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產(chǎn)品簡介
詳細介紹
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資源短缺日益嚴重,,日本遭遇核災難,,開始變暖,這些都告訴人們一個事實:的能源體系不具備可持續(xù)性。為了改變這一現(xiàn)狀,,各種目標遠大的計劃應運而生,。比如,德國就在考慮實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展能源供應,,這種轉(zhuǎn)變注定要面對種種挑戰(zhàn),,但是同時也將為人類、環(huán)境和經(jīng)濟帶來諸多機遇,。
聽起來像是科幻小說里的情節(jié),。驅(qū)使小行星進入環(huán)繞月球的軌道,然后讓機器和設備降落在這些小行星上,,開采鐵、鉑和稀土元素等原料,。2012年4月,,當一家名不見經(jīng)傳的公司首度展示這個商業(yè)模式時,著實讓*大吃一驚,。這個乍聽起來猶如癡人說夢的設想,,實際上是一個嚴密的計劃。宣布這一目標的公司名為“Planetary Resources”,。據(jù)多家機構的可行性研究報告,,此類項目早2025年就有望進入實施階段。
該設想背后的目的不無道理,。據(jù)智庫機構“生態(tài)足跡網(wǎng)絡”(Global Footprint Network)計算,,如果我們不設法節(jié)制目前的資源消耗速度,那么到2050年,,我們將需要兩到三個地球滿足人類的資源需求,。與此同時,卻有巨大的金屬和礦石礦藏與地球擦肩而過,,它們就是不計其數(shù)的小行星,。那么開采小行星上的礦藏是否就可以解決我們的資源短缺問題?或許可以,,但是這種方式可能會過于昂貴,、過于復雜。更為現(xiàn)實可行的出路是更經(jīng)濟有效地利用現(xiàn)有資源,。
然而對于很多國家而言,,這卻絕非易事。之所以說它是個巨大挑戰(zhàn),,皆因我們終要同時克服當今面臨的兩大難題:氣候變化和資源短缺,。要實現(xiàn)這個目標,就必須本著更好地實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展這一目標,對我們的經(jīng)濟和能源體系進行重大改革,。經(jīng)濟改革要求加強原材料的再利用,、循環(huán)利用和閉環(huán)廢物管理。能源體系改革要求大幅提高可再生能源的占比,,在可能的情況下,,還要大規(guī)模采用零碳能源。此外,,還必須顯著提高發(fā)電和用電的效率,。上述所有措施不是以2025年為期,而是必須盡快落實,。
柏林勃蘭登堡門門前的一條標語寫道“能源轉(zhuǎn)型,,刻不容緩!”,。這條標語折射出德國對于向可再生能源,、節(jié)能增效和新型交通解決方案轉(zhuǎn)型的高度熱情。
在德國,,這種可持續(xù)發(fā)展的能源體系的未來面貌已依稀可見,。日本2011年發(fā)生核災難之后,德國*制定了一個宏遠的可持續(xù)發(fā)展能源供應目標,。德國不僅計劃在2022年之前*摒棄核能,,還要求大力發(fā)展風能和太陽能等可再生能源(到2050年占發(fā)電總量的80%),減少溫室氣體排放(2050年之前在1990年的基礎上減少80%),。“實現(xiàn)可持續(xù)能源供應對于德國人民而言是一個世紀項目,。這個目標是正確的,它的意義重大,。”西門子能源業(yè)務領域*執(zhí)行官Michael Süß表示,,“其他國家都在密切關注德國如何開拓這條道路。”
完成這個項目不僅要求營造適當?shù)恼苇h(huán)境,,而且重要的,,還要有合適的技術解決方案。“這意味著方方面面的創(chuàng)新:能源效率,、電力傳輸,、電力生產(chǎn)和存儲。”德國聯(lián)邦電力,、天然氣,、電信、郵政和鐵路網(wǎng)絡管理局主席Jochen Homann接受《未來之窗》采訪時表示,。“德國工業(yè)是成功實現(xiàn)向可持續(xù)能源供應轉(zhuǎn)型的一大保證,。”此外,,一旦德國的能源體系改革取得成功,那么德國所采用的解決方案可以輸出到各地,。
慶幸的是,,實現(xiàn)建設可持續(xù)發(fā)展能源體系這一個宏大的目標,并不意味著要推翻現(xiàn)有的技術從頭再來,。所需的很多技術和解決方案已接近成型,,目前正在開發(fā)之中。要使能源體系具有可持續(xù)性,,必須從九個不同的領域入手,,這些領域相輔相成,如同拼圖游戲中的各個圖塊,。
可再生能源就是一個例子,。“時至今日,可再生能源已不再是一種小眾技術,;它們已成為電力市場上的一支生力軍,。所以在中短期內(nèi),它們必須更多地參與市場公平競爭,。”Homann稱,要讓可再生能源成為電力行業(yè)的*,,更需要讓它們參與市場競爭,。尤其是在風電領域,這種經(jīng)濟可行性可以在相對較短的時間內(nèi)實現(xiàn),。得益于西門子風電實驗室目前正在開發(fā)的創(chuàng)新技術,,用不了多久,風力發(fā)電即便沒有政府補貼,,其上網(wǎng)價格也有望與燃煤發(fā)電一樣便宜,。
電力高速公路。然而由于可再生能源大多來自資源豐富的地方——比如在陽光充沛地區(qū)收集太陽能,,在廣闊的海洋上捕獲風能,,因此就需要將輸電網(wǎng)擴建成電力高速公路,不僅國內(nèi)要暢通,,還要通向國外,。高壓直流輸電(HVDC)技術是實現(xiàn)這一目標的理想解決方案。在遠距離輸電中,,HVDC的效率超過了傳統(tǒng)的三相高壓輸電線路,。
2012年5月底,德國政府和德國各大電力公司聯(lián)合發(fā)布了一份《電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃》,,明確了遠距離輸電網(wǎng)絡改造的基礎指標,,提出了新建3,800公里線路的計劃,。“我們的可再生能源在蓬勃發(fā)展。要將風電輸送到市場,,我們亟需貫通南北的電力高速公路,。”Michael Süß指出。
向可持續(xù)發(fā)展能源供應轉(zhuǎn)型要求采取相輔相成的配套措施,。德國聯(lián)邦環(huán)境部部長Peter Altmaier手里拿的便是這樣一幅“能源拼圖”
然而,,在這一發(fā)展過程中有一點仍然非常重要,那就是不能讓市民感覺向可持續(xù)能源供應轉(zhuǎn)型的決策絲毫未考慮他們的利益或觀點,。“建設可持續(xù)發(fā)展的能源體系,,還需要人們轉(zhuǎn)變觀念。”Süß一語中的,,“如果說連安裝一根電線桿都需要去爭取市民的同意,,那種情形肯定行不通。人們確實愿意增加可再生能源的使用量,,但如果不增建基礎設施,,就不可能實現(xiàn)這一點。”
然而,,可再生能源的大量使用不僅僅要求擴建電網(wǎng),。這是因為風能和太陽能的發(fā)電量會隨天氣的變化而變化。因此,,長期來看,,還需要能夠?qū)⑦^剩電能存儲幾小時、幾天,,甚至幾周的蓄能系統(tǒng),,必要時,在風力不足的日子里,,這個系統(tǒng)再將電能饋回電網(wǎng),。目前已經(jīng)有一些類似的系統(tǒng)在開發(fā)之中,包括水氫電解法和蓄電廠,,以及西門子基礎設施與城市業(yè)務領域開發(fā)的Siestorage蓄電技術,。Siestorage是一種基于鋰離子電池的模組系統(tǒng),它能存儲500度電(按平均水平計算,,相當于50個家庭的日用電量),,可以充當緩沖裝置,以應對可再生能源的短暫浮動,,比如幾秒或幾分鐘內(nèi)的浮動,。同時,傳統(tǒng)電廠仍然*,,它們要提供一定的基載電能,,同時充當備用供電源,,當電網(wǎng)中的電力不足時,它們可以快速向電網(wǎng)送電,。啟動快,、效率高的燃氣發(fā)電廠尤其適合這一用途。
百*源生產(chǎn)大軍,。無論是太陽能,、風能或生物質(zhì)發(fā)電廠,還是小型熱電聯(lián)產(chǎn)廠,,或是大型傳統(tǒng)電廠,,將來會有數(shù)百萬臺發(fā)電機*地向德國電網(wǎng)送電——而不是15年前的寥寥幾百臺。用電者也將逐步成為發(fā)電者,,或者說是“產(chǎn)消者”,。這種情況加之可再生能源發(fā)電量波動不定這一特性,使得智能電網(wǎng)成為*的設施,,它可以保證配電網(wǎng)絡的穩(wěn)定性,,并實現(xiàn)智能化電力管理。
從全局而言,,需求側也必須實現(xiàn)智能化管理,。鑒于前述原因,可再生能源要求人們明智地利用手中的能源,。降低能源需求的方法不拘一格,。其中的一個重要手段就是實時定價機制。如果價格隨著需求的增加而上漲,,那么用戶就會減少不必要的用電。比如,,冷藏倉庫,、空調(diào)系統(tǒng)或家用電器斷一會兒電并不會有多大影響。
這告訴我們,,清潔的電能永遠是未消耗的電能,。因此,可持續(xù)能源體系這個拼圖中重要的一塊是能源的高效利用,。對于企業(yè)而言尤為如此,,企業(yè)可以通過提高能效,降低能源成本,,增強競爭力,。
交通系統(tǒng)和建筑物也必須具備更高的能效。建筑物耗能占能耗的40%,,若能實施簡單的節(jié)能措施,,就可以使建筑物的能耗減少近四分之一,。西門子目前正在為很多國家的建筑物裝配節(jié)能設備,從而打造出**的可持續(xù)發(fā)展建筑物,。
在對建筑物進行現(xiàn)代化改造時,,西門子常常發(fā)現(xiàn)唯有采用明智的融資方案,才能取得更好的節(jié)能增效結果,。對于預算有限而仍希望設法降低能源需求的城市而言,,明智的融資方案尤其重要。西門子采用的合同能源管理就是一種明智的融資方案,。根據(jù)合同,,用戶不需要為現(xiàn)代化節(jié)能設施的初始安裝投入任何成本。然后,,他們只需要用節(jié)約的能源成本分期支付設施升級費用,。
首要目標:可靠的供應。在為構建可持續(xù)發(fā)展能源體系采取的一切行動中,,有一個目標始終占據(jù)著頭等重要的位置:能源供應的安全性,。未來的能源供應必須可靠,其價格必須適度,。“我們可以想象得到電網(wǎng)費率將上漲,,那么電價也會隨之上漲。” Jochen Homann表示,,“但是必須要盡量控制成本,;配電網(wǎng)絡的擴建必須以滿足安全供應的需求為限,不能過度,。此外,,成本去向必須透明,成本必須在消費者群體中公平分攤,。”
同時,,能源供應在任何情況下都應具備穩(wěn)定性,尤其是在像德國這樣的高度工業(yè)化國家,。2012年7月印度發(fā)生了大規(guī)模停電事故,,致使近6億人口在長達兩天的時間里無電可用。如果德國的電網(wǎng)也像這樣頻繁出現(xiàn)故障或供應中斷,,那么就會有損于全國工商業(yè)的競爭力,。
鑒于上述原因,所有措施必須像拼圖的圖塊一樣整合起來,。在適當?shù)目蚣芟?,也就是政府對可再生能源、能源效率,、配電網(wǎng)擴建,、網(wǎng)費和研發(fā)的適當支持下,,各種措施的相輔相成將構建出一副和諧的整體藍圖。這是向可持續(xù)能源供應轉(zhuǎn)型的必由之路,;同時在轉(zhuǎn)型過程中研發(fā)出的產(chǎn)品還可以輸入市場,,成為重要的出口產(chǎn)品,因為其他國家遲早需要探尋自己的可持續(xù)能源供應之路,。
目前德國的哈爾茨山就在實施和測試一個可持續(xù)能源體系項目,。在該地區(qū),可再生能源盛行,,占當?shù)仉娏?0%以上,。但問題是如何既保證所有電網(wǎng)的穩(wěn)定性和配電系統(tǒng)的經(jīng)濟可行性、可靠性與安全性,,又實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的電力傳輸,。
Harz.EE交通研究項目由德國多個部委扶持,參與方包括西門子,、移動通訊運營商沃達豐,、公用事業(yè)公司E.ON和德國鐵路系統(tǒng)。各方正在研究將各地的可再生能源應用于電動車輛,,以及將這類能源并入智能電網(wǎng)的方法,。盡管存在地理限制,該項目還是展現(xiàn)了交通如何被納入更廣泛的可持續(xù)發(fā)展能源體系,,而這不需要任何宇宙飛船或行星的幫助,。