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让人民能源独立

2012-12-20 18:22:00 中国能源网

传统技术的末日

2012年10月28日至30日,一个命名为“桑迪(Sandy)”的飓风在肆虐了加勒比诸岛国,并造成巨大伤亡损失之后,又横扫了美国的东海岸,导致美国东部地区大面积遭遇末日般的狂风暴雨、暴雪和洪涝灾害,引发了大范围的停电、断水、通讯和交通中断,一些地区发生的火灾焚毁了数百栋房屋,交通事故此起彼伏,2万架次航班被取消。全美17个州820万户被困在家中的居民蒙受断电之苦,影响范围波及美国5000多万人口。“桑迪”毁坏了大量公共设施、民房、建筑,使得数十万人无家可归,113人死于非命,损失超过500亿美元,成为美国历史上影响最大的“世界末日”般的自然灾害。

灾难毁坏了纽约、新泽西地区的电力系统,数以百万的家庭供电中断。由于电力中断造成电动水泵驱动的排水系统无法工作,纽约的地铁、通往外部的隧道和无数建筑的地下室都被洪水灌满。被困在曼哈顿高楼大厦中的纽约人被断电、断水、断暖、断炊、断电梯,上上不去,下下不来;澡没法洗,厕所没法冲,甚至饮水都成了问题;电视看不见,电脑不能工作,手机、IPAD没法充电,断电使手机及无线网络无法正常使用,人们一夜之间回到了无电原始社会。被“桑迪”摧毁的电力系统迟迟无法恢复,住在纽约长岛的4.5万用户在风暴过去15天后,仍生活在无电可用的环境之中。愤怒之极的民众在电力公司门前抗议,而电力公司抱怨由于电价低,投资不足,电网过于陈旧。但是,人们在质疑,按照目前的电网模式,即便增加投资,在这样的灾难之中能够保障电力供应吗?

事实上,并非所有住在美国东海岸的人们都陷入无电的尴尬,在纽约、新泽西地区那些拥有分布式能源系统的建筑、学校、酒店、居民区,甚至家庭,都没有陷入无电可用的境地。埋在地下的天然气管网始终保障着供气,而依靠天然气的分布式能源装置也始终保障着用户的电力、热力供应。在曼哈顿,人们不得不排队等待在拥有分布式能源供电的酒店租到一个房间,等着进去洗澡、充电、看电视,享受人间的现代生活。

被描述为世界末日的2012年12月21日“冬至”,在玛雅人的历法上其实是一个新时代的开启。据玛雅长老们解释,玛雅的历法由公元前3114年开始,5125年为一个长周期,每394年一个轮回,现在已经过了13个轮回,结束时间为2012年12月21日,并非指这一时间是世界的末日,而是一个新的长周期和轮回的开始。也就是说,人类将开启一个新的纪元。那些依附于天然气管网系统的燃气分布式能源系统在灾后黑暗中的北美东海岸就像星星之火,为人类能源的利用方式带来了新的时代。如果说,火创造了人类的文明,能源技术推动了人类的社会进步,那么新的能源技术自然将为人类开启一个新的时代。

分布式能源在美国的成功业绩,在4个月前的印度大停电中也曾凸显。2012年7月30日,印度当地时间凌晨2时30分,由于天气炎热居民大量使用空调、农民大量偷电灌溉、各邦电力公司肆无忌惮地超负荷用电,造成北方电网出现大范围崩溃。北方电网包括首都新德里在内的9个邦,占印度全国负荷18%的3567万千瓦的负荷停电。超过3.7亿人在酷暑中被惊醒,在黑暗闷热中不知所措。一个个陷入瘫痪的城市中路灯、红绿灯熄灭,铁路交通中断,地铁停运,电梯无法运行,供水系统瘫痪,加油站无法工作,居民被迫在盛夏酷暑中忍受没有电扇、空调、冰箱和水的煎熬,并因为电视、广播和互联网中断而陷入末日般的恐慌……

印度停电是家常便饭,印度的电力公司应对停电也比美国更有效率。7月30日清晨经过印度电力部门的积极抢修,已经恢复了60%的供电;下午1点,70%的停电用户恢复了供电,并在首都新德里全面恢复了供电;下午4点半,恢复了85%的供电;随后95%电力用户也都陆续恢复了供电。然而,在印度北部电网恢复供电数小时后, 7月31日下午13点05分,包括首都新德里在内的被同步交流电网紧紧绑在一起的印度北部电网、东部电网和东北电网像是多米诺骨牌一样接踵崩溃,全国28个邦中有20个邦再次无电可用。6.7亿人口受到了停电影响,成为人类有史以来影响人口最多的一次电力系统事故。

在这次大停电中,同样也是那些拥有分布式能源的用户没有受到影响,其中最著名的就是“DLF数码城”。DLF公司是印度最大的房地产商,该公司在印度德里机场附近哈里亚拉邦葛冈镇开发建设了一个占地面积超过12 平方公里的现代化“私营城市”。其中的“DLF数码城”是其中一个基于诸多标志性建筑和具有未来形态基础设施系统的典范城区,为微软、诺基亚、爱立信、渣打银行等世界五百强企业,以及为印度的软件和信息服务企业提供了总建筑面积超过180 万平方米的现代化建筑群。

印度的电网公司与中国一样不仅要向用户征收巨额的电力系统配套费用,还无法承诺保障供电质量和供电的可靠性,甚至连建设工期也难以保障。

这迫使DLF异想天开地在区内十多幢顶级高楼的地下室内安装了互联网式的分布式能源系统,使全部12 幢建筑都依靠该系统供电、制冷和供应生活热水。

这一互联网式的分布式能源系统由安装在不同楼宇中的59台发电机组形成了186MW的供电能力,每台机组平均容量仅3.15MW;并利用发电机余热为所有12栋建筑提供了275MW的空调负荷。

中国的远大公司为该系统提供了33台余热吸收式制冷机组,形成了相当于每建筑平米103W供电负荷和153W的供冷负荷,100%满足了建筑内大量计算机消耗的电力和冷却及空调的需求。为保障该分布式能源系统安全可靠、高效运行,他们采用了智能电网技术和智能冷网技术,采用了互联网服务器式的阵列式机组布置模式,使用多套小容量机组平行供电,并将全部余热回收梯级利用,将系统能效提高到85%。该系统依靠从卡塔尔进口的液化天然气,通过天然气管网趸售,并使用液化天然气备用调峰,使自己的能源系统完全独立于电网之外运行。在环保上大幅度减少了燃煤发电生成的粉尘、二氧化硫、氮氧化物和MP2.5,每年净减少 3.6万吨二氧化碳排放,相当于种了 190 万棵大树。而全部投资可以在2~3年内收回。

在印度和美国大停电之后,全世界从事能源战略的研究者都越来越清晰了一个方向,未来的能源系统应该是DLF模式扁平化的互联网系统,而不是

传统规模经济结构的金字塔系统。

两条能源战略主线

美国和印度的尴尬早已被预料到的,早在2001年初,我们和中国科学院徐建中院士就已经清晰描述了信息时代能源系统的形态。它将是一个互联网式的能源系统,——以清洁的天然气分布式能源为主,以分布式的可再生能源,以及分布在用户端的各种资源综合利用热电设施为辅,通过信息化的电网、天然气管网、热力管网和供冷管网将它们彼此连接,结合蓄能储能,相互补充,相互平衡,相互保障,将能源的利用效率大幅度提升,将污染和温室气体排放降至最低,在经济可行的前提下,最大限度提高能源的自保能力和能源安全,实现能源的可持续发展。我们将其称为“第二代能源系统”。

人类将从传统的大型金字塔式能源系统,走向扁平化的互联网式的能源系统。

为什么叫“第二代能源系统”?今天的能源模式是在1870年第二次工业革命之后形成的。第二次工业革命的科学技术突破主要表现在三个方面,即电力的广泛应用、内燃机和新交通工具的出现、新通讯技术的发明。而这一时期的工业系统主要是不断追求“规模效益”,将城市、企业、工厂、发电设施与电网等等越建越大,将社会化的生产规模发展到极致,主要依赖那些集中的资源,如煤炭、石油等。这种追求规模的经济模式同时也带来了巨大的代价。日益严重的环境污染与温室气体效应;地缘政治冲突与争夺资源的杀戮;垄断与社会的不公;贫富差别与腐败……

直到互联网革命的成功,以及天然气分布式能源(当时被称为CHP—热电联产)在上世纪七十年代能源危机之后得以普及,人类突然意识到时代即将发生变化,我们不必再遵循“规模效益”这一金科玉律。信息技术的突破使我们完全有可能根据经济、资源、环境和需求的实际效益因地制宜地确定规模,人类可以向互联网一样创造一个广泛参与的,由各种能源共同组成的,相互补充,以用满足用户需求为核心的新型的能源系统——第二代能源系统,也就是信息时代的能源系统。

11年后的今天,美国未来学家杰里米·里夫金著书《第三次工业革命》中是如此描绘的:“数亿计的人们将在自己家里、办公室里、工厂里生产出自己的绿色能源,并在‘能源互联网’上与大家分享,这就好像现在我们在网上发布、分享消息一样。能源民主化将从根本上重塑人际关系,它将影响我们如何做生意、如何管理社会、如何教育子女和如何去生活。

“第二次工业革命已经日薄西山,工业排放的二氧化碳正在威胁世界上所有生物的生存,这些是愈发明显的事实。我们的当务之急应该是对未来的经济模式进行大胆的描述,以指引我们进入可持续发展的后碳时代。”

“纵观人类历史,新型的通讯技术与能源体系交汇之际,正是经济革命发生之时。现在,互联网技术与可再生能源即将融合,并为第三次工业革命奠定一个坚实的基础。这一革命无疑将改变整个世界。”

分布式能源和智能电网是里夫金憧憬的第三次工业革命的能源系统的核心,而他更加注重的是可再生能源,这是他认为的战略主线。然而,他是一个未来学家而不是一个能源科学家,所以他忽略了一个重要的问题,世界上没有一种能源的使用是没有代价的,可再生能源同样如此,区别只是有的代价你不知道,或你目前还可以忍受。美国最近突然兴起的非常规油气革命,正实实在在地形成了人类另一条能源战略主线。

非常规油气的页岩气开发的大突破,被世界形容为“一场静悄悄的革命”。古地质沉积形成的页岩层贯穿存在于从古生代5.7亿至5.05亿年前的寒武纪,一直到中生代1.45亿至6550万年前的白垩纪之间的各个历史年代,遍布在整个大陆和海洋的地壳之中,资源总量达到数千万亿立方米。而聚集在深海之中的可燃冰——天然气水合物的数量更是多得惊人,地球上已知的天然气资源足以维系人类数百年的文明。天然气不含硫、氮等污染物质,分子结构中只有一个碳原子,是最清洁低碳的碳氢化合物,也是最高效、灵活、经济的能源。人类的能源不可能超越天然气时代,而灵活的天然气被大规模利用,可以大幅度增加人类使用可再生能源的比例,况且事实上天然气主要成分的甲烷也是一种可再生的能源资源。天然气只有一个碳原子,产生温室气体最少,温室气体并非完全有害,没有温室气体地球上的高等级生物,其中也包括人类,将无法生存。现在的问题是温室气体排放过量,而人类转向天然气时代,这一问题将会逐步达到平衡与和谐。

美国在页岩气革命的推进下,正在快速恢复制造业,推动美国实行一次“再工业化革命”。低廉的天然气不仅压低了油价,替代了煤炭和石油,还大幅度降低了运输和多种化工与金属原料的成本,基本抵消了中国、印度廉价劳动力的优势。页岩气在美国吸引了全球大量投资,增加了150万美国人的新就业和政府财政税收的增加,帮助美国逐步摆脱经济危机。

美国的能源战略经过2008年金融危机之后已经越发清晰,依靠页岩气革命增加天然气供应,通过发展分布式能源和天然气交通,直接替代煤炭和石油,以天然气分布式能源为核心组成微电网,更多地容纳各种间断而不稳定的可再生能源,将这些微电网与用户互动,在将微电网彼此连接成为智能电网,并将智能技术进一步延展到天然气、供热、供冷、供水、排水系统。通过技术优势降低能源消耗和成本,保持美国发展先进制造业的竞争力,并通过智能化维持信息技术的战略优势和战略遏制能力。

能源共产主义

国家电网公司2012年10月26日,在北京发布了《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》,破天荒地接纳了分布式能源的发电并网。在国务院领导和各部委的督促下,国网终于放弃了坚持长达12年对分布式发电并网消极抵制的态度。刘振亚总经理对分布式光伏发电并网明确了“欢迎、支持、服务”的态度,国网实现了一次历史性地超越。中国期待着国家电网将这一态度进一步延伸到天然气分布式能源中去,放弃狭隘的集团利益,从整个中华民族伟大复兴的层面认识问题,从建设“美丽中国”的高度去看待问题。

新当选的习近平总书记在十八届中共中央政治局第一次集体学习时的讲话中说:“坚定理想信念,坚守共产党人的精神追求,始终是共产党人安身立命的根本。理想信念就是共产党人精神上的‘钙’,没有理想信念,理想信念不坚定,精神上就会‘缺钙’,就会得‘软骨病’。现实生活中,一些党员、干部出这样那样的问题,说到底是信仰迷茫、精神迷失。”

人类信息技术革命正在通过新一轮的“云计算革命”,将人们带入了一个“各尽所能,按需分配”的“信息共产主义”的新境界。过去需要通过一部超级计算机完成的技术存储,后来可以通过无数分布在用户端的PC来实现,而今天可以通过人们在互联网中云一样的计算和存储资源来完成,并服务于所有的人。人们无偿贡献了自己在互联网上的资源,又彼此分享这些资源带来的效益。或许与马克思当年设想的途径不同,信息技术革命再次将人类的文明引向了曾经无数人为之前赴后继的共产主义精神的方向。

里夫金说:“能源民主化将从根本上重塑人际关系,它将影响我们如何做生意、如何管理社会、如何教育子女和如何去生活。”人类将能源供应和提供清洁能源的权利交还给人们,让每一个企业、每一个家庭、每一个个人都能够平等参与清洁能源的生产的“能源民主化”将如何重塑人与人之间的关系?如何改变社会管理的机制?如何影响我们的未来?

能源民主,能源自由,能源独立,是一种人类公民意识层面的进步趋势,是一种权利,也是一种责任和义务。人们只有拥有了参与清洁能源供应的民主权利,才有可能主动承担节能减排的责任和义务,才会将生态意识变为一种文明。新能源,新文化,新理念,新责任,这是我们通过参与来建立现代公民意识,培育现代公民社会必不可少的一步。

能源独立不仅有国家层面的能源安全意义,更有基于每一个人的能源独立意识,这是推进生态文明意识的升华。能源独立并非中国小农经济式的自给自足,而更像互联网时代的信息独立。让一个个具有独立意识的个体彼此互联,取长补短,相互完善。

就像人们说的,没有独立人格的公民,没有公民去积极共同承担社会进步的责任,就没现代公民社会,也就不可能有中国特色的社会主义。建设美丽中国,首先需要培育美丽公民。

人们在研究德国和日本人使用太阳能屋顶电源时,发现绝大多数家庭的投资是不可能回收的,实际上与经济效益本身没有直接的因果关系,更多地是人们环保觉悟提升。即便给予补贴,购买混合动力汽车的人所节省的油费,根本不可能弥补他们为这一技术多花的钱,但是,为什么还会有那么多人购买?其实,背后也主要是因为一种“觉悟”的升华,这就是“生态文明”意识的升华。而在他们的行为中,也暗含了人类本性中的社会主义意识和共产主义精神,也正是我们前赴后继几代人追求的境界,也是我们中国特色社会主义理论的重要内涵。

如果每一个企业、家庭都能够拥有自己的发电设施,通过智能电网彼此联系,相互调节、相互保障,相互协作,必将通过能源技术的互联逐步实现能源的共产主义,这是全世界科学家正在意识到的一个技术大趋势。所以,我们要 “道路自信、理论自信、制度自信。”

发展分布式能源就是解放生产力,就是让广大人民群众拥有参加节能减排,增加清洁能源供应,回收利用各种废弃能源资源,进行科学发展和技术创新,建设生态文明的权利。其意义与共产党人当年解放新中国时让广大贫苦农民重新拥有土地;改革开放时让农民包产到户同出一辙。习近平总书记说:“中国特色社会主义是亿万人民自己的事业,所以必须发挥人民主人翁精神,更好保证人民当家作主”。这一讲话精神实际上是继承和发展了毛泽东的思想。

1934年中央革命根据地在第五次反“围剿”战争惨遭失败,共产党岌岌可危,毛主席说:“革命战争是群众的战争,只有动员群众才能进行战争,只有依靠群众才能进行战争。”后来共产党人就是靠人民群众的支持一路走来夺取了全中国;1955年中国开始了第一个“五年计划”,国家经济积贫积弱,毛主席说“人民群众有无限的创造力。他们可以组织起来,向一切可以发挥自己力量的地方和部门进军,向生产的深度和广度进军,替自己创造日益增多的福利事业。” 共产党人又是靠人民群众,在一片战争废墟上将“新中国”建设了起来。经过文革劫难的中国,满目疮痍,邓小平再次复出,以恢复高考和改革开放,焕发了大多数人的学习、生产积极性使中国走向了30多年的调整经济增长,难道今天我们要建立“美丽中国”,建设生态文明,能够不再次依赖广大人们群众的支持?而我们不赋予他们参与的权利,又如何能调动他们的积极性?中国生态文明建设的关键是能源结构的调整和能源利用方式的根本转变。中国有着丰富的常规和非常规天然气资源,这些资源足以支撑中国转型到天然气和可再生能源为主的清洁能源新时代,而科学利用这些资源是重中之重。任何一个利益集团,任何一个企业,任何一个个人,都应该成为“生态文明”建设的促进派,而不是绊脚石,更不应该将自己背离人类文明趋势的错误认识强加给我们的国家和民族,应该知迷而返。“一个政党,一个政权,其前途和命运最终取决于人心向背。”企业更是如此。




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责任编辑: 曹吉生