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一种能源模式

一种能源模式

为主要工业化国家,甚至为整个全球能源产业提供碳中和的能源供应,并不是一个无法解决的问题。 缺少的主要是意愿。

反对迅速扩大可持续能源的主要论点是绿色能源据称成本太高。 2015年,全球生产的所有能源,无论是电力、汽油还是其他形式的能源,耗费了9.1万亿美元。 据统计,同期全球国内生产总值约为75万亿美元。 实际上,全球实际经济总量可能要高得多。 因此,我们可以粗略地说,在每件产品、每项服务、每种性能中,能源的平均成本因素为10%。 让我们假设,为了防止气候灾难,我们必须改用不产生二氧化碳但成本要高出50%的能源。 这意味着所有价格,无论是产品、服务还是其他服务,都将提价5%。 这真的完全不可能吗?

第二个反对绿色能源的论点是,可再生能源不够稳定,无法确保不间断的电力供应。 仔细观察,这种说法似乎也站不住脚。

Niveau élevé的团队和公司集团正试图为国际城市项目奥罗维尔(Auroville)提供能源供应,即最终为一个拥有5万人的微型社会提供能源供应,这种能源供应完全以可再生能源为基础,不借助传统能源,也不使用电网的储存能力。 这样做的目的是为了证明,整个社会都有可能改用绿色能源,并且在所有领域都能保持舒适和竞争力。
这项工作的第一阶段是,或者说曾经是,确保新兴城镇(目前约有2400 名居民)目前的电力需求完全由风能满足。 与 Niveau élevé 有关联的集团公司Aditi Diamonds、Gold-in-Glas 和 Varuna共搭建了六台风力发电设备,每年的总发电量约为8,000,000千瓦时。 奥罗维尔现阶段的年总耗电量约为350万千瓦时。 在印度,风力发电机的电力可以在发电厂所在地馈入电网,然后在自用地点从电网取电并消费,但要支付一定的费用。 在这一计划的帮助下,奥罗维尔目前由风能供电。 无论如何,目前生产的绿色电力是在奥罗维尔消耗的电力的两倍。 剩余的能源被出售,所得资金投资于新的发电设备。 这六台涡轮机每台发电能力为0.8兆瓦,其中四台位于印度中南部Coimbattore市附近的风电场,另外两台位于Karnataka邦。

借助几台风力发电机为奥罗维尔这样的新兴城市提供碳中和的电力是一个很好的步骤,但在应对气候崩溃的竞赛中并不能真正起到根本性的作用。 关键在于,在没有Tamil Nadu邦电网的情况下,能否维持城市的电力供应。 但风能目前还无法做到这一点,原因有二:首先,奥罗维尔本身的风力太小,无法合理地运行风力涡轮机,因此涡轮机位于距离奥罗维尔约500公里的地方。 其次,发电厂的大部分电力都是在5月至9月的 “风季 “生产的。 Tamil Nadu邦为消耗自己电力的风电运营商设立了所谓的 “银行”。 这意味着,您生产的电力与您的用电量脱钩,剩余的千瓦时存入您的 “能源银行账户”,当用电量高于生产量时,您可以再次从该账户中 “提取 “电力。 只有在这一系统的帮助下,不定时发电的风力涡轮机才能满足奥罗维尔持续的电力需求。 因此,最终我们确实使用传统发电方式来缓冲供需不对称的局面。

不过,第一阶段至少表明了一点: 在泰米尔纳德邦,风能比燃煤发电便宜。六台涡轮机每台造价约为70万欧元。涡轮机的使用寿命至少为20年,年发电量在100万至200万千瓦时之间。假设每个发电站的年平均发电量为130万千瓦时,并假设每年的线性折旧率为5%。平均每年的 “维护 “费用,即维修、保险等费用为15,000欧元,那么每年的成本约为50,000欧元。如果发电量为130万千瓦时,则每千瓦时的成本价格为3.8欧分。然而,在泰米尔纳德邦,我们从唯一的供应商–国家电力公司–处获得的电费为每千瓦时0.10欧分。通过生产我们自己的绿色电力,现在每千瓦时只需3.8欧分。这还不到我们过去购买国营燃煤电的一半。

为了在奥罗维尔建立一个自给自足、不受任何外部因素影响的能源系统,真正实现自给自足,为城市持续提供绿色电力,我们计划在城市区域内建设太阳能发电厂,其发电量至少要比城市自身配电网络的用电量多20%。 此外,还计划建造一座抽水蓄能电站,利用剩余的能源将水抽到该地区最高点的人工湖中。 我们将管道的铺设与另一个项目–海水淡化厂的建设(见第 20 章)联系在一起,这样我们就可以同时在地下铺设两条巨大的压力管道。 一个用于将饮用水从海水淡化厂运送到奥罗维尔的最高点,从那里分配饮用水,另一个用于抽水蓄能厂。 在夜间和阴天,水流将通过压力管道流向海边约45米以下的水库,并通过涡轮机再次释放储存的能量。

这种抽水蓄能电站的传统工作效率约为70%。 这意味着,如果我们需要花费100,000千瓦时将水从海边的水库抽到山上的水库,那么通过压力管道末端的涡轮机,我们可以获得70,000千瓦时的回馈。 不过,最近已经出现了效率高达90%的系统。

最终,奥罗维尔需要采取以下措施,以实现自给自足、不含二氧化碳的能源供应:

  1. 不属于国有能源公司的自有配电网络
  2. 最大可能的在奥罗维尔屋顶上的铺设太阳能电池板
  3. 在城市工业部门安装更多相对大型的太阳能装置
  4. 上水库,水面面积约100.000平方米,平均水深8米
  5. 容量相同的下部蓄水池
  6. 从上面到下面储蓄水池的压力管道
  7. 带涡轮机和变电站的涡轮机房。 当水流从上水库流入下水库时,涡轮机可用于发电,而当中午时分下水库的水被抽回上水库时,涡轮机又可用作水泵。

有了这七个要素,我们就能将这座拥有50,000名居民的城市转化为100%不含二氧化碳的绿色电力。 这样,该市将完全独立于印度电网,拥有自己的电力生产,甚至有可能与印度电网完全脱钩。 届时,现有风力发电机的电力可能会被出售,所得收益将用于维护和扩建太阳能发电厂。

剩下的就是交通了。 但在这方面也已经开始努力摒弃普通的汽油交通。 奥罗维尔已经开始生产电动摩托车。 在奥罗维尔,市内90%的交通是摩托车,汽车很少见。 由于城市里到处都有免费的充电电力,电动摩托车行驶起来几乎没有噪音,而且本地生产的电动摩托车价格相对便宜,因此我们可以假定,很快大多数奥罗维尔人都会骑上这种电动摩托车。 也许以后会通过全民公决,禁止所有汽油车和柴油车进入城市。 印度有很多不错的替代品,比如小型廉价电动汽车。

因此,Niveau élevé希望有朝一日能够建立一个拥有约5万居民的微型社会,该社会的能源需求100%来自生态电力,其交通能源由电网而非加油站提供。 不过,在此之前,仍有许多工作要做。