分布式基础设施(1)

从期待已久的假日开始一直到抵达旅行目的地你都一路顺风,没发现什么问题,直到发现你的行李不见了。在过境中发生的行李丢失,估计每年要花费全球航空业17亿美元,但这个数字和美国电网的传输损失相比就无足轻重了。一项研究发现,美国电能的9.5%在传输和分配过程中损失了。当谈到可再生能源时,传输损失特别值得关注。太阳能发电厂或风力发电厂很少建在人口稠密区,而往往在沙漠等较贫瘠地区或海风较强的地区,在那里很少有人会想给家里打电话。

一种解决方案是高压直流技术。它不使用交流电缆,而是采用直流电缆,这样可以携带更多的电力,同时保证较少的泄漏,确保更高的稳定性,而且这一切成本也不高。高压直流电缆已经将英国和法国的核电连接到了一起,使可再生能源在丹麦和挪威之间的交换也变成了可能。

目前正在酝酿一个绿色高压直流电缆的“超级电网”计划,把欧洲连接到可再生能源的发源地—如冰岛的地热和水电以及北非的太阳能。这将传送大量的电力以满足整个欧洲的需求,同时减少传输损耗。如此庞大的网络也可吸纳一些可再生能源的变化形式。这意味着,当太阳照耀在大陆这端的太阳能发电厂上时,电网可以吸收地球另一端的地热和风能,而不会中断任何电力供应。

然而,即使像高压直流电缆这样的技术也不是完全没有损耗的,这使我们想到另一种可能性:为什么首先不解决分布问题?分布式基础设施并非出自单一来源,而是分散在整个社区中。在能源领域,分布式基础设施可能是屋顶上的太阳能电池或本地的污水处理(和回收)厂。在过去,规模经济所采取的解决方案已经不像那些大型的集中化工厂那么吸引人了,但是随着世界越来越关注自然资源的利用率,会不会使这些技术开始看起来重新吸引人了呢?

尽管分布式能源仍处于起步阶段,但它已经被应用于世界很多城市中。比如在屋顶上安放光伏板和太阳能热水器,甚至小型风车也开始出现在自家后院。然而,当太阳能电池板价格回落,电动车可以在其电池中储存能量时,一种全新的能源基础设施即将出现。例如,装备有光伏阵列的房子目前可以在白天使用它产生的能量为屋内电器提供电力。不论产生多少过剩能量,都将返回到主电网中去。但是,对于这些过剩能源也许有一个更好的处理办法,就是将过量的能量储存在停在车道上的电动车电池里。天黑后,车就可以将过剩电力提供给房子,至少在高峰负荷时以备不时之需。

随着太阳能技术的改进,更多的房屋及建筑将有能力自己生产能量。由于很多政府的慷慨资助,太阳能电池板已经被安装在许多家庭中,比如加利福尼亚州,但是因为太阳能电池板本身一般都比较笨重,并不适合房子的外观。然而,新开发的既薄又灵活的太阳能电池正在被安装进这些建筑中。美国SRS能源公司的Solé Power Tile系列产品把灵活的太阳能电池放置在传统的黏土瓦上面,使整个屋顶可以在安装太阳能电池板的同时不改变其外观。还有超薄超灵活的太阳能电池板,甚至可以作为覆盖在波纹铁等其他材料上面的涂料。即使是老掉牙的东西也可能成为房子的能源来源。

分布式能源不只是在寻找新的发电方法,它还会使现有的技术更加有效。热电联产,也被称为热和电的联产,是一种日益在世界各地流行开来的方法。正如其名字所言,热电联产系统可以产生热和电,通常是通过捕捉发电过程中的余热,然后使用它来给空间和水加热。这甚至延伸到所谓的第三代系统,即结合了电力、热力和冷却技术的系统。区域供热是这一技术的扩展,即用发电过程中产生的热为电厂附近的建筑物供暖。鉴于热量移动的挑战,很多这样的系统只有当电力系统离家很近时才能更有效率。

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