我们需要重新思考我们取暖的方式,原因如下

Smoke rises from the chimneys of houses during sunrise in Slavonski Brod, Croatia February 11, 2016
Half the energy we consume is used to heat our homes and industriesImage: REUTERS/Darrin Zammit Lupi
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全球能源总消耗量的一半用于供热生产 ——用于家庭、工业用途及其他应用。这些热能大多来自煤炭等化石燃料的燃烧,是造成世界大量污染的重要原因。

然而,迄今为止,尽管存在更具可持续性且更具成本效益的解决方案,全球在改善热能生产方式方面进展甚微。造成这一现状的一个主要原因在于,全球大部分地区已建成的供暖系统既昂贵又难以改造,而且有大量政府激励措施偏向化石燃料替代方案。尽管如此,仍有许多环境压力正在推动变革,首先是北京和德里等城市的空气质量问题,以及全球范围内的脱碳压力。

热能的复杂性始于其物理特性。热量本质上是能量的流动,并以三种不同方式传递:对流、传导和辐射。热力学还受两项重要科学定律支配,即热力学第一定律和第二定律。第一定律指出,能量既不能被创造,也不能被消灭,只能从一种形式转化为另一种形式;第二定律指出,若不产生某种形式的热损失,就不可能将一种形式的能量完全转化为另一种形式。最大的损耗之一发生在石油和天然气从化学能转化为热能以驱动内燃机或涡轮机的过程中。因此,关键在于减少余热的产生,或将这些热能捕获并用于其他用途。

在欧洲,回收和利用余热的方式仍有巨大的效率提升空间Image: 余热

减少余热的方法有很多,例如建造隔热性能更好的建筑,或提高发动机效率。另一种方法是捕获并利用余热用于其他用途,例如加热热水,随后可在区域供热系统中就近使用。此类系统造价高昂且建设周期长;然而,全球数字化进程为我们重新思考热能及其来源提供了巨大机遇。

都柏林或许是一个很好的起点。近年来,在微软、亚马逊、Facebook和谷歌等公司的推动下,爱尔兰首都的用电需求激增。尽管这些电力大多用于为数据中心降温,而非供暖,但降温过程仍会产生大量余热,并被排放到爱尔兰的空气中。将这些热能加以利用会更加合理,例如用于温室种植作物或为建筑供暖。未来几年,将要建设的数据中心数量十分庞大。这不仅是都柏林的独特机遇,也是世界上许多地区的独特机遇,可以围绕这些新的“电力大户”建设更新、更可持续的供暖系统。

供暖领域最大的转变,将是从传统家用供暖系统转向红外线等电供暖系统,前者大部分热量通过烟囱流失,后者的效率则高出三至四倍。若将此类电供暖系统与热泵结合,便可形成一个近乎完美的系统,并且还能在夏季提供制冷。

然而,政府法规可能会阻碍各国采用最具可持续性的解决方案。例如在欧洲,爱尔兰、英国和德国等许多国家使用天然气和石油供暖。之所以如此,是因为激励结构有利于这些化石燃料。以我居住的柏林郊区为例,供暖用油每千瓦时8欧分,天然气每千瓦时7欧分,而电力(其中超过50%为无碳电力)每千瓦时30欧分。

这一差距主要源于政府附加费和税收,人们或许会认为这些因素很容易改变。但事实并非如此:数百万户家庭业主和选民已经拥有化石燃料供暖系统,因此任何能源税收方式的改变(包括大规模碳税)都将遭遇强烈阻力。不出所料,非政府组织往往专注于与跨国石油公司或燃煤电厂作斗争,因为它们最不愿与最终消费者为敌。这也是为什么我们家庭和工业供暖的环境成本,很可能仍将是人人视而不见的“房间里的大象”。

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