第41节:新能源:新的财富之源与新的世界体系(19)



系列专题:《重新定义我们的生活:低碳之路》

  美国的清洁煤发展已经颇见成效。在过去几十年里,美国在减排方面投资上万亿美元。1970年以来,美国的国民生产总值和煤电都增加了两倍,而煤的环境效率却大为改善,每吨煤的正常排放减少了84%。下一阶段,美国的目标就是要达到零排放,减轻“碳足迹”。新建煤电厂效率更高,要比现有电厂碳排放更低,清洁煤技术要在美国和全世界持续推广。据国际能源机构称,现在各国在碳捕集存储技术示范项目上已斥资200多亿美元,有近120个项目在开发。奥巴马政府提出,要建立新的燃煤电厂,开发新的燃煤技术,创造就业机会和低成本能源,从而推动经济发展,改善人们的生活。

  减少二氧化碳是全球性的问题。对于中国和印度这样的用煤大国来说,未来的新电厂多为燃煤电厂,因此,碳捕集存储技术的应用不是一个选项,而是一个必须。未来几十年世界的用煤量肯定要超过现在,所以,关键在于如何以清洁的方式用煤。当美国还在争论是否应建造那种更节能的燃煤发电厂时,中国已经以每月一座的速度开始了建设。这种新一代煤电厂在燃煤前要先把煤炭气化。此外,还在一些城市周边建立了小型实验装置,以去除排放的二氧化碳并使用它为饮料提供碳酸化作用。美国气候工作基金会主席哈尔?哈维表示,中国采取这些步骤的迅速性和严肃性,堪与世界电力发展史上的所有国家媲美。

  然而,中国作为世界第三大煤炭储备国,煤炭仍是其广泛领域里最便宜的能源。诺贝尔经济学奖得主保罗?克鲁格曼一篇题为《碳帝国》的文章中犀利指出,主要基于煤炭发电的中国二氧化碳排放量于1996年及2006年间翻了一番,增速远快于过去10年,而且此种趋势似将延续:中国于2009年1月宣布,计划继续将煤炭作为主要能源,到2015年将增加30%产量以满足经济增长需求。仅是这一决策,就将抵消世界任何其他地区所作的减排努力。

  现在最大的问题是,我们在清洁技术上到底能走多远。

  超导电网与智能电网

  超导电缆就是采用高温超导材料制作的电缆,与传统电缆相比,它具有输电过程中的能量损耗低、输送容量大、体积小、电磁污染少等4大优点,在相同截面下,输电能力是常规电缆的3~5倍。尤其适应中国、美国、俄罗斯和欧盟等幅员广阔的国家。譬如,从中国内蒙到上海,通过传统输电方式至少需要500千伏的电压,但是,通过超导电缆可使用220伏的电压输送。因此,将国家电网革新提升为超导电网,是全球生产力面临的最伟大变革之一。

  不过,世界上超导电力技术研究的带头国家是美国,1999年美国开始推进世界上最大规模的“超导伙伴行动”(SPI)研究计划,该计划的研究内容就包括超导电缆、超导变压器、超导电机、超导磁悬浮飞轮储能、超导限流器等项目的研究。美国在《美国电网2030》的规划中,也提出了采用超导技术建设其骨干电网的建议。

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  2007年4月7日,美国超导公司成功演示了世界上第一根同比例的高温超导消磁电缆。它不仅减轻了电力系统的重量,也减少了安装成本。这种消磁电缆系统将可能被今后世界上的海军舰艇全面使用,市场广阔无比。

  如果美国借此全力发展超导电网产业,8—10年内这个产业规模将超过30万亿美元,这正是奥巴马提出建设美国统一电网的动因。美国经济复苏计划明确表示:将铺设或更新3000英里输电线路,并为4000万美国家庭安装智慧电表。这意味着奥巴马政府能源计划的下一步战略将发展智慧电网产业。难怪有专家说,美国的新能源革命能否成功,在某种程度上取决于“两张网”的成败:一是超导电网,二是智能电网。

  所谓“智能电网”,简单来讲就是具有人工智能的电力供应网,它能实时机动地整合调配用电供需,并达到最佳节能的电力管理。智能电网包括了输配电网络、先进电子电表、各式储能设施、信息分析管控软件及电路安全保护机制等。它能更灵活有效地调配电力供需,更需利用先进电子电表所提供的实时用电信息,来改变用户的用电行为模式、节约用电;同时,它还能透过差异电价,进一步降低尖峰用电,避免增建电厂的庞大投资。因此,智慧电网对电力供需双方都有利,有助于全面大幅节能减碳。智能电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济,是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成,也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成,对于推动新技术革命具有直接的综合效果。  

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