山西太陽能熱水在工業(yè)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，天潔為你解答

我國已具有良好的太陽能的技術(shù)基礎(chǔ)太陽能集熱器年產(chǎn)量超過4000 萬平米，占世界70%以上；全國集熱面積保有量達(dá)到4.42 億平方米，年節(jié)煤量約6619 萬噸，減排二氧化碳約14218萬噸，保持著全球制造和應(yīng)用大國地位。我國太陽能熱利用仍以生活熱水為主，逐漸向太陽能采暖、制冷、海水淡化等領(lǐng)域擴(kuò)展，其中工農(nóng)業(yè)應(yīng)用也一個新的發(fā)展方向。國務(wù)院印發(fā)的《“十二五”節(jié)能減排綜合性方案》第十七條表明，加強(qiáng)工業(yè)節(jié)能減排，重點(diǎn)推進(jìn)鋼鐵、石油石化、建材、造紙、印染、食品加工等行業(yè)節(jié)能減排，并實(shí)行印染、電力、鋼鐵、造紙等行業(yè)主要污染物排放總控量。

“十二五”已經(jīng)過去，太陽能熱利用行業(yè)中的部分性企業(yè)在過去的五年中已在工農(nóng)業(yè)小有成就。2015年底，中國太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在向能源局提交的光熱“十三五”征求意見稿中提及，工農(nóng)業(yè)應(yīng)用是“十三五”太陽能熱利用行業(yè)的重點(diǎn)項(xiàng)目，在新增的5.5億平方米保有量中，工農(nóng)業(yè)應(yīng)用與海水淡化、苦水處理等項(xiàng)目要有1.5億平方米的保有量。

1太陽能對工業(yè)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)

1.1太陽能在印染中的應(yīng)用

印染企業(yè)在生產(chǎn)過程中采用的太陽能熱水系統(tǒng)需要在50℃ ~130℃的溫度下對加工物進(jìn)行退漿、煮煉、漂白及絲光后水洗煉。采用太陽能分散收集、集中換熱可大規(guī)模地應(yīng)用在紡織印染行業(yè)，經(jīng)太陽能進(jìn)一步提高溫度60℃~80℃。儲存于高溫水箱中，然后向印染車間的熱水設(shè)備供應(yīng)熱水。

在充分考慮印染污水的復(fù)雜性對熱能回收的影響，利用太陽能把水預(yù)熱后再用蒸汽加熱，可加快熱水升溫，可提高生產(chǎn)效率20%~25%以上，不必增加生產(chǎn)設(shè)備就可增加產(chǎn)能。印染企業(yè)利用太陽能技術(shù)可減少蒸汽用量、燃煤量，進(jìn)而減少二氧化碳、二氧化硫等的排放。例如，江蘇凱達(dá)印染廠安裝在廠房樓頂太陽能集熱面積1.508萬平方米，日產(chǎn)50℃水能力1300 噸，年節(jié)約蒸汽20000噸，按目前蒸汽220元/噸折算，年節(jié)約費(fèi)用440萬元。

1.2太陽能加熱在建材業(yè)中應(yīng)用——蒸汽養(yǎng)護(hù)

蒸壓養(yǎng)護(hù)工藝是為了使制品進(jìn)行充分有效的養(yǎng)護(hù)而制定的有關(guān)溫度和時間的具體控制措施。

其工藝以水蒸汽為熱媒，在蒸壓釜壓力容器與適當(dāng)?shù)恼羝麎毫ο逻_(dá)到必要的高溫來實(shí)現(xiàn)的。蒸壓釜內(nèi)的蒸汽給被養(yǎng)護(hù)的制品提供了水熱合成反應(yīng)的必要條件———溫度、濕度和必要的時間。

蒸汽養(yǎng)護(hù)需經(jīng)過“抽真空- 升溫- 恒溫- 降溫”四個階段。恒溫相對濕度不低于90%，其水泥制品溫度如表1 所示。恒溫時間因蒸養(yǎng)設(shè)施效率、水泥品種、摻混凝土外加劑情況、壁厚度而異，應(yīng)以保證脫模強(qiáng)度為準(zhǔn)，一般不少于3小時。

1.3太陽能鍋爐

太陽能鍋爐是指通過太陽能集熱系統(tǒng)產(chǎn)生大量熱水和蒸汽的太陽能系統(tǒng)。可替代或與常規(guī)鍋爐結(jié)合使用，能夠替代常規(guī)能源50%~90%的能源消耗，從而節(jié)省使用常規(guī)能源（煤、電、氣）所產(chǎn)生的費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益高；無排放、無污染，屬于環(huán)保節(jié)能設(shè)備，節(jié)能減排效果顯著。

山東某公司總體建設(shè)規(guī)模為10噸太陽能綜合利用鍋爐，共布置太陽能集熱器1728片，總集熱面積5184平方米。每年可節(jié)約標(biāo)煤875噸，減排二氧化碳2275噸，投資回收期4.9年，具有較好的社會效益、環(huán)保效益。

山東某公司太陽能鍋爐系統(tǒng)項(xiàng)目一期為8583 平方米太陽能集熱器集中安裝在整染車間2.5萬平方米房頂，布置既不影響廠房與周邊景觀配套風(fēng)格，也不影響房頂防水層。項(xiàng)目全年日平均提供70℃、300 噸左右熱水用于整染車間生產(chǎn)，每年可節(jié)約811 噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳約2109噸，具有良好的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會效益，靜態(tài)投資回收期3.2年。

3太陽能工業(yè)熱利用市場潛力

根據(jù)上海交通大學(xué)計算，2015年我國工業(yè)總能耗約21億噸標(biāo)煤，太陽能替代傳統(tǒng)能源的10%，則2015年節(jié)省標(biāo)煤2261.46萬噸，按1000元/ 噸成本計算，則節(jié)約226.1億元，同時每年可以減排7000萬噸左右的二氧化碳。若太陽能集熱器的壽命按15年計算，若投資回收期為5年，在壽命期內(nèi)可省2261億元。

4 太陽能在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中的障礙

山西太陽能熱水工程應(yīng)用示范案例少，影響小；雖然運(yùn)行費(fèi)用低，但投資成本高，但很多情況下回收期超過預(yù)期。規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)方面，目前為止，僅少數(shù)機(jī)構(gòu)具有太陽能工業(yè)熱利用項(xiàng)目的安裝經(jīng)驗(yàn)，并且缺乏合適的規(guī)劃指導(dǎo)及技術(shù)文件。關(guān)鍵的是，研究太陽能中高溫應(yīng)用與太陽能工業(yè)應(yīng)用的人才比較匱乏，直接阻礙了太陽能工業(yè)加熱領(lǐng)域的騰飛，因此，不論是工業(yè)領(lǐng)域還是整個太陽能熱利用行業(yè)都對研究太陽能工農(nóng)業(yè)等新領(lǐng)域的人才求賢若渴、翹首以盼。