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为什么能源效率比以往任何时候都更重要呢

转变为我们的家庭和全电动能源汽车意味着需求增加already-limitied清洁、可再生能源,使能源效率至关重要

2021年的美国能源流程图的劳伦斯利弗莫尔国家实验室

有些人说如果我们运行热泵和电动汽车与可再生能源,我们生产的碳排放,所以能源效率不再是至关重要的。他们还说我们需要更少的能量远比我们现在做的,因为我们不是把大部分变成余热和二氧化碳,或者所谓的“拒绝了能源”。但事实上,我们需要相同数量的有用的能源,它不会便宜和容易找到。这就是为什么严重的能源效率在我们的家庭和运输模式比以往任何时候都重要。

麦克阿瑟奖得主索尔·格里菲斯的支持者“使一切”的概念。他声称在他的书中,使充电:一个乐观主义者的做法对我们的清洁能源的未来,在一个全电动的国家,现在我们只需要42%的能源使用。迈克尔·巴纳德的文章”在热泵热,美国能源需求可能会下降50%“让相应的索赔。在这两种情况下,作者引用我称之为“图表,解释了一切,“我的意思桑基流程图的劳伦斯利弗莫尔国家实验室的能源消耗。它表明,本质上减去所有拒绝能量,一半以上的能源需求消失。

我从来没有理解这一点。利弗莫尔说,我们需要31.8四胞胎的“能源服务有用的能源燃烧化石燃料。我们仍然需要31.8四胞胎(千的五次方的热量)有用的能量,如果我们运行在风和阳光。因为,正如贝尔斯埃里森这里解释得那么好,它不是真的拒绝了能源;这是做生意的成本时,将热能转化为有用的工作。Bailes并不强调能源效率的重要性,并指出,“只有一个方法来减少巨大的灰色块在右上部分的图表:用可再生能源代替燃烧。”

格里菲斯更明确,写作使充电:“强调效率自从70年代是合理的,因为几乎没有人能保护完全浪费,而且几乎每个人都同意回收,装上双层玻璃的窗户,空气动力汽车,更多的绝缘在我们的墙壁,和工业效率将做得更好。虽然效率措施我们的能源消费的增长速度放缓,他们没有改变了成分。我们需要零碳排放,我常说,你不能“效率”为零。”

格里菲斯甚至建议我们不应该去试图改变我们energy-extravagant方式:

“美国人将永远不会完全支持脱碳如果他们认为它会导致普遍的deprivation-which许多人与效率。我们不能解决气候变化问题如果人们保持关注,争论,失去大汽车,汉堡包,和家一般的舒适。很多美国人不会同意任何如果他们相信这会让他们不舒服或带走自己的东西。”

热泵和峰值需求

但我继续回到利弗莫尔图,需要31.8四胞胎有用的能源。我们所有的7.11四风,水,和太阳能,和水下降,而不是上升。核是不会消失的很快,所以我们必须找到匆忙16.56四胞胎的绿色电力。

巴纳德提出,热泵可以显著差异,减少三分之二所需的能量。从气体转化成电动热泵约2.6四胞胎在住宅和商业建筑,尽管我怀疑“heatpumpified”房主将会发现他们的新中央空调系统是吃了大量的储蓄。

巴纳德也表明,热泵可以提供很多工业功能稍低。但如果他是对的,我们仍然需要至少13.96四胞胎,超过三分之一的我们现在有用的能量消耗。这没有包括间歇性所需的建造过多,季节性和高峰负荷。

尤其是季节性,可以是巨大的。在一篇文章为被动的房子Accelator Skylar Swinford指向本研究会议报告:“这个[1]峰值与可再生能源需要1月28日×增加风力发电,或增加303×1月份太阳能、过剩的一代在其他几个月。”

这听起来不可思议的高,但很难储存电能的峰值需求。高效建筑减少这个值得注意的是,需要通过他们的计算,4.5倍的风和苍井空36倍的;这个不占存储或互联。

一种弹性

“使一切”的一些帮派表明,热泵和清洁电力,我们可以少担心效率。我相信这些数字表明我们必须担心更多。原因:电力将是昂贵的,如果我们把所有的东西,我们需要很多。太阳能和风能可能是免费的,但是需要新的基础设施,包括重建全国分销网络与一些严重的直流运行。我们不仅仅是运行热泵在家里,但数以百万计的汽车。电解槽通电行业,我们将需要运行为钢铁和化肥生产氢。我们需要大量的果汁,必须谨慎和经济。

人们担心放弃气体,因为它使他们温暖当停电时,即使炉不跑没有电。但是,随着Allison贝尔斯所指出的,“弹性从建筑围墙。“绝缘良好的房子可以保持温暖,当停电;被动的房子设计可以保持温暖或凉爽的好几个星期。

我们必须刮胡子高峰负荷。你的家可以是一个热电池。现在有很多的嗡嗡声关于转移能量,公司把热水器打开和关闭平衡电网在夏威夷的风能和太阳能的变化。这不是一个新想法,只是一个更复杂的版本的亚历克斯·威尔逊在写什么早在2009年就在GBA上。与正确有效的房屋设计,热泵很可能是远程控制关闭在高峰时期,房子保暖或酷由于蓄热器在众议院本身。

底线是:这将是使充电一切难度还是如果我们不追求效率。

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劳埃德改变是一名架构师和开发人员。他的新闻生涯包括15年多的时间里设计编辑Treehugger.com。今天他在多伦多城市大学教授可持续设计。他的作品可以发现碳的前期

11日评论

  1. Tim_O||# 1

    ~ 24四胞胎拒绝热量发电和21个四胞胎在运输部门。天然气车辆约30 - 35%的效率与其他热。柴油是接近40%。那些转向电动汽车将减少我们的需求到12 - 13四胞胎,由于电动汽车接近80 - 90%。科技将继续发展,我们将到达那里。

    24四胞胎拒绝热量从一代,我敢打赌,大量的煤炭和天然气。这两个运行效率在30%左右。

    基本上,消除燃烧,我们拒绝热量会显著下降。转换从热运动(涡轮发电机或车轮)有很大的损失。

    1. 劳埃德改变||# 4

      我解释这些数字不同;我忽略了能量,看看有用的能源。我们仍然需要找到约5.65四胞胎的有用的能源,交通,更因为它们只有80 - 90%的效率,就像你说的。这是我的观点(为什么我骑着一辆电动自行车)

  2. charlie_sullivan||# 2

    图表,“解释一切”是非常有用的对于很多事情,但是我认为这是真的误导思考效率。如果你看看住宅框,效率是65%,这意味着我们可以做的最好方法是减少损失的35%降至0%,减少35%的能源输入房屋。但是如果我们看,例如,加热和冷却,我们可以三双信封的热阻和效率从85%高效热泵熔炉到300%,并减少85%的能源消耗,或7倍。

    人们倾向于看这个图,认为这些数字是硬数据。其中有一些是,但在最终使用部门使用的效率只是虚构的近似为目的的说明。

  3. 用户- 723121||# 3

    我们知道40年前在如何构建高度节能和舒适的住房。它开始在加拿大双墙和超绝热。代码寒冷气候建房的今天可能使用2到3次加热和冷却的能量做了那些早期的双层墙的房子。我们无法理解,一直都是一个对立的力量更好的效率。一旦你意识到反对力量是什么,这个谜团逐渐开始适应。我认为我们需要一个更好的定义什么是零能耗建筑。碳会计什么时候开始?

    先生改变它完全正确,我们需要非常高效的建筑。电力将永远不会便宜,因为它作为燃料来源与化石燃料竞争。新建筑与密封和绝缘信封可以加热和冷却以较低的成本在不同的方面,这是聪明的钱会去哪里。所有的昂贵的电子产品,并且不会开始盖一个糟糕的设计和建造的建筑。

    道格

  4. maine_tyler||# 5

    我认为电动车的使用和热泵本身应视为一种效率。但这并不意味着他们不应该使用效率也受到进一步的审查。正如前面提到的,它可能是峰值功率,而不是严格的总能量,扮演关键的角色如何应用效率的措施。如果过度建设可再生能源是等式的一部分,有时可能将能源使用是无关紧要的预算,当低效率的过程我们仍然依赖应该执行。

    有点跑题了:在这些类型的讨论中,我看到之间的紧张关系的概念为未来构建高效率的社会,现在在一个low-consumptive。我们可以高效的社会(超级绝缘结构、热泵和电动汽车的每一个人,公共交通基础设施更新,和最后但并非最不重要的,主要的可再生能源基础设施的扩建)虽然不是对我们的碳预算“打破银行”吗?

    还有Jevon悖论。如果我们社会比作计算机的发展,我们从大国开始饿的机器可以执行只有非常基本的操作。快进到今天,我们已经非常强大和复杂的机器与难以置信的规模小得多的规模和效率。然而我们今天消耗多少电力运行电脑与黎明的创造荣耀多张幻灯片时规则?

    有时候我认为我们的社会是一个自组织过程的机器创建一个更加先进、高效和复杂的自我。可再生能源的未来和一个巨大的电动grid-balanced计算机算法和美联储的复杂网络高度加工的材料收集太阳能能源,这就可能使,可能产生更有效的未来,也许我们更“高级”的状态,但它最终会缓慢的增长机器完全改变pre-mechanistic地球系统?,或许有一天(仍然遥远)这些机械系统将完全包裹曾经在这里(熟悉戴森球任何人吗?),而且它将成为一个新范式在地球历史:机器有组织的地球。
    ,还是……大流行会说话的话,机器制造商。或者机器建造者会自我销毁。

  5. frontrange||# 6

    这篇文章似乎忽视使建筑更节能实用的一面:它非常昂贵,而且需要大量的劳动力为每个建筑我们想升级。

    这将是更容易和更便宜的建设300 x太阳能能力比改造大量现有的建筑。

    1. maine_tyler||# 7

      因为劳动…
      所以,环境灾难是由于糟糕的经济会计吗?
      300 x的土地不再支持农业和森林,而是有毒元素,可能会或可能不会得到回收。

      1. frontrange||# 8

        是的,它可能是毁灭性的地区的环境如果我们愚蠢地取代农业用地或森林的太阳能。但我们也可以把太阳能在停车场,建筑,老垃圾填埋场周边高速公路互通立交,海洋驳船,沙漠,糟糕的土地等。

        我们也可以把一些农业与太阳能双重利用土地(这仅适用于一些作物)。我们肯定需要把更多的资源回收的太阳能板和电池。

        但即使所有的,这当然是要构建一个更快,也更便宜很多比大规模的改造现有的太阳能建筑。我们仍然需要大量的太阳能取代化石燃料,即使我们改造很多现有的建筑。应对低垂的改造来提高建设效率像windows升级当他们更换或添加阁楼绝缘是有意义的,但这只会减少建筑能源需求少量(10% ?20% ?)。其余的能量仍然需要来自某处。

  6. maine_tyler||# 9

    ”,我们仍然需要大量的太阳能取代化石燃料,即使我们做了改造很多现有的建筑。”

    同意了。

    ”,但我们也可以把太阳能在停车场,建筑,老垃圾填埋场周边高速公路互通立交,海洋驳船,沙漠,糟糕的土地,等等。”

    是的这是好事,但不切实际的履行你指的巨大需求。我最近参加了一个会议在这个问题上,人们非常精通这些东西本质上说,构建出我们需要的公用事业规模的项目,使用这些类型的地方你提到只是不会削减它。这并不是说他们不应该被使用,但它不会覆盖它。

    或许更重要的是,所有这些类型的太阳能开发成本更多,所以不会我们构建出来,除非我们干预的方式奖励或惩罚,我不确定我们会看到大规模的。

    我有点故意消极。我不是建议太阳能/风能/电池的发展将是一个灾难,但我们应该现实地看待他们的非零(把它轻轻地)的影响。

    最终,一个更好的经济核算体系(碳定价和其他环境外部性建于)将更好地指导成本效益决策过程(更多的太阳能与其他替代品,如改造和保留化石代)。

    尽管它怎么可能会在这里下车,我真的一点也不反对风能和太阳能…我只是有点怀疑,它最终会让我们如果我们把它看作一个1:1替代常态的方式操作一个资本主义社会。

  7. jollygreenshortguy||# 10

    我在这。也许有人可以澄清。
    “他们还说我们需要远比我们现在更少的能量,因为我们不是把大部分变成废热和二氧化碳,或所谓的“拒绝的能量。”,但事实上,我们需要相同数量的有用的能源,它不会便宜和容易找到。”
    我将轮廓快速比较,也许这将帮助。
    我们有2车队的汽车,电动汽车耗油100和100。我们是光伏电力来源。
    我们想开车每个舰队100英里。
    我们需要“相同数量的有用能量”的舰队?

    的基本物理我们同等质量移动加速度相等的距离相等。所以在这一水平看来,答案是肯定的。另一方面,确实是少了很多拒绝能源与电动舰队。所以我们的能量输入也可以少很多。

    我有错了吗?

    1. maine_tyler||# 11

      我认为他列出了他的观点有点混乱,但我的看法是:他只是说我们仍然使用大量的能量即使我们有完美的100%的输入输出转换。

      这是事实,但也是事实,消除了能量块将是一个巨大的减少从我们当前的输入。

      问题是,输入变化的性质完全——好的和坏的。

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