城市：更加光明的能源未来 众多能够快速、稳定地降低现代工业化国家的能耗的高能效解决方案和技术已经问世。通过对一座堪称能效的假想城市的研究，我们可以揭示这些解决方案的实际作用。

政府间气候变化专门委员会发布的一份，让每个人都清醒地认识到，气候变化已是不争的事实。显然，诸如天然气、煤和石油等矿物燃料的燃烧是温室效应的元凶。那么，怎样才能扭转局面？如果我们开始在汽车、发电厂和家用电器中采用能效的先进技术，会发生什么转变？如果一切从头开始，一座拥有1,000 万人口的假想城市需要消耗多少能源？这样做并不是异想天开，如果将这座假想城市与工业化国家的常规城市进行比较，我们将得出一些让人吃惊的结果……

每1,000 万人的能源需求和二氧化碳排量( 基于2007 年德国的数据)。节省热能、电能和交通能源，是从消费者的角度降低二氧化碳排量的有效的途径；减少损耗则是发电领域的主要减排因素。

下面，我们将以仅次于美国、中国、俄罗斯、日本和印度的世界第六大能耗国家德国的数据为基础，分析这座假想城市的能耗情况。目前德国每年要消耗14,100 多拍焦耳(PJ) 的初级能源(1PJ 等于1015J，即10 的15 次方焦耳)。德国人口为8,200万，也就是说，一座拥有1,000 万人口的假想城市应消耗大约1,715 PJ 的初级能源。事实上，德国的能源构成是：石油33.5%、天然气22%、无烟煤15%、褐煤11%、核能11%、水电、风能、太阳能、生物质、地热和其他能源占大约7.5%。发电设施本身和电力传输过程都要消耗能源，因此，将这些初级能源转换成可使用的能源形式会发生损耗。这样，用户真正使用的只有1,045PJ 所谓的“现场能源”.其中,工业和商业活动消耗了44%，家庭生活消耗了26%，交通部门消耗了30%。

在我们的假想城市，住户、政府部门和工业界，全都保证实行节能措施。可以从产生热量开始入手，因为在德国，有53% 的现场能源是完全用于为办公室和家庭供暖，以及提供生活热水和工业生产用热能。据德国七家能源协会组成的联盟机构——能源平衡工作组(Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen) 提供的数据，在私人住宅中，用于产生热量的能源占家庭总能耗的80%。

因此，用于产生热量的能源存在巨大的、易于挖掘的节能潜力。德国联邦环境署称，只要对老房子进行改造，为外墙和地下室顶棚加装隔热装置，以及安装隔热窗，就能将其能耗减少56%。老房子每年每平方米要消耗相当于17~25 升石油( 或立方米天然气) 的能源。相比之下，常规新建房屋每年每平方米消耗的能源为10 升/ 立方米，节能房屋仅为5 至7 升/ 立方米。更令人叹服的是一种所谓的“被动式节能房屋”，它每年消耗的能源仅相当于1.5 升石油或1.5 立方米天然气/ 平方米。

不足为奇的是，假想城市的政府出资对所有老房子进行了改造，并且要求所有新建房屋符合节能或被动式节能房屋标准。

工业和商用建筑与民居类似，用于产生热量和供暖的能源，占其总能耗的67%。通风和空调系统需要消耗电力。然而，在高能效的假想城市，这些系统不再是全天候满负荷运行，而是按需运行。在这里，配备了负责测量房间温度和空气质量的热传感器和二氧化碳传感器，以及用于判断房间里是否有人和需要多少新鲜空气的传感器。这些解决方案是西门子楼宇科技集团(SBT) 的专长，从医院、购物中心，到政府部门和学校，SBT 的节能都能找到其“能源漏洞”。通常，这种解决方案可以使许多建筑的能耗降低20% － 40%，而且不需要花大笔资金购置新的设施。

吝啬的电机。这座高能效的假想城市还堵上了其他的能源漏洞，如传动装置、传送带和泵等使用的电机。电机耗能量约占工业总能耗的70%。利用更高能效的智能电机，就可以节省大量能源。过去，几乎没有人知道工厂里的每一台机器各自要消耗多少电力。但西门子自动化与驱动集团开发了一款分析软件，可以向业主提供此类数据。该款软件通过分析工厂的生产过程，计算出每一台机器在什么时候消耗了多少能源，从而揭示潜在的优化空间，查清能源“耗子”。

当然，余热也得到了有效利用。针对玻璃、冶金、制药和水泥生产等将产生大量余热的行业，西门子工业系统及技术服务集团提供了一种完美的解决方案。这些解决方案的原理都一样。余热使液体变成蒸汽，蒸汽推动轮机，轮机再产生电力。

无疑，所有这些措施都要花钱。鉴于地方政府的预算一般都很紧张，能效保证合同是一个理想的解决方案。根据这种合同，西门子负责制定和部署新的解决方案，确保实现节能。地方政府则利用节能带来的经济效益，向西门子分期支付解决方案的费用。这种做法不会对地方政府造成经济压力，而且当十年合同期满后，客户将独享所有的节能收益。例如，在柏林，SBT 已经对11 家游泳馆进行了改造，更换了锅炉并安装了更高能效的余热回收利用装置和温水处理系统。此外，SBT 还将其使用的燃料从石油改为天然气。现在，这些公共游泳馆每年可节省163 万欧元的费用，相当于过去的能源费用的三分之一。对于原有的市政建筑，能效保证合同特别有效，通常可以将能耗减少一半。许多医院和大学也成功实施了能效保证项目。

控制能源消耗。这座假想城市也在能耗占交付能源28% 的第二大耗能大户——交通领域，采取了相关措施。就在不久前，仍有560 万辆乘用车穿梭在这座假想城市的街头，每年排放1,500 万吨二氧化碳。正因为如此，该市的居民开始使用四通八达的现代化公交网络，特别是在税收制度和各项费用加重了高排放车辆的费用之后。新的公共汽车和地铁非常舒适，发车频繁、行车准时，并且，得益于轻型材料和再生制动系统，能耗比上一代产品降低了30%。此外，人们驾驶的混合动力汽车可将制动能量储存在电池中，电池再驱动电机，从而节省了约20% 的燃料。通过将电子传动装置和电子制动装置直接集成到每个车轮上，还可以节省更多能源。与此同时，通过互联网获取的信息和高效的交通引导系统有助于防止交通堵塞，方便停车。

绿色能源生产。如果没有减少耗电量，我们的城市也当不了能效。虽然电力仅占德国消耗的能源供应总量的22%，但实际情况没这么简单。要知道，电力首先是在燃气发电厂、燃煤发电厂或核电站生产出来的，在发电过程中，将损耗50% 至65% 的能源。换句话说，在德国，有40% 的初级能源是用于发电。但能效用不了这么多，它采用了像联合循环发电装置这样的设施，更高效地利用初级能源。目前，采用燃气发电的联合循环发电装置已经可以实现58% 以上的发电效率。能效城市还充分利用了各种热能，将燃料转换率提高至80% 以上。此外，他们还通过管道，将发电过程中产生的蒸汽和热量输送给附近的工厂和公寓。

在Irsching 镇，西门子正在为E.ON 电力公司建设一座570 兆瓦的联合循环发电厂，这个项目表明，60% 以上的发电效率很快将成为行业标准。这座发电厂的是西门子在柏林制造的一台长13 米的燃气轮机。它重达444 吨，相当于六台柴油机车的总重量，但发电量却是这些柴油机车的100 倍。实际上，该发电厂可以向像汉堡这样的城市提供375兆瓦的电力，满足其居民的用电需求。据预测，这座发电厂将在10 年内，达到63% 的发电效率。想想看，如果将全世界所有的燃煤发电装置更换成的联合循环发电装置，每年就能减少排放40 多亿吨二氧化碳，多么惊人！

可再生能源也有助于我们的假想城市减少二氧化碳排放。例如，几乎所有的公共和私有建筑的屋顶都安装了太阳能电池。风力发电厂、太阳能热电厂和地热发电站以及生物质发电厂也可以提供电力，而且大部分生活垃圾都可以被转换成发电燃料。

家庭节能。高能效假想城市的居民也为节能做出了贡献。冰箱、冰柜、烤箱、洗衣机和洗碗机消耗的电力，几乎占家庭用电的一半。从1990 年到现在，这些家用电器的耗电量已经降低了30% 至75%，因此，购买新家电是明智的投资。伍珀塔尔(Wuppertal) 气候、环境和能源研究所预计，在德国全国范围内更换旧家电，可将每年的耗电量减少79 亿瓦或28.4 PJ，这相当于近500 万人的年均耗电量。

这座高能效假想城市的照明系统也进行了全面改造。在德国，超过10% 的电能用于照明，在，这个比例达到近19%。按目前的能源结构计算，这相当于每年排放20 亿吨二氧化碳，也等于7亿辆乘用车的排放。照明系统的节能空间巨大，并且易于实现，因为节能灯泡的耗电量多可比常规灯泡低80%。LED 灯泡则更胜一筹，其工作寿命比白炽灯长50 倍左右。

至今仍有许多生产工厂在使用数千只日光灯，节能空间巨大。技术的镜面格栅灯、电子镇流器和可以自动调节为自然光的调光器，多可以将照明相关电力消耗减少80%。

归功于住宅、建筑、工业、交通和发电厂等领域采用的多种先进技术实现的节能，一座高能效的城市可以将初级能源消耗和二氧化碳排放减少50%。对一座假想城市的分析清楚地表明，现在已有多种可以大幅降低能源消耗的解决方案。换句话说，我们无需开发这些解决方案，只要尽快使用它们就可以了