美卢安武 著湖南科学技术出版社
完
新兴技术
幸运的是,几十年甚至几百年来,节能技术以相同或更低的成本源源不断地补充着“效率资源”。例如,2009年美国生产的冰箱,与1972年的同类型号相比,不仅具有更多更好的使用性能,而且每台平均耗电量降低72%,成本下降了62%。这相当于在全国范围内减少了60个百万千瓦规模的发电厂。一些新生产的冰箱能效甚至更高。在加利福尼亚购买的家用空调,几十年来其能效以每年3%~4.5%的速度稳步提高且无下滑迹象。
历史表明,能效将会不断提高,直到我们接近物理极限。这就是为什么我们假设从现在至2050年累积的节能量部分将源自新兴技术—相关设备还未投入市场,但已存在且正在投入市场或正朝市场化方向发展。新兴技术总是带着些许赌博的味道。如果创新不能带来显著的额外效益或降低成本,可能永远无法推向市场。然而,正如手机是一个性的通信技术,大量的针对建筑的性技术正在迅速涌现。以下是其中一些例子。
智能窗户。智能窗户可能将是美国性价比最高的技术之一。目前,Pleotint和Ravenbrick等公司推出的根据小股电流或热量变化可调暗的智能窗户已用于豪华的会议室和波音787梦幻客机上。但一项更为重要的技术有望投放市场。Serious Energy公司的“AdaptivE”智能窗户使用高档液晶涂层,根据外窗格玻璃温度变化来改变热源传入量,同时等量可见光的正常传入。这种选择性“热变色”窗户在寒冷冬日传入的太阳热量是其在炎热夏天正午传入太阳热量的5倍以上。仅这一项技术便可降低典型建筑供暖和制冷能耗的30%。
增强版蒸发制冷。数千年前,波斯人想到一个吸收热量并冷却空气的办法,那就是将水喷入热空气中,令水分蒸发。而今天,人们更新了这一古老技术,生产出更高效的空调。这种蒸发制冷器在干燥气候中效果良好,2004年斯坦福大学卡内基研究所全球生态实验室的一项研究表明,每一单位的电可有50个单位的制冷效果,但这种蒸发制冷器在迈阿密和休斯敦等气候湿润地区效果不佳。所以,美国国家可再生能源实验室的高级工程师艾利克·考祖巴尔想到了一个具有现代社会转型特征的创新方法,即增加一种吸水物质(干燥剂),使进入制冷器的空气变得干燥,这样,蒸发制冷器便可在任何气候条件下产生冷空气。考祖巴尔口中的干燥剂增强蒸发空调比一台传统空调节能50%~90%(根据不同气候带)。有几家公司已经开始将先进的干燥技术推向市场。
高性能保温。对“保温”进行彻底更新,可带来可观的效益。几十年来,实验室已可以制作超轻、蓬松的二氧化硅凝胶,这种凝胶的绝缘效果是塑料泡沫绝缘材料最好效果的六倍。现在,一些制造商,包括普罗克集团有限公司、阿斯本气凝胶公司、凯博公司和英国纳米孔公司正扩大生产消费者可负担得起的气凝胶和纳凝胶。这些特殊材料可以将窗框、薄壁墙板及可喷涂的表面等为有效的保温层。