美國太陽能熱產(chǎn)業(yè)的昔日、今日及明日
太陽能熱水系統(tǒng)更具成本優(yōu)勢
2007年10月美國紐約的一位名叫約翰•德拉諾的大學(xué)教授,決定投資太陽能熱水器系統(tǒng)。原因則是多年來尋求各種方式降低家庭CO2排放的環(huán)保主義者德拉諾先生發(fā)現(xiàn),盡管他的家庭已經(jīng)安裝了一部將太陽的光熱能量轉(zhuǎn)化為電能的太陽能供電板,但是他注意到他家所需的熱水還需要花費更多的能源。
“這就像一個充滿魅力的組合。”他說。目前這兩個系統(tǒng),使他一年中大約5個月只需向常規(guī)電供應(yīng)商支付10美元電費(晚秋及冬季也只比這高一點)。然而,最令德拉諾驚訝的是,太陽能熱水系統(tǒng)竟然比光伏電池更具成本效益優(yōu)勢。
“他們都產(chǎn)生或可取代一定可比數(shù)額的常規(guī)電力,但太陽熱能系統(tǒng)的成本僅是(光伏)系統(tǒng)成本的四分之一;因此它具備4倍左右的成本效益比較優(yōu)勢。”德拉諾教授說。“我想如果我這樣做了,我將開始擁有一個更具成本優(yōu)勢的熱力系統(tǒng)。”
太陽熱能技術(shù)的前世今生
事實上太陽熱能技術(shù)已經(jīng)存在了好幾個世紀。盡管它相對于其姊妹產(chǎn)品光伏板缺乏更多的高科技感,但是每平方英尺太陽能熱板能夠產(chǎn)生較后者約4倍以上的新能源,而且安裝成本比光伏板更低。
雖然美國的太陽能熱產(chǎn)業(yè)在70年代和80年代,經(jīng)歷過一個繁榮與蕭條的時期。但是在聯(lián)邦稅收鼓勵措施刺激下,該產(chǎn)業(yè)已經(jīng)走向復(fù)蘇。尤其是2006年聯(lián)邦政府針對太陽能熱水系統(tǒng)追加了一項退稅計劃之后,促成了太陽能熱水系統(tǒng)的安裝量從06年的8000套增加到去年的(2008年)大約25000套(組)。尤其要感謝是奧巴馬新政府的消費刺激計劃,該項大大降低了太陽能熱系統(tǒng)安裝成本的聯(lián)邦稅收減免計劃,提供了2000美元或安裝總費用的三分之一左右的稅收優(yōu)惠。同時許多聯(lián)邦州也提供百分之二十至百分之三十五的稅收減免優(yōu)惠,聯(lián)邦政府及州政府獎勵加權(quán)以后,太陽能熱水系統(tǒng)的安裝成本降低了百分五十以上。盡管目前作出新的激勵措施將足以引發(fā)太陽熱技術(shù)新的繁榮有點為時尚早,但毫無疑問目前這個行業(yè)是充滿樂觀的。
太陽能熱水技術(shù)其實是相當(dāng)簡單的。當(dāng)將太陽熱能設(shè)備約45度仰角安裝在天臺或者房頂上,并且選擇一個追趕太陽光和熱的最佳位置(或者加裝光熱感應(yīng)式旋轉(zhuǎn)云臺,自動對焦模式)。利用最簡單的熱能轉(zhuǎn)換技術(shù),吸收太陽光及空氣熱能,從而將水加熱到最高大約120攝氏度,然后通過儲水灌及熱水回流管道傳輸?shù)郊彝ソK端水龍頭等所需熱水的地方。
甚至通過DIY自制的簡單的太陽熱系統(tǒng),仍然可以大大節(jié)省家庭所需的電力。“通過陽光加熱熱水的方式,太陽能熱水系統(tǒng)取代了約三分之一的總電力。”環(huán)保主義者羅斯福表示。
在紐約,由于冬天很多日子溫度低于零度以下,因此為了防止管道凍結(jié)需要一個更復(fù)雜的系統(tǒng)。但這已經(jīng)不是復(fù)雜的技術(shù),通過物理防凍,防凍液或者電力輔助加熱的方式,冬天仍然可以用上太陽能熱水,并非難事。
太陽熱技術(shù)與光電技術(shù)比較
美國紐約的太陽能熱系統(tǒng)安裝工程師巴加拉格爾表示,由于吸收式太陽熱能系統(tǒng)能夠手機各種各樣的太陽輻射,他們實際上比光伏板更能有效的收集能量。對于一個硅太陽能電池來說,只有一個特定波長的光提供了激發(fā)電子,使電流流動的正確能量;而另一方面,太陽能熱板不必擔(dān)心光轉(zhuǎn)換為電能的問題,其黑色的表面使他們能夠吸收所有波長的光。因此,光伏板太陽能光電轉(zhuǎn)換的效率僅為15%~18%,而太陽能熱板在加熱水的過程中,能夠轉(zhuǎn)換約百分之七十左右的太陽熱。
拉格爾表示,雖然許多家庭仍需要通過電力抽水或者陰天情況下熱水器的轉(zhuǎn)換效率略低一些,但是太陽熱系統(tǒng)仍能夠幫助人們普遍降低約百分之七十左右的熱水成本。紐約太陽能熱系統(tǒng)安裝公司EarthKind能源公司的創(chuàng)始人,羅恩卡門則表示,一般情況下家庭用戶在未來五至10年可以收回太陽能熱水系統(tǒng)全部的購買安裝成本。
眾所周知,太陽能熱水遠非一項新技術(shù)。在上世紀初加利福尼亞州和弗洛里達州地區(qū),大部分家庭即使用上了較為簡單版本的太陽熱水系統(tǒng)。但是在石油工業(yè)大發(fā)展推動石油大降價之后,太陽能熱水系統(tǒng)一度顯得過時。然而,在上世紀70年代期間,由于阿拉伯石油禁運,太陽能熱水系統(tǒng)東山再起,然后再1979年~1986年卡特總統(tǒng)實施了太陽能熱水系統(tǒng)約百分之四十的聯(lián)邦稅收減免期間蓬勃發(fā)展。
但是,這一切都在1986年1月1日,當(dāng)時的里根政府宣布退稅政策到期的這一天改變了。奧斯汀德克薩斯大學(xué)機械工程教授加里•威列特表示,這一舉措導(dǎo)致了美國太陽熱能產(chǎn)業(yè)的崩潰。“在六個月內(nèi),它已經(jīng)徹底死了。人民則徹底的放棄了太陽能熱系統(tǒng)。”他說。
該行業(yè)在2005年之前陷入休眠狀態(tài),直至國會恢復(fù)了稅收減免政策。目前,美國 太陽熱業(yè)務(wù)有所回升,但發(fā)展水平一直低于卡特時代。“我們看到了這個行業(yè)的復(fù)出,盡管規(guī)模尚小但正在變得越來越大。”美國源部設(shè)在科羅拉多州戈爾登的國家可再生能源實驗室,能源分析師,保羅德諾姆表示。“近一段時期以來石油價格不斷上漲,以及新刺激政策退稅率調(diào)升,均在當(dāng)前的增長中發(fā)揮了積極的作用。”他說。
當(dāng)然太陽能熱系統(tǒng)的總成本取決于諸多因素,包括你的生活習(xí)慣和面臨的政策及居住地區(qū)環(huán)境、氣候環(huán)境等。但是,對于大多數(shù)用戶而言,百分之三十的新的稅收減免優(yōu)惠顯然比2000美元的CAP能夠提供一個更大的激勵動力,因為該系統(tǒng)的費用超過6000美元。例如,紐約地區(qū)的一個典型的安裝費用介于8000美元和12000美元之間。但是,聯(lián)邦州獎勵加上百分之二十五的國家稅收減免,成本將下降到5400美元~3400美元,甚至更低。
太陽能行業(yè)協(xié)會太陽能熱利用分會主席拉斯•尼爾森(Les Nelson)表示,相對而言,太陽能熱系統(tǒng)相對于光伏發(fā)電系統(tǒng)而言是一個很便宜的家用系統(tǒng)產(chǎn)品。在剔除獎勵和稅收減免之后,家用太陽能光伏供電板的安裝成本費用仍達到30000美元~40000美元,還不包括后期更換電池等維護費用。但是,在使用范圍而言,光伏發(fā)電可以供整個房子使用,而不是熱水。但是因為其效率較低的原因,他們所產(chǎn)生的能源效益與太陽能光伏熱系統(tǒng)比則相形見絀。
美國紐約Chatham地區(qū)光伏及太陽能熱系統(tǒng)的太陽能安裝公司SUNDOG太陽能公司的銷售副總裁貝齊摩天威曼表示,較低的成本以及更快的投資回報時間使太陽能熱系統(tǒng)成為更實際的選擇,尤其對那些在金融危機背景下削減生活開支,希望減少能源使用費用的消費者而言。“如果你想比較這兩個系統(tǒng),你得在系統(tǒng)成本的同時,還得比較他們?nèi)绾慰焖俚膶崿F(xiàn)投資回報。目前來看,太陽熱能熱水供應(yīng)及功能是最優(yōu)的選擇。”天威曼說。
