想象“后世博”生活

陈　冰

一切看上去都很美——尽管它们都还只是在世博会这块展示科技文明和创新的试验田中。

全球变暖,大气污染,交通堵塞,能源告急!城市的生活越来越灰暗。寻找新能源,利用新技術,让城市的生活越来越美好,成为全球科学家义不容辞的终极使命。在刚刚结束的2009国际工业博览会上,一系列绿色能源、绿色技术的“世博科技”闪亮登场,那些足以改变人类生产和生活方式的技术变革和产业革命让人对未来充满期待……

微藻变油

二氧化碳作为大气变暖的罪魁祸首一直让各国科学家深感头疼。作为工业时代的象征,煤炭发电一直是全球二氧化碳排放大户。作为全世界煤炭开采量和消费量最大的国家,煤炭占中国能源消费的七成之多,而电力行业又是其中最大的使用者。

2009年7月底,绿色和平组织发布的一份《中国发电集团气候影响排名》报告宣称,中国十大发电集团2008年的总耗煤量超过5.9亿吨,占全国煤炭总产量的1/5,并直接导致14.4亿吨二氧化碳的排放。

在中国,每使用一吨煤带来的环境损失相当于150元人民币,主要包括空气污染、水污染、生态退化以及对人体健康的影响。十大发电企业消耗的煤炭量所造成的环境损失,在一年间就高达870亿元人民币。

与此同时,中国电力公司的发电效率一直较低,每千瓦时的二氧化碳排放量为752克,远远超过日本(418克)和美国(625克)。这就意味着,中国的电力行业每发一度电,对气候造成的破坏更严重。

为提高能源效率,我国在过去的3年零6个月内关闭了总发电量达54吉瓦(GW,1吉瓦等于10亿瓦)的低效火力发电站,这一规模相当于澳大利亚全国的发电量。华能集团还在上海建设了年捕集10万吨二氧化碳的示范工程。

这项捕集和封存二氧化碳的新技术,在世界范围内都属于领先之举,不过它的试验意义显然大于实际功效。这项技术的前景眼下仍然是个未知数。至于可再生能源发电中的太阳能、风能,虽然发展势头较好,但目前单价仍为火电的15-20倍,而且有些技术瓶颈和权责关系尚未突破。所以对于电企来说,成本低廉的煤炭依然是它们的最爱,这就很好解释为什么每年全国发电装机增加1亿千瓦,火电在电力结构中的比重不降反升。

不过,在2009国际工业博览会世博科技展中,一家来自河北廊坊的企业提出了另外一种解决二氧化碳排放的可能——二氧化碳资源化。

这家名叫新奥集团的企业,一直致力于清洁能源的生产与应用。它所提出的微藻生物吸碳技术目前仅美中两国拥有。它的原理非常简单,就是利用微藻吸收二氧化碳、氮氧化物等废气,通过光合作用产生氧气,从而解决二氧化碳排放难题。

新奥集团在展会现场展示了这条世界上最大的微藻制油中试生产线。绿油油的生命体周而复始地流过一排排上下叠加的透明管道,通过吸收煤化工过程中排放的二氧化碳,经过一系列技术处理,逐渐产生出氧气、油脂、蛋白质等多物质。

新奥集团品牌总监张旭东告诉记者,微藻的特别之处在于生产繁殖能力特别强,一般说来,微藻几天就能完成一个生命周期,最快的只需4小时。更令人惊奇的是,微藻含油脂量高达40%-50%,光合作用产生的每一项物质基本都是宝贝。按照目前的测算,每1吨微藻可以吸收1.8吨二氧化碳,随后可释放1.2吨氧气,400到500公斤油脂,300公斤左右的蛋白质,200公斤的碳水化合物和10公斤的高附加值产品。

“油脂经过甲酯化后变成生物柴油、燃料乙醇等清洁能源,蛋白质可作为动物饲料添加剂,碳水化合物做肥料,而10公斤左右的高附加值产品例如抗氧化产品,市场售价可达两三万元1公斤。也就是说,综合利用下来成本并不高昂。”

目前,新奥拥有高通量的微藻筛选平台,完善的微藻基因工程改造系统和数十株自主知识产权的高品质微藻,他们乐观地估计,在未来3到5年内就能逐步实现产业化。不过对于整个技术前景都不甚清晰的生物能源产业而言,微藻的“水变油”究竟能走多远似乎谁也说不清楚。但是这种利用二氧化碳造福人类的理念倒是颇让人动心的。

智能电网

全球能源需求的快速增长向全人类提出了高效使用能源的挑战。这直接影响到整个能源转换链,包括能源供应、更好地整合可再生资源、储电系统和小型、分布式供电系统以及低损耗输配电和智能用电等各个环节。应对所有这些挑战的根本是灵活的、快速响应的、能够将电力及时输送到所需地方的电网。

西门子在本届工博会世博科技展览上全面展示了其智能电网解决方案,该方案整合了智能电网内外的所有元件,使人们在更加高效用电的同时实现环境保护。通过三大组成要素——智能计量(智能计费)、电网智能化(网络基础设施及其控制)以及公用事业的信息技术应用(智能数据管理)——智能电网能够以一种“动态的”基础设施取代当前的静态电网,从而确保能源市场所有主体之间灵活、透明和快速的交互式通信。

“工业化改变了整个世界。”西门子东北亚区首席执行官、西门子(中国)有限公司总裁兼首席执行官郝睿强博士指出,“在全球大趋势——气候变化、城市化、全球化和人口变化的背景下,全球经济必将朝着可持续发展和绿色科技这一大方向转变。未来工业化的色彩必定是绿色的。”

凭借现有的技术,波动的可再生能源可安全、稳定地接入电网:建筑物在过去只是能源消耗者,而在智能电网中则将帮助普通人节约能源成本,同时每个能源使用者还能够为电网供能。

展会上,西门子特意展出了一款纯绿色的保时捷电动汽车“Greenster”。这款依靠智能电网充电的新型轿车,可以在家庭、办公楼或商场的电源处充电,轻松获得续航的电能。更奇妙的是,这款汽车不仅仅是一种环保交通工具,更是智能电网的重要组件。作为可移动的蓄电装置,它可以将电能重新输送回智能电网。

这样的想法是不是很奇妙?不管它离我们的生活有多远,我们都可以自豪地宣称,一个崭新的电力时代即将来临,我们的生活将更加简单、清洁和舒适。

保时捷电动汽车显然还不可能立即来到我们身边,但是一支由混合动力车、纯电动车、燃料电池车组成的新型车队将把人们带入世博会园区内。

在28平方公里的世博园区内外,将使用数千辆新能源汽车提供交通服务,实现世博园区客运交通的“零排放”,园区周边实现交通“低排放”目标。这些新能源车的外表和普通汽车没什么不同,但体内流淌的“血液”却大相径庭。比如燃料电池车,喝的就不是“汽油”,而是“氢气”。这些氢气大多是工业副产品再利用,既廉价又环保。据悉,世博会期间,190多辆燃料电池车每天需氢气604公斤,为保证氢气的供应量,世博园区附近将新建一座加氢站,与2辆移动加氢站和现有安亭加氢站一起形成加注网络。

新能源技术不仅仅运用于交通,还被用到了世博园区的建筑上。比如光伏建筑一体化技术,将太阳能光伏电板做成建筑材料,让建筑物的外墙、屋顶成为“发电机”,并将产生的电能并网输入城市电网,让“绿电”进入千家万户。这一技术在世博园区内实现了大规模应用——世博会光伏建筑项目的总装机容量为4.5兆瓦,是目前我国乃至亚洲单个园区最大规模的光伏建筑一体化并网发电系统。

一切看上去都很美——因为它们都还只是在世博会这块展示科技文明和创新的试验田中。如何将这些可行的探索变成“后世博”时代的真实生活,挑战不只是一点点。