太阳能相关法规、政策及经济分析

现行主流的市场结构、公共政策、隐性和公开的政治推测以及有关环境的社会价值都影响着太阳能热利用技术的经济性评估。极端情况下，这些因素可能会在无形中给太阳能热系统的利用带来不必要的障碍，例如被要求满足过于精确的经济性标准，或是将太阳热能以不适宜的方式应用或用于不适宜的地区。对能源技术的成本-效益对比分析显示（Holmeyer，1988），使用化石燃料和核能会造成额外的不良后果，其中有很大一部分将转嫁给民众。这些后果包括全球及当地的污染物排放、对人体健康的负面影响及就业模式发生不利的转变。其中，最间接而长期的影响在于实际中无法将其专门纳入到每个能源消费者支付的能源费用中；这些问题将以税收、国内生产总值减少、国际收支赤字及生活质量下降等多种形式出现并由整个社会承担。通过比较，应用太阳能热技术可以使这些不利影响最小化，以减少这种间接成本。利用补贴来刺激太阳能热水技术的应用可以而且已经形成了特定的市场。然而，取消补贴后，这些市场往往很难维持。如果推出针对太阳能热技术的强制性政策（比如新建或改建的建筑），市场的发展将会顺利进行，从而形成特定市场的长期特征。

图1.3给出了实现环境可持续性发展的主要驱动力。通常，只有当太阳能热利用技术能够同时符合社会与经济两方面的可持续性要求时，这种环境友好型技术才会被推广使用。图1.4总结了法律监管的范围，需要确保太阳能热系统具有以下特征：

1）可容许的：通过建筑规范和健康、安全法律；

2）公平的：通过城市规划和分区；

3）经济可行的：通过对化石能源和核能规定法定义务和进行平等对待。

图1.3 环境可持续性的驱动力

地方和国家政府都在试图控制城市发展，以确保：①公共设施、基础设施和资源的高效利用；②保护历史建筑和社区；③交通要道、重工业区与居民区分开；④寻求环境可持续性。另外，新建房屋的开发者会通过采用限制条款之类的措施，以迫使房屋所有者保持原来的设计风格。这就会对在房屋上加装太阳能集热器的改造活动造成阻碍。在美国，许多州已经取缔了禁止太阳能集热器安装的限制性协议（Bronin，2009）。

许多法律都赋予了房屋所有者无遮蔽获得太阳能的权利，这是为了保留其原有的获得日光的权利，比如英国基于“Ancient Lights”法律的权利（Bickford-Smith和Fran-cis，2007），或者日本基于健康的阳光保证权利（不特指能源）（Takagi，1977）。而在美国，直到最近相关法律也没有赋予房屋所有者拥有房屋接收到的太阳能的权利，尽管在一些州（尤其是威斯康星州、加利福尼亚州和墨西哥州）这些权利已经得到了肯定（Paddick和Grinlinton，2010）。(www.xing528.com)

图1.4 太阳能热应用的法律监管范围

实际上在全世界所有的法规中，通常都有规定试图确保永久性建筑有足够的结构强度，以能够抵御可能产生的自然灾害（比如地震、暴风雨、龙卷风等），同时确保健康卫生的内部环境并且实现低能耗。这些法规一般应用于新建建筑，但是一些国家已经将其扩展至现有建筑的改造工程中。在一些行政辖区中，太阳能热水器的安装是强制性的，尽管这可能并没有出现在现有的建筑规范中。比如在中国，许多省的建筑规范中就有安装太阳能热水器的规定；事实上，如果没有安装太阳能热水器，施工将不得继续进行（Runqing等，2012）。

一个国家监管认证的产品可能无法进入某些其他国家的市场。比如，国家试图阻止以牺牲本国企业产品为代价而进行不公平的低价进口来占领市场份额的行为，这由有影响力的国家利益集团做出判断。政府可以征收进口关税，以消除这种竞争优势。除非是政治因素驱动的经济制裁，彻底禁止进口仍是比较少见的。然而，对于出口商来说，遵守复杂的国家法规和标准不可避免会增加成本，这与进口禁令有明显不同。最具讽刺意味的是，当为获得太阳能热水器经济可行性而需要降低初安装成本时，上述行为可能会导致太阳能集热器在特定市场中的成本居高不下。

大多数法规中会对流体输送系统的设计和安装给出具体要求。这些法规确保了健康的环境、消费者安全、节水及能源高效利用。例如，采用防冻剂的间接系统通常需要使用双层壁换热器。加压系统和社区级的大规模系统通常有额外的要求。很多法规要求，只有符合特定标准的许可产品才可以被安装。太阳能热水器的安装和运行需要遵守当地关于健康和安全的法规，一般在安装之前需要进行一些形式的风险评估，以降低发生重大事故的风险。后者包括在屋顶设置临时通道和工作场所，以及提供用于焊接管道接头的规程。由于这些风险以及安装造成的初始投资费用比重通常很大，因此许多制造商非常重视系统的设计，以简化安装程序，尽可能减少现场工作。如果系统出现故障，设计人员和安装人员的资质和培训通常会影响对疏忽出现之处的判断。疏忽所造成的罚款和其他制裁通常由相关法规给出。在某些司法管辖范围，由于判例法产生的债务可能会导致安装人员支付异常高额的保险费，这将增加安装成本。

太阳能利用的经济可行性应基于生命周期进行计算。大多数应用系统都有最佳的集热面积，这在很大程度上取决于集热器的材料和设计。例如，如图1.5所示，在斯里兰卡的热带性气候下，所研究系统的最佳集热面积随平板集热器排管数量和排管直径的变化而显著改变（Norton和Perera，1991）。图1.5也显示了存在最优集热面积的内在原因。增大集热器面积会增加集热器成本，也会导致辅助燃料节省的变化率减小。太阳能热水器的最佳规模也可以用太阳能节能率来表示。

图1.5 斯里兰卡太阳能热水系统平板型集热器不同设计时的最佳面积