第八章　绿色未来，低碳又节能

一、新式低碳能源

除了以上所说的低碳能源外，其实地球上还有很多低碳能源可供人类使用以及等待人类去发现，比如氢能、地热能、可燃冰等等。

氢能

飞艇

氢在我们的化学书上是一种元素，用“H”来表示。氢也可以是一种物质，气态的氢就是氢气(H2)。小时候把气球里面装满氢气，气球就可以飘到天上去，因为氢气很轻。把气态的氢加压，就会液化成液态氢，当然如果条件够的话，也可以变成固态的。不过，在我们生活的自然界里，它是气态的。那么这种氢怎么就成了能源了呢？

上了化学课我们就会知道，氢有这样的特点：可以燃烧，而且与氧气燃烧后主要生成物是水，且燃烧后产生的热量很高。实验表明，每千克氢燃烧后的热量约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。看看之前我们介绍的新能源以及现在的3大能源，无论是煤、石油、天然气还是生物质等都采用了燃烧作为主要的方式来实现能源转换，那么氢这么好的燃烧特性当然是我们关注的对象了。

作为燃料，氢相对之前提到的燃料还有它独特的优势：与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。氢燃烧的产物水无腐蚀性，对设备无损；使用氢燃料还可以去除内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高；氢减轻燃料自重，可增加运载工具有效荷载，降低运输成本，从全程效益考虑社会总效益优于其他能源。

原来氢这么有用，为什么没有早拿来用呢？其实自然界中不存在纯氢，它只能从其他化学物质中分解、分离得到，也就是需要技术加工，这就需要投入额外的能源和资金，往往可能投入大于回报，所以，在很早之前，氢就被用于一些高科技领域了。

1928年，德国齐柏林公司就利用氢的巨大浮力，制造了世界上第一艘“LZ—127齐柏林”号飞艇，首次把人们从德国运送到南美洲，实现了空中飞渡大西洋的航程。1957年前苏联宇航员加加林乘坐人造地球卫星遨游太空，1963年美国的宇宙飞船上天，紧接着的1968年阿波罗号飞船实现了人类首次登上月球的创举，这些太空探索的成功都离不开高效的氢燃料。我国“两弹一星”中的液氢液氧研究，也是早期对氢能的利用。

随着能源危机的出现，对燃料环保度的要求以及科学技术的高度发展，制氢、用氢不再只是高科技行业的专利，有效地开发利用氢能，建立可持续发展的氢经济已经被各国提到了日程上。

地热能

地热是来自地球深处的可再生热能，它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。

有些地方，热能随自然涌出的热蒸汽和水到达地面，自古以来它们就已被用于洗浴和蒸煮。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并转换成其他能量。

地热能

按照其储存形式，地热资源可分为蒸汽型、热水型、地压型、干热岩型和熔岩型5大类。

地热能的利用可分为地热发电和直接利用两大类，而对于不同温度的地热流体可能利用的范围如下：

①200～400℃直接发电及综合利用；

②150～200℃双循环发电，制冷，工业干燥，工业热加工；

③100～150℃双循环发电，供暖，制冷，工业干燥，脱水加工，回收盐类，罐头食品；

④50～100℃供暖，温室，家庭用热水，工业干燥；

⑤20～50℃沐浴，水产养殖，饲养牲畜，土壤加温，脱水加工。

人类很早以前就开始利用地热能，例如利用温泉沐浴、医疗，利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。但真正认识地热资源，并进行较大规模的开发利用却是始于20世纪中叶。

可燃冰

可燃冰的学名叫“天然气水合物”，是一种白色固体物质，外形像冰，有极强的燃烧力，可作为上等能源。它主要由水分子和烃类气体分子(主要是甲烷)组成，所以也称它为甲烷水合物。天然气水合物是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、pH值等)下，由气体或挥发性液体在与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质。一旦温度升高或压力降低，甲烷气则会逸出，固体水合物便趋于崩解。1立方米的可燃冰可在常温常压下释放164立方米的天然气及0.8立方米的淡水。固体状的天然气水合物往往分布于水深大于300米以上的海底沉积物或寒冷的永久冻土中。海底天然气水合物依赖巨厚水层的压力来维持其固体状态，其分布可以从海底到海底之下1000米的范围以内，再往深处则由于地温升高其固体状态遭到破坏而难以存在。

可燃冰

可燃冰被西方学者称为“21世纪能源”或“未来新能源”。迄今为止，在世界各地的海洋及大陆地层中，已探明的“可燃冰”储量已相当于全球传统化石能源(煤、石油、天然气、油页岩等)储量的两倍以上，其中海底可燃冰的储量够人类使用1000年。现已发现海底天然气水合物主要分布区是大西洋海域的墨西哥湾、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东海岸外的布莱克海台等，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽、日本南海海槽、苏拉威西海和新西兰北部海域等，东太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亚滨外和秘鲁海槽等，印度洋的阿曼海湾，南极的罗斯海和威德尔海，北极的巴伦支海和波弗特海，以及大陆内的黑海与里海等。

天然气水合物在给人类带来新的能源前景的同时，对人类生存环境也提出了严峻的挑战。天然气水合物中的甲烷，其温室效应为CO2的20倍。温室效应造成的异常气候和海面上升正威胁着人类的生存。全球海底天然气水合物中的甲烷总量约为地球大气中甲烷总量的3000倍，若有不慎，让海底天然气水合物中的甲烷气逃逸到大气中去，将产生无法想象的后果。而且固结在海底沉积物中的水合物，一旦条件变化使甲烷气从水合物中释出，还会改变沉积物的物理性质，极大地降低海底沉积物的工程力学特性，使海底软化，出现大规模的海底滑坡，毁坏海底工程设施，如：海底输电或通讯电缆和海洋石油钻井平台等。陆缘海边的可燃冰开采起来十分困难，一旦出了井喷事故，就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害。由此可见，可燃冰在作为未来新能源的同时，也是一种危险的能源。可燃冰的开发利用就像一柄双刃剑，需要谨慎利用。

碳基能源时代已经接近尾声，低碳能源时代正在步入我们的生活。但只靠低碳能源还是不够的，还需要节能减排的技术提升以及我们在生活当中做到人人节能减排，做一名低碳新公民。

二、要低碳，更要节能

应对能源危机让我们进入了一个崭新的能源时代，科技含量较高的各类新能源成了这个时代的代表。但是，从新能源的介绍中可以看到，在新能源的发展道路上还有许多有待改进的地方，比如粮食安全，核安全，新能源转换的技术、效率等问题，所以新能源并不意味着一劳永逸。

任何一个精明的人都知道，如果想让自己存折里面的钱越来越多，就要从两个方面入手，一个是“开源”，一个是“节流”。新能源就是缓解能源危机“开源”的结果，然而“节流”的重要作用也是不能忽视的。做好能源的节约工作，在目前并不明朗的新能源结构下就显得尤其重要。

随着人们生活水平的不断提高，每一个人每天消耗的能源也越来越多。一个很明显的现象是，在20世纪中叶，也就是我们祖辈的年代，他们每天晚上大多9点就入睡了，而现在有许多人都在晚上十一二点入睡，有的甚至通宵不睡，不说别的，就消耗的电能就比过去多得多。大城市的晚上灯火通明，无数的娱乐设施让这里成了不夜城。再看看家里，原来象征着生活水平的三大件是：手表、自行车、缝纫机。现在呢？无法罗列，家家都有电视机、影碟机、洗衣机、空调、冰箱，甚至让过去的人想都不敢想的汽车也开始普及起来。我们不得不承认，社会越进步，能耗越大，对能源的依赖也越大。

节能从何做起？不要以为节能就是无形中降低我们的生活标准，不开灯、不用电视、不用电脑、不开车……如果那样，社会不如不进步。我们理解的节能应该是在保证生活品质的前提下有效地利用能源。

电冰箱

第一，利用相对较少的能源做同样效果的工作，这属于节能技术方面，比如节能灯、变频技术、节水马桶、节能建筑等。据有关专家介绍，假如全国家庭普遍采用节能光源，一年可节电700多亿千瓦时，国内现有1亿多台冰箱若能全部换成节能型，一年可节电400多亿千瓦时。两者相加，可省下一个多三峡电站的发电量，所以国家大力推广节能灯。节能的第二层含义就是减少不必要的能源浪费，这属于节能技巧方面。比如选择与自己使用相匹配的汽车、断开电源减少待机耗电、减少使用木筷子、塑料袋等，节能技巧数不胜数，因此树立节能意识，让节能成为一种习惯是目前我们，尤其是青少年朋友应该具备的一种素质。

三、节能减排行动

节能减排有广义和狭义之分。广义而言，节能减排是指节约物质资源和能量资源，减少废弃物和对环境有害物的排放；狭义而言，节能减排是指节约能源和减少环境有害物排放。

节约能源需要按照循环经济的基本理念，严格执行“SR”原则。减排主要指减少大气中温室气体的排放，特别是二氧化碳的大量排放。节约化石能源和使用可再生能源是减少二氧化碳排放的两个关键。在节能工作中，区分二氧化碳减排量和碳减排量的差异十分必要。

节能灯

由于二氧化碳的分子量为44，而碳分子量为12。1吨碳在氧气中燃烧后能产生大约3.67吨二氧化碳的原因也在于此。减排二氧化碳量和碳排放减少量，即减排二氧化碳与减排碳是两个不同的概念，其结果相差是很大的。因此在分析减排量的具体含义时，需要注意二者之间的转换关系。即减排1吨碳就相当于减排3.67吨二氧化碳。

节能减排与技术革新

节能减排是中国经济社会发展的重要任务，是贯彻落实科学发展观，建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择，是推进经济结构调整、转变增长方式的必由之路。

我国对于节能减排与技术革新的指导思想有以下几个。

一是为了节能减排目标的实现，要大力发展高新技术产业，切实加强对高新技术改造与传统产业提升的支撑力度，培育新型产业，加快新型工业化发展的步伐。

二是针对节能减排的科技需求，突破一批具有自主知识产权的关键技术，强化集成创新应用与示范，形成产学研相结合的节能减排创新机制。

三是在强化科技创新支持力度的同时，积极探索有效的管理创新机制，务求实效，切实加强各部门和地方的协同推进，形成上下联动机制，增强科技对节能减排工作的支撑力度。

我国在节能减排工作中，技术革新发挥的作用是逐级推进、分层次有重点的。

基本思路是：推广一批成熟技术，服务重点领域节能减排需求；实施一批示范工程，提供节能减排集成解决方案；攻克一批节能减排关键和共性技术，提升节能减排持续支撑能力；建设一批科技支撑平台，构筑节能减排创新体系；加强节能减排增效的重大基础科学研究；积极推进全民节能减排科技行动。

我国在节能减排关键、共性技术研发，成熟技术推广，示范工程推进，重大基础科学研究等方面取得了重要进展。

节能技术战略的落实

节能减排的关键在于节能技术的创新。加快节能减排技术研发、节能减排技术产业化示范和推广对于节能减排十分重要。

当前，构建以技术保障体系为支撑的节能、高效的生产体系，转变增长方式，已成为适应时代发展的一个重要战略。节能的途径有很多种，涉及很多具体的技术问题。

1.调整产业结构

要调整第二产业，发展第三产业。我国“十五”期间主要资金都投向第二产业，投资占的比例比较大，第二、三产业的投资增速分别为35%和28%;第二产业中，煤炭、油气、铁路、有色采矿等投资增速30%～87%；而在我国的产业结构里，第一产业和第三产业增加的幅度在“十五”期间仅有5.1%和9.4%，而第二产业增加了13.2%，其中工业增加了17.7%，而在这当中重工业占18.5%，钢铁工业增加值仅占GDP的3.1%，而耗能却占15%，所以必须调整产业结构，适当调整第二产业，积极发展第三产业。中国目前处于加速工业化阶段，2006年，耗能高的第二产业在GDP中的比重高达48.7%，而能耗低的第三产业仅占39.5%。同时，将大力发展耗能低的服务业，到2020年，使其在GDP的比重提升至50%左右，淘汰高耗能、高污染的落后企业。

2.开展工业节能

关停高耗能、高污染的落后企业，淘汰落后生产力，改造锅炉、电机等，提高能效，发展循环经济。总而言之，要充分利用能源和资源，尽量少排废物，这样一种生产模式就是循环经济。

3.推行低能耗建筑

我国的单位建筑面积能耗并不比国际水平高，但是北方采暖地区和大型公共建筑的单位面积能耗高于国际水平。

4.交通节能

我国交通运输油耗比先进水平高10%～25%，必须发展新型节能减排汽车；不可把“车多”作为小康标准，应从政策上限制豪华车的生产和销售。必须限制汽车总量。我们要发展小排量车，而且是低排污的车，包括电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等多种新能源汽车。

5.照明节能推广节能灯、LED等，加快LED外延、芯片、封装技术的国产化、市场化。半导体照明工程将为节能做出革命性的贡献。如果都改用节能照明，一年就可以节电1000亿千瓦时。长江三峡每年发电是800亿千瓦时，也就是节约的电比一个三峡的发电量还要多。所以说，节能也是一种绿色能源，可以通过节约减少能源浪费。

爆破烟囱

6.落实重点工程的节能

①燃煤工业锅炉改造工程。通过实施以燃用优质煤、筛选块煤、固硫型煤和采用循环流化床、粉煤燃烧等先进技术改造等，建立科学的管理和运行机制，提高燃煤效率。

②区域热电联产工程。热电联产与热、电分产相比，热效率提高30%。重点以采暖热负荷为主，建设30万千瓦级高效环保热电联产机组。

③余热余压利用工程。钢铁、水泥生产建设，煤炭采掘等利用此工程，节能效果显著。

④节约和替代石油工程。重点耗能行业通过实施以洁净、石油焦、天然气替代燃料油，加快西电东送，替代燃油小机组；实施机动车燃油经济性标准及相配套政策和制度，采取各种措施节约石油；实施清洁汽车行动计划，发展混合动力汽车，在城市公交客车、出租车中推广燃气汽车，加快醇类燃料推广和煤炭液化工程实施进度，发展替代燃料。

在具体的节能战略落实过程中，应该对节能减排重点行业，实施关键技术及重大技术装备产业化示范项目和循环经济高技术产业化重大专项。落实节能、节水技术政策大纲，在钢铁、有色金属冶炼、煤炭、电力、石油石化、化工、建材、纺织、造纸、建筑等重点行业，推广一批潜力大、应用面广的重大节能减排技术。鼓励企业加大节能减排技术改造和技术创新投入，增强自主创新能力。

四、国外节能减排给我们的启示

1.欧盟的节能减排战略

欧盟国家能源政策一般有三个内容，一是能源效率，二是能源节约，三是可更新能源。而推出的各种政策工具和技术手段都集中于CO2排放的控制。在欧盟，能源消耗中工业占22%，交通占24%。一次能源在转换中的耗损占35%。扣除这项耗损后，超过30%的能源为建筑物所消耗。所以各国都在工业、交通、建筑物、电气设备和照明等领域围绕控制CO2排放来设计政策。

太阳能取暖

建筑物节能。一是建筑物能源证书制度，欧盟各国都已推行。政府对所有建筑物都按每平方米耗能情况进行登记，并制作成证书。法律规定业主出租或出售住宅，必须同时出具此证书。丹麦的建筑物能源证书分别对一家一户型住宅、公寓式住宅和商用办公建筑颁发。新建筑必须符合新的能源标准方可开工。二是鼓励建筑物节能改造。德国全国有3900万套住宅，其中有75%建于1979年之前。法律规定若业主要对住宅翻新改造，必须符合新的能耗标准。政府相应推出鼓励措施，由国家开发银行给予低息贷款支持，联邦政府再补贴银行。一旦改造后的建筑物达到CO2减排指标，业主还款的本金还可免除15%。2001—2005年，仅实现建筑物的CO2减排标准，联邦政府为贷款补贴支付了15亿欧元。

交通节能。一是汽车发动机改造。由于柴油发动机比汽油发动机能耗降低35%，到2005年，德国全国汽车已有50%为柴油发动机。1990年以来，汽油发动机的效率也提高了20%～25%。1990—2004年，全国汽车发动机效率提高了一倍，汽车燃料消耗减少了40%。二是税收。德国的汽油价格中，税收占70%。法律还针对高速公路货车按CO2的排量收费，而使用天然气的汽车到2020年前享受免税优惠。三是推广新型燃料。第二代生物燃料占市场的3.4%，由此每年CO2减排500万吨。四是能耗标志制度。尽管政府没有强制淘汰高耗能汽车，但有了强制性的能耗标志，类似于家电、建筑物那样，消费者自然容易做出选择。2012年之前高耗能汽车生产设备有望逐步淘汰。

节能标志

家电和照明节能。丹麦在2005年10月设立了节能信托基金，该基金对节能电器会有补贴，如对节能冰箱每一台都有补贴。比利时弗莱芒区地方政府向居民发放购物券，指定此券在2006—2007年间必须用于购买节能灯具。

可再生能源发电强制收购。与常规能源发电比，可再生能源发电成本高。针对电网公司缺乏收购动力，政府有三种政策干预模式：一是以意大利为代表的配额制，要求电网运营商分担购买某一固定数额的电量；二是以爱尔兰为代表的招投标制；三是以法国和德国为代表的按保护价强制收购接入。在德国，四大电网运营商收购常规能源发电价格为20欧分/千瓦左右，但收购可再生能源发电价格为50欧分/千瓦时。政府允许电网提高电力零售价格，为此平均每个德国家庭每月增加电费开支1.5欧元。这种模式的电价比配额制低8欧分/千瓦时。公开招标制下电价也较低，但因招标周期问题，不利于能源产业长期发展。爱尔兰正拟转向强制收购接入制度。丹麦还对电网重新进行了国有化，对新能源也实行强制收购接入制度，风力发电占其电力的21%。

CO2排放配额交易。欧盟根据对《京都议定书》的承诺，让各成员国分别承担了CO2的减排任务，然后各国又对能源、加工制造业等排放CO2的企业核定排放配额作为合法“排放权”，企业若超额排放，必须到市场上购买配额。这就形成了企业之间排放权的配额交易市场。据称，德国企业CO2排放配额近于用完。此外，根据世界银行的一项安排，这些企业还可以通过帮助发展中国家减排相应地增加自己的配额。

节能宣传

发电减排。在丹麦，发电用柴油价格中能源税和CO2税占了2/3，发电用煤价中能源税、CO2税超过85%，但可再生的木屑、草等不征能源税。结果化石燃料价格几乎为生物燃料价格的两倍，而发电后每度电的收益率前者却远低于后者。这就极大地刺激了可再生能源和垃圾发电的开发。热电联产减排，即发电和供热业务合并，网点铺开，以大幅减少热和电的传输损失。20世纪80年代中期，丹麦的供热和发电集中于15家企业。实行热电联产后，热电厂星罗棋布，2005年达694家。结果燃料消耗减少30%，燃料热效由40%升至90%。

政策公关。为保证政策顺利实施，政府需要就节能减排政策意图和意义与公众、能源提供商、工业企业以及社会中介组织联络，进行政策宣传、项目咨询和信息沟通等服务。有关机构还与其他国家或国际组织广泛交流。这些工作不仅政府部门自己做，还委托大量的社会组织代理，它们的分支遍布社区。

立法保障。欧盟关于能源节约和能源效率颁布了若干指令。建筑物能源指令提出了计量建筑物能耗的方法，设立新建筑物最低能效标准，建立建筑物能源标志制度，业主在出租、出售房屋时必须出具能耗等级证书，公共建筑物上必须标示能耗证书。欧盟能源效率指令要求在2008—2016年的连续9年中要节能9%，每年节能1%。此指令对公共部门、能源供应商都规定了具体的义务，并设计了详细的测算、审计和报告方法。欧盟生态设计指令规定了锅炉、热水、办公自动化设备、电视机、充电器、办公照明、街道照明、空调器等14种产品或设施的技术与经济标准。德国从1976年以来，先后颁布了建筑物节能法、机动车辆税法、热电联产法、节能标志法、生态税改革法、可再生能源法等八部法律。这些立法都有相应的政府部门负责实施，如联邦经济技术部负责节能和提高能效工作；环境和核安全部负责CO2减排、再生能源和核能工作；交通、建筑与城市发展部负责交通、建筑物的节能工作等。

节能减排可以成为经济增长的重要动力。决策者首先必须有深刻认识，并率先垂范。2006年丹麦议会中七个党派达成共识，要求今后几年公共部门能耗每年降低1.5%。丹麦1980年以来GDP约增长50%，但能源消费几乎无增长，单位GDP耗能每年降低1.9%，CO2排放每年恒定。德国在1990—2005年的15年间经济增长25%，能源总消耗却下降5%。

2.美国的节能减排政策

美国作为全球温室气体排放大国，其二氧化碳排放量约占世界总排放量的四分之一。美国政府的减排政策不仅直接影响美国国内的减排行为，同时也对全球减排合作产生重大影响。在不同总统执政时期，美国政府的国内环境政策以及参与世界联合减排的态度存在明显的差异，因此，在不同时期美国的节能减排政策不同。

为了在全球范围内采取有效措施减缓全球气候变暖，1992年5月联合国环境发展大会通过了《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)。美国在1992年10月批准了该公约，成为了UNFCCC的缔约方。由于这份公约规定的减排目标没有实质性的约束力，所以美国并没有承担实质性的减排责任。

1992年10月，美国制定了《1992年能源政策法》，以促进节约能源、提升能源使用效率、促进可再生能源使用及国际能源合作等方面的行动。同年，还制定了《全球气候变迁国家行动方案》，评估了美国温室气体的排放情况，并且归纳了温室气体减排相关的政府行动。在这段时期，美国主要是在节约能源和改善空气污染上采取行动，对于温室气体减排问题并未制定出相应的减排目标。

“能效管理、建设绿色政府”的政府令，要求行政部门必须在2010年比1990年减排30%。

2002年2月，美国政府宣布《全球气候变迁行动》，设定减排目标为到2012年，美国温室气体排放密度较2002年减小18%，由每百万美元183吨的排放水平降至每百万美元151吨的排放水平。其设定的减排目标并非以减少排放总量为目标，而以减少单位产出的二氧化碳排放密度为目标。从其设定的目标可以看出，政府主要遵循不损伤经济发展的原则，在承担温室气体减排责任方面不是很积极。同样基于这一原则，政府不愿承担《京都议定书》中的总量削减目标，虽然2001至2008年间，单位GDP排放量有所下降，但是美国国内的排放总量未出现下降。(www.daowen.com)

但是，美国政府推出了一些自愿性和鼓励性的计划，以此提高各行业的能源效率。此外，政府十分重视节能减排的科学研究和技术开发，积极参与国际合作，对于全球减排技术的进步起到了一定的帮助。

哥本哈根绿色环保游行

五、神奇的智能电网

智能电网，即S米art Grid，原意为智能网格或智能网。智能电网的定义是：以物理电网为基础，在中国以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的坚强电网为基础，将现代化先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。智能电网具有坚强、自愈、兼容、经济、集成、优化等特征。

智能电网的本质就是能源替代和兼容利用，它需要在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上整合系统中的数据，优化电网的运行和管理。它主要是通过终端传感器将用户之间、用户和电网公司之间形成即时连接的网络互动，从而实现数据读取的实时、高速、双向的效果，整体性地提高电网的综合效率。

智能电网有以下特点。

其一，它能够实现双向互动的智能传输数据，实行动态的浮动电价制度。

其二，它可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合，遇到电力供应的高峰期之时，能够在不同区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口，从而达到对整个电力系统运行的优化管理。

其三，智能电网能够将新型可替代能源接入电网，比如太阳能、风能、地热能等，实现分布式能源管理。

其四，智能电表也可以作为互联网路由器，推动电力部门以终端用户为基础，进行通信、运行宽带业务或传播电视信号。

智能电网首先要建立一个高速双向的通信网络，其次是在电力系统发、输、配、用各个环节的重要设备上安装传感器，再有就是还要有一个拥有足够智慧的控制系统，这是一个智能电网必不可少的基础。智能电网具备更好的安全性和可靠性，实际上它还具有更多的特征，如抵御攻击的能力、提高电网设备的运行效率、容许各种不同的发电形式接入等。智能电网不仅需要安装大量的传感器及智能设备，而且需要解决很多技术难题，如储能技术、通信规约问题、智能设备的研制，因而投资比传统电网要大得多。

电网智能化是未来发展趋势

电力产业包括四个流程，即发电，输电，供电，用电和服务，整合这个集合的过程就是改造人类能源体系的过程。就发电而言就是人类用技术将太阳能、风能、地热能、石油、天然气、核能、煤炭、氢能和生物质能等重新整合的问题；就输电而言就是人类将用新材料和智能电网改进输电损耗的问题。就供电、用电而言就是如何解决分布式能源管理和智能电网管理效益最大化的问题。

解决上述问题的主要途径就是智能电网。对电力系统而言，智能电网是一个完整的信息架构和基础设施体系，实现对电力客户、电力资产、电力运营的持续监视，利用“随需应变”的信息提高电网公司的管理水平、工作效率、电网可靠性和服务水平。与传统的电网相比，智能电网进一步扩展对电网的监视范围和监视的详细程度，整合各种管理信息和实时信息，为电网运行和管理人员提供更全面、完整和细致的电网状态视图，并加强对电力业务的分析和优化，改变过去基于有限的、时间滞后的信息进行电网管理的传统方式，帮助电网企业实现更精细化和智能化的运行和管理。

智能电网的基本概念包括三个主要元素。

①更高的数字化程度，通过更多的传感器连接各种电网资产和设备。

②数据的整合体系和收集体系。

⑧根据数据进行分析，优化运行和管理。

简单地说，智能电网就是通过传感器将各种电网设备、资产连接到一起，形成一个客户服务总线，从而对电网信息进行整合分析，以此来降低成本，提高效率，提高整个电网的可靠性，使运行和管理达到最优化。

六、绿色的节能汽车

什么是节能汽车？下面我们来了解一下节能汽车所涵盖的内容。

(1)减轻汽车自重。

(2)降低风险。

(3)采用现代燃料及开发新型动力机。

(4)发展小排量汽车。

汽车节能与节能汽车是从能源角度出发看问题的两个方面，但却是一个不可分割的统一体。二者都是汽车节能减排的不同方法。

汽车节能就是减少汽车的燃料消耗量或是提高单位燃料的行驶里程。汽车环保广义上讲是指减少汽车生产、使用和报废过程中对人和环境的污染。我们这里所讲的汽车环保主要指使用过程中汽车排出的尾气和车辆产生的噪声对环境的污染。对于同一车辆，燃料消耗的减少意味着对环境污染的减少。所以，一般来讲，节能的实质也是环保。但环保技术的实现并非都可以同时达到节能的目的，如发动机尾气净化装置，如果因装置结构排气负压处理不好会导致发动机效率下降，油耗增加。因此，尽量减少燃料消耗或采用替代燃料或在不增加燃料额外消耗前提下减少排放才是汽车节能与环保的努力方向。

在对传统汽车进行技术改造的过程中也逐渐形成了以具有良好环保、能源特性的纯电动汽车、混合电动汽车和燃料电池电动汽车等为代表的新能源汽车的研发潮流和产业化热点。其实在前面提及新型燃料时已经提及到其他新能源汽车，如压缩天然气、氢燃料、合成燃料、液化石油气和醇醚燃料汽车等，限于篇幅这里只对电动汽车技术进行探讨。电动汽车因污染小、节约能源、能改善能源消耗结构和电网负荷，已经成为21世纪重要的绿色交通工具。

1.纯电动汽车

纯电动汽车是指采用蓄电池作为能量存储单元，采用电机为驱动系统的车辆。就目前的动力电池的技术水平，小型四轮纯电动汽车技术商业化条件已经具备，可以作为短距离上班族的代步交通工具或作为出租车予以推广，尤其是配合社会主义新农村建设。对于大型纯电动车辆还主要是用于特殊场合，如机场摆渡车和市区定线行驶的公交车以及其他特殊用途。也有采用超级电容的纯电动大客车，实践证明其具备推广价值。纯电动轿车一次充电续驶里程应不低于200千米，最高时速可达到120千米/小时。它依赖于电池的技术进步，目前不具备大批量商业化的条件。纯电动汽车的核心技术是电机电控技术、电池组能量管理技术等。通过近五年的努力，我国目前已经实现了纯电动汽车的小批量生产，开发的纯电动轿车和纯电动客车均已通过了国家汽车产品型式认证，纯电动轿车的动力性、经济性、续驶里程、噪声等指标已超过法国雪铁龙公司等国外大型汽车生产企业研制的纯电动轿车和箱式货车，初步形成了关键技术的研发能力，纯电动汽车在特定区域的商业化运作正在广泛开展。

2.混合动力汽车

混合动力客车

混合动力汽车是指由两个或多个能联合或单独运转的驱动系统驱动的汽车。按电动功率的功能和容量混合动力汽车可以分为：微度混合、轻度混合、全混合和外电源插座充电混合四种；按能源补充的方式可分为加油站加油和充电站充电两种；按照系统能量流和功率流的配置结构关系可分为串联、并联和混联三种；按照功率辅助形式又可分为续驶里程延长型、功率辅助型、双模式型等。现在已经市场化的是油电混合电动汽车，其中微混合电动汽车应比常规汽车减少3%以上的能源消耗，轻度混合电动汽车油耗应比传统燃料汽车节能15%以上，全混合动力汽车应比同级传统燃料车减少30%以上燃料消耗。由于纯电动汽车续驶里程短和高昂的电池成本给电动汽车商业化推广应用带来很多问题，所以目前混合动力汽车技术是新能源车辆的主流技术。混合动力汽车的核心技术是动力总成技术、系统集成匹配技术以及车载能源技术和整车控制与能量管理技术等。混合动力电动轿车多采用并联和混联技术，混合动力电动公共汽车以串联技术为主。国际上轿车商业销售成绩斐然，而大客车已经大规模示范，仅美国就有15个城市。我国一汽、东风、长安、奇瑞等汽车集团公司都投入了较大人力、物力来完成各车型功能样车的开发，性能样车开发和产业化准备基本上完成，在控制、混联机电耦合结构方案等方面也取得了许多的技术创新成果。

3.液压混合动力汽车

液压混合动力汽车是在原汽车发动机动力的基础上增加了由液压马达、液压蓄能器、控制器、执行器等组成的液压辅助动力系统。车辆在起步时发动机不工作，由液压马达驱动车辆起步行驶。起步阶段是发动机最费油、尾气排放最大的阶段，如果采用液压马达驱动车辆起步，将会节省发动机的油耗，达到节油与环保的目的。驱动液压马达的能量来自于液压蓄能器中贮存的液压能。车辆加速或上坡时液压马达与发动机同时工作，可以减轻发动机的负荷，实现节油及减少尾气排放的目的。车辆在下坡减速制动或停车制动时液压马达将车辆势能和运动的动能转化成液压能贮存在液压蓄能器中，在车辆起步或上坡、加速时应用这些液压能。因为液压能量来于车辆的制动及下坡过程，所以适用于车辆频繁制动、减速的场合，特别是公交车辆。在液压混合动力汽车领域，我国已有三家以上单位的样车通过了产品性能测试和试验，效果明显。

4.燃料电池汽车

燃料电池汽车是指采用氢能作为全部或部分能源，通过化学方法产生电力并采用电机驱动的车辆。燃料电池汽车被认为是能够真正实现零污染的汽车产品，并公认质子交换膜燃料电池是其中最好的选择，但在燃料电池发动机的研究方面仍然面临着许多难题需要解决。如质子交换膜燃料电池PE米FC抗CO催化剂和质子交换膜、低廉的车载PE米FC流场板和单体电池放大设计等技术一直是研究的重点；还有系统集成、成本问题和车载重整制氢技术也是研究的重点。我国燃料电池电动汽车建立了产品技术开发和演示验证试验平台，整车操控性能、行驶性能、安全性能、燃料利用率等得到较大提高。

燃料电池汽车

七、生活中的节能减排

一些简单易行的改变就可以减少能源的消耗。例如，离家较近的学生可以骑自行车上下学而不是让家长开车接送；短途旅行选择火车而不搭乘飞机；在不需要继续充电时，随手从插座上拔掉充电器；如果一个小时之内不使用电脑，顺手关上主机和显示器；每天洗澡时用淋浴代替盆浴，每人全年可以减少约0.1吨二氧化碳的排放！

(一)在家我们能做什么

1.照明用电

注意随手关灯，使用高效节能灯泡。美国的能源部门估计，单单使用高效节能灯泡代替传统电灯泡，就能避免4亿吨二氧化碳被释放。

节能灯最好不要短时间内开关，有资料说，节能灯其实在开关时是最耗电的。

白天可以做完的事不留在晚上做，洗衣服、写作业在天黑之前做完。早睡早起有利于身体健康，又环保节能。

2.家用电器的节能使用

购买洗衣机、电视机或其他电器时，选择可靠的低耗节能产品。

及时拔下家用电器插头。电视机、洗衣机、微波炉、空调等家用电器在待机状态下仍在耗电，加在一起相当于开一只30～50瓦的长明灯。如果全国3.9亿户家庭都在用电后拔下插头，每年可节电约20.3亿度，相应减排二氧化碳197万吨。

3.低碳烹调法

尽量节约厨房里的能源。食用油在加热时产生致癌物，并造成油烟污染居室环境。减少煎炒烹炸的菜肴，多煮食蔬菜。不要把饭锅和水壶装得太满，否则煮沸后溢出汤水，既浪费能源，又容易扑灭灶火，引发燃气泄漏。调整火苗的燃烧范围，使其不超过锅底外缘，取得最佳加热效果。如果锅小火大的话，火苗烧在锅底四周只会白白消耗燃气。

自家煮饭炒菜，量足够吃就好，不多炒。路上看到被人丢弃的食物，可以捡起来喂野狗、野猫和小鸟等小动物。变质的饭菜可以埋在地里做肥料。

楼梯锻炼身体

4.循环再利用

靠循环再利用的方法来减少材料循环使用，可以减少生产新原料的数量，从而降低二氧化碳排放量。例如，纸和卡纸板等有机材料的循环再利用，可以避免它们被填埋后释放出来的沼气（一种能引起温室效应的气体，大部分是甲烷）。据统计,回收一吨废纸能生产800千克的再生纸，可以少砍17棵大树，节约一半以上的造纸原料，减少水污染。因此，节约用纸就是保护森林、保护环境。

5.节能的健身方式

假如所住楼房的楼梯通风、采光状况良好，安全设施齐备，可以每天做“爬梯运动”，在节电的同时，健身、健心、健性情一次完成。

手洗轻便的衣服，也是一种很好的运动。以站桩的姿势在洗衣池前站定，既锻炼脚力，又可使经常处于紧张状态的腰部和背部放松。双手同时搓洗衣服，节水节电的同时锻炼了手指灵活性和左右脑的协调能力。

6.节省取暖和制冷的能源

大部分家庭的能源都消耗在取暖和制冷上。只要采取自然通风法调节室温，且不要使室温过高（冬季）或过低（夏季），就能减少10%的费用和二氧化碳排放量。

检查阁楼和空心墙隔热材料的质量。冬季检查门窗的缝隙是否密闭。

夏季天气不算十分炎热时，最好用扇子或电风扇代替空调。

7.可再生能源

使用各种可再生能源的技术能大大地减少我们在使用能源的过程中产生的二氧化碳。太阳能可以加热水和发电。在一些欧洲国家越来越多地采用生物质采暖系统，还有一些新式的小型风力涡轮发电机已经可以供家庭使用。

8.垃圾分类处理

垃圾分类可以回收宝贵的资源，同时减少填埋和焚烧垃圾所消耗的能源。例如,废纸被直接送到造纸厂，用以生产再生纸；饮料瓶、罐子和塑料等也可以送到相关的工厂，成为再生资源；家用电器可以送到专门的厂家，进行分解回收。家里可以准备不同的垃圾袋，分别收集废纸、塑料、包装盒、厨余垃圾等。每天进行垃圾分类和回收，不仅是我们应尽的责任，也有利于培养我们爱护环境的习惯和自觉性。

9.交流捐赠多余物品

将多余或不用的物品集中起来，通过交换和捐赠的办法，达到重复利用的目的。

徒步出行

(二)出门我们能做什么1.明智的旅行

先计划好最佳路线再出发。

仔细想想你的旅行需求。尽量使用公共交通工具。

你想过跟家人和朋友共乘一辆汽车吗？你真的需要飞行吗？可能一个电话更节省时间、金钱和降低二氧化碳排放量。

2.开车时

开车时注意油离配合，保持在经济时速。试验显示，油门踩到底比中速行驶费油2—3倍，所以在行驶中猛刹车、猛起步都是大忌，尽量做到平稳起步。

在排队、堵车或等人时，尽量避免发动机空转。发动机空转3分钟的油耗可以让汽车行驶1公里。因此，如果滞留时间超过1分钟，就应该熄火。

3.每月少开一天车

每月少开一天，每车每年可节油44升，相应减排二氧化碳98千克。如果全国有1248万辆私人轿车的车主能做到，那么总共可以节油5.54亿升，减排二氧化碳122万吨。

4.提高出门办事效率

除非必需，不单独驾车出门。每次出门之前，把要办的事列出来，争取一口气办完。这样可以减少塞车造成的能源浪费和环境污染。

(三)购物时我们能做什么

1.不要掉进奢侈品的陷阱

越时尚的商品更新换代的速度越快。无论是电子产品还是时髦的服装，商家通过不断地推陈出新，刺激人们的购买欲。那些追求奢侈品消费的“月光族”和“车奴”、“卡奴”，不仅浪费资源，还使自己背上沉重的经济枷锁，究竟是富人还是“负人”，只能冷暖自知。

2.使用再循环材料的好处

比起用原始材料制造的产品，用再循环材料制造的产品一般消耗较少的能源。例如，使用回收钢铁来生产所消耗的能源比使用新的钢铁少75%。

3.告别塑料袋

重拎布袋子、菜篮子。虽然少生产1个塑料袋只能节能约0.04克标准煤，相应减排二氧化碳0.1克，但由于塑料袋日常用量极大，如果全国减少10%的塑料袋使用量，那么每年可以节能约1.2万吨标准煤，减排二氧化碳3.1万吨。

关于节能减排，我们能做的事太多太多。这些日常小事你我都能做得到。只要留心留意，每个人都能成为节能减排的行家里手。绿色生活方式带给我们的不仅是省钱实惠，而且有利于节能减排，何乐而不为呢？

科学节能，大有技巧；全民减排，贡献不小。让我们每一个公民行动起来，从我做起、从点滴着手、从现在做起、从身边做起，积极参与节能减排，为实现国家的节能减排目标做出自己的贡献，共同创造更加节约、更加洁净、更加文明的可持续的美好生活。

纸袋购物