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第21章 我国的节能成绩和潜力(4)

日本东京煤气公司和前川制作所共同开发成功复合式热泵,已在东京煤气公司的千住营业技术中心开始综合性能试验。它由GHP(煤气机带动热泵)和吸收式冷冻机组成。GHP采用不影响臭氧层的新特优良工质及利用煤气机和热泵余热驱动冷冻机是世界上首创,可供应80℃的热水,空调。

COP(一次能源产出系数等于产出能量/耗电折合能量)为1.87,其效率比以往大幅度提高。东京煤气公司和三洋电机已开发成功的吸收式冷冻机和热泵系统,对城市低能级余热利用将做出重大贡献。天然气泵在6种高级装置中正显示出适合家用的巨大潜力,它成为20世纪90年代最热门的家庭能源装置。这些热泵能够使美国许多地区的房主节省开支。还可以使电力公司能应付夏天用电高峰期的负荷。

节能无污染电冰箱

磁电冰箱将走进千家万户

普通电冰箱和制冷设备所用的制冷剂是氟利昂,它泄漏到大气中以后,就会与臭氧发生反应,成为破坏臭氧层的罪魁。

伦敦召开的“挽救臭氧层”国际会议,有110个国家代表参加,会上决定在今后10年内把破坏臭氧层的氟利昂用量减少85%。有些国家还决定停止生产用氟利昂做制冷剂的普通电冰箱。

最近,一些工业发达国家在积极研究一种既节能又不用氟利昂冷却的磁冰箱,而且结出了硕果。

美国、日本、法国等国的科学家在研究航天技术中,研制成功的磁冰箱,其工作原理与普通电冰箱截然不同。磁冰箱的工作原理是,利用磁热效应达到制冷目的。所谓磁热效应是利用磁性材料在外磁场作用下,其所有原子中的电子均变成自旋方向一致的磁性物时,放出热量。当外磁场消失时,自旋方向一致的电子又回复到原来无序状态,失去磁性,同时吸热,这就达到冰箱的制冷目的。

磁冰箱的主要工作部件是,以钆、镓为磁性材料制成小球,填满一个空心圆环,圆环绕轴旋转,转到冰箱外侧的半个环受电磁场作用,放出热量,转至冰箱内侧的半个环失去磁性,吸收热量,如此循环不已,达到制冷目的。

磁冰箱无需氟利昂工作介质,从而省去了压缩机和涡轮机,工作效率比普通电冰箱高一倍以上,省电一倍以上。冰箱自重比同体积的普通电冰箱轻得多,箱内容积可增大。磁冰箱因部件少而简单,比普通电冰箱更耐用。

美国、英国、法国等国都已研制成磁冰箱,而且已于1990年投放市场。这种新型冰箱的价格只为普通电冰箱的四分之一,效率却提高了10倍。法国已作出决定,以后只生产磁冰箱,而停止生产普通电冰箱。我国也已研制成功磁冰箱。可以预计,在不久的将来,节能价廉的磁冰箱将会走进千家万户,成为家用电器的新成员。

各国竞相研制新型无氯氟烃的绿色电冰箱

德国福隆家电公司推出了一种无氯氟烃冰箱,受到各方面重视。新冰箱采用的是丙烷-异丁烷制剂,该公司称加工过程不存在任何问题,他们使用它将制造出三星级冰柜。

一种用络合物制冷和贮热的小型冰箱即将投放市场。这种冰箱的冷却系统所用的制冷剂是天然的无毒性卤素盐,而不是破坏臭氧层的氟利昂。因为它没有冷却剂、压缩机,因此在工作时没有活动部件。据美国内华达州罗基研究公司创始人洛肯菲勒推测,在5年之内,这种冰箱的年销售额将会达到0.5~5亿美元。

一种保护地球大气臭氧层的“双绿色标志”电冰箱,最近已在我国研制成功,并投入批量试产。这种在世界上属于最新一代电冰箱的诞生,揭开了电冰箱历史新的一页,标志着我国电冰箱氟利昂替代技术达到了国际先进水平,破坏大气臭氧层的氟利昂11用量减少50%,氟利昂12被完全替代。从1989年开始,万宝集团研究所专门成立了“新工质电冰箱研制组”,进行氟利昂11和氟利昂12的替代技术研究。经过对多种替代物的科学、详细分析研究,进行了一系列热力性能与制冷循环的热力计算,从而确定对臭氧层无破坏作用的无氯制冷剂HFC-152a为氟利昂12的替代物。该项目通过了广州市科委主持的专家鉴定,并作为“中国的臭氧耗损物质逐步淘汰项目”列为联合国多边基金申请项目。

这项具有国际先进水平的科技成果应用到产品上,正式向消费者推出“双绿色标志”万宝牌BCD-235B电冰箱。该种电冰箱所采用的发泡剂CFC-11的用量已减少50%,按国际惯例,可在冰箱上贴上一个绿色标志。另外,采用对臭氧层无损耗作用的无氯制冷剂HFC-152a完全替代氟利昂12,又可在冰箱上再贴上另一个绿色标志。

经检测,“双绿色标志”冰箱的制冷和安全性能完全符合国家标准要求,耗电量低于国家标准的限定值,达到家用电冰箱产品质量分类分级规定的A级水平。

分解氟利昂技术已有新的突破

东京电力公司和关西新技术研究所共同开发成功了在常温下将氯氟烃连续分解为工业原料用氯和氟的新技术。它使用灯光照射和分离膜组成的简单装置,不需要专门的处理系统便达到了分离的目的,且回收利用。

过去对氯氟烃的高温分解,由于破坏了分子结构,产出的是废物。这次则将分解和利用衔接起来,先通过紫外线的光能照射将氯氟烃的一部分分解后使之和氧反应成为用途广泛的氟树脂,真是变废为宝,同时产生的氯亦可达高纯度作工业原料,将氯氟烃不断循环,便可100%分解。由于氟树脂和氯气都可作工业原料,故处理费用很低,在最近的蒙罗维亚缔约国会议上要求全部停用氯氟烃的期限提前的形势下,应尽快实用化。

来自能源的挑战

能源是人类赖以生存的物质基础,能源问题是举世瞩目的重大问题。随着社会向现代化方向发展,要满足人类生活现代化需要,能源需求量将越来越大,随着常规能源资源的逐渐枯竭,能源供需矛盾将日趋尖锐。特别是消耗大量化石燃料,给地球的生态环境已带来了严重的影响,人类已面临着自毁家园的危险。

为了共同研讨全人类关心的能源问题,世界能源理事会每四年举行一次世界性大会。

1992年9月,第15届世界能源大会在西班牙首都马德里举行。与会的有100个国家或地区的3000多名专家。大会公布了《明日世界的能源》预测报告,对世界能源未来的消费趋向进行了分析。

报告指出:世界能源需求量在过去30年里大幅度上升。1960年尚为33亿吨油当量,到1990年已跃升到87亿吨油当量,年均增长率为3.3%。

在1990年至2020年的30年内,世界能源消费将面临三种选择:其一是低消费,世界能源消费量到2020年将达到112亿吨油当量;其二是中等消费,届时将需要133亿吨油当量;其三是高消费,世界能源需求量将高达172亿吨油当量。未来世界能源消费水平最终将取决于全球经济和人口增长速度及环保水平。预测报告是推荐中等消费方案。按此方案,世界2020年的二氧化碳排放量将比1990年增加42%。如果人类加强环保措施,世界二氧化碳排放量增长幅度有可能压缩,反之,就很有可能高达92%。

第15届世界能源大会把能源问题提到了与人类生存休戚相关的高度来认识。要使世界经济发展与生态环境臻于和谐水平,只有通过各国共同合作才能实现,而南北之间的贫富巨差和利益冲突使世界各国在经济、能源和环保方面的合作面临严峻的挑战。

报告认为,世界能源结构在2020年之前变化不大。1990年的世界能源一次能源结构中,石油占32%,煤炭占26%,天然气占19.5%。到2020年这三者比重将分别变为28%、24%和21%。在同一时期,核能比重将由5%上升到6%,可再生能源的比重将由17%增至21%,其中水力发电将由5.7%增长到7.5%,太阳能、风能、地热、现代沼气和海洋能的比重将比现在翻一番,达到4%。

第15届世界能源大会对当今世界能源问题作了结论,对解决办法提出了建议:

①人类面临着获取足够能源的困难。能源还不能满足目前的基本之需以及将来社会、经济发展的需要。因此,能源战略必须以向全人类提供足够、可靠而又可负担的能源服务为宗旨,这将需要对全球现行的政策法规重新进行根本性评估。

②人类绝大多数的环境面临着实际的或潜在的环境恶化——包括地方性、区域性和全球性的。地方性的环境恶化确实使人深受其害,而区域性恶化则可能成为跨境紧张局势的根源,至于全球恶化则会加剧国际间的争端。

因此,应制定改善地方环境,控制环境污染,将全球性恶化减到最低限度的措施,以及如何对那些一旦经科学论证的环境恶化原因迅速作出反应,列入能源战略目标。

温室气体的所有人为排放源均应纳入到国际讨论与谈判中,就人为CO2排放而言,值得注意的是化石燃料燃烧造成的排放刚好超过总量的一半。

人们已采取了很多措施来减少化石燃料燃烧对环境的消极影响,如果要求使用者为其污染付出代价的话,今后这方面还可以做更多的事情。但是,这个情况需要被看成一个整体。不应只简单地将经济发展与环境保护两者对立起来,而应当把它作为制定能源战略的一个要求,使战略中包含在确保经济增长的同时,充分实现环境保护所需要的合理构成的那些内容。

③人口的日益增长,更加剧了全球大部分居民的能源供应不足和地方性环境的恶化。据联合国预测,今后30年人口增长将会超过以往同期任何时候,随之引起的能源用量的增大也会带来更多的问题,而90%的人口增长是在发展中国家。