2016年07月18日

能源节约带来的家庭开支

一位环保先锋人士为我们展示了一项绿色能源实验,但他的创新能否帮到大家?

大约30年前,当美国刚刚度过第一次能源危机时,一位叫做卢安武(Amory Lovins)的年轻科学家来到落基山脚下,依据其先进的节能理念建造了一幢先进的房子。他认为,通过将常识和先进科技的有效结合,国家可以同时节约能源和金钱。

卢安武的尝试的确取得了明显的节能效果,而且他的很多创新(包括更好的隔热、多层玻璃窗户和高能效冰箱等)都渐渐成为美国家庭中常用的节能技术。

但卢安武先进节能理念的另一部分——节省金钱,计算起来则更加复杂。以少量碳足迹为目标建起一座宽敞的房屋,前期需要投入很大成本。

如今,卢安武已经完成了房屋改造,希望由此证明房屋能够达到更好的能效水平。但该项目也凸显出一个很现实的问题:技术上可行的节能创新和社会能够或愿意支付的节能实践之间还存在着巨大差距。

卢安武和他当时的妻子于1984年建造了一幢4000平方英尺的房屋,结构看起来像是洞穴和飞船的结合体。16英寸厚的岩石墙壁能够很好地保持室内温度恒定。房间内摆满书籍,内部照明完全依靠房顶太阳能板所产生的电力。自然光能够充分照射一个被用作中央起居室的温室,里面种植着番石榴、咖啡树和香蕉树,小树林能够很好地储存阳光带来的热量。

这栋被卢安武称为“香蕉农场”的房屋,其能耗仅相当于一栋面积相当的普通美国住宅的十分之一。节省出来的电费很快就能够抵消较高的建造成本,还能节省一年的供暖和制冷费用。

或许正是自那时起,卢安武就成为世界上最著名的能效倡导者之一。这位麦克阿瑟基金会“天才奖”获得者联合创办了落基山研究所,一家专注能源和环境研究的智库,曾为包括沃尔玛超市和福特汽车等大公司提供过咨询服务。

“香蕉农场”的很多创新后来都广泛应用于市场中,而现在,60多岁的卢安武希望他最新的能效理念同样能够被大众所接受。

许多研究表明,提高能效是通过控制化石燃料的使用来减少污染的最省钱的方法,其成本远远小于开发风电和太阳能发电。

麦肯锡公司在2009年8月发布的一份报告中指出,依靠发展能效,到2020年,预计美国能源消费将减少23%,并节省1.2万亿美元的能源开支。但这需要马上对新设备投入高额资金。一些国家已经开始通过政府调控或者补贴的方式推动这些举措的实施,美国也正在紧跟潮流。但当前不景气的经济为实施改革带来了一些困难。

麦肯锡全球能源实践部门主管,曾与卢安武有过多次合作的Scott Nyquist认为,卢安武所倡导的方式是“技术上可行的”,但“那对于当前实际而言还太遥远,不太切合实际。”

Nyquist先生正在改造他在休斯顿的一幢建于20世纪30年代的房子,同时也在探索究竟什么才是技术可行且又具经济效益的能效目标。他认为卢安武所倡导的一些技术,如发光二极管照明灯,目前成本仍然过高。Nyquist先生说:“我是很现实的。我在探索一种有别于卢安武的方式。”

卢安武将他改造过后的房屋称为“香蕉农场2.0”,这棟房屋的改造所用的设备大部分来自那些希望参与该项目的个人和公司捐赠。卢安武表示,如果他需要自己负担所有费用,他也不知道这个为期两年的改造项目会花费多少,仅其中一些主要项目的价格就已高达15万美元以上。

前些日子的一个午后,卢安武爬上自家房顶。这其实很容易,因为为了利用土地带来的隔热作用,这栋房子背山而建。

屋顶安装了用来捕捉太阳能的各种设备:太阳能光伏板能够将阳光转化为电能,太阳能热能板能够利用阳光加热房屋用水,而透明的塑料管能够形成一个漏斗状装置将阳光引入室内,照亮中央走廊。

新型光伏板能够产生几乎两倍于过去设备的电量,容量达9.7千瓦,足够满足这栋房屋的电量需求。但这些捐赠给卢安武的光伏板零售价格约为3万美元,还不包括安装费用,尽管税收优惠已经大幅降低光伏板的价格。

卢安武表示:“我们并没有对‘香蕉农场2.0’的经济性能做任何要求。我们是在有意运用一些前沿,甚至尖端的技术。”相反,他认为合理的政府政策能够刺激市场需求,即使是最先进的绿色改造技术也可以具备经济性。而他也认为,自己的任务就是打破科技的界限。

他还表示:“需求是许多微不足道的个人行动的集合。如果有很多个人行为,那么这些行为就不应被忽略。需求会累积。”

“香蕉农场2.0”并没有完全摒弃使用燃料。卢安武的办公室旁仍有一个燃烧木头的炉子,如果房子能够按规划运行,那么整个冬天应该就不需要使用这个备用热源。不过项目新安装的太阳能板已经足以让他摒弃使用火炉和热水器这两个燃气设备。

那些最令他自豪的创意还是来自于看似平常的改变。他安装了一台由一家瑞士公司制造的电炉,该电炉的能效比他找到的其它型号高出60%之多,而部分能源节约是通过专门为该电炉设计的水壶实现的。这种水壶对普通铜制炊具常见的会导致热源浪费的曲面设计进行了改造。

他还通过安装非常规的特殊水管以节约能耗。通常来讲,住宅建筑的水管直径为12英寸,且拐弯处为直角。但种设计增大了摩擦力,需要使用更大的泵功率才能驱动水流。所以卢安武安装了直径为34英寸的水管,并将其在天花板和墙内斜向布置,从而将摩擦力降到最低。

他说:“如果它看起来很漂亮,那就很可能不节能。”

从现在起,“香蕉农场2.0”成为了一个可行的节能技术展示厅。大规模采用这个房屋里的创新技术需要高额投资和政策的彻底改变。

不过,卢安武依然认为,最有效的降低化石燃料使用的方法并不需要突破性技术。在一个平常夜晚,当他驾驶混合动力汽车外出就餐时,这个“香蕉农场”的主人就做了一件技术含量较低的事:关灯。