【正文】 在此背景下，我們有必要借鑒和參考英國等先行發(fā)展低碳經(jīng)濟國家的有益經(jīng)驗，以求更扎實地推進相關方面的實踐。五、 科技創(chuàng)新和節(jié)能技術 科技創(chuàng)新是節(jié)能減排的重要保證。近年來，歐盟成員國依靠政策引導，開發(fā)出了一系列的節(jié)能減排技術，通過不斷改造工業(yè)制造業(yè)高耗能設備，以及更多地采用供熱、供氣和發(fā)電相結合的方式，提高了熱量回收利用效率。目前歐盟成員國已有多種型號具備節(jié)能減排功能的新型渦輪發(fā)電機投入使用，這種發(fā)電可將工廠鍋爐產(chǎn)生的多余動能用于發(fā)電，從而產(chǎn)生出更多的電能，能效提高了30%以上。另外，通過成員國企業(yè)聯(lián)合的方式，將工廠產(chǎn)生的余熱收集起來，直接提供給其他制造業(yè)企業(yè)或城市耗能設備。據(jù)悉，僅此一項改造就節(jié)省電能20%，減少二氧化碳及有害氣體排放量15%。 歐盟成員國還將垃圾轉換能源（WTE）的理念視作 “生態(tài)循環(huán)社會”的一個重要標志。這極大地促進了垃圾焚燒新技術和設備的開發(fā)、生產(chǎn)及實際應用，從而提高了垃圾和煙氣中的有機物燃燒效率和熱利用效率，大幅度減少了有害物質的生成，最大限度減少了環(huán)境污染和溫室氣體排放量。新型建筑材料也成為歐盟成員國不斷研發(fā)的重點，并使得以往的磚、石、土、木等傳統(tǒng)建筑材料，被保溫、防腐、耐輻射、密封性能優(yōu)良的混合型建材和各種各樣的節(jié)能玻璃所取代。(一) 歐盟公布最新能源計劃：開發(fā)節(jié)能新技術 最近，歐盟公布一份能源計劃，預計到2020年將煤、石油、天然氣等一次性能源的消耗量減少20％。美國總統(tǒng)布什也提出了一項節(jié)能計劃，美國將執(zhí)行更嚴格的車輛燃油效率標準，在10年內把汽油消耗量減少20％。在能源緊缺的今天，我們除了要繼續(xù)號召盡量減少沒有必要的能源耗費之外，更重要的是要提出一些節(jié)能的新理念，開發(fā)節(jié)能新技術。近期出版的美國《新聞周刊》載文指出，提高能效正在成為節(jié)能新理念?！缎侣勚芸窞榇丝偨Y出世界范圍內最有效的7種節(jié)能新方法。A. 開發(fā)節(jié)能建筑 全世界每年消耗的能源有36％是用于室內取暖和降溫，因此節(jié)能建筑是解決能源緊缺問題最好的方法。建筑節(jié)能的關鍵是使用絕熱保溫材料，現(xiàn)代建筑像原始人住的山洞那樣冬暖夏涼，夏天外面的熱浪不會涌進建筑內，冬天屋子里熱氣不會散發(fā)到建筑外。 從墻面上來說，可以在建筑物表面噴涂提高密封性的聚氨酯”保溫層”，防止熱量通過墻上肉眼看不到的孔隙進行擴散。門窗是熱量交換的重點地方，門窗的密閉技術越來越重要，各種各樣的節(jié)能玻璃也在開發(fā)之中。使用能反射陽光的屋頂可以減少建筑物的吸熱量，從而降低制冷過程中的能耗。在建筑物上栽種一些綠色植物，也可以減少熱量的對流。而通過”捕光裝置”把陽光引入室內，則能減少大量的照明費用。 B. 選用節(jié)能燈 最近，世界上最大的零售商沃爾瑪公司宣布，要在2007年年底前銷售1億個節(jié)能燈泡。這種燈泡每個售價2美元，但總共能節(jié)省20美元的電費。全世界20％的電能消耗在照明上，相當于每天要燒掉60萬噸煤。而這些電能中有40％都是使用老式的白熾燈所消耗的。白熾燈所消耗的電能大部分都被浪費在發(fā)熱上，真正用于照明的部分卻非常少。 在照明程度相同的情況下，節(jié)能熒光燈不僅比白熾燈省電75％~80％，而且使用壽命也達到后者的10倍。如果在2030年之前把所有舊白熾燈泡都換掉，那么全世界每年能節(jié)省的電相當于650座中型發(fā)電站的發(fā)電量，而且還能將釋放到大氣層中的二氧化碳減少7億噸。 C. 選用節(jié)能電器 全世界20％以上的二氧化碳排放量是居民用電造成的，而居民用電大多用于各種家用電器。除了節(jié)能燈泡外，選用其他節(jié)能電器也是我們馬上就能做的事情。根據(jù)國際能源機構的一項研究，如果消費者都選擇最節(jié)能的電器，那么全世界的居民用電量將減少43％。 20世紀80年代以來，家電制造商已經(jīng)將冰箱和其他大型家用電器的能效提高了70％左右，但在這方面仍有改進余地。近幾年來，已有超過60個國家通過了綠色環(huán)保商標法，以便消費者更明智地選擇節(jié)能電器。這種做法確實起到了顯著的效果。歐盟在1994年要求制造商根據(jù)耗電量對家電進行分類后，A等級的高能效綠色電器銷售量從原來幾乎為零上升到了今天的80％。 D. 充分利用地熱 熱水器、取暖器和空調等電器的能效其實很差，這些熱交換器消耗的能源中只有一部分真正用來調節(jié)溫度。熱泵可改變這一狀況，它幾乎不消耗傳統(tǒng)能源。熱泵是一種把熱量從低溫端送向高溫端的專用設備，是節(jié)能的新裝置。它由蒸發(fā)器、空氣壓縮機、冷凝器等部分組成，利用少量的工作能源，以吸收和壓縮的方式，把一特定環(huán)境中低溫而分散的熱聚集起來，使之成為有用的熱能。熱泵抽取的最多的是地熱。與地面相比，地下洞穴冬暖夏涼，這就是地熱的貢獻，因此我們可以利用地熱來節(jié)能。地熱是一種沒有地域限制的能源，世界上任何地區(qū)的人都可以利用這種能源。 通過從地下吸取熱量，熱泵能夠起到為房屋或其供水系統(tǒng)提供熱量的作用。在夏天，熱泵還可以抽取地下的冷氣為房屋制冷。瑞典大多數(shù)新建的居民房屋已經(jīng)使用上了地源熱泵，而美國總統(tǒng)布什在得克薩斯州的農場也安裝了一個熱泵來進行加熱和制冷。在瑞典，民用住宅一般在6～9年獲得收益回報，而大型商業(yè)建筑則只需一兩年時間。日本在過去兩年共安裝了大約100萬個熱泵為淋浴和澡盆提供熱水。E. 駕駛節(jié)能汽車 全世界1/4的能源用于交通運輸，其中包括2/3的原油。最近，一些國家正在推行油電混合動力車等環(huán)保汽車。在汽油消耗量相同的情況下，環(huán)保汽車的行駛里程可比傳統(tǒng)汽車多出20％。有些汽車節(jié)能措施根本不用多花錢，比如你只要讓汽車輪胎內充氣量足夠大，就能將燃油效率提高6％。不過人們擔心打氣太多會爆胎，這也是汽車制造商紛紛開發(fā)電子輪胎壓力傳感器的原因。和全以汽油做動力的汽車相比，柴油車的里程數(shù)則最多能增加40％。和以前那種不停冒煙而且很難發(fā)動的老式柴油車相比，現(xiàn)在的渦輪增壓直接噴射柴油車非常干凈而且高效，而且如今在美國加油站都可以加到無硫柴油了。如果到2025年，柴油車能夠取代美國1/3的私家車，美國一天就能節(jié)約150萬桶汽油，相當于現(xiàn)在每天從沙特阿拉伯進口的數(shù)量。現(xiàn)在，有公司已開始開發(fā)下一代節(jié)能汽車:柴電混合動力車。 F. 工廠能耗設備 全世界約有1/3的能源被工業(yè)部門所消耗，工業(yè)部門的節(jié)能潛力很大。從20世紀80年代以來，日本的一些鋼鐵制造商一直在這方面處于領先地位。他們將鋼爐產(chǎn)生的熱量用來發(fā)動渦輪，從而產(chǎn)生電能，可以節(jié)約超過70％的能源。 在德國路德維希港，著名的化工企業(yè)巴斯夫公司經(jīng)營著200多個連鎖化工廠，其中一個化工廠產(chǎn)生的熱量，被用來為下一個化工廠制造電能。光是在路德維希港，這種熱能和電能的循環(huán)利用就為巴斯夫公司每年節(jié)約近兩億歐元。與此同時，該公司的二氧化碳排放量也減少了幾乎一半。 G. 扶持節(jié)能公司 一聽說節(jié)能，人們可能會想到需要一大筆錢來購買節(jié)能設施，這也是各項節(jié)能措施難以推廣的重要原因。因此，一些國家的政府開始扶持節(jié)能公司，政府撥款組建一些國有節(jié)能公司，讓節(jié)能公司投資為人們安裝節(jié)能設施。這么說來，節(jié)能公司豈不是要虧本？其實不會，節(jié)能公司前期投入之后，會和你簽訂一份協(xié)議，讓你每年節(jié)能省下來的錢的一部分給他們就可以了，數(shù)年下來他們就盈利了。不久前，德國法蘭克福的一個能源承包公司把美因茲大學的部分建筑改造成節(jié)能建筑，使美因茲大學的能源費節(jié)約40％左右。根據(jù)合約，這家能源承包公司將在之后5年，每年從美因茲大學收取一部分省下的能源費。(二) 美國的工業(yè)節(jié)能技術工業(yè)耗能占美國總能源消費的三分之一以上。天然氣和石油在工業(yè)用能中排名位于前兩位，占絕對優(yōu)勢；電力位居第三，其后就是煤碳。一些特殊行業(yè)，如鋼鐵行業(yè)，單位產(chǎn)品能耗非常高。這種行業(yè)應該是提高工業(yè)能效的重點。 A. 工業(yè)通用的節(jié)能技術特殊行業(yè)的技術，我們把提高工業(yè)能效的重點放在耗能集中的行業(yè)，包括農業(yè)、鋁制品業(yè)、化學工業(yè)、木制品業(yè)、玻璃業(yè)、金屬鑄造業(yè)、采礦業(yè)、石油加工業(yè)和鋼鐵行業(yè)等。許多農業(yè)和化學工業(yè)企業(yè)的工作就是把農產(chǎn)品制成生物制品?！　犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)，有些工業(yè)可以利用廢熱，這樣可以大大地提高能源效率。就地發(fā)電對于可以利用發(fā)電過程中廢熱的企業(yè)很具吸引力。這種將發(fā)電和產(chǎn)熱結合起來的系統(tǒng)稱為CHP，又稱為熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，它的熱效率要高于常規(guī)的發(fā)電站。有些熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的電力超過了自身的需求，多余的部分可以上網(wǎng)出售?！　「咝щ姍C，由電機驅動的設備所消耗的電能占美國工業(yè)用電的64％，而高效電機的使用至少能降低12％的電能消耗?！　≌羝到y(tǒng)，美國的制造業(yè)中，大約45％以上的燃料用于燃燒產(chǎn)生蒸汽。通過提高蒸汽系統(tǒng)的效率，常用的企業(yè)生產(chǎn)設備可以節(jié)約20％的蒸汽。提高能效的簡單方法包括蒸汽管和冷凝水管的絕熱保溫、減少蒸汽管道的泄漏、定期檢查疏水閥等。另外，將冷凝水回收至鍋爐也能顯著地提高能效?！　嚎s空氣系統(tǒng)，優(yōu)化改造壓縮空氣系統(tǒng)能提高20％到50％的能效。許多行業(yè)將壓縮空氣系統(tǒng)作為增壓設備、霧化設備、攪拌設備和混合設備的動力源。使用變頻驅動的壓縮機能有效地節(jié)能；同時，進行簡單的維護保養(yǎng)，如定期巡視并解決空氣泄漏也是有效的手段。陶瓷纖維制品（CFCC），這些合成制品具有如下特性：輕、堅固、抗腐蝕，并且能在高溫環(huán)境下工作，沒有普通陶瓷的易碎性?！　∪紵ｅ仩t和爐窯采用先進的燃燒器實現(xiàn)清潔有效的運行。燃燒產(chǎn)生的有害氣體，如氮氧化合物（NOx）等，一直是燃燒時需考慮的主要問題。 　　傳感器和控制器，所有的工業(yè)設備系統(tǒng)都采用傳感器和控制器。先進的傳感器和控制器能幫助工藝過程在最佳狀態(tài)下運行?！　」I(yè)能源評估，工業(yè)企業(yè)通過能源評估可以確定他們在節(jié)能中的重點。 B. 工業(yè)主要耗能行業(yè)節(jié)能技術工業(yè)生產(chǎn)過程需要消耗大量能源，因此有時采取簡單的能效措施，如優(yōu)化和維護保養(yǎng)設備就可以節(jié)約大量能源。近來，鍋爐和爐窯設計方面的一些技術改進，使得這些設備能在消耗較少能源的基礎上獲得較高的輸出。這些技術不僅能提高設備的效率，使設備在更潔凈的環(huán)境下運行，還減少了有害氣體排放。高溫工況的爐窯采用新的耐火材料，能夠承受更高的溫度。這些新的耐火材料是合成材料，它們非常堅固，而且輕，抗腐蝕，所以非常耐用?！　≡诠I(yè)生產(chǎn)過程中，有各種各樣的機械設備，從電機到泵、從風機到鼓風機、從空氣壓縮機到其它的一些設備，不勝枚舉。最有效的電機是配有控制器和變頻調速的高效電機，它們能夠根據(jù)不同的輸出調節(jié)自身能耗。有的電機甚至配有由超導材料制成的電機線圈，可以大大地減少能源損耗?！　『哪茏顬榧械漠a(chǎn)業(yè)主要有：化學工業(yè)、森林農副產(chǎn)品業(yè)、玻璃制造業(yè)、鋼鐵工業(yè)、鋁制品加工業(yè)和農業(yè)。1) 化工行業(yè)美國的化工行業(yè)擁有12,000個化工廠，生產(chǎn)70,000種化工產(chǎn)品。雖然在過去的25年中，化工行業(yè)的單位產(chǎn)品能耗下降了40％，但是化工行業(yè)現(xiàn)在每天消耗的能源仍然在280萬桶原油左右。在化工行業(yè)，采用更有效的工藝過程，提高廢棄物的再利用水平，使用催化劑減少化學反應所需的能量，利用計算機程序模擬化學反應的過程，都能有效提高化工行業(yè)的能效。　　化學合成，化工行業(yè)的核心是將其它原料合成化學制品。催化劑能夠降低化學反應所需的能量，從而使得反應過程更為節(jié)能。　　分離過程，化學反應所產(chǎn)生的混合物需要分離開來，如石油，需要將它們分離成多種有用的成分。分離混合物的能量消耗占總的化工制造業(yè)能量消耗的43％，占了70％的費用支出?，F(xiàn)在我們已經(jīng)有了多種多樣的高效的分離技術。　　廢物回收利用，回收并重新利用廢液或固體廢棄物能夠提高生產(chǎn)效率，減少原材料的消耗，同時降低水的消耗，并減少廢棄物的排放?！　〔牧霞夹g，化工廠的硬件設施采用先進的材料技術，能夠減少原材料的浪費、減少維修，從而實現(xiàn)節(jié)能。　　計算機技術，先進的計算機程序能夠模擬和優(yōu)化反應過程?；ば袠I(yè)最為關鍵的一點是更好的模擬流體特性，關于這點請參見計算機流體力學。2) 森林農副產(chǎn)品業(yè)使用木材廢料、系統(tǒng)有效的森林管理體系、紙制品的循環(huán)利用、采用新的漂白劑都能有效地節(jié)約能源，并減少對環(huán)境的不利影響。木材加工業(yè)是第三大耗能行業(yè)，但是它利用木材廢料和其它的一些可再生能源就能滿足其自身一半的能源需求。 　　森林管理，木材行業(yè)依賴樹木的生長。有效的森林管理體系能夠保持土壤的肥沃，可使森林長期循環(huán)利用?！　≡旒垬I(yè)，造紙技術致力于木材制品的循環(huán)再利用及高效的紙制品烘干。新的漂白技術和循環(huán)再利用技術也能產(chǎn)生節(jié)能效益，同時減少造紙廠對環(huán)境的污染。3) 玻璃制造業(yè)，生產(chǎn)大約2100萬噸的玻璃制品。在生產(chǎn)過程中，天然氣提供了近80％的能量，其余多數(shù)由電力來平衡?！　t窯，玻璃生產(chǎn)依靠爐窯融化玻璃。同樣，玻璃的再利用也要融化。這些過程需要消耗大量的能源，但是新的技術和方法，如用純氧而不是空氣助燃，能有效地提高爐窯的效率?！　∧突鸩牧?，由于爐窯采用了純氧燃燒技術，所以對耐火材料的要求就比先前高了很多?，F(xiàn)在已有了耐腐蝕的絕熱陶瓷材料?！　〔ＡЮw維。玻璃纖維作為建筑物的隔熱材料，對提高建筑物的能效具有非常重要意義。4) 金屬鑄造業(yè)美國是世界上最大的金屬鑄造產(chǎn)品生產(chǎn)國。金屬鑄造主要的市場包括汽車、交通工具、管道、工業(yè)機械、建筑材料及其它一些產(chǎn)品。能源消耗占生產(chǎn)支出的15％到25％。鑄造技術注重如何提高成型技術，以減少鑄品的重鑄率。先進的鑄造技術也致力于減少能量消耗，生產(chǎn)高品質的產(chǎn)品?！　∫徊匠尚丸T造技術。一步成型鑄造技術就是將金屬一次鑄造成型，從而減少其它的工藝過程，如熱軋等?！　∨菽T造技術。泡沫鑄造技術使用泡沫塑料作為成型的模子，將高溫的金屬液體注入模子中，泡沫塑料會因高溫蒸發(fā)而消失。這種技術在鑄造精確的鑄件時非常有用?！　∏鍧嶈T造技術。清潔鑄造技術是指在鑄造過程中避免出現(xiàn)氧化物缺陷或較大的夾砂，從而使鑄件的質量降低并引起機械故障?！　∵B續(xù)鑄造技術。連續(xù)鑄造技術就是以連續(xù)的生產(chǎn)工藝來造金屬鑄件，可以比多工藝的鑄造過程節(jié)省能耗，提高能效?！?) 鋼鐵行業(yè)鋼鐵生產(chǎn)。鋼鐵生產(chǎn)過程需要消耗大量的能源。課題研究主要集中在如何提高煉鋼爐的能源使用水