有量飙升，“交通对‘消光’的贡献甚至可能超过工业。”庄国顺说。　　在消光率的计算上，颗粒物种类、浓度、大小等因素都要考虑在内。“尽管PM2.5的个头比PM10小，但在消光能力上却远超后者。”庄国顺说，“因为相同质量的PM2.5在数量上要比PM10多得多，其相应的总表面积也大得多。”当光遇到这些悬浮在空气中的小颗粒时，原本规整的光线会变得杂乱无章，空气中的细颗粒物越多，能见度也就越低。　　治霾提高发电效率　　十面“霾”伏之下，太阳能的境遇有些喜忧参半：一方面，治理雾霾需要更多以太阳能为代表的可再生能源替代传统能源；另一方面，雾霾的常态化又让太阳能的利用效率大打折扣。
　　中科院上海微系统与信息技术研究所新能源技术中心主任刘正新研究员说，目前，商业化单晶硅太阳能电池的发电效率已进入瓶颈期，约为17%-18%，再想提高，难度非常大。此前，科学家们用了3年时间，才将单晶硅光伏电池的发电效率从16%提高到了17%，如今，一场雾霾就足以抵消好几年的努力。　　眼下，科学家们仍在想尽办法突破极限，国家863、973等计划也为此投入了数亿元研究经费，以开发各种新型太阳能电池。比如国际上“红得发紫”的钙钛矿型太阳能电池，乐观估计，其发电效率有望在年内从现在的15%提升至20%。有专家认为，相较电池技术本身的进步，也许治理雾霾对于当下显得更为急迫和有效。
本文来源：文汇报
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