低碳城市建设的初步思考.docxVIP

低碳城市建设的初步思考 2009年7月，《中国科技财富》杂志发表了一篇关于低碳城市建设的初步思考，这在业内产生了重大影响。作为系列探索文章, 本文进一步对低碳城市建设的关键技术, 或可称之谓低碳城市实践基础的“智慧能网” (CIEN) 概念进行描述。期望在全球性低碳城市建设大潮中抛砖引玉, 为保持中国在世界低碳城市的研究领域的领先地位贡献一些思想。 我们知道, 建设低碳城市必须从政策、社会、文化、技术等各领域开展工作, 协调诸多层面的关系。如在文化层面, 要深入研究环境“和学”理论这一创新思想在低碳城市建设中的基础作用;在社会层面, 全民践行低碳生活方式是低碳城市建设的社会基础;在技术层面, 推广应用“智慧能网”技术是低碳城市建设的实践基础。 “智慧能网” (CIEN) 是以城市社区为空间范围, 集社区热能网、电能网、智能网为一体的能源供应网络系统。CIEN是低碳城市能源建设的关键技术;是物联网在低碳城市中的应用;是“感知中国”的组成部分。 CIEN在需要时间、地点, 以精确的数量供应需要的能源品种 (热能、电能、自然光、风力等) , 满足城市的生产、生活、流通等所有领域的低碳能源需求。通过多个社区的CIEN的互联运行, 可以实现整个城市或地理区域的低碳、环保、安全的能源保障战略。 “智慧能网”技术, 集供能、用能、节能、蓄能和智能技术为大成, 具有技术创新和集成创新的“五能合一、三网互联”的物联网特点。C I E N可以满足在提高市民生活品质的前提下, 大幅度节约能源, 降低二氧化碳排放量的低碳城市的技术要求。CIEN是低碳城市能源供应的最佳网络系统。 在世界低碳城市的研究领域, “智慧能网”技术具有前瞻性、独创性和实用性, 引领低碳城市能源建设的发展方向。 智慧能源的内涵 城市的性质不同, 城市用能的品种和强度均有所差异。粗略统计, 在一般的服务型城市的终端用能中, 电能和热能的使用比例, 各占半壁江山。在低碳城市的能源供应系统中, 热能的“智慧”供应是一个不可忽视的重要环节。 同时, 在城市中有大量的温差能源未被利用。这些能源以热能的形式存在, 由于其能源品位较低, 往往只能以热能的形式通过热能网络供给城市建筑使用, 维持居住空间的环境热舒适。如地表水、地下水、上水、下水的温差热能, 发电站、变电站的排热, 产业余热, 建筑排热以及地铁排热等温差能源, 由于单独直接利用的难度较大, 往往采用管路网络回收后集中处理, 再由管路网络送至用能终端的热能管道网络系统加以利用。 热能管道网络系统, 又多以分布式能源系统 (如热电联产系统、燃料电池等) 为能源生产中心、低碳新能源系统 (太阳能、风能、生物质能等) 以及城市未利用能源 (温差能等) 作为辅助能源, 构成城市社区的供热供冷系统 (DHC) 。今天, DHC技术已经趋于成熟, 非常适于服务型城市社区的供热、供冷需要。 另外, 2006年, 美国开发成功“电力中枢神经系统”, 标志着智能电网的诞生。智能电网是通过广泛应用传感和测量技术、设备和控制技术、以及决策支持技术, 使得地域、城市、社区、建筑以及家庭的各种发电和用电设备具备一定的智慧能力。智能电网可以接入大量的分布式气候低碳能源 (如风能、太阳能) , 实现发电、输电、卖电、买电、蓄电等电力产业的流程智能化。社区型智能电网技术是构成CIEN的组成部分之一, 在技术上基本趋于成熟。 近来, 物联网的概念已被世界广泛接受。其定义是把所有物体通过传感信息技术与互联网连接起来, 实现智能化管理。美国政府、中国政府都把物联网技术的推广应用作为未来的国家战略。美国有IBM提出的“智慧地球”的概念, 中国有温家宝总理命名的“感知中国”的设想。 “智慧能网” (CIEN) 是综合利用当今世界新技术而形成的, 适用于低碳城市的新能源保障技术。CIEN创新集成上述的社区用热能的DHC系统, 用电能的智能电网系统, 以及赋予相关物体以聪明智慧的物联网系统。 CIEN在城市能源的生产、使用、储存和管理方面, 以人为本, 最大限度地满足城市生产、生活、交流的能量需求;最大限度地节约能源和开发利用低碳能源;在能源安全方面, 综合利用, 协调用能, 广域联网, 确保安全。 CIEN是城市能源供应系统的中间关键环节。向下, 互联企业、建筑、家庭;向上, 互联城市或者地域的智能电网。 我们可以这样描述CIEN:上班时, 进入办公大楼, 空间照明、电梯会自动开启, 办公系统自动打开;坐在办公桌前, 空调系统会自动判别启动个人空调系统还是空间空调系统;判别采用变风量 (改变系统电能) , 变水量 (改变系统热能) , 还是采用直接电力方式, 在满足热舒适的前提下节约能源;判别采用改变遮阳装置的角度或开启自然光管系统, 还是打开局部灯光照明, 在满足视舒适