上海市公共機構可再生能源利用現狀分析

黃菊文 羅 蘭 錢佳麗 李光明

同濟大學環(huán)境科學與工程學院

何 軍 顧錫新 劉育太

上海市中國工程院院士咨詢與學術活動中心

隨著傳統(tǒng)化石能源的日益緊缺，以及人們對能源安全、氣候變化的密切關注，我國的節(jié)能任務日趨嚴峻。作為公共機構，節(jié)能工作不僅要降低能源消耗、提高能源利用效率，更應該推動能源結構變化，倡導利用可再生能源。可再生能源技術應用作為推進公共機構節(jié)能、發(fā)展低碳經濟的一項重要突破口，對全社會的節(jié)能減排和應對氣候變化具有重要的示范和推動作用。

上海市公共機構包括市級機關、教科文衛(wèi)體等行業(yè)，具有單位數量和用能人數多、分布廣、建筑功能及類型多，節(jié)能潛力大、公益性和社會影響力強等特點。上海市機關事務管理局公共機構可再生能源利用工作在國管局和上海市節(jié)能減排工作領導小組關心下，在市公共機構節(jié)能工作聯(lián)席會議的具體指導下，結合上海的實際，創(chuàng)新思路，依法管理，注重實效，循序漸進，逐步形成了“分類指導、形成合力、齊抓共管、共同推進”的管理格局，近年來取得了一定的成效[1]。

1 可再生能源利用技術

公共機構可再生能源是指利用太陽能、淺層地熱能等可再生能源為建筑物供熱、供電、制冷等，可應用的技術范圍包括太陽能光熱利用系統(tǒng)、太陽能光電利用系統(tǒng)、淺層地熱能利用系統(tǒng)及輔助熱源供熱等。

（1）太陽能光熱利用技術

太陽能光熱是通過物理方式將太陽能直接轉化為熱能供建筑使用。其中較為典型的太陽能熱水系統(tǒng)就是利用太陽能集熱器，收集太陽輻射能，將水加熱以供生活熱水使用。該系統(tǒng)屬于低密度、低品位能的直接利用方式，其轉換環(huán)節(jié)少，效益明顯，具有經濟價值高、技術較成熟等特點。

（2）太陽能光電應用技術

太陽能光電，也稱作太陽能光伏發(fā)電，是利用太陽能電池半導體材料的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)。一般由太陽能電池組件、充放電控制器、逆變器、測試儀表、計算機監(jiān)控設備和蓄電池等組成。有獨立運行和并網運行兩種方式。目前，主要以獨立運行系統(tǒng)為主。

（3）地源熱泵應用技術

地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源實現對建筑物進行供熱和制冷的高效節(jié)能空調系統(tǒng)。地源熱泵應用技術就是在冬季將大地作為熱泵供暖的熱源，即把高于室外環(huán)境溫度的大地熱能取出來供室內采暖；夏季將大地作為空調的冷源，即把室內的熱能取出來釋放到低于室外環(huán)境溫度的大地中。

2 上海市可再生能源資源

上海市可再生能源資源并不豐富，但仍具備一定的發(fā)展可再生能源應用的資源基礎[2]。

（1）太陽能資源：上海屬我國太陽能資源第III類地區(qū)，太陽能總輻射量大約為4 580 MJ/（㎡.a），年日照時間近2 000 h，屬太陽能可利用地區(qū)。

（2）淺層地熱能（土壤源）資源：上海土壤源型地熱能資源比較豐富，土壤（包括粘土、砂土、巖石）中蘊藏淺層地熱能。根據相關資料分析，上海市除松江區(qū)和金山區(qū)少部分火山巖小山丘地區(qū)外，絕大部分地區(qū)具有利用淺層地熱（土壤源）資源的條件。

（3）淺層地熱能（地表水）資源：上海全市現有河道23 870條段，總長度21 646.29 km，河面積405.54 k㎡，河面率占全市6 340 k㎡的8.4%，水面率6.4%。含沙量較少，水質情況適宜于水源熱泵技術應用，豐富的淺層地熱能（地表水）資源為上海地區(qū)的江水源熱泵技術利用提供了良好的條件。

（4）淺層地熱能（污水源）資源：上海作為我國的特大城市，擁有一大批規(guī)模以上的高等院校、中等職業(yè)學校、醫(yī)院，這些單位每天產生大量的學生洗澡廢水、醫(yī)院生活熱廢水，所含的可利用熱能（按利用前后5℃溫差計算）較大，為此，有效利用污水熱源能減少學校、醫(yī)院的能源成本。

3 上海市公共機構可再生能源利用現狀

（1）上海市公共機構能源利用現狀

上海市公共機構能源利用效率不斷提高，2005年，納入能耗統(tǒng)計的83家市級國家機關能耗總量為5.80萬t標準煤，26家體育系統(tǒng)公共機構能耗總量為7.00萬t標準煤，31家市級醫(yī)院能耗總量為17.61萬t標準煤，教育系統(tǒng)公共機構（含區(qū)、縣教育系統(tǒng)）能耗總量為49.17萬t標準煤[3]。

2010年，納入能耗統(tǒng)計的市級國家機關能耗總量仍約為5.80萬t標準煤；體育系統(tǒng)26家公共機構能耗總量為6.23萬t標準煤，實現節(jié)能11.00%。31家市級醫(yī)院在實現“十一五”期間公共醫(yī)療服務業(yè)務量增長42%的情況下，2010年能耗總量較2005年增長21.38%，實現單位業(yè)務量能耗下降6.00%左右。教育系統(tǒng)在“十一五”期間校舍面積增長15.68%、在校生數增長18.22%的情況下，2009年人均單位面積能耗較2005年下降0.98%，能源利用效率進一步提高[3]。

2013年，納入能耗統(tǒng)計范圍的122家市級機關全年用能總量約為6.41萬t標準煤，同比2012年下降0.36%，單位建筑面積能耗同比2012年下降2.06%。納入市教委節(jié)能管理的74所普通高校和委屬中等學校，2013年度能耗總量約為35.10萬t標準煤，其中煤炭消耗下降了89.76%。納入市衛(wèi)生計生委節(jié)能管理的31家市級醫(yī)院，面對醫(yī)療業(yè)務量持續(xù)上升、醫(yī)療服務機構不斷擴展的實際情況，實現單位建筑面積能耗下降0.4%。科技、文化、體育系統(tǒng)按照《上海市公共機構節(jié)能管理辦法》的規(guī)定，不斷完善組織架構，強化職能建設，夯實節(jié)能基礎，節(jié)能管理成效逐步顯現[4]。

隨著社會服務事業(yè)發(fā)展，教育、醫(yī)療、文體設施建設需求的增長，公共機構剛性用能壓力將不斷加大，公共機構節(jié)能管理仍面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，與此同時，也為可再生能源利用帶來良好的契機。

（2）公共機構可再生能源利用氛圍初步形成

有效利用可再生能源，促進公共機構可再生能源應用健康發(fā)展，對增加能源供給、優(yōu)化能源結構、提高能源利用效率、保護和改善生態(tài)環(huán)境具有重要作用。2014年，上海30家公共機構單位成為國家第一批879家節(jié)約型公共機構示范單位，多數節(jié)約型示范單位均有可再生能源應用案例，包括太陽能光伏發(fā)電、發(fā)熱技術、地熱能、污水源熱泵等，推動和發(fā)揮了公共機構特別是黨政機關在降低能源資源消耗、利用可再生能源方面示范帶頭作用。近年來，在市級機關、教育系統(tǒng)、體育系統(tǒng)、文廣系統(tǒng)等單位建設了一批可再生能源項目，并取得了良好的效果。如復旦大學江灣校區(qū)公共浴室采用了空氣源熱泵技術，同濟大學學生浴室采用太陽能集熱及污水熱源復合技術，東華大學延安路校區(qū)的宿舍生活區(qū)全部采用空氣源熱泵輔助加熱的太陽能加熱技術，上海東方綠舟運動員訓練中心運動員宿舍浴室利用太陽能發(fā)熱技術，東華大學圖書館空調系統(tǒng)采用了地源熱泵技術，上海市閔行區(qū)檔案保管中心空調系統(tǒng)采用了地源熱泵技術，上海市當代藝術博物館空調系統(tǒng)采用了江水源技術等等。在本市公共機構中還建設了一批規(guī)模以上的可再生能源項目，如上海政法學院建設了面積達20 500㎡的土壤源熱泵技術與地表水源熱泵技術相結合的可再生能源使用系統(tǒng)，上海電機學院建設了面積達65 000㎡的太陽能光熱與地源熱泵結合系統(tǒng)，同濟大學對既有建筑進行了64 522㎡的太陽能光熱建筑一體化應用改造如表1所示。此外，在本市各高校、中等職業(yè)學校等單位開展節(jié)約型校園/綠色校園、可持續(xù)發(fā)展學校的建設中可再生能源利用發(fā)揮了獨特的作用。作為公共機構節(jié)能的重要組成部分，可再生能源的使用不斷發(fā)展，各公共機構不斷總結和推廣可再生能源應用和管理經驗，引領推動全市公共機構可再生能源利用工作的深入發(fā)展，擴大了公共機構可再生能源利用的影響力、覆蓋力、示范力。

表1 上海市公共機構可再生能源情況

（3）上海市公共機構可再生能源利用管理體制機制逐步形成

在上海市政府及各委辦的大力指導、推進、協(xié)調下，市機管局以管理模式轉變和體制機制創(chuàng)新為突破，充分調動和發(fā)揮黨政機關、教育、科技、文化、醫(yī)療、體育等公共機構的工作積極性，切實推進上海市公共機構合理用能管理整體水平發(fā)展，進一步提升可再生能源管理體制機制的建立。

2011年，上海市機關事務管理局會同上海市質量技術監(jiān)督局，頒布施行了《上海市市級機關辦公建筑合理用能指南》（DB31/T550-2011），制訂了《上海市公共機構節(jié)能監(jiān)察辦法（試行）》的通知（滬府辦發(fā)〔2011〕24號），按照《委托意向書》規(guī)定，上海市節(jié)能監(jiān)察中心于2011年7月1日開始對所有的公共機構開展節(jié)能監(jiān)察執(zhí)法，內容包括可再生能源利用在內的用能種類、用能系統(tǒng)，對能源消耗狀況進行監(jiān)測，建立健全能源消費分戶、分類、分項計量制度等，以提高本市公共機構能源利用效率，夯實公共機構節(jié)能監(jiān)管基礎，提升公共機構包括可再生能源利用的合理用能管理能力。

2012年，市政府機管局會同市發(fā)展改革委、市教科文衛(wèi)體等公共機構編制印發(fā)《上海市公共機構節(jié)能“十二五”規(guī)劃》（滬府機管〔2012〕5號），《規(guī)劃》體現了上海特色，對機關、教育、衛(wèi)生等領域的單位建筑面積能耗及各系統(tǒng)能耗總量進行了控制，提出了市級機關能耗總量“零”增長，教科文衛(wèi)體等公共機構能耗增量控制在相應范圍的目標要求，對市級機關新（改、擴）建項目提出了必須符合（市級機關辦公建筑合理用能指南）規(guī)定的標準要求。同時，提出根據不同領域、不同性質的公共機構在用能環(huán)境、目的以及條件下，確定科學、合理的用能標準和節(jié)能要求，規(guī)范全市公共機構的用能行為。如表2所示。在此基礎上，指出逐步完善對使用可再生能源的公共機構給予財政補貼和獎勵等措施。

表2 公共機構“十二五”節(jié)能指標體系[3]

2013年，上海市人民政府印發(fā)了《上海市公共機構節(jié)能管理辦法》（滬府發(fā)[2013]2號），要求市機關事務管理部門負責指導、協(xié)調、推進全市公共機構節(jié)能工作，并負責市級公共機構節(jié)能監(jiān)督管理工作，市和區(qū)（縣）教育、科技、文化、衛(wèi)生、體育等系統(tǒng)各級主管部門在同級機關事務管理部門指導下，組織開展本系統(tǒng)內的公共機構節(jié)能工作，要求公共機構實行包括可再生能源在內的能源消耗統(tǒng)計報送和年度能源利用狀況報告制度，公共機構在申報包括可再生能源利用在內的既有建筑節(jié)能改造項目時，改造方案應當包括用能現狀分析、改造主要項目、投資收益分析、改造后的效益評估等內容。

2014年，《上海市人民政府關于印發(fā)上海市2014年節(jié)能減排和應對氣候變化重點工作安排的通知》，其中，對公共機構節(jié)能減排降碳工作提出了具體的目標：市級機關，單位建筑面積能耗下降2%，能耗和碳排放總量零增長；教育系統(tǒng)，單位建筑面積能耗上升不超過1.5%，能耗增量控制在2萬t標準煤左右，碳排放增量控制在5.3萬t左右；衛(wèi)生系統(tǒng)，單位建筑面積能耗下降2%，能耗增量控制在2萬t標準煤左右，碳排放增量控制在5.3萬t左右；其他公共機構，單位建筑面積能耗下降1%以上，能耗和碳排放總量得到控制。其目的是要求公共機構更好地利用可再生能源，起到節(jié)能減排降碳的目標，并為全社會開展可再生能源利用起到示范引領作用。公共機構節(jié)能減排降碳工作目標如表3所示。

表3 公共機構節(jié)能減排降碳工作目標[5]

上海市新能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃明確指出，以國家實施金太陽示范工程為契機，優(yōu)先支持在大型公共建筑、政府辦公大樓等開展可再生能源利用建設。以此同時，上海市不斷加大工作力度，增加資金投入，支持可再生能源建筑應用工作。市科委、市建設交通委每年安排資金支持可再生能源建筑應用的科研、技術攻關和標準規(guī)范制定工作。除國家標準外，上海市根據本區(qū)域特點，先后完成了《太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化集成技術研究》、《太陽能光伏發(fā)電與建筑一體化設計導則研究》等一批研究課題，并制定頒布了《上海地區(qū)可再生能源建筑應用系統(tǒng)（太陽能、地熱能）能效測評方法研究》、《民用建筑太陽能應用技術規(guī)程（熱水系統(tǒng)分冊）》（DGJ-2004A-2006）、《民用建筑太陽能應用技術規(guī)程（光伏發(fā)電系統(tǒng)分冊）》（DG/TJ08-2004B-2008）、《民用建筑太陽能系統(tǒng)應用圖集（熱水系統(tǒng)分冊）》（DBJT08-110A-2008）、《地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)程》（DG/TJ08-2119-2013）等一批工程建設規(guī)范，為上海市公共機構可再生能源利用示范與推廣提供了技術支撐。

4 上海市公共機構可再生能源利用建議

上海市公共機構可再生能源利用雖取得了一定的成績，但利用率仍較低，同時還存在一定的問題，有待進一步發(fā)展。為此對上海公共機構可再生能源利用未來發(fā)展提出如下建議：

（1）開展可再生能源應用項目的基礎調研

進一步開展對2013年納入能耗統(tǒng)計范圍的122家市級機關、納入市教委節(jié)能管理的74所普通高校和委屬中等學校、納入市衛(wèi)生計生委節(jié)能管理的31家市級醫(yī)院以及科技、文化、體育系統(tǒng)的單位開展可再生能源應用項目的基礎調研，充分了解和掌握本市公共機構可再生能源應用情況，逐步建立本市公共機構可再生能源應用信息數據庫，并定期開展分析研究和應用，了解系統(tǒng)運行情況，建立長效的統(tǒng)計制度，為推進可再生能源利用提供科學的基礎性數據。

（2）公共機構可再生能源利用示范單位建設

“十三五”期間，在全市各級機關、學校、醫(yī)院等公共機構中選擇可再生能源利用基礎好、能耗總量較大、具備一定代表性的單位，開展可再生能源示范單位建設，樹立一批節(jié)約型公共機構可再生能源利用典范。根據不同建筑類型及不同用能需求，重點推進太陽能光伏一體化、太陽能集熱技術、土壤源熱泵、地表水源熱泵、污水源熱泵，以及太陽能和地源熱泵復合等技術，到“十三五”末，使得示范單位的單位建筑面積能耗明顯低于所在地區(qū)公共機構平均能耗水平，碳排放量也比較低。同時，建立可再生能源示范項目跟蹤管理機制。

（3）制定本市公共機構可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃和激勵機制

依據《上海市公共機構節(jié)能“十二五”規(guī)劃》和《上海市可再生能源建筑應用專項規(guī)劃》的制定，研究制定本市公共機構可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃，從戰(zhàn)略高度開展公共機構可再生能源利用的推進工作，形成長期發(fā)展目標及方向，圍繞低碳、綠色學校、綠色醫(yī)院等建設，有計劃地開展公共機構區(qū)域性可再生能源開發(fā)應用。同時，依據上海市有關配套政策，研究制定公共機構可再生能源利用資金扶持實施細則等配套政策，有效推進公共機構可再生能源利用的進一步發(fā)展。

（4）強化計量統(tǒng)計，夯實工作基礎

建立公共機構可再生能源消費分戶、分類、分項計量標準體系，開展分戶、分類、分項計量試點、示范和推廣。推進信息化和網絡化建設，建立全市范圍內公共機構可再生能源能耗統(tǒng)計信息平臺，提高統(tǒng)計工作效率。強化統(tǒng)計分析，定期對可再生能源使用的現狀和存在的問題進行分析，為指導公共機構可再生能源利用工作提供決策依據。

（5）建立多渠道資金籌措機制，加大投入力度

加大本市公共機構可再生能源利用的資金投入規(guī)模，以政府資金為引導，帶動社會力量廣泛參與，推動公共機構可再生能源利用持續(xù)深入開展。

[1]張曉卯. 齊抓共管乘勢而上，積極推進上海市公共機構節(jié)能工作[J].上海節(jié)能. 2012,(6)：8-10,21

[2]上海市可再生能源建筑應用專項規(guī)劃. 上海市建筑業(yè)管理辦公室，2012

[3]上海市公共機構節(jié)能“十二五”規(guī)劃. 滬府機管[2012]5號，2012

[4]上海市公共機構2013年節(jié)能工作總結和2014年節(jié)能工作計劃.上海市機關事務管理局文件.滬機管[2014]60號，2014