世界能源遠景——能源效率技術報告概述

對於生産和消費而言，持續發展的技術是任何商業模式不可分割的一部分。技術是影響全球市場最終産品競爭力的主要因素之一，每一個新一代的産品在默認情況下比上一代更節能，因為在産品的整個生命週期裏，能源效率是一個重要的成本因素。

在能量轉換鏈的各個部分，都可以找到節能技術：從一次能源資源的開發和生産，到發電廠和煉油廠，再到電網，工業終端用戶，建築和交通。雖然技術潛力對於成功引進能源效率技術至關重要，但並不是唯一因素。為了評估此項技術的全部潛力並識別成功通往市場導入的路徑，有必要考慮其經濟性、可靠性以及現實性。

這份報告總結了世界能源理事會2011年能源效率技術知識網路發起的試點項目的結果。該項工作重點關注技術，更好地補充完善了世界能源理事會在能源效率政策方面的工作，最近的研究項目強調能源三角和未來圖景。

下面的關鍵資訊來自試點項目的第一方面，描述了目前最佳可用技術（BAT）的技術潛力：

·油氣開發：上游電力系統的能源效率大約為20%，是整個能源價值鏈中最低的。通過應用一個全電動系統方法，能源效率將會提高50%。

·發電廠：世界平均發電廠能源效率（LHV）是34%，與之相比較，燃煤發電廠的最佳可用技術為46%，天然氣發電廠為61%。

·輸配電網：全球平均電力傳輸損失率達到12%；高壓傳輸的最佳可用技術每1000公里低於4%。

·不考慮大小、技術或工藝流程，能源效率管理系統至少增加5%的能耗。

·建築能耗佔全球能源消費總量的40%。建築節能的潛力大約在20-40%之間，或者在每年100-200萬噸油當量，這相當於有些國家一年的能源需求量。

下面的關鍵資訊描述了當前最佳可用技術（BAT）的經濟性和可實現性：

·許多案例需要一個完善的系統分析，以利用全部的節能潛力。比如，檢測如何使用絕緣、自動化、加熱和製冷控制或者是幾項技術的組合，提高建築能源效率。

·對於實現全部節能潛力而言，對用戶進行培訓和提供資訊是必要的。

·考慮到能源投資長期性的本質，金融機構的態度應該轉變。當前，投資者在尋找短期收益，但能源項目需要很長時間（能源項目是3年的回報，而不是10年）。

·由資本性支出驅動角度轉向全生命週期驅動角度對於獲得一個美國和加拿大項目成本收益的完整和真實的圖景是必要的。

1.全球趨勢

21世紀，特別是與發端于目前發達國家的工業化起始時相比較，我們對能源使用的理解方式發生了巨大變化。

目前，這些發達國家的人口占全球人口總量的20%，並且很難再繼續增長，而發展中國家人口增長率卻很高。人口遷移至大型中心城市導致巨型城市的出現。建設基礎設施以滿足全球能源、交通、住房的需求，食物供應也面臨巨大挑戰，沒有一項需求能離開能源。

雖然全球能源資源是充裕的，並且可以滿足未來幾十年增長對能源的需求，但其在全世界的分佈及對於能源市場的意義，要求一個更加有效地使用資源和能源的體系。當前的不平衡性被大量其他相關問題放大了，包括像北美頁巖氣增長開發的例子。氣候變化是最嚴重的問題，並驅動向更清潔電力和更高能源效率的方向發展。

可持續能源系統有三個主要的驅動力：供應安全、經濟性和環境保護三者相互平衡的系統，即所謂的能源三角，在世界能源理事會報告《世界能源三角2011——未來的政策：評估國家的能源和氣候政策》中已全面覆蓋。

依據國際能源署（IEA）的統計，全球電力需求的實際增長已經遠遠高於一次能源消費的預測（圖2）。這表明瞭能源供應和終端使用中不斷增長的電力的重要性。比如，在國際能源署的報告《新政策圖景》中預計，在2035年前，每年能源需求增長1.3%，低於電力需求每年2.3%的增長。低CO2排放的電力數量將大幅增長。

在能源部門，應對氣候變化的措施包括三個戰略重點：

·電力供應脫碳；

·增加整個能源價值鏈的節能；

·使用化石能源的終端的電氣化，如熱泵、電動汽車，這裡有巨大的凈節能和減排潛力。

能源效率是該戰略所有三個方面的關鍵。

依據國際能源署（IEA）《能源技術展望（ETP）2010藍圖》和《世界能源展望2011》，2050年，相對正常情況，只電力一個部門節能就將減少CO2排放7.3吉噸（Gt），是人為減排總量的17%。

當談到人類活動各部門的排放，能源相關的CO2排放構成主要部分，佔總量的62%，在其中，發電廠一個部門的排放量就達到13吉噸（Gt）CO2當量。剩下的18吉噸（Gt）與能源相關的人為CO2排放主要集中在幾個工業部門。

圖4顯示了根據熱輸入，油氣的上中下游業務是能源消費最密集的工業部門。

國際能源署在其450圖景中指出，提升能源效率是成本最低的減緩氣候變化的措施。在2011-2035年間，相當於《新政策圖景》的情況，能源效率佔累積全球減排份額的一半，或73吉噸（Gt）（圖5）。

在剩餘潛力，能源價格和其他指標方面，每個國家能源效率的作用都不同。在OECD國家，儘管已有顯著的能源效率提升，依據《新政策圖景》，在450圖景中效率提升仍舊佔據大約42%的減緩潛力。

該份額在非OECD國家為54%，在這些國家中，由於能源效率技術的高成本及能源補貼並未鼓勵提高能源效率，高效的能源生産和使用技術一般沒有被廣泛應用。

許多潛在的節能方法目前已經可以使用，相關技術也經過了驗證。在發電廠例子中，超超臨界燃煤技術（650℃，265個大氣壓）和聯合迴圈汽輪機發電廠是高效生産的典型例子，還有最新的特高壓交流和直流輸電技術。智慧計量、高效建築、熱泵、高效電機、LED燈和其他用能終端，也能夠導致更高的能源效率。

生命週期分析可以幫助定義每個技術的具體貢獻，並分析哪項技術是成本有效的，如減少總能源成本通常帶來正投資回報率提升。電動汽車可能是未來交通解決方案的例子。然而，當考慮到電池成本時，成本效率仍舊有相當大的經濟挑戰。

然而，未來潛在的成本節約本身往往不足以促進支援能源效率提高的想法，還存在一些障礙，如：

·缺乏辨識和獲得節能潛力的知識和技能；

·與其他成本比較，優越性較低；

·較高的前期成本，較長的回報期，並有預期節能難以實現的風險；

·能源補貼和目前還沒有取得一致認可的外部性，如氣候變化。

依據世界能源理事會的研究，在世界範圍內，能源消費增長慢于經濟活動增長，中東地區除外。因為高油價、技術進步和能源效率技術在諸如燈泡、電機等終端的應用，2004年以來，能源強度減少的趨勢（單位GDP能源消費量）在加速。需要額外的能源政策和能效措施，實現尚未開發的節能潛力。由於決策方式的不同，它們的適用性有變化，如：

·潛在能源節約的性質和位置；

·與能源效率收益有關的觀念和文化；

·關鍵決策者的作用：所有者、租戶、運營商、監管機構、用戶；

·電力市場和稅收結構，特別補貼和碳成本。

2.在整個能源價值鏈上整合能源效率

無論什麼時候的能源或環保辯論，能源效率總能夠作為似乎能夠輕易實現的東西而被提及。對許多人來説，這就像“挂得很低的果實”，但時至今日，不論是在公共部門還是在私人部門，這個假設都不成立。

在整個能源價值鏈上，有大量的技術潛力用於能源效率的提升：從像石油、天然氣、煤炭、鈾礦和其他一次能源的開採到把這些能源轉化為熱力或電力，能源的運輸和分銷，設備端的終端使用等。幾乎沒有幾個研究項目或學術研究能夠根據所需的技術細節估計能效節約潛力的要求並生成可靠的估計結果，同時還能以容易理解的方式進行溝通。

權衡投入産出和成本能對整個過程的能效提升有很大好處。它有助於評估能源效率提高的影響和對能效提高背後驅動因素的通用理解；它還能有助於減少燃料的消耗，提高工業的適用性和盈利能力。

對能效影響的測度

能效技術的影響如何測度和記錄？一種節能技術的使用或多種設備的使用能夠實現什麼樣的節能？為了能夠回答這些問題，在測度能源效率提高之前有必要定義參考點（基線）。基線的設計還應當考慮正常情況下的能效提高，如不採取任何能效措施下能源效率的自然提高。

從開採生産原材料（一次能源）開始，沿著後續的一系列工序，到運輸、分銷到使用，能源價值鏈是一個序列的連續性生産活動。價值鏈越發達，提高能效就越能夠獲取更多的利益。

工業部門已經開發出了大量的不同方法

在過去的幾十年裏，對環境和社會經濟問題的認識已經得到了顯著提升，這不僅僅發生在相關行業從業者之間，同樣發生在所有利益相關者之間。

所有的評估方法都有其局限性。例如，選擇在本質上和過程開始時所做的假設可能是主觀的。只有在所有假設和上下文環境相同時，對不同分析（如研究或建模）的結果比較才是可行的。通常，在分析中所衍生的資訊只應該用於更複雜決定過程時作為一部分使用，或者用於了解廣泛的或更一般的交易權衡。在這種情況下應該注意，行業為每個特定的設計開發能源效率的指導方針。

進行一個評估項目時，有必要做出相應假設，工程評估和決策都是基於涉及其中的利益相關者的價值。每個決策結果都必須包含在最終結果之中並與之溝通，以便全面清晰解釋源自數據的結論。這會使得每個替代方案的優缺點更加易於理解。

哪些步驟是必需的？

基於能源效率方法的可持續能源系統，要求對構成能源系統的各個部分進行最優的整合。為建立整合的能源系統，有三個任務必需完成：

1.識別和確定自己的能源方面的要求；

2.沿著整個能源轉換鏈評估可能的提高能效的選項，並選擇最合適的來匹配自己的要求；

3.跨部門和沿著能源價值鏈的基礎設施，跨地區使用資訊和通信技術，如控制、實時優化和智慧電網技術等工具來優化能源系統。

考慮到能效提高帶來的諸多好處，如從二氧化碳減排到數十億美元的潛在能源消費節省潛力，實施具體的項目評估已經是刻不容緩。為更快實現提高能效的進程，指導方針、資訊和溝通應當放在第一位，這甚至比推動力本身更重要。這也是政府可以而且應該採取更主動的方法的地方。所有能源投資和能源效率措施應該基於包括環境成本的成本/效益分析之上。

3.油氣開採和生産過程的能效

由於油氣行業是能源最密集的行業，因此也就有最大的能效改進的潛能。在自身的生産過程中，油氣行業會消耗大約20%的産出量。此外，以任何標準來看，油氣勘探和開採的能源效率都是非常低的，幾乎為20%。相比發電效率達60%的最先進技術，很明顯勘探和開採必然有巨大的能耗下降空間。勘探開採的效率如此之低，其原因需要仔細分析。

石油和天然氣工業價值鏈上最重要的環節就是勘探和開採。勘探和開採業務也被認為是能源價值鏈上最具風險的部分，無論是在經濟領域還是在物理領域。同時，勘探和開採也帶來最高的回報。這有助於公司多元化其活動並帶來多種收入來源。很明顯，這些業務是由那些能夠承擔長期投資現金流的垂直一體化公司佔優勢的。

深水區以及遙遠地區和北極地區的設備是全自動的，不需要人員操作。例如，一個公司目前正在運用能效智慧網系統技術為深水海底産品開發概念。這些所謂的海底系統將依賴水面或陸上能源的輸電系統，他們能夠通過電力在2000米深及以下的地方控制完全自動化的開採系統。

石油勘探和生産投資保證了這個估計每年達1600億美元的石油服務市場的流動性。這些服務包括地球物理活動，如鑽井及相關服務、工程、建築、機械設備的供應和維護。系統性觀點推動了能源價值鏈組件進一步整合，同時考慮到能源對經濟而言不斷增長的重要性，能源也為大量相關業務活動直接或間接參與到行業中創造了大量的機會。

4.加工工業的能效

工業能源效率在過去十年得到了顯著提高。通過採取最佳技術仍可實現額外的改進。此外，節能措施提供了一些減少二氧化碳排放的低成本選項。然而，需要更廣泛地部署被熟知的成本有效的政策工具來實現這種潛力。碳捕獲和封存，熔態還原、分離膜和黑液氣化等技術，將有助於應對這些挑戰。

行業研究、開發、示範和部署廣泛的有前途的新技術，都需要更大的投資，識別和完成實現長期碳零排放生産的材料新工藝也需要大量投資，如感應（潛在的行業：冶金，食品行業）、工業熱泵（潛在的行業：食品、化學、紙漿和造紙、鋼鐵）。

在油氣工業，由於能源價格對國民經濟的巨大影響，特別是在發展中國家，下游業務受到以下因素的強烈限制：原油高成本，所需的投資，增長的業務流程的複雜性和對産品價格的嚴格管制。這可以歸因于煉油活動有著嚴謹的管理運營成本。

為了評估煉油廠和石化廠的能源性能，需要分析其性能趨勢並與其他工廠相比，重要的是要考慮表徵系統的複雜性及其操作的性能指標，並允許管理人員對結果的批判性分析，以便拉小實際結果和期望目標之間的差距。

一般來説，煉油廠能源管理是基於由Solomon Associates開發的能源強度指數(EII)，考慮其影響，複雜性，技術先進性和卓越運營的良好實踐，對於每個煉油工藝裝置設置了標準消費值。能源強度指數的計算是通過標準消費量除實際消費量，也是基於每個工序的單位供應和特定標準消費的標準消費值的加總。另一個計算方法是能源特定消費（ESC），用所有煉油廠考慮每個工序的複雜性因素後的總和除實際消費量。

為了對相應報告和驗證的結果進行批判性分析，能源強度指數和能源特定消費必須完成以下三個步驟：a)測量b)分層c)熱平衡優化。

測量和分層的重要性在於他們能夠過濾出有用的資訊和溝通通向高層管理人員的渠道，也向操作員顯示主要變數影響的結果。熱功率平衡的優化也扮演一個非常重要的角色。因為它是調整能源生産和需求考慮經濟、進料流率和維護時不可或缺的。

作為商業指數，EII也影響燃料品質、流通率和系統可靠性,因為它考慮了作為標準消費單位的操作能力。能源經理不僅要有廣闊的商業視野，也應該關心維護的品質和重點，以及工廠的最大利用率。指數的分析及結果，糾正行為的影響，應該成為能源經理的日常工作。設計指南也必須作為一個煉油廠和石化企業能源管理的首要任務,因為工廠在進入運轉之後就很難實現較大的改變。

基於以上的幾個主題的説明，下面的設計和操作行為通常被認為是工廠的工序過程中良好的能源管理工程實踐：

·優化熱交換網路，主要是在蒸餾單元部分，使用諸如夾點技術等；

·應用整體站點分析，尋找工廠整合的機會以及蒸汽水準的優化；

·優化氫氣産量、尋找新的催化劑，研究可再生原料，壓力分析，過程式控制制以減少氫氣損失等；

·採用低壓下降分析氣缸內部，採用熱交換網路分析整合；

·在加熱器和蒸汽發生器方面，評估燃燒空氣預熱、煙氣廢熱回收和煤灰清潔器分佈，並考慮氮氧化物的排放；

·考慮廢熱回收及聯合生産；

·評估變速驅動泵和空氣冷卻器；

·實現高級控制和實時優化；

·設計混合動力和Hijet真空系統；

·評估製冷劑液體和冷凝器等冷卻裝置，以減少燃燒消耗；

·用電機替代大冷凝器式汽輪機；

·安裝流體透平膨脹機的和加氫催化裂化、加氫處理；

·以精心的行動計劃防止蒸汽泄漏和實現冷凝回收；

·提高保溫效力，減少電力損失；

·優化服務並優化儀錶的空氣系統。

5.熱力發電的效率

載能資源像硬煤、褐煤、石油和天然氣等的熱能轉換有著悠久的歷史。這一切都起源於木材的燃燒。由於高熱量和機械功率的需求，在19世紀末和20世紀，電力、煤炭成為主要的燃料選擇。此外，水能和20世紀下半葉的核能也用於發電。隨著聯合迴圈模式中天然氣的使用增加，從1980年開始發電效率明顯地得到提高。

高操作效率以及更高效的二氧化碳捕獲和存儲(CCS)技術是中期內技術發展的主要方向，並最終向化石燃料發電中二氧化碳零排放發展。例如，西門子已經在德國Irsching為E.ONAG建立了一個聯合迴圈發電廠，功率達到570兆瓦，發電效率為60.75%。這是世界上第一個超過60%大關的發電站，而與目前現存的設計效率為58%的最好的發電站相比，每年將減排超過40000噸的二氧化碳。

在燃煤發電領域，當前效率已經達到46%以上，在未來幾年正朝50%的水準接近。雖然先進的技術已經處在如此高的水準了，但天然氣和燃煤工廠的平均效率在世界各地大約是41%和34%。燃煤電廠行業明顯有一個巨大的效率改進潛能。歐洲蒸汽發電廠總裝機容量約2300吉瓦(2011)，其中的40%將在未來20年內淘汰。這意味著大約1000吉瓦的産能需要更換。在美國，由於頁巖氣的可用性和低成本，高效的聯合迴圈發電可以代替舊燃煤發電。

碳捕獲和封存(CCS)是大規模緩解化石燃料發電廠産生的溫室氣體的排放的唯一技術。在化石燃料發電廠整合碳捕獲和儲存將導致目前水準上6%至10%的效率損失。

由於源自風能和光伏等可再生能源的波動性發電份額的增加，考慮到電網負載的控制能力，需要給電網留下一定的靈活性。在未來，傳統的發電廠必須有足夠容量能夠通過迅速改變發電廠輸出的上升或下調以應對負載的變化。

同時，在負荷側需要更大的靈活性以更具彈性的方式做出反應，即“負荷跟隨發電”。這需要終端到終端的詳細的數據，並通過網路從發電端傳遞到負載。這些要求如何以高效率同時滿足可以通過西門子的FACY（快速迴圈）技術進行演示。與熱啟動相比，該技術提高了燃氣聯合迴圈電廠約14%的啟動效率。

此外，還有進一步降低化石燃料的用量和增加整體電力生産效率的可能性，如聯合熱電工廠（CHP），通過煤炭發電廠共燃生物質或使用甘蔗渣和乙醇加工工業的殘渣。

提高電廠的可靠性是實現更高的整體發電效率的另一個可能的途徑。據計算，如果世界上所有的發電廠可以操作的可靠性達到今天的世界前25%發電廠的相同程度，全世界至少可以節約800億美元，每年可以避免10億噸二氧化碳和相應數量的其他污染物的排放。

6.能效和電網

電網在向消費者輸送電力方面扮演著重要角色。電網在輸電系統（直流或者交流電）中使用最高電壓輸送大量電力，在分配系統中以中低電壓輸送，在此輸送過程中，會有電力損失，目前，全球電力損失平均值是12%。所以，應用最新技術建立一套優化的電網結構以降低損耗尤為關鍵。

風力和太陽能發電能力大幅提升，但産能不穩定，促使現有電網已趨於最大負荷，例如在德國和美國，因為不穩定的可再生能源佔比較高，導致的電網容量不足造成了越來越難在發電和負載間取得平衡。為保持電網的穩定性，只能斷開新能源發電機。因此，新的挑戰是在電力儲存、高壓輸送線、更大範圍內優化等眾多選項中確定和實施一個最好的選擇。

另一個結果是電力現貨市場的價格不穩定，在強風和低負荷需求條件下越來越頻繁出現極低甚至負利潤。目前一些地方的電網已負擔不起任何投入。國際原子能機構預測，到2030年電網投資需求將高達6.5萬億美元。

歐洲風能協會預計，到2030年歐盟27國總發電量將達到3000-5000億瓦。風力發電機一般建在陸地上，但有越來越多建在公海。這意味著，有必要用最少的損耗完成長距離大量電力輸送，所以高壓直流輸電技術將成為重要的備選方案。

全球最高載荷的電力高速通道在中國已建成，其他國家也在積極規劃：電力從國內的水電站輸出，經過成千上萬公里路程到達沿海城市，損耗非常小。使用+/-800千伏輸電電壓是可行的——這是世界範圍內首次使用這個級別的輸電電壓。採用高壓直流電技術進行遠距離電力輸送，更高的電壓水準如1000千伏同樣可行，傳輸損耗每千公里僅有3-4%。

高壓直流電技術可以成為整體解決方案的一部分：與高壓交流電技術相比，高效直流電技術在超過100公里輸電方面更為經濟。但是這項技術也有缺點，比如需要建立一個網路，現在高壓直流電技術主要用於解決點對點傳輸。

除了輸電網的升級和擴展，使分配網路結構適應新的挑戰也很有必要。過去的單向網路需要配置為雙向電流。這需要增加電力網路尤其是分配網路資訊的使用。換言之，就是智慧電網。在未來，能源系統中發電/載荷依賴將被改變。以前“發電看載荷”的法則將不再適用，新的原則變為“載荷看發電”。

智慧電網是發電、傳輸、分配發展的下一階段。在老的電網中，電力從發電到最後的傳輸是單向流動的。智慧電網允許資訊在電力供應商和消費者之間雙向交互流動，甚至可以實現電力從可以提供發電的用戶向電網的輸送。

運用先進的計算設備，帳單的準確性和效率大大提高，同時消除了錯誤和人工讀測産生的大量勞動力成本。通信設施也能實現新的先進功能，如智慧家庭設施，電動汽車充電，數據採集系統等等。建設智慧電網使電網可以節能運作，分散的能源以最佳方式整合，這將直接減少溫室氣體排放。

同時，建設智慧電網將為消費者提供準確的價格信號並引入激勵機制，此次促進消耗的全面降低：消費者成為力求節能和消耗降低的主力。

智慧電網日益複雜的運作機制對能源系統的可持續發展至關重要。對現有流量的監測和控制，是智慧電網的核心功能。沒有這些數據，未來的供電系統就不能獲取大量的可再生能源，同時在發電量波動和載荷之間保持最佳平衡。

除此之外，智慧電網在運作中斷後能夠更快復位，減少非技術損失。隨著資訊技術在電網監測、控制方面的應用，智慧電網成為現實。智慧電網的要素包括：

·智慧儀錶，用於小型能源生産商、消費者及電動車基礎設施；

·覆蓋全能源産業鏈的有效資訊、通信技術和感測器。

這將使電力消費更加透明和易於控制，最終有助於節能。引進智慧控制系統將各種發電機設備互聯，或者將單個供電區域從整個網路中獨立出來，就是所謂微電網。這些採用分散發電機的微電網像PV,風電，生物發電或者微熱電聯合可以在獨立的系統中運作，與電網的連接僅用於後臺支援。

7.工業節能

工業使用大量能源支援各種生産和資源開採。很多工業生産需要大量熱能和機械能量，其中大部分源自天然氣、石油和電。一些工業生産産生的廢氣可以被再次利用，提供額外能量。

由於工業生産中的低溫生産和高溫生産過程迥異，工業節能空間不能一概而論。一些生産程式和能源服務廣泛應用於很多行業，其中很多依賴特有技術和工藝。然而，不論生産規模、技術或者生産程式如何，工業節能管理可以將能源消耗降低至少5%。

在很多國家，實施熱電聯産、減少生産熱能或者利用生産中的廢熱為節能提供了很大空間。

熱電聯産産生的蒸汽和電在工廠內部得到利用。發電時，作為副産品生成的熱能可以收集起來，為生産提供蒸汽、熱等。熱電聯産將90%的燃料轉化為可用能量。

先進的鍋爐和熔爐高溫運作能減少燃料使用。這些技術既節能，産生的污染物也少。美國生産廠中超過45%的燃料用於生成蒸汽，典型的工業生産廠通過收集蒸汽、減少洩露、建設冷凝回路充分利用蒸汽，將能源消耗降低20%（根據美國能源局）。

目前，電動機是最主要的耗電設備，約佔耗電總量的70%。在第三産業，電動機耗電量約佔耗電總量的三分之一。

電動機通常勻速運轉，但變速驅動可以所需載荷控制電動機能量輸出，這樣可以節能3-60%，具體取決於電動機如何使用。由超導材料製成的發動機線圈也可以降低能量損耗。電壓優化配置也有利於節能。

工業中會大量使用各種型號的泵和壓縮機。泵和壓縮機的效率取決於許多因素，一般實施更好的過程式控制制和維護措施可以提高節能效果。壓縮機一般用於為噴砂、噴漆等提供壓縮空氣。據美國能源部稱，通過採用變速驅動和防止空氣洩露的措施優化壓縮空氣系統，可以將節能效率提高20-50%。

8.交通部門的節能

一輛機動車的節能效率約為280兆Btu/乘客英里。提高機動車節能效率的方法有：改用流線型車身減少阻力，降低車身重量（這也是合成材料廣泛用於車身的原因）。

先進的輪胎通過減少路面摩擦力和滾動阻力省油。保持合理的輪胎壓力可以將燃料效率提高3.3%，替換阻塞的空氣過濾器可以將舊車燃油效率提高10%。在配有燃料噴射器和電腦控制發動機的新車（1980年及以後生産）上，阻塞的空氣過濾器對百公里耗油沒有影響，但是替換它可以提速6-10%。

節能汽車的燃油效率是普通汽車的兩倍，最先進的車如賓士倣生學概念車的燃油效率高達百公里2.8L，是現有常規車輛平均的4倍。

機動車節能的主流趨勢是增加電動車（全電動或者混合動力）。混合動力如Toyota Prius使用再生制動可以重新收集普通車輛中浪費的能量，城市間駕駛效果更為明顯。插電式混合動力車能提高電池效率，在不用汽油的情況下也可行駛一段距離。

這樣看來，任何産能方式（如燒煤、混合動力、可再生能源）都可以節能。插電式混合動力僅依靠電力可以行駛約40英里（64公里），如果電池電量低，汽車發動機可以繼續使用。當然，純電動車也很受歡迎。

9.商業和民用建築節能

一座建築的位置和周邊環境對調節其溫度和照明起著重要作用。例如，樹、綠色景觀和山能提供陰涼，也能擋風。在較冷的環境中，設計窗戶朝南的建築增加了進光量（最終轉化為熱能），減少了能源使用，最大限度利用了太陽能。緊湊的建築設計包括節能窗戶、密封很好的門、墻體額外的保溫層、地下室底板和地基可以減少25-50%熱能損失。

黑色房頂比反射效果最好的白色房頂溫度高，這部分多餘的熱能可以轉化用於建築內部。美國研究表明，房間降溫時，顏色淺的房頂比顏色深的房頂用能少40%。白色房頂在陽光充足的環境中節能更多。先進的電力加熱和冷卻系統減少了能源消耗，改善了建築內人群的舒適感。

利用窗戶和天窗合理的位置以及建築的特點，將光反射進建築物可以減少人造光的需求。一項研究表明，自然光和工作照明使用增加，將提高學校和辦公室的生産率。節能燈可以節省2/3能源，壽命比普通白熾燈泡長6-8倍。新型熒光燈可以發出自然光，在大多數情況下，它們更節約成本，雖然初始購置配用較高，但是成本回收期僅有數月。

節能建築一般會利用低成本的紅外感測器，在衛生間、走廊以及非工作時間的辦公區域等無人使用時關掉照明。利用與建築照明系統相連的日光感測器可以監測照明的照度（照明單位），根據自然光的多少關閉或減弱照明亮度，以此減少能源消耗。建築管理系統通過中央電腦將所有這些連接起來，控制整棟建築的照明和能源需求。

建築內取暖和製冷技術的選擇對能源利用和節約有重要影響，有的區域取暖和製冷系統會利用城市垃圾。例如，用一個新的燃燒效率為95%的天然氣爐替換一個舊的燃燒效率50%的將大大節約能源使用、二氧化碳排放和冬天取暖費帳單。地熱泵可以更節能更節省成本。該系統使用泵和壓縮機推動冷凍液沿著熱動力迴圈系統，改變熱能從熱向冷的自然流向，將熱能從儲備在附近地下的大型熱能庫輸送到建築中。

事實證明，通過熱泵輸送等量熱能比使用電加熱器節約4倍電能。地熱泵的另一個優勢是它在夏季可以轉換功能，通過把熱量從建築傳送到地下達到製冷效果。地熱泵的缺點是初始購置費用較高，但是由於低能耗5-10年就能收回成本。

商業部門通過引入智慧儀錶希望引起員工對能源問題的重視，並用這種生動活潑的方式達到監測建築內能源使用的目的，但進度緩慢。現在的建築利用能源品質分析師評估使用、諧波失真、峰值和干擾因素以最終實現建築節能。通常這些儀錶通過無線傳感網路互通。

結論

有時節能被認為是能夠迅速實現能源節約的比較簡單的方法，很多有效的技術解決方案已在應用。技術進步在現今和未來都將為節能提供很多技術解決方案，但是也有一些組織、經濟、實施方面的障礙，需要統籌考慮：

·技術解決方案的成本節約。投資節能技術的收益通常不為人知或被質疑。政府部門應該推進對收益進行公正的綜合研究，包括成本/收益評估。

·融資。節能是一項長期使命，融資問題需要考慮進去。貸款時限應該覆蓋整個解決方案的持續期。

·接受現實。能源節約不一定總能達到預期（反彈效應）。接受現實並願意適應新的能源消耗類型對政策和措施成功實施非常必要。

·創新。技術路線圖是做未來設計非常有用的工具，可以幫助決策者在短期方案達成共識。

·環境影響評估應該基於一個完整的生命週期分析，要現實可達成的。

注：

譯自：2014年3月【英國】www.worldenergy.org