科學(xué)論文3000字怎么寫(2)
關(guān)于科學(xué)論文3000字
科學(xué)用能——應(yīng)對能源挑戰(zhàn)
【摘要】本文為作者2004年12月為積極響應(yīng) 中國 科學(xué) 院技術(shù)委員會主任徐建中院士在 總結(jié) 歸納了國內(nèi)外專家對如何解決中國能源 問題 有關(guān)建議后，根據(jù)科學(xué) 發(fā)展 觀，提出以“科學(xué)用能”來應(yīng)對中國面臨的能源挑戰(zhàn)的倡議而寫的文章。文章從科學(xué)使用能源，科學(xué)配置能源和科學(xué)管理能源等全面的闡述了自己的認(rèn)識。中國的資源甚至全世界的資源都無力支撐中國按 目前 的方式實現(xiàn) 現(xiàn)代 化的目標(biāo)，中國必須依靠科學(xué)的方式，以發(fā)達(dá)國家今天的技術(shù)和發(fā)展模式作為未來前進(jìn)的藍(lán)本，通過科學(xué)的使用能源，科學(xué)的配置能源和科學(xué)的管理能源來解決中國現(xiàn)代化的能源環(huán)境瓶頸。
【關(guān)鍵詞】節(jié)能 科學(xué)用能 熵的世界觀 科學(xué)使用能源 科學(xué)配置能源 科學(xué)管理能源 前言
中國科學(xué)院技術(shù)委員會主任徐建中院士在總結(jié)歸納了國內(nèi)外專家對如何解決中國能源問題有關(guān)建議后，根據(jù)科學(xué)發(fā)展觀，提出以“科學(xué)用能”來應(yīng)對中國面臨的能源挑戰(zhàn)。這一建議得到兩院院士和能源專家們的普遍支持，認(rèn)為這是對能源的利用方式的技術(shù)進(jìn)步、資源配置的優(yōu)化和管理體系的創(chuàng)新提出了一個與時俱進(jìn)的新目標(biāo)。已故的著名工程熱物 理學(xué) 家、中國科學(xué)院主席團(tuán)執(zhí)行主席吳仲華院士，早在1980年8月14日中央書記處舉辦的科學(xué)技術(shù)知識講座報告中就預(yù)見性地提出了“依靠科學(xué)技術(shù)解決中國能源問題”的 理論 ，徐建中院士將這一觀點根據(jù)24年以來的科學(xué)和技術(shù)進(jìn)步的成果和趨勢進(jìn)行了系統(tǒng)的發(fā)展。
今天的中國已經(jīng)達(dá)到GDP人均1000美元的小康目標(biāo)，按照我們預(yù)定的 經(jīng)濟(jì) 發(fā)展目標(biāo)，2020年將全面實現(xiàn)小康，2050年達(dá)到中等發(fā)達(dá)國家的水平，人均GDP達(dá)到10,000美元，若按PPP核算 方法 將達(dá)到25,000美元。如果以其他發(fā)達(dá)國家的發(fā)展歷程比較，GDP達(dá)到1萬美元時能源消耗是人均4噸標(biāo)準(zhǔn)油/年，折合5.6噸標(biāo)準(zhǔn)煤。這樣，到2050年中國人口達(dá)到15億，將需要60億噸標(biāo)準(zhǔn)油，折合86億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。這是世界目前能源生產(chǎn)能力的60%，是一個無論如何也不可能達(dá)到的目標(biāo)，不要說全球的資源無力支撐，全球的環(huán)境也根本無法忍受。怎么辦?唯一的出路就是依靠科學(xué)技術(shù)來解決中國發(fā)展面臨的能源和環(huán)境難題。
“科學(xué)用能”，主要包涵三個層面--科學(xué)使用能源，科學(xué)配置能源和科學(xué)管理能源。這一觀點強(qiáng)調(diào)“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”，鼓勵采用先進(jìn)的技術(shù)提高包括能源在內(nèi)的各種資源的綜合利用效率，通過“分配得當(dāng)、各得所需、溫度對口、梯級利用”的方式優(yōu)化配置資源，建立“能源需求側(cè)管理(DSM)”、“合同能源管理(EMC)”、“能源服務(wù)公司(ESCO)”、“綜合資源規(guī)劃(IRP)”，以及環(huán)境排放和資源利用的各種“交易機(jī)制”等多種符合市場經(jīng)濟(jì)規(guī)則的管理運(yùn)營機(jī)制，來有效解決中國發(fā)展中的能源與環(huán)境瓶頸，實現(xiàn) 社會 和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
資源短缺的現(xiàn)實需要我們建立新的世界觀
中國正在面臨著改革開放以來最嚴(yán)峻的能源挑戰(zhàn)，煤炭、油氣、電力，以及水資源、土地資源和環(huán)境、運(yùn)力都已經(jīng)無法支撐目前這種粗放型的GDP高速增長，資源的快速耗散不僅直接威脅到子孫后代的生存空間，也引起了國際間的恐慌。頻繁的拉閘限電，煤炭供應(yīng)不足，油價的飆升，水環(huán)境和大氣環(huán)境的日益惡化，耕地減少引起的糧食供應(yīng)問題都直接 影響 到國家的社會進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和 政治 穩(wěn)定，中國將如何應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，不僅是全國人民關(guān)注的問題，也成為全世界擔(dān)憂中國將如何崛起的焦點。
中國已經(jīng)確立了“和平崛起”的目標(biāo)，但是世界更加關(guān)注我們將如何實現(xiàn)這一目標(biāo)的過程，我們將采取什么辦法來應(yīng)對我們所面臨的挑戰(zhàn)。
能源科學(xué)進(jìn)步一直影響著人類世界觀的形成，人類的文明就是建立在對于能源的認(rèn)識上。人類與動物的分水嶺并非是使用工具和勞動，而是對火的認(rèn)識，目前已知的能夠使用工具和能夠從事有組織勞動的動物種類是大量的，但是能夠使用火的動物只有人類，人類的進(jìn)步步伐始終依靠能源技術(shù)進(jìn)步作為動力。
我們傳統(tǒng)的世界觀是構(gòu)筑在19世紀(jì)中葉時對科學(xué)的認(rèn)識上，主要的科學(xué)依據(jù)是牛頓的三個機(jī)械定律和熱力學(xué)第一定律，以及達(dá)爾文的“進(jìn)化論”?；镜挠^念是“物質(zhì)不滅”和“能量守恒”，認(rèn)為“運(yùn)動著物質(zhì)的永遠(yuǎn)循環(huán)是宇宙的最終結(jié)論”，世界總的方向是從無序向有序發(fā)展。我們的目標(biāo)是建立一個“物質(zhì)極大豐富”的人類大同社會，地球上的資源和能量將隨著技術(shù)的發(fā)展“取之不盡，用之不竭”。
1850年德國科學(xué)家克勞修斯總結(jié)并表述了熱力學(xué)第二定律--即“熵定律”(加入的熱量/絕對溫度=熵)，他認(rèn)為：熱可以自發(fā)地從高溫傳向低溫，而不會自發(fā)地從低溫轉(zhuǎn)向高溫。簡單的說，一杯熱水可以自己變冷，確不會自動變熱，除非借助外部更多的能量。能量雖然守恒，但質(zhì)量卻發(fā)生了變化，一桶溫水可能比一小鍋開水所含的熱量要多，但它永遠(yuǎn)煮不熟一個雞蛋。熵會自發(fā)的越來越增加，而不會自動減少。熱向何處去了?向更低的溫度散去，直到絕對溫度-273℃，一旦散去將難以重新聚積，如若宇宙能量散盡，溫差將消失，宇宙將會熱寂，能量的大趨勢是從有序向無序發(fā)展。
進(jìn)入20世紀(jì)，科學(xué)突飛猛進(jìn)，人們對宇宙的認(rèn)識也在不斷加深，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)熱力學(xué)第二定律是一個具有普遍意義的真理，而并非曾被批判的“形而上學(xué)”。特別是俄羅斯出生的比利時科學(xué)家普利高津，對熱力學(xué)第二定律進(jìn)行了廣泛的延伸，并創(chuàng)立了著名的“耗散結(jié)構(gòu)理論”。不僅能源科學(xué)進(jìn)一步證實了這一定律的正確無誤，資源專家也相信盡管物質(zhì)不滅，但資源的品位將逐漸失去，最終將無法再次利用。例如：我們將高品位的鐵礦資源冶煉為鋼材，盡管我們在不斷回收再利用，但不可避免地有大量鐵分子被氧化而散落在土壤中，永遠(yuǎn)無法再回收利用，鐵的原子總量沒有減少，鐵的有效資源只會越來越少;宇宙天文學(xué)家肯定地認(rèn)為：對于太陽和地球，熵定律是一切 自然 定律中的最高定律，因為對于宇宙和太陽的 研究 ，宇宙大爆炸學(xué)說的確立，越來越證實這一定律的正確無誤;物理學(xué)家也發(fā)現(xiàn)時間是不可逆的，如同熵增加的過程也不可逆一樣，時間和能量同起源于一點，時間最終指向熵的增加;生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)生命的過程也在熵定律的涵蓋之下，生命就是一個能量的過程，生命的能量過程就是整個宇宙的能量過程中的一部分，生命逝去的過程恰恰就是一個熵增的過程。而環(huán)境學(xué)家也認(rèn)為熵增正是地球環(huán)境面臨的 規(guī)律 性問題，甚至社會學(xué)家和經(jīng)濟(jì)學(xué)家也在沿用這一定律來 分析 、認(rèn)識和解釋問題。
熵定律正在成為一種新的世界觀，它告訴我們物質(zhì)不滅，但質(zhì)量在遞減;能量守恒，但品位在下降;運(yùn)動著的物質(zhì)是具有方向性的，它不可能永遠(yuǎn)在周而復(fù)始;而物質(zhì)的循環(huán)將存在疆界，任何事物都會有終結(jié)的一日。這一世界觀為人類規(guī)范了一道行為界線，我們無法逆轉(zhuǎn)熵的方向，就像無法逆轉(zhuǎn)時間一樣，但是可以減緩熵增加的速度和過程，通過我們對自身的生活方式和行為模式的調(diào)整和約束，通過科學(xué)技術(shù)與社會觀念的進(jìn)步，來減緩有效資源和有效能量的耗散速度。20世紀(jì)70年代，先后兩次石油危機(jī)之后使人們更加堅信不移，世界的資源不可能無限制地支持人類的高速發(fā)展和肆無忌憚的消費，“物質(zhì)極大豐富”僅僅是一個美好夢想，社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有序性是由更多的無序來作為代價的。因此，“可持續(xù)發(fā)展”和“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”等觀念開始成為人類文明的主題，影響人類的發(fā)展進(jìn)程。其實，這就是我們所說的“科學(xué)發(fā)展觀”。新華社資深研究院楊元華同志認(rèn)為：科學(xué)發(fā)展的核心是什么?是科學(xué);科學(xué)發(fā)展觀的目的是什么?就是可持續(xù)發(fā)展。
科學(xué)用能是節(jié)能的升華
過去的幾十年里，我們一直在強(qiáng)調(diào)節(jié)約能源，努力推動這一工作的落實，也取得了巨大的成效，在一定程度上減緩了經(jīng)濟(jì)發(fā)展對于能源以及綜合資源的壓力，實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)翻兩番，能耗翻一番的目標(biāo)。盡管如此，我們還是無法承受能源需求的快速增長和環(huán)境污染的不斷加劇，社會為這種難以維計的發(fā)展模式而陷入焦慮和困惑。與發(fā)達(dá)國家相比，中國確實存在著巨大的差距，丹麥在過去的20年中，GDP實現(xiàn)翻一番，人民的生活品質(zhì)進(jìn)一步得到改善，但是整個社會的能耗卻沒有增加，污染排放反而大幅度減少。丹麥靠的是什么?就是先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、先進(jìn)的科學(xué)理念和先進(jìn)的科學(xué)管理方法。
蘇格蘭出生的英國工程熱物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)現(xiàn)，信息的流入可能使一個開放系統(tǒng)出現(xiàn)熵的減少，因為分子在接受信息之后存在著某種自組織能力，能夠?qū)崿F(xiàn)局部的、階段性的負(fù)熵，這就是著名的“麥克斯韋妖”。所謂“妖”就是某種具有智能化的因素。這一理論不僅在物理學(xué)中具有價值，在化學(xué)、生物學(xué)、社會學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)，甚至政治學(xué)中，對實現(xiàn)有序組織問題上，具有深遠(yuǎn)的意義。如果我們能夠在能源生產(chǎn)消費環(huán)節(jié)加入信息，能夠轉(zhuǎn)變?nèi)藗兊氖澜缬^，使節(jié)能環(huán)保成為一種自發(fā)自愿的行為，通過自組織過程，就可能有效地控制熵的增加速率。
傳統(tǒng)的節(jié)能觀念是無法推動中國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的，為什么?首先，節(jié)能工作在傳統(tǒng)體系下，僅僅是一種“社會分工”，而沒有貫串于社會的每一個部門的每一環(huán)節(jié)的每一個時刻，它不是一種來自世界觀的自發(fā)自愿的動力，而是一種為解決現(xiàn)實問題的權(quán)宜之計。傳統(tǒng)節(jié)能工作依靠宣傳 教育 ，靠提高人的自覺性或者犧牲生活品質(zhì)來實現(xiàn)，解決的目標(biāo)往往是一些現(xiàn)實的短期問題，缺乏可持續(xù)的動能和機(jī)制，而且只能停留在問題表面和淺層。今天“拉閘限電”了，我們就多宣傳節(jié)能，搞搞“需求側(cè)管理”;明天電力過剩了，我們又去宣傳“電是商品”來“鼓勵用電”。需要節(jié)能了就“優(yōu)先”，壓力減輕了就向后排，治表不治本，臨時抱佛腳。
最近，為解決當(dāng)前能源供應(yīng)緊張問題，提出了“節(jié)能優(yōu)先”的口號，徐建中院士等一大批科學(xué)家認(rèn)為這種提法并不妥當(dāng)，節(jié)能問題不是一個“排第一，排第二”，“誰優(yōu)先，誰其次”的問題，而是一個根本性的問題。我們現(xiàn)在消耗的能源是地球幾十億年中積存下來的太陽能，它具有很大的能源流密度和很高的能量品位，這些能量的積蓄，不僅為人類的文明提供了動力儲備，而且能量積蓄過程中也固化了大量可能變?yōu)闇厥覛怏w的炭物質(zhì)，使地球的環(huán)境可以適合人類和其他生物的出現(xiàn)、進(jìn)化和繁衍。一旦將這些寶貴的資源耗盡，不僅人類的文明將失去動力，地球環(huán)境也將會發(fā)生重大變遷，人類和大多數(shù)生物可能再也無法延續(xù)繁衍。所以，科學(xué)家們提出“節(jié)能為本”的新觀點，并將這一觀點列入了中國科學(xué)發(fā)展的中長期規(guī)劃。最近，有關(guān)機(jī)構(gòu)已經(jīng)接受了這一意見，進(jìn)一步將提法改為“節(jié)能優(yōu)先，效率為本”，更加精確地表述它的內(nèi)涵。
科學(xué)用能是依靠科學(xué)技術(shù)的發(fā)展來解決問題，與其說一千次“隨手關(guān)燈”，不如安裝一個聲控開關(guān)，如果再更換一個節(jié)能燈泡，節(jié)能效果將出現(xiàn)一次質(zhì)的飛躍。如果中國普及混合動力汽車，油耗水平可以降低到目前的1/3，汽車保有量就可以實現(xiàn)增加3倍而燃油總量不增加的目標(biāo)，排放強(qiáng)度還會得到改善。當(dāng)今的世界，由于信息化使各種技術(shù)得到了快速的發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，推動了節(jié)能技術(shù)的發(fā)展和 應(yīng)用 ，以及社會觀念的全面更新。使更多的人，更加積極地，自發(fā)自愿地參與到節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)，節(jié)能資源的發(fā)掘和經(jīng)營，節(jié)能機(jī)制的建立和執(zhí)行。并以科學(xué)技術(shù)這一第一生產(chǎn)力的發(fā)展，來推進(jìn)一個相適應(yīng)的生產(chǎn)關(guān)系的建立。
科學(xué) 用能--實現(xiàn)“節(jié)能優(yōu)先，效率為本”的基礎(chǔ)
人類的文明進(jìn)步最終是科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步的結(jié)果，所以說科學(xué)技術(shù)是“第一生產(chǎn)力”。盡管熵增的方向無法逆轉(zhuǎn)，但是我們可以通過科學(xué)技術(shù)的 應(yīng)用 和普及，以及人的素質(zhì)的提高來有效減緩這一過程，控制它的速度，而這就需要我們建立一個新的世界觀，采取一系列有效的步驟，通過科學(xué)的使用能源，科學(xué)的配置能源和科學(xué)的管理能源來實現(xiàn)這一目標(biāo)。
1、科學(xué)的使用能源：
我們需要積極的采用各種先進(jìn)的技術(shù)和理念，來有效使用我們現(xiàn)有的能源，發(fā)掘一切可能利用的能源，盡可能提高能源的終端使用效率。
在能源利用技術(shù)的進(jìn)步中，由于信息技術(shù)的推動，分布式的趨勢將是一個不可阻擋的潮流。自20世紀(jì)80年代以來，信息技術(shù)的進(jìn)步，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的 發(fā)展 對于能源 工業(yè) 產(chǎn)生了巨大的啟迪，那些分布在千家萬戶的微型 計算 機(jī)在與 網(wǎng)絡(luò) 連接之后創(chuàng)造了一個嶄新的 時代 --信息時代，它不僅代替了超級電腦，而且通過計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)將全世界的人腦連接起來，掀起了一場知識進(jìn)步的“人民戰(zhàn)爭”。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，一場“分布式”的革命正在悄然而致，直接挑戰(zhàn)后工業(yè)時代--重化工業(yè)時代的“規(guī)模效益”的 經(jīng)濟(jì) 理念。
在人類信息整合能力不足時，只有通過規(guī)模經(jīng)濟(jì)來降低成本，增加效率。實施 “大工廠、大生產(chǎn)、大消費、大耗散”的大工業(yè)戰(zhàn)略或稱重化工業(yè)戰(zhàn)略。當(dāng)信息技術(shù)發(fā)展之后，我們可以越發(fā)清楚地了解生產(chǎn)銷售和最終使用的全部過程，監(jiān)控整個生產(chǎn)--消費鏈，從原料的開發(fā)，到產(chǎn)品的制造，從消費者的使用，到使用后的資源再利用。人們發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)情況下，規(guī)模未必能夠帶來真正的效益，反而增加更多的資源耗散和環(huán)境、資金代價，加速了熵的增加。電力工業(yè)就是最好的一個例子，傳統(tǒng)上我們認(rèn)為“大電廠、大電網(wǎng)、超高壓”是效率最高的方式，但是這是在轉(zhuǎn)換端來判斷 問題 ，而且在“電”這一單一行業(yè)條件下 分析 的結(jié)果，如果在需求一側(cè)進(jìn)行綜合資源對比分析，可能結(jié)論未必如此。大電廠與小電廠比較當(dāng)然發(fā)電效率是高的，但是由于燃料運(yùn)輸、排放限制、土地資源的制約，大電廠只能遠(yuǎn)離城市，首先發(fā)電之后的余熱無法加以利用，其次輸變電和配電又要增加電網(wǎng)和線路的損失，到了終端用戶的實際資源利用效率必然大打折扣。此外，建設(shè)輸電走廊和變電站需要消耗大量土地資源，發(fā)電之后的灰渣因為遠(yuǎn)離城市無法制成建筑材料再加以利用。此外，城市不僅需要電力，同時還會需要熱力，為解決需求不得不再建設(shè)熱力廠，將寶貴的資源轉(zhuǎn)換成為低品位的能量進(jìn)行利用，增加了各種資源的耗散和浪費。因此，在需求側(cè)建立能源梯級利用設(shè)施被認(rèn)為是解決問題的更有效的 方法 。1978年，美國為此修改的《公共事業(yè)法》允許這一類能夠達(dá)到更高能效的用戶熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)施并網(wǎng)發(fā)電。隨之，歐洲、日本都相繼不斷修改 法律 ，使他們的法律體系和政府的管理機(jī)制能夠順應(yīng)這一時代的發(fā)展趨勢。
此后，由于天然氣的開發(fā)利用，使人們更加認(rèn)識到應(yīng)對天然氣的能源設(shè)施并非越大越有效，首先因為天然氣比煤更加昂貴，中間環(huán)節(jié)的浪費變的不可忍受，同時它被利用之后的環(huán)境代價更小，完全可以在需求現(xiàn)場進(jìn)行利用。此外，天然氣的利用技術(shù)非常靈活，人們可以根據(jù)用戶對于熱電冷多種能源的綜合需求，按照綜合效益最大化來選擇技術(shù)方式，配置設(shè)備，確定規(guī)模，實現(xiàn)了以效益定規(guī)模的理想化的飛躍。
信息技術(shù)還帶來了另一次深遠(yuǎn)的轉(zhuǎn)變，由工業(yè)時代劃分的產(chǎn)業(yè)分工將被打破，第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)，甚至第一產(chǎn)業(yè)也在相互進(jìn)行整合，服務(wù)化的趨勢淹沒了傳統(tǒng)的 社會 分工， 企業(yè) 需要到客戶的面前，尊重客戶的主權(quán)，根據(jù)客戶的意愿，來滿足客戶的需求。能源工業(yè)也不例外，需要適應(yīng)時代的變遷，需要參加整合優(yōu)化，需要從行業(yè)壁壘中脫穎而出。因為，只有向服務(wù)化轉(zhuǎn)行，企業(yè)的效率才能真正提高，成本才能真正降低，用戶才能真正認(rèn)可。信息時代的關(guān)鍵是每一個人可以通過互聯(lián)網(wǎng)和PC機(jī)直接參與其中，而分布式能源也是可以調(diào)動每一人的積極性，直接參與到資源高效利用和污染減排行動之中，分布式能源是一場人類可持續(xù)發(fā)展的“人民戰(zhàn)爭”，是通過加入信息有效控制熵增加速度的方式。
為了利用一切可以利用的能源來有效降低資源的耗散速度，人們開始積極利用各種可再生能源和廢棄資源，并對各種資源實現(xiàn)綜合利用，由于資源量，能流密度和需求量的限制，社會需要一種更加便捷合理的系統(tǒng)來構(gòu)筑我們的能源體系。例如，垃圾填埋場和污水處理廠的沼氣，采油、煉油中的伴生氣，礦井瓦斯和煤層氣，化工廠和鋼廠廢氣，以及工廠廢熱、多余的壓差等等;還有太陽能，地?zé)崮?，小型水能，風(fēng)能，生物質(zhì)能等可再生能源等。社會要求政府必須建立一種既能鼓勵大家積極使用這些資源，又能保障使用者的利益的能源運(yùn)行管理機(jī)制。這樣一個機(jī)制首先在歐洲得到完善，北歐國家通過政府的強(qiáng)制干預(yù)和建立環(huán)境能源稅收機(jī)制等，有效遏制了來自既得利益集團(tuán)的阻力，使這種先進(jìn)的能源利用方式——分布式能源成為一種 時尚 和榮耀。此后，日本和美國也在積極地進(jìn)行社會觀念上的轉(zhuǎn)變。
分布式能源是在需求現(xiàn)場利用能源的設(shè)施，它涵蓋的 內(nèi)容 不僅僅是發(fā)電，同時也包涵其他的能源配套和能源優(yōu)化設(shè)施。
發(fā)電系統(tǒng)：主要是可以利用各種燃料的小型發(fā)電設(shè)備，例如：天然氣、沼氣、煤層氣、地下氣化氣等燃料的小型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、壓差發(fā)電機(jī)、斯特林發(fā)電機(jī)、燃料電池，以及小型水利發(fā)電機(jī)、小型蒸汽發(fā)電機(jī)和太陽能光伏電池、太陽熱發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等，即包涵一些傳統(tǒng)技術(shù)，也包括一些新興技術(shù)，這些機(jī)組規(guī)模不大，用途各異;
換熱制冷：將發(fā)電機(jī)廢熱交換成為熱能或冷能的專業(yè)設(shè)備也很多，煙氣吸收制冷機(jī)組、蒸汽和熱水制冷機(jī)組、余熱鍋爐和煙氣板式換熱器、吸附式制冷、各種高效的汽-水和水-水換熱器等。此外，地源和水源熱泵，空氣熱泵的技術(shù)也包括在其中;
蓄能系統(tǒng)：在美國能源部對于分布式能源的分類中，蓄能是被劃入其中的，包括：小型水壓蓄電、氣壓蓄能、飛輪蓄電、電池蓄電、相變蓄熱、水蓄熱、冰蓄冷、水蓄冷、以及其他蓄能技術(shù)。 目前 德國已經(jīng)開始使用利用地下巖層蓄熱的技術(shù)，柏林議會大廈就使用了這一技術(shù)，將春秋季和夏季的多余熱量蓄在地下，冬季使用。日本也使用了冬季蓄雪蓄冰用于夏季制冷的技術(shù);
2、科學(xué)的配置能源：
1980年，世界著名的能源科學(xué)家已故的吳仲華院士，在為中共中央書記處講課時曾經(jīng)精辟地為合理配置能源 總結(jié) 了16個字：“分配得當(dāng)、各得所需、溫度對口、梯級利用”，過去我們對這位偉大的科學(xué)家所提出的問題認(rèn)識不夠全面，盡管在《中華人民共和國節(jié)約能源法》以及國家四委部局聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》中都引據(jù)了吳先生的方針，但是主要是“溫度對口、梯級利用”后八個字，而沒有能夠理解“分配得當(dāng)、各得所需”前八個字的深遠(yuǎn)含義。
其實，吳先生是從兩個層面，精煉解釋了應(yīng)該如何優(yōu)化配置能源。第一，在資源分配上應(yīng)該實現(xiàn)“分配得當(dāng)、各得所需”，根據(jù)不同用戶，在不同時段，對于不同能源的不同需求，進(jìn)行合理妥當(dāng)?shù)馁Y源配置，可以實現(xiàn)能源利用效率和能源設(shè)備利用效能的最優(yōu)化;第二，在能源利用上，根據(jù)能源的品位，依照熱力學(xué)第二定律的原則實現(xiàn)“溫度對口、梯級利用”，盡力擴(kuò)大對于溫度的利用范圍，將高品位的能源滿足高端的需求，將低品位的能源滿足低端的需求。只有如此，才能確實有效利用資源，控制熵增的速率。
在能源配置上，還有一個重要的原則就是：“能夠使用一次能源解決的，盡量不要使用二次能源;能夠利用廢棄能源的，就不要使用優(yōu)質(zhì)能源”。這一原則也是根據(jù)熱力學(xué)第二定律確定的，不要使用高品位的能源，干低品位的事情。
上述原則，是我們有效利用資源，提高能源利用效率，減少環(huán)境代價的根本途徑和原則。此外，根據(jù)國際上最新的觀念，對于能源需求，應(yīng)該進(jìn)行“綜合資源規(guī)劃(IRP)”，樹立大能源觀念，將需求與全部生產(chǎn)流程和資源環(huán)境綜合代價統(tǒng)一進(jìn)行評估，根據(jù)技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合考慮經(jīng)濟(jì)因素，優(yōu)化制定最合理、最經(jīng)濟(jì)的能源環(huán)境綜合解決方案。將能源的配置向整個生產(chǎn)鏈延長，向環(huán)境、資源、社會和經(jīng)濟(jì)外延，在更高的層面來看待問題，從更周全的位置來解決問題。在信息技術(shù)落后的昨天，這一想法似乎是一個天方夜譚，然而，隨著信息社會的到來，我們已經(jīng)有足夠的能力來掌握各種相關(guān)的數(shù)據(jù)，并綜合分析這些數(shù)據(jù)，最終建立一個模型來取到一個最優(yōu)化的結(jié)果，并根據(jù)這個結(jié)果來建立一個效率和效益最為理想的系統(tǒng)。這就是“科學(xué)配置能源”，它可以使能源的利用模式更加合理，環(huán)境和資源代價更加低廉。
其實，目前正在積極推廣的能源“需求側(cè)管理”，也是一種資源優(yōu)化配置的方式，通過合理配置達(dá)到節(jié)約和優(yōu)化能源的利用，從中實現(xiàn)盈利。但是“科學(xué)配置”需要我們改變目前在單一行業(yè)中配置資源的方式，打破行業(yè)壁壘，以博大的胸懷實現(xiàn)跨越行業(yè)分工的整合優(yōu)化，這就對我們的管理體系提出了一個直接的挑戰(zhàn)。
3、科學(xué)的管理能源：
中國 科學(xué)院蔡睿賢院士曾經(jīng)精辟地說，科學(xué)技術(shù)這一“第一生產(chǎn)力”，需要相應(yīng)建立“第一生產(chǎn)關(guān)系”來保障。生產(chǎn)力決定生產(chǎn)關(guān)系，生產(chǎn)關(guān)系會反作用于生產(chǎn)力的進(jìn)一步發(fā)展?？茖W(xué)管理第一個要解決的就是建立一個能夠支持科學(xué)用能的法律政策環(huán)境;其次是建立一個符合于市場經(jīng)濟(jì)運(yùn)作機(jī)制的科學(xué)營銷體制;再有就是以信息技術(shù)手段，建立一個信息化的能源環(huán)境綜合管理模式。
當(dāng)前最重要的是對現(xiàn)有法律、法規(guī)、政策，以及行業(yè)規(guī)章和行業(yè)規(guī)范，與時俱進(jìn)地進(jìn)行修正，讓我們的法律環(huán)境能夠有效地推動先進(jìn)生產(chǎn)力，有利于先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和推廣。今天中國在節(jié)能方面只有一部《節(jié)能法》具有一定的權(quán)威，但是由于該法缺乏執(zhí)行機(jī)構(gòu)，顯得有些蒼白無力。在其他法律中，例如《電力法》、《煤炭法》等，雖然也提級節(jié)能，但沒有強(qiáng)制性要求，缺乏硬性指標(biāo)。建議在今后立法中，可持續(xù)發(fā)展應(yīng)該成為一個基礎(chǔ)性的原則，節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本觀念應(yīng)該溶入每一個法律與法規(guī)之中，對于那些浪費資源和污染環(huán)境的行為不能僅僅是道義上的譴責(zé)，不能只期待他們良心發(fā)現(xiàn)，必須有強(qiáng)制性措施。
我們的行業(yè)規(guī)章和行業(yè)規(guī)范也存在著與時俱進(jìn)的問題，目前電力規(guī)范、建筑規(guī)范、消防規(guī)范和燃?xì)庖?guī)范等等，與國際水平嚴(yán)重脫節(jié)，對于新型技術(shù)的應(yīng)用非常不利，阻礙了生產(chǎn)力的發(fā)展，急待進(jìn)行更新。最近，屬于奧運(yùn)會配套的北京大鐘寺商城項目，就是因為消防規(guī)范的制約，不得不放棄采用先進(jìn)的分布式熱電冷三聯(lián)供技術(shù)，而因為電力“行規(guī)”限制受阻的項目就更多了。
建立符合于市場經(jīng)濟(jì)運(yùn)作機(jī)制的科學(xué)營銷體制也是實現(xiàn)科學(xué)用能的主要組成，世界銀行GEF中國節(jié)能促進(jìn)項目執(zhí)行機(jī)構(gòu)EMCA主任沈龍海先生指出，實際上，“能源需求側(cè)管理(DSM)”、“合同能源管理(EMC)”、“綜合資源規(guī)劃(IRP)”、“資源環(huán)境交易機(jī)制”、“能源服務(wù)公司(ESCo)體系”等等新的節(jié)能管理經(jīng)營理念和運(yùn)作機(jī)制都應(yīng)該被“科學(xué)用能”所涵蓋。這些新事務(wù)互相關(guān)聯(lián)，互相支持，互相融合，互相促進(jìn)。他們是放松管制的結(jié)果，是能源市場化的直接產(chǎn)物。
在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施中，需要創(chuàng)建一種機(jī)制，能夠自發(fā)的，自覺自愿地實現(xiàn)自組織，在政府搭建的政策平臺下，將節(jié)能環(huán)保作為市場，以盈利為目的，以新技術(shù)為手段，以服務(wù)為方式，以能源服務(wù)公司為組織形式，通過能源需求側(cè)管理和合同能源管理等各種“交易”方法實現(xiàn)有效控制能源浪費，提高資源利用效率的社會進(jìn)步。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息化已經(jīng)不僅僅是一種工具了，他已經(jīng)融入到我們生產(chǎn)、消費和管理的每一個環(huán)節(jié)?？茖W(xué)管理能源不僅僅是一個概念，而是一種實實在在需要建立的信息系統(tǒng)。分布式能源系統(tǒng)需要在電力、燃?xì)狻崃?、制冷、排放的多個惟度，在需求和生產(chǎn)雙側(cè)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，而這種優(yōu)化已經(jīng)是非人力所能為，需要建立信息化管理系統(tǒng)，這一系統(tǒng)將具備數(shù)據(jù)采集與分析、實時監(jiān)視、現(xiàn)場的智能化控制、遠(yuǎn)程遙控、決策支持、資源整合等多種能力，通過網(wǎng)絡(luò)對區(qū)域內(nèi)的分布式能源設(shè)備進(jìn)行管理。而運(yùn)行、檢修和服務(wù)系統(tǒng)，也需要依靠這一系統(tǒng)的支持。它將通過技術(shù)的不斷進(jìn)步，構(gòu)成未來能源科學(xué)管理的核心。
結(jié)論
“科學(xué)用能”是一次根據(jù)信息時代發(fā)展進(jìn)程，是節(jié)能工作的一次升華，在“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的觀點的指引下，以“科學(xué)發(fā)展觀”，與時俱進(jìn)地為中國解決可持續(xù)發(fā)展的能源瓶頸制約問題，尋找了一個新的出路，建立了一個新的理念。
2004年11月26日，著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家厲以寧教授在中國能源網(wǎng)和中國企業(yè)投資協(xié)會聯(lián)合主辦的《中國能源投資論壇》上表示中國不能走重化工業(yè)道路，因為中國沒有資源支撐。一天以前，中國的另一個著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家吳敬璉教授也表示，中國不能走重化工業(yè)道路，兩位意見常常不太一致的經(jīng)濟(jì)學(xué)家在此問題產(chǎn)生了一致的看法，這不是一個偶然。
中國的發(fā)展必須是跨越式的，必須跳過其他發(fā)達(dá)國家曾經(jīng)走過的老路，尋求一條切線，尋找一條捷徑。隨著技術(shù)的進(jìn)步這不是不可能實現(xiàn)的。今天的世界已經(jīng)是一個整體，每一個國家都不是一個封閉的環(huán)境中發(fā)展系統(tǒng)，可以借助外部社會發(fā)展的經(jīng)驗和 科技 成果。中國必須以發(fā)達(dá)國家今天的技術(shù)和發(fā)展模式作為未來前進(jìn)的藍(lán)本，而不能將他們昨天的代價作為我們必經(jīng)的路標(biāo)，因為中國無法承受這一代價，世界也無法承受這一代價，那是一個將指向前功盡棄的路標(biāo)。
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