生態城市的能源圖景
原體和寄生蟲被消滅,其產生的副產品則是高質量的富氮肥料和土壤改良劑,它們可以替代由化石燃料制成的無機肥料。氮是人類生活在地球上的限制因素,大多數人們所熟知的植物生長都需要氮。氮在普通堆肥中蒸發,厭氧消化過程不僅保留了氮,還能將氮轉化為更易被植物吸收的氨。
氣化則類似于在木材爐中燃燒木頭的過程。這個過程中通常只有氫氣能夠從煙囪中溢出并被捕獲,用來為引擎和鍋爐提供燃料。氣化的排放并不像直接燃燒那樣會影響空氣質量。因為顆粒物必須過濾分離,這使得氣化非常適合于人口密集的環境。氣化產生的能量可以被捕捉用來集中供暖供能,這種能量的主要成分是合成氣,它是一種理想的熱電聯供燃料。
熱電聯供系統能夠滿足生態城市居民的基本需求,包括食物、干凈的水源、公共健康和足夠的用于公共運輸的電力。此外,這套系統還能為當地輕工業發展提供適當的能源。
居民在自己家中可以通過家庭厭氧消化池、氣化爐和家用熱電聯供系統自產能源。夏天,新鮮的有機廢物較多且種類豐富,只需要沼氣就可以滿足烹飪和其余電力需求。一個四口之家每天能夠通過廚余垃圾、花園廢料以及洗浴廢水產出70立方英尺沼氣,足夠為10個人制作一日三餐或滿負荷運轉1千瓦發電機3個小時,或為一臺55英寸LED平板顯示器提供可運行15個小時的電量。
在所有地區,影響家庭供暖需求的因素都很多,比如房屋的保溫值或氣候環境條件。為了大致計算生態城市的供暖,我們以一個隔熱很好的高能效家庭為例,這個家庭每天需要10個小時供暖,每年需要供暖200天。給這樣的家庭供暖,每天需要熱量15萬英熱單位,這些熱量可以從30磅木材中得到,折合到年需求就要3噸木材。當供暖和供熱水的功能由氣化爐來滿足時,足夠的合成氣還可以在沼氣供電之余使1千瓦發電機額外發電10個小時。這些額外電量可以讓另外5臺55英寸LED平板顯示器運行5個小時,并驅動5000瓦烘干機烘干大量衣服。
這種“變廢為寶”的集成熱電聯供系統還可以通過鄰里合作將效率進一步提高。當整座大樓或小區規模的熱電聯供系統精誠合作時,燃料的效率將有可能最大化,這樣余熱和余電可以被用到需要的地方。但這種大規模“合作”系統一般使用蒸汽渦輪發電機取代內燃機,而內燃機遠比前者更為安靜,也不需要經常維護。生態城市的熱電聯供系統最重要的特征是體積小且足夠靈活,居民能夠根據需求產能,并且能在夜晚以及溫暖的夏季將系統關閉以節約能源。
從能耗角度出發,僅僅將偏遠的燃煤和燃氣電廠簡單地轉換成地方熱電

責任編輯:廖生玨
-
權威發布 | 新能源汽車產業頂層設計落地:鼓勵“光儲充放”,有序推進氫燃料供給體系建設
2020-11-03新能源,汽車,產業,設計 -
中國自主研制的“人造太陽”重力支撐設備正式啟運
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
探索 | 既耗能又可供能的數據中心 打造融合型綜合能源系統
2020-06-16綜合能源服務,新能源消納,能源互聯網
-
新基建助推 數據中心建設將迎爆發期
2020-06-16數據中心,能源互聯網,電力新基建 -
泛在電力物聯網建設下看電網企業數據變現之路
2019-11-12泛在電力物聯網 -
泛在電力物聯網建設典型實踐案例
2019-10-15泛在電力物聯網案例
-
權威發布 | 新能源汽車產業頂層設計落地:鼓勵“光儲充放”,有序推進氫燃料供給體系建設
2020-11-03新能源,汽車,產業,設計 -
中國自主研制的“人造太陽”重力支撐設備正式啟運
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
能源革命和電改政策紅利將長期助力儲能行業發展
-
探索 | 既耗能又可供能的數據中心 打造融合型綜合能源系統
2020-06-16綜合能源服務,新能源消納,能源互聯網 -
5G新基建助力智能電網發展
2020-06-125G,智能電網,配電網 -
從智能電網到智能城市