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主题:【翻译】可再生能源--消除温室效应 1序 -- hwd99

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家园 27 英国五项能源计划

27 英国五项能源计划

如果我们摆脱化石燃料,我们需要制定一个基本计划。还需要在政治上和财政上行得通。政治和经济不是本书的组成部分,所以,我将简单讨论计划的技术部分。 提出了许多计划。这里介绍其中5个。不要将其中任何 一个计划,看成是作者推进的计划,我推荐的是,

确信你的政策将能增加一个计划。

每个计划有一个消费方和生产方,我们必须确定我们将消耗多少能量,如何生产这些能量。为了避免计划占很多页,我简单将能源消耗分成三类,交通,热和电。这非常简单,忽略了工业,农业,食品,进口等。但我希望这种简化是有帮助的,让我们能在一分钟内比较和对比不同计划。我们最终需要详细的计划,但不是今天。我们离目标还如此之远,只能做简单介绍。

我这里阐述的方案是我认为2050年技术上是可行的方案。所有的都使用相同的消费要求。我再次强调,这不代表我认为这是正确的方案,也不是唯一的方案。我仅仅是不想介绍很多方案,让你目不暇接。在生产方面,我将阐述多种可再生能源,清洁煤炭和核能组成的计划。

目前情况

简化版国家情况如下:交通能耗是每人40kWh/天。主要消耗的是汽油,柴油和煤油。取暖能耗是每人每天40kWh主要使用天然气。电能消耗是每人每天18kWh,使用煤炭,天然气,核能,能量是每人每天45kWh。其它27kWh进入冷却塔(25)和输电线路(2kWh/人/天)。总能耗是每人每天125kWh。

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图27.1 2008年英国能耗简况和未来计划

所有5个计划的共同特征

在我的未来简要计划中,能量消耗减少,主要通过更有效率的运输和取暖技术。 在未来5个计划中,交通采用电动化。电动汽车效率比汽油车高得多,能量需求大幅度减少。公共交通也电动化,良好整合,处于优先地位,能更好地为顾客服务。我假设,电动化提高效率4倍。仅仅增长会减少部分因效率提高带来的节约,净效率是降低能耗一半。还有少数汽车不能电动化,我们制造 液体燃料,如生物柴油,生物甲醇或纤维素乙醇。运输能耗是每人每天18kWh电和2kWh液体燃料。电动汽车电池作为储存设施,帮助解决电力供应和需求的波动。生产生物燃料需要占用12%英国土地(每人500平米),假设生物燃料制造来源于1%效率植物和转化为燃料效率33%。替代方法是进口,让其它国家发展农业生产生物燃料出口给我们。

在所有5个计划中,加热能耗是通过改善住宅绝热性能,控制温度(通过控温器,教育等)。新建筑要求很好绝热,不需要加热取暖,老建筑采用地源热泵,或采用太阳能热水,或使用电等。位于森林和能源植物附近的建筑,取暖使用生物质。取暖能耗从40削减到12kWh/人/天电,2kWh太阳能和5kWh生物质。

用于取暖的生物质来源于附近的森林和能源植物,如芒草,柳树和杨树,占地面积30000平方公里,或人均500平方米。对应18%农业用地。能源植物主要生长在贫瘠土壤,而肥沃土壤主要用于生产食物。500平米土地年生产0.5吨生物质,能量为7kWh/天,其中30%损失在处理和运输图中,最终给每人供应每天5kWh能量。

在这些计划中,我假设目前的电力需求,包括电器,电灯等。我们仍然需要18kWh电/天,电灯效率改进了,使用二极管灯,许多电器效率提高,但是,由于经济增长,我们增加了电器数目,如视频会议系统,帮助我们减少旅行。

在这个计划下,总的每人每天的电耗增加了,包括18kWh用于运输,12kwh用于热泵,总共48kWh。是目前电耗三倍。它们的来源是什么?

让我们来描述可能的来源。不是所有的来源是可持续的,但它们是低碳的。

制造电能的方法

为了得到许多电能,每个计划都要利用陆上和海上风电,还有来自沙漠国家的太阳能,废物焚烧,水电,波浪和潮汐发电。还有核能,清洁煤炭技术。目标是为每人每天发电50kWh。考虑某些损失,我们从分析得到的48kWh增加到此。

某些计划需要从其它国家进口电能。为了比较,我们看看今天进口的电能。2006年英国进口了28kWh燃料/天/人中的23%,包括煤炭18,原油5和天然气6kWh。核燃料通常不计为进口,因为它不易储存。

在5个计划中,我假设市政垃圾焚烧,而不是填埋。每人每天产生1kg垃圾焚烧,供应0.5kWh电,假设农业垃圾也焚烧,产生0.6kWh电。焚烧系统需要安装3GW设备,十倍2008年,如图27.2. 有700万居民的伦敦,有12个30MW垃圾焚烧发电厂,伯明翰1百万人有两个。每个20万人城镇应建一个10MW垃圾焚烧发电厂。一些认为焚烧垃圾危险或困难,脏的人,应参考图27.3,该图显示欧洲很多国家焚烧垃圾比英国多得多,包括德国,瑞典,丹麦,荷兰和瑞士。没有出现卫生问题。另外一个好处是,它消除了垃圾填埋场释放甲烷问题。

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图27.2 英国垃圾发电设备,显示平均垃圾发电能力等于1公斤垃圾发电0.5kWh。

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图27.3 左:市政垃圾填埋和焚烧比较

右:循环利用的垃圾与焚烧或填埋的垃圾。每个国家标准了循环利用比例。

在这5个计划中,水电贡献给每人每天0.2kWh,与今天相同。

电动汽车能够动态调节电网负荷。给电动汽车充电的平均功率是18kWh/人/天。因此,可再生能源,包括太阳能,风能的波动就被电池充电的开关所平衡。白天电力需求波动增大,因为使用电来取暖和烹调。如图26.16.为了确保10GW需求持续5小时的供应,所有计划都建设新的抽水蓄能电站。类似Dinorwig。50GWh储能能力,等于5个Dinorwig,装机功率2GW。还有一些计划增加储能能力。还建设2GW的一条到挪威的高压输电线路。

计划D 生产足够的电

D代表国内分散,使用每个国内可能的发电能力,对其它国家依赖很少。

下面是如何提高每人每天50kWh。风能8(20GW平均,66GW峰值),加上400GWh抽水储能电站。太阳能3,垃圾焚烧1.3,水电0.2,波浪2,潮汐3。7,核能16(40GW),清洁煤炭16(40GW)

风能需要在2008年装机容量基础上,增加30倍。英国风能是德国3倍。安装海上风能需要增加50个海上机船。

太阳能需要每人6平米20%效率光伏电池。面向南方的屋顶都要安装电池板。对保护古建筑组织来说,给传统乡村老房子安装很多电池板是一项经济的方法(图6.7)。

垃圾焚烧对应每人每天1kg生活垃圾,获得0.5,同样数量的农业垃圾获得0.6.水力发电每人每天获得0.2kWh,与今天相同。

波浪发电需要安装16000个Pelamis深海波浪发电设施,占据大西洋 830公里海岸线。

潮汐发电血液安装5GW设备,2GW安装到大坝上,2.5GW安装到潮汐泻湖上,可以同时用在储能系统。

核能发电包括安装40GW设备,等于2007年4倍。如果我们达到每人每天16kWh,我们的水平就介于比利时,芬兰,法国和瑞典之间。按照人均计算,比利时和芬兰是12,法国和瑞典分别是19和20.

清洁煤炭发电需要利用目前的发电站,大约30GW,增加碳捕集系统,将消耗能力,使输出减少到22GW,新建18GW清洁煤炭发电占。需要给每人每天供应煤炭53kWh,比今天使用化石燃料略多。以上是我们在23章所说的持续供应。这与消耗速度是今天的3倍,如果我们不重新回复煤矿,我们就进口煤炭生产32%电力。重新恢复煤矿需要增加每人每天8kWh煤炭供应,英国可能不能自给煤炭。

你是否反对这个计划,或感到有问题?如果是的或,后面的计划也许会使您喜欢。

其他几个计划就不再翻译了,请大家直接看图27.9

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图27.9 所有5个计划


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