自20世纪80年代以来,信息技术的进步,特别是互联网技术的发展对于能源工业产生了巨大的启迪,那些分布在千家万户的微型计算机在与网络连接之后创造了一个崭新的时代——信息时代,它不仅代替了超级电脑,而且通过计算机和互联网将全世界的人脑连接起来,掀起了一场知识进步的“人民战争”。随着信息技术的发展,一场“分布式”的革命正在悄然而致,直接挑战后工业时代——重化工业时代的“规模效益”的经济理念。
在人类信息整合能力不足时,只有通过规模经济来降低成本,增加效率。实施 “大工厂、大生产、大消费、大耗散”的大工业战略或称重化工业战略。当信息技术发展之后,我们可以越发清楚地了解生产销售和最终使用的全部过程,监控整个生产——消费链,从原料的开发,到产品的制造,从消费者的使用,到使用后的资源再利用。人们发现在大多数情况下,规模未必能够带来真正的效益,反而增加更多的资源耗散和环境、资金代价,加速了熵的增加。电力工业就是最好的一个例子,传统上我们认为“大电厂、大电网、超高压”是效率最高的方式,但是这是在转换端来判断问题,而且在“电”这一单一行业条件下分析的结果,如果在需求一侧进行综合资源对比分析,可能结论未必如此。大电厂与小电厂比较当然发电效率是高的,但是由于燃料运输、排放限制、土地资源的制约,大电厂只能远离城市,首先发电之后的余热无法加以利用,其次输变电和配电又要增加电网和线路的损失,到了终端用户的实际资源利用效率必然大打折扣。此外,建设输电走廊和变电站需要消耗大量土地资源,发电之后的灰渣因为远离城市无法制成建筑材料再加以利用。此外,城市不仅需要电力,同时还会需要热力,为解决需求不得不再建设热力厂,将宝贵的资源转换成为低品位的能量进行利用,增加了各种资源的耗散和浪费。因此,在需求侧建立能源梯级利用设施被认为是解决问题的更有效的方法。1978年,美国为此修改的《公共事业法》允许这一类能够达到更高能效的用户热电联产设施并网发电。随之,欧洲、日本都相继不断修改法律,使他们的法律体系和政府的管理机制能够顺应这一时代的发展趋势。
此后,由于天然气的开发利用,使人们更加认识到应对天然气的能源设施并非越大越有效,首先因为天然气比煤更加昂贵,中间环节的浪费变的不可忍受,同时它被利用之后的环境代价更小,完全可以在需求现场进行利用。此外,天然气的利用技术非常灵活,人们可以根据用户对于热电冷多种能源的综合需求,按照综合效益最大化来选择技术方式,配置设备,确定规模,实现了以效益定规模的理想化的飞跃。
信息技术还带来了另一次深远的转变,由工业时代划分的产业分工将被打破,第二产业和第三产业,甚至第一产业也在相互进行整合,服务化的趋势淹没了传统的社会分工,企业需要到客户的面前,尊重客户的主权,根据客户的意愿,来满足客户的需求。能源工业也不例外,需要适应时代的变迁,需要参加整合优化,需要从行业壁垒中脱颖而出。因为,只有向服务化转行,企业的效率才能真正提高,成本才能真正降低,用户才能真正认可。信息时代的关键是每一个人可以通过互联网和PC机直接参与其中,而分布式能源也是可以调动每一人的积极性,直接参与到资源高效利用和污染减排行动之中,分布式能源是一场人类可持续发展的“人民战争”,是通过加入信息有效控制熵增加速度的方式。
为了利用一切可以利用的能源来有效降低资源的耗散速度,人们开始积极利用各种可再生能源和废弃资源,并对各种资源实现综合利用,由于资源量,能流密度和需求量的限制,社会需要一种更加便捷合理的系统来构筑我们的能源体系。例如,垃圾塡埋场和污水处理厂的沼气,采油、炼油中的伴生气,矿井瓦斯和煤层气,化工厂和钢厂废气,以及工厂废热、多余的压差等等;还有太阳能,地热能,小型水能,风能,生物质能等可再生能源等。
社会要求政府必须建立一种既能鼓励大家积极使用这些资源,又能保障使用者的利益的能源运行管理机制。这样一个机制首先在欧洲得到完善,北欧国家通过政府的强制干预和建立环境能源税收机制等,有效遏制了来自既得利益集团的阻力,使这种先进的能源利用方式——分布式能源成为一种时尚和荣耀。此后,日本和美国也在积极地进行社会观念上的转变。
分布式能源是在需求现场利用能源的设施,它涵盖的内容不仅仅是发电,同时也包涵其他的能源配套和能源优化设施。
发电系统:主要是可以利用各种燃料的小型发电设备,例如:天然气、沼气、煤层气、地下气化气等燃料的小型燃气轮机、燃气内燃机、微型燃气轮机、压差发电机、斯特林发电机、燃料电池,以及小型水利发电机、小型蒸汽发电机和太阳能光伏电池、太阳热发电机、风力发电机等,即包涵一些传统技术,也包括一些新兴
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