国外能源利用的新理念、新探索 前沿技术及一体化设计

　　□李辉

　　结合今天会议的主题，我主要介绍美国未来发展和能源研究专家艾默里·洛文斯在其最新著作《重新发明火》中提到的在能源高效利用方面的一些新理念和新探索：

　　他的基本原则有三个：减少用量，调节需求，优化供应。他试图用这三个原则来改造目前四个与能源最为相关的领域——交通、建筑、工业和电力，核心目标是在不降低生产能力、生活水准的前提下，尽量少用甚至不用化石能源。

　　交通这块主要讲汽车，现在汽车能量消耗的三分之二用在了移动车辆自身，这是很大的浪费。洛文斯提出三个解决办法，一是一体化设计，改造现在的汽车制造方式;二是更多使用轻质的碳纤维复合材料，减轻车的自重，据他介绍，现在全球至少6家汽车公司已经具备碳纤维复合材料整车制造能力。第三是用电驱动，也就是人们常说的电动汽车。通过这三个改变，未来汽车耗用的能源将大大减少。

　　其次从制度或者政策层面加以推动。譬如，洛文斯建议将现在普遍征收的燃油费改成公里费，根据你开多少公里收公里费，这种调整将会减少车辆的使用。

　　关于建筑节能，洛文斯的观点是，现在已经有很多新技术可以用了，除了OLED、LED，还有根据环境温度调节室内温度的智能窗等一些前沿的技术，这些技术很多建筑也已经开始使用。改造旧建筑的成本和使用这些技术所节约的能源之间需要一个综合考量，如果利大于弊，就应该进行建筑改造。

　　第三块讲工业，洛文斯把工业用能分为两种，一种加热型的，工业里面其实很多过程就是用能源加热，另一种是驱动设备。他研究后提出，很多工业过程是可以简化的，比如很多化工企业里的化学过程反应是可以合并的;第二很多设备内部结构是可以改造的。如一些管道的内部结构重新设计后，整个能耗就可以减少很多。

　　第四是电力。主要从四种情景分析电力的未来发展。第一延续现在的煤电等发电模式，但会有难以为继的问题;第二用可更新的无碳能源，就是核电，或者清洁煤，但核电反对声音太大，清洁煤成本很高。第三用可再生能源，主要是风电、太阳能这些。但是洛文斯认为可再生能源的电力系统强烈地依赖于信息调控，如果受到黑客的攻击，整个电力系统将变得更加危险。所以他在第三种模式的基础上发展出了第四种模式，是集中式和分布式的可再生能源发电混合，通过高级通讯和控制技术整合实时的需求和实时的供应，使用孤立的微电网来确保必要的弹力或者恢复力。

　　洛文斯说他这些年研究成果最终想达到一个目的，就是到2050年的时候，美国的能源需求可以不用石油、不用煤，少量用天然气就能满足，而且是在不影响现在经济发展并且经济总值要有一定提高的前提下做到这一点。

　　尽管洛文斯这本书中提到的一些技术很多尚不太成熟，但洛文斯的这种宏观综合的思路值得借鉴。

　　本期嘉宾

　　“导致高浓度污染的根本原因来自排放，排放是根本，气象是诱因。出现高污染天气是因为污染排放远远超过了我们的环境容量。”

　　“只要我们转变发展观念，树立低碳生活理念，同时依靠科技进步，到2020～2025年之间，我们的雾霾治理应该会明显见效。”

　　“任何改革都要强调老百姓的参与，公众的理解和支持是非常关键的。”

　　“城市发展一定要控制无止境的物质规模扩张，这就是从发展的源头治理雾霾。”

　　“雾霾常态化将是一个我们必须承认的客观事实。整个雾霾的高峰要在2021～2030年之间到来，2049年前后可望恢复蓝天白云。”

　　“减少用量、调节需求、优化供应，在能源高效利用方面作一些新的探索。”

　　上海市科协、文汇报主办《科汇观点》学术沙龙第五期