研究報告：低碳技術推動低碳城市建設的現(xiàn)狀及對策研究

目錄/提綱：……
一、對促進經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變具有重要的推動作用
二、對提升杭州的國際競爭力具有重要的指導意義
三、對改善能源結(jié)構、提升能源安全具有重要意義
四、對緩解氣候變化、保護生態(tài)環(huán)境具有促進作用
一、杭州太陽能利用技術研發(fā)應用現(xiàn)狀
（一）杭州太陽能光熱利用技術開發(fā)應用現(xiàn)狀
（二）杭州太陽能光電利用技術開發(fā)應用現(xiàn)狀
二、杭州風電技術開發(fā)應用現(xiàn)狀
（一）杭州風電技術研發(fā)制造現(xiàn)狀
（二）杭州風電技術應用現(xiàn)狀
三、杭州地熱能利用技術開發(fā)應用現(xiàn)狀
（一）杭州地熱能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用
（二）杭州地熱能在建筑上的應用
四、杭州生物質(zhì)能開發(fā)應用現(xiàn)狀
（一）杭州垃圾填埋沼氣發(fā)電技術應用
（二）杭州農(nóng)村生物質(zhì)能應用現(xiàn)狀
五、杭州垃圾焚燒發(fā)電技術應用現(xiàn)狀
六、杭州水能發(fā)電技術應用現(xiàn)狀
七、杭州氫能技術研發(fā)現(xiàn)狀
（一）杭州高壓氣態(tài)儲氫技術研發(fā)現(xiàn)狀
（二）杭州金屬氫化物儲氫技術研發(fā)現(xiàn)狀
一、杭州智能電網(wǎng)技術研發(fā)應用現(xiàn)狀
（一）杭州智能配電網(wǎng)建設現(xiàn)狀
（二）杭州智能輸電建設現(xiàn)狀
（三）杭州智能變電站建設現(xiàn)狀
（四）杭州智能電網(wǎng)“十二五”規(guī)劃
二、杭州分布式能源技術研發(fā)應用現(xiàn)狀
（一）杭州推廣分布式能源的政策
（二）首個分布式能源試點項目建成
（三）含多種分布式電源的微網(wǎng)實驗室建成
一、杭州低碳交通技術研發(fā)現(xiàn)狀
（一）杭州新能源汽車的研制現(xiàn)狀
（二）杭州低碳交……
研究報告：低碳技術推動低碳城市建設的現(xiàn)狀及對策研究

目 錄
1 引言…………………………………………………………………………………1
1.1 研究背景和研究意義……………………………………………………………1
1.1.1 研究背景………………………………………………………………………1
1.1.2 研究意義………………………………………………………………………4
1.2 相關低碳概念的界定……………………………………………………………5
1.2.1 低碳經(jīng)濟………………………………………………………………………5
1.2.2 低碳城市………………………………………………………………………6
1.2.3 低碳技術………………………………………………………………………7
1.3 EKC理論和STIRPAT模型………………………………………………………8
1.3.1 EKC理論………………………………………………………………………8
1.3.2 STIRPAT模型…………………………………………………………………9
2 低碳技術推動杭州市低碳城市建設分析 ………………………………………10
2.1 低碳技術推動杭州市建設低碳城市的現(xiàn)狀 …………………………………10
2.1.1 杭州整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)技術開發(fā)應用現(xiàn)狀 …………………10
2.1.2 杭州新能源和可再生能源技術研發(fā)應用現(xiàn)狀 ……………………………11
2.1.3 杭州能源的效率化技術開發(fā)應用現(xiàn)狀 ……………………………………22
2.1.4 杭州低碳化消費技術研發(fā)應用現(xiàn)狀 ………………………………………26
2.1.5 杭州碳匯技術開發(fā)應用現(xiàn)狀 ………………………………………………40
2.1.6 杭州低碳管理技術應用現(xiàn)狀 ………………………………………………43
2.2 杭州市環(huán)境污染與經(jīng)濟增長的EKC檢驗 ……………………………………47
2.2.1 杭州市環(huán)境污染與經(jīng)濟增長的時序分析 …………………………………47
2.2.2 杭州市環(huán)境污染與經(jīng)濟增長的EKC檢驗 …………………………………51
2.3 技術進步對杭州碳減排的STIRPAT模型分析 ………………………………57
2.3.1 變量和數(shù)據(jù)的選取 …………………………………………………………57
2.3.2 STIRPAT模型分析……………………………………………………………57
3 國內(nèi)外建設低碳城市的實踐 ……………………………………………………59
3.1 國外建設低碳城市的實踐 ……………………………………………………59
3.1.1 弗萊堡建設低碳城市的實踐 ………………………………………………59
3.1.2 哥本哈根建設低碳城市的實踐 ……………………………………………60
3.1.3 倫敦建設低碳城市的實踐 …………………………………………………61
3.1.4 西雅圖建設低碳城市的實踐 ………………………………………………63
3.1.5 東京建設低碳城市的實踐 …………………………………………………64
3.1.6 國外建設低碳城市的實踐經(jīng)驗 ……………………………………………65
3.2 國內(nèi)建設低碳城市的實踐 ……………………………………………………66
3.2.1 保定市建設低碳城市的實踐 ………………………………………………66
3.2.2 上海市建設低碳城市的實踐 ………………………………………………67
3.2.3 天津市建設低碳城市的實踐 ………………………………………………68
3.2.4 廈門市建設低碳城市的實踐 ………………………………………………68
3.2.5 南昌市建設低碳城市的實踐 ………………………………………………68
3.2.6 吉林市建設低碳城市的實踐 ………………………………………………68
4 杭州低碳城市的發(fā)展模式 ………………………………………………………70
5 低碳技術推動低碳杭州建設制約因素及政策建議 ……………………………71
5.1 低碳技術推動低碳杭州建設制約因素 ………………………………………71
5.1.1 低碳技術創(chuàng)新動力不足 ……………………………………………………71
5.1.2 低碳技術人才不多 …………………………………………………………71
5.1.3 低碳技術投入不高 …………………………………………………………71
5.1.4 低碳技術創(chuàng)新能力不強 ……………………………………………………72
5.2 加快低碳技術創(chuàng)新促進杭州市發(fā)展低碳城市的政策建議 …………………72
5．2.1 發(fā)揮政府作用，綜合運用相關政策…………………………………………72
5.2.2 加強低碳人才隊伍建設 ……………………………………………………72
5.2.3 增加資本投入，建立多層次投入體系 ……………………………………72
5.2.4 注重低碳自主創(chuàng)新與引進相結(jié)合 …………………………………………72
參考文獻 ……………………………………………………………………………74

1 引言

1.1 研究背景和研究意義
1.1.1 研究背景
早在1896年，瑞典物理化學家、1903年獲諾貝爾化學獎主阿累尼烏斯（Svante August Arrhenius）發(fā)表了“大氣中的二氧化碳對地球溫度的影響”的論文，他估算了二氧化碳的溫室效應，指出人類消費煤炭產(chǎn)生的CO2長期積累會對氣溫產(chǎn)生顯著的影響，若CO2濃度增加一倍，則全球氣溫將上升4℃[1]。1907年，美國地理學家亨丁頓(E.Huntington)在《亞洲的脈動》中首次提出“氣候變化”概念，闡述氣候變化對人類文明的影響[2]。至今，有關環(huán)境變化對人類社會發(fā)展影響的科學研究已有百余年的歷史。
根據(jù)全球地表溫度的器測資料，1906～2005年的100年中溫度線性趨勢為0.74°C，全球溫度普遍升高，在北半球高緯度地區(qū)溫度升幅較大。陸地區(qū)域的變暖速率比海洋快。海平面的逐漸上升與變暖相一致。自1961年以來，全球平均海平面上升的平均速率為每年1.8毫米，而從1993年以來平均速率為每年3.1毫米，熱膨脹、冰川、冰帽和極地冰蓋的融化為海平面上升做出了貢獻[3]。全球變暖導致干旱、颶風、洪澇、沙漠化及森林火災等極端事件日益頻繁發(fā)生；海平面的上升將導致人口稠密的沿海地區(qū)以及島嶼國家的的人們無家可歸；非洲等不發(fā)達地區(qū)的貧困人口可能遭遇農(nóng)作物嚴重歉收、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力下降以及饑餓、營養(yǎng)不良和疾病增多等困境；生態(tài)體系惡化。氣候異常變化嚴重地威脅著全人類的安全。氣候變化是人類在21世紀面臨的最為復雜的挑戰(zhàn)之一。沒有哪個國家能夠獨善其身，也沒有哪個國家能夠獨力應對。
迫于日益嚴峻的氣候變化的事實，國際社會一直在努力尋求解決良策。從20世紀70年代以來，國際上應對氣候變化的會議、機構、政策不斷召開、成立、頒布。如1972年6月聯(lián)合國在瑞典首都斯德哥爾摩舉行首次人類環(huán)境會議，通過《人類環(huán)境宣言》；1983年12月成立世界環(huán)境與發(fā)展委員會（WCED），對世界面臨的問題及應采取的戰(zhàn)略進行研究；1988年11月聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）和世界氣象組織(WMO)成立政府間氣候變化專門委員會（IPCC），對與氣候變化有關的各種問題展開定期的科學、技術和社會經(jīng)濟評估，提供科學和技術咨詢意見；1988年12月聯(lián)合國43屆大會通過《為人類當代和后代保護全球氣候》的43/53號決議；1992年5月9日在聯(lián)合國總部通過了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》（UNFCCC）；1992年6月在巴西里約熱內(nèi)盧召開的聯(lián)合國
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]認為，低碳城市應當被理解為通過經(jīng)濟發(fā)展模式、消費理念和生活方式的轉(zhuǎn)變，在保證生活質(zhì)量不斷提高的前提下,實現(xiàn)有助于減少碳排放的城市建設模式和社會發(fā)展方式。低碳城市強調(diào)以低碳理念為指導，在一定的規(guī)劃、政策和制度建設的推動下，推廣低碳理念，以低碳技術和低碳產(chǎn)品為基礎，以低碳能源生產(chǎn)和應用為主要對象，由公眾廣泛參與，通過發(fā)展當?shù)亟?jīng)濟和提高人們生活質(zhì)量而為全球碳排放減少做出貢獻的城市發(fā)展活動。諸大建、陳飛[14]認為：低碳城市內(nèi)涵包括兩方面的含義，從宏觀層面講指的是經(jīng)濟增長與能源消耗增長及碳排放相脫鉤，如果化石燃料使用及C02排放量的增長相對于經(jīng)濟增長或城市發(fā)展是非常小的正增長，就屬于相對脫鉤；如果是零增長或負增長，就屬于絕對脫鉤。從微觀上的物質(zhì)流過程來看，低碳經(jīng)濟包括下列三個方面的經(jīng)濟活動，在經(jīng)濟過程的進口環(huán)節(jié)，要用太陽能、風能、生物能等可再生能源替代化石能源等高碳性的能源；在經(jīng)濟過程的轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，要大幅度提高化石能源的利用效率，包括提高工業(yè)能效、建筑能效和交通能效等；在經(jīng)濟過程的出口環(huán)節(jié)，要通過植樹造林、保護濕地等增加地球的綠色面積，吸收經(jīng)濟活動所排放的二氧化碳，即所謂碳匯。低碳城市的內(nèi)涵相應比低碳經(jīng)濟內(nèi)涵更廣泛，意義更深刻，低碳城市包含了技術改進、空間緊湊等物質(zhì)空間層面，低碳政策、法規(guī)、治理及生活消費的社會層面以及減少C02排放造成氣候變暖等環(huán)境層面的內(nèi)容。
世界自然基金會下的定義：低碳城市應在經(jīng)濟高速發(fā)展的前提下，保持能源消耗和二氧化碳排放處于較低的水平。
2010年3月19日，中國社科院公布了評估低碳城市的新標準體系，該標準具體分為低碳生產(chǎn)力、低碳消費、低碳資源和低碳政策等四大類共12個相對指標。其中低碳生產(chǎn)力大類包括碳生產(chǎn)力以及單位產(chǎn)值能耗2個相對指標；低碳消費大類包括人均碳排放和家庭人均碳排放2個指標；低碳資源大類包括零碳能源在一次能源中所占比例、森林覆蓋率和單位能源消耗的CO2排放系數(shù)3個指標；低碳政策大類包括低碳經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃，建立碳排放監(jiān)測、統(tǒng)計和監(jiān)管機制，公眾對低碳經(jīng)濟的認知度，符合建筑物能效標準和非商業(yè)性能源的激勵措施5個指標。若一個城市的低碳生產(chǎn)力指標超過全國平均水平的20％，可被認定為“低碳城市”。
綜合已有的觀點，筆者認為：低碳城市是指通過零碳和低碳技術的研發(fā)及其推廣應用來節(jié)約和集約利用能源、減少碳排放；家戶以低碳生活為行為習慣、廠商以節(jié)能減排為戰(zhàn)略目標、政府以低碳社會為建設宏圖；低碳生產(chǎn)力、低碳消費、低碳資源和低碳政策等相對指標優(yōu)于全國（球）平均水平，絕對指標所取得的進展與氣候變化相一致的城市。
1.2.3 低碳技術
已有很多學者對低碳技術的概念進行闡述。如吳曉青[15]認為：低碳技術涉及電力、交通、建筑、冶金、化工、石化等部門以及在可再生能源及新能源、煤的
清潔高效利用、油氣資源和煤層氣的勘探開發(fā)、二氧化碳捕獲與埋存等領域開發(fā)的有效控制溫室氣體排放的新技術。邢俐[16]從廣義和狹義兩方面來闡述低碳技術，從廣義上來講，就是為了發(fā)展低碳經(jīng)濟而采用的技術，它是隨著低碳經(jīng)濟的興起而興起的；從狹義上說是為了減少二氧化碳等溫室氣體的排放而采用的技術。石敏俊等人[17]認為：低碳技術既包括能源技術進步，促進能源利用效率提高，也包括發(fā)展低碳能源，促進能源結(jié)構轉(zhuǎn)換。肖瑩[18]認為：所有能夠獲取低碳經(jīng)濟的技術手段，統(tǒng)稱為低碳技術，包括節(jié)能減排方面的低碳技術、可再生能源和新能源技術、碳捕獲和封存技術。
綜上所述，筆者認為：低碳技術可分為兩種：一種是低碳硬技術，它是指有效控制CO2等溫室氣體排放的機器、設備、基礎設施等生產(chǎn)條件和工作條件的物質(zhì)形態(tài)的技術；另一種是低碳軟技術，它是指有效控制CO2等溫室氣體排放的工藝、方法、配方、程序、信息、訣竅、管理方法等非物質(zhì)形態(tài)的技術。低碳技術有廣義和狹義之分，狹義的低碳技術指低碳硬技術，廣義的低碳技術包括低碳硬技術和低碳軟技術。
現(xiàn)有的低碳技術林林總總，涉及很多領域，已經(jīng)組成一個低碳技術大家族，而且還在源源不斷地增添新成員。筆者將其匯總、梳理，制成廣義的低碳技術家譜圖，如圖1.1所示。



碳捕獲和封存技術
化石燃料的低碳化技術 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)技術
清潔煤技術
二氧化碳的綠色化利用技術
太陽能利用技術
風電技術
地熱能利用技術
生物質(zhì)發(fā)電技術
新能源和可再生能源技術 海洋能利用技術
水電技術
核電技術
氫能技術
燃料電池技術
天然氣水合物開采技術
低碳技術 智能電網(wǎng)技術
能源的效率化技術 分布式能源技術
超臨界、超超臨界燃煤發(fā)電技術
低碳交通技術
低碳建筑技術
低 碳 化 消 費 技 術 低碳工業(yè)技術
低碳家電技術
綠色照明技術
森林、林業(yè)碳匯
碳 匯 技 術 草地、土壤、濕地碳匯
海洋碳匯
巖溶、礦物碳匯
低碳城市規(guī)劃
低 碳 管 理 技 術 合同能源管理
電力需求側(cè)管理
圖1.1 低碳技術家譜圖
1.3 EKC理論和STIRPAT模型
1.3.1 EKC理論
1955年，西蒙•史密斯•庫茲涅茨（Simon Smith Kuznets）在他的論文《經(jīng)濟增長與收入不平等》中基于英、美、德、法等西方發(fā)達國家100多年的資料，首次對一個國家的經(jīng)濟發(fā)展過程中的收入分配格局的變化作了實證研究，提出了著名的收入分配倒U理論。研究表明：收入分配的平等狀況與人均收入高低有關，在經(jīng)濟發(fā)展過程中，隨著人均國民生產(chǎn)總值的增長，起初收入分配不平等程度也相應增長，當人均收入達到中等水平時，收入分配不平等也達到最大，然后，隨著人均收入水平的進一步提高，收入分配不平等程度反而下降。用庫茲涅茨自己的話來說，就是“收入分配不平等的長期趨勢可以假設為：在前工業(yè)文明向工業(yè)文明過渡的經(jīng)濟增長早期階段迅速擴大，隨后是短暫穩(wěn)定，然后在增長的后期階段逐漸縮小”[19]。
上世紀90年代初美國經(jīng)濟學家格魯斯曼等人（Grossman et al），通過對42個國家的截面數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染物排放總量與經(jīng)濟增長也呈現(xiàn)出倒U型曲線。即當一個國家或者地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平較低時，環(huán)境污染的程度較輕，隨著人均收入的增加，環(huán)境污染由低增高，環(huán)境污染程度因經(jīng)濟的不可持續(xù)增長而惡化；但經(jīng)濟發(fā)展到一定的水平后，出現(xiàn)拐點，隨著人均收入的增長，環(huán)境的污染程度也會由嚴重變?yōu)闇p緩，即呈現(xiàn)出一種倒U型變化趨勢[20]。1993年Panayotou借用庫茲涅茨界定的倒U形曲線，首次將這種環(huán)境質(zhì)量與人均收入間的關系稱為環(huán)境庫茲涅茨曲線（Environmental Kuznets Curve,簡稱EKC）。EKC揭示出環(huán)境質(zhì)量開始隨著收入增加而退化，收入水平上升到一定程度后隨收入增加而改善，即環(huán)境質(zhì)量與收入為倒U形關系。
1.3.2 STIRPAT模型
1971年Ehrlich，Holden首次提出建立“IPAT”方程來反映人口對環(huán)境壓力的影響，方程I=PAT中，I表示環(huán)境影響，P表示人口規(guī)模，A表示人均財富，T表示技術水平[21]。該模型被廣泛應用于分析人口對環(huán)境影響。
2002年Waggoner and Ausubel發(fā)展了I=PACT模型，將“I=PAT”中的T分解成單位GDP的消費(C)和單位消費產(chǎn)生的影響(T)[22]。同年Schulze認為應增加一個因素B，B表示行為，方程變?yōu)椤癐=PBAT”[23]。
“I=PAT”模型、 “I=PACT”及其“I=PBAT”模型，都只通過改變一個因素，保持其他因素固定不變來分析問題，得到的結(jié)果就是對因變量的等比例影響。這是模型最大的局限性。
為了克服IPAT模型的不足，York等學者[24]通過建立隨機模型來分析人口、人均財富、技術對環(huán)境的非比例影響。在IPAT的基礎上，建立了STIRPAT模型：I=aPbAcTde，該模型保留了“IPAT”模型的乘法結(jié)構，把人口(P)、人均財富(A)和技術(T) 三個因素作為影響環(huán)境(I)的決定因素。模型中，a 為常數(shù)項，b、c、d是P、A和T的指數(shù)項，e 是誤差項。
由于STIRPAT模型是一個多自變量的非線性模型，因此，為計量各因素對環(huán)境I的影響，通常將STIRPAT模型轉(zhuǎn)化為對數(shù)形式：
lnI=α+ blnP + clnA + dlnT + ε
驅(qū)動力因素的系數(shù)b、c、d分別表示：在其它影響因素保持不變時，驅(qū)動力因素P、A、T分別變化1%所引起的環(huán)境影響變化的百分比。
2 低碳技術推動杭州市低碳城市建設分析

杭州在研發(fā)、應用低碳技術的很多方面，在國內(nèi)屬于先行者。尤其是杭州市委十屆四次全會率先在國內(nèi)提出建設低碳經(jīng)濟、低碳建筑、低碳交通、低碳生活、低碳環(huán)境、低碳社會“六位一體”的低碳城市以來，更是采取一系列積極舉措，取得了一定成效。在廣泛調(diào)研的基礎上, 本章對低碳技術推動杭州低碳城市建設作定性、定量分析。
2.1 低碳技術推動杭州市建設低碳城市的現(xiàn)狀
2.1.1 杭州整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)技術（IGCC）開發(fā)應用現(xiàn)狀
IGCC技術把高效的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與潔凈的煤氣化技術結(jié)合起來，具有高發(fā)電效率，又有極好的環(huán)保性能，被認為是21世紀最有發(fā)展前途的潔凈煤發(fā)電技術，為燃煤發(fā)電帶來了光明。
1984年5月世界上第一座真正試運行成功的美國Cool Water IGCC電站成功地驗證了IGCC的可行性。2009年7月6日國內(nèi)首座自主開發(fā)、設計、制造、建設的250MW級IGCC示范工程由華能集團在天津開工建設（如圖2.1）。

圖2.1 中國首個IGCC示范電站在天津開工建設
杭州在嘗試開發(fā)應用IGCC上屬于國內(nèi)先行者。
2007年1月15日，杭州華電半山發(fā)電有限公司收到國家科技部的批文，以該公司為實施單位的“200MW級IGCC關鍵技術研究開發(fā)與工業(yè)示范”課題已被列入“十一五”國家863計劃。
2007年6月4～5日，半山IGCC發(fā)電示范工程初步可行性研究報告審查會在杭召開,國家電站燃燒中心、浙江省發(fā)改委、省科技廳、省建設廳、華電集團公司、省電力公司、省能源集團、華東電力設計院等相關單位參會。審查組勘察了現(xiàn)場，對浙江省電力設計院編制的半山IGCC項目示范工程初步可行性研究報告進行嚴格審查，認為作為全國最大的天然氣發(fā)電企業(yè)，半山發(fā)電公司實施IGCC改造項目有一定基礎，在工程上有合理性，技術上有先進性，經(jīng)濟上有可行性，符合國家有關“以大代小”及應用高效節(jié)能發(fā)電技術的能源政策，初步可行性研究報告通過審查。
2007年7月國電環(huán)境保護研究院發(fā)布《浙江IGCC發(fā)電（1*200MW）示范工程環(huán)境影響報告書》。
2008年7月17日杭州華電半山發(fā)電有限公司IGCC發(fā)電示范工程取水許可申請書獲得批準。
2008年12月25日，杭州華電半山發(fā)電有限公司與浙江省電力設計院簽訂浙江半山IGCC發(fā)電示范工程（200MW級）勘測設計合同。
浙江省政府、杭州市政府都高度關注和支持半山IGCC發(fā)電示范工程。但是，迄今該項目沒有獲得國家發(fā)改委的審核批準，而東莞市天明電廠（120MW級）IGCC改造工程項目獲得國家發(fā)改委的批準，已開工建設，預計今年建成。
2.1.2 杭州新能源和可再生能源技術研發(fā)應用現(xiàn)狀
一、杭州太陽能利用技術研發(fā)應用現(xiàn)狀
杭州屬于我國太陽能資源較差的四類地區(qū)，年太陽輻射總量4200～5000 MJ/㎡，相當于日輻射量3.2～3.8KWh/㎡，但杭州在太陽能光熱、光電利用上起步較早。
（一）杭州太陽能光熱利用技術開發(fā)應用現(xiàn)狀
太陽能的光熱利用是將太陽輻射能通過集熱器收集起來，直接或間接轉(zhuǎn)化成熱能加以利用。目前使用的集熱器有平板型、真空管和聚焦型集熱器。
太陽能光熱利用方式很多，太陽能熱水器是最常用的一種方式。
2003年，杭鋼置業(yè)集團杭州紫元教育投資有限公司與江蘇常州河海水環(huán)境工程有限公司技術合作，研發(fā)出太陽能集成光電供熱智能系統(tǒng)，解決了浙江財經(jīng)學院、浙江金融職業(yè)學院、浙江經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術學院三所學校的桃李、成蹊兩苑的40幢大學生公寓樓的集中供熱的能源問題，大型應用太陽能的熱水系統(tǒng)為2.6萬名學生提供著日夜24小時不間斷的58℃恒溫熱水，夏天每天可節(jié)電一萬度，節(jié)能效果顯著[25]。
余杭區(qū)開發(fā)的“長島綠園”，先行開展了分體式太陽能熱水器在排屋建筑中的應用試點，整個小區(qū)采用獨立分體式太陽能熱水供應系統(tǒng)，集熱系統(tǒng)與水箱分離，集熱板設計與屋面整體考慮，實現(xiàn)了太陽能熱水器系統(tǒng)與建筑的一體化[26]。
淳安在多層建筑太陽能熱水器應用方面，做到了“統(tǒng)一規(guī)劃、設計、施工和驗收”，使太陽能熱水器成為建筑的一個配件，所有上下水管全部走管道井，既美觀又便于維護，也較好解決了居民用水問題[27]。
正因為杭州利用太陽能全國領先，卓有成效，2004年11月應邀作為中國代表，與北京、青島、高雄一起參加了在韓國大邱召開的“第一屆世界太陽能城市大會”。會上，杭州在內(nèi)的19個參與城市討論并通過了全球首個太陽能宣言——《大邱宣言》，共同承諾：為實現(xiàn)長期的可持續(xù)氣候發(fā)展，到2050年逐步減少和有效控制人均排放溫室氣體，形成共識，確定可再生能源開發(fā)時間表，并建立技術合作的伙伴關系，共同促進可再生能源的開發(fā)利用[28]。
2010年杭州市推廣9.53萬m2太陽能熱水器，至2010年底，累計推廣太陽能熱水器67.96萬m2，可節(jié)約10.19萬噸標準煤 。隨著新農(nóng)村建設、農(nóng)民生活水平提高和“百千工程”、生態(tài)市建設的推進，農(nóng)村太陽能熱水器的增幅大于城市�！笆晃濉逼陂g，全市太陽能光熱建筑應用面積達350萬m2，太陽能光熱利用已成為杭州可再生能源開發(fā)利用的重要途徑。
（二）杭州太陽能光電利用技術開發(fā)應用現(xiàn)狀
某些物質(zhì)受到光的照射時，物質(zhì)內(nèi)部會出現(xiàn)電動勢或電流的現(xiàn)象叫做光生伏打效應。太陽能光伏發(fā)電為光—電轉(zhuǎn)換，借助光生伏打效應將太陽輻射光通過半導體物質(zhì)直接轉(zhuǎn)換為電能，光電轉(zhuǎn)換裝置為太陽能電池。太陽能光伏發(fā)電有獨立運行和并網(wǎng)運行兩種發(fā)電系統(tǒng)。
1、杭州太陽能光電利用技術產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀
近年來，杭州市太陽能光伏產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢，形成了一定的產(chǎn)業(yè)基礎和技術儲備。截至2010年，全市涉及太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的企業(yè)有50多家，主要集中在杭州高新開發(fā)區(qū)（濱江）、杭州經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、蕭山區(qū)、杭州錢江開發(fā)區(qū)等地，拱墅區(qū)、西湖區(qū)、臨安市、富陽市、建德市、桐廬縣也有部分企業(yè)分布。
（1）產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴大，開端良好
杭州市太陽能光伏產(chǎn)業(yè)起步不早，開端良好，民營企業(yè)、海歸團隊紛紛涉足，投資熱情很高。高新區(qū)、經(jīng)開區(qū)、蕭山區(qū)、錢江開發(fā)區(qū)等重點區(qū)域已初步形成產(chǎn)業(yè)集聚，陸續(xù)有一批重大項目建成投產(chǎn)。正泰太陽能在2008年形成100MW晶體硅太陽能電池生產(chǎn)規(guī)模的基礎上，2009年6月30MW的非晶微晶太陽能薄膜電池生產(chǎn)線投產(chǎn)。舒奇蒙能源、萬向太陽能、天裕光能等一批龍頭企業(yè)迅速成長，矽昶綠能源1000噸6N太陽能多晶硅原料生產(chǎn)線也已建成投產(chǎn)。2010年全市光伏產(chǎn)業(yè)銷售產(chǎn)值80億元，形成太陽能電池及組件生產(chǎn)能力850兆瓦，正在進行中的重點技改項目約1500兆瓦。
（2）產(chǎn)業(yè)鏈比較完整，規(guī)模集聚效應正在顯現(xiàn)
圍繞太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈，包括工業(yè)硅提煉、硅提純、硅棒/硅錠制造、硅片生產(chǎn)、太陽能電池片制造、太陽能電池組件封裝、太陽能薄膜電池研究與生產(chǎn)、光伏發(fā)電系統(tǒng)組件與應用、相關專業(yè)配套設備（材料）制造等，杭州市均有企業(yè)涉足，規(guī)模集聚效應正在顯現(xiàn)。在太陽能單、多晶硅材料研發(fā)生產(chǎn)方面有舒奇蒙能源、集美新材料、富迪光電等企業(yè)；在太陽能電池和薄膜電池生產(chǎn)方面有正泰太陽能、萬向太陽能、綠華能源、龍焱能源、天裕光能、上方能源、嘉遠格隆、喜瑞能源、普尼太陽能等企業(yè)；在光伏發(fā)電系統(tǒng)組件與應用領域有正泰太陽能、萬向太陽能、浙大桑尼能源、舒奇蒙光伏、聯(lián)龍電子、龍馳幕墻等企業(yè)；在太陽能電池背板材料方面，杭州福斯特熱熔膠膜有限公司是國內(nèi)最大的EVA太陽能膠膜生產(chǎn)企業(yè)之一，產(chǎn)能2000萬平方米，為尚德、賽維等知名企業(yè)配套。
（3）科研力量雄厚，產(chǎn)學研合作基礎良好
杭州市在太陽能光伏產(chǎn)業(yè)研究方面具備較強科研力量。浙大硅材料國家重點實驗室是國內(nèi)最早從事硅材料研究和應用的主要基地之一，浙大電力電子國家工程研究中心、浙大現(xiàn)代光學國家重點實驗室、杭州電子科技大學自動化學院、省能源與核技術應用研究院等高校及科研院所也是光伏發(fā)電研究的資深研究機構，是光伏企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級而進行協(xié)同創(chuàng)新的理想伙伴。杭州太能硅業(yè)有限公司科研團隊，采用物理法硅提純工藝生產(chǎn)6N級單、多晶硅材料，技術水平國際先進，生產(chǎn)成本大幅度降低。龍焱能源、嘉遠格隆等企業(yè)從事碲化鎘薄膜電池研究開發(fā)，喜瑞能源從事單晶硅薄膜電池研究開發(fā)、上方能源從事非晶硅薄膜電池設備研究開發(fā)均取得突破性進展[29]。
2、杭州太陽能光電利用技術應用現(xiàn)狀
（1）太陽能光伏發(fā)電站
2008年8月杭州電子科技大學建成了國內(nèi)第一個光伏發(fā)電微網(wǎng)試驗研究系統(tǒng)，除了120千瓦光伏發(fā)電，還配備120千瓦的柴油發(fā)電機和蓄電池組，開始并網(wǎng)發(fā)電，成功向2座教學樓供電，年發(fā)電量為12萬度、節(jié)約48噸標準煤、減排120噸二氧化碳[30]（如圖2.2）。
杭州天裕光能科技有限公司新建裝機容量300KWP并網(wǎng)光伏發(fā)電示范項目，獲2009年杭州市金太陽示范工程項目支持（如圖2.3）。

圖2.2 杭州電子科技大學教學樓微網(wǎng)系統(tǒng) 圖2.3 天裕光能300KWP并網(wǎng)光伏發(fā)電項目
浙江省電力公司250千瓦屋頂并網(wǎng)太陽能光伏電站，已于2009年1月2日成功并網(wǎng)試運行，省電力公司16樓頂層可利用面積有4100 m2，安裝了978塊單晶硅太陽能光伏板，朝南呈30度仰角排開，以保證全年吸收太陽光強度最大,1年可發(fā)電約30萬度[31]。
（2）光伏建筑一體化（BIPV)
光伏建筑一體化（BIPV)是杭州市主要的光伏產(chǎn)業(yè)應用形式。
2009年，杭州市率先啟動陽光屋頂示范工程，浙江節(jié)能公司杭州能源與環(huán)境產(chǎn)業(yè)園2兆瓦光電建筑一體化并網(wǎng)發(fā)電項目一期工程于2009年9月28日并網(wǎng)發(fā)電，采用“分布安裝、低壓逆變、匯流升壓•并網(wǎng)”技術方案，這是浙江第一個兆瓦級屋頂光伏并網(wǎng)發(fā)電項目（如圖2.4）,對杭州市“陽光屋頂示范工程”的實施具有標桿性導向作用。

圖2.4 杭州能源與環(huán)境產(chǎn)業(yè)園2兆瓦BIPV并網(wǎng)發(fā)電項目
龍馳幕墻工程有限公司1.5MW并網(wǎng)型光電建筑一體化（BIPV）太陽能電站示范項目、浙江正泰太陽能科技有限公司510KWp光電建筑并網(wǎng)發(fā)電示范項目、帷盛太陽能的100KW東方電氣BIPV精致車棚項目、萬向三號工業(yè)園2.5Mw太陽能光伏電站項目工程、萬向電動汽車辦公樓200KW太陽能光電建筑一體化項目（如圖2.4）、萬向太陽能2.7MW廠區(qū)屋頂光伏電站項目、中南幕墻光電建筑一體化示范工程：浙江省建科院實驗樓、中南國際商城、浙江正泰生產(chǎn)辦公樓等項目陸續(xù)建成運行。
截止到2010年底，累計有21個項目列入國家試點計劃，總裝機容量為17.763兆瓦；列入住房和建設部太陽能光電建筑應用項目12項，總裝機容量超10兆瓦；列入國家發(fā)改委“金太陽示范工程”項目9個，合計為6.623兆瓦。由浙江省建筑科學設計研究院主編的《太陽能光伏與建筑一體化應用技術導則（暫行）》，作為杭州市地方規(guī)定頒布，自2010年2月1日起實施。
為了推進太陽能光伏發(fā)電應用，杭州確立了在2015年前建造100萬m2“陽光屋頂”的目標。省市重大建設工程，政府投資建設，大型賓館、商場、工業(yè)廠房建設項目，高檔低層住宅區(qū)等4類建筑項目，都要優(yōu)先納入“陽光屋頂”計劃。
（3）太陽能光伏發(fā)電獨立運行系統(tǒng)應用
①太陽能交通信號燈
2004年下半年，杭州不少道口上閃爍著的黃色交通信號燈新戴上了一個“平頂帽”，這是一塊太陽能電池板。通過光電轉(zhuǎn)換技術，太陽能這種綠色新型能源“點亮”了信號燈，使它不再需要電網(wǎng)供電[32]。
迄今，全市2000多個公共交通警示燈、警示樁已基本使用太陽能光電技術，一些交通標志牌和信號燈也開始使用太陽能。
②太陽能樓道燈
2009年9月10日在上城區(qū)湖濱街道青年路社區(qū)見仁里4號2單元樓頂試用太陽能樓道燈，這幢6層高的樓每層裝了一個12伏的LED燈泡，靠樓頂一個30瓦的太陽能電池板供電，所發(fā)的電不并入杭州電網(wǎng)，而是自發(fā)自用。充滿的蓄電池能保證3天用電。整個供電系統(tǒng)成本2500元，由湖濱街道投入。
③太陽能垃圾桶
上城區(qū)湖濱街道東平巷社區(qū)廣場，裝了兩只太陽能環(huán)保垃圾桶。當垃圾丟進去時，垃圾桶會發(fā)出道謝的_，語音系統(tǒng)靠垃圾桶頂部的太陽能電板提供電源。垃圾桶的桶體由LED超薄燈箱組成，電源也靠太陽能電板，晚上能發(fā)光，便于尋找。這種太陽能垃圾桶的正常使用壽命可達10年，但成本有點高，雙體桶2500元，單體桶1500元。
④太陽能發(fā)電公交候車亭
2008年9月杭州公交集團在公交候車亭建設中采用了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設計，將浙江省委黨校、文一路學院路口、翠苑一區(qū)、文一西路東口、雅士苑5個公交車站建成太陽能光伏發(fā)電公交候車亭。候車亭頂置的8塊150 W太陽能電池板發(fā)出的電力提供給車站廣告燈箱，嵌入式顯示屏可實時顯示光伏發(fā)電功率、累積發(fā)電量、累積有害物體減排量等指標[33]。
杭州經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)在建10座太陽能發(fā)電公交候車亭，采用非晶硅薄膜太陽能電池組件替換夾膠玻璃頂棚，使頂棚能充分利用太陽能。候車亭燈箱采用LED燈，白天利用太陽能發(fā)電儲存于蓄電池，夜晚由蓄電池給LED燈供電照亮燈箱。這些太陽能發(fā)電公交候車亭建成運行后，每座候車亭可節(jié)電1430.8度/年,每年可節(jié)省0.4噸標準煤、減排二氧化碳1.47噸。
另外，杭州城市照明采用太陽能路燈已逐漸推進, 太陽能顯示牌、太陽能廣告燈的利用率逐年上升,在建德采用了五彩繽紛的太陽能草坪燈。
二、杭州風電技術開發(fā)應用現(xiàn)狀
風能是一種清潔的可再生能源。人們很早就開始利用風力，公元前的中國人就能利用風力提水，宋代流行的垂直軸風車一直沿用至今，而當代人熱衷于利用風力來發(fā)電。
風力發(fā)電就是將風所蘊含的動能轉(zhuǎn)換成電能的工程技術。風力發(fā)電的原理是利用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。風力發(fā)電機組主要由風力機和發(fā)電機二部分組成。
（一）杭州風電技術研發(fā)制造現(xiàn)狀
杭州市已形成風電設備零部件種類齊全，包括塔桿、塔座、機艙、扭力板、剎車盤、軸承座、齒輪箱、法蘭、風葉、輪轂、調(diào)速電機等，以整機為核心的風能產(chǎn)業(yè)鏈。涌現(xiàn)出運達風力（如圖2.5）、東方電氣（杭州）公司、天馬軸承、前進齒輪、誠泰風力(如圖2.6)、佳力風能等骨干企業(yè)，形成主要集中在蕭山區(qū)、錢江經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和桐廬縣的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)塊。

圖2.5 浙江運達風電自主知識產(chǎn)權的兆瓦級機組 圖2.6 杭州誠泰風力的聚風型風車
（二）杭州風電技術應用現(xiàn)狀
杭州灣細狹的風力不足，錢塘江邊風稍大些，但也不是一年四季都有風，杭州一年當中真正有風的時間加起來總共也就一兩個月。對于風力發(fā)電來說，杭州的地理位置并不具有優(yōu)勢，但從長遠來看，對于能源短缺的杭州，利用風力發(fā)電是必然的趨勢。
2009年底，西湖區(qū)城管辦為打造“節(jié)能減排低碳公廁”，投入近4萬元開發(fā)風能加太陽能新能源獨立供電系統(tǒng)。2010年3月,省團校對面新建杭州首座自給供電的“低碳公廁”。公廁的照明燈、指示燈箱、電烘干機、電風扇、除臭機等電器，都是用風力發(fā)電機組加上太陽能發(fā)電系統(tǒng)互補供電, 這座公廁一年大概能節(jié)約電費1.27萬元，3年收回成本[34]。
三、杭州地熱能利用技術開發(fā)應用現(xiàn)狀
地熱能源自地球熔融巖漿和放射性物質(zhì)的衰變，地下水的深處循環(huán)和來自極深處的巖漿侵入到地殼后，把熱量從地下深處帶至近表層。在有些地方，熱能隨自然涌出的熱蒸汽和水而到達地面。地熱能的利用可分為地熱發(fā)電和直接利用兩大類。
地熱發(fā)電原理是將地下熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，再把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪芰哭D(zhuǎn)變過程。地熱直接利用方式有：地熱采暖（主要是熱泵）、洗浴療養(yǎng)、溫室種植、工業(yè)利用、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品干燥、制冷等。杭州對地熱能進行直接利用，應用面廣，進展較快。
（一）杭州地熱能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用
近年來，蕭山區(qū)地熱能技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上研發(fā)應用迅速發(fā)展，走在杭州各區(qū)縣的前列。地熱能在水產(chǎn)養(yǎng)殖、豬場保溫、水稻育秧、花卉種植、葡萄促早栽培
等方面得到應用，節(jié)能環(huán)保，成效顯著。如杭州杰虹養(yǎng)殖有限公司負責人李益勤從2009年3月起，利用淺層地能進行供熱制冷的新型能源利用技術，經(jīng)過多次試驗自主成功研發(fā)出一套地源熱泵溫室養(yǎng)鱉系統(tǒng)。通過在龜鱉養(yǎng)殖大棚內(nèi)挖了兩口25米深井，用水泵從其中一口深井抽水上來，地下水抽上來就有16-18℃，流過銅管就會下降7℃，被兩臺空調(diào)用于制暖，流出來就是9-11℃的水，部分用來養(yǎng)魚，部分回流到另一口深井。一個600m2的大棚，只用2臺5匹的空調(diào)，就能夠讓龜鱉過一個“暖冬”，節(jié)能減排效果好，極具推廣價值[35]。
（二）杭州地熱能在建筑上的應用
地源熱泵是使用巖土體、地下水和地表水作為熱源和冷源的系統(tǒng), 即地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水熱泵系統(tǒng)、地表水熱泵系統(tǒng)。地熱泵利用地下土壤或地下水溫度相對穩(wěn)定的特性, 通過輸入少量的高品位能源(如電能), 使埋藏于建筑物周圍的管路系統(tǒng)或地下水與建筑物內(nèi)部進行熱交換, 實現(xiàn)低品位熱能向高品位熱能轉(zhuǎn)移的冷暖兩用空調(diào)系統(tǒng)。它由水循環(huán)系統(tǒng)、換熱器、地源熱泵機組和控制系統(tǒng)組成 [36]。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣, 是目前效率最高、對環(huán)境最有利的熱水、取暖和制冷系統(tǒng),被稱為21世紀的綠色空調(diào)技術。
杭州地下水位高、土壤含水量豐富、液相對流傳熱起重要作用，應用地源熱泵具有優(yōu)勢，浙江省工程物探勘察院承擔的《杭州市淺層低溫地熱資源開發(fā)利用研究》項目的研究結(jié)果表明：地埋管地源熱泵系統(tǒng)是杭 ……（未完，全文共79634字，當前僅顯示14323字，請閱讀下面提示信息。收藏《研究報告：低碳技術推動低碳城市建設的現(xiàn)狀及對策研究》）