“南墙计划”：用太阳能化解农村取暖难

太阳能专家喜文华建言,推广实施太阳能“南墙计划”,可化解农村取暖费用高、污染重、不安全等难题。

喜文华现任联合国工业发展组织国际太阳能中心主任、甘肃自然能源研究所所长,是中国可再生能源学会副理事长,中国能源学会副会长,享受国务院特殊津贴。通过30多年的研究,喜文华提出了“南墙计划”,以缓解农村取暖的一系列难题。喜文华认为,结合新农村建设,当前是推广这一计划的良机。

与城市的集中供暖不同,北方农村大都以各家烧柴薪、煤炭取暖,一家一户都有一个小火炉。这种取暖模式费用高,热效率低,即使节省的人家,一个小火炉一般一个冬季下来也要约1吨煤炭,且只能“温暖”一个小小的房间。

不仅如此,这种取暖方式也不环保,污染严重,且存在安全隐患。在甘肃定西,直到上世纪八十年代,还有许多农民不得不铲草皮取暖,致使当地生态遭到严重破坏。近年来虽多以煤炭为主,但随之而来的污染又加重,一些农民还因缺乏安全常识,常因取暖出现一氧化碳中毒事件。

针对这些现实问题,喜文华认为,利用现有成熟的太阳能光热转换技术,充分利用清洁、可再生的太阳能采暖是较好的解决途径,并就此提出了他的“太阳能南墙采暖(降温)计划”。其核心理念是充分利用建筑朝阳的南立面,其中包括南立面上的集热墙、空气集热器以及附加阳光间等,以尽可能多地收集太阳辐射能量,并把它转换为热能,传递到室内以达到供热的目的。

通俗而言,“南墙计划”即建设太阳房,冬暖夏凉,节能环保,按技术设计可分为主动式和被动式。其中主动式太阳房与一般房屋相比,增加建筑成本约40%,被动式增加建筑成本约15%-30%,然而却可节约65%-85%的能耗,并具有良好的环境和经济效益。

1984年,甘肃自然能源所在西藏阿里地区共设计建造了9.8万平方米各种被动式太阳房,仅以其中总建筑面积为1833.41平方米的8栋为例,经连续测试,冬季室内温度平均在8℃。甘肃自然能源所的科研人员早年的测算显示,一个采暖期下来,这8栋太阳房可节省取暖费9.63-12.85万元,节约焦炭137.7-188.6吨,减少公路运输14.7-19.6万吨/公里。

甘肃自然能源所在青海省泽库县建造的第一栋太阳能建筑是泽库县民族中学太阳能教学楼,面积2500平方米,1997年投入使用。虽然当地属严寒地区,冬季最冷达-30℃,但这一太阳能教学楼内室温在无辅助热源的情况下可达5℃-15℃。

“据调查,中国需要采暖的地区占全国土地面积的2/3,建筑供暖是耗能大户,建筑能耗在我国能源消耗中高达27.5%。”喜文华说,“如果大面积推广建设被动式太阳房,可挖掘巨大的节能潜力。而且太阳房建设适应性广,在北方适合建设,在南方也适合;别墅、高楼大厦适合,农家小院也适合,特别是学校、医院、办公楼等建筑,节能、环保、舒适度等效果极为突出。”

“南墙计划”在技术上也较为成熟。喜文华介绍,早在1977、1978年,甘肃自然能源研究所就在甘肃民勤分别建立了我国第一座被动式太阳房和主动式太阳房,目前,这一研究所已在甘肃、西藏、青海、新疆、宁夏、内蒙等地设计建造了校舍、住宅、办公楼等各种用途、各种采暖方式的太阳能建筑达190多万平方米。

喜文华还介绍,太阳能热利用产业在我国已形成一整套具有自主知识产权的产业链,从上游核心的集热器研发到下游的太阳能集热器、空气集热器等生产制造,甚至是相关的产业制造设备,都在中国企业手中。“和光伏产业相比,光热产业投资少、见效快,贴近百姓生活,应当成为我国可再生能源中、近期发展的重点产业。”喜文华说。

对于如何加快“南墙计划”的实施,喜文华还提出了10方面的具体建议:认真总结近几年推广利用被动式太阳房的经验教训;建立健全太阳房测试手段,积累第一手资料,并进行系统比较;组织编制太阳房设计、施工、使用规范和构造图集;建立太阳房专业设计队伍;制定一套太阳房设计计算方法和评价标准;与当地建设审批部门协商,制定一些办法,有计划地将被动式太阳能技术逐步应用于需要采暖的每一栋建筑之中;生产引进一批太阳能专业建筑保温材料,逐步形成太阳能建材工业;建立一些示范性的太阳能住宅;积极培训和引导、组建专业的太阳能建筑施工企业,保证真正达到设计效果;在立法、政策、金融、信贷、税收等方面给予扶持和优惠加以引导。