niweidou的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/niweidou 倪维斗,清华大学教授,博士生导师,中国工程院院士。

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终端利用节能

已有 5065 次阅读 2009-12-29 20:14 |个人分类:未分类|系统分类:观点评述| 节能减排

目前我国的单位产品能耗较高,高出世界平均水平20%-30%,通过技术进步降低能耗仍有一定的空间,而节能最有效的措施是从需求侧减少对钢铁、有色、建材、石油加工、化工和电力等高耗能产品的需求。

任何可用能都是从能源开采、运输、转化(主要是发电)、输配至终端用户。以发电为例(图1),到达终端用户的有效输出只有原开采能源的1/4-1/5,终端设备(风机、泵、压缩机等)提高1%的相对效率就相当于能源源头提高4%的相对效率,终端设备节能具有倍数很大的“放大”效应。因此,除了提高整个产业链各环节的效率外,更应把终端节能放在首位。



图1发电终端节能的“放大”效应

量大面广的压缩机、风机、泵等通用机械是我国工业领域最主要的耗能设备,泵、风机、压缩机三类产品年耗能总量占全国发电总量的40%以上,其中泵类占 20%、风机10%、压缩机10%。但这类产品的设计效率、系统运行效率和实际运行效率比发达国家约低30%,若通过提高效率,节约的电能为目前发电总量 的12%。

另一个突出的例子是汽车能效。从石油开采到车轮的推进力只剩下小于1/5的能量,再考虑推动有效载荷(乘客),只有近1/50 的能量可资利用(图2)。所以,对车辆来说,减少各种摩擦、阻力、车身自重(用超轻材料),提高有效载荷比例是节能的关键,其“放大”效应是几倍到几十 倍。




图2 汽车终端节能的“放大”效应

同理,对建筑能耗不能单从运行过程中的照明、采暖、空调计算,而必须进行全生命周期分析,把建房的耗能折算进来。通过建筑能耗的全生命周期分析可知(图 3),设计规范化、产品质量提高和房屋使用寿命延长,可以大大减少全生命周期的能耗。建筑的设计对建筑的全生命周期节能具有非常重要的作用,如建筑的选 址、门窗、屋顶、围护结构、采暖系统、空调系统、管道布置、照明等一旦设计建成,对节能的技术路线就基本锁定。因此,要从全生命周期考虑建筑节能,在意 识、技术和管理等多方面采取节能的措施,加强监督和管理。




图3 住宅建筑全生命周期的各阶段
 

总之,节能最有效的措施应重点从需求端入手,充分利用终端设备和人的消费行为的“放大效应”,制定严格的市场准入标准(风机、水泵、电器、建筑等)、重新修订机械和土木设计标准、减少材料用量,定位合理的消费水平,引导合理的消费方式,尽可能地减少终端能源需求。

节选自倪维斗等《关于广义节能的思考》, 全文发表于《中外能源》 2009年第2期



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