能源的有效利用和环境保护

气候保护创新Answerfortheenvironment.和谐环境知其道用其妙。能源的有效利用和环境保护CEO致词3概要41.趋势62.高效发电和输配电8火力发电更加高效8更有效的利用可再生能源12高效输配电143.能源的有效利用18工业解决方案18交通运输22楼宇科技26照明29家用电器30医疗324.环境技术34确保水质纯净的环保技术34确保空气洁净的环境技术355.城市可持续发展386.其他技术和融资解决方案40可持续性IT40二氧化碳捕获与封存-气候友好型发电厂技术41为可有效利用能源的产品和解决方案融资437.我们的环保之道：西门子环境业务组合44西门子环境业务组合的鉴证报告47目录罗旭德西门子股份公司总裁兼首席执行官CEO致辞气候变化日渐成为人类所面临的最棘手、最严峻的挑战之一。为了最大限度地减缓全球变暖的趋势，我们必须行动起来，在有效利用能源的同时，确保全球经济稳定可持续地增长。目前，全球人口的持续增长和城市化进程的加快导致能源成本激增，水资源等自然资源出现严重短缺，城市现有基础设施过度使用以及其他各种世界难题接踵而至。与此同时，这两种趋势也加大了环境保护和经济增长两者相互协调的难度。到本世纪中期，全球人口数量将高达90亿，其中绝大多数人都居住在城市。面对此情此景，我们已别无选择，应该重新思考如何合理地开发和使用能源。我们必须要解决人类正面临的几大挑战：如何满足全球未来不断增长的能源需求?如何以与气候环境和谐的、可靠的以及价格合理的途径进行能源供应？在过去160年间，西门子始终致力于技术创新，应对世界所面临的种种挑战，这也是今天世界难题的解决之道。能源利用效率在解决当今世界面临的挑战中扮演着重要的角色，它能帮助减少二氧化碳排放，从而减缓全球变暖的趋势。本书介绍了西门子诸多能源高效利用的创新技术。比如，西门子是全球领先的风能、太阳能等可再生能源供应商。书中介绍了西门子如何与德国能源公司E.ON合作，为位于德国Irsching镇的联合循环发电厂装配世界上规模最大、效率最高的燃气轮机。这座计划装机容量530兆瓦的联合循环电厂将于2009年正式投入运行，届时发电效率将高达60%，但它所产生的二氧化碳总量则比同类电厂中效率最高的电厂减少了4万吨。这一减排量相当于9,500辆小轿车每辆每年行驶2万公里所产生的二氧化碳总量。西门子帮助客户实现了减少二氧化碳排放，书中对此有详尽描述。在我们帮助客户减少二氧化碳排放的同时，也为自己制定了宏伟的减排目标。如到2011年减少20%(与2006年数据相比)的二氧化碳排放(与收入相比)。西门子在环境相关领域的各项业务不仅为能源利用和经济增长提供了诸多解决方案，同时还实现了社会、客户和西门子三方共赢。既有益于社会环境和人们生活标准的改善；又能使客户降低能源成本、提高生产效率、增强业务收益能力；也为西门子开拓出了更具吸引力的市场，实现盈利的增长。本书概括介绍了西门子的环境业务组合，其收入目前已占西门子业务总收入的近四分之一。西门子全力致力于环境保护，并将继续为人类应对气候变化贡献力量。4气候变化是人类目前面临的最大挑战之一。我们要在减缓全球变暖步伐的同时，保证未来的经济增长和社会繁荣，就必须使用环境和气候友好型方式进行能源的生产和利用。要在实现高效发电、输配电和用电的同时减少温室气体排放，技术创新将会起到至关重要的作用。值得欣慰的是，目前许多这样的解决方案已经问世。在通常情况下，应用这些解决方案所节省的能源就足够支撑他们自身的能源消耗。目前我们要做的就是广泛应用这些高效利用能源的解决方案。西门子之道西门子通过开发高效利用能源的产品和解决方案，以及可再生能源和环境技术为环境保护做出了切实的贡献。2002至2007年间，西门子为客户提供的节能产品和解决方案(目前仍在使用)每年能够减少1.14亿吨的二氧化碳排放量。通过使用西门子的产品所减少的二氧化碳排放总量比西门子自身的排放量要多出20倍(参见第44页)。西门子也为自己设定了二氧化碳减排目标，即到2011年，在2006年的基础上减少20%(与收入相比)的二氧化碳排放。另外，西门子也参与了全球一系列的气候保护行动，如德国工业协会(BDI)发起的“气候保护事业”行动、美国气候行动联盟以及克林顿行动计划等。概要我们为客户提供什么？西门子几乎是世界上唯一一家能够为客户提供范围如此宽泛的经济环保型技术产品组合的公司。举例如下：•效率越高意味着燃料消耗越少、污染物排放量越少：我们的联合循环电厂很快就能达到60%的效率。通过热电联供，可实现高达90%的总效率。为现有电厂量身定制升级改造方案，为电厂内的旧设备实现完全升级。•西门子已经安装了6400多台风力发电机，单机最高功率可达5,700兆瓦，每年能够减少800万吨二氧化碳排放量。概要5•西门子的高压直流输电技术(HVDC)，可以将电力输送至2,000公里外的地方，同时将电能损耗降到最低。•在泵和风机中使用变频调速驱动系统，电力消耗可降低60%。•与传统工艺相比，西门子的Corex技术能将钢铁生产过程中的二氧化碳和二氧化硫排放量分别降低30%和97%。•通过为造纸业设计特殊的污水净化设备，西门子为减少污水对环境的影响做出了巨大贡献。在处理污水过程中产生的沼气可以用来发电，从而又能减少发电厂的二氧化碳排放。•西门子坚持应用轻质结构和刹车能量存储系统，使例如奥斯陆等地铁列车的能耗降低了30%。•西门子通过对供暖、通风和空调系统进行优化，提高了楼宇的能效，减少了温室气体的排放。西门子已经在全球范围内为6500座建筑物实现了现代化改造，减少了240万吨的二氧化碳排放量，节约了至少10亿欧元。•西门子还为最终消费者提供节能解决方案。例如在照明领域，发光二极管的耗电量比普通白炽灯泡至少低80%，但使用寿命却是白炽灯泡的50倍。与1993年相比，今天的洗衣机消耗的电和水分别减少了35%和46%。从发电到输电、配电，以及能源利用和能源节约服务，西门子在整个价值链中拥有独一无二的地位，能够提供高效产品、解决方案和环境技术。现在，用于能源管理的极为先进的IT解决方案也越来越多地被客户所采用。西门子计划加快在可持续技术方面发展的脚步。拥有以上这些先进的技术，西门子可以帮助客户实现既经济又环保的运营模式。这也是西门子计划大力扩展其环境业务组合以改善全人类生活质量主要原因(关于环境业务组合的更多信息，请参见第44页及以下网址)。概要620054.417%22%7%46%趋势能源是人类进步的推动力。然而，拥有充足的能源并不够，能源还必须合理定价，并且以环保的方式进行使用。已经有迹象表明，人类对电力的需求到2030年将会大幅度攀升，其中中东地区、亚太地区和拉丁美洲地区所占比例将会最大，因此把这些互相矛盾的客观因素尽可能的协调已经成为我们刻不容缓的任务。单纯从数据上来看，亚洲国家(特别是中国和印度)将会是最大的能源消耗国。充分利用全部潜力目前，全世界的能源供应在很大程度上还是依赖于化石燃料。西门子认为，未来可再生能源的角色将越来越重要，但是化石燃料仍然是主力军。特别是煤，它依然是世界上最不可或缺的能源。不过，能源比例会逐步发生变化，天然气和可再生能源的比重将会逐渐增加。尤其是风能，它将在电力供应中发挥比目前更加重要的作用。全球人口数量将会持续快速增长，经济也会继续迅猛发展。因此，为了减弱人口和经济增长对能源的需求的压力，必须提高所有能源的利用率。对太阳能、风能、地热能和生物质能而言，提高能源利用率就意味着减少发电成本并稳定其可用性。与化石燃料相比，可再生能源有明显的优势，因为它们不仅取之不尽，还不会产生温室气体。1.趋势一次能源的消耗情况(以石油当量计算，单位：10亿吨)来源：国际能源总署，西门子200511.611%21%6%2%35%25%CAGR1)1.6%p.a.仅发电3%6%CAGR2.0%p.a.720307.27%43%3%23%16%9%17.4203012%3%7%22%32%25%35,000203013%8%46%25%8%27,000201514%8%44%27%7%200518,00033%17%33%7%10%趋势一次能源的消耗情况(以石油当量计算，单位：10亿吨)1)年均复合增长率由于某些部分会进行化整处理，因此各个不同的百分比相加之和可能会超过100%。可再生能源水核能天然气石油煤仅发电不同地区的电力需求发展情况(单位：10亿千瓦时)来源：西门子西欧地区东欧地区/独联体国家亚洲地区美洲地区非洲/中东地区2.7%p.a.发电(单位：10亿千瓦时)来源：西门子18,00035,00020302.7%p.a.太阳能1%生物质能风能28%16%55%地热能太阳能13%6%1%其他生物质能29%风能51%地热能化石燃料可再生能源(水能除外)2005年：4,000亿千瓦时(占总量的2%)可再生能源(水能除外)2030年：32,000亿千瓦时(占总量的9%)67%62%2005水能15%核能14%天然气23%石油3%煤36%16%15%7%20%40%8高效发电和输配电要应对能源和环境领域的挑战不仅需要技术，还要通过不断发展技术来节约能源、保护环境——换句话说，就是要开发更高效的技术。因此，提高能源系统的效率将在解决未来的能源和环境问题方面起到主要作用。另外，发展中国家和新兴工业国家需要通过环保技术满足其不断增长的能源需求。在能源供应基础设施中使用超现代化技术，特别是采用能够提高化石燃料利用率的技术可以减少对环境的破坏，也能避免相关资源消耗殆尽。西门子之道西门子及其合作伙伴是全球惟一能够提供全方位现代化电厂技术的供应商：从常规热电厂、到先进的整体煤气化联合循环电厂技术、从风力发电场和水电到适用于集中和分布式发电的燃料电池。除此之外，在用于太阳热能发电厂的蒸汽轮机领域，西门子也是当之无愧的领军企业。我们还为石油、天然气及其它工业领域的客户，提供广泛的产品、解决方案和服务。另外，西门子业务组合中也包含了用于实现高效输配电的技术。通过这些技术可以避免在输配电过程中出现不必要的电力损耗。更加高效的火力发电化石燃料在当今的全球能源供应中占据主导地位，这一情况在未来几十年还会持续(至少在21世纪中期以前都不会有所改变)。联合循环电厂联合循环电厂是最环保、最有利于气候的常规发电厂。1992年，最好的联合循环电厂实现了52%的效率。2002年，德国美因兹-威斯巴登电厂的效率达到58%之上，创当时世界纪录。由于效率高并使用了含碳低的天然气作为燃料，每千瓦二氧化碳排放量仅约为345克。为了进一步提高燃气联合循环电厂的发电效率，必须优化蒸汽/水循环，同时必须进一步提高气体燃烧温度。这就需要用有新晶体结构的新材料。另外，必须采用改进的涂层，来保护材料，以防止腐蚀并能够承受高温。一旦这些所需的材料准备就绪，到2020年，燃气联合循环电厂就有望实现63%的发电效率目标。德国电力公司E.ONEnergie和西门子正在巴伐利亚的Irsching建设一座新电厂，这将树立新的效率和经济标准。第一步，2.高效发电和输配电怎样满足全球能源需求，而不破坏环境?9高效发电和输配电西门子开发了一种新型燃气轮机系统。该燃气轮机的功率为340兆瓦，将成为世界上最大、功率最强的燃气轮机。2007年12月，按照预定计划，这台燃气轮机首次启动，这也标志着试运行阶段的正式开始，整个试运行阶段预计将持续18个月。试运行阶段之后，该燃气轮机系统将被扩展为装机容量约为530兆瓦、发电效率超过60%的高效联合循环发电厂。这一次效率上的提高也是当今发电厂技术的一次重大飞跃。与现有联合循环电厂相比，效率每提高两个百分点就意味着每年可以减少二氧化碳排放量40,000吨(与目前最先进的发电厂技术作比较)。这个数字相当于9500辆中型轿车每年每辆行驶20,000公里(合12,400英里)所排放的二氧化碳总量。来源：西门子效率的发展：世界级水平的火力发电厂47%燃煤电厂燃煤示范电厂600兆瓦1992:42