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对能源革命的我见(三)

退休干部  夏国才

 

四、节约能源是解决世界能源问题的重大措施

节约能源的实质是充分地、有效地发挥能源作用,使同样数量的能源,生产出更多、更好的产品,制造出更高的产值和利润。

能源消耗多、利用率低,是当今世界遇到的一大难题。能源利用率美、日等发达国家在50%左右,我国仅有33%,有些发展中国家还不到20%。若把煤炭、石油开采过程中丢失资源(石油资源丢失60%,煤炭资源丢失40%)和工业生产中丢失的能源(如:氢与氯合成盐酸,释放出大量热能,都未被利用)都计算进去。世界能源利用还不到20%。节能潜能巨大,任务艰巨。

节约能源主要措施是:

1.提高能源转换效率。工业、交通耗能占全球总能耗的70%,为其服务的电能和内燃机的能源转换效率都在40%以下。这是能源浪费大的主要原因。采取应对措施:一是抓紧搞好蒸汽、燃气联合循环发电研究。蒸汽、燃气联合循环发电,可把燃气能机高温排放余热在蒸汽循环中得到充分利用,电能转化效率可提高10%以上。此项发电技术可用于调峰燃气能机发电厂和有较高可燃气体热质工艺钢铁厂、炼油厂、化工厂等。

二是抓紧燃料电池研制。这是一项极为重大节能措施。热机发电效率受卡诺循环特性的限制,很难超过40%。燃料电池不受这个限制,从理论上讲,100%的转换效率都是有可能的。燃料电池工艺,基本上是电解的逆过程。近几十年来燃料电池工艺有了新的进展。航天工业所使用氢氧燃料电池,电能的转换效率已达到60%,为航天员提供了电力和水源。燃料电池若能解决电极寿命短、成本高的问题,这将是人类历史上的一次重大能源革命。

三是继续搞好电磁流体动力发电。这项技术就是利用炽热的、电离状态的气体,经过与磁场垂直的一个导管发出电力,转化效率可达50~60%。节能效果显著。由于耐高温2000℃~3000℃电极和绝缘材料等问题未得到解决,未能大规模去推广使用。

2.搞好低温热源供应。世界能源消耗,以消耗低温热量为最大。低温热消耗涵盖取暖、热水、制冷、烹调、加热等。美、英、加等发达国家低温热能(<150℃)消耗占能源总消耗量的58%以上,其中:小于100℃的就占到35%以上,发展中国家低温热能消耗比例会更高。如何供应低温(<100℃)热用户热量问题常常为人们所忽视。这是能源浪费严重的另一个重要原因。我国当前提供低温热源办法,主要是采用炉灶、小锅炉、燃烧煤和有机燃料。这种供热方法是极不合理的。采暖和生活用热,温度只要几十度,而把温度高达一、二千度的化学热能降低温度来供应,浪费了大量热能,再加上炉灶、小锅炉效率很低,这就造成了极大浪费。为此,必须把低温热源开发列上重要日程。具体措施是:

一要普及推广热泵技术。热泵是一种有效节能技术,它能把太阳能、地热能和大量工业余热的低温热源充分利用起来。有人称它为特殊能源。美、欧、日等发达国家对热泵技术研究,已超过半个世纪。我国黄河、长江流域广大地区,冬季长而寒冷,夏季长而酷热,需要装备保温、散热两套装备。采用压缩式热泵供热不仅充分利用了太阳和地热的低温热源,而且可利用热泵装备冬季取暖、夏季散热,简化了保温和散热系统。

二要改变城乡生活能源结构。优先考虑把清洁环保能效高的天然气用于城市生活供热。同时,要因地制宜地推广使用太阳能、风能、地热能采暖、供应热水、育种、蔬菜温室、烘干、水生动植物养殖等方面都是大有可为的。

三要发展绿色建筑业。建筑业是耗能大户,能源浪费也极为突出。欧盟就把革新老式建筑提高能源效率作为2030年前巴黎气候协定承诺的一个重要内容。我国房屋建筑设计、结构,和发达国家相比,都有较大差距。我国寒冷地区房屋一般都采用单层窗,而发达国家均采用双层窗,窗户的导热系统为发达国家的三、四倍。我国严寒地区城市房屋,一般采用双层简易窗,而发达国家一般采用双层窗,窗户导热系统比发达国家高二、三倍。我国房屋墙体和屋顶导热系统比发达国家高三、四倍,这就加大了能源消耗。发展绿色建筑业,不仅改善人民居住条件,也是节能的一项重大措施。

 

 

                                    政工处提供