紐約州發展太陽能光熱的“路線圖”由130多個企業、研究機構和政府代表制定,把重點放在投資研發和普及太陽能光熱技術的利用上,通過對消費者的教育和激勵機制、安裝培訓以及促銷來吸引廠家。據美國太陽光熱利用協會(STC)透露,該州到2020年將新增100萬臺太陽能熱水器,給50萬套住宅裝配太陽能采暖與制冷系統。
盡管這些數字仍然遠遠低于德國市場,但紐約州實施的太陽能采暖與制冷計劃在美國具有重要的意義。迄今為止,聯邦政府像其他許多國家一樣對發展可再生能源做得很有限,不夠重視太陽熱能、風能和太陽能光伏。在美國的其他州著手研究制定自己的可再生能源計劃時,紐約州的太陽能光熱計劃已經脫穎而出。
紐約太陽能行業協會稱,“路線圖”背后的意義毋庸置疑。該協會會長羅恩·卡門說:“紐約州建筑物所消耗能量的60%是用來提供熱量和熱水,‘路線圖’使得該州正在成為全國研究、開發和部署太陽能光熱利用技術的‘領導者’。”
“路線圖”專注于紐約州建筑物太陽熱能和熱水的應用,不但與財團的新思路合拍,而且堪稱全球最佳的實踐樣本。它的目標是大力發展紐約州有關的太陽能光熱產業,使得全州太陽能光熱的總裝機容量從目前的估計的6兆瓦熱到2020年增至2000兆瓦熱,其中住宅和商業安裝分別占70%和30%。
紐約太陽能行業協會估計,實施“路線圖”后,到2020年有望節省石油600萬美加侖(合2250萬升)、天然氣950萬立方英尺(合27萬立方米)、取代每年320千兆瓦時的電力生產,每年為消費者節省1.75億美元以上。
面臨的障礙
盡管美國安裝的太陽能光熱總量達到7.6吉瓦兆卡,與德國8吉瓦兆卡的總熱量比較接近,然而其中大部分用于加熱游泳池,而不是家用熱水或空間加熱。按人均計算,紐約州和德國之比為100:0.3。事實上,“路線圖”承認了美國在太陽能光熱利用方面落后于世界。雖然基礎薄弱,太陽能采暖與冷卻只占美國能源使用總量的30%左右,目前太陽能光熱容量相當于整個美國的能源消費0.06%左右,但是“路線圖”的執行給太陽能光熱的發展帶來了極好的機會。
太陽能熱水系統是利用太陽能集熱器,收集太陽輻射能把水加熱的一種裝置,是目前太陽熱能應用發展中最具經濟價值、技術最成熟且已商業化的一項應用產品。太陽能熱水系統的分類以加熱循環方式可分為:自然循環式太陽能熱水器、強制循環式太陽能熱水系統、儲置式太陽能熱水器等三種。在一棟典型的居宅里,太陽能光熱系統可以提供50%~70%的熱水。在寒冷的氣候條件下,太陽能光熱系統更是大有作為,加拿大就是一個極好的例子。在2008年安裝的空間加熱和水加熱的熱容量達到40兆瓦卡。
即便如此,“路線圖”的提出者強調太陽能光熱系統的利用率和市場增長水平是很多因素的結果,其中包括能源成本、政府法規、積極的營銷和教育計劃以及獎勵措施。目前仍然有不少大的障礙需要克服。例如,太陽能光熱技術和它的好處不為許多消費者所知,還缺乏確保成功安裝的完整行業知識和認證安裝商,從材料到最終用戶的價值鏈斷裂。此外,產業發展的潛在障礙還包括因20世紀70年代和80年代留下的后遺癥所產生的意識淡薄和感知麻木。當時,不良的系統集成和安裝使得太陽能光熱系統給人們留下不可靠、壽命短的印象。
為了大規模地推廣太陽能光熱系統的使用,政府公共部門的支持必不可少。有關的公共教育活動要想取得成功,離不開有關行業和政府官員的鼎力相助。系統成本是關系能否普遍采用的另一大障礙,從一開始就要使太陽能光熱系統物有所值,從而吸引企業和消費者。培養一支訓練有素的員工隊伍是實現“路線圖”目標的關鍵,這樣才能確保安裝質量高,系統運轉正常。
成本的核算
紐約州能否把太陽能光熱產業做大做強,取決于3個方面:用戶的能源成本節約、環境的影響、通過創造就業機會和行業銷售帶動經濟發展。
為了評估采用太陽能光熱技術產生的潛在影響,并探討達到“路線圖”目標的激勵機制和增長水平,紐約州開發了直接熱水(DHW)系統的模式。根據產業的投入,該系統模式的住宅系統和商業系統初始安裝成本分別為8000美元和1.8萬美元。成本根據競爭的加劇和供應的增加以及未來技術的改進,每年遞減5%。
在美國,紐約州的能源價格是最高的,2009年1度電的價格平均17.8美分。在2010年,一個4口之家花在生活熱水上的費用為390美元~1100美元(取決于燃料來源)。過去10年中,紐約州能源價格持續上漲,燃料油和天然氣每年的平均漲幅分別為9%和11%。以燃油價格每年漲幅8%的保守估計,到2020年,每戶把水加熱要耗資620美元~1700美元(同樣決取決于燃料來源)。
可以做過這樣的分析,假設能源價格年均增長8%,一個4口之家用太陽能光熱系統加熱其中50%的水,那么到2020年就可以節省310美元~850美元。單從住宅生活熱水的供應來看,節省燃料也顯示出大幅減排的潛力。據統計,紐約州使用太陽能光熱系統的一個4口之家在2010年節省燃油約100加侖、天然氣125千卡或電3100度。