冷热联产将成能源法则

加州电力危机余音未了 我国专家提出新能源模式 世纪之交，国际舞台上风云变幻。以至于人们忽略了一个本该引起高度警觉的重要事件，那就是发生在美国加利福尼亚州的“加州电力危机”。此次危机波及的地理区域并不算大，仅仅一个美国加州而已。但是电力供应的瘫痪却直接影响了东西两个半球的不计其数的网上冲浪者，因为，加州正是美国硅谷的所在地，而硅谷则是许多世界著名网站主服务器的大本营。这次电力危机给全世界带来的经济损失谁也无法精确计算，但还有更重要的坏消息在等着人们———此次电力危机宣告了新经济神话的破灭，能源危机使一切自以为先进的经济假说成为笑柄。人们开始重新审视新经济的内涵？高科技、知识经济是否就是新经济的全部？为什么制约传统经济的能源瓶颈同样对新经济所向披靡？ 加州电力危机引发的思考 同济大学楼宇设备与工程管理系教授龙惟定在最近的一次“能源与发展研讨会”上，阐述了他对美国加州电力危机的思考。 据1999年的调查数据表明，加州地区耗电的构成比例：商业用电占36%；居民用电占30%；工农业生产的用电仅占很小的部分。因为商业与居民用电都是在楼宇内实现的，也就是说加州地区很大程度上是建筑耗能。1997年，加州有25%的家庭拥有家用电采暖设备，而这些采暖设备的能耗要占到这些家庭的总能耗的31%；40%的家庭有空调设备，其中28%是集中的户式空调，有12%的是窗式、分体式空调。仅以每个独立的空调设备的功率是1匹来计算，这个数字也已经是相当可观。 更出乎人们意料的是，位于加州的闻名世界的高科技产业园区“硅谷”，居然是加州第一耗能大户。而且，耗能量增长的势头强劲。据统计，硅谷在用电高峰时的需求增长率是洛杉矶的6倍，是整个北加州地区的2倍。 1999年，美国纳斯达克一路窜红，INTERNET风靡全球。而美国硅谷就是号称世界互联网中心SERVERFARM，许多声名远播的互联网网站的服务器就设在硅谷。服务器昼夜运作，散热很多，为了维持这些设备的正常运转，长期保持室内恒定低温就是必需。据测算，在硅谷的写字楼里，平均每平方米就要消耗1千瓦时的电。是普通办公楼按平米计算耗电量的10倍。圣何塞的互联网中心高峰时的用电是12KW，相当于3个钢铁厂的耗能。 美国加州的电力危机为人们敲响了警钟，同时也给人们带来了启示。其一是，高科技产业是“环境依赖型”产业，它并不象人们以前所预想的那样是“无烟”的低能耗的“先进产业”。高科技产业同样需要耗能，只不过它是将传统产业的工艺耗能转化为了环境(建筑)耗能。 空调设备为降低互联网服务器周围的热度所做的制冷运行就是环境(建筑)耗能；大规模集成电路的成品率也需要一定温度的生产环境来保障。中国北方常见的火锅城堪称建筑耗能大户，因为它需要空调低温来控制火锅烟熏火燎的造成的高温环境，但火锅城每平方米的耗能是400W，仅仅是硅谷写字楼每平方米耗能量的40%。专家指出，未来无论是现代工业还是居民生活方面，建筑(尤其是冷暖空调)的耗能将成为全球耗能的主体。 能耗：中国该向哪里走 早在20世纪70年代，美国的一个能源研究小组曾经提出了一个惊人的观点：改善用电效率比兴建和运行电厂的花费更少，即节电越多效益越大，这就是著名的“需求侧管理”理论(DSM)。美国在加利福尼亚、西北太平洋、新英格兰和威斯康星州对能源领域实施DSM规划，到1998年节约能源费用达100亿美元，取得了电力工业效益最大化的成功实践。 中国的电力总量位居世界第二，2000年的发电量是3亿千瓦，呈现结构性电力富裕的局面。 我国人均用电量不到世界人均的50%，农村有3500万人口没有用上电。在大城市则是峰时电力供应不足，而谷时有余，这是城市中人们大量使用空调造成的结果。我国发电设备的年利用小时数呈逐年下降趋势，负荷不均匀。 对此，龙惟定提出了几点忧虑。其一、我国家用空调的数量增长迅速。1999年我国的家用空调产量是1337.64万台，国内的销量约为1000万台，居世界首位。据估算，当我国的人均GDP达到4000美元时，住宅空调将在全国普及。假如按照GDP每年10%以上的增长率来计算，只需6～7年就可以达到人均4000美元的目标。据有关专家估计，这些城市拥有的空调的数量届时将达到2240万台，总耗电量将达到2240KW以上，占总发电量的18%。其二、电采暖和电锅炉的应用普及需要慎重。采用蓄热式(水蓄热或相关材料蓄热)的电采暖炉和电锅炉的确可以达到削峰填谷的作用，使得电力得到充分应用。但我国目前的电锅炉有将近1万台，约100万KW，但是真正蓄热式的却只有10%。在目前的条件下推广这些电采暖设备无异于杀鸡取卵。发展推广蓄热式采暖设备应该是一个发展方向，但需假以时日。 如何应对我们即将面临的用电紧张局面呢？龙教授的观点是利用西气东输带来的机遇，大力发展应用CCHP(冷热电联产)，建立综合气体燃料体系。 1997年以来，中国每年发电量按5%～8%的速度增长，而工业用电量以17.9%的速度下滑，一方面造成“电力富余”的假象，另一方面由于电空调具有耗电大、集中性强的特点，这就造成了中国许多城市如上海、北京、济南、武汉、广州等上百座城市普遍存在夏季缺电现象。这种情况在我国已经相当普遍，有些城市的空调负荷已经占到尖峰负荷的50%以上。 实现冷热电联产，就是要将城市的供热供冷一条龙调配起来，以更加合理的方式，规模化地利用能源，可以达到节能效益最大化的目的。有人提出了城市燃气峰谷与电力峰谷互补使用的观点。如上海1999年冬季电力最高负荷700万千瓦，而夏季电力最高负荷达到901.3万千瓦。夏季用电为冬季用电的129%。而人工煤气冬季用气最高的平均日用气量为692万立方米，用气量最低的夏季平均日用气量470万立方米，夏季用气仅为冬季的67.9%。专家分析燃气峰谷差发现：城市燃气用途单一，过去主要用于采暖和热力，极少用于制冷。如果推广冷热电联产，根据供求情况使用燃气或电力供冷或供热，将使城市燃气与电力峰谷严重的季节性不平衡矛盾迎刃而解，达到燃气与电力企业效益彼此促进的效果。 建立冷热电联产的第二代能源系统的路仍然漫长。龙惟定教授强调说，冷热电联产系统的研制与试点应该避免商业化操作，应将此类技术在建筑中的应用视为高新技术。龙教授的设想是，首先加强对CCHP的系统配置，开展运行经济性和合理设计的研究；然后在住宅小区逐步推广，建立样板小区，进一步探索冷热电联产在融资、运行管理中的问题。 当然专家们最关心的还是燃气与电力的价格问题。中国煤炭、石油、天然气的价格已经走上了市场定价或接近市场定价的轨道，其价格等于或高于国际市场价格，而电力却处于在国家行政对市场的强大干预之下，电价受到严格管制。近几年，中国电力供应除夏季以外出现了大量的富余，电力部门为了多卖电，采取了许多短视的优惠降价措施，使电价和电力市场被进一步扭曲。垄断使电价偏低，导致了电力与其他能源比价不合理。 燃气价格直接决定使用，合理的鼓励使用清洁能源的价格才是最终达到节约能源的最终决定因素。专家认为，当1立方米的燃气价格等于3度电的价格时，人们使用燃气的积极性才会被调动起来。看来，市场调节与环境取向相结合，当是解决能源问题的不二法门。