日前,ABB集團首席技術官唐維詩(PeterTerwiesch)在接受采訪時稱,“利用ABB現(xiàn)有的各項增效節(jié)能技術,就可以將能源利用率從現(xiàn)在的20%倍增到40%,大大降低能源鏈中的損耗,這意味著減少了20%的能源損失?!?/p>
雖然令人眼花繚亂的電網(wǎng)線路圖形和復雜的專業(yè)名詞令人困擾,但有一點毋庸置疑,人類需要更多的能源用于生存和發(fā)展,同時面臨著巨大的減排壓力。
從能源價值鏈的角度看,只有20%的能源被真正利用是一個令人沮喪的事實,但這也意味著在能源利用率上,不論ABB還是其他希望在能耗問題上有所改進的企業(yè)都有巨大的空間。
低碳未來
在唐維詩展示的全球碳排放計算公式中,能源消費、財富、人口等因素之間有著此消彼長的關系——人類在2050年會面臨嚴峻的挑戰(zhàn)——必須要將全球碳排放減半,而屆時全球人口數(shù)量將達到95億人。
也就是說,人類還有大概40年的時間在人口翻倍的情況下實現(xiàn)碳排放減半的目標。而根據(jù)唐維詩的計算,“提升能源效率和采用非化石能源方面要有四倍的成果,才能最終達到碳排放減半的目標?!?/p>
一方面,電力緊缺,另一方面,發(fā)電環(huán)節(jié)是目前二氧化碳排放最大和上升最快的來源,因為世界上超過40%的電力供應依靠燃燒煤炭來獲得。
與這個看似急迫的任務相比,有些事實看上去更令人樂觀,保持經(jīng)濟增長的同時不斷降低對環(huán)境的影響,是國內外負責任的政治家和企業(yè)家的首要任務。無論中國、印度這樣的新興市場還是一些成熟的工業(yè)化國家,減排的空間都很大。
有數(shù)據(jù)顯示,到2030年,有一半的減排目標是可以通過節(jié)能技術實現(xiàn)的,而對新能源的利用也可以起到重要作用。而另一組數(shù)據(jù)顯示,2030年對電力整體需求增長預期將翻倍,包括對水電、風電等能源的需求增長都很快。
這意味著,由于電能需求的增加,電網(wǎng)壓力將進一步加大。此外,隨著風能、水電、太陽能等清潔能源的開發(fā)利用,對于電網(wǎng)基礎設施的要求也會日益提升。那些來自偏遠的山區(qū)、沙漠、海洋的水力、太陽能和風能資源等清潔能源若要被順利接入電網(wǎng),輸電線路可能要跨越相當遠的距離,同時還需要建設更為強大的輸電系統(tǒng)。
另外,由于混合動力等技術用于汽車行業(yè),未來可能很大比例的交通工具會使用電力,這些新的應用需求都會對電網(wǎng)產(chǎn)生與現(xiàn)在截然不同的需求。
這意味著,在發(fā)電量必須增加,而又要減少溫室氣體排放的情況下,使發(fā)電、輸電和用電的方式變得“聰明”起來非常重要。
決戰(zhàn)智能電網(wǎng)
唐維詩很希望用德國工程師的思維方式向記者解釋,“巧干而不是苦干”對解決輸電系統(tǒng)的節(jié)能降耗問題意義重大。
“其實,終端用戶在增效節(jié)能方面每投資1美元,就可以令電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)節(jié)約2美元的投資。”他說,“如果進一步研發(fā)增效節(jié)能技術,我相信將能源利用率提升到50%是沒有問題的。”
多數(shù)時候,人們對那些復雜的節(jié)能方案感到莫名其妙,比如可以提高電機能效的變頻器,它裝在外貌平平的鐵盒子里,很少有人知道它的節(jié)能潛力比大名鼎鼎的節(jié)能熒光燈高許多倍。
目前,利用ABB現(xiàn)有的各項技術,就可以將能源利用率倍增到40%,降低能源鏈中的損耗。
但現(xiàn)實問題是,企業(yè)并不愿意在增效節(jié)能方面進行投資,根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境計劃署和英國新能源財經(jīng)有限公司的聯(lián)合研究顯示,2008年世界各地財政部門投資于清潔能源的費用高達1190億美元,但僅有18億美元用于增效節(jié)能。
雖然增效節(jié)能的投資一般有望在幾年內收回成本,但很多時候因為缺乏激勵機制,采購節(jié)能設備的企業(yè)并不能獲得節(jié)能的收益。這就像房東花錢、房客受益。所以沒有多少企業(yè)愿意考慮這筆預算。
對此,唐維詩用一個“大腦”和“肌肉”的比喻來智能電網(wǎng)的應用前景。
過去,很多人只重視提升發(fā)電的效率,但實際上,被消耗的電力卻常常被忽略。唐維詩認為,變壓器就好比整個電力環(huán)節(jié)中的“肌肉”。這兩者都是智能電網(wǎng)建設的必要和重要方面。
一個發(fā)電廠這個“大腦”生產(chǎn)的電力中,有10%是在廠內消耗掉的,這些電力大部分用于潰水系統(tǒng)、風扇、中壓設備等,這些設備都有很大的節(jié)能潛力。而在配電網(wǎng)的整個能源使用過程中,有三分之二的損耗發(fā)生在配電或者消費端,所以配電環(huán)節(jié)也有巨大的節(jié)能潛力。
用戶往往關注變壓器_“肌肉”自身的價格,但沒有考慮到未來整個生命周期中變壓器的耗電量。實際上,將整個鏈條中的因素綜合起來考慮帶來的節(jié)能效果是非??捎^的。
中國優(yōu)勢
作為電力和自動化領域領先的企業(yè),ABB集團每年在研發(fā)方面的投入大約有10億美元。近幾年,中國的研究項目開始在ABB全球嶄露頭角。
中國是目前全球用電量需求最大的國家,中國政府提出,到2020年,單位GDP二氧化碳排放比要比2005年下降40%-45%。ABB中國研究中心開展的高壓輸電和可再生能源并網(wǎng)研究,處在目前全球電力技術的最前沿。
高壓直流輸電技術是ABB在全球首先開發(fā)的一種高效、經(jīng)濟、環(huán)保的大容量、長距離、低損耗的輸電技術。
2009年1月,ABB支持的向家壩-上海800千伏特高壓直流輸電項目,在采用ABB的高壓直流技術,包括換流變壓器、直流場設備等輸電系統(tǒng)后,全程2000公里的輸電線路,總體傳輸效率達到97%,損失電能不到7%。
該項目是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大(額定功率6400兆瓦)、輸電距離最遠的項目。
ABB在中國的1500多名研發(fā)人員和工程師分布在20個城市,他們參與著ABB全球的研發(fā)項目,而其中最重要的工作是將中國的需求和創(chuàng)新轉化為ABB在全球的商機。
本地研發(fā)和生產(chǎn)能力不斷提高,使ABB可以縮短交貨周期,提高技術和服務能力。對此,ABB中國研究中心負責人劉前進表示,中國電力領域在很多方面走在了世界前列。
“中國研發(fā)團隊的能力已經(jīng)完全覆蓋全球,由于在中國市場是充分競爭的,所以在中國開發(fā)的產(chǎn)品在世界上也有競爭力。”劉前進說。
據(jù)了解,ABB參與了建設了向家壩-上海800千伏特高壓直流輸電項目,三峽到上海、常州和廣東的三條高壓直流輸電線路項目等。這些項目在全球都沒有先例,對世界其他國家也有很好的示范和借鑒作用。
變頻器也是幫助終端用戶實現(xiàn)增效節(jié)能的明星產(chǎn)品。ABB變頻器在以往15年中便為國內客戶累計節(jié)電500億度,節(jié)省二氧化碳排放5000萬噸。
事實上,在ABB的戰(zhàn)略版圖上,中國市場的地位也日益重要。過去6年來,ABB在華投資年均1億美元左右。盡管遭遇全球金融危機,ABB在2008和2009兩年的對華投資近3億美元。
經(jīng)過大項目鍛煉的中國工程師和研發(fā)人才在能力上得到了很大提升,將大大加快ABB中國向全球推出新技術、新產(chǎn)品的速度,ABB集團也會積極地將“中國優(yōu)勢”用于全球的能源項目中。通過參與國內和海外知名的工程項目,ABB中國正在為其他國家和地區(qū)的各類項目提供產(chǎn)品、系統(tǒng)和服務,同時也將ABB在相關領域的技術優(yōu)勢發(fā)展到極致。