
美國落基山研究所的Amory B. Lovins博士及其領導的研究團隊在2012年首次提出重塑能源(即重新發明火)的新理念。落基山研究所為人類描繪了這樣的藍圖,Lovins博士認為,僅基于現有技術,例如大幅度提高能效和使用新能源,以及采用交通、建筑、工業和電力行業的市場化整體解決方案,美國可以構建不使用任何石油、煤炭、核能,少使用1/3天然氣的新型國家能源供應體系,該體系完全可以支撐美國經濟2050年在現有基礎上增長158%。
從舊火到新火
在國家發改委能源研究所與美國落基山研究所的重塑能源合作項目啟動會上,美國能源部能效和可再生能源國際辦公室資深顧問Brian Holuj表示,目前的能源大多還來自于“火”,即化石燃料的燃燒。化石能源幫人類建立了現代工業文明,這意味著大規模挖掘現有的陸地和海洋資源,全球約一半人正在享受這種文明。隨著文明進程的推進,我們發現原有的集中式、不安全、不環保的“舊火”能源系統越來越不可持續。因此,有必要建立一套新的能源體系。
而現實生活中越來越短缺的化石能源也正在倒逼各國尋找新的出路,協調經濟社會與生態環境之間的關系。Lovins認為,當今社會存在很多結構性弱點,要實現經濟社會的可持續發展,就需要擺脫對化石能源的依賴,增加經濟系統的安全性。在他看來,“新火”能源體系包括兩方面內容,即更高效的使用能源與從分散多樣的可再生能源獲取能源。
能源系統的轉變一方面要最大程度地利用可再生能源,減少以化石能源為主的能源供應結構;一方面則要在交通 、工業、電力等重點行業大幅度提高能源效率,減少能源消耗。
整合設計理念
重塑能源體系不僅需要技術的支持,更重要的是向理念的轉型,即采用整合設計方式,這也將帶來新的業務模式和競爭模式。Brian提出,很多只是現有的技術,只需要在設計方面作出改變就能帶來大的改變。落基山研究所提出在交通、建筑、工業、電力四個行業的實現路徑。
落基山研究所項目主任Jon Creyts告訴記者,交通行業,在具體技術應用領域有很多途徑可以達到2050年實現汽車、卡車和飛機比現有設備節能四分之三的目標。例如,現有汽車的三分之二用能是用于驅動汽車本身的重量,因此,交通節能的重點是汽車的“輕量化”。超輕材料、先進的制造技術以及電力驅動都是汽車的發展方向。用碳纖維材料制造車身,可以達到輕量化的要求,而且碳纖維本身可以吸收更多的沖撞力,安全系數也可以成倍提高。這一技術最先進的是德國。大眾公司去年宣布將于2013年推出百公里僅耗油1升的碳纖維電動汽車。
在建筑行業的節能目標,落基山研究所提出的目標是2050年建筑面積增加70%,而建筑用能減少40%-60%。Jon以紐約帝國大廈改造方案為例,提出節能重點是窗戶隔熱保溫和整體化設計。Jon表示,采取整體化設計,可以實現6倍的節能潛力。其中,改裝6514個窗戶可每年節省能源開支400萬美元,加裝熱輻射屏蔽節省270萬美元,照明和插座改造節能870萬美元……此外,將屋頂顏色刷成淺色,在屋前種樹獲得綠蔭也可以減少能源消耗。
工業行業重塑能源的總體目標是2050年產出會增加84%,而能源使用減少9%-13%。針對目前的技術,工業領域降低能源消費的途徑有:較少核心工藝過程的能源消耗;減少能源輸送到工業設備的系統損失;提高電機等能源設備使用效率;將廢棄能源回收利用。管道和泵系統的原理是,管道越細,需要越多的能量推動內含液體流動,因此可以通過擴大管道半徑提高效能。
國家發改委能源研究所能源效率中心主任楊宏偉指出,在世界一次能源消費結構中,發展中國家占比在顯著增長。發展中國家大規模使用優質化石能源,將面臨資源平衡進一步趨緊,國際能源價格飆升等不利條件。對于中國而言,更是難以依靠國際資源大規模用油氣代替煤炭,重復發達國家曾經走過的石油化之路 ,中國需要在能源消費格局上實現跨越式改變。因此,美國落基山研究所提出的重塑能源對中國構建適合中國國情的節能高效的可持續能源體系以及對現有設計的整合改造具有借鑒意義。
中國重塑路徑
在落基山研究所的設想中,2050年美國的能源體系將是高效、聯通和分布式的,為美國節約5兆美元,達到石油、煤炭與核能零使用。國家發改委副秘書長趙家榮則在會上指出了中國的現實需求,中國十二五時期對節能減排提出了很多約束性指標,如二氧化碳排放減少17%,GDP單位能耗減少16%,這些都需要工業行業做出實質性的改進。
正是基于實際的考慮,國家發改委能源研究所決定與美國開展重塑能源合作項目,將“重新發明火”的新理念引進中國,期望在這個為期兩年的合作項目完成時,得出一份可操作性強的技術報告,提出中國2050年重塑能源的目標、路徑與政策建議。原國家發改委能源局副局長白榮春認為,其中最大的挑戰在于,美國與中國的國情不同,美國的工業對象數量與中國差別很大。他所了解的美國能源部關于美國能源重塑途徑的答復有三個,第一是分布式能源,第二是工廠的整體改造,三是建筑設計的革命。
重塑能源所涉及的不僅僅是工業設計、新材料、工程制造、甚至還包括云計算、物聯網的各個領域的商業機會,美國落基山研究所預想的經濟規模增加1.58倍正是新的更加生態的理念所帶來的規模經濟。這也為中國經濟轉型升級提供了選擇性路徑。
除了技術與理念,財政部財科所副所長蘇明告訴記者,對于中國而言,還可以從以下幾條經濟手段促進重塑能源的發展。第一,需要加強幾方面的稅收,資源稅應當盡快出臺,據悉,三部門已經將環境稅(其中還包括碳稅)上報至國務院;第二,政府采購支持,應加大力度將科技含量高的產品納入采購范圍,目前中國對節能環保采購金額為一萬三千億元,占政府采購比例的11%,而美國這一比例是30%;第三,政府對節能環保支出相對零散,下一步需要整合現有的扶持政策。