测控二三事欢迎你的到来!同时欢迎关注本站新浪微博@测控二三事网站 加入收藏 | 设为首页 | 会员中心 | 我要投稿 | RSS
您当前的位置:首页 > 新闻资讯

穹顶之下,以何清明?电子电力在环保路上的努力与挣扎

时间:2015-03-04 13:04:13  来源:与非网  作者:佚名  点击数:

 没有人喜欢雾霾,但是或许讽刺的是只有在雾霾面前才能人人平等,水可以特供、米可以特供、蔬菜可以特供,至少到现在空气不能特供,只要你还出门,就逃不脱雾霾的包围。同时,也许几乎每个人都是雾霾的制造者,如果追根溯源的话。

 

电能是最清洁的能源,但是电能的转换和存储过程中,总会出现污染现象。火力发电是制造雾霾的主因之一,这点在柴静的《穹顶之下》已经谈到,但是即便概念上环保的一些发电方式,实际上也在制造污染。

 

太阳能是绿色能源,但是光伏发电材料多晶硅的生产制造过程与电能储存使用的电池都会造成很大的污染。据金融时报《光伏产业快速发展 “大污染”问题堪忧》,“太阳能产业在国内存在着严重的污染问题。其一,就生产过程来看,多晶硅生产过程会产生大量有毒物质。由于国内生产技术落后,没有实现整个生产流程的闭环运行,多晶硅生产后产生的废水、废气、废渣等废弃物得不到有效处理和利用,对大气、水、土地等资源造成眼中污染。其二,就使用过程来看,存在着发电铅污染和光污染问题。其三,就使用后回收过程来看,存在废弃物污染问题。”

 

风电也面临如何存储输送的问题,而且由于风力资源不可控,风力发电终究不能够大规模替代火电。

 

福岛核电站泄漏影响世界核电发展,目前看核电还是火电最可靠的替代者

 

对于能源贫乏而制造业又是支柱产业的国家,大规模发展核电应该是不二之选。但是2011年日本福岛核电站发生泄漏之后,影响了全世界核电发展的历程。福岛核泄漏发生后,德国政府立刻宣布暂时关闭七座老核电厂,并决定于2022年前完全退出核电。瑞士和意大利也宣布放弃发展核电的计划。虽然美、法、俄、英、韩等国家表态要坚持核电发展的战略。但是福岛核泄漏事件对民众心理冲击甚大,这导致了核电站在选址问题上遇到很多麻烦。当然随着福岛核泄漏事件被慢慢淡化,世界核电发展又慢慢走上正常的轨道,从好的一方面来说,福岛核泄漏事件导致核电业界更加重视安全性,对于核电的长远发展来看是有利的。

 

能源问题上,开源重要,节流如果不是更重要,至少也是同样重要。电能的储存、传输、使用过程当中,每一个环节都还有极大的空间来降低能源消耗。特高压输电、电池技术与电子产品低功耗设计的发展,都给我们带来了降低能源消耗的机会。

 

以电子产品低功耗设计为例,无数的电子工程师与科学家们,殚精竭虑,茶饭不思,仅为减小1毫安的电流,当然感谢一代又一代电子人的努力,电子产品降低功耗的进展显著。

 

载入史册的世界第一台计算机ENIAC,功耗150千瓦

 

1946年问世的世界上第一台计算机ENIAC功耗达150千瓦(数据引自WiKi);对CPU频率追求走上邪路的英特尔在2004年推出Prescott核心的奔腾4处理器,量产的Prescott处理器核心频率最高标称为3.8GHz,但是由于功耗太高,被业界戏称为火炉,猜一猜它的功耗有多大?散热设计功耗(Thermal Design Power,CPU满负荷工作会达到的功耗,实际工作当中功耗一般会低于此值,TDP是给散热器厂商的参考值,按此数据来设计的散热系统可以保证系统不会因为过热而损坏)为115瓦(数据引自WiKi);英特尔2014年公布的CORE M 5Y10系列处理器,TDP仅4.5瓦,采用无风扇散热设计即可以满足系统散热需求,而CORE M的功能显然远远强于ENIAC。

 

Core M只有4.5W的TDP,但是个人电脑的数量巨大,导致全球消耗在电脑上的能源相比早年大幅增加

 

从150千瓦降到4.5瓦,现在的处理器功耗仅有当初的10万分之3。但是这里有一个有趣的悖论,就是降低了单位系统功耗真的就环保了吗?就某一个系统的演化而言可以这么说,但是就全世界而言则未必如此。ENIAC只有一台,早期的计算机价格昂贵,生产的数量也非常少,随着个人电脑的兴起,虽然每一台电脑的功耗较早期计算机大大降低了,但是由于销售数量急剧上升,导致消耗的能源大为增加。现在全球每年个人电脑销量大都在2亿台以上,笔记本电源的标称功率一般在60~120瓦,而台式机一般要高于100瓦,正常使用的功率达不到标称功率,但是即使我们使用最低标称功率的一半30瓦来计算,每年新增个人电脑的功耗约为60亿瓦!当然旧电脑会被淘汰,所以实际增加功耗没有这么可怕。但是要知道还有一个数量更可怕的电子产品在我们身边,2013年手机销量18亿部,Gartner预估2014年手机销量为19.5亿部,手机的整机平均功耗一般在2~3瓦左右,以2瓦计算,这部分手机的总功耗约为36亿瓦!伴随手机而生的锂电池制造也是环境污染的一个大问题。

 

这还没有计算用于制造手机或者个人电脑所必须的元器件产线、组装产线等设备运行的能源消耗。未来的物联网期望创造一个无论何地、无论何时、无论何种设备都可以接入互联网的世界,不管单个物联网产品的功耗可以做到多么低,这个期望比手机数量还要庞大的天文数字基数设备所造成的能源饥渴我们该怎么去满足呢?制造这些设备所增加的碳排放呢?运输、销售这些产品所增加的污染呢?

 

电子工程师们鞠躬尽瘁、不眠不休做出来的低功耗产品,是不是实际上增加了全球能源的消耗?

 

我不是原教旨主义的环保主义者,现在不可能退回鸡犬之声相闻老死不相往来的田园社会,雾霾也无论如何怪不到为我们设计出这些精妙的生产工具、生活工具的电子工程师和科学家头上,但是上述的推论也令我很困惑。我们都是雾霾的受害者,但是我们不幸往往也是雾霾的制造者,不管直接还是间接,炒菜增加PM2.5看起来是个让人要哭的笑话,但是居然被证实了。所以恐怕不是那些污染企业整改就能够重见蓝天,这是一个人人都要面对的雾霾战争,当然污染企业必须要整改。

 

或许不用这么悲观,英国、美国、日本都曾经历过大气污染,现在不是都已经治理好了吗?政府机构不能推卸惰政,不可以只有开会蓝天这一种技能;利益集团不能只关注行业利益,类似《汽车总动员2》里面的Z博士,因为发现了大油田就拼命扼杀自己发明的清洁能源--i能源;个人也要随时随地节约能源,减少一度浪费,也许就少吸几口雾霾。

 

当然,如果你被我误导真的对电子工程师产生了抱怨,那么我就罪莫大焉了。看看这条新闻,清亮就在前方,电子工程师为我们制造。

 

LED照明,将极大降低原有白炽灯照明方案的能源消耗 

               

中国之光网《全球12城市验证:LED路灯可以减少85%能源消耗》,引用全球气候组织的独立实验报告指出,“LED路灯照明可节约高达85%的能源。”,照明每年消耗全球用电量的19%左右。美国在2014年开始禁售40瓦和60瓦白炽灯,而更高功率的100瓦以上和75瓦、100瓦白炽灯分别在2012年和2013年被禁售。中国从2014年10月1日起已经禁售60瓦及以上白炽灯。

 

低功耗照明或可为防霾带来一线光明。

发表评论 共有()条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表
推荐文章
栏目更新
栏目热门
热点排行