当今的高电力消耗致使我们过分依赖核能和煤炭。节约用电和增加可再生能源的电力生产是可持续用电的基础。因此,在可持续发展的社会中,电力应当只用在确有必要时(有明确的电力需求)。这意味着建筑物不应直接使用电加热取暖,并且始终选择高效的电器(图2-110)。
1)瑞典的用电情况
瑞典的电力消耗量很大。2008年,共用电144 TWh(10亿 kWh)。主要用于建筑、工业和运输业(图2-111)。此外,约10%的电能损失在供电线路的损耗上。剩下的实际耗电中超过一半(69 TWh)被用于建筑——住宅、办公楼以及为它们提供服务的设备用房。这意味着在建筑行业工作的人们,如建筑师、工程师和施工方,在决定今后的电力需求中扮演重要角色。在节能技术的帮助下,可能做到既减少电力消耗又满足舒适度的要求。
(1)国际比较。在国际范围内进行的比较中,瑞典家庭使用了大量的电力。在挪威,电力很便宜,家庭电力消耗量居世界之首。而在丹麦,只有相当于挪威一半的电力消耗。结论是,电费越低,比如挪威,电力消耗越高,但如果电费昂贵,比如丹麦,电力消耗就会减少,而且几乎从不用于供暖。在丹麦,建筑物和水的加热依靠燃料(矿物或生物能源)而非电力。挪威的电价一直在上涨中(图2-112)。
图2-110 根据所需能源品质对能源使用的分类
根据图中分类可以发现,只有10%的终端能源消费(照明和运行发动机)需要电力。其余的终端消费都可用低品质的能源满足,例如燃料或者取暖
(2)电力专用。电力是一种高品质和昂贵的能源,因此应该只用于燃料不能取代的情况,例如运行电机和照明。一个可持续发展的社会应设法限制电力使用,原则上只能在有特别电力需求的情况下使用。其重要性主要取决于电力的生产方式。目前,电力生产仍然主要通过核电站和燃烧化石燃料的发电站进行。
(3)家庭用电。家庭用电主要用于家电、照明、电气设备和水泵及风机(建筑运行系统)方面。家电用于储存食物(例如冰箱和冰柜)、烹饪(如微波炉和烤箱)、衣物护理(如洗衣机和烘干机)和清洗餐具(洗碗机)。耗电最大的家电是冰箱和冰柜,因为它们是全年整天都在运行的(图2-113)。
2)提高能源效率
目前,可以通过技术手段在保证生活水平不变的前提下减少用电量(表2-5)。例如,坚持使用节能电器和照明设备。同时,应该确定终端消耗是否可以不使用电力。是否可以通过提供更多更优质的自然光来减少人工照明?是否可以在储藏室和地窖的辅助下使用更小的冰箱冰柜?是否可以用矿物燃料来取代电力?是否有可能,例如,利用天然气烹饪或使用天然气动力的冰箱?是否能使用木材加热烤箱或木材加热桑拿?我们是否需要所有的电器,或者如果我们减少某些小电器的使用反而能提高生活质量?
图2-111 瑞典的电力消耗分布情况
主要集中在建筑和服务业等部门,占了总耗电量的55%。工业消耗了42%的电力。运输部门,包括火车、有轨电车和地铁,消耗了3%的电力(www.xing528.com)
图2-112 2006年根据发电方式分类的人均用电量
冰岛利用水力发电的方式生产了大量的电,这些电用于电力密集型工业,主要是冶炼铝。资料源于能源年鉴(Energiläget),瑞典能源部,2008
图2-113 典型瑞典家庭每年6000 kWh电力消费的分布情况
表2-5 一个四口之家四种等级的用电量分析
注:*使用太阳能电池时,为进一步减少电力需求,可使用液化天然气动力的冰箱/冰柜。第一列显示了目前的平均耗电量。第二列显示如果使用市场上的最佳技术,电力消耗可以降低一半。第三列显示如果使用更好的电器和更高效的技术,电力消耗可以降低至目前的四分之一。第四列显示了只在某些必需的终端消耗中使用电力时的耗电量,例如在一幢住宅中利用太阳能光伏电池系统发电。
3)电流限制器
电力消耗的成本不仅取决于所用的能源数量,还取决于电流峰值的高低。电流峰值越高,对电力系统和保险丝的要求就越高。同时,电费费率的高低还跟保险丝强度或者所需电流大小相关。显然,如果同时使用所有家庭电器,就需要一个超大的系统。电流限制器限制了高峰负荷,从而保证资源使用有了优先级(图2-114)。例如,一个电流限制器可能要求关闭热水器来保证电炉的使用。另一种使电力成本下降的方式是降低夜间的电费价格。这需要一个自动控制系统。
图2-114 单级限流器连接原理图
当保险丝L1、L2或者L3其中一个电流超载时,该限流器可以关闭加热模组。资料源于瓦腾福 乌特维金(Vattenfall Utveckling)公司
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