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近幾個世紀(jì)，人們越來越多地把定居點選在容易發(fā)生諸如暴風(fēng)雨、洪水和地震等極端自然現(xiàn)象的地帶。不論是吞噬日本的海嘯，還是席卷紐約的颶風(fēng)，只有借助智慧、強(qiáng)健的基礎(chǔ)設(shè)施，城市才能把自己武裝起來，抵御未來的災(zāi)難。
蜉蝣不知春秋，而生活在南極的巨型六放海綿卻仿佛能長生不老，它的壽命長達(dá)萬年之久。研究人員認(rèn)為，長壽緣于其耗氧量極低，因而新陳代謝非常緩慢。事實上，這種海綿的生長速度極慢。而且它生活在冰冷的環(huán)境中。它是在數(shù)個世紀(jì)的漫長歲月中，逐漸學(xué)會適應(yīng)周圍環(huán)境的生物之一。
同這種體型龐大的海綿一樣，人類居住區(qū)也是生命力恒久的有機(jī)體。然而，一方面，人類居住區(qū)聚居的人口占世界人口的比重日益增大，但在適應(yīng)環(huán)境方面，它們卻并不善于學(xué)習(xí)。據(jù)發(fā)布的數(shù)據(jù)，從2000年到2012年，因極端天氣而喪生的人數(shù)多達(dá)120萬。全球的再保險公司慕尼黑再保險公司的地質(zhì)風(fēng)險研究部主管Peter Hoppe教授指出，“英國著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家尼古拉斯•斯特恩勛爵曾說過，到本世紀(jì)末，（自然災(zāi)害）造成的損失將占全球國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%。”他補(bǔ)充道，北美地區(qū)尤其危險，“過去30年間，北美地區(qū)遭遇的自然災(zāi)害數(shù)量增加了近5倍”。
不久前肆虐紐約的颶風(fēng)便是其中之一。2012年年底，颶風(fēng)“桑迪”過境，造成大面積斷電，著名的紐約天際線夜景頓失璀璨。整個大都會地區(qū)只有一小塊區(qū)域幸免于難——即布朗克斯區(qū)的Coop City。當(dāng)“桑迪”襲擊紐約時，西門子承建的一座4萬千瓦聯(lián)合循環(huán)電廠仍在不斷向Coop City的6萬住戶供應(yīng)電力和熱水。實現(xiàn)這一點的關(guān)鍵要素是一個微型電網(wǎng)——一種實質(zhì)上獨立的電力網(wǎng)絡(luò)。
提到颶風(fēng)“桑迪”，人們至今心有余悸。自然災(zāi)害的破壞力之大，令所到之處滿目瘡痍。福島（下圖）和紐約市都曾上演這樣的悲劇。
2013年，西門子與紐約市規(guī)劃部門和Arup顧問公司合作，幫助紐約制定了一份電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃。這個規(guī)劃指出，今后20年內(nèi)，如果不采取任何保護(hù)措施，像“桑迪”這樣的自然災(zāi)害造成的損失將飆升至30億美元。相比之下，如果對增強(qiáng)電網(wǎng)智能性和強(qiáng)健性的技術(shù)進(jìn)行投資，那么，這樣的損失最多可減少20億美元。紐約已經(jīng)采取了*此類舉措。自2013年6月起，由西門子提供設(shè)備的一條高壓直流背靠背輸電線路已將紐約與新澤西電網(wǎng)連接起來。其目的是確保經(jīng)由鋪設(shè)在哈德遜河下方的高壓直流電纜從新澤西輸出的6600千瓦補(bǔ)充電力能夠增強(qiáng)紐約的供電安全性。
同時，美國大陸以及夏威夷群島的電網(wǎng)運(yùn)營商也在依靠西門子技術(shù)提高電網(wǎng)的可靠性。譬如，西門子的智能網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)有助于即時查明網(wǎng)內(nèi)故障、隔離故障并安全地切換輸電線路，從而避免斷電。但停電只是較快引發(fā)一連串混亂的事件。試想，如果某一天，谷歌搜索引擎或網(wǎng)銀系統(tǒng)癱瘓，結(jié)果會怎么樣？這樣的事件會令城市居民無法忍受。正因如此，計算中心運(yùn)營商紛紛依賴西門子系統(tǒng)來保障其電源可靠工作。不止如此，德克薩斯州的谷歌計算中心甚至采用了可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。西門子提供的數(shù)臺23千瓦級風(fēng)電機(jī)組為其提供電力。
日本可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀。世界各地都面臨著類似的危險。慕尼黑再保險公司地質(zhì)風(fēng)險研究部編纂的長期統(tǒng)計資料中記錄，除美國之外，還有另一個區(qū)域特別容易受到傷害，那就是亞太地區(qū)。自1980年至今，全球發(fā)生的所有自然災(zāi)害中，有40%左右在這一區(qū)域。特別是有一次災(zāi)難，令全世界都為之哀痛：2011年3月，日本發(fā)生的強(qiáng)震和海嘯奪去了約1.6萬人的生命，這場巨大災(zāi)難還導(dǎo)致福島*核電站核泄漏事故，險些讓那里變成人間地獄。如今，日本只剩兩座核反應(yīng)堆還在運(yùn)行。過去，日本國內(nèi)三分之一的電力來源于核電站。直到不久前，日本仍有54座核電站在運(yùn)轉(zhuǎn)。
盡管首相*極力主張重新啟動核電站，但日本已經(jīng)打算大力發(fā)展可再生能源發(fā)電。日本風(fēng)能協(xié)會透露，日本計劃到2020年將其風(fēng)電裝機(jī)容量從當(dāng)前的約260萬千瓦提高到1100萬千瓦。到2050年，日本風(fēng)電裝機(jī)容量將增至5000萬千瓦左右。東京市政府環(huán)境局規(guī)劃部門副主任Shoji Kobayashi表示，“位于日本北部的北海道是建設(shè)風(fēng)電場的理想地點之一。”西門子風(fēng)電亞太業(yè)務(wù)部*執(zhí)行官Kay Weber補(bǔ)充道，“日本是亞太地區(qū)具吸引力的風(fēng)電市場之一。”從2014年夏季開始，西門子提供的6臺容量為3000千瓦的直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)將在日本本州島西北海岸投入運(yùn)行。
地底神龍。日本也深入地底開發(fā)能源。日本環(huán)境省稱，日本地?zé)岚l(fā)電量有可能達(dá)到3400萬千瓦；目前，日本地?zé)岚l(fā)電標(biāo)稱裝機(jī)容量僅為50萬千瓦多點。然而有個問題。日本民間傳說，地底深處住著一條神龍。它一生氣，就會噴出熊熊烈火，搖天撼地。也就是說，在火山噴發(fā)活躍，地殼構(gòu)造經(jīng)常碰撞的地帶，往往地震活動頻繁。
這些充滿挑戰(zhàn)的地質(zhì)條件要求使用經(jīng)專門改造的蒸汽輪機(jī)。因此，舉例而言，西門子的一支團(tuán)隊正在研制配備了自動關(guān)閉系統(tǒng)的優(yōu)化輪機(jī)。當(dāng)發(fā)生地震時，這種輪機(jī)可以快速、安全地切換至空閑模式，以避免損害。
不論是在夏威夷（左圖），還是在海底深處（中圖），抑或地?zé)峄钴S地帶，堅韌的系統(tǒng)變得日益重要
西門子研究人員也在研制一種經(jīng)改良的實時評價流程，適用于輪機(jī)和機(jī)車生成的傳感器數(shù)據(jù)。由此得出的信息有助于判定機(jī)械負(fù)荷、預(yù)測故障以及在結(jié)構(gòu)零件損壞之前查明問題等。
歐洲也在大力提高可再生能源發(fā)電的占比。譬如，意大利在其全國能源計劃中設(shè)立了到2020年將可再生能源發(fā)電占比從當(dāng)前的5%提高至17%的目標(biāo)。
然而，當(dāng)諸如太陽能電站和風(fēng)電場等不穩(wěn)定發(fā)電設(shè)施并網(wǎng)發(fā)電時，供電波動在所難免。正因如此，未來，類似西門子Siestorage的蓄電裝置將有助于保障平穩(wěn)供電。目前，意大利最大的供電公司Enel公司已在使用Siestorage系統(tǒng)。該系統(tǒng)的蓄電容量為500度，輸出功率最高為1000千瓦。西門子電力系統(tǒng)和蓄電裝置高級*Uwe Fuchs說：“我們的系統(tǒng)是歐洲大型鋰離子蓄電系統(tǒng)。其控制電子裝置可持續(xù)不斷地測定電網(wǎng)電壓和頻率。取決于需求水平，Siestorage既可以儲存來自電網(wǎng)的電力，也可以重新向電網(wǎng)輸送電力。”
投資打造整體解決方案。據(jù)國際能源署（IEA）發(fā)布的數(shù)據(jù)，在可預(yù)見的未來，礦物燃料仍將在全球能源構(gòu)成中占據(jù)重要位置。由于其在全球經(jīng)濟(jì)中的重要性，2011年，礦物燃料獲得的補(bǔ)貼高達(dá)5230億美元，比2010年提高了30%。盡管如此，陸地石油儲量日趨枯竭，現(xiàn)在必須大費周章，花費不菲成本勘探和開發(fā)新的油藏，如海底油藏。為此，挪威的西門子專家正在研制能夠應(yīng)對極端條件的新技術(shù)。其中一項技術(shù)是哪怕在海平面以下3000米的地方，也能保持正常工作的可靠電源。
國際能源署認(rèn)為，石油需求量與日俱增，主要歸因于道路交通的發(fā)展。道路交通產(chǎn)生的二氧化碳占全球二氧化碳總排放量的22%，是繼發(fā)電之后的第二大排放源。有鑒于此，重要的是減輕交通擁堵，開發(fā)更高效的傳動系統(tǒng)和減少二氧化碳排放。在這方面，西門子推出的以環(huán)境為導(dǎo)向的交通管理系統(tǒng)將有所助益，德國許多城市開展的試點項目已經(jīng)證實了這一點。
然而，經(jīng)驗表明，只有當(dāng)城市投資于整體解決方案時，這些目標(biāo)才能得以實現(xiàn)。換句話說，這類技術(shù)必須結(jié)合公交系統(tǒng)、汽車共享服務(wù)和低排量汽車的開發(fā)等，多管齊下，才能起到效果。考慮到2050年，全球人口總數(shù)將達(dá)到95億左右，這種一體化解決方案似乎*。居住在城市中心的人口將遠(yuǎn)不止65億，并且其中許多人就像今天的人們一樣，將住在沿海地區(qū)以及倍受極端天氣困擾的地帶。到那時，盡可能地提高基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性和能效，將比現(xiàn)在更為重要。