研究报告：低碳技术推动低碳城市建设的现状及对策研究

目录/提纲：……
一、对促进经济发展方式转变具有重要的推动作用
二、对提升杭州的国际竞争力具有重要的指导意义
三、对改善能源结构、提升能源安全具有重要意义
四、对缓解气候变化、保护生态环境具有促进作用
一、杭州太阳能利用技术研发应用现状
（一）杭州太阳能光热利用技术开发应用现状
（二）杭州太阳能光电利用技术开发应用现状
二、杭州风电技术开发应用现状
（一）杭州风电技术研发制造现状
（二）杭州风电技术应用现状
三、杭州地热能利用技术开发应用现状
（一）杭州地热能在农业生产上的应用
（二）杭州地热能在建筑上的应用
四、杭州生物质能开发应用现状
（一）杭州垃圾填埋沼气发电技术应用
（二）杭州农村生物质能应用现状
五、杭州垃圾焚烧发电技术应用现状
六、杭州水能发电技术应用现状
七、杭州氢能技术研发现状
（一）杭州高压气态储氢技术研发现状
（二）杭州金属氢化物储氢技术研发现状
一、杭州智能电网技术研发应用现状
（一）杭州智能配电网建设现状
（二）杭州智能输电建设现状
（三）杭州智能变电站建设现状
（四）杭州智能电网“十二五”规划
二、杭州分布式能源技术研发应用现状
（一）杭州推广分布式能源的政策
（二）首个分布式能源试点项目建成
（三）含多种分布式电源的微网实验室建成
一、杭州低碳交通技术研发现状
（一）杭州新能源汽车的研制现状
（二）杭州低碳交……
研究报告：低碳技术推动低碳城市建设的现状及对策研究

目 录
1 引言…………………………………………………………………………………1
1.1 研究背景和研究意义……………………………………………………………1
1.1.1 研究背景………………………………………………………………………1
1.1.2 研究意义………………………………………………………………………4
1.2 相关低碳概念的界定……………………………………………………………5
1.2.1 低碳经济………………………………………………………………………5
1.2.2 低碳城市………………………………………………………………………6
1.2.3 低碳技术………………………………………………………………………7
1.3 EKC理论和STIRPAT模型………………………………………………………8
1.3.1 EKC理论………………………………………………………………………8
1.3.2 STIRPAT模型…………………………………………………………………9
2 低碳技术推动杭州市低碳城市建设分析 ………………………………………10
2.1 低碳技术推动杭州市建设低碳城市的现状 …………………………………10
2.1.1 杭州整体煤气化联合循环发电系统技术开发应用现状 …………………10
2.1.2 杭州新能源和可再生能源技术研发应用现状 ……………………………11
2.1.3 杭州能源的效率化技术开发应用现状 ……………………………………22
2.1.4 杭州低碳化消费技术研发应用现状 ………………………………………26
2.1.5 杭州碳汇技术开发应用现状 ………………………………………………40
2.1.6 杭州低碳管理技术应用现状 ………………………………………………43
2.2 杭州市环境污染与经济增长的EKC检验 ……………………………………47
2.2.1 杭州市环境污染与经济增长的时序分析 …………………………………47
2.2.2 杭州市环境污染与经济增长的EKC检验 …………………………………51
2.3 技术进步对杭州碳减排的STIRPAT模型分析 ………………………………57
2.3.1 变量和数据的选取 …………………………………………………………57
2.3.2 STIRPAT模型分析……………………………………………………………57
3 国内外建设低碳城市的实践 ……………………………………………………59
3.1 国外建设低碳城市的实践 ……………………………………………………59
3.1.1 弗莱堡建设低碳城市的实践 ………………………………………………59
3.1.2 哥本哈根建设低碳城市的实践 ……………………………………………60
3.1.3 伦敦建设低碳城市的实践 …………………………………………………61
3.1.4 西雅图建设低碳城市的实践 ………………………………………………63
3.1.5 东京建设低碳城市的实践 …………………………………………………64
3.1.6 国外建设低碳城市的实践经验 ……………………………………………65
3.2 国内建设低碳城市的实践 ……………………………………………………66
3.2.1 保定市建设低碳城市的实践 ………………………………………………66
3.2.2 上海市建设低碳城市的实践 ………………………………………………67
3.2.3 天津市建设低碳城市的实践 ………………………………………………68
3.2.4 厦门市建设低碳城市的实践 ………………………………………………68
3.2.5 南昌市建设低碳城市的实践 ………………………………………………68
3.2.6 吉林市建设低碳城市的实践 ………………………………………………68
4 杭州低碳城市的发展模式 ………………………………………………………70
5 低碳技术推动低碳杭州建设制约因素及政策建议 ……………………………71
5.1 低碳技术推动低碳杭州建设制约因素 ………………………………………71
5.1.1 低碳技术创新动力不足 ……………………………………………………71
5.1.2 低碳技术人才不多 …………………………………………………………71
5.1.3 低碳技术投入不高 …………………………………………………………71
5.1.4 低碳技术创新能力不强 ……………………………………………………72
5.2 加快低碳技术创新促进杭州市发展低碳城市的政策建议 …………………72
5．2.1 发挥政府作用，综合运用相关政策…………………………………………72
5.2.2 加强低碳人才队伍建设 ……………………………………………………72
5.2.3 增加资本投入，建立多层次投入体系 ……………………………………72
5.2.4 注重低碳自主创新与引进相结合 …………………………………………72
参考文献 ……………………………………………………………………………74

1 引言

1.1 研究背景和研究意义
1.1.1 研究背景
早在1896年，瑞典物理化学家、1903年获诺贝尔化学奖主阿累尼乌斯（Svante August Arrhenius）发表了“大气中的二氧化碳对地球温度的影响”的论文，他估算了二氧化碳的温室效应，指出人类消费煤炭产生的CO2长期积累会对气温产生显著的影响，若CO2浓度增加一倍，则全球气温将上升4℃[1]。1907年，美国地理学家亨丁顿(E.Huntington)在《亚洲的脉动》中首次提出“气候变化”概念，阐述气候变化对人类文明的影响[2]。至今，有关环境变化对人类社会发展影响的科学研究已有百余年的历史。
根据全球地表温度的器测资料，1906～2005年的100年中温度线性趋势为0.74°C，全球温度普遍升高，在北半球高纬度地区温度升幅较大。陆地区域的变暖速率比海洋快。海平面的逐渐上升与变暖相一致。自1961年以来，全球平均海平面上升的平均速率为每年1.8毫米，而从1993年以来平均速率为每年3.1毫米，热膨胀、冰川、冰帽和极地冰盖的融化为海平面上升做出了贡献[3]。全球变暖导致干旱、飓风、洪涝、沙漠化及森林火灾等极端事件日益频繁发生；海平面的上升将导致人口稠密的沿海地区以及岛屿国家的的人们无家可归；非洲等不发达地区的贫困人口可能遭遇农作物严重歉收、农业生产力下降以及饥饿、营养不良和疾病增多等困境；生态体系恶化。气候异常变化严重地威胁着全人类的安全。气候变化是人类在21世纪面临的最为复杂的挑战之一。没有哪个国家能够独善其身，也没有哪个国家能够独力应对。
迫于日益严峻的气候变化的事实，国际社会一直在努力寻求解决良策。从20世纪70年代以来，国际上应对气候变化的会议、机构、政策不断召开、成立、颁布。如1972年6月联合国在瑞典首都斯德哥尔摩举行首次人类环境会议，通过《人类环境宣言》；1983年12月成立世界环境与发展委员会（WCED），对世界面临的问题及应采取的战略进行研究；1988年11月联合国环境规划署（UNEP）和世界气象组织(WMO)成立政府间气候变化专门委员会（IPCC），对与气候变化有关的各种问题展开定期的科学、技术和社会经济评估，提供科学和技术咨询意见；1988年12月联合国43届大会通过《为人类当代和后代保护全球气候》的43/53号决议；1992年5月9日在联合国总部通过了《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）；1992年6月在巴西里约热内卢召开的联合国
……（新文秘网https://www.wm114.cn省略5100字，正式会员可完整阅读）……　
]认为，低碳城市应当被理解为通过经济发展模式、消费理念和生活方式的转变，在保证生活质量不断提高的前提下,实现有助于减少碳排放的城市建设模式和社会发展方式。低碳城市强调以低碳理念为指导，在一定的规划、政策和制度建设的推动下，推广低碳理念，以低碳技术和低碳产品为基础，以低碳能源生产和应用为主要对象，由公众广泛参与，通过发展当地经济和提高人们生活质量而为全球碳排放减少做出贡献的城市发展活动。诸大建、陈飞[14]认为：低碳城市内涵包括两方面的含义，从宏观层面讲指的是经济增长与能源消耗增长及碳排放相脱钩，如果化石燃料使用及C02排放量的增长相对于经济增长或城市发展是非常小的正增长，就属于相对脱钩；如果是零增长或负增长，就属于绝对脱钩。从微观上的物质流过程来看，低碳经济包括下列三个方面的经济活动，在经济过程的进口环节，要用太阳能、风能、生物能等可再生能源替代化石能源等高碳性的能源；在经济过程的转化环节，要大幅度提高化石能源的利用效率，包括提高工业能效、建筑能效和交通能效等；在经济过程的出口环节，要通过植树造林、保护湿地等增加地球的绿色面积，吸收经济活动所排放的二氧化碳，即所谓碳汇。低碳城市的内涵相应比低碳经济内涵更广泛，意义更深刻，低碳城市包含了技术改进、空间紧凑等物质空间层面，低碳政策、法规、治理及生活消费的社会层面以及减少C02排放造成气候变暖等环境层面的内容。
世界自然基金会下的定义：低碳城市应在经济高速发展的前提下，保持能源消耗和二氧化碳排放处于较低的水平。
2010年3月19日，中国社科院公布了评估低碳城市的新标准体系，该标准具体分为低碳生产力、低碳消费、低碳资源和低碳政策等四大类共12个相对指标。其中低碳生产力大类包括碳生产力以及单位产值能耗2个相对指标；低碳消费大类包括人均碳排放和家庭人均碳排放2个指标；低碳资源大类包括零碳能源在一次能源中所占比例、森林覆盖率和单位能源消耗的CO2排放系数3个指标；低碳政策大类包括低碳经济发展规划，建立碳排放监测、统计和监管机制，公众对低碳经济的认知度，符合建筑物能效标准和非商业性能源的激励措施5个指标。若一个城市的低碳生产力指标超过全国平均水平的20％，可被认定为“低碳城市”。
综合已有的观点，笔者认为：低碳城市是指通过零碳和低碳技术的研发及其推广应用来节约和集约利用能源、减少碳排放；家户以低碳生活为行为习惯、厂商以节能减排为战略目标、政府以低碳社会为建设宏图；低碳生产力、低碳消费、低碳资源和低碳政策等相对指标优于全国（球）平均水平，绝对指标所取得的进展与气候变化相一致的城市。
1.2.3 低碳技术
已有很多学者对低碳技术的概念进行阐述。如吴晓青[15]认为：低碳技术涉及电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等部门以及在可再生能源及新能源、煤的
清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、二氧化碳捕获与埋存等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术。邢俐[16]从广义和狭义两方面来阐述低碳技术，从广义上来讲，就是为了发展低碳经济而采用的技术，它是随着低碳经济的兴起而兴起的；从狭义上说是为了减少二氧化碳等温室气体的排放而采用的技术。石敏俊等人[17]认为：低碳技术既包括能源技术进步，促进能源利用效率提高，也包括发展低碳能源，促进能源结构转换。肖莹[18]认为：所有能够获取低碳经济的技术手段，统称为低碳技术，包括节能减排方面的低碳技术、可再生能源和新能源技术、碳捕获和封存技术。
综上所述，笔者认为：低碳技术可分为两种：一种是低碳硬技术，它是指有效控制CO2等温室气体排放的机器、设备、基础设施等生产条件和工作条件的物质形态的技术；另一种是低碳软技术，它是指有效控制CO2等温室气体排放的工艺、方法、配方、程序、信息、诀窍、管理方法等非物质形态的技术。低碳技术有广义和狭义之分，狭义的低碳技术指低碳硬技术，广义的低碳技术包括低碳硬技术和低碳软技术。
现有的低碳技术林林总总，涉及很多领域，已经组成一个低碳技术大家族，而且还在源源不断地增添新成员。笔者将其汇总、梳理，制成广义的低碳技术家谱图，如图1.1所示。



碳捕获和封存技术
化石燃料的低碳化技术 整体煤气化联合循环发电系统技术
清洁煤技术
二氧化碳的绿色化利用技术
太阳能利用技术
风电技术
地热能利用技术
生物质发电技术
新能源和可再生能源技术 海洋能利用技术
水电技术
核电技术
氢能技术
燃料电池技术
天然气水合物开采技术
低碳技术 智能电网技术
能源的效率化技术 分布式能源技术
超临界、超超临界燃煤发电技术
低碳交通技术
低碳建筑技术
低 碳 化 消 费 技 术 低碳工业技术
低碳家电技术
绿色照明技术
森林、林业碳汇
碳 汇 技 术 草地、土壤、湿地碳汇
海洋碳汇
岩溶、矿物碳汇
低碳城市规划
低 碳 管 理 技 术 合同能源管理
电力需求侧管理
图1.1 低碳技术家谱图
1.3 EKC理论和STIRPAT模型
1.3.1 EKC理论
1955年，西蒙•史密斯•库兹涅茨（Simon Smith Kuznets）在他的论文《经济增长与收入不平等》中基于英、美、德、法等_发达国家100多年的资料，首次对一个国家的经济发展过程中的收入分配格局的变化作了实证研究，提出了著名的收入分配倒U理论。研究表明：收入分配的平等状况与人均收入高低有关，在经济发展过程中，随着人均国民生产总值的增长，起初收入分配不平等程度也相应增长，当人均收入达到中等水平时，收入分配不平等也达到最大，然后，随着人均收入水平的进一步提高，收入分配不平等程度反而下降。用库兹涅茨自己的话来说，就是“收入分配不平等的长期趋势可以假设为：在前工业文明向工业文明过渡的经济增长早期阶段迅速扩大，随后是短暂稳定，然后在增长的后期阶段逐渐缩小”[19]。
上世纪90年代初美国经济学家格鲁斯曼等人（Grossman et al），通过对42个国家的截面数据进行分析，发现环境污染物排放总量与经济增长也呈现出倒U型曲线。即当一个国家或者地区经济发展水平较低时，环境污染的程度较轻，随着人均收入的增加，环境污染由低增高，环境污染程度因经济的不可持续增长而恶化；但经济发展到一定的水平后，出现拐点，随着人均收入的增长，环境的污染程度也会由严重变为减缓，即呈现出一种倒U型变化趋势[20]。1993年Panayotou借用库兹涅茨界定的倒U形曲线，首次将这种环境质量与人均收入间的关系称为环境库兹涅茨曲线（Environmental Kuznets Curve,简称EKC）。EKC揭示出环境质量开始随着收入增加而退化，收入水平上升到一定程度后随收入增加而改善，即环境质量与收入为倒U形关系。
1.3.2 STIRPAT模型
1971年Ehrlich，Holden首次提出建立“IPAT”方程来反映人口对环境压力的影响，方程I=PAT中，I表示环境影响，P表示人口规模，A表示人均财富，T表示技术水平[21]。该模型被广泛应用于分析人口对环境影响。
2002年Waggoner and Ausubel发展了I=PACT模型，将“I=PAT”中的T分解成单位GDP的消费(C)和单位消费产生的影响(T)[22]。同年Schulze认为应增加一个因素B，B表示行为，方程变为“I=PBAT”[23]。
“I=PAT”模型、 “I=PACT”及其“I=PBAT”模型，都只通过改变一个因素，保持其他因素固定不变来分析问题，得到的结果就是对因变量的等比例影响。这是模型最大的局限性。
为了克服IPAT模型的不足，York等学者[24]通过建立随机模型来分析人口、人均财富、技术对环境的非比例影响。在IPAT的基础上，建立了STIRPAT模型：I=aPbAcTde，该模型保留了“IPAT”模型的乘法结构，把人口(P)、人均财富(A)和技术(T) 三个因素作为影响环境(I)的决定因素。模型中，a 为常数项，b、c、d是P、A和T的指数项，e 是误差项。
由于STIRPAT模型是一个多自变量的非线性模型，因此，为计量各因素对环境I的影响，通常将STIRPAT模型转化为对数形式：
lnI=α+ blnP + clnA + dlnT + ε
驱动力因素的系数b、c、d分别表示：在其它影响因素保持不变时，驱动力因素P、A、T分别变化1%所引起的环境影响变化的百分比。
2 低碳技术推动杭州市低碳城市建设分析

杭州在研发、应用低碳技术的很多方面，在国内属于先行者。尤其是杭州市委十届四次全会率先在国内提出建设低碳经济、低碳建筑、低碳交通、低碳生活、低碳环境、低碳社会“六位一体”的低碳城市以来，更是采取一系列积极举措，取得了一定成效。在广泛调研的基础上, 本章对低碳技术推动杭州低碳城市建设作定性、定量分析。
2.1 低碳技术推动杭州市建设低碳城市的现状
2.1.1 杭州整体煤气化联合循环发电系统技术（IGCC）开发应用现状
IGCC技术把高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤气化技术结合起来，具有高发电效率，又有极好的环保性能，被认为是21世纪最有发展前途的洁净煤发电技术，为燃煤发电带来了光明。
1984年5月世界上第一座真正试运行成功的美国Cool Water IGCC电站成功地验证了IGCC的可行性。2009年7月6日国内首座自主开发、设计、制造、建设的250MW级IGCC示范工程由华能集团在天津开工建设（如图2.1）。

图2.1 中国首个IGCC示范电站在天津开工建设
杭州在尝试开发应用IGCC上属于国内先行者。
2007年1月15日，杭州华电半山发电有限公司收到国家科技部的批文，以该公司为实施单位的“200MW级IGCC关键技术研究开发与工业示范”课题已被列入“十一五”国家863计划。
2007年6月4～5日，半山IGCC发电示范工程初步可行性研究报告审查会在杭召开,国家电站燃烧中心、浙江省发改委、省科技厅、省建设厅、华电集团公司、省电力公司、省能源集团、华东电力设计院等相关单位参会。审查组勘察了现场，对浙江省电力设计院编制的半山IGCC项目示范工程初步可行性研究报告进行严格审查，认为作为全国最大的天然气发电企业，半山发电公司实施IGCC改造项目有一定基础，在工程上有合理性，技术上有先进性，经济上有可行性，符合国家有关“以大代小”及应用高效节能发电技术的能源政策，初步可行性研究报告通过审查。
2007年7月国电环境保护研究院发布《浙江IGCC发电（1*200MW）示范工程环境影响报告书》。
2008年7月17日杭州华电半山发电有限公司IGCC发电示范工程取水许可申请书获得批准。
2008年12月25日，杭州华电半山发电有限公司与浙江省电力设计院签订浙江半山IGCC发电示范工程（200MW级）勘测设计合同。
浙江省政府、杭州市政府都高度关注和支持半山IGCC发电示范工程。但是，迄今该项目没有获得国家发改委的审核批准，而东莞市天明电厂（120MW级）IGCC改造工程项目获得国家发改委的批准，已开工建设，预计今年建成。
2.1.2 杭州新能源和可再生能源技术研发应用现状
一、杭州太阳能利用技术研发应用现状
杭州属于我国太阳能资源较差的四类地区，年太阳辐射总量4200～5000 MJ/㎡，相当于日辐射量3.2～3.8KWh/㎡，但杭州在太阳能光热、光电利用上起步较早。
（一）杭州太阳能光热利用技术开发应用现状
太阳能的光热利用是将太阳辐射能通过集热器收集起来，直接或间接转化成热能加以利用。目前使用的集热器有平板型、真空管和聚焦型集热器。
太阳能光热利用方式很多，太阳能热水器是最常用的一种方式。
2003年，杭钢置业集团杭州紫元教育投资有限公司与江苏常州河海水环境工程有限公司技术合作，研发出太阳能集成光电供热智能系统，解决了浙江财经学院、浙江金融职业学院、浙江经贸职业技术学院三所学校的桃李、成蹊两苑的40幢大学生公寓楼的集中供热的能源问题，大型应用太阳能的热水系统为2.6万名学生提供着日夜24小时不间断的58℃恒温热水，夏天每天可节电一万度，节能效果显著[25]。
余杭区开发的“长岛绿园”，先行开展了分体式太阳能热水器在排屋建筑中的应用试点，整个小区采用独立分体式太阳能热水供应系统，集热系统与水箱分离，集热板设计与屋面整体考虑，实现了太阳能热水器系统与建筑的一体化[26]。
淳安在多层建筑太阳能热水器应用方面，做到了“统一规划、设计、施工和验收”，使太阳能热水器成为建筑的一个配件，所有上下水管全部走管道井，既美观又便于维护，也较好解决了居民用水问题[27]。
正因为杭州利用太阳能全国领先，卓有成效，2004年11月应邀作为中国代表，与北京、青岛、高雄一起参加了在韩国大邱召开的“第一届世界太阳能城市大会”。会上，杭州在内的19个参与城市讨论并通过了全球首个太阳能宣言——《大邱宣言》，共同承诺：为实现长期的可持续气候发展，到2050年逐步减少和有效控制人均排放温室气体，形成共识，确定可再生能源开发时间表，并建立技术合作的伙伴关系，共同促进可再生能源的开发利用[28]。
2010年杭州市推广9.53万m2太阳能热水器，至2010年底，累计推广太阳能热水器67.96万m2，可节约10.19万吨标准煤 。随着新农村建设、农民生活水平提高和“百千工程”、生态市建设的推进，农村太阳能热水器的增幅大于城市。“十一五”期间，全市太阳能光热建筑应用面积达350万m2，太阳能光热利用已成为杭州可再生能源开发利用的重要途径。
（二）杭州太阳能光电利用技术开发应用现状
某些物质受到光的照射时，物质内部会出现电动势或电流的现象叫做光生伏打效应。太阳能光伏发电为光—电转换，借助光生伏打效应将太阳辐射光通过半导体物质直接转换为电能，光电转换装置为太阳能电池。太阳能光伏发电有独立运行和并网运行两种发电系统。
1、杭州太阳能光电利用技术产业化现状
近年来，杭州市太阳能光伏产业呈现出快速发展的态势，形成了一定的产业基础和技术储备。截至2010年，全市涉及太阳能光伏产业的企业有50多家，主要集中在杭州高新开发区（滨江）、杭州经济开发区、萧山区、杭州钱江开发区等地，拱墅区、西湖区、临安市、富阳市、建德市、桐庐县也有部分企业分布。
（1）产业规模迅速扩大，开端良好
杭州市太阳能光伏产业起步不早，开端良好，民营企业、海归团队纷纷涉足，投资热情很高。高新区、经开区、萧山区、钱江开发区等重点区域已初步形成产业集聚，陆续有一批重大项目建成投产。正泰太阳能在2008年形成100MW晶体硅太阳能电池生产规模的基础上，2009年6月30MW的非晶微晶太阳能薄膜电池生产线投产。舒奇蒙能源、万向太阳能、天裕光能等一批龙头企业迅速成长，矽昶绿能源1000吨6N太阳能多晶硅原料生产线也已建成投产。2010年全市光伏产业销售产值80亿元，形成太阳能电池及组件生产能力850兆瓦，正在进行中的重点技改项目约1500兆瓦。
（2）产业链比较完整，规模集聚效应正在显现
围绕太阳能光伏产业链，包括工业硅提炼、硅提纯、硅棒/硅锭制造、硅片生产、太阳能电池片制造、太阳能电池组件封装、太阳能薄膜电池研究与生产、光伏发电系统组件与应用、相关专业配套设备（材料）制造等，杭州市均有企业涉足，规模集聚效应正在显现。在太阳能单、多晶硅材料研发生产方面有舒奇蒙能源、集美新材料、富迪光电等企业；在太阳能电池和薄膜电池生产方面有正泰太阳能、万向太阳能、绿华能源、龙焱能源、天裕光能、上方能源、嘉远格隆、喜瑞能源、普尼太阳能等企业；在光伏发电系统组件与应用领域有正泰太阳能、万向太阳能、浙大桑尼能源、舒奇蒙光伏、联龙电子、龙驰幕墙等企业；在太阳能电池背板材料方面，杭州福斯特热熔胶膜有限公司是国内最大的EVA太阳能胶膜生产企业之一，产能2000万平方米，为尚德、赛维等知名企业配套。
（3）科研力量雄厚，产学研合作基础良好
杭州市在太阳能光伏产业研究方面具备较强科研力量。浙大硅材料国家重点实验室是国内最早从事硅材料研究和应用的主要基地之一，浙大电力电子国家工程研究中心、浙大现代光学国家重点实验室、杭州电子科技大学自动化学院、省能源与核技术应用研究院等高校及科研院所也是光伏发电研究的资深研究机构，是光伏企业实现产业转型升级而进行协同创新的理想伙伴。杭州太能硅业有限公司科研团队，采用物理法硅提纯工艺生产6N级单、多晶硅材料，技术水平国际先进，生产成本大幅度降低。龙焱能源、嘉远格隆等企业从事碲化镉薄膜电池研究开发，喜瑞能源从事单晶硅薄膜电池研究开发、上方能源从事非晶硅薄膜电池设备研究开发均取得突破性进展[29]。
2、杭州太阳能光电利用技术应用现状
（1）太阳能光伏发电站
2008年8月杭州电子科技大学建成了国内第一个光伏发电微网试验研究系统，除了120千瓦光伏发电，还配备120千瓦的柴油发电机和蓄电池组，开始并网发电，成功向2座教学楼供电，年发电量为12万度、节约48吨标准煤、减排120吨二氧化碳[30]（如图2.2）。
杭州天裕光能科技有限公司新建装机容量300KWP并网光伏发电示范项目，获2009年杭州市金太阳示范工程项目支持（如图2.3）。

图2.2 杭州电子科技大学教学楼微网系统 图2.3 天裕光能300KWP并网光伏发电项目
浙江省电力公司250千瓦屋顶并网太阳能光伏电站，已于2009年1月2日成功并网试运行，省电力公司16楼顶层可利用面积有4100 m2，安装了978块单晶硅太阳能光伏板，朝南呈30度仰角排开，以保证全年吸收太阳光强度最大,1年可发电约30万度[31]。
（2）光伏建筑一体化（BIPV)
光伏建筑一体化（BIPV)是杭州市主要的光伏产业应用形式。
2009年，杭州市率先启动阳光屋顶示范工程，浙江节能公司杭州能源与环境产业园2兆瓦光电建筑一体化并网发电项目一期工程于2009年9月28日并网发电，采用“分布安装、低压逆变、汇流升压•并网”技术方案，这是浙江第一个兆瓦级屋顶光伏并网发电项目（如图2.4）,对杭州市“阳光屋顶示范工程”的实施具有标杆性导向作用。

图2.4 杭州能源与环境产业园2兆瓦BIPV并网发电项目
龙驰幕墙工程有限公司1.5MW并网型光电建筑一体化（BIPV）太阳能电站示范项目、浙江正泰太阳能科技有限公司510KWp光电建筑并网发电示范项目、帷盛太阳能的100KW东方电气BIPV精致车棚项目、万向三号工业园2.5Mw太阳能光伏电站项目工程、万向电动汽车办公楼200KW太阳能光电建筑一体化项目（如图2.4）、万向太阳能2.7MW厂区屋顶光伏电站项目、中南幕墙光电建筑一体化示范工程：浙江省建科院实验楼、中南国际商城、浙江正泰生产办公楼等项目陆续建成运行。
截止到2010年底，累计有21个项目列入国家试点计划，总装机容量为17.763兆瓦；列入住房和建设部太阳能光电建筑应用项目12项，总装机容量超10兆瓦；列入国家发改委“金太阳示范工程”项目9个，合计为6.623兆瓦。由浙江省建筑科学设计研究院主编的《太阳能光伏与建筑一体化应用技术导则（暂行）》，作为杭州市地方规定颁布，自2010年2月1日起实施。
为了推进太阳能光伏发电应用，杭州确立了在2015年前建造100万m2“阳光屋顶”的目标。省市重大建设工程，政府投资建设，大型宾馆、商场、工业厂房建设项目，高档低层住宅区等4类建筑项目，都要优先纳入“阳光屋顶”计划。
（3）太阳能光伏发电独立运行系统应用
①太阳能交通信号灯
2004年下半年，杭州不少道口上闪烁着的黄色交通信号灯新戴上了一个“平顶帽”，这是一块太阳能电池板。通过光电转换技术，太阳能这种绿色新型能源“点亮”了信号灯，使它不再需要电网供电[32]。
迄今，全市2000多个公共交通警示灯、警示桩已基本使用太阳能光电技术，一些交通标志牌和信号灯也开始使用太阳能。
②太阳能楼道灯
2009年9月10日在上城区湖滨街道青年路社区见仁里4号2单元楼顶试用太阳能楼道灯，这幢6层高的楼每层装了一个12伏的LED灯泡，靠楼顶一个30瓦的太阳能电池板供电，所发的电不并入杭州电网，而是自发自用。充满的蓄电池能保证3天用电。整个供电系统成本2500元，由湖滨街道投入。
③太阳能垃圾桶
上城区湖滨街道东平巷社区广场，装了两只太阳能环保垃圾桶。当垃圾丢进去时，垃圾桶会发出道谢的_，语音系统靠垃圾桶顶部的太阳能电板提供电源。垃圾桶的桶体由LED超薄灯箱组成，电源也靠太阳能电板，晚上能发光，便于寻找。这种太阳能垃圾桶的正常使用寿命可达10年，但成本有点高，双体桶2500元，单体桶1500元。
④太阳能发电公交候车亭
2008年9月杭州公交集团在公交候车亭建设中采用了太阳能光伏发电系统设计，将浙江省委党校、文一路学院路口、翠苑一区、文一西路东口、雅士苑5个公交车站建成太阳能光伏发电公交候车亭。候车亭顶置的8块150 W太阳能电池板发出的电力提供给车站广告灯箱，嵌入式显示屏可实时显示光伏发电功率、累积发电量、累积_物体减排量等指标[33]。
杭州经济技术开发区在建10座太阳能发电公交候车亭，采用非晶硅薄膜太阳能电池组件替换夹胶玻璃顶棚，使顶棚能充分利用太阳能。候车亭灯箱采用LED灯，白天利用太阳能发电储存于蓄电池，夜晚由蓄电池给LED灯供电照亮灯箱。这些太阳能发电公交候车亭建成运行后，每座候车亭可节电1430.8度/年,每年可节省0.4吨标准煤、减排二氧化碳1.47吨。
另外，杭州城市照明采用太阳能路灯已逐渐推进, 太阳能显示牌、太阳能广告灯的利用率逐年上升,在建德采用了五彩缤纷的太阳能草坪灯。
二、杭州风电技术开发应用现状
风能是一种清洁的可再生能源。人们很早就开始利用风力，公元前的中国人就能利用风力提水，宋代流行的垂直轴风车一直沿用至今，而当代人热衷于利用风力来发电。
风力发电就是将风所蕴含的动能转换成电能的工程技术。风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。风力发电机组主要由风力机和发电机二部分组成。
（一）杭州风电技术研发制造现状
杭州市已形成风电设备零部件种类齐全，包括塔杆、塔座、机舱、扭力板、刹车盘、轴承座、齿轮箱、法兰、风叶、轮毂、调速电机等，以整机为核心的风能产业链。涌现出运达风力（如图2.5）、东方电气（杭州）公司、天马轴承、前进齿轮、诚泰风力(如图2.6)、佳力风能等骨干企业，形成主要集中在萧山区、钱江经济开发区和桐庐县的产业集聚区块。

图2.5 浙江运达风电自主知识产权的兆瓦级机组 图2.6 杭州诚泰风力的聚风型风车
（二）杭州风电技术应用现状
杭州湾细狭的风力不足，钱塘江边风稍大些，但也不是一年四季都有风，杭州一年当中真正有风的时间加起来总共也就一两个月。对于风力发电来说，杭州的地理位置并不具有优势，但从长远来看，对于能源短缺的杭州，利用风力发电是必然的趋势。
2009年底，西湖区城管办为打造“节能减排低碳公厕”，投入近4万元开发风能加太阳能新能源独立供电系统。2010年3月,省团校对面新建杭州首座自给供电的“低碳公厕”。公厕的照明灯、指示灯箱、电烘干机、电风扇、除臭机等电器，都是用风力发电机组加上太阳能发电系统互补供电, 这座公厕一年大概能节约电费1.27万元，3年收回成本[34]。
三、杭州地热能利用技术开发应用现状
地热能源自地球熔融岩浆和放射性物质的衰变，地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后，把热量从地下深处带至近表层。在有些地方，热能随自然涌出的热蒸汽和水而到达地面。地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类。
地热发电原理是将地下热能转变为机械能，再把机械能转变为电能的能量转变过程。地热直接利用方式有：地热采暖（主要是热泵）、洗浴疗养、温室种植、工业利用、水产养殖、农产品干燥、制冷等。杭州对地热能进行直接利用，应用面广，进展较快。
（一）杭州地热能在农业生产上的应用
近年来，萧山区地热能技术在农业生产上研发应用迅速发展，走在杭州各区县的前列。地热能在水产养殖、猪场保温、水稻育秧、花卉种植、葡萄促早栽培
等方面得到应用，节能环保，成效显著。如杭州杰虹养殖有限公司负责人李益勤从2009年3月起，利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，经过多次试验自主成功研发出一套地源热泵温室养鳖系统。通过在龟鳖养殖大棚内挖了两口25米深井，用水泵从其中一口深井抽水上来，地下水抽上来就有16-18℃，流过铜管就会下降7℃，被两台空调用于制暖，流出来就是9-11℃的水，部分用来养鱼，部分回流到另一口深井。一个600m2的大棚，只用2台5匹的空调，就能够让龟鳖过一个“暖冬”，节能减排效果好，极具推广价值[35]。
（二）杭州地热能在建筑上的应用
地源热泵是使用岩土体、地下水和地表水作为热源和冷源的系统, 即地埋管地源热泵系统、地下水热泵系统、地表水热泵系统。地热泵利用地下土壤或地下水温度相对稳定的特性, 通过输入少量的高品位能源(如电能), 使埋藏于建筑物周围的管路系统或地下水与建筑物内部进行热交换, 实现低品位热能向高品位热能转移的冷暖两用空调系统。它由水循环系统、换热器、地源热泵机组和控制系统组成 [36]。它不向外界排放任何废气、废水、废渣, 是目前效率最高、对环境最有利的热水、取暖和制冷系统,被称为21世纪的绿色空调技术。
杭州地下水位高、土壤含水量丰富、液相对流传热起重要作用，应用地源热泵具有优势，浙江省工程物探勘察院承担的《杭州市浅层低温地热资源开发利用研究》项目的研究结果表明：地埋管地源热泵系统是杭 ……（未完，全文共79634字，当前仅显示14323字，请阅读下面提示信息。收藏《研究报告：低碳技术推动低碳城市建设的现状及对策研究》）