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的8倍。如果原油供需矛盾不能得到很好的解决,势必会反过来阻碍经济的发展。前些年就有报告指出,全球石油产量将在2003年或2005年达到顶峰,虽然目前暂时还无法判断这种说法的对错,但能源缺乏问题已经成为各国政府关注的焦点。
众所周知,石油或者其它化石燃料并不是取之不尽、用之不竭的,所以要想保持经济长期健康地发展就不能过于依赖不可再生能源。
人类对石油的依赖到底有多大?我们可以来看看美国再生能源实验室的特里•彭尼所举的一个例子:汽车稍加改装后可以被用来发电,如果一个停车场里的几百辆汽车集体向电网供电,其功率就相当于一个兆瓦级的小型电站,而如果全世界所有停车场的车都用来发电,产生的电量将是我们现在所用电量的10倍。节约传统能源、发展可再生能源和新型能源无疑是现阶段解决能源紧缺问题的最佳方法。
各国加大力度发展可再生能源
目前居高不下的油价为可再生能源的发展创造了前所未有的好机会。过去,可再生能源由于使用成本太高而乏人问津,但近几年来,随着技术的不断进步,太阳能、风能、潮汐能等新能源的利用越来越广泛,各国政府的支持力度越来越大,企业对相关技术的投入也越来越多。
比如,日本为了减小对能源进口的依赖,从1993年起开始大力推广太阳能的使用。现在,约有17万个家庭利用太阳能板向电网供电。家住东京北部宇都宫的HitoshiIokawa是一名翻译,他家的屋顶在1997年安装了太阳能板,总共花费了3.3万美元(其中政府承担了1万美元),此后他通过将电能回售给电力公司每年可以获得460美元的收入。在美国,田纳西州的一位医生为他在新西兰的度假别墅安装了一个风力发电机,当他回美国的时候,他就把风车产生的电能卖给当地的电力公司。在加利福尼亚,一家奶酪工厂使用234块太阳能板为冰库供电并把多余的电能卖给当地企业。在印度,蔗糖加工厂利用副产品甘蔗渣来发电。英国则在利用海洋能方面作出了表率,去年,第一家潮汐能发电站投入使用,今年,第一家水波发电站也开始并网发电。在德国,为了推广可再生能源的使用,政府在2000年颁布的《可再生能源法》,2003年,该产业总产值达到了100亿欧元,其中风能占47.9%,然后依次是生物质能28.6%、太阳能14.1%、水力发电8.1%、地热1.2%。
此外值得一提的是,在美国有一家“改变世界技术公司”,他们正在利用“热解聚”技术做“物变油”试验。他们首先让含有有机物和无机物的垃圾在温度、压力和水的共同作用下变成一种泥浆状的混合物。此后,通过降压脱水,去除气态副产品,剩下的液体被再次加热,使长分子链断开。最后,在垂直蒸馏器里实现最终产品的分流:气体从顶部散开,轻油从中上部流出,重油从中部流出,水从中下部流出。这一技术在2003年被《发现》杂志报道后引起了极大的关注。许多人认为,它除了能提供能源之外,还有一个很大的好处———处理生活垃圾。
采用多源分散式供电系统节能
为了更好地利用能源,电网也需要作出相应的改造。
根据现有的单向供电网络以及集中供电体系,要将电能输送给遥远的用户,大约有8%的电能在输送中因转变成热能而被白白消耗掉。人们不禁会想,要是电网也能像互联网一样高效、稳定该有多好。事实上,专家们也在研究这个课题,他们给出的一种设想是:像互联网通过无数节点互联互通一样,把电网由集中供电体系改造成多源的分散式系统,把单向供电改为双向供电,也就是各个用户如果自己也能发电,就可以把多余的电力再传回电网供他人使用。
这一思路与我们奉行了几十年的供电理论可谓背道而驰。原先就是为了能够避免电能在传输过程中的损耗以及提高发电效率才实施集中供电的。但是,随着经济生活和科学技术的发展,老方法遇到越来越多的新问题。一方面,发电站如果设计得太小难以满足需求,设计过大又会造成浪费;另一方面,太阳能、风能等新能源的广泛利用则要求电网能够调节多种来源的电能合理分配。此外,再生能源还具有设备安装简便的优势,能够在缺电的时候快速投入使用。
另外,分散式的供电体系也分散了单个电力故障对全局的冲击,大大提高了电网的稳定性。暂且不谈化石燃料和可再生能源哪一个更好的话题,为了解决能源短缺的矛盾,首要应该做的就是综合利用各种能源以满足用户的需求。
汽车“烧”新型燃料
节能又环保
应对不断加剧的能源紧缺,只有开源和节流两条路。开源固然非常重要,但能源供应的增长必然要受到诸多限制。所以,从节流入手,彻底反思传统的能源使用方式无疑将是最直接、也是最经济的手段。
而要想节省能源,首先还得从汽车着手。各大汽车厂商都在研究如何才能让汽车更加省油,同时也更加环保,而时下最热门的新型汽车莫过于混合燃料汽车和氢燃料电池汽车。
早在1991年,特里•彭尼就建议美国的汽车制造厂商和燃料公司利用政府资助进行油电混合汽车的研发工作。1993年,丰田汽车公司的油电混合汽车项目G21开始启动,2000年,丰田公司向大众展示了第一辆Prius汽车。这辆油电混合汽车在低速时使用电力发动机,在高速时使用汽油发动机。虽然在它刚被推出时市场反应一般,但随着技术的不断被改进,油电混合车越来越受到消费者的亲睐,去年10月,丰田推出了新款Prius,它的动力增长了50%,内部空间加大了一倍,在此后不到一年的时间里,Prius三次增产,今年上半年它在美国的销量增加了153%,在欧洲,这一数字是874%,在日本,销量更是上升了10倍。有鉴于此,丰田公司在8月份宣布从明年起这种车的产量将达到每月15000辆。
52岁的理查德•皮尔斯从1989年起就一直驾驶着道奇的皮卡,但自从他和他太太在2002年买了一辆Prius汽车后,他们很快就爱上了这项新技术,皮尔斯说:我再也不会去开皮卡了,因为它烧一加仑汽油(3.785升)还跑不了30公里,但Prius却能跑差不多100公里,如果我还会买车的话,那一定还是Prius。不过,混合燃料汽车市场上并非丰田一枝独秀。
本田的Civic和Insight都是Prius的有力竞争者,今年秋天本田还将推出使用混合燃料的雅格汽车。今年9月,福特公司推出了第一辆使用混合燃料的SUV,日产公司最近宣称将在明年推出油电混合轿车Altima,道奇计划推出以柴油和电能作为混合能源的皮卡,通用汽车将在它的GMC系列中使用混合燃料发动机,韩国的现代公司也表示它们将很快推出这种汽车。据CSMWorldwid研究公司的估计,到2007年将有22种混合燃料汽车,其中甚至会有悍马的H2。
美国西雅图的公共交通公司做了一回“吃螃蟹的人”,它们去年以每辆64.5万美元的价格从通用汽车购进了235辆油电混合公共汽车,占到了该公司的15%,西雅图也成了这项新技术的“试验田”。
在欧洲,汽车厂商则从另一个方向入手。由于柴油具有更加环保,燃烧效率也更高的优势,欧洲厂商更倾向于发展柴油汽车。经过不懈的努力,欧洲的柴油发动机技术目前在全球处于领先地位。
建造“生态村”让村庄实现零能耗
其实,除了在交通工具上想办法外,我们还可以从日常生活上着手进行节能。
提到节水措施,不少人都有很多心得,但谈起节电,许多人可能就没什么主意了。
确实,电无法像水那样重复利用,而人们也不可能通过不看电视、不用空调等降低生活水平的方式来省电,最多也就是选用节能的电器,养成随手关灯的习惯。
既然单靠消费者进行节能有实际困难,那么我们能否在建筑的设计过程中就引入节能环保的理念呢?答案是肯定的。这样的例子其实很多,比如,有的摩天大楼就在楼顶上安装了很大的镜子将阳光反射到大楼内部,从而节约了照明所消耗的能源;楼房的结构如果能设计得冬暖夏凉,也将节约不少能源。
最近,英国的bedZED生态村作出了一个全面的示范。这个位于伦敦东南部萨顿的生态村目前由84个家庭组成,号称“零能耗”,不需要使用化石燃料,能源自给自足。一般建筑师都比较关注于建筑本身,而bedZED的建筑师比尔•邓斯特的设计理念则是让在一个群落中的各个建筑和谐相处,互不占用他人的宝贵资源,在提供更多居住空间的同时尽量减少对环境的破坏。BedZED也因其出色的架构被英国皇家建筑师协会评为2000年伦敦居住城市展中可持续发展的示范项目。
根据设计,房子户户朝南,门和窗都严格密封,墙壁中间添加了绝缘材料,厚达50厘米,热量的流失因此大大减少,阳光透过拥有三层玻璃的窗户为室内加温,此外,风力驱动的通风系统中的热交换器还能从排出的气体中取回50%-70%的热量。可以说,建筑师在结构设计、建筑材料、供热体系等多方面都进行了精心安排以尽量减少能源的消耗。这样在冬天,阳光、家电设备、热水以及做饭等活动产生的热量保证了屋内温暖如春,在夏天,厚厚的“外衣”又可以避免室内温度过高,也避免了空调的使用。
为了最大限度地利用太阳能,屋顶上还装有光电太阳能板,将光能转变成电能储存起来,其产生的能量足够40辆电动汽车使用,40辆汽车显然不能满足每户一辆的水平,但考虑到并不是所有人在同时用车,所以40辆车可以以集体所有的形式统一管理,再租给每个住户使用。由于风力发电有噪音,还会对整体环境有影响,生态村没有使用风轮机发电。另外,考虑到当地的气候条件,使用太阳能发电也不可靠,因此太阳能电池板仅仅被用来为生态村的电车提供电力。居民生活的用电实际上依赖于一个被称作“热、电组合发生器”(CHP)的设备,它可以将废弃的木料转变成电能以维持家用电器的运行,在这个过程中产生的热能则用来生产热水,除了可以用来洗澡之外,还可以为寒冷的房间提供热量。
为了节能,房间里使用的也都是最新的节能设备。由于使用的是节能灯,即使每一间房间都装了灯管,功率也只有120瓦。与普通的居民相比,bedZED生态村总能源的需求降低了60%,热能的需求降低了90%。而关键之处还在于,bedZED使用的多种节水、节能的方法都不需要太高的技术,很容易推广。
从环境保护角度来看,bedZED生态村的生活模式也是意义重大,它不仅大大减少了化石燃料的消耗,也减轻了人类对能源的依赖。由于二氧化碳与温室效应密切相关,减排二氧化碳的呼声近年来不断高涨,世界各国虽然都希望《京都议定书》的目标能够早日达成却又苦无良策,bedZED的试验告诉了我们经济的发展并不一定要以消耗更多的能源为代价。即使不从温室气体排放的角度出发,从空气质量的角度来看,减少化石能源的使用也是我们必然选择。汽车越多的地方,环境质量越差,尾气中的颗粒物以及二氧化硫、一氧化碳等有害气体使城市里的人在享受便利交通的同时也忍受着健康上的损害。
总体看来,能源紧缺逼迫各国政府和企业发展新技术,以使自己在激烈的市场竞争中处于优势。一句话,再生能源迎来了发展的春天。
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