美国减少能源消耗量的十大举措

中国敖汉网    发布日期:2014年06月05日 11:09:58

与迅速建造数10座新电站来增加发电量相比,节约用电,特别是以减少电厂排放作为目标的节约,正成为一种更可行的解决办法。美国2005年的能源消费支出达到2960亿美元,比1993年上升近50%,这一事实也为节能提供了动力。另外,在如何节约能源方面,新技术使人们能用合理的投资成本生产出能效更高的硬件。现在政府在制定节能计划时,有更多的数据可资利用。他们知道过去的哪些节能措施取得了成功,并在成功的基础上取得更大进展。以下是在今后几年中能使能源消耗量发生重大转变的10项创新举措。

 
    照明
    使用紧凑型荧光灯
    照明行业耗电量最高,而且仍然是最昂贵的用电方式之一。但由于照明设备无处不在,常常得不到像空调机之类的大型耗电设备那么多的关注。而这意味着,人们一直忽视照明领域存在着巨大的改良潜力。我们已改进了传统照明装置的技术,大大降低其能耗。以紧凑型荧光灯为例,底座已经小到可以嵌入标准的螺口灯座。紧凑型荧光灯通常可以节省75%的照明费用,而且比普通白炽灯泡的使用寿命至少长7倍。很多紧凑型荧光灯甚至可以发出柔和的白光,达到与白炽灯相似的照明效果。很多电力公司向用户提供电费折扣,从而将可以产生100W白炽灯照度的24W紧凑型荧光灯的使用成本降到每只1美元或2美元。
根据美国环境保护署(简称“环保署”)的统计数字,如果每个美国家庭用一支紧凑型荧光灯换掉一只普通白炽灯,全美国的消费者一年可节省6000万美元电费。这样节省下来的能源,足以照亮700万个家庭;减少的电厂温室气体排放,相当于路面上减少了100万辆行驶的汽车。
    利用半导体的发光二极管技术
    用发光二极管(LED)取代传统的交通信号灯,大幅削减了很多城市的用电量。一般情况下,在交通信号灯中用一只11W的发光二极管换下一只140W的白炽灯,会产生节能92%的效果。发光二极管已做好进入更多工业应用领域的准备,比如超级市场里的冷藏柜。目前生产白色的LED光源还比较困难,因为白色发光二极管比彩色发光二极管的成本高很多。但据照明专家预测,再过几年,白色发光二极管的价格就有望下降一定水平,从而可以得到更广泛的使用。
    利用自然光取代部分室内照明
    与此同时,消费者和企业都在采取各种各样的新方法,比如“收集”自然光的装置—先将自然光集中起来再投射到室内,那样建筑物内就不需要使用大量的灯光照明了。犹他州帕克市的自然照明公司(Nature’s Lighting)就在生产内嵌反光镜的太阳能吸收盘。把它们放在平坦的房顶上,通过天窗将太阳光投射进建筑物内,漫反射装置将光线均匀地分布在室内。在沃尔玛仓储公司,电费是仅次于人工费的主要开支,每年超过10亿美元。因此,沃尔玛一直在完善日光收集技术,通过折射天窗将日光引入店里。这样的天窗收集日光却不辐射热量。照度感应器根据可用的自然光照度自动调整店内的荧光灯照度。在每家沃尔玛店安装这种照明系统的平均投入约20万美元,通过节省电费和降低空调费用,在23年之内即可收回投资。
     能效更高的硬件
    使用变频电动机
    过去几年,硬件能效已得到了巨大的提高。例如工业用电动机的技术创新能为企业节省大量开支。据加利福尼亚州帕洛阿尔托市电力研究所(Electric Power Research Institute)主管创新的副总裁克拉克·戈林斯(Clark Gellings)说,目前电动机消耗的能源占工业能耗的67%。但老式电动机因为需要不停地启动和关闭而浪费大量电能。现在很多公司正在改用变频电动机。据戈林斯先生介绍,变频电动机随着负载的不同而调整转速,而不是频繁地启动和关闭机器。大型饭店经营商MGM Mirage公司在位于拉斯维加斯的饭店内部的制冷设备上安装22台新的变速电动机。这项耗资400万美元的设备改造工程只需2.5年左右即可通过节约的电费而收回投资,在此之后,该公司每年将因此节省160万美元。
     制定新的空调能效标准
    空调行业也可以节省巨额资金。针对家用和商用中央空调装置的新联邦能效标准已于20061月生效;新标准规定2006年出售的能效最低的空调机必须至少比2005年售出的最低能效空调机节能30%。即前者必须达到13SEER(季节性能效排名)的标准,后者则是实施了14年的10SEER标准。根据美国能源部的统计,提高能效标准后,从2006年到2030年电力公司在全国范围内可以少建造40座新电站。与此同时,到2020年消费者将节省电费10亿美元。
     更“聪明”的传感器
    生产制造商已开始选用先进的传感器来更好地控制能耗和降低经营成本从而设计更智能的产品。售价为几美元的传感器,使用几年间就可节省数千美元,所以越来越多的公司在利用这项技术。例如加利福尼亚州Moorpark市的定制传感器制造商Kavlico公司,其生产的用于商用制冷设备的半导体控制器的销售业绩显著。传感器会告诉控制器何时开始冰箱的除霜周期,以此代替自动定时器,这样冷冻设备就不用再经过不必要的“加热—冷却”周期。
Kavlico公司是法国施耐德电器 Schneider Electric)下属的一家美国公司,它的总经理斯科特·法伦科夫(Scott Farrenkopf)介绍,新型控制器可“减少25%~30%的用电量”。他还说,汽车制造商和设备制造商都在纷纷订购更多的为他们量身定做的传感器,用于为节省燃油和提高能效而设计的系统当中。
    更好的测量装置
    消费者可以用价格便宜、方便购买的测量工具记录家用电器的耗电量。圣迭哥市一名退休的教养院管理员埃里克·比埃尔(Eric Bier)担心其电费上涨,于是购买了一个纽约P3国际公司制造的名为“省一瓦”(Kill-A-Watt)的测量装置。先将这个售价约40美元测量仪插进一个标准的墙上电源插座,然后将家里的其它电器插进测量仪中,就可以了解这些电器的耗电量。将测量仪上显示的“干瓦—小时”读数乘以本地的电价,就能算出使用某个家用电器每月需支付的电费。
    制订能效标准
    联邦政府为10多种产品制订了最低能效标准。其中包括洗碗机、电冰箱、热水器、房间空调机和电动机。联邦政府估计,从1990年到2000年,这一举措为消费者节省了近500亿美元电费。
     同时,环保署(EPA)给近40种产品贴上了“能源之星”(Energy Star)标识。它们代表每一类产品中能效最高的25%的产品。据环保署估计,2005年使用“能源之星”产品的消费者节省电费120亿美元,节约的电能足以供应1100万个家庭。
    尽管如此,环保署的标准仍然存在一些疏漏,如能弥补这些疏漏,今后几年就会节省更多的能源。以电视机为例,政府没有规定电视机的能效标准,有“能源之星”标识的电视机,只是表明其在“待机”模式下的电量消耗少。换句话说,就是未开机时耗电量较低(实际上,所有带遥控器的设备,从未真正断过电,除非拔下它的电源插头)。
近年来,随着电视机耗电量的迅速增多,对制订电视能效标准的呼声也越来越高。电视屏幕的尺寸急剧增大,附加装置迅速增加,从卫星电视天线到可编程的机顶盒应有尽有。有些家庭现在花在家庭娱乐设备上的电费,多于冷藏食物的电费。国际电工技术委员会(IEC)制订的电气与电子技术标准经常被各政府采用。目前该委员会正在制订衡量电视机耗电量的通用标准。在IEC结束其工作后,最早有可能从2008年初开始,电视机上会出现一些能效标识信息。与此同时,环保署说他们正在考虑根据电视机的总耗电量而不只是待机模式下的耗电量来张贴“能源之星”标识,以此为购买新电视机的消费者提供真正有参考价值的工具。
电子消费产品协会(Consumer Electronics Association)鼓励自愿贴标志,但反对为电视机之类的产品施行强制性节能标准,因为“电子行业的产品非常多,变化非常快,”该协会负责技术标准的副会长布莱恩·马克沃特(Brian Markwalter)如是说。而标准的倡导者则坚持认为,产品的发展变化迅速说明新标准的出台更加紧迫。俄勒冈州波特兰市专门研究能源问题的Ecos咨询公司负责人克里斯·卡尔维尔(Chris Calwell)认为:“能源使用方式已经发生变化,现存我们应该抓紧张贴节能标志。”
    新建筑规范
    美国所有的州都有建筑健康、消防及安全规范,其中的40个州还有建筑能效规范。有的节能规范规定了新建筑必须采取的最低阻热措施。据能源部估计,修改建筑规范为美国消费者在1991年到2005年间节省了47亿美元电费。日前美国还有10个州没有全州通用的建筑能效规范,其中有些正在考虑采用州级能效建筑规范,包括密西西比州和阿拉巴马州,部分原因是他们受飓风影响后正开始繁重的重建工作。与此同时,有几个已经制定能效规范的州在考虑采用国际规范委员会(International Code Council2005年颁布的某个示范规范的最新版本。预计到2010年,建筑能效规范在美国减少的一次能源消耗量会为美国消费者每年节省100亿美元。
    对电力公司的激励
    为了消除电力公司资助节能项目的障碍,很多州修改了电价方案。加利福尼亚州和其它一些州对基本服务费当中每个电力公司花费成本的绝大部分进行估算,而不是以电表千瓦时的读数对电量收费。20067月,在仍然仔在费率结构问题的州,数十家电力公司、能源消耗大户和能源监管机构承诺,通过资源规划、提高对节能的关注度来改善收费结构。例如与其建造一座新的500 MW电厂,不如通过某种手段削减500 MW的用电需求,既能节约资金,又能保护环境。
美国半数以上的州的电力临管机构,已经批准支持这项全美节能行动计划。爱荷华州的电力专员、全国节能行动的领头人黛安·姆恩斯(Diane Munns)说,他们之所以愿意参加全美节能行动计划,是因为大部分州的电力监管机构都遇到了“新电厂立项和电价持续上涨”等问题。该计划的倡导者环保署估计,如果该节能行动计划得以在全美推行,美国每年可以减少200亿美元的能源费用。
    与此同时,加利福尼亚公共事业委员会正在考虑为推广节能措施的电力公司设立专项货币奖励。委员会主席麦克尔·皮威(Michael Peevey)说,“我希望看到电力公司从投资能效中得到的回报,可望能与他们大兴土木兴建电厂得到的收益相当。”
    分时能源价格
    电力公司将采用新型电能表计费。用精密的电能表每天数次(而不是每月)自动监测每个客户消耗的电量。这项措施使电力公司能够在一天的不同时间或者一年的不同季节,按不同的价格计费。在电力供应紧张时,或者在燃油价格特别高时,监管机构可以通过提高电价来抑制用电需求,从而减少对电厂发电的需要。加利福尼亚公共事业委员会的皮威先生说:“有些消费者可能不赞同这种想法,但是当人们了解到这样更环保,他们就会转而支持这种做法。”根据联邦能源监管委员会的最近一份研究报告,全美国只有6%左右的电力用户安装了这种电能表。宾夕法尼亚州、威斯康星州、康涅狄格州、堪萨斯州、爱荷华州和缅因州的电能表使用率最高,从14%~53%不等。从2008年起,南加州爱迪生电力公司(爱迪生国际公司下属的公司)的500万名客户会装上新的电能表。新电能表可以实现双向通信,既能向电力公司传送即时的读数,也能与其它设备如智能恒温器进行对话。从而远程遥控设定温度。这样消费者将可以更好地控制用电量,如任电力供应紧张或电价较高的时段,用户可以减少用电量。
    电费折扣
    很多电力公司还对节能电器和设备提供电费折扣,通过鼓励淘汰陈旧设备而永久地降低能源需求。2002年纽约以每台75美元回收了16万台旧空调机。回收这些旧空调在10年间节约的电能,相当于一座大型电厂全年的发电量。加利福尼亚州的消费者每年支付的电费接近200亿美元,该州已经承诺20062008年,从电费中拨出20亿美元投资节能项目。在所有的州当中这是最高记录的投资。对于其它州,如果能让电力公司将相当于电费收入的1%~2%的资金投入到节能项目上,就已经迈出很大的一步了。PG&E(太平洋天然气和电力公司)将投资9.74亿美元,预期会永久性地削减600MW的电力需求,相当于少建一座大型发电站并节省3050年的燃料,仅照明一项就会节电近250MW
有些节能项目能获得大额电费折扣。2005年房地产投资公司GMH资本合伙企业(GMH Capital Partners LP)在加州里士满市购买了一栋大型综合住宅楼,它投入327428美元对这座近20年的老建筑物进行节能改造:安装新灯具、热水器和热反射式屋面材料。预期每年可节约11.2万美元,其中的大部分节能效益将由楼内的1008个单元的租户分享。为了鼓励GMH为节能所付出的巨大努力,其花费在设备改造和安装上的费用得到了全额补偿。当地的电力公司PGE这样做的原因在于,如果只有承租人可以享受节能所带来的好处,大多数业主就都不愿意进行耗资巨大的节能改造。PG&E公司主管客户能源的副总裁贝弗莉·亚历山大(Beverly Alexander)说:“这是一个很难攻克的市场”。
    用户响应计划
    让用户购买价格更高的节能设备,无疑是持久地减少能源消耗的办法。此外,还有临时性地减少能源消耗的办法,特别是用能大户。在今后几年,特别是在建新电厂遇到很多困难的新英格兰等地区,这些“需求响应”项目会更加引人注目。早期的节能项目是付费让能源消费大户减少能源使用量,有时是强迫他们压低产量。现在有一种可以更不费力地降低能耗的方法,那就是借助于控制装置,按照电力公司的要求调暗灯光或者让空调和泵轮流运行。为了响应国会发布的指令,联邦能源监管委员会最近视察了电力工业,结果发现只需启动现有的“需求响应”项目,就可以减少需求37500 MW。相当于75座大型电厂的发电量。
 

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