

在未来几年内,伦敦地铁产生的滞涩、灼热的废热将不再毫无用处地飘散到大气中。取而代之的是,其中一部分将用于为附近 1,400 户家庭供暖,将取暖费降低约 10%。在欧洲,回收热能是非常普遍的做法。丹麦约一半的电力来自回收热能,其次是芬兰的 39%,俄罗斯的 31%。在美国,这一比例仅为 12%。
根据劳伦斯利弗莫尔国家实验室和能源部的一份报告,美国浪费了其生产的全部能源的一半以上——主要是以热能的形式,但也包括气体、生物质和甲烷。利用这些废弃能源可以将二氧化碳排放量减少 17%。美国绿色建筑委员会 LEED 副总裁 Brendan Owens 表示:“这本质上是免费能源。”
回收热能实际上非常简单。例如,新建的建筑通常配有冷凝式热水器,它们使用燃气燃烧器加热水(与其他加热器一样),但同时还能捕获从烟囱排出的燃烧气体的热量。这在更大的规模上也会发生。1882 年,托马斯·爱迪生在曼哈顿建造了世界上第一家商业发电厂,他将产生的蒸汽出售给附近的建筑物供暖。如今,这类工厂被称为热电联产或联合热电厂。爱迪生的旧厂最终发展成为巨大的康爱迪生公司(Con Edison),该公司如今每年生产 197 亿磅蒸汽。印第安纳州东芝加哥的安赛乐米塔尔钢铁厂是另一个很好的例子。它利用额外的炉渣余热产生蒸汽,然后为工厂发电,每年节省约 2000 万美元,并防止产生 34 万吨二氧化碳排放——相当于减少了 6.2 万辆汽车上路。
美国浪费了其生产的全部能源的一半以上——主要是以热能的形式,但也包括气体、生物质和甲烷。
那么,为什么我们没有更多这样的项目呢?部分原因是后勤:捕获的热量无法传输很远,而美国的集中式发电厂往往比欧洲的发电厂离城市中心更远。即使在理想情况下,大型能源项目通常也有巨额的前期成本,可能需要多年才能收回。而且,美国政府对热能回收的税收优惠比对其他清洁技术的税收优惠少。企业可以获得太阳能和风能 30% 的税收抵免,但联合热电项目只能获得 10%。
美国的能源法规会产生意想不到的后果,导致回收热能的其他障碍。尽管自 20 世纪 70 年代以来,一些电力发电已被解除管制,但能源的传输和分配仍是垄断性的。在许多州,非公用事业公司将多余的电力出售给邻居是非法的。由于《清洁空气法》,工厂必须限制其排放——但该法律并未对能源效率或防止排放给予积分。这实际上惩罚了投资废热系统的公司。更重要的是,该法案更严格的规定仅适用于新的污染源,而对旧的、污染更严重的工厂则予以“祖父条款”豁免,鼓励公司保留它们。能源政策极其复杂,没有单一的解决方案。但是,现在是我们——监管者、生产者和消费者——开始思考如何让回收热能的交易更有吸引力的时候了。我们没有时间浪费。
本文最初发表于《大众科学》2014年3月号。