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城市能源使用的结构

  
家用能源

  建筑物中的能源使用在于烹饪、取暖、制冷、照明以及生产性活动。建筑物内能源使用的模式根据用途及场所而大不相同。在住宅建筑内,家庭收入及气候会极大影响能量来源和最终使用模式。在大多数低收入国家,住宅建筑内的能源使用很大比例(高达90%)用于烹饪。在城市贫民区,通常仅木材便可满足家庭近乎全部的能源需求。在年取暖需求非常大的地区,经常使用煤炭,而煤炭燃烧又会大大增加城市的空气污染。由于在家庭如何使用能源方面现有资料不足,很难科学评估过去的效率水平以及认识效率提高将如何影响未来需求。即便有关于这一部分能源使用的数据,仍然无法评估经济对家庭能源保护的影响,除非是非常笼统的评估。没有这些资料,政府将难以优先考虑保护方案或将方案资金分配给那些能够保证收益最大的领域。

建筑物中的物化能源

  虽然家庭和建筑中能源消费的最大部分是建筑物内部的消费,但是建筑物建造本身的能源使用在全部能源使用中也是一个巨大的、不断增长的部分。尝试减少所谓“物化能源”——所有与建筑物建造过程相关的能源消费——是有确凿理由的,主要是环境因素。大体上,如果一座建筑物的使用寿命为25年,那么建筑物建造过程中的能源消费在整个使用期的能源消费中只占相当小的一部分,大约10%至15%。但是,使用期的能源消费中有很多都是用于烹饪,尤其是在发展中国家,而建筑物的初始设计对此收效甚微。蕴含在建筑物中的能源有很大比例(80%至90%)与水泥、钢铁、砖块、混凝土、铝等耗能建筑材料的生产与运输相关。因此,提高建筑材料生产中的能源使用效率是降低材料成本,防止建造过程中过度使用能源对环境造成影响的基本前提。有一些优化建筑材料生产中能源使用的战略:仔细研究审核转窑制程;尽可能使用次等燃料;使用再生材料;通过小规模部门的扩张降低运输成本;使用当地现有的建筑材料;在低温作业中使用太阳能或窑炉余热等。

用于人类住区发展的可再生能源技术

  涉及利用太阳、风、水力及生物质能的可再生能源技术是一个广阔、复杂和跨学科的领域,因此也很难对其进行概括。在当前的发展阶段,可再生能源在世界范围内的作用有限,但是在地区一级却发挥了重要作用,尤其是在发展中国家城市的非正规住区。关于可再生能源供给,对现状进行全面描述也有困难,原因是有些技术在小范围内大量生产并广泛使用,但在大规模应用方面却仍然处于早期及试验阶段。这主要是由于要讲求成本效益,因此不同能源转化技术的业务规模极大地影响了其商业上的维持能力。众所周知,规模经济适用于较大系统,但是对于不同的技术,规模经济的大小变化也会有所不同。所以,有些技术在规模扩大后会变得更加经济,而有些(例如太阳能光伏发电)则不会有类似的规模变化,因此最初就趋向在最小范围应用上最具节能竞争力。

  目前,满足发展中国家城市大部分贫穷人口能源需求的最可行选择就是合理利用生物质能。为达到这一目的,通过沼气池将生物物质转化为沼气以及使用改进的、能效更高的炉子成为使用这一能源的最有效方式。在远离国家电网的地区,太阳能光伏发电系统技术显示了以一种高成本效益、高效率的方式满足农村贫穷人口照明、长途通讯、制冷及其他动力需求的前景。对于城市地区的家庭来说,使用低功率节能器具并且明智地选择以成本效益高的新技术,如太阳能热水器及其他空间取暖和冷却装置替代矿物燃料,为降低能源成本提供了机会,同时还能保护资源。

  大部分发展中国家面临的重要制约是工业化国家设计开发的可再生能源技术与发展中国家现有的管理、制造技术不兼容。而另一制约则是缺乏可再生能源技术发展的资料:这严重妨碍了发展中国家在这些技术上的投资。公众对可再生能源利用、其成本、效益及可靠性的认识非常有限。结果,企业家们没有动力冒险投资市场潜力不确定的未知技术。个人及政府一级财政资源的匮乏是制约技术传播的又一因素。对于个人使用者,由无成本的传统燃料,如木材或牛粪,转变为现代化的可再生燃料,如沼气,或节能柴炉需要初期资本投资,而这超出了城市贫穷人口的能力。由谨慎到怀疑,关键决策人士对可再生能源技术的态度也各异,也因此导致这些技术在国家能源规划中没有得到高度重视。这些问题中的任何一个问题在经济和政治上都相当复杂,除非在国家和国际两级采取行动,否则现有技术转让机制的缺陷将仍旧是采用可再生能源技术的障碍。

  生物物质已经占据世界能源供给的14%,并且还有许多未来项目正在评估当中,如果项目得以实施,将提高生物物质在整个能源系统中的作用。发展中国家的主要能源平均有38%是由生物质能产生的(有些国家达90%)。在那里,生物物质是最大的单一能量来源。生物物质能源有可能继续作为发展中国家重要的全球能量来源直至下个世纪。许多发达国家也大量使用生物物质,例如美国的全部能源中有4%来自生物物质(几乎与从核能中获取的能量相当),瑞典14%,奥地利10%。生物物质被普遍而错误地认为是低等燃料,在能源数据中几乎无法找到。然而,生物物质有资格被视为等同于矿物燃料的可再生能源。由于可产生燃料的范围及多样性,生物物质在燃料供给方面具有很大的灵活性。它可以转化成为液体及气体燃料,也可以通过燃气轮转化为电力;它还可以用于从极小规模家用锅炉到数百万瓦特发电站的各种现代装置中直接燃烧的给料。

  生物物质能量系统能够在不加剧温室效应的情况下增加经济发展的可用能源,因为生物物质在生产和持续使用过程中不是二氧化碳的净排放体。它还具有其他的良性环境特征,例如低硫磺及氧化一氮排放,并且能够恢复退化的土地。人们逐渐认识到,以可持续为基础在较大的商业系统中使用生物质能已经积累了资源,而且残渣还有助于改善自然资源管理。在保证与其他能量来源同等地位的前提下将生物质能纳入国家能源规划及决策将非常不易,需要在国家及次国家一级展开相关行动。必须要在国家内建立有关生物质能供给和使用的可靠的信息库;必须要有对生物质能源部门需求敏感的政策环境;必须加大必要领域的研究、发展和制造努力;以及必须通过有选择的、目标明确的补贴,财政和其他形式的鼓励促进生物物质技术的商业化。

节选自:HSP/GC/21/2/Add.6《联合国人类住区规划署的活动:执行主任的进度报告》