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家用燃?xì)饪照{(diào)行業(yè)現(xiàn)狀點評
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http://mamogu.com 發(fā)稿日期:2010-3-2
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2010-2015年中國數(shù)字電視行業(yè)調(diào)研及投資前景預(yù)測 本報告依據(jù)國家統(tǒng)計局、國家發(fā)改委、國家工業(yè)和信息化部、國家廣電總局、國家信息中心、全國商業(yè)信2009-2014年中國電熱鍋爐市場分析預(yù)測與產(chǎn)業(yè)投資 【出版日期】 2010年2月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個2009-2014年中國排煙風(fēng)機(jī)市場分析預(yù)測與產(chǎn)業(yè)投資 【出版日期】 2010年2月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個2009-2014年中國熱風(fēng)爐市場分析預(yù)測與產(chǎn)業(yè)投資建 【出版日期】 2010年2月 【報告頁碼】 350頁 【圖表數(shù)量】 150個
家用燃?xì)饪照{(diào)時代
20世紀(jì)80年代后半期,家用燃?xì)饪照{(diào)進(jìn)入日本市場。剛經(jīng)歷過第一次石油危機(jī)的日本,進(jìn)口了大量價格低廉的天然氣和液化石油氣,按照當(dāng)時合同的規(guī)定,即使在用氣負(fù)荷低谷的夏季,日本也必須保證基本的進(jìn)口量。因此,1981年,日本政府組織了十幾家企業(yè),合作開發(fā)采用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)驅(qū)動的家用燃?xì)饪照{(diào)。按照最初的設(shè)想,在住宅中普及燃?xì)饪照{(diào)可以利用夏季富余的燃?xì)馓娲糠蛛娏,平抑夏季空調(diào)大量使用形成的電力尖峰負(fù)荷,實現(xiàn)電力和燃?xì)獾募竟?jié)性互補(bǔ)。日本企業(yè)聯(lián)合開發(fā)的家用燃?xì)饪照{(diào)采用小型燃?xì)獍l(fā)動機(jī)直聯(lián)開式壓縮機(jī),以蒸汽壓縮式循環(huán)方式運行。本文所提及的燃?xì)饪照{(diào)為采用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)驅(qū)動的蒸汽壓縮式循環(huán)空調(diào)機(jī)組(GHP),又稱燃機(jī)空調(diào)。
在家用燃?xì)饪照{(diào)進(jìn)入日本市場前,日本矢崎公司已具有多年生產(chǎn)小型燃?xì)饪照{(diào)機(jī)組的經(jīng)驗,利用直燃溴化鋰-水吸收式循環(huán)原理進(jìn)行生產(chǎn),部分型號已經(jīng)可以在住宅中使用。在歐洲和美國,適用于家用和類似場所的、采用直燃氨-水吸收式循環(huán)的小型燃?xì)饪照{(diào)機(jī)組也已銷售多年。
家用燃?xì)饪照{(diào)開發(fā)之初,人們都對這種產(chǎn)品寄予厚望,但是在產(chǎn)品投放市場后卻暴露出一系列的問題。家用燃?xì)饪照{(diào)是以燃?xì)庾鳛檫\行能源的,理論上可將電動空調(diào)必須經(jīng)歷的“燃?xì)?機(jī)械動力-電力-電力傳輸-機(jī)械動力”的轉(zhuǎn)換過程,簡化為“燃?xì)?機(jī)械動力”,但是小型燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的熱功轉(zhuǎn)換效率較低,若將相同數(shù)量的燃?xì)庥糜诖笮桶l(fā)電機(jī)組發(fā)電,再經(jīng)電網(wǎng)輸送供電動空調(diào)運行,燃?xì)獾睦眯矢摺?
家用燃?xì)饪照{(diào)產(chǎn)生節(jié)能效益的前提是,燃?xì)獍l(fā)動機(jī)運行過程中產(chǎn)生的余熱被有效利用。在夏季運行時,燃?xì)饪照{(diào)不僅需要通過冷凝器排放熱量,還需要將發(fā)動機(jī)運行的余熱排放到環(huán)境中,后者的排放量大致相當(dāng)于冷凝器排放熱量的一半左右。燃?xì)獍l(fā)動機(jī)運行過程中排放的煙氣與汽車發(fā)動機(jī)的排氣類似,會造成一定污染;同時,由于燃?xì)饪照{(diào)須在住宅區(qū)內(nèi)長期運行,污染危害程度比汽車更為嚴(yán)重。而大型發(fā)電設(shè)施通常遠(yuǎn)離用戶,余熱排放不會直接影響用戶所在區(qū)域的熱島效應(yīng)。在獲得相同動力的前提下,大型發(fā)電設(shè)施排放的熱量不到家用燃?xì)饪照{(diào)所配套的小型燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的一半。
家用燃?xì)饪照{(diào)采用的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)和開式壓縮機(jī)均為維護(hù)頻次較高的部件,一般情況下,須每3年進(jìn)行一次全面維護(hù),并每年檢查制冷劑泄漏情況;同時,壓縮機(jī)軸封至少每3年須更換一次,且更換操作復(fù)雜。相較電動空調(diào)10~15年免維護(hù),家用燃?xì)饪照{(diào)的維護(hù)工作量大且復(fù)雜。
由于家用燃?xì)饪照{(diào)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且產(chǎn)量低,家用燃?xì)饪照{(diào)的制造成本明顯高于電動空調(diào),雖然使用燃?xì)饪梢越档瓦\行費用,但是,在住宅場所,電動空調(diào)約有一半的運行時間處于電網(wǎng)低谷負(fù)荷時段,以日本東京地區(qū)為例,此時段的電價僅為日間電價的1/5左右,這種情況下家用燃?xì)饪照{(diào)的經(jīng)濟(jì)性并不能得到體現(xiàn)。
目前,商用燃?xì)饪照{(diào)仍然活躍在日本市場,但是銷量也在不斷下滑,自2000年起,商用燃?xì)饪照{(diào)在日本的銷售量平均每年約降低4%。2008年,商用燃?xì)饪照{(diào)在日本的銷售量為2.3212萬臺。與家用燃?xì)饪照{(diào)相比,商用燃?xì)饪照{(diào)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)競爭力較強(qiáng),在一些全年熱負(fù)荷需求較大的場所(如醫(yī)院、旅館等),由于余熱得到較充分利用而具有一定優(yōu)勢。同時,商用燃?xì)饪照{(diào)的運行時段覆蓋白天電網(wǎng)尖峰負(fù)荷時段,削減電網(wǎng)負(fù)荷效果明顯。此外,較大的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的熱功轉(zhuǎn)換效率較高,約比家用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)高1倍,運行經(jīng)濟(jì)性相對較好。盡管商用燃?xì)饪照{(diào)市場仍在繼續(xù)縮小,但是在可以預(yù)見的未來,這種產(chǎn)品仍有生存空間。
中國燃?xì)饪照{(diào)泡沫
2003年,中國開始建設(shè)“西氣東輸”工程,曾有一段時間,中國空調(diào)制造行業(yè)形成了巨大的“燃?xì)饪照{(diào)泡沫”,有人甚至樂觀地預(yù)測,到2030年燃?xì)饪照{(diào)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模可以與電動空調(diào)平分秋色。事實上,即使在產(chǎn)銷量最大的日本市場,家用燃?xì)饪照{(diào)的市場占有率最高僅為0.2%左右。值得一提的是,當(dāng)時中國制冷空調(diào)行業(yè)幾乎言必及燃?xì)饪照{(diào),似乎燃?xì)饪照{(diào)已經(jīng)成為中國空調(diào)制造行業(yè)技術(shù)升級和產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張的新領(lǐng)域,卻幾乎無人提及當(dāng)時日本燃?xì)饪照{(diào)市場已經(jīng)出現(xiàn)明顯收縮。
2003~2005年,中國形成了約2萬臺商用燃?xì)饪照{(diào)的生產(chǎn)能力,但家用燃?xì)饪照{(diào)的產(chǎn)業(yè)化并未開始,雖然一些企業(yè)積極開發(fā)以住宅和類似場所為對象的直燃溴化鋰-水吸收式循環(huán)和直燃氨-水吸收式循環(huán)的小型燃?xì)饪照{(diào)機(jī)組,但是均未形成產(chǎn)業(yè)化能力。溴化鋰-水吸收式循環(huán)必須在真空條件下進(jìn)行,小容量系統(tǒng)長期維持較高真空度的困難較大,家用產(chǎn)品的維護(hù)問題比較突出;同時,制冷性能系數(shù)偏低、體積大、造價高等問題都影響了這種產(chǎn)品在中國的產(chǎn)業(yè)化。氨-水吸收式循環(huán)是在正常壓力條件下進(jìn)行的,而且氨為天然物質(zhì),不存在溫室效應(yīng)和臭氧層損耗等環(huán)境問題,但是氨制冷劑的安全性分類為B2,即有毒且可燃,由于受相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制約,氨-水吸收式循環(huán)機(jī)組不能在民用場所安裝使用,包括家用和類似用途場所,目前這類產(chǎn)品的開發(fā)只能作為技術(shù)跟蹤和儲備;同時,制冷性能系數(shù)偏低等問題也是制約該類產(chǎn)品發(fā)展的主要原因。
在中國,燃?xì)饪照{(diào)的使用還受到資源問題的制約。從中國全國范圍看,目前燃?xì)夤⿷?yīng)量不足能源供應(yīng)總量的3%。除了個別以石油為主要能源的國家,世界各國燃?xì)獾哪茉垂⿷?yīng)比重平均為20%左右。雖然近年來中國燃?xì)夤⿷?yīng)量保持著兩位數(shù)的增長速度,但是仍存在約20%的供需缺口。2004年,一些地區(qū)發(fā)布了鼓勵使用燃?xì)饪照{(diào)的政策,但實施僅一年就不得不進(jìn)行調(diào)整,直接原因之一就是燃?xì)夤⿷?yīng)量難以適應(yīng)燃?xì)饪照{(diào)的需求。在燃?xì)赓Y源相對富裕的地區(qū),燃?xì)赓|(zhì)量又成為制約燃?xì)饪照{(diào)應(yīng)用的突出問題,低質(zhì)量的燃?xì)獠粌H可能造成發(fā)動機(jī)運行不穩(wěn)定、效率降低等問題,而且可能對發(fā)動機(jī)的可靠性造成嚴(yán)重影響。
家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)裝置
與家用燃?xì)饪照{(diào)退出市場形成對照的是,日本家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)裝置的市場規(guī)模迅速擴(kuò)大。2008年,日本采用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)驅(qū)動的家用熱電聯(lián)產(chǎn)裝置的銷售量約為5萬臺,并保持著約20%的年平均增長率,2009年,采用燃料電池的家用熱電聯(lián)產(chǎn)裝置的銷售量預(yù)計約為4000臺。
從熱力學(xué)角度分析,家用燃?xì)饪照{(diào)是一種能源梯級利用方式,在燃?xì)膺M(jìn)行能源轉(zhuǎn)換的過程中,先獲得品位較高的機(jī)械能,余下的品位較低的能量以熱能方式加以利用,將不同的能源轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行合理組合。
與燃?xì)庵苯尤紵@得熱量用于采暖和供應(yīng)生活熱水的方式相比,家用燃?xì)饪照{(diào)用于采暖和供應(yīng)生活熱水,至少可以節(jié)省30%的燃?xì)。相同原理?yīng)用于家用熱電聯(lián)產(chǎn)裝置,在日本演變?yōu)閮煞N產(chǎn)品——EcoWill(生態(tài)愿景)和EneFarm(能量田園)。
EcoWill是日本以燃?xì)獍l(fā)動機(jī)驅(qū)動的家用熱電聯(lián)產(chǎn)裝置的商品名,是目前世界上銷售量最大的家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)裝置。日本政府在1996年組織多家企業(yè)、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合開發(fā)EcoWill,并于2002年底投放市場。其中,較有代表性的是本田公司2003年推出的MCHP1.0,截至2008年該產(chǎn)品的累積銷售量已經(jīng)突破8萬臺,約占日本EcoWill市場份額的50%。該產(chǎn)品采用燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)動機(jī)發(fā)電,同時利用發(fā)動機(jī)的余熱提供熱水,額定發(fā)電功率為1kW,供熱量為2.8kW,燃?xì)饫眯始s為85%。此外,日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)已開發(fā)出配備斯特林發(fā)動機(jī)的家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)裝置,主要面向寒冷地區(qū),額定發(fā)電功率為841W,發(fā)電效率為30%,同時由于余熱回收過程較為簡便,熱效率高達(dá)96%,不僅優(yōu)于同類斯特林發(fā)動機(jī),也優(yōu)于功率相同的內(nèi)燃機(jī),并可適用多種燃料,將于2010年開始銷售。
EneFarm是采用燃料電池的家用熱電聯(lián)產(chǎn)裝置的商品名,該產(chǎn)品2002年由日本政府組織學(xué)校、科研機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)和燃?xì)夤⿷?yīng)商進(jìn)行聯(lián)合開發(fā),并于2009年開始銷售。EneFarm多以天然氣或液化石油氣等燃?xì)鉃槿剂,個別型號也可以煤油為燃料。1臺額定發(fā)電功率1kW的EneFarm,大致可滿足普通日本家庭60%的電力需求和80%的熱水需求。由于燃料電池將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能,不需要內(nèi)燃機(jī)或外燃機(jī)等裝置所必須經(jīng)過的“化學(xué)能-熱能-機(jī)械能-電能”的多次轉(zhuǎn)換,理論上的能源利用效率較高。
目前,投放市場的產(chǎn)品基本為質(zhì)子交換膜型(PEMFC),松下公司銷售PEMFC產(chǎn)品的發(fā)電效率約為39%,比內(nèi)燃發(fā)動機(jī)高30%以上。而將于下一階段投放市場的固體氧化物型(SOFC)產(chǎn)品的發(fā)電效率更高,測試樣機(jī)的發(fā)電效率已超過44%。日本礙子公司已成功研制出以氫為燃料且發(fā)電效率達(dá)63%的SOFC產(chǎn)品。澳大利亞CFCL公司宣布,該公司生產(chǎn)的SOFC產(chǎn)品的發(fā)電效率可達(dá)60%。日本企業(yè)原計劃將在2012年前后批量生產(chǎn)SOFC產(chǎn)品,但是2009年上半年,大阪燃?xì)、京瓷、豐田汽車、愛信精機(jī)4家公司,達(dá)成加快開發(fā)SOFC產(chǎn)品協(xié)議,計劃于2010年上半年完成SOFC產(chǎn)業(yè)化開發(fā),使該產(chǎn)品提前兩年進(jìn)入市場。
家用燃?xì)饪照{(diào)定位制冷、制熱、供熱水三大功能,而家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)裝置的定位為發(fā)電、制冷、制熱、供熱水四大功能,其中制冷功能利用電動空調(diào)實現(xiàn)。在采用家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)裝置的住宅中,電動空調(diào)既可利用熱電聯(lián)產(chǎn)裝置生產(chǎn)的電力運行,也可利用電網(wǎng)供電運行。家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)裝置所配套的空調(diào)機(jī)組僅需為普通的電動空調(diào),相對于家用燃?xì)饪照{(diào),電動空調(diào)結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉,且10~15年內(nèi)免維護(hù)。另外,用于家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)裝置的斯特林發(fā)動機(jī)通常采用密閉式結(jié)構(gòu),在壽命周期內(nèi)無需維護(hù)。EneFarm的使用壽命超過4萬小時,可以正常使用10年。家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)裝置與電動空調(diào)的組合,不僅實現(xiàn)了當(dāng)初開發(fā)家用燃?xì)饪照{(diào)的設(shè)想,還進(jìn)一步擴(kuò)展了產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域,增強(qiáng)了產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)競爭力。
商用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)裝置也正在部分取代商用燃?xì)饪照{(diào)。
對于商業(yè)用戶來說,購置商用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)裝置和電動空調(diào)的費用之和,通常不會高于購買商用燃?xì)饪照{(diào)的費用,用戶還因此擁有了一套備用發(fā)電設(shè)備。盡管市場上已經(jīng)有直燃式制冷、制熱、供熱水三用的吸收式機(jī)組,但是,從熱力學(xué)和運行經(jīng)濟(jì)性角度看,難以與商用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)裝置配套電動空調(diào)和余熱驅(qū)動型吸收式制冷機(jī)組構(gòu)成的系統(tǒng)相競爭。
家用空調(diào)混合供電
采用燃?xì)夂碗娏旌向?qū)動的空調(diào)系統(tǒng),雖然不能完全避免燃燒產(chǎn)物就地排放產(chǎn)生的問題,但是,由于電力和燃?xì)飧饔袃?yōu)缺點,尤其是在一些夏季高溫天氣持續(xù)時間較短的地區(qū),允許一定量的煙氣和余熱就地排放,可以取得顯著的削減電力負(fù)荷尖峰的效果。
據(jù)介紹,日本住宅用于夏季空調(diào)制冷消耗的能量僅為冬季采暖消耗能量的1/10~1/5,中國除華南外的廣大地區(qū)的情況與之類似。據(jù)報道,中國某企業(yè)正在開發(fā)一種稱為混合動力的燃?xì)鉄岜醚b置,既可利用燃?xì)鈩恿︱?qū)動,也可利用電網(wǎng)供電運行。
采用家用燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)裝置與公共電網(wǎng)混合供電的方式,除了出于能源利用效率的考慮,還有一個重要原因是,能夠使相關(guān)能源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷趨于平緩。無論是供氣網(wǎng)還是供電網(wǎng),都是按照最大負(fù)荷進(jìn)行建造的,而在最大負(fù)荷條件下運行的時數(shù)通常只占總運行時數(shù)的較小比例,網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的峰谷差越大,最大負(fù)荷條件下運行的時間就越短,因此利用縮小峰谷差來改善網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是較為常見的措施。降低負(fù)荷峰值,可以減小網(wǎng)絡(luò)的容量,從而降低造價;提高負(fù)荷谷值,可以使得閑置的供應(yīng)能力得到利用,從而降低運營費用。在實行電價分時計費的地區(qū),空調(diào)制冷采用電力驅(qū)動有一個好處,住宅中的空調(diào)機(jī)組有一半時間是在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時段運行的,在此時段用戶可以利用比日間電價低很多的電力資源。
近年來,住宅空調(diào)系統(tǒng)普遍采用了溫濕度獨立調(diào)節(jié)技術(shù),這類系統(tǒng)利用吸濕性材料以吸收或吸附方式對空氣進(jìn)行除濕,空調(diào)制冷機(jī)僅承擔(dān)顯熱負(fù)荷,可以提高制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度,從而使空調(diào)系統(tǒng)的電力消耗減少30%左右,吸濕性材料則利用發(fā)動機(jī)余熱進(jìn)行再生,較好地解決了夏季運行時發(fā)動機(jī)余熱利用問題。這類利用低溫?zé)嵩丛偕鼭癫牧系目諝獬凉駲C(jī)組,有時也被稱為開式循環(huán)燃?xì)饪照{(diào)。 - ■ 與【家用燃?xì)饪照{(diào)行業(yè)現(xiàn)狀點評】相關(guān)新聞
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