高寒藏区农牧村家庭能源消费特征及影响因素——以甘南高原为例

能源是消除贫困和实现经济社会与人类发展的重要因素。文章在对甘南高原23个乡镇357个家庭用能资料分析的基础上,研究了高寒藏区农牧村家庭能源消费的特征及主要影响因素。结果表明:1农牧村人均能源消费量为996.05 kgce,以畜粪等生物质能为主,能耗水平高,消费品质差,综合热效率只有18.77%,大部分农牧民还停留在满足基本生存需求的状态;2从牧区到农区,能源消费结构由单一转向多元化,热效率从16.87%提高到23.93%,人均能耗水平逐渐降低,空间阶梯特征明显;3农牧村家庭能源消费模式是多种因素影响的结果,其中牧区主要受生活方式、家庭规模和宗教支出的影响,农牧交错区主要受家庭规模、家庭年收入、家用电器种类和年均取暖时间的影响,农区主要受人均耕地面积、家庭年收入和家庭规模的影响;4结合农牧村实际情况,建议实施牧民定居工程、增加现代能源供给、鼓励使用新能源设备、推广生物质能高效清洁利用技术、强化农牧民的节能环保意识,在保证农牧民基本能源需求的基础上,尽可能减轻能源消费带来的环境压力。     

生活垃圾分类运输能耗分析

我国生活垃圾分类运输能耗高的问题一直未能根本解决。对该环节开展能耗分析是综合评价垃圾分类环境、经济效益的基础,也可为我国城市垃圾分类运输系统设计提供依据。基于分类垃圾性质与产生特征,结合运输车辆运行规律,构建了以居民区、办公区/商业区及学校为主要业态的3类典型城市区域分类垃圾直接运输,以及一级转运运输场景,并对各场景综合能耗进行核算。结果表明:不同典型城市区域生活垃圾分类运输单位能耗差异不显著[直运0.11~0.12 kgce/（t·km）,转运0.06~0.08 kgce/（t·km）],分类运输较混合运输能耗增加77%~116%（直运）和25%~42%（一级转运）,而转运操作对运输能耗的降低与运输距离负相关。对各垃圾组分而言,厨余垃圾运输能耗[直运0.09~0.10 kgce/（t·km）,转运0.05~0.07 kgce/（t·km）]略低于其他垃圾和可回收物[直运0.11~0.13 kgce/（t·km）,转运0.07~0.08 kgce/（t·km）],而有害垃圾运输能耗最高[直运0.21~0.30 kgce/（t·km）,转运0.13~0.20 kgce/（t·km）]。     

上海市民用建筑能耗的估算与分析

建筑能耗是重要的社会能源消耗主体。采用宏观能源统计方法,利用综合能源平衡表估算上海市1999-2009年住宅能耗和公共建筑运行能耗的变化及其特征。结果表明,上海市民用建筑总能耗由1999年的687.82万tce增加到2009年的1 774.91万tce,平均年增长率为4.68%;住宅建筑能耗呈上升趋势,而单位面积能耗逐年下降,单位面积住宅建筑能耗均值比公共建筑低35.30 kgce/(m2.a);公共建筑单位建筑面积能耗变化呈略增态势,2009年单位建筑能耗比1999年高9.64 kgce/(m2.a)。研究结果可为建筑节能减排政策的制定提供决策参考和数据支持。     

陇中黄土丘陵地区农村生活能源消费的环境经济成本分析

陇中黄土丘陵地区经济贫困、环境脆弱、生活能源短缺,生物质过量消费成为生态环境退化的重要驱动因素。论文通过问卷调查获取相关数据,并建立计量模型,基于替代性分析估算了不同用能结构情景下的环境经济成本。结果表明,现状户均生活能源消费2 112.44kgce/a,人均428.59kgce/a,用能水平较低。目前农户消费能源选择的主要依据是能源的现金支出和可获得性。与农户现状用能结构相比较,4种替代结构的能源消费总成本、环境成本、经济成本及现金支出差异较大。利用沼气和太阳能的结构各项成本低,应是今后农村能源建设的方向。     

西南技术工程研究所, 重庆 400039

目的建立敦煌地区温度、相对湿度和日温差的年极值拟合模型。方法根据当地气象站台温度和相对湿度日记时值数据,连续统计若干年的三要素年极值,采用极大似然法建立各要素年极值的Gumbel模型,同时讨论值域有界类气象因素极值再现期的定义域。结果给出了敦煌地区温度、相对湿度和日温差年极值的Gumbel模型参数。结论敦煌地区各气象因素Gumbel模型位置参数和尺度参数,温度极大值分别为35.193,1.072℃,温度极小值分别为-20.085,1.945℃,相对湿度极大值为95.254%,2.471%,相对湿度极小值为5.837%,1.505%,日温差极大值为20.676,0.777℃,日温差极小值为1.398,0.593℃;相对湿度极大值、相对湿度极小值和日温差极小值的再现期定义域分别为6.3,47和10年。     

敦煌地区温湿度和日温差的极值特性研究

目的建立敦煌地区温度、相对湿度和日温差的年极值拟合模型。方法根据当地气象站台温度和相对湿度日记时值数据,连续统计若干年的三要素年极值,采用极大似然法建立各要素年极值的Gumbel模型,同时讨论值域有界类气象因素极值再现期的定义域。结果给出了敦煌地区温度、相对湿度和日温差年极值的Gumbel模型参数。结论敦煌地区各气象因素Gumbel模型位置参数和尺度参数,温度极大值分别为35.193,1.072℃,温度极小值分别为-20.085,1.945℃,相对湿度极大值为95.254%,2.471%,相对湿度极小值为5.837%,1.505%,日温差极大值为20.676,0.777℃,日温差极小值为1.398,0.593℃;相对湿度极大值、相对湿度极小值和日温差极小值的再现期定义域分别为6.3,47和10年。     

自然冷能:潜在的能源

我们生活的自然环境中到处存在着温差:冬夏季节温差,昼夜温差等。但这些温差较小,一般难以进行能与功的转换。为了与传统的高温热能有所区别,我们把这种自然存在的低温差低温热能称作“自然冷能”,通常简称“冷能”。无能耗的自然冷能空调我们日常生活中所耗用的能源,比例最大的是空调能耗。空调所追求的温度范围无非是15～30℃,这个温度范围一般都在我国自然温度变化范围之内,因此完全可以利用自然冷能满足空调需要,达到节能目的。目前常用的冷暖热泵空调,是通过热泵消耗少量能源,获得大量低位热能。随着技术的不断发展,完全有可能在只利用…     

基于农户生计的乡村能源消费模式研究——以陕南金丝峡乡村旅游地为例

为探讨乡村旅游发展对农户生计转型及能源消费模式产生的影响,论文借鉴可持续生计理论,以陕南金丝峡乡村旅游地为例,通过入户调查与访谈,构建能源消费-生计多样性模型对农户分类,基于用能多样性矩阵与效益评估法,分析不同生计类型农户用能结构及其综合效益,继而依据灰色关联分析,识别影响农户能源消费的主要生计资本因子,并总结农户能源消费模式转变的驱动机制.结果表明:① 参与旅游经营与不参与旅游经营的两大类农户中,农户用能多样性水平随生计多样性水平的提高而上升;② 与非旅游经营户相比,旅游经营户商品能源消费大幅增加,新型能源迅速推广,传统能源消费有所降低,能源消费模式向优质化和商品化发展;③ 不同类型农户用能综合效益差异明显,旅游经营户用能综合效益(16.96 元/kgce)明显大于非旅游经营户(13.53 元/kgce),表明旅游经营户从能源消费中获益更多;④ 促使农户能源消费模式变化的主要影响因素是物质、人力和金融三大生计资本.乡村旅游业发展带来了农户生计资本与策略的变化,并成为农户能源消费模式转变的重要驱动力,最后为进一步改善环境政策和优化能源利用,提出了相应的对策和建议.     

气候变化对辽宁严寒地区南界及采暖节能的影响

为了研究气候变化对辽宁省严寒地区南界的变化以及对采暖期能源消耗的影响,利用辽宁省1961-2013年逐日气温资料和台站地理信息数据,采用GIS技术、趋势分析、山本(Yamamoto)检验等方法对采暖期气温、采暖长度、采暖强度、辽宁严寒地区和寒冷地区的划分及变化、采暖节能率进行研究分析。结果表明:近53 a辽宁平均采暖期长度为148 d,平均气温以0.4℃/(10 a)的速度增长,1987年气候增暖突变后,采暖强度减少率为86℃·d/(10 a),减少范围向辽宁中部和西部扩展,采暖长度减少率为1.8 d/(10 a),南北采暖长度相差43 d。严寒地区和寒冷地区最冷月平均温度最大相差11.5℃,气候变暖后严寒地区南界在122°E~124°E之间北移1个纬度,节能率逐年际呈现稳定振荡,均处于负相位,南界变化区间内节能率均达到7%~9%。     

乡村旅游诱导下农户能源消费模式的演变——基于六盘山生态旅游区的农户调查分析

以旅游业为主要产业业态的乡村已经成为我国乡村发展转型的4种类型之一。显然,乡村旅游业的发展必然会对乡村农户能源消费模式产生深远的影响。研究以六盘山生态旅游区农户调查数据为基础,从农户人均能源消费总量、结构以及最终消费用途为切入点,探讨了乡村旅游诱导下农户家庭能源消费模式演变的问题。结果表明:在能源消费总量上,乡村旅游农户家庭人均能源消费显著增加,比传统农户高42.96%,达到707.35 kgce。在消费结构上,乡村旅游农户商品能源占主导地位,新型能源(太阳能)广泛采用,传统能源比重逐渐降低,三者的比例93.10 ∶5.15 ∶1.75,而传统农户比例是46.30 ∶0.48 ∶53.22。在能源最终用途上,乡村旅游农户生活用能(炊事、取暖、家电、交通、热水、照明)总量大幅度增加,而与传统农业生产耗能有关的饲养和农机耗能已基本消失。传统农户能源耗能仍局限于炊事、取暖、饲养等基本的生产生活方面,与生活享受相关的家电、照明、热水、交通仍处于较低水平。研究还表明,农户能源消费模式的转变主要受家庭生产方式、农户用能方式、农户人均收入以及主观认知等因素的影响。在乡村旅游发展诱导下,六盘山生态旅游区乡村家庭农户能源消费正经历着由内向型"生活-生产系统"内部自循环模式向外向型"生活-旅游系统"外部输入型模式的转变。     

原位电阻热脱附土壤升温机制及影响因素

探究了原位电阻热脱附技术加热土壤升温机制及影响因素.利用原位电阻热脱附小试设备,研究了电流、加热方式、补水及负压对土壤升温和能耗的影响.结果表明,土壤升温主要通过两种机制:一是电能转化成热能,通电对土壤直接加热使土壤温度升高,该升温机制主要存在于两电极之间的土壤;二是热传导,电极之间土壤温度最高,热量逐渐由高温土壤传导至低温土壤,使电极连线周边土壤温度逐渐升高.加热电流大小,影响土壤升温速度,电流越大,土壤升温越快,单位能耗越低;间歇加热方式与连续加热方式相比,土壤升温速度慢,达到相同温度所需时间长,但单位能耗低,仅是连续加热方式能耗的45.2%;加热过程中需不断向电极附近补充水分,以维持较高电流的持续加热;抽提负压大,土壤热损失多,单位能耗高,抽提负压对抽提管附近土壤温度影响最明显.在实际工程中,宜根据时间、成本和效果等选择合适的工艺条件,以期提高原位电阻热脱附修复污染土壤的效率,降低能耗,缩短工期.     

采煤地区农户生活用能的碳排放及其影响机制

研究采煤地区农户生活用能的碳排放,有助于更好地认识和制定农村减排的相关政策。以渭北“黑腰带”中部白水县地下采煤区为例,采用对比分析法、联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的碳排放计算方法,定量探究采煤地区农户生活用能的碳排放及其影响机制。结果表明,采煤地区农户生活用能的碳排放（1 639.56 kg C/户）少于非采煤区（1 747.77 kg C/户）,前者主要来源于煤炭、薪柴、电能,三类能源贡献了96%以上,煤炭达61.72%;后者主要为薪柴、煤炭、秸秆、电能,较分散多元,整体以薪柴（41.30%）为主。采煤地区农户商品性能源消费 1 443.2 kgce/户,非采煤区为1 014.47 kgce/户,没有呈现用能结构向商品化转变而碳排放增多的状况。碳排放与用能类型、使用数量及排放系数相关,有碳排放的能源使用数量越多,排放系数越大,碳排放量越多。采煤是造成农户生活用能及其碳排放较正常状况下有所差异的根源和主要诱因。应改良用能灶具以提高利用热效,增加沼气等新型用能份额,关注用能的区域差异带来的不同排放效果。     

旅游诱导下乡村能源消费模式转型与综合效益评估——六盘山旅游扶贫试验区的案例实证

乡村旅游已成为推动中国乡村转型和促进能源消费模式转变的重要动力之一。论文以六盘山国家旅游扶贫试验区为案例,研究了旅游扶贫工程实施后农户家庭能源消费模式转型及其效益变化。结果表明:在农户家庭能源消费由"生活-生产系统"向"生活-旅游系统"的转变过程中,能源利用综合效益显著提升,在促进区域社会经济发展和生态环境改善中发挥着重大的作用。相对于传统农户,乡村旅游农户单位能源产出的经济效益(4.53元/kgce)提高2.86倍,同时实现了生态效益0.11元/kgce和社会效益1.09元/kgce的显著提升。研究也发现,有鉴于乡村旅游能源消费在乡村具有广泛的示范性,这种基于大量商品能源输入的能源消费模式不应是乡村能源消费和旅游业发展所应倡导的,也有悖于国家农村能源政策导向。因此,在乡村旅游发展中,应在充分利用当地既有能源基础上,进一步挖掘生物质能(主要是沼气)和太阳能的潜力,建立以新型能源为主体、传统生物质能和商品能源为辅的能源消费模式。     

不同补贴机制下的农村清洁取暖价格政策分析

补贴是北方农村清洁取暖价格政策的重要方面,确保兼顾清洁能源替代和农村居民取暖福利,从而实现政策的可持续性. 基于天津、衡水、德州3个城市的实地调研数据,通过配对样本t检验、多元回归和费用效益分析方法,探究了不同补贴机制下的清洁取暖价格政策对居民用能行为和取暖福利的影响. 结果表明:①清洁取暖价格政策会导致取暖成本增加,补贴会显著提高用气量和体感温度,但使各城市面临较大财政压力. ②各地农村清洁取暖价格政策在对用能行为、污染减排效果的影响方面存在较大差异. ③一次性补贴通过减少清洁能源消费量同时增加体感温度,提供了扭曲的价格信号. ④家庭收入显著影响清洁取暖价格政策效果. 因此,一次性补贴需要向从量补贴转变,补贴可以考虑向低收入家庭倾斜或者实施阶梯化的补贴. 为建立清洁取暖长效机制,一方面可以考虑针对农村清洁取暖建立区域大气污染补偿机制,从而推动各地建立因地制宜的清洁取暖价格补贴机制;另一方面可通过改进清洁取暖技术来降低成本,同时开发多种形式的清洁能源. 从长远看,仍需要增加农民保持可接受的收入水平的机会,逐步降低农村居民对清洁取暖补贴的依赖性.      

空间站应用系统电子设备热设计研究

目的针对以往载人航天应用系统中电子设备热设计的仿真分析方法不准确的问题,提出一种基于热平衡试验测量发热元器件温度数据验证热仿真分析结果的电子设备热设计方法。方法通过对应用系统电子设备在轨实际热工况条件的深入分析,结合电子设备的物理特性、电气特性及其技术特点,利用计算机应用技术和数字仿真技术建立电子设备热模型,并进行热仿真分析,再将仿真计算得到的发热元器件壳温与实际热平衡试验测量得到的元器件真实壳温比对,检验热仿真分析结果的准确性。结果某电子设备在真空度为1.0×10~(-4) Pa,温度为45℃条件下开展热平衡试验,实测得到的发热元器件温度值与热仿真分析温度值之差小于1℃。热平衡试验过程中,切换电子设备的不同工作模式时,通过器件的工作电流和电压计算出其热负荷指标与仿真得到的热耗值之差低于0.1 W。结论基于热平衡试验的发热元器件实测温度数据,验证了热仿真分析结果的电子设备热设计方法科学有效,有助于后续空间站应用系统电子设备热设计工作。     

A global analysis of residential heating and cooling service demand and cost-effective energy consumption under different climate change scenarios up to 2050

Climate change and energy service demand exert influence on each other through temperature change and greenhouse gas emissions. We have consistently evaluated global residential thermal demand and energy consumption up to the year 2050 under different climate change scenarios. We first constructed energy service demand intensity (energy service demand per household) functions for each of three services (space heating, space cooling, and water heating). The space heating and cooling demand in 2050 in the world as a whole become 2.1–2.3 and 3.8–4.5 times higher than the figures for 2010, whose ranges are originated from different global warming scenarios. Cost-effective residential energy consumption to satisfy service demand until 2050 was analyzed keeping consistency among different socio-economic conditions, ambient temperature, and carbon dioxide (CO₂) emission pathways using a global energy assessment model. Building shell improvement and fuel fuel-type transition reduce global final energy consumption for residential thermal heating by 30% in 2050 for a 2 °C target scenario. This study demonstrates that climate change affects residential space heating and cooling demand by regions, and their desirable strategies for cost-effective energy consumption depend on the global perspectives on CO₂ emission reduction. Building shell improvement and energy efficiency improvement and fuel fuel-type transition of end-use technologies are considered to be robust measures for residential thermal demand under uncertain future CO₂ emission pathways.     

青藏高原东北部土族家庭能源消费特征

家庭能源消费特征因受地理环境及文化等影响而存在显著的人文空间差异,尤其是对于特色或边远少数民族地区,迫切需要加强相关调查实证研究。基于青海省100户土族家庭的实地调研,从收入水平分组视角考察其能源消费特征,分析家庭能源消费活动的环境效应,并构建物质流模型予以可视化分析。结果表明：土族家庭年人均能源消费量为3473 kgce,以煤炭、薪柴和秸秆等为主;随着收入水平提升,能源消费结构逐渐向多元化转变且对能源重要性的认知逐渐从生物质能源转向商品能源。家庭能源消费导致的年人均CO₂、N₂O、NO_X、SO₂和TSP的产生量分别为1856.87 kg、117.10 g、254.46 g、451.87 g和520.74 g。未来应增强清洁能源利用水平,统筹推进青藏高原地区生活能源消费的可持续转型。