本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
注意:本文中的许多陈述是作者(梅丽莎·C·洛特)与雪佛龙能源解决方案总裁吉姆·戴维斯在2011年秋季进行的面对面采访的结果。
未来,世界对能源的需求将超过今天。虽然确切的数量可能存在争议,但随着全球人口预计到2050年将达到90亿(甚至可能达到100亿),很容易看出世界对资源(包括能源)的需求几乎肯定会增加。社会如何选择满足这些额外的兆瓦级能源需求,将对世界能源系统的长期可持续性产生许多影响。而且,满足社会需求的兆瓦级能源的最佳方法可能是不供应它们。
在旧金山中心,加利福尼亚街345号18楼,坐落着美国第二大能源公司(埃克森美孚目前位居榜首)的一个部门。它的母公司是世界上最大的石油和天然气生产商和供应商之一,但在这个部门,更多能源并不意味着更好——相反,更少才能赚钱。雪佛龙能源解决方案专注于发电前的能源效率(负瓦特),已经找到了成功减少能源和环境足迹的方法,不仅包括其母公司在全球范围内的建筑物、设施和流程,还包括全国各地的政府和公共部门设施。而且,自2000年成立以来,这家公司已经证明了能源效率如何成为一种成功且盈利的商业模式。
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在过去的11年中,雪佛龙能源解决方案完成了数百个项目,这些项目代表着数十亿美元的能源节约。因此,该公司已帮助减少了数百万吨温室气体排放,并为国家节省了数百万加仑的水——同时为雪佛龙股东赚取了丰厚的利润。这些项目的例子可以在全国各地找到。
其中一个项目于2009年在科罗拉多州完成。在这里,在丹佛州的首都综合大楼设施中,雪佛龙能源解决方案设计并安装了能源效率改进措施,包括建筑围护结构和照明改造、能源管理系统以及州政府20栋建筑的暖通空调系统升级。这些改造,加上州长官邸的地源供暖和制冷以及超过100千瓦的太阳能光伏装置,使该州这些建筑的能源需求总体降低了30%以上。自安装以来,这些升级每年减少了该州超过8000吨的二氧化碳排放量。也许更令人印象深刻的是,该项目将建于19世纪末和20世纪初的历史地标建筑变成了美国最节能的建筑之一(其中五座现已获得LEED认证)。
在加利福尼亚州和马里兰州可以找到雪佛龙能源解决方案项目的非常不同的例子,其中最终设计的更大一部分致力于清洁能源发电。在加利福尼亚州的皮尔斯学院,雪佛龙能源解决方案有效地结合了发电和效率,不仅安装了360千瓦(kW)的热电联产系统,还包括废热回收,用于加热学院的室外游泳池。在马里兰州的德特里克堡,可靠性和资源利用效率是为一个新的中央公用设施厂(CUP)准备的设计的重点。该设施现在为陆军、国土安全部(DHS)和国家卫生研究院(NIH)拥有的设施提供高效、高可靠性的电力、蒸汽和冷冻水。
总的来说,雪佛龙能源解决方案已为美国各地的客户完成了数百个项目。但是,它最大的客户是其母公司——自2000年以来,能源解决方案部门通过其在全球设施的效率措施和清洁发电技术,为其母公司节省了超过4.3亿美元。而且,通过每个项目,这个居住在石油巨头内部的小部门都证明了负瓦特相对于兆瓦特的强大力量。
负瓦特指的是通过能源效率消除的能源需求单位。在美国,负瓦特代表了目前可获得的一些最便宜和最丰富的能源来源。《麦肯锡公司》在2009年关于“释放美国能源效率”的报告中估计,到2020年,美国经济可以将非交通能源消耗减少23%,这意味着在5200亿美元的前期投资下,可节省超过1.2万亿美元。但是,根据这份报告,国家实现这些节约的能力只有在克服一些重大障碍后才有可能实现。特别是,美国需要一项综合战略,该战略:
承认能源效率是一项重要的能源资源
制定并启动一系列经过验证、试点和新兴的能源效率技术和策略
确定为能源效率项目提供必要资金的方法
在公用事业公司、监管机构、政府机构、制造商和能源消费者之间建立协调
促进下一代能源效率技术的开发和部署方面的创新,以确保持续收益
这项战略无疑将有助于为美国广泛的能源效率铺平道路。而且,随着时间的推移,这项战略可能被证明是更可持续的能源系统设计的赢家。但是,在私营部门,一家石油巨头已经表明,虽然联邦能源效率战略可能具有广泛的益处,但减少国家能源消耗已经可以盈利。
在雪佛龙能源解决方案公司,总裁吉姆·戴维斯及其由300多名员工(约三分之一是具有学位的工程师)组成的团队,将能源效率视为我们工具箱中最锐利、最强大的工具之一,以满足未来的能源需求。而且,通过在实施清洁发电技术之前使用能源效率,这家能源服务公司展示了首先减少需求的经济论证。为了理解雪佛龙能源解决方案如何展示美国经济能源效率项目的力量,让我们根据麦肯锡公司2009年的建议来审视他们的工作。
1. 承认能源效率是一项重要的能源资源
雪佛龙能源解决方案建立在其总裁在加入石油和天然气巨头行列之前很久就制定的商业计划之上。在该计划中,戴维斯先生从供应和需求的角度,以整体的方式看待能源客户。戴维斯先生利用他的商业和商品交易背景,以及在1980年代后期天然气井口价格放松管制期间工作的经验,将他对需求如何影响公司盈亏的理解转化为一项成功的业务,该业务首先关注效率,其次关注发电。
如果您问戴维斯先生为什么雪佛龙能源解决方案优先考虑能源效率,他的答案很明确——他的公司以十年为单位思考,而不是季度,并且它认识到能源效率不仅是最便宜的可用资源,而且也是最丰富的资源之一。他不认为在一个建筑围护结构效率低下或照明设计过度的建筑物上安装太阳能电池板有什么意义。他会通过您选择的该公司数百个项目向您展示,效率优先于发电如何为设施的居住者带来更好的结果。
2. 制定并启动一系列经过验证、试点和新兴的能源效率技术和策略
在其每个项目中,雪佛龙能源解决方案都对技术持不可知态度。由于它几乎完全充当外部项目中的总承包商(大多数实际建设都是外包的),并且它不直接供应其安装的建筑材料或技术,因此该公司的工程师专注于哪种技术效果最好,而不是哪种技术是“内部的”。在这个评估过程中,公司实施的每项技术都会在用于大型项目之前进行评估和测试,通常是通过在雪佛龙自己的设施站点上进行演示。在过去的十年中,该公司使用了从太阳能热和光伏到燃料电池的技术,以及不太吸引人的选择,例如用于供水系统的更高效的泵和电机以及简化的照明设计。公司不断评估新技术,以满足不断变化的工作环境和项目需求的需求。
3. 确定为能源效率项目提供必要资金的方法
简单 –
步骤 1:确定适用于该项目的可用回扣和补助计划。
步骤 2:确定已有的内部资金量(例如,现有债券基金)
步骤 3:寻找融资 - 准备一份建议书请求,并将此请求发送给金融机构进行投标。
每个步骤都在雪佛龙能源解决方案财务人员的帮助下完成。诚然,这项工作并非利他主义——当项目成功执行时,公司就会赚钱。
4. 在公用事业公司、监管机构、政府机构、制造商和能源消费者之间建立协调
与许多能源服务公司(ESCO)不同,雪佛龙能源解决方案的外部项目几乎完全在公共部门和联邦市场。总裁吉姆·戴维斯表示,做出这一决定的原因是这些组织通常没有预算和内部人员来处理全面的效率改革。
例如,在K-12学区,工作人员可能会致力于寻找建造新教室或以更少的资源成功地教授相同数量儿童的方法。但是,很少有工作人员被分配去识别节能和效率机会。有趣的是,通过减少水电费,新的教室设施可能更容易获得资金。作为雪佛龙能源解决方案工作的一部分,该公司专注于如何为这些组织提供全面的计划。例如,该公司可以帮助找到通过节能节省的资金来支付更换教室漏水屋顶的方法。
5. 促进下一代能源效率技术的开发和部署方面的创新,以确保持续收益
雪佛龙能源解决方案经常与风险投资(VC)公司会面,讨论潜在的、新兴的技术,它可能会在其设施上测试这些技术,以确定它们是否适合未来的项目。虽然它不直接投资于这些公司中的任何一家,但其姊妹公司——雪佛龙技术风险投资公司——却这样做。而且,即使雪佛龙没有参与新科技企业背后的资本,该公司也试图积极参与潜在有益技术的设计过程。总裁吉姆·戴维斯表示,他的公司更愿意尽早参与设计过程,以帮助他们促进发展,从而增加雪佛龙能源解决方案未来项目中使用该技术的可能性。
现在,雪佛龙能源解决方案并不是一家利他主义公司,其唯一目标是帮助减少社会的能源消耗和环境影响。它是一家以雪佛龙股东盈利为首要任务的企业。这一点可以从雪佛龙能源解决方案选择主要关注能源行业的电力方面,从而有效地回避了许多减少能源消耗的潜在机会中看出。
在电力领域,雪佛龙的损失相对较小。诚然,美国电力需求的减少可能会导致对天然气或石油的需求减少,因为两者都被用作发电燃料。但是,由于天然气价格为4美元(每百万英热单位),石油仅占美国年度总发电量的3%,因此潜在影响远小于雪佛龙能源解决方案专注于交通运输效率的影响。
因此,当雪佛龙能源解决方案为其外部客户设计旨在减少建筑物能源需求的提案时,他们的项目不太可能对其母公司的盈亏底线产生重大负面影响。通过做出这一选择,雪佛龙能源解决方案得以避免内部地盘战。该公司还为其他可能专注于直接减少与交通运输部门活动相关的能源需求的能源效率战略的企业留下了许多机会。
在内部,情况略有不同,但结果是相同的。在许多雪佛龙设施中,现场生产的石油和天然气直接用于满足设施中的能源需求。总裁吉姆·戴维斯表示,有强烈的动机来减少现场消耗的产品量。因为,每消耗一单位本应运输的石油或天然气,雪佛龙就损失了一件可以出售的商品。
自2000年成立以来,雪佛龙能源解决方案的平均增长率达到了每年20%。也许这给我们传达的主要信息是,追求能源效率的综合战略可以获得回报。而且,最好的能源单位通常是您根本不必供应的能源单位。
图片来源
科罗拉多州议会大厦夜景照片,由雪佛龙提供并经其许可使用。
德特里克堡中央公用设施厂(CUP)内部照片,由雪佛龙提供并经其许可使用
照片,芝加哥地区学校的教室,由Chicago 2016 Photos拍摄,并根据此知识共享许可协议使用。