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對工業制成品隱含能的估值需要作出的不可避免的簡化和假設

IEEE電氣電子工程師 ? 2018-02-01 14:51 ? 次閱讀

能源生產的統計數據相當可靠;按主要行業分類的能源消耗的精確統計數據相對難以獲得;而生產特定貨品過程中能源消耗的相關數據就更加不可靠了。我們為擁有和使用一切產品而支付的環境代價中,都包括這樣一部分隱藏在商品中的能源。

工業制成品隱含能的估值不僅要依據確鑿的事實——汽車上大量使用的鋼鐵,電腦中不計其數的微芯片——還必須依靠為了推導出總體數值而作出的不可避免的簡化和假設。哪種型號的汽車?哪一款計算機或電話?我們所面臨的挑戰是挑選合理并具代表性的數值;所得到的回報是得出一個關于人造世界的全新觀點。

讓我們將目光聚焦于移動設備和汽車。選擇移動設備是由于它們是即時通信和無限信息的主要推動者;選擇汽車是因為人們在現實世界中也想要隨心所欲地移動。

顯而易見,一輛重1.4噸的汽車(比如本田雅閣LX)比一部重140克的智能手機(比如三星蓋樂世)隱含更多的能量。但是能量差遠不及它們重量上1萬倍的差距。

在2015年,全球移動電話的銷售量達到19億臺,筆記本電腦銷售量總計約6000萬臺,平板電腦銷售量逾2.3億臺。這些設備的總重量共計55萬噸。讓我們作一個謹慎的假設,平均每臺移動電話的隱含能為2.5億焦耳,每臺筆記本電腦的隱含能為45億焦耳,每臺平板電腦的隱含能為10億焦耳,那么每年生產這些設備需要約1艾焦耳(即1018焦耳)的一次能源。生產每輛汽車所需的一次能源消耗量約為1000億焦耳,那么2015年全球7200萬的汽車銷售量所隱含的能量約為7艾焦耳,總重量共計1億噸。因此新車的重量是所有便攜式電子設備重量的180倍還多,但制造所需能量僅是后者的7倍。

或許不可思議的是,我們能作一個更驚人的比較。便攜式電子設備的壽命并不長——平均僅為兩年——因此全球每年生產的這些產品中,被使用的隱含能約為0.5艾焦耳。而由于轎車一般使用壽命至少為10年,全球每年生產的轎車中,被使用的隱含能約為0.7艾焦耳——僅多了40%!這意味著,即便粗略合計得出的是背道而馳的錯誤結果(汽車的隱含能應該更多,而電子設備的應該更少),二者隱含能的全球總量也仍然會在同一個數量級上,而且很有可能相差在兩倍以內。

當然,二者的運行能源成本就大相徑庭了。一輛緊湊型的美國轎車在其10年的服役期內消耗約5000億焦耳的汽油,是其隱含能成本的5倍。一部智能手機在其兩年的服役期內年僅消耗4千瓦時電量,不到30兆焦耳;如果電能來源于風力渦輪機或者光伏電池,那么其消耗的能量僅為其隱含能源成本的3%;如果是采用效率沒那么高的燃煤發電,那么這個比率就會上升至8%。

但是一部智能手機若沒有網絡就成為了不足掛齒之物,而發展網絡的成本非常高昂且在持續上漲。在2013年,美國數據中心消耗了約910億千瓦時的電量(全部發電量的2.2%),并且計劃到2020年前提升至3.5%。有報道稱,2012年全球范圍內信息與通信網絡的能源需求占到了電力產出的5%,并將于2020年前接近10%。總的來說,那些微小的智能電話為能源預算留下了濃墨重彩的一筆——對于環境亦然。

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原文標題:數字不會說謊 | 隱含能

文章出處:【微信號:IEEE_China,微信公眾號:IEEE電氣電子工程師】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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