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抚州西门子总代理商
产品时间:2021-04-21
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重塑节能理念

 

节能增效是当今时代的要求。这不仅有助于遏制气候变化,而且对于保持经济竞争力也至关重要——能源成本高昂的国家和所谓的能源绿洲,概莫能外。

阿拉伯联合酋长国拥有丰饶的天然气和石油资源,可谓名副其实的能源金矿。尽管如此,这个国家仍然倾注巨资于可持续发展。其中一个项目以其宏大的目标而尤为引人瞩目:在阿布扎比建造一个零碳的、与环境和谐共存的城市居住区。尽管计划数度变更,施工屡屡延误,Masdar City依然有望在几年内竣工。自2014年1月起,这座城市的一栋建筑物已经在这片沙漠中向世人预示了环境友好的高能效生活方式——这就是西门子中东新总部大厦。凭借杰出的能效,这栋建筑物已获得LEED白金认证。

西门子基础设施与城市业务领域*执行官博乐仁博士表示:“可以说,这栋精心设计的西门子大厦仿佛一个盒中盒。”西门子基础设施与城市业务领域的业务组合包含了Masdar City所使用的楼宇系统。这栋大厦采用了非常高效的密封式墙,这降低了导热率。得益于使用具有可持续发展性的材料,以及更加重要的是,得益于使用西门子技术,新的西门子总部大厦的能耗需求相当于德国的低能耗建筑。大厦外壳由金属板构成,这些金属板可以随一天当中太阳在天空中的位置移动而调节,以保证充分遮挡阳光。与此同时,被玻璃围起来的中庭可将阳光反射到大厦下方的公共空间,以及大厦内的写字间中。正厅形成了烟囱效应,允许热空气从中逸出。此外,空调系统产生的冷凝水被用于灌溉。

在阿布扎比的Masdar,西门子的新总部拥有效率和可持续发展特性。

沙漠气候。博乐仁说:“这是一栋真正具有可持续发展特性的建筑物——尽管处在气温常常飙升至45摄氏度以上的气候环境中,它业已获得LEED白金认证。这不仅体现了这栋建筑的,更表明了当今技术的巨大潜力。”

然而,有一个问题是:既然阿联酋拥有如此丰饶的廉价能源,为什么还要投入数十亿资金开展像Masdar City这样的项目以及建造诸如新的西门子总部大厦的复杂建筑物?要理解这个问题,必须放眼未来。从长远上讲,哪怕是在中东地区,天然气和石油储量也是有限的。因此,世界各国纷纷投资于未来,以保证在矿物燃料时代终结之后延续繁荣。

在许多工业化国家,这个问题更为紧迫。特别是对于欧洲各国,能源价格节节攀升造成了巨大压力。具有反讽意味的是,在这个地区,关键成本动因之一是欧洲各国为发展旨在遏制愈演愈烈的气候变化的理念而作的努力。特别是在实行能源转型政策的德国,更是如此。德国大力推广可再生能源已导致电价飞涨。

现在,德国工业电价约为每度15欧分,比欧洲均价高24%。遥望大西洋对岸,特别是页岩气资源的开采为美国工业界提供了极低电价(目前约为每度电5欧分),这足以令德国企业忧心忡忡。如此之低的电价令所有其他国家望尘莫及,尽管中国和印度在电价排名中紧随其后。(参见图表)

此外,2012年,归功于大举采用新型燃气发电厂来取代老式燃煤发电厂,美国的二氧化碳排放量降低了约6%。同年,德国因发电而排放的二氧化碳增加了3%左右。

节能增效带来的竞争优势。欧洲的工业企业已经认识到,节能增效是与来自电价低得多的地区的企业竞争的重要手段之一。一个节能增效方法是采用智能负荷管理系统,如园艺工具制造商Gardena公司所使用的系统。Gardena公司使用的系统可以自动调节用电量,以避免出现负荷高峰。另外一个例子是一家平板玻璃制造商利用生产废热来发电。

不论是发电厂使用的刷新世界纪录的燃气轮机,还是丹麦的智能电网(上图),合理利用能源是时代的要求。

平板玻璃厂使用温度高达500摄氏度的废热来发电(上图)。

智能楼宇技术可以将用电量降低多达40%,智能解决方案也可用于有效地让钢铁工业的电老虎“节食”。这样的举措不仅能降低能耗和排放,同时也能显著降低营运成本。Alexander Fleischanderl博士是位于奥地利林茨的西门子奥钢联钢铁科技有限公司的技术创新管理和ECO解决方案主管。他认为,实际上,钢铁工业在这方面大有可为。Fleischanderl表示:“如果钢铁工业全面采用当前市场上所有旨在节约能源和原材料以及最大限度降低二氧化碳排放的西门子技术,那么,事实上这将穷尽一切具有经济效益并且切实可行的途径。”

像这样的例子表明,在工业领域,有许多途径可用于提高能效,其中一些方法还能通过降低成本来提高企业的竞争力,从而保证就业。然而,在通过提高能效来增强竞争力方面,还有很大的潜力尚待挖掘。诸多研究项目——如西门子携手大众汽车和弗劳恩霍夫协会联合开展的旨在优化汽车工业机器人的运动及能耗的研究项目——表明,未来节能增效将成为时代的要求。

不过,要实现长期持续降低能耗,还要求相关立法支持。欧盟正在制定相应的法律。譬如,一项新的指令规定,从2014年到2020年期间,欧盟成员国必须实现相当于其在2010年至2012年期间的年均能耗1.5%的年均节能率。

对于未来,这样的节能增效至关重要,因为最清洁、最廉价的能源是未被使用的能源。就此而言,在未来,竞争力极其重要,因为几乎不可能预测电价以及其他形式能源的价格走势。此外,必须抑制价格涨势,以免价值创造链向美国等能源价格低廉的地方转移。

德国政府已经认识到了这个危险,并且计划修改德国的《可再生能源法》,以及批准一项2014年8月1日开始生效的新法律。可能的措施包括,侧重采用廉价技术,从2017年开始通过招标程序来确定补贴水平,以及改为实行捆绑直销模式,或者改为实行能让所有用电户都作出其应有的贡献,为开发可再生能源提供资金的制度。改革旨在缓和电价涨势,同时继续朝着能源转型目标迈进。

波动的电力市场。显然,随着时间的推移,特别是风力发电和太阳能发电会导致电力市场波动加剧。这是因为使用这些能源会同时在电能供应和需求两侧引起波动。因此,这方面的一个关键问题是,可以向电网输送多大比例的可再生能源电能,而不会导致不稳定,同时确保低电价。尽管从理论上似乎可以向工业化国家,如德国,供应完全利用可再生能源生产的电能,但目前尚不清楚这样做要花费多少成本。不过有一点是清楚的,那就是必须采用高效的蓄能解决方案和灵活高效的燃气发电厂,因为这将确保当风力发电或太阳能发电不足时,在短短数分钟内向电网补充供电。在遥远的未来,这样的燃气发电厂也可能采用氢气或甲烷来发电。将利用风电场和太阳能发电站生产的过剩电能,通过电解和甲烷化,以环境友好的方式生产出这些气体。

可再生能源挑战:未来不仅能源需求会出现波动,能源供应也会发生波动。

此外,耗能设备必须随电力供应的波动而近乎实时地调节电力需求,以保证电网稳定。在丹麦的Bornholm岛上开展的欧洲规模最大的智能电网项目,便是一个这样的例子。在这个项目中,楼宇供暖设备、锅炉和热泵等均可根据电能供应情况自动调节其运行,而不会影响住户的舒适感。然而,对于未来,仅做到这一点是不够的。到那时候,为了保证对与天气有关的波动作出适当响应,必须提前若干天计划好可再生能源发电量。

为此,西门子已经研制了一款基于神经网络的预测软件,用以有效应对这样的波动,从而更好地管理未来的电力市场。来自慕尼黑西门子中央研究院的Ralph Grothmann博士表示:“这款软件可以提前几天预测出可再生能源发电量,然后将这些预测数据与同期需求量预测数据相比较。这样一来,就可以预测出电能过剩或供应不足的情况,从而制定相应的计划。这样就能更加有效地销售过剩电能。利用这款软件,我们在将常规电厂作为备用系统进行管理时也可以提高效率,降低成本。”这些例子让我们看到了希望。如果欧洲工业界要在哪怕能源价格居高不下的情况下保持其在国际市场上的竞争力,那么,欧洲可以化被动为主动,或者至少知道所面临的挑战是什么。在这方面付出的努力甚至可能催生出新的产品和解决方案,在后矿物燃料时代真正赋予欧洲竞争优势。不论在任何情况下,就节能增效而言,绝不要否定任何可能性。不说别的,阿布扎比的西门子总部大厦就证明了这一点。要知道,短短几年前,谁曾想过,一栋身处沙漠气候中的建筑物能够像德国的低能耗建筑物那样,既舒适又高效呢?

 

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