文章《蓝色经济:案例15 - 25年的热水》由冈特·鲍利撰写,探讨了体现ZERI蓝色经济理念的太阳能热水器创新。文章指出,全球太阳能供暖市场迅速增长,预计未来十年将达到12亿平方米,较燃煤电厂节省大量投资。中国、以色列、西班牙和葡萄牙等国家成功推广了太阳能热水器的广泛应用,显著节约能源并减少对石油的依赖。一个值得注意的案例是哥伦比亚的拉斯·加维奥塔斯环境研究中心,他们开发出能够在恶劣气候下运行的可靠太阳能热水器。通过提供25年保修并与按揭银行合作,拉斯·加维奥塔斯建立了一个盈利产业,同时提供了经济实惠的可持续供暖解决方案。这些系统的成功展示了开源创业在全球推动可持续技术发展的可行性。
The article "The Blue Economy: Case 15 - Hot Water for 25 Years" by Gunter Pauli explores innovations in solar water heating that exemplify ZERI’s Blue Economy philosophy. It highlights the rapidly growing global market for solar heating, projected to reach 1.2 billion square meters in the next decade, potentially saving significant investments compared to coal power stations. Countries like China, Israel, Spain, and Portugal have successfully implemented widespread solar heater adoption, resulting in substantial energy savings and reduced oil dependence. A notable case is Colombia’s Environmental Research Center Las Gaviotas, which developed a reliable solar water heater capable of functioning in challenging climates. By offering a 25-year warranty and collaborating with mortgage banks, Las Gaviotas established a profitable industry while providing affordable, sustainable heating solutions. The success of these systems demonstrates the viability of open-source entrepreneurship in advancing sustainable technologies globally.
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根据地球政策研究所(Earth Policy Institute)的创始人莱斯特·布朗(Lester Brown)所说,在未来 10 年中,利用太阳能进行水加热和空间供暖的全球市场的装机容量将达到近 12 亿平方米。
如果其他发展中国家能够采用中国方式进行水加热处理,那么截至2020 年,全球能够进行加热的水资源总量将超过 15 亿平方米,相当于 690 个燃煤电站能够达到的成果。这意味着预估累计资本投资将达到 3000 亿美元,大约是发电站作为首选投资的一半。中国在 2010 年安装了 2700 万台屋顶太阳能热水器。有近 4000 家本地公司生产这种设备,这些加热器也迅速投入市场。世界观察研究所指出,有 200 万德国人的房屋屋顶使用太阳能供暖。 1980 年,以色列议会通过了一项法律,要求所有新住宅安装太阳能热水器。因此,以色列是人均使用太阳能热水器的世界领先者,市场渗透率达 85%,为该国每年节省了约 200 万桶石油。西班牙和葡萄牙最近要求所有新建筑都必须使用屋顶太阳能热水器。令人惊讶的是,当经济学运作原理如此显而易见而令人信服时,各国却需要通过法律来确保这些系统的运行。得益于太阳能热水器的使用,每年摊销和运营的总成本仅为 50 美元,每天不到 15 美分,在其生命周期内比市场上最便宜的替代品便宜 10 倍。 太阳能系统在竞争中胜过淋浴头电热水器,虽然这些热水器的价格仅为每单位 25 美元,但是安装在头部内部的加热元件就会消耗 2500瓦至 5000 瓦的电量。这些加热器不需要水箱,白天消耗的能源很少,但该设备在使用时会消耗大量电能。这就像用消防水带淋浴,或用悍马开车送孩子上学一样。如果依靠使用时间计算使用费用的话,每个人只需要三个月就能够支付太阳能热水器一年的运营和投资成本。
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位于哥伦比亚波哥大的加维奥塔斯环境研究中心的保罗·卢加里(Paolo Lugari)和他同事受到了来自国家抵押贷款银行总裁马里奥·卡尔德隆·里维拉(Mario Calderon Rivera)博士的挑战。
位于哥伦比亚波哥大的加维奥塔斯环境研究中心的保罗和他的同事收到了来自国家抵押贷款银行总裁马里奥博士的挑战:设计可以在高度为3000 米,一年大约有 200 天为阴天的气候条件下可以全年使用的热水器。即使是在 1970 年代成功在中东建立了太阳能热水行业的以色列专家也建议,这样的气候条件也许应该依靠电加热。保罗和他的团队选择重新考虑设计,并决定依靠一种创新的方法来使用热虹吸,不采用任何移动部件,并选择光敏材料。该团队强迫自己去想象一种只使用现成组件搭建完成的设备。 关于热水器的作用原理,在耐高温不锈钢无缝管内均匀地分布高温电阻丝,在空隙部分致密地填入导热性能和绝缘性能均良好的结晶氧化镁粉,这种结构不但先进,热效率高,而且发热均匀,当高温电阻丝中有电流通过时,产生的热通过结晶氧化镁粉向金属管表面扩散,再传递到被加热件或空气中去,达到加热的目的。 尽管国家抵押贷款银行领导层准备接受采用发光而非阳光直射的基于光能的水加热装置,但金融专家仍不愿采用这种创新方法。谁来承担失败的风险?保罗和他的团队回顾了所有未知因素,并对材料的选择进行研究,再次评估了基于重力和对流的简单设计。 保罗决定向房主提供 25 年无条件保修期限,条件是他们每年清洁一次加热装置的机盖并保证水箱处于绝缘状态。加维奥塔斯环境研究中心在哥伦比亚安装了 40000 多个设备,在之后的 30 年里,他们实现了低成本、低风险地更换任何发生故障设备的承诺。这一行动为商界树立了新的标准。
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加维奥塔斯环境研究中心根据由抵押银行提供的房主的详细成本分析选择进入市场,该行业中太阳能热水器的庞大受众和存在的相关问题进一步体现了加维奥塔斯提出的模式的重要性。
如果可以在 25 年的抵押期内减少每月的能源账单,那么新房主每月的支出和相关付款都将减少,从而为其他日常支出留下更多的购买力。波哥大和麦德林的抵押银行与负责社会住房当局的合作为该行业实现盈利奠定了基础,同时该行业能够以非常低的成本提供基本服务。 市场90%的太阳能热水器存在着难以克服的顽症:冬天水温达不到,或者只能产生少量热水;这些产品只能在夏秋季阳光充足的时候用,冬季日照弱时根本不能用,或者产生的热水太少,不好用,客户经常投诉;其实,真正的太阳能热水器必须是一年四季都能用的。热水使用量比较大的时间是集中在冬天,而冬天的集热效果又不能满足使用要求,基本上受气候条件的限制,摆脱不了普通太阳能热水器“靠天吃饭”的局限,很难保证冬天照样有充足的热水。很多太阳能经销商为弥补热水产量不足,需要增加电辅助或者油锅炉,但是这样形成双重投资,增加客户的经济负担。消费者实际使用时候因此会白白浪费很多电能,并进一步减少使用的舒适度。太阳能热水器为了在日照不足的情况下也能有热水,基本都采用了所谓的“光电互补”技术,也就是在太阳能热水器上再增加一个电加热器。理论上说,只要热水不足就可以让该电热管加热。 这听起来很美好。实际上由于消费者使用热水模式很复杂,一年365天日照情况也不是固定。所以根本没办法恰当的解决“何时启动电加热最合适”。采用温度控制、时间控制实际上都不行(因为日照充足天气刚注的自来水温度也低于设定温度,若单纯采用温度控制,那么会在不需要电加热时候也通电)。使得这个初看上去简单的“电加热控制”问题没有任何太阳能厂家完善的解决——百分之百的太阳能厂家都算在内。而加维奥塔斯所提出的创新模式能够从材料选择和资金分配方面提供新的解决方案。
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如今,加维奥塔斯环境研究中心已经证明了其保险产品符合市场上最严格的标准,这一点也已被保险公司承认,不仅如此,全世界都对这种设计感兴趣。
对于现有模型,如果能够的任何改进,加维奥塔斯环境研究中心都十分欢迎。但是,由于放弃使用所有转向控制装置和电动泵,未来几年的突破都将依赖于材料的选择,而不是模型结构和形状的根本改变。加维奥塔斯利用现有的经验,继续进一步进行水净化系统的设计,拥有大约1100个床位的大型医院拥有水加热系统、半工业太阳能炊具甚至还有消毒设备。 印度尼西亚是第一个对使用太阳能热水器感兴趣的国家。这种设计激励了加里曼丹(Kalimantan)的工业发展合作伙伴选择加维奥塔斯商业模式。加维奥塔斯提供了一系列方案,包括完整的计算机辅助制造(CAM)组装计划,一个操作单元以及一个拆卸模型,以促进本地工业发展,同时降低消费者成本。在三十年的稳步改进的基础上,准备为本地制造提供蓝图的准备工作,并为第三世界提供了竞争性的发展模式。 这些系统是为热带地区设计的,但是只需进行一些简单的修改,就同样可以服务于寒冷气候地区。值得一提的是,加维奥塔斯不会向股东派发股息,而是由基金会将其收入投入到其他众多创新开发项目中,例如维查达雨林的再生,这在蓝色经济中被誉为可持续发展的主要例子之一,并将在以后的文章中进一步详细讨论。
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