智能水网如何助力阻止全球变暖

Logs burning
By chanelling surplus heat to where it is needed, we could limit temperature rises and energy consumption at a strokeImage: Connor Jalbert/Unplash
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如今,我们都知道,全球变暖正慢慢让地球沸腾。我们也明白,这由一长串人类活动造成,而排在首位的正是我们对能源永不满足的需求。然而,我们目前应对这一问题的努力落后于气温上升的速度。可再生能源只是解决方案的一部分,另一部分是提高能源效率。我们的住宅、商店和工厂浪费了巨量能源,往往以多余热量的形式出现。我们如何大幅减少这种浪费?答案相当简单:建设智能热水网。

当我们思考未来的能源系统时,通常只会想到电力。我们设想智能电网整合并输送电力,用于不同目的,例如为家用电器和商业建筑供电,或为电动汽车充电。电网无法做到的是大幅减少能源在源头的浪费。这时,电网的孪生系统——智能热水网——便发挥作用。

这一构想旨在让区域供热更进一步。想想看:如今,超市为让冷柜全天候运转,会产生大量多余热量。工厂和其他工业场所也需要持续运行的供暖或制冷系统。这些多余热量就这样被排入空气或海洋。我们在给鸟类和鱼类加热,而温度变化恰恰是它们最不希望发生的事。我们本可以留存这些多余热量,并将其输送到需要的地方。建筑、超市和工厂可以彼此直接交换剩余热量,也可以将其输送到住宅建筑。我们所需的只是合适的输配系统。大多数国家已经拥有供暖和制冷所需的全部能源,只是无法重新分配这些能源。

超市和工厂可以直接交换剩余热量Image: Crystal Kwok/Unsplash

智能热水网不仅能做到这一点,还能发挥更大作用。通过扩建并整合现有区域供热基础设施,我们便能大规模利用各种浪费性来源产生的多余热量——例如发电厂、化工厂、商业和工业场所的制冷系统等。它的作用还不止于此:研究表明,这套水分配系统建成后,将可低成本、高效地接入可再生能源。渗透能、太阳能和地热能都可以接入;大型热泵可以回收洪水中的能量;生物燃料和焚烧厂也能向系统供能。

从理论上说,提高能源效率之路堪称可持续发展领域的一场竞赛。效率越高,生产一定量能源所需的燃料就越少,供应商的成本也随之降低,客户支付的价格也更低。同时,这张网还会为新型能源基础设施的设计、建设和管理创造就业岗位。最后但同样重要的是,降低能源消耗将为提高能源独立性铺平道路,从而增强能源安全。如果我们能用自己的剩余热量满足所有供热需求,还需要俄罗斯天然气吗?如果智能电网能整合取之不尽的可再生能源,我们还需要中东石油吗?

此时,或许仍有人想知道我们为什么需要智能电网,以及我所说的“智能”电网究竟是什么。多数可再生能源的问题在于其供应会波动。太阳不会时时照耀,风也不会时时吹拂。因此,如果我们想依靠可再生能源,就需要智能系统大规模整合并协调不同能源来源,这样当某种能源短缺或无法使用时,其他能源便能自动补足。

在欧洲,一些公司已经在开发这一构想的部分内容,并着眼于大规模应用;一个独特的智能能源系统项目目前也正在启动,地点是哥本哈根。欧洲在提高能源效率方面走在前列并非偶然,因为如今欧洲大陆浪费的热量,已超过为其所有建筑供暖所需的热量。泛欧智能热水网将对环境以及全球最大单一市场的经济产生巨大影响。

借助智能水网,我们可以避免给鸟类加热 Image: Bill Gierke/Unsplash

要在全球采用清洁高效的能源系统,我们需要通过自上而下的决策,在政治层面支持其发展和实施。区域供热市场往往缺少确保透明度、防止客户遭受不公平定价的法规(伦敦就是一个例子)。此外,尽管气候变化和绿色能源的话题不断被提起,各国政府仍在支持化石燃料消费。2015年,全球化石燃料补贴总额高达惊人的5.3万亿美元——每分钟1000万美元!若将这笔资金用于可再生能源领域的研究与开发,其规模将令人难以想象。

要拯救地球,政治领导人必须立即采取行动,确保我们以可持续的方式重复利用并生产所有人所需的能源。尽管人们谈论智能电网和电气化的声音很多,但水是更快捷、更经济的途径。谈到能源,智能热水网是我们拥有的最有效、却最受忽视的重大构想。

这是关于如何复兴欧洲的一系列博客文章之一。

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