美國落基山研究所的Amory B. Lovins博士及其領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在2012年首次提出重塑能源(即重新發(fā)明火)的新理念。落基山研究所為人類描繪了這樣的藍(lán)圖,Lovins博士認(rèn)為,僅基于現(xiàn)有技術(shù),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(yè)和電力行業(yè)的市場化整體解決方案,美國可以構(gòu)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(yīng)體系,該體系完全可以支撐美國經(jīng)濟(jì)2050年在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增長158%。
從舊火到新火
在國家發(fā)改委能源研究所與美國落基山研究所的重塑能源合作項(xiàng)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?;茉磶腿祟惤⒘爽F(xiàn)代工業(yè)文明,這意味著大規(guī)模挖掘現(xiàn)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(jìn)程的推進(jìn),我們發(fā)現(xiàn)原有的集中式、不安全、不環(huán)保的“舊火”能源系統(tǒng)越來越不可持續(xù)。因此,有必要建立一套新的能源體系。
而現(xiàn)實(shí)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(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)社會與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系。Lovins認(rèn)為,當(dāng)今社會存在很多結(jié)構(gòu)性弱點(diǎn),要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展,就需要擺脫對化石能源的依賴,增加經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的安全性。在他看來,“新火”能源體系包括兩方面內(nèi)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(tǒng)的轉(zhuǎn)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(yīng)結(jié)構(gòu);一方面則要在交通 、工業(yè)、電力等重點(diǎn)行業(yè)大幅度提高能源效率,減少能源消耗。
整合設(shè)計(jì)理念
重塑能源體系不僅需要技術(shù)的支持,更重要的是向理念的轉(zhuǎn)型,即采用整合設(shè)計(jì)方式,這也將帶來新的業(yè)務(wù)模式和競爭模式。Brian提出,很多只是現(xiàn)有的技術(shù),只需要在設(shè)計(jì)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(yè)、電力四個行業(yè)的實(shí)現(xiàn)路徑。
落基山研究所項(xiàng)目主任Jon Creyts告訴記者,交通行業(yè),在具體技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域有很多途徑可以達(dá)到2050年實(shí)現(xiàn)汽車、卡車和飛機(jī)比現(xiàn)有設(shè)備節(jié)能四分之三的目標(biāo)。例如,現(xiàn)有汽車的三分之二用能是用于驅(qū)動汽車本身的重量,因此,交通節(jié)能的重點(diǎn)是汽車的“輕量化”。超輕材料、先進(jìn)的制造技術(shù)以及電力驅(qū)動都是汽車的發(fā)展方向。用碳纖維材料制造車身,可以達(dá)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(shù)也可以成倍提高。這一技術(shù)最先進(jìn)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(yè)的節(jié)能目標(biāo),落基山研究所提出的目標(biāo)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(jié)能重點(diǎn)是窗戶隔熱保溫和整體化設(shè)計(jì)。Jon表示,采取整體化設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)6倍的節(jié)能潛力。其中,改裝6514個窗戶可每年節(jié)省能源開支400萬美元,加裝熱輻射屏蔽節(jié)省270萬美元,照明和插座改造節(jié)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(yè)行業(yè)重塑能源的總體目標(biāo)是2050年產(chǎn)出會增加84%,而能源使用減少9%-13%。針對目前的技術(shù),工業(yè)領(lǐng)域降低能源消費(fèi)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(yè)設(shè)備的系統(tǒng)損失;提高電機(jī)等能源設(shè)備使用效率;將廢棄能源回收利用。管道和泵系統(tǒng)的原理是,管道越細(xì),需要越多的能量推動內(nèi)含液體流動,因此可以通過擴(kuò)大管道半徑提高效能。
國家發(fā)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(fèi)結(jié)構(gòu)中,發(fā)展中國家占比在顯著增長。發(fā)展中國家大規(guī)模使用優(yōu)質(zhì)化石能源,將面臨資源平衡進(jìn)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(guī)模用油氣代替煤炭,重復(fù)發(fā)達(dá)國家曾經(jīng)走過的石油化之路 ,中國需要在能源消費(fèi)格局上實(shí)現(xiàn)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(gòu)建適合中國國情的節(jié)能高效的可持續(xù)能源體系以及對現(xiàn)有設(shè)計(jì)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(shè)想中,2050年美國的能源體系將是高效、聯(lián)通和分布式的,為美國節(jié)約5兆美元,達(dá)到石油、煤炭與核能零使用。國家發(fā)改委副秘書長趙家榮則在會上指出了中國的現(xiàn)實(shí)需求,中國十二五時期對節(jié)能減排提出了很多約束性指標(biāo),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(yè)行業(yè)做出實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。
正是基于實(shí)際的考慮,國家發(fā)改委能源研究所決定與美國開展重塑能源合作項(xiàng)目,將“重新發(fā)明火”的新理念引進(jìn)中國,期望在這個為期兩年的合作項(xiàng)目完成時,得出一份可操作性強(qiáng)的技術(shù)報告,提出中國2050年重塑能源的目標(biāo)、路徑與政策建議。原國家發(fā)改委能源局副局長白榮春認(rèn)為,其中最大的挑戰(zhàn)在于,美國與中國的國情不同,美國的工業(yè)對象數(shù)量與中國差別很大。他所了解的美國能源部關(guān)于美國能源重塑途徑的答復(fù)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(shè)計(jì)的革命。
重塑能源所涉及的不僅僅是工業(yè)設(shè)計(jì)、新材料、工程制造、甚至還包括云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)的各個領(lǐng)域的商業(yè)機(jī)會,美國落基山研究所預(yù)想的經(jīng)濟(jì)規(guī)模增加1.58倍正是新的更加生態(tài)的理念所帶來的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。這也為中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級提供了選擇性路徑。
除了技術(shù)與理念,財(cái)政部財(cái)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(jīng)濟(jì)手段促進(jìn)重塑能源的發(fā)展。第一,需要加強(qiáng)幾方面的稅收,資源稅應(yīng)當(dāng)盡快出臺,據(jù)悉,三部門已經(jīng)將環(huán)境稅(其中還包括碳稅)上報至國務(wù)院;第二,政府采購支持,應(yīng)加大力度將科技含量高的產(chǎn)品納入采購范圍,目前中國對節(jié)能環(huán)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(jié)能環(huán)保支出相對零散,下一步需要整合現(xiàn)有的扶持政策。