- 相關(guān)推薦
提高大城市電力使用效率的政策分析：日本的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)
作者:HiroshiAsano(日本中央電力工業(yè)研究所)【摘要】這篇論文結(jié)合北京市的未來(lái)，介紹了日本改進(jìn)電能利用效率的經(jīng)驗(yàn)�？疾斓貐^(qū)集中在與北京氣候相近的東京地區(qū)及日本北部的札幌，同時(shí)還論述了制約可持續(xù)能源系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)問(wèn)題，包括：用于單個(gè)住宅和建筑的熱泵系統(tǒng)、以及未來(lái)北京將采用的利用城市廢棄能源的區(qū)域供熱和制冷系統(tǒng)（DHC）。
摘1、介紹
表1列舉了北京和日本主要大城市的氣候狀況。關(guān)于城市能源基礎(chǔ)設(shè)施例如區(qū)域供暖和制冷系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)與東京的情形進(jìn)行比較。由于住宅的能源應(yīng)用和服務(wù)選擇同樣有賴于寒冷的氣候，所以札幌和仙臺(tái)的情況為北京提供了很好的例子。從表1中供熱時(shí)平均溫度的差別可以推斷出札幌（日本北方最大的城市，與北京氣候相近）用于住房供暖的能量消耗是東京的3倍。
城市
人口（百萬(wàn)）
年平均溫度（°C）
冬/夏月平均溫度（°C）
供暖小時(shí)數(shù)（10°C以下）
供冷小時(shí)數(shù)（20°C以上）
北京
12.5（市區(qū)：6.8）
11.8
-4.3/25.9
NA
NA
札晃
仙臺(tái)
東京
1.8
0.98
7.9
8.2
11.9
15.6
-4.6/21.7
1.0/24.1
5.2/27.1
2574
1580
855
0
10
148
1998財(cái)政年度東京總的電消耗量是76.4TWh，比前一年增長(zhǎng)了2.0％。電能用于住宅的消耗量是25.6TWh，用于商業(yè)的消耗量是31.6TWh，非工業(yè)的消耗占了總量的75％。通常，在大城市中用于住宅和商業(yè)的能源及電的消耗占相當(dāng)大的比重，但在北京卻并不是這樣，用于住宅的需求估計(jì)還不到10％。不過(guò)，城市化和人均收入的提高必將會(huì)導(dǎo)致住宅電能需求的巨大增長(zhǎng)。
2、能源需求與電氣化的能源有效應(yīng)用
2、1日本和中國(guó)的能源應(yīng)用
1979年，由于石油危機(jī)引起的節(jié)能效應(yīng)，使日本的能源需求量相當(dāng)于4430億升石油，幾乎達(dá)到了滿負(fù)荷，需求的增長(zhǎng)率也相對(duì)較低。到1999年主要能源總需求相當(dāng)于5930億億千升石油。石油需求從1993年以來(lái)就十分平穩(wěn)。而電力的需求，則由于電腦等使用的增長(zhǎng)而持續(xù)穩(wěn)步提高。
就在1964年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)之后的1965年，日本的電能消耗只占能源總消耗量的13％，而到了1998年，電力的市場(chǎng)份額已增長(zhǎng)到了24％。中國(guó)目前電力的市場(chǎng)比例為14.3％，相當(dāng)于日本1971年時(shí)的情況。
2、2住宅方面
能源在住宅中的轉(zhuǎn)變比在其他地方的轉(zhuǎn)變重要的多。每戶人家的年度能源消耗中，電能已從1965的23％增長(zhǎng)到了1998年的43％。在日本，電能用于一小部分的取暖（11.9％，1999），做飯（22.8％），燒水（6.6％）。但是隨著熱泵的普及，近來(lái)電能在空間取暖中的使用已呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。至于中國(guó)的情形，每戶人家的能源消耗中，煤炭的比例在1965年時(shí)為35％，但在此后的十年中就已降到了3％，到了1998年則僅為0.2％。
圖1展示了英國(guó)、美國(guó)、日本和札幌家庭能源使用的對(duì)比。其中最大的不同是空間取暖。通過(guò)在國(guó)家（或城市）間進(jìn)行的適當(dāng)對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)根據(jù)氣候差異、家庭所在地區(qū)和住宅大小來(lái)調(diào)整能源的使用是十分必要的。札幌（寒冷的氣候）的能源需求結(jié)構(gòu)與歐洲國(guó)家十分相近。
國(guó)際間家庭能源使用的比較
來(lái)源：EDMC
圖2說(shuō)明的是在北侮道（首府即為札幌）住宅中用于取暖的各種能源類型。札幌取暖的時(shí)間在1975年是2629小時(shí)，在1998年時(shí)是2548小時(shí)。絕熱材料的改進(jìn)和燃料的轉(zhuǎn)換，使供暖的能源效率得到了提高。
圖21995年和1998年北海道家庭中用于取暖的能源消耗
來(lái)源：1999年對(duì)住宅方面的年度能源統(tǒng)計(jì)，JukankyoKeikakuKenkyusho，2001（日語(yǔ)）
2、3商業(yè)（服務(wù)業(yè)）部分
商業(yè)方面的能源用量，在總需求中已從1965年的6.5％增長(zhǎng)到了1998年的12.5％。能量強(qiáng)度定義為每平方米一年的能源使用量。能量強(qiáng)度在1973年時(shí)最高，為362兆卡／平方米，此后直到1988年每年下降1.9％。這種下降是由煤炭和石油使用的減少引起的。然而，從1988年以后，因?yàn)檗k公自動(dòng)化（即用電強(qiáng)度的增長(zhǎng)），能量強(qiáng)度又以每年0.5％的速度遞增。
由于電能和其他替代燃料應(yīng)用于取暖及燒水，使煤炭所占的比例從1965年的15％降至1998年的2％（圖4）。電能的比例則從1965年的16％增至1998年的46％。電能的效率已經(jīng)大大提高，尤其在用于取暖方面，這主要是由于一些有效設(shè)備的技術(shù)突破、例如大城市中的熱泵、高效建筑物的外包層以及大城市中的熱島等。提高油價(jià)和根據(jù)能量強(qiáng)度修改的建筑條例其作用是十分重大的。
圖3商業(yè)方面的能量強(qiáng)度
來(lái)源EDMC
圖4商業(yè)方面能源的轉(zhuǎn)變，1965-98
來(lái)源：EDMC
3、藉于能源保護(hù)法的設(shè)備效率標(biāo)準(zhǔn)頂級(jí)信使方式
3、1新效率標(biāo)準(zhǔn)
1998年5月，眾所周知的關(guān)于合理利用能源的能源保護(hù)法（ECL）被重新修訂。它提出（1）關(guān)于工廠的措施（2）關(guān)于建筑的措施（3）關(guān)于器械設(shè)備的措施。在（3）中，關(guān)于器械設(shè)備的措施，對(duì)每個(gè)制造商每年產(chǎn)品的效率制定了一個(gè)比較低的界限。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)被修訂時(shí)，采用了“頂級(jí)信使”的方式。這種方式就是將最高效產(chǎn)品的效率水平作為下一個(gè)效率標(biāo)準(zhǔn)，包括未來(lái)科技水平的發(fā)展。到目標(biāo)年，各種設(shè)備節(jié)能的效果估計(jì)見(jiàn)表。2．能源的節(jié)約率是政府在假定那時(shí)的平均單元大小和性能與現(xiàn)在相同之后計(jì)算出來(lái)的。
制定效率標(biāo)準(zhǔn)的基本方法有兩種：統(tǒng)計(jì)方法和工程/經(jīng)濟(jì)方法（經(jīng)濟(jì)合作暨發(fā)展組織/IEA，2000）。前一種方法使用于市場(chǎng)上所有產(chǎn)品型號(hào)的效率，標(biāo)準(zhǔn)是在去除部分最低效型號(hào)的水平上建立起來(lái)的。由于后一種方法需要成本來(lái)改進(jìn)每種器械的效率，所以前一種方法更容易實(shí)行。歐盟（只有電冰箱）和加拿大使用的是統(tǒng)計(jì)的方法，美國(guó)使用的是工程/經(jīng)濟(jì)方法，而日本的頂級(jí)信使方法被認(rèn)為是統(tǒng)計(jì)方法的特殊情形。然而同時(shí)，工程/經(jīng)濟(jì)分析的方法在制定標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程中也同樣發(fā)揮作用。我是空調(diào)和冰箱標(biāo)準(zhǔn)制定委員會(huì)的成員，我概述了到2010年，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電能總消費(fèi)量產(chǎn)生的作用。
表2目標(biāo)年已校定標(biāo)準(zhǔn)的能源節(jié)約率產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)水平單位能源效率改進(jìn)比率目標(biāo)期限（財(cái)政年）電冰箱各有不同kwh/年30.4（vs.FY1998)2004空調(diào)COP*熱泵2.85-5.2762.8（vs.FY1997)2004(冷卻年)**冷卻裝置2.47-3.6414.6（vs.FY1997）2007(冷卻年)日光燈49.0-86.51m/W16.6(vs.FY1997)2005電視機(jī)根據(jù)大小而不同kwh/year16.4（vs.FY1997）2003錄象機(jī)（使用備用電源）1.7-4.0W58.1（vs.FY1997）2003
來(lái)源：Nagata（2001），經(jīng)濟(jì)合作暨發(fā)展組織/IEA，能源標(biāo)號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)（2000），P160
*性能系數(shù)（COP）=冷卻或加熱量除以輸入能量
*除直吹型之外的熱泵的目標(biāo)年，壁掛型（＜4KW）的冷卻年是2007
在日本，效率標(biāo)準(zhǔn)是按照下述步驟制定的：
第一步：選擇出要建立效率標(biāo)準(zhǔn)的電器設(shè)備。
第二步：為每種設(shè)備確定合適的型號(hào)/種類的范圍。
第三步：確定測(cè)試程序。
第四步：對(duì)每種常用設(shè)備的效率和產(chǎn)品價(jià)格區(qū)別進(jìn)行分析。
第五步：將設(shè)備分列入各個(gè)獨(dú)立設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)的類別中。
第六步：用頂級(jí)信使方法為每個(gè)類別的實(shí)施和標(biāo)準(zhǔn)確定目標(biāo)年。
第七步：制定其他細(xì)節(jié)，例如商標(biāo)的要求、違規(guī)的懲罰等等。
在第一步中，主要考慮到能源的消耗，我們選擇了八項(xiàng)：汽車，電冰箱，空調(diào)，日光燈，電視和錄像機(jī)，影印機(jī)，計(jì)算機(jī)和磁性硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。在第二步中，去除了用途特殊或模型數(shù)量有限的裝置。比如電冰箱和空調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)僅適用于住宅模型，而不適用于商業(yè)模型。
3、2一項(xiàng)簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)分析
制造商品能夠達(dá)到這種新標(biāo)準(zhǔn)。因此，預(yù)計(jì)消費(fèi)者將會(huì)選擇有效率的電器型號(hào)。那么消費(fèi)者對(duì)高效率產(chǎn)品的接受程度又如何呢？舉個(gè)例子，2000年，日本一家最重要的電器設(shè)備公司，松下公司生產(chǎn)出了兩種不同牌子的空調(diào)。效率高的那種用于高負(fù)荷場(chǎng)合。通過(guò)價(jià)格和能源效率的比較，可以計(jì)算出制造商的資金收回時(shí)間。Matsushita公司估計(jì)2.8千瓦的那種模型，每年將消耗980度的電量（216度用于制冷764度用于取暖），而效率差的模型每年將消耗
1，489度的電量（328度用于制冷1，161度用于取暖）。區(qū)別相當(dāng)于11，700日元的電量消耗（l美金＝130日元，1人民幣＝15日元），大致的資金收回時(shí)間是4.6年（見(jiàn)表3）。然而真實(shí)的市價(jià)比較低，價(jià)格缺口也不大（在東京的一家著名的大規(guī)模零售商店中，2.8千瓦規(guī)格的價(jià)格是44，600日元）。換句話說(shuō)，市場(chǎng)上高效率電器的價(jià)格反映了客戶的主觀預(yù)期比率。用于住宅的高效率電器的資金收回時(shí)間估計(jì)是三到五年。上述信息說(shuō)明用市場(chǎng)價(jià)格去估計(jì)高效技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性是適當(dāng)?shù)模Y金收回時(shí)間也會(huì)減少。其他的手段比如商標(biāo)和產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)等，也會(huì)促進(jìn)消費(fèi)者的選擇。
表3空調(diào)的性能系數(shù)和價(jià)格缺口使用功率（供冷）高效型的性能系數(shù)（E系列）低效型的性能系數(shù)（SG系列）價(jià)格缺口（推薦零售價(jià)格的缺口）制冷加熱制冷加熱2.5KW5.495.673.914.1152，000日元2.8KW5.235.423.443.5753，000日元4.0KW3.814.292.803.2139，000日元
來(lái)源：制造商目錄與市場(chǎng)研究
3、3按照效率標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)際進(jìn)步的估計(jì)
最近，METI公布了對(duì)由能源與自然資源顧問(wèn)委員會(huì)能源保護(hù)分會(huì)依據(jù)新效率標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)
際改善情況的估計(jì)。圖5所示是空調(diào)的結(jié)果。表4概述了從1990年到2010年儲(chǔ)存能源效率的
變化。，而到2010年由頂級(jí)信使方式產(chǎn)生的額外的效率將增加10.7％。
表419902010年空調(diào)儲(chǔ)存能源效率的變化電器1990年每件家電能源消耗（KWh/單位）2010年每件電器平均能源消耗（KWh/單位）從1990到2010的改善比率2010年新標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的額外改進(jìn)比率舊標(biāo)準(zhǔn)舊標(biāo)準(zhǔn)舊標(biāo)準(zhǔn)新標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)1754.21252.61065.4-28.6%-39.3%-10.7%
來(lái)源：METI（2000）
表5概述了從1990年到2010年的能源消耗及主要因素的改變。對(duì)于一定范圍內(nèi)的設(shè)備而言其它因素的改變預(yù)示著對(duì)效率改進(jìn)的努力將會(huì)在某些程度上被抵消。至于空調(diào)，數(shù)量的巨大增長(zhǎng)將會(huì)超過(guò)能源節(jié)約的效果（改進(jìn)效率和減少單位平均工作時(shí)間）�？照{(diào)的家庭平均擁有數(shù)量預(yù)計(jì)將會(huì)從1990年的1.27個(gè)增長(zhǎng)到2010年的3.22個(gè)（1997年為2.3個(gè)）。因此，盡管采取了房屋使用絕熱材料等措施，使裝置的平均能源消耗量下降50.2％，但估計(jì)到2010年空調(diào)的能源總消耗量還是將會(huì)比1990年增長(zhǎng)33.7％。
表5從1990到2010年主要因素的變化裝置1990年平均家庭能源消耗（kwh）/家庭單件電器平均消耗儲(chǔ)存能量的變化房屋熱放射系數(shù)的變化其他因素的變化能源總消耗的變化2010年家庭平均能源消耗（kwh/家庭）空調(diào)
711-
39.3%-
10.9%+83.9%+33.7%951電冰箱
913-
73.0%-+12.5%60.5%361電視機(jī)425-
21.3%-+21.3%+0.5%427日光燈
711-
11.0%-+18.4%+7.5%765總計(jì)2，760----9.2%2，504
來(lái)源：METI（2000）
*包括從1990到2010年家庭數(shù)量20.8%的增長(zhǎng)
4、經(jīng)濟(jì)刺激和其他政策手段
4、1公共事業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)的刺激
需求方管理（DSM）可以減小需求的日夜和季節(jié)的負(fù)荷水平差異，提高需求方的能源效率，通過(guò)減少對(duì)新設(shè)施和現(xiàn)有高效設(shè)備的投資來(lái)提供經(jīng)濟(jì)利益。日本的公共事業(yè)機(jī)構(gòu)積極促進(jìn)負(fù)載水平和高效設(shè)備（比如熱儲(chǔ)型空調(diào)系統(tǒng)）的普及和發(fā)展。
一種電力合同被稱為負(fù)荷調(diào)整合同，它針對(duì)通過(guò)工廠生產(chǎn)過(guò)程調(diào)整、暑假變化，或者入熱儲(chǔ)箱而調(diào)整的負(fù)荷水平，實(shí)施電費(fèi)打折。在東京電力公司（TEPCO）區(qū)域，由于實(shí)施了負(fù)荷調(diào)整的三種合同，實(shí)際電力高峰負(fù)荷降到41億瓦，這相當(dāng)于1999年高峰負(fù)荷的7.0％。由于需求方管理的努力，使這種管理方式的實(shí)際作用有明顯提高。我于1998年11月在中國(guó)的第10屆APEC公共機(jī)構(gòu)間DSM聯(lián)絡(luò)組中介紹了日本電力公司的DSM活動(dòng)。請(qǐng)查閱會(huì)議紀(jì)錄并詢問(wèn)中國(guó)政府機(jī)構(gòu)DSM指導(dǎo)中心的詳細(xì)信息。在日本，除北海道之外的絕大部分地區(qū)電力系統(tǒng)都在夏天達(dá)到高峰，北海道則在冬天達(dá)到高峰。因?yàn)榭照{(diào)的使用，絕大多數(shù)DSM都把努力重點(diǎn)集中在夏季負(fù)荷高峰期。
對(duì)于北京，介紹具有冬季高峰的北海道電力公司（HEPCO，www.hepco.co.jp）所實(shí)施的DSM計(jì)劃是十分有用的。他們?yōu)樾顭嵊脩籼峁┝艘环萏貏e的價(jià)目表。這些價(jià)格表鼓勵(lì)冷凍空調(diào)系統(tǒng)向蓄熱型負(fù)載轉(zhuǎn)換（即使在北海道，夏天商業(yè)大廈也要開(kāi)冷氣）。作為消費(fèi)者，將蓄熱箱的負(fù)荷從白天轉(zhuǎn)到夜晚的交換條件，是電費(fèi)提供了很大的折扣。價(jià)格大約是4.6到5.0日元／kWh（商業(yè)的平均單位價(jià)格大約是20日元／kwh），非高峰期的時(shí)令（TOU）價(jià)格則更低。住宅和商業(yè)TOU的價(jià)格和儲(chǔ)熱合同限定的高峰期定義為，在北悔道從十一月到二月的16：00到18：00，其它地區(qū)的高峰時(shí)間是夏季的13：00-16：00。
除了面對(duì)蓄熱用戶的特殊價(jià)格系統(tǒng)，日本所有的電力公司都對(duì)安裝冰儲(chǔ)藏空調(diào)系統(tǒng)和節(jié)能型自動(dòng)販賣(mài)機(jī)采取鼓勵(lì)的支付計(jì)劃。熱泵空調(diào)的電費(fèi)是每高峰轉(zhuǎn)換千瓦5萬(wàn)日元。這些計(jì)劃在5年（1995-1999）的時(shí)間內(nèi)得到實(shí)施，從而有力支持了突破性的初始階段。HEPCO將這種鼓勵(lì)式的支付方式延長(zhǎng)到了2003年。
電力公司例如HEPCO提供了一種服務(wù)，在這種服務(wù)中，HEPCO代表客戶對(duì)熱源裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行和維修。這種服務(wù)能幫助客戶減少初期投資，及裝置操作和管理的強(qiáng)度。
4、2政府補(bǔ)貼
作為EPCO努力勸說(shuō)當(dāng)局（METI）的結(jié)果，政府已經(jīng)制定了官方支持的計(jì)劃，來(lái)促進(jìn)高效能源裝置和系統(tǒng)的推廣運(yùn)用。這是一項(xiàng)由政府和公共事業(yè)聯(lián)合的能源增效計(jì)劃。
1、蓄冰或蓄熱式空調(diào)補(bǔ)助金
政府對(duì)包括傳統(tǒng)空調(diào)的安裝費(fèi)用（例如：對(duì)于5馬力的補(bǔ)助7萬(wàn)日元）在內(nèi)的額外花費(fèi)補(bǔ)貼一半。對(duì)于那些容量低于10馬力，最高轉(zhuǎn)換率不低于40％的分散冰蓄熱式空調(diào)系統(tǒng)，補(bǔ)助金可從日本熱泵與熱儲(chǔ)技術(shù)中心（www.hptcj.or.jp）獲得。這筆補(bǔ)助金原來(lái)是計(jì)劃用于一項(xiàng)1998-2000年的三年計(jì)劃，來(lái)促進(jìn)冰蓄熱式空調(diào)系統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)的。然而，由于冰蓄熱式空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性還不足以大規(guī)模生產(chǎn)，2001財(cái)政年度METI依然持續(xù)不變。2001財(cái)政年度總預(yù)算是32億日元（2千5百萬(wàn)美金），而2000個(gè)客戶的6300個(gè)單位得到了補(bǔ)助金。高峰轉(zhuǎn)換的總結(jié)果估計(jì)是34兆瓦。
2、能源改革課稅低免計(jì)劃
安裝了節(jié)能裝置的企業(yè)，可以從它們的公司稅金中減去設(shè)備成本的75％（這種減除僅限于小規(guī)模及中等規(guī)模企業(yè)）或者在初始年的折舊中加入設(shè)備成本的30％作為特別折舊。
3、政府金融機(jī)構(gòu)的低利率資金計(jì)劃
日本發(fā)展銀行和日本金融公司為小商業(yè)或國(guó)有財(cái)政公司提供了非常低廉的利率
4、3地方政府將主動(dòng)減少二氧化碳的排放量
依據(jù)英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)單位協(xié)會(huì)（BAU）的標(biāo)準(zhǔn)，在2010年?yáng)|京二氧化碳的排放量將比1990年增長(zhǎng)24％。東京市政府計(jì)劃將二氧化碳的排放量減少到低于1990年6％的水平，也就是減少BAU標(biāo)準(zhǔn)的24％，相當(dāng)于462萬(wàn)噸碳。65％的二氧化碳減少量將通過(guò)改進(jìn)能源效率來(lái)完成，比如促進(jìn)高效率住宅的建筑，抑制交通需求的城市計(jì)劃及區(qū)域供冷供熱（DHC）采用城市廢棄能源。
5、日本的熱泵技術(shù)及推廣
5、1熱泵空調(diào)
高效設(shè)備例如熱泵技術(shù)在住宅和非住宅區(qū)的突破，使供熱時(shí)的能源效率得到了提高。日本每年生產(chǎn)的熱泵空調(diào)，住宅用量大約為6到8百萬(wàn)臺(tái)，商用大約是60到80萬(wàn)臺(tái)。熱泵的工業(yè)應(yīng)用包括空調(diào)和加工供熱。此外，熱泵的普及不僅提高了能源效率，還改善了室內(nèi)的空氣質(zhì)量。
低溫時(shí)的空氣熱泵
低溫時(shí)的住宅用熱泵空調(diào)，正在由包括北海道電力公司（HEPCO）在內(nèi)的公共機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究。Tohoku電力公司正在測(cè)試地方政府辦公室內(nèi)安裝的儲(chǔ)熱型熱泵空調(diào)系統(tǒng)的性能，那里的最低溫度大約是-10℃
水源型（淺層地下水）熱泵
歷史上，日本在30到60年代曾采用了大量的地下水源型熱泵系統(tǒng)。70年代時(shí)，幾十個(gè)地下水熱泵系統(tǒng)應(yīng)用于賓館、醫(yī)院、公寓等建筑中。但是，由于回收水及地表下陷的等問(wèn)題，地下水源型熱泵系統(tǒng)還沒(méi)有被完全推廣。
現(xiàn)在有兩種用于建筑的地?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)。在美國(guó)，大型獨(dú)立式的房子采用的都是水平型系統(tǒng)。美國(guó)每年地?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)的產(chǎn)量大約是4萬(wàn)臺(tái)。而在日本，出于房屋空間的限制，垂直型系統(tǒng)將更有發(fā)展前途。但是由于目前鉆探費(fèi)用是地?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)得到采用的巨大障礙，所以除特殊項(xiàng)目之外政府不對(duì)終端用戶提供直接補(bǔ)助來(lái)改進(jìn)地?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)。
在廣島郊區(qū)的保健中心，有一個(gè)地?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)（深100米），這個(gè)熱泵系統(tǒng)為游泳池提供空調(diào)和熱水。另外一個(gè)用土層儲(chǔ)熱的例子是北海道Kitahiroshima的一種洗衣店內(nèi)的設(shè)施，它已經(jīng)正常運(yùn)行20年了。Chubu公司于2001年6月為在長(zhǎng)野地區(qū)銷售部（最低溫度為-14到-17C）安裝運(yùn)行一個(gè)地?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)，并已開(kāi)始測(cè)試性能。
新能源與工業(yè)技術(shù)發(fā)展組織（NEDO）已針對(duì)地?zé)嵩礋岜迷谧≌械氖褂�，�?shí)施了一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)可行性研究。如果這個(gè)系統(tǒng)的成本是470萬(wàn)日元（熱泵70萬(wàn)日元，加地?zé)徂D(zhuǎn)換每單位400萬(wàn)日元），那么在北海道的投資收回時(shí)間是29年。如果地?zé)徂D(zhuǎn)換每單位的最初成本能夠降低到200萬(wàn)日元，那么資金收回時(shí)間就能縮短至13年。而最關(guān)鍵的一點(diǎn)是降低鉆探費(fèi)用。NEDO在中國(guó)和日本都贊助了幾項(xiàng)地?zé)釤岜孟到y(tǒng)的示范項(xiàng)目（地?zé)崮�，Vol.24，No4，2001）。2000至2001年間在長(zhǎng)春市地?zé)衢_(kāi)發(fā)有限公司還投資了一項(xiàng)實(shí)地試驗(yàn)項(xiàng)日，結(jié)果非常好（性能系數(shù)為3.12，二氧化碳排放量降低了62％，Sox排放量降低了99％）。
5、2自然制冷二氧化碳熱泵熱水器（EcoCute）
在與Tohoku電力公司和Dnso公司的一個(gè)合作項(xiàng)目中，CRIEPI為住宅使用開(kāi)發(fā)了世界上第一個(gè)自然制冷的二氧化碳熱泵熱水器。這種熱水器在2001年6月時(shí)投入了市場(chǎng)。它能夠產(chǎn)生相當(dāng)于電能消耗3倍的熱量，所以與傳統(tǒng)的熱水器相比，可以節(jié)約30％的能量。因?yàn)橹匦吕昧嗽诠I(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳，EcoCute還有助于保護(hù)臭氧層和減緩全球變暖。
5、3蓄熱系統(tǒng)：節(jié)約能源及減少二氧化碳的作用
采用高效熱泵作為熱源單元的蓄熱系統(tǒng)，能夠得到相當(dāng)于輸入能量3至5倍的熱量，也就是說(shuō)，性能系數(shù)（COP）是3到5。而且，因?yàn)橐雇硇顭岚滋煊脽�，即使考慮到蓄熱損失。蓄熱系統(tǒng)每年還是比空調(diào)系統(tǒng)少用10％的能量，這是因?yàn)闊嵩磫卧~運(yùn)行的結(jié)果提高了蓄熱系統(tǒng)冷卻效率，晚上使用戶外的冷空氣（TEPCO，2001）。
蓄熱系統(tǒng)與非蓄熱系統(tǒng)相比較，還能減少26％的二氧化碳排放量，這是由于非高峰期能量的充足供應(yīng)和晚間礦物燃料比重較小。隨著消費(fèi)者充分認(rèn)識(shí)到蓄熱系統(tǒng)的環(huán)保和高能，蓄熱系統(tǒng)將會(huì)逐漸得到廣泛應(yīng)用（尤其是公眾使用者），2000年的東京地區(qū)（TEPCO服務(wù)區(qū)域），通過(guò)使用蓄冰蓄水系統(tǒng)，474兆瓦由高峰期轉(zhuǎn)換到了非高峰期（TEPCO，2001）。
5、4采用城市廢棄能量的區(qū)域供暖供冷（DHC）系統(tǒng)
作為提高建筑供暖供冷能量效率的主要技術(shù)之一，利用建筑、工廠、變電所、海洋、河流及污水廢棄熱量中沒(méi)有利用的能量，將會(huì)減少礦物燃料的使用量和SOx、NOx、GHG的排放量（圖6）。
來(lái)源：TEPCO（2000）
第一個(gè)采用未利用能源的區(qū)域供暖供冷系統(tǒng)是，1986年?yáng)|京的污水處理設(shè)施。電力公司正強(qiáng)烈主張和促進(jìn)引進(jìn)這種類型的熱能回收。現(xiàn)在有許多采用廢棄能源的區(qū)域供暖供冷系統(tǒng)，尤其是在大城市。比如東京地區(qū)，到200l年3月底，就已有42處。Tohoku電力公司的區(qū)域供暖供冷系統(tǒng)具有很高的能量效率，他們采用的蓄熱系統(tǒng)具有高效的熱泵，能夠有效利用河水等未利用能源中的熱能（圖7）。
與上述非蓄熱系統(tǒng)相比較，蓄熱系統(tǒng)能夠節(jié)約大概l0％的能源，而有效利用廢棄能量則又可節(jié)約20％的能源。如圖8所示，利用河水能源的DHC的一般能源效率是1.3。具有大型蓄熱箱的DHC的另一個(gè)特征是“社區(qū)箱”，它可用于預(yù)防地區(qū)災(zāi)害，提供救火用水以及在發(fā)生緊急情況時(shí)維持人們的日常生活。圖7對(duì)DHC能源系統(tǒng)的比較
來(lái)源：TEPCO（2000）
6、總結(jié)評(píng)論
在能源總供應(yīng)中，電能的比例增大將提高能源效率。隨著熱泵系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)步，供暖與制冷的能源使用效率將得到提高。由于電腦等設(shè)備對(duì)電能特殊需求的增長(zhǎng)，電力需求也將增加。
有效利用電能是中國(guó)、日本及其它國(guó)家的普遍目標(biāo)，我們應(yīng)該共同總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，來(lái)提高大城市中的能源效率。日本的電力公共機(jī)構(gòu)提供不同的電費(fèi)選擇，以此來(lái)促進(jìn)高效裝置設(shè)備的普及和能源的更有效利用。
這篇論文集中討論了住宅和商業(yè)方面電能的有效利用，除這些方面以外，在大城市，交通運(yùn)輸中的能源利用和排放問(wèn)題對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)都是十分重要的。東京市政府和其它的一些政府正計(jì)劃引進(jìn)一種新型燃料公共運(yùn)輸系統(tǒng)，例如氫燃料車站。問(wèn)題是，該如何從天然氣、閑置能量及可再生能源中提取氫燃料呢？
參考書(shū)目
淺野浩志（1998）�！叭毡倦娏I(yè)DSM現(xiàn)代化及管制解除”，APEC公共機(jī)構(gòu)間DSM聯(lián)絡(luò)組第10次會(huì)議，1998年11月，中國(guó)Wuzi。
ECCJ（能源保護(hù)中心，日本），1999：1999年住宅能源消費(fèi)手冊(cè)（日語(yǔ)）
EDMC（能源數(shù)據(jù)和模型中心）：日本能源與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)手冊(cè)，2001
METI（經(jīng)貿(mào)工業(yè)部），1998：能源效率標(biāo)準(zhǔn)的決定報(bào)告（日語(yǔ)）
METI，2000：能源顧問(wèn)委員會(huì)能源保護(hù)分類的中間報(bào)告（日語(yǔ)）
Y.Nagata，對(duì)日本裝置能源效率標(biāo)準(zhǔn)的分析，ECEEE2001夏季研究，2001年6月，
Mandeliev，法國(guó)
經(jīng)濟(jì)合作暨發(fā)展組織／IEA，2000：能源分類與標(biāo)準(zhǔn)
L.Schippereta1，能源效率與人類活動(dòng)，劍橋大學(xué)出版社，1992
東京電力公司，環(huán)境行動(dòng)報(bào)告，2001
M.Shimojo:（NEF）：促進(jìn)地?zé)岜门c地?zé)崮茉吹膽?yīng)用Vo1.26，No.1,2001（日語(yǔ)）
【提高大城市電力使用效率的政策分析：日本的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)】相關(guān)文章：
DSP接口效率的分析與提高08-06
運(yùn)用分析性復(fù)核,提高獨(dú)立審計(jì)效率08-07
提高初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)效率的案例分析08-24
強(qiáng)化管理，厲行節(jié)約，努力提高經(jīng)費(fèi)使用效率08-15
提高機(jī)械的效率教案06-07
如何提高聽(tīng)課效率08-15
談怎樣提高課堂效率08-17