解析“后碳”時代的五大產業支柱
http://www.moduwu.com 2012-07-20 17:14 來源：中國自動化學會專家咨詢工作委員會
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1、向可再生能源轉型
在2020年前，由可再生能源提供20%的電力，這一問題曾在2000至2001年引發歐洲內部的激烈討論。支柱一，也就是可再生能源提供20%的電力，已成為一項基準。
傳統化石能源成本不斷上揚，可再生能源成本不斷下降，兩者之間的巨大反差引起了全球經濟的巨變，從而催生了21世紀的新型經濟范式。
科學家指出，太陽光線一個小時的照射所產生的能量足以支撐全球經濟運行一整年。在太陽能利用方面，歐洲獨占鰲頭。2009年，歐洲提供的光伏太陽能占世界總量的78%，遙遙領先于日本、美國和中國。
2009年，歐盟的風力發電量超過其他能源的發電量，占新能源總發電量的38%。這項產業目前在歐盟各國內共有20萬工人，發電量占總電量的4.8%。斯坦福大學的一項關于全球風能的研究預計，利用地球上現有風能的20%，所提供的電力將是當今世界所用電量的7倍。
工業專家認為，潛在發電量主要集中于小型水力發電廠。這些經濟上可行的發電廠分散在歐洲各地，可以產生每年147太瓦小時的電量。在英國，根據政府能源部的數據，未來小型水力發電可以為85萬戶家庭提供電力。在美國，水力發電量占當前可再生能源發電量的75%。
地熱是地球蘊藏豐富但未被開發的綠色能源的典型代表。在美國，地表下兩英里以內的地熱能源足以為全美國提供其所需要的能源長達3萬年之久。
生物能源是新興綠色能源結構中的最后一個領域，它是最有爭議的一類。由該領域產生的大約98%的電力來自對垃圾以及廢渣提取燃料的焚燒，這一過程會對環境造成破壞，如產生有毒氣體等。剩下的2%的電力則來源于相對安全的熱能以及生物處理技術。
2、分布式微型發電廠
與那些只能在世界某些地區發現的化石能源和核能等稀缺能源不同，可再生能源到處都是。如果可再生能源分布廣泛并以不同的比例和頻率分布于世界各地，那么，為什么我們要集中在某一點收集呢？
建筑業可能是大型能源公司的重要伙伴和平衡者。歐盟各成員國現在約有1.9億棟樓，而每一棟樓都是一個潛在的小型發電廠，它能吸收可再生能源——照射到樓頂的太陽能、墻外的風能、從房子里排出的污水、樓房下面的熱能等。如果說第一次工業革命造就了密集的城市核心區、經濟公寓、街區、摩天大樓、拔地而起的工廠，第二次工業革命催生了城郊大片地產以及工業區繁榮的話，那么，第三次工業革命則會將每一個現存的大樓轉變成一個兩用的住所—住房和微型發電廠。我們已經找到了第二個支柱。
現在，建筑業和房地產行業正與可再生能源公司聯合，將大樓轉變成小型發電廠，就地收集綠色能源，為整棟樓房供電。
將樓房轉變為微型發電廠，會創造大量商業機會和數百萬的就業機會。
在大型能源公司統治經濟領域長達一個世紀以后，一個新的倡導民主分配能源的計劃出臺。這個計劃將通過創建數以百萬計的微型能源企業來實現。正如一位觀察員評論的，這是“權力屬于人民”的體現。
3、以氫的方式儲能
盡管可再生能源總量多、清潔、讓我們得以生存在一個可持續發展的世界，但它們也存在一定問題。太陽不會一直照耀，風不會一直吹拂。可再生能源多半是間歇式供應的，而傳統能源雖然有限且造成污染，卻能提供穩定的供給。
我們需要盡快投資，對儲存可再生能源的技術進行研究。否則，我們將無法實現可再生能源的大規模應用。氫氣由于具有較大的靈活性，很有可能成為解決長期儲存介質問題的關鍵。
長久以來，作為后碳時代的制勝法寶，氫氣備受科學家和工程師的推崇。宇航員在太空中以氫為燃料繞地球飛行已近50年，是將其拿回地球用做可再生能源儲存介質的時候了。
它的工作原理是這樣的：當陽光照射到太陽能電池板上時，會產生電能，其中大部分用于給建筑物供電。如果電能出現了盈余，便可以用做儲備能源，將氫氣從水中分解出來。如果太陽光不好，氫氣便可以再提取出來用于發電。
4、能源互聯網
包括可再生能源體系的建立、建筑物載能以及以氫的方式部分儲能在內的三大支柱，引出第四個支柱，那就是將由數以百萬計的建筑物生產、存儲的能源傳輸到整個歐洲的途徑。
電力輸送網絡將會轉變成信息能源網絡，使得數以百萬計自助生產能源的人們能夠通過對等網絡的方式分享彼此的剩余能源。
這種智能型能源網絡將與人們的日常生活息息相關。家庭、辦公室、工廠、交通工具以及物流等無時無刻不相互影響，分享信息資源。智能公用網絡系統還與天氣的變化相關聯，使得電流以及室內溫度會隨著天氣狀況的改變和用戶的需要而改變。
由于電網電流在一天24小時內是不斷變化的，因此每棟大廈中分布在數字儀表上的實時信息會采用動態定價的形式，以便消費者能夠根據價格變動自動調整用電量。此外，能夠接受用電調整的消費者將會享受相應的優惠。與此同時，動態定價也將促使能源生產商們把握回收電流的最佳時機。
智能電網是新興經濟的支柱。互聯網式電網已經應用到一些地區，改變了傳統輸電網的模式。當數以百萬計的建筑實時收集可再生能源，以氫的形式儲存剩余能源，并通過智能互聯電網將電力與其他幾百萬人共享，由此產生的電力使集中式核電與火電站都相形見絀。
5、與運輸系統相結合
最后一個支柱是運輸，它是整個體系向第三次工業革命邁進所不可缺少的。建筑物轉變成小型發電廠和創建能源互聯網，使這些基礎設施可以為插電式電動車、氫燃料電池車提供動力。
插電式電動車正在能源與運輸界掀起一場巨大的變革。幾百年來，汽車產業與石油公司保持著密切的關系，如同過去的能源與公共事業公司一樣。現在這種關系正慢慢變得松弛。在過去的一年里，主要的汽車生產商和電力能源公司、公共事業公司已簽署協議，將為21世紀的插電式運輸工具創造新的基礎設施。
當電動車大規模投放市場時，電力充電市場的利潤預計在2013年將由現在的6900萬美元迅速上升至13億美元。據柏亞天管理咨詢公司2010年的研究報告，到2020年，全球范圍內與電動車相關的行業的產值將達到3000億美元，將創造100萬個以上的就業機會；經過努力，美國汽車制造商將創造27.5萬個就業機會。
到2030年，插電式電動車的充電站和氫能源燃料電動車會普及全球，將為主電網的輸電、送電提供分散式的基礎設施。據預測，到2040年，75%的輕型汽車將由電力驅動。
當我們把插電式汽車和氫燃料汽車看做潛在的發電廠時，第三次工業革命基礎設施提供的分散式電能數量將是巨大的。一般的電動車處于非行駛狀態的時間大約是96%，這時，它可以接入交互式電網，為電網回輸電能。這種綠色能源為完全由電或燃料驅動的汽車提供的電能是美國全國電網電能存量的4倍。只需把25%的電能回輸到電網，當電力價格居高不下時，它就可以代替全國所有的常規發電廠。
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