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曼彻斯特大学Geoffrey教授:低碳之路的机遇和挑战

http://gongyi.sina.com.cn  2012年04月26日12:24  新浪公益
曼彻斯特大学Geoffrey教授:低碳之路的机遇和挑战

曼彻斯特大学Geoffrey Levermore教授中国可持续发展的机遇与挑战

  曼彻斯特大学建筑环境系名誉教授杰夫·莱弗莫尔(Geoffrey Levermore):

  你好,我是Geoffrey Levermore。这个图片上就是曼彻斯特的图片,我们校园的一角。其实这也是一个非常好的学校,非常漂亮的校园。我今天的演讲主要是关于我们在应对气侯变化在中国追寻低碳生活路上所面临的机遇和挑战。

  其实随着经济发展,碳排放问题越来越严重,但所有的解决办法都涉及到成本方面的问题。我们必须要找到那些排放的热点地带,有针对性的找到解决方案,并且展望共同的未来。我在曼彻斯特大学最得意的门生是中国人,就是大卫。他其实现在是在宁波诺丁汉大学就职,他的一些学生也是来自于中国,而且很多中国学生非常出色。这个学生他其实也是进行了很多的研究,关于预测长江三角洲未来几年天气情况。这是一个气侯变化的模型,也是来自于英国,是一个全球模式。是因为这里面的数据涉及到全球的气侯数据,关于未来的天气变化信息。这个框里面包括了上海。

  这里面可以看到我们未来的天气,这也是刚才框里面的,不止包括上海,还有宁波。再到2080年代的时候,整个温度就会上升很多。其实这也是我采用了联合国政府兼气侯变化专业委员会他们所研究气侯变化的一个模型。这是他们称作A2的情形,未来的气侯其实可以模型化的,就是通过计算机进行测算。这个图上就显示了根据IPCC A2这种模型测算出来的气侯情况。在我们预算的区间其实气温有上升5度。

  我们也是用计算机测算了这些办公楼的情况。所以,我们从数据当中看到了,对于制冷需求的增长其实是超过了对于取暖需求的减少。什么意思呢?也就是说,有更多的人会需要使用冷气,而且使用的更加频繁。因为我们要想降低碳排放减少电的损耗,这对我们来讲是巨大的挑战。如果说我们现在不开始努力打造更加可持续的建筑,全球变暖的趋势将会更加恶化。这里面我们可以看出到2080年由于冷气使用的增加,整个电耗量加大了很多。对于温室气体排放的情况,我们看到从建筑物产生的排量。

  我这张图表深显示了五大增长最快的区域。时间是从2000年到2030年基本上是根据全球使用的能源情况以及温室气体排放的一些数据。这里面所谓的集中规划的亚洲,这里面包括中国和朝鲜。另外,亚洲其他里面包括了印度。这里面我们可以看到建筑物是整个排放的一大来源。也许大家会感到吃惊,建筑物其实他们在减排方面的潜力也是最大的,虽然说他们是巨大的碳排放来源,他们的减排潜力很大,甚至是超越了很多广受报道和关注的能源供应领域。这可能让大家觉得优点吃惊吧。

  其实还是有很多机会可以来控制温室气体排放的。因为整个全球变暖,主要就是原自于温室气体的排放。减排其实是对于我们商业方面是很有价值的,我给大家一个数据,大概三分之一的排放是来自于建筑物,如果说在建筑物的设计和管理方面能够做好的话,我们其实可以降低很多的碳排放。

  实际上怎么来应用呢?看一下这张图表,这是中国普通的食品店排放情况。在右下角的这一条指的是制冷气体的泄漏。还有一部分叫低温冷冻,还有冷藏,还有暖通空调,这些都占了25%左右,还有照明。这几方面是最主要的来源,我刚才强调的这几个方面是主要的排放来源。

  有一个问题就是制冷剂可能会泄漏。这对于门店来讲是很大的问题和挑战,对整个供应链和维护来讲都是问题。其实每个店他们营业方面的碳足迹估计20%到25%是由于制冷剂泄漏造成的。所以,我们需要努力的找到HFC制冷剂的有效替代品。这样才能够达到零碳。

  这里面可以看到,可以采用其他气体作为制冷剂的可能性,这里面我叫HFC23还有HFC134A,这些是之前运用的比较广的制冷剂,但这些制冷剂会加剧全球变暖,另外还有泄漏的危险。二氧化碳可能是一个解决办法,因为它对造成全球变暖的效率GWP值只有1。但是它维护起来就比较麻烦,比之前那些常规的制冷剂更有困难,需要有更多方面的支持来维护。但不管怎么样,二氧化碳可能会是一个办法。另外这种碳氢制冷剂应用在带水冷却的系统当中是很有可能成为我们的解决方案。对于制冷方面的问题,可以最终采用天然制冷剂。这里面你可以说二氧化碳或者是其他的碳氢制冷剂。还有从主要冷藏柜还有膨胀式柜之间的热传导可以用循环的水管道进行。这其实是一个加压泵式的封闭水循环,它可以不断跟每个柜里面的支流连接进行热传导。然后相对高温的水再流回来,然后进入自动冷却的模式,这个时候冷藏柜是不启动的,所以省了很多的电。

  另外一点就是关于计算机模型。如果给一个门店来建立这样一个模型,来测试整个冷却效果的话,我们可以看传统上的做法就是冷藏鬼的冷却并没有作为整个门店设计时候的考虑因素。但是,其实我们是可以通过计算机进行这些一些测算,来评估这个门店在营运过程当中,在冷却需求方面的效果。同时也可以看出这些热回收,热利用方面的一些潜力。所以通过这样的图表可以看出整个建筑在各方面尺标方面的表现。

  其实还有一个简单的做法,就是直接冷柜加上门,以免冷藏柜把整个店的温度降低,另外也可以便于顾客。有一些市场营销方面的人员,他们有时候觉得加柜门是不是不利于顾客来购买呢?其实有了这样一个柜门会让顾客在购买的过程当中觉得更舒服的。另外,从我们整个制冷过程当中产生的热也可以回收使用。

  TESCO在这个领域是非常的积极,它们在英国还有其他的国家打造出了这么零碳的店。在英国有很多的零碳店,接着在爱尔兰都开出了零碳店。零碳店是使用可再生能源,热电联供系统,通过屋顶照明、自然通风、高绝热的材料。零碳店有几个典型的特点,比如说在照明方面,用屋顶的自然光透下来,也安装上调光器,什么时候日光重组就可以加以利用。刚才也提到LED灯,把它是用在冷柜当中。其实在冷却的环境当中,LED的使用效果是更好的。还有屋顶、墙壁用绝缘材料。另外,把大堂设计在门店外面的前方,这是一个很有效的设计方法。比如说冬天防止冷的空气进入,同时还有通风系统。另外还设置了电动车的充电点,雨水也可以重新回收加以利用。因为现在水资源越来越稀缺了。

  这里第三点是通过废气鱼油里面提炼能源,这也是通过热电联供设备做到的。所以通过这三方面的努力,整个把谈开减到了零。这个就叫冷热电联共(CCHP)。里面的图表可以看到整个运作的过程。CCHP是要使用大型的发电机,基本上可以支持到整个门店的用电,整个过程当中产生的热可以为空间取暖也可以供应热水,这个其实更节能,因为用的是生物燃料,所以基本上是零碳排放的。但是我们还是需要保证所有产生的热能能够得到运用。冷热电联共的设备可以同时产生热能还有冷气,这是来自一个吸收式的制冷机,当然还要再次保证产生的热和冷能够同时使用,当然这个过程会变的更复杂。但中国这边有很多出色的工程师他们可以做到。

  自然通风,这边可以看到白天可以利用自然光从屋顶透过来,同时关于通风方面就把大堂设置到门店外面的前方。在泰国的Bang phra,这是亚洲一个很典型的例子,这里面有十个风力发电组,还有太阳能光板,就可以利用电的屋顶还有停车场的棚顶,旁边的空地,这是对太阳能很好使用的例子。在英国有时候可能做不到,太阳光没那么充足。

  现有门店要改造的时候,可能要考虑要把屋顶加强承重能力,或者把太阳能板变的更轻一点,这样可以安装到屋顶上去。另外还有一些比较有趣的例子,我们跟一个叫Daikin的公司一起合作,是德国的公司,这就是左边的图片。还有一个建筑是英格兰的伊丽莎白·弗莱。这里都有一些特色,这里是零能耗的门店。这种建筑我们也是有跟其他的大学和起一起在前。这个建筑当中有空气传导水、传导空气等等的热泵,还有带热回收功能的通风系统。有LED、薄膜光伏发电,整个建筑管理系统等等。所以,我们有500多个感应器持续的在监控这些建筑。

  另外一个楼伊丽莎白·弗莱可以说是英国最成功的低能耗的例子。这些用户给我们建筑的设计给我们提出了很多看法。其实这里面有很多混凝土质量、玻璃把我们整个冷热的损耗降到了最低。这里面可以看到我们混凝土是中空的,就相当于中空的部分有空气流通进行传导热能。

  大部分工程师可能很熟悉这个图表,这个是有负面反馈的检测流程图。因为可能要接入的时候是因为你得到了负面反馈,有问题出现了。当然,大家不太喜欢看到经常有这种负面的反馈信息,从系统监控图当中提示出来。但是,你要是不衡量、不测评的话,你并不知道整个预测情况是不是良好,如果有问题通过这样的检测系统就可以得到这样的反馈。所以不测量也不可能知道情况,那也就许办法继续改进了。所以整个的监控是非常关键的。这对于整个建筑实际性的运作至关重要。

  建筑未来可以吃闲什么样的情形呢?建筑其实可以实现近零碳排放,近零能耗,都可以做到。其实很容易做到。但是,这些建筑还是需要用电的。电的需求肯定是越来越大,随着科技的发展,我们可以更多的采用可再生发电机组来发电。可再生这一块我们仔细看一下,包括太阳能板,它们的发电效能大概是14%,这是目前的水平。估计可以提升到30%,然而必须要有太阳光才能用。晚上要想发电的话肯定是不太行了。

  另外风力发电组,最高的发电效能可以达到40%。当然,你要有风的时候才能运作。所以我们可能就需要使用碳封存的这种化石燃料,甚至是用核发电厂,保证我们能够把碳排放降低。

  未来一家门店可以是这样的一种情形,把取暖和冷气通过冷热电联供的装置合并企业。当地的社区也可以通过这样冷热电联共设施得到相应的服务。当然,也必须要找到一些屋顶来安装这些光复发电装置,要腾出一些空间来安装风力发电组等等。

  我可以分享一下我个人对这个行业未来的一些看法。有一些科技还在开发过程当中,包括安装、运作、管控、建筑维护,这个过程可以很复杂。但这个行业需要能够发展他们人力和管理的技能。蒋教授是清华大学的教授,他也是我见过的最出色的一位工程师之一。

  在英国有一些低能耗的建筑,好像说表现并不如那些维护的好的老建筑。为什么呢?因为有时候如果是住宅那种旧楼的话,空调很少,或者使用的也很少,这种情况的确是如此,在英国或者整个欧洲、美国都是有这种情况的。新建的楼肯定是空调方面使用很多,甚至消耗的电比没有空调的建筑要高出一倍。那些建筑的所有者,他们需要加大对于这些建筑的投资,来克服这些潜在的问题。尤其是在设计、营运的过程当中要考虑工程设计还有管理难度各个方面的因素。所以我强调这里不能用作秀做这种假的环保形象,我们要从长远来看看到这个建筑的可行性。而且建筑的使用者要有更强的使用意识,了解气侯变化的情况。这也是很重要的一点。尤其是在全球范围内,像美国有很多人位高权重,但对很多环保方面产生置疑的态度,这是很不好的。

  建筑可以说占据整个全球温室气体排放的30%。我也很欣赏TESCO在这方面的积极努力,可以说对我们未来可持续方面做了很多的贡献。随着这些技术的发展,我们可以看到有些技术是找到答案了的。比如说更多的制冷系统,可以更好的通风系统,使用自然广,热电联供、光伏发电、风力发电,还有好的设计的窗户,更好的管控系统。真的可以缓解这种排放的压力,可以实现可持续性。

  其实是可能监控这些门店,监控这些设备,就是使用我们刚才看到未来的天气数据。非常感谢你们!

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