生態(tài)城市的能源圖景
為了杜絕這種巨大浪費,初步可采取的行動是簽署低耗能協(xié)議、發(fā)展管道運輸或者建設由中高層大樓和綜合能源使用大樓構成的3D生態(tài)城市。城市本身亦可以依靠減少運輸和縮短能源傳遞距離、改變居民出行方式等方法節(jié)能。比如,在紐約,75%的家庭沒有汽車,生態(tài)城市的理念可以在這里更加淋漓盡致地發(fā)揮。
生態(tài)城市可以依靠太陽能電池板、風力渦輪機、氫燃料電池乃至生物能源來提供能源。但需要注意的是,在緯度靠北的地區(qū),相對于電力和交通燃料,生態(tài)城市有更多的基礎能源需求。
因此,為了確保未來的無碳時代擁有足量而靈活的能源供應,生態(tài)城市必須同時具備多種生活基礎功能,首先是將偏遠的大型電廠轉換成地方性的綜合供熱供電發(fā)電廠。這樣的工廠足夠小也足夠安靜,適合安置在靠近居民的地區(qū),利用居民廢料產(chǎn)能來實現(xiàn)熱電聯(lián)供。
熱電聯(lián)供可以用汽車引擎的例子來解釋。燃料在發(fā)動機氣缸中燃燒,燃料后大約30%的能源轉化為蒸汽去推動活塞運動,其余70%轉化為熱量從排氣管中排出或被汽車的冷卻系統(tǒng)帶走。
熱電聯(lián)供系統(tǒng)可以使余熱得到保留并被加以利用。系統(tǒng)將余熱從固定式發(fā)電機和蒸汽鍋爐中帶出,然后用管道將余熱運輸?shù)焦┡岬脑O備。同時,余熱還可以繼續(xù)發(fā)電。比如,紐約就是用7個地方性熱電聯(lián)供電廠向超過10萬個建筑物供暖。熱電聯(lián)供節(jié)能潛力巨大,它能將發(fā)電機的效率從30%提高到90%,甚至100%
但除了化石燃料,熱電聯(lián)供的電廠的燃料還有什么呢?燃料可以在廢料處理和再回收的“變廢為寶”過程中產(chǎn)生,比如厭氧消化和熱氣化,二者互為補充,尤其結合季節(jié)特點共同合作處理有機肥料,效果非常明顯。
厭氧消化處理后的沼氣是一種非常卓越的清潔燃燒氣體,主要由甲烷構成,天然氣中也同樣存在與甲烷相同的可燃成分。同天然氣一樣,沼氣可以用來烹飪、為發(fā)電機和鍋爐提供燃料,甚至可以成為汽車燃料。每立方英尺天然氣中含有1000英熱單位熱量,而每立方英尺沼氣中含有600英熱單位熱量。人們烹飪的時候幾乎無法察覺出天然氣和沼氣的區(qū)別。
相較于化石燃料,沼氣的處理過程(即厭氧消化)優(yōu)勢明顯。厭氧消化非常高效,在這個過程中,99.99%的有害病
