我们没有能源问题,我们有火用问题

由2.0 CC。 我的“高效”锅炉将高火用燃料转化为二氧化碳、蒸汽和能源/ Lloyd Alter

又一个让一切都通电的理由。

写完最近一篇关于英国试点项目的文章它将“绿色”氢气与天然气混合,许多读者抱怨说,“对这项工作的批评是最好的是好的敌人的一个例子。”我们需要中间解决方案。”

像这样的中间解的问题是“锁定”对管道天然气的需求这是一种高质量的燃料,用来产生低质量的热量。这是巨大的浪费(火用)。

我在这里深入研究热力学,并期待专家的纠正和评论。我们都被告知不要浪费能量,然而我们在学校被告知热力学第一定律是能量守恒定律,“能量不能在一个孤立的系统中产生或消灭。”所以你不能“节约”能源。实际上你节省的是火用,也就是做功的能力,当火用被浪费了,它就消失了。正如工程师罗伯特·宾所指出的,“当我们使用能源为住宅供暖时,我们并没有破坏任何能源;我们只是把它转化成一种不那么有用的形式,一种不那么火用的形式。”

有些人称这种不太有用的形式为“anergy”。王林舒引用了一个定义在火用学的研究中:

火用(Exergy)是能量中完全可以转化为所有其他形式的能量的那部分;剩下的是无能。也就是说,
能量=火用能+无能

当你燃烧任何一种气体时,你都是在用1500度的高温把水或空气加热到50到150度。这是低效的;大部分都流失到环境中了。beplay体育官网电脑正如罗伯特·宾所说,就像用喷灯暖手一样。

看看制造这种“绿色”氢气的过程:我们正在建造风力涡轮机,它产生的电力将水电解,然后通过一个巨大的管道网络,然后……燃烧吗?在漏水的房子里制造热水或空气来保暖,这些房子又把所有的水都释放到大气中去了?这是19世纪的事了,当时我们别无选择,只能用高质量的能源来做低质量的工作。但我们现在有了选择。

我们现在知道如何通过大量的绝缘材料,安全且显著地减少对热或冷的需求。所以我才这么喜欢被动屋。

冷凝器

Lloyd Alter/ CO2热泵冷凝器侧/CC 2.0

然后停止燃烧高火用能燃料,比如天然气或氢气,而使用低火用能的热源,比如用热泵的空气和地面。它们把我们周围的低能集中成火用能,如果是低能热,火用能是有用的,而且在这方面一直在进步。当你可以从我们周围的空气中收集热量时,燃烧东西是愚蠢的。

热泵通常充满了温室气体,但这也正变得越来越不是个问题输送热水的二氧化碳热泵和新,小型丙烷基热泵减少了人们对制冷剂的担忧。

这就是为什么我不喜欢使用氢的想法;这是一个不必要的中间步骤,保持19世纪的燃烧系统,使用高火用能燃料来做低火用能工作。我们还在用喷灯暖手呢。

注意:另一方面,我上一篇文章的一个评论者提出了一些非常好的观点,我在这里几乎全部重复一下:

我的观点是,“全有或全无”的心态是这样一种想法,即你需要使用热泵,而不是使用氢燃烧作为你脱碳方法的一部分:)....
我们应该有更好的隔热房屋——但我们没有,而且这不是一个便宜的提议来改变。人们对空腔壁绝缘方案普遍不信任,固体绝缘将遇到巨大的阻力。如果我要从零开始建造物业和基础设施,我会选择全电动系统,但我们一般不会这样做。
这是一种平衡。你用你的系统做什么?使用电采暖,需要建足够的发电、输电来满足冬季用电高峰需求吗?或者利用现有的基础设施来分配氢气而不是天然气,使用盐洞来大量储存氢气,并在一整年的时间内产生氢气?如果你有一个电转气系统工作,你就有能力安装更多的太阳能发电能力,而不需要在这样的时间限制的基础上匹配供需。通过电池在没有转换损失的情况下进行季节间的电力储存会很好,但技术还不成熟。如果事态发展到这种程度,我们不能坐以待毙。
没有一种灵丹妙药能以一种方式解决所有问题。实际上,我们需要一种热泵、沼气、氢气、有当地废热可用的区域供暖以及更多新技术的组合。