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能源变革引领中国可持续发展

2014-06-05   赛迪顾问 基础电子产业研究中心   葛霁

  人类文明史上已经实现了三次能源变革,每一次变革都极大地改变了人类的生产生活方式,从而实现了人类文明的不断发展。第一次能源变革是火的发现与应用,也是人类首次主动使用能源。第二次能源变革以煤炭、石油等化石能源的使用为特征,伴随着蒸汽机和内燃机的发明应用,生产方式由手工劳动向动力机器转变,运输方式也产生了革命性的变化,推动了第一次工业革命和第二次工业革命的产生,使得人类社会由农业文明向工业文明转变。第三次能源变革是电力的广泛应用。它使得能源传输技术发生了重大的革命,推动能源生产和消费进入网络化时代,带来生产、消费、运输、通讯方式的一系列重大发展与变革,改变了人类社会的组织形式,使得人类进入工业文明新阶段。

  然而,前三次能源革命在加速人类技术进步的同时,也使得全球能源消费出现几何级数的增长,并带来了能源安全、能源贫困、环境污染、气候恶化等一系列问题。人类亟需彻底转变现有的能源生产消费模式,摆脱对传统化石能源的依赖,从而维持人类文明的可持续发展。

  一、新的能源变革即将到来

  随着能源、环境和气候恶化的日益紧迫,人类不能再因袭建立在传统能源生产和消费方式的经济发展模式,而是要着力解决当前经济增长与人类文明可持续发展的两难问题,实现新的能源变革。新的能源变革将全方位的改变能源生产、收集、储存、运输与消费模式:

  1、能源产生环节:清洁、低碳的可再生能源替代了传统石化能源,据国际能源署(IEA)称,到2035年,可再生能源发电将占全球总发电量的1/3。

  2、能源收集环节:分布式的能源替代了集中的化石能源分布,世界各地建筑甚至一切可以利用的设施均可转化为微型可再生能源电站,就地收集能源。

  3、能源储存环节:采用多种存储技术就地存储间歇式可再生能源,并随时准备向外供应。

  4、能源传输环节:采用智能电网技术将每个分立的电力网转化为能源共享网络,统筹规划,合理配置使用。

  5、能源消费环节:由于能源生产与收集方式的变革,每个能源生产收集者同时也是消费者,大大减小了能源的传输损耗,提高了能源使用效率。即使是不断移动的交通工具,也可以通过储能电池实现能源供应,甚至其本身即为移动的微型可再生能源电站,不但可以满足自身用能需求,还可以向外供电。

  新的能源变革将使所有个体集能源消费者和生产者两个角色于一身,极大的提高了能源使用效率,改变了工业生产的组织方式,影响深远。未来工业将以分散的方式取代传统的集中方式,原有的纵向权力等级结构将向扁平化方向发展,建立在新的能源变革基础上的第三次工业革命即将到来,人类将迎来工业发展的新阶段。

  二、中国新的能源变革实践路径

  面临这一历史性机遇,中国应采取以下发展模式和路径,率先在部分地区乃至全国实现新的能源变革,从而打造我国在第三次工业革命中的竞争优势。

  第一阶段:大力发展智能园区

  智能园区是在智慧园区与新能源示范园区的基础上,将园区建为可以自给自足的“能源岛”。首先园区内广泛使用可再生能源,并建有统一的能源信息平台网络,对能源的分配和使用进行统一管理。其次将部分建筑改造成可以利用太阳能、风能、地热能和生物质能等可再生能源发电的微型电站,除自用外,富余的电能可供园区其他建筑或耗能装置使用。然后通过供电网络将这些微型电站连接起来,协调管理,以满足整个园区的能源需求。通过不断完善园区内部的微型电网与信息平台建设,实现发电、配电、输电、储电和用电的全方位变革,并最终改变园区的生产及生活方式。以一栋建筑面积1万平米的写字楼来测算,若在楼顶及外立面安装3000平米的太阳能板,按每平米发电功率250瓦,年有效发电时间1000小时来计算,年发电75万千瓦时。如果整个园区选取10栋这样的建筑进行发电,年发电可达750万千瓦时,相当于节省2750吨煤,减排6500吨二氧化碳,200吨二氧化硫,100吨氮氧化物。

  第二阶段:积极推广智能社区

  参照智能园区的发展模式,在学校、医院、社区等相对独立的团体内推广可再生能源与微型智能电网的建设。初期可以采用多种能源方式相结合的手段实现区域内能源的供应,并采用微型智能电网开展内部调配和管理,从而实现区域内能源的自给自足。

  第三阶段:择机打造智能城市

  根据前两阶段开展情况,择机选取基础较好的城市,开展智能城市的试点示范。每一个园区、校区、院区、社区均可作为分布的能源站,不仅满足内部能源需求,还可通过城市智能电网互相连通,统筹管理,建立整个城市的能源互联系统。同时各个能源站内利用自有能源建立有储能点,可供城市各种电动交通工具进行充电,同时大力发展利用可再生能源进行自发电的交通工具,从而解决长期以来制约电动交通工具发展的瓶颈问题。整个城市将具备第三次工业革命发展所需的所有能源要素,从而改变人们的生产与生活方式。

  最终阶段:全面建成能源互联系统

  随着智能电网建设、宽带中国战略的大力推进,以及智能城市数量的不断增多,最终所有智能城市通过主干网连接起来,形成全国的能源互联系统,从而实现新的能源变革。

  在以上发展的进程中,各级政府应制定详细的发展规划,明确发展方向与目标,出台有针对性的投资和补贴计划,重点支持基础设施建设和智能化改造项目。

  前三次能源革命均极大地改变了人类文明发展进程,并催生了两次工业革命,产生了英国和美国这样的世纪大国。由于种种原因,中国与前两次工业革命失之交臂。而如今,中国拥有丰富的可再生能源资源,应紧紧把握新能源变革的历史机遇,积极部署,勇于开拓,走出一条绿色、智能、可持续地发展道路,在实现中国梦的同时,为人类发展做出重大的贡献。

标签:能源,新能源,能源变革
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