下面这是雪灾引起的两篇思考之一,压到现在才发。想法是尽量往通俗易懂的层次写,但是水平有限,可能在通俗表达的过程中牺牲了一些严谨和全面,如果您看到有问题,请提出来,谢谢!
分布式能源供应与抗击灾害
讲究养生的朋友们都知道:食不在精,而在杂。要保证营养供应全面且均衡,饮食的种类不可以单一。
做投资的同志们也晓得:不能把所有鸡蛋放在一个篮子里。否则虽有可能一次赚大发,但也能亏的血本无归。
生活中吃的、花的都在意多样性,不知道有几个同志看到今年郴州断电十数天之后,对自己所住城市和小区的能源供应安全操了心。
在能源终端供应上,同样也是有多样性一说,学名叫做分布式能源供应。听上去挺专业,实际很简单,就是说在依靠电网供应电力的同时,在用户端综合利用各种方式,满足能源需求。这个用户端,可以是一个小区,一栋楼房,甚至是一户人家。精打细算的同志们要瞪眼了:变电站都修到小区门口了,拉上闸就来电,还有必要考虑其他什么各种方式吗?多花那钱图个啥?
要回答这个疑问,得先解释一下日常生活电力的来路。首先,发电厂将发出的电能通过高压、超高压“输电网”传送到主要目的地-如城市-的变电站,经过变电站降压之后,由“配电网”将电能配送到各个用电单位如居民小区,然后电能再经过配电变压器进一步降压之后,就成为了220伏家用电被供给入户。在这层层传输过程中,电能会损失9%-20%。
如果完全依赖电网供应,不仅在自然灾害导致的“输电网”断开情况下电力供应无法为继,最后导致二次灾害的产生;而且即使在平时用电高峰期如暑天里,“配电网”负荷也会大大增加,最后只能为了电网安全而拉闸限电。到了这时候,再干瞪眼,也没办法了。
不是还有燃油发电机么?没错,可是像今年郴州这样的情况,交通都被阻断,燃油又能维持多久呢?而且话说回来,拿燃油发电机做“速效救心丸”可以,可是要给电力供应的“健康”,还是要在平时的终端能源供应多样性上想办法。还有一点还需要特别强调一下,家庭里需要的可不只是单一的电能,热能也非常重要,例如冬天的供暖就是一个安定生活的必要条件。
现在就来了解一下分布式能源供应吧。作为不依赖电网的稳定电力供应来源,需要满足三个条件:一是来源容易获得,二是技术上成熟可行,三是经济上可以接受。
聪明的你一定想到了:这不是在说太阳能嘛。是的,太阳能是只要见得着天的地方就有,利用也已经是遍地开花。农村房前屋后,城市里的楼房顶,很多地方都装了太阳能热水器。在这一项上,中国已经占了世界太阳能热水器安装量的70%以上,是名副其实的老大哥。而且太阳能也不只是可以烧热水,还可以通过太阳能光电板发电。在德国,政府通过立法鼓励居民在自己房顶安装太阳能电池,对所产生的电能通过家庭电网进行补贴性收购,这使得在自家屋顶装太阳能光电板成为了一项可稳定获利的长期投资,以至于德国的大学生们甚至已经开始凑钱来做这行生意。在中国,山东省提出了“百万屋顶阳光计划”,推广太阳能热水器的应用;上海市甚至提出了10万个太阳能屋顶发电计划,推广太阳能光伏电池的应用,尤其是在夏季用电高峰时,使居民减少对电网的依赖。
有的同志要问了:那像今年南方这样风雪连天的情况,太阳能还能靠得住么?
可不只是风雪天太阳能利用会受影响,阴天、雨天、尘暴天,只要不是艳阳天,太阳能利用都会大打折扣。而且这白天还好说,天黑了,停电了,拿啥上网看电视呢?别担心,太阳能罢工了,还有风能呢。一般提到风能,大家印象里都是蓝天白云,暖风阵阵,一连串巨人般的风机,优雅地转呀转。实际中,很多风电厂是建在人迹稀少,气候恶劣的地带,因为这些地方常年风吹不停,风机运转时间长,发电量自然也就高(除了少数风暴天气,为了保护设备,需要停机)。但是当我们的分布式能源供应,因为需求有限,大多涉及的是功率较小而且总装机容量有限的小型风电系统。这些小风电系统可以为单家单户或者几户人家提供电能供应。在地广人稀、人员流动性强、电网覆盖不足的内蒙古牧区,小风机的应用非常普遍。而且新型的垂直轴小风机在抵抗极端天气上有很大潜力优势,如芬兰一家公司生产的小型垂直轴风机,不仅在沙尘暴天气里运行如常,甚至在零下四十多度的暴风雪里和南极的飓风中,也是照常工作,而且只要微风就可以启动发电,完全可以满足单个家庭的应急使用。在电力供应正常时,也可以分担家庭电力负担,还可以像太阳能一样在家里不需要时,将发出来的电能传回电网。(目前国产的水平轴的风机质量上还是有所欠缺)

雪中矗立的垂直轴小型风机
上面说的太阳能电池和小型垂直轴风机的分布式应用,它们作用很明显,可是成本上无论对居民小区还是普通家庭来说都还是偏高。那就来看看另外一个选择吧:小型的生物质能热电联产系统。这个大家有点陌生,通俗说来就是给居民小区装了个大锅炉,把农村废弃的农作物秸秆麦秆或者林业地区的树枝树杈拿来当燃料(有些情况下也会和化石能源混合使用),在发电的同时还提供热水和暖气,由此充分利用了能源。还有一些使用生物裂解燃料的锅炉也正在研发之中。
此外,在有条件的地区,合理有效的开发地热,也是一个非常经济的选择。中国的地热资源分布广泛,应用也已很普遍,有很多单位小区在自己开发地热供应热水和暖气。
在开源的同时,为了把能源供应的压力降下来,还应该考虑到节能。这里需要提到的一样宝贝——热泵。它可以在耗费少量外界能量的同时,将低温处的热能传送到相对温度较高处,比如从空气中、湖底或者地下把热量收集起来传送到室内。挺新鲜吧,打个比方来说,这就是把制冷空调反了装。
分布式能源供应系统,除了基于以上提到的太阳能、风能、生物质能、地热能这些可再生能源之外,也可以依赖于当地的自有资源,如煤炭、天然气等。但是相对而言,可再生能源的分布要更广泛,获取也更便捷,当然也更加环保。北京奥运场馆已经带头使用基于绿色可再生能源的分布式能源供应系统,但是显然还是示范性的色彩更突出一些。为了促进北京甚至中国的能源结构调整,应对能源需求的持续增长与减排温室气体带来的限制使用化石燃料的压力,更加广泛的推广可再生能源的使用当然是一个重大的有利选择。而且就目前来说,技术上成熟的应用系统已经上市,虽然经济成本上还偏高,但是考虑到自然危机时减少对电网的依赖,供电紧张时减轻电网的负荷,缓解长期供电压力,保证家庭、社区电力能源稳定供应以及清洁环保减排这些价值之后,如果在政策上再有所激励,就可以使建立在可再生能源基础之上的分布式能源供应系统取得更大规模的应用,这也是一件对社会各个方面都有益处大好事。