摘要
对于生产和消费而言，持续发展的技术是任何商业模式不可分割的一部分。技术是影响全球市场最终产品竞争力的主要因素之一，每一个新一代的产品在默认情况下比上一代更节能，因为在产品的整个生命周期里，能源效率是一个重要的成本因素。
在能量转换链的各个部分，都可以找到节能技术：从一次能源资源的开发和生产，到发电厂和炼油厂，再到电网，工业终端用户，建筑和交通。虽然技术潜力对于成功引进能源效率技术至关重要，但并不是唯一因素。为了评估此项技术的全部潜力并识别成功通往市场导入的路径，有必要考虑其经济性、可靠性以及现实性。
这份报告总结了世界能源理事会2011年能源效率技术知识网络发起的试点项目的结果。该项工作重点关注技术，更好地补充完善了世界能源理事会在能源效率政策方面的工作，最近的研究项目强调能源三角和未来图景。
下面的关键信息来自试点项目的第一方面，描述了目前最佳可用技术（BAT）的技术潜力：
·油气开发：上游电力系统的能源效率大约为20%，是整个能源价值链中最低的。通过应用一个全电动系统方法，能源效率将会提高50%。
·发电厂：世界平均发电厂能源效率（LHV）是34%，与之相比较，燃煤发电厂的最佳可用技术为46%，天然气发电厂为61%。
·输配电网：全球平均电力传输损失率达到12%；高压传输的最佳可用技术每1000公里低于4%。
·不考虑大小、技术或工艺流程，能源效率管理系统至少增加5%的能耗。
·建筑能耗占全球能源消费总量的40%。建筑节能的潜力大约在20-40%之间，或者在每年100-200万吨油当量，这相当于有些国家一年的能源需求量。
下面的关键信息描述了当前最佳可用技术（BAT）的经济性和可实现性：
·许多案例需要一个完善的系统分析，以利用全部的节能潜力。比如，检测如何使用绝缘、自动化、加热和制冷控制或者是几项技术的组合，提高建筑能源效率。
·对于实现全部节能潜力而言，对用户进行培训和提供信息是必要的。
·考虑到能源投资长期性的本质，金融机构的态度应该转变。当前，投资者在寻找短期收益，但能源项目需要很长时间（能源项目是3年的回报，而不是10年）。
·由资本性支出驱动角度转向全生命周期驱动角度对于获得一个美国和加拿大项目成本收益的完整和真实的图景是必要的。
1.全球趋势
21世纪，特别是与发端于目前发达国家的工业化起始时相比较，我们对能源使用的理解方式发生了巨大变化。
目前，这些发达国家的人口占全球人口总量的20%，并且很难再继续增长，而发展中国家人口增长率却很高。人口迁移至大型中心城市导致巨型城市的出现。建设基础设施以满足全球能源、交通、住房的需求，食物供应也面临巨大挑战，没有一项需求能离开能源。
虽然全球能源资源是充裕的，并且可以满足未来几十年增长对能源的需求，但其在全世界的分布及对于能源市场的意义，要求一个更加有效地使用资源和能源的体系。当前的不平衡性被大量其他相关问题放大了，包括像北美页岩气增长开发的例子。气候变化是最严重的问题，并驱动向更清洁电力和更高能源效率的方向发展。
可持续能源系统有三个主要的驱动力：供应安全、经济性和环境保护三者相互平衡的系统，即所谓的能源三角，在世界能源理事会报告《世界能源三角2011——未来的政策：评估国家的能源和气候政策》中已全面覆盖。
依据国际能源署（IEA）的统计，全球电力需求的实际增长已经远远高于一次能源消费的预测（图2）。这表明了能源供应和终端使用中不断增长的电力的重要性。比如，在国际能源署的报告《新政策图景》中预计，在2035年前，每年能源需求增长1.3%，低于电力需求每年2.3%的增长。低CO2排放的电力数量将大幅增长。
在能源部门，应对气候变化的措施包括三个战略重点：
·电力供应脱碳；
·增加整个能源价值链的节能；
·使用化石能源的终端的电气化，如热泵、电动汽车，这里有巨大的净节能和减排潜力。
依据国际能源署（IEA）《能源技术展望（ETP）2010蓝图》和《世界能源展望2011》，2050年，相对正常情况，只电力一个部门节能就将减少CO2排放7.3吉吨（Gt），是人为减排总量的17%。
当谈到人类活动各部门的排放，能源相关的CO2排放构成主要部分，占总量的62%，在其中，发电厂一个部门的排放量就达到13吉吨（Gt）CO2当量。剩下的18吉吨（Gt）与能源相关的人为CO2排放主要集中在几个工业部门。
图4显示了根据热输入，油气的上中下游业务是能源消费最密集的工业部门。
国际能源署在其450图景中指出，提升能源效率是成本最低的减缓气候变化的措施。在2011-2035年间，相当于《新政策图景》的情况，能源效率占累积全球减排份额的一半，或73吉吨（Gt）（图5）。
在剩余潜力，能源价格和其他指标方面，每个国家能源效率的作用都不同。在OECD国家，尽管已有显著的能源效率提升，依据《新政策图景》，在450图景中效率提升仍旧占据大约42%的减缓潜力。
该份额在非OECD国家为54%，在这些国家中，由于能源效率技术的高成本及能源补贴并未鼓励提高能源效率，高效的能源生产和使用技术一般没有被广泛应用。
许多潜在的节能方法目前已经可以使用，相关技术也经过了验证。在发电厂例子中，超超临界燃煤技术（650℃，265个大气压）和联合循环汽轮机发电厂是高效生产的典型例子，还有最新的特高压交流和直流输电技术。智能计量、高效建筑、热泵、高效电机、LED灯和其他用能终端，也能够导致更高的能源效率。
生命周期分析可以帮助定义每个技术的具体贡献，并分析哪项技术是成本有效的，如减少总能源成本通常带来正投资回报率提升。电动汽车可能是未来交通解决方案的例子。然而，当考虑到电池成本时，成本效率仍旧有相当大的经济挑战。
然而，未来潜在的成本节约本身往往不足以促进支持能源效率提高的想法，还存在一些障碍，如：
·缺乏辨识和获得节能潜力的知识和技能；
·与其他成本比较，优越性较低；
·较高的前期成本，较长的回报期，并有预期节能难以实现的风险；
·能源补贴和目前还没有取得一致认可的外部性，如气候变化。
依据世界能源理事会的研究，在世界范围内，能源消费增长慢于经济活动增长，中东地区除外。因为高油价、技术进步和能源效率技术在诸如灯泡、电机等终端的应用，2004年以来，能源强度减少的趋势（单位GDP能源消费量）在加速。需要额外的能源政策和能效措施，实现尚未开发的节能潜力。由于决策方式的不同，它们的适用性有变化，如：
·潜在能源节约的性质和位置；
·关键决策者的作用：所有者、租户、运营商、监管机构、用户；
·电力市场和税收结构，特别补贴和碳成本。
无论什么时候的能源或环保辩论，能源效率总能够作为似乎能够轻易实现的东西而被提及。对许多人来说，这就像“挂得很低的果实”，但时至今日，不论是在公共部门还是在私人部门，这个假设都不成立。
在整个能源价值链上，有大量的技术潜力用于能源效率的提升：从像石油、天然气、煤炭、铀矿和其他一次能源的开采到把这些能源转化为热力或电力，能源的运输和分销，设备端的终端使用等。几乎没有几个研究项目或学术研究能够根据所需的技术细节估计能效节约潜力的要求并生成可靠的估计结果，同时还能以容易理解的方式进行沟通。
权衡投入产出和成本能对整个过程的能效提升有很大好处。它有助于评估能源效率提高的影响和对能效提高背后驱动因素的通用理解；它还能有助于减少燃料的消耗，提高工业的适用性和盈利能力。
对能效影响的测度
能效技术的影响如何测度和记录？一种节能技术的使用或多种设备的使用能够实现什么样的节能？为了能够回答这些问题，在测度能源效率提高之前有必要定义参考点（基线）。基线的设计还应当考虑正常情况下的能效提高，如不采取任何能效措施下能源效率的自然提高。
从开采生产原材料（一次能源）开始，沿着后续的一系列工序，到运输、分销到使用，能源价值链是一个序列的连续性生产活动。价值链越发达，提高能效就越能够获取更多的利益。
工业部门已经开发出了大量的不同方法
在过去的几十年里，对环境和社会经济问题的认识已经得到了显著提升，这不仅仅发生在相关行业从业者之间，同样发生在所有利益相关者之间。
所有的评估方法都有其局限性。例如，选择在本质上和过程开始时所做的假设可能是主观的。只有在所有假设和上下文环境相同时，对不同分析（如研究或建模）的结果比较才是可行的。通常，在分析中所衍生的信息只应该用于更复杂决定过程时作为一部分使用，或者用于了解广泛的或更一般的交易权衡。在这种情况下应该注意，行业为每个特定的设计开发能源效率的指导方针。
进行一个评估项目时，有必要做出相应假设，工程评估和决策都是基于涉及其中的利益相关者的价值。每个决策结果都必须包含在最终结果之中并与之沟通，以便全面清晰解释源自数据的结论。这会使得每个替代方案的优缺点更加易于理解。
哪些步骤是必需的？
基于能源效率方法的可持续能源系统，要求对构成能源系统的各个部分进行最优的整合。为建立整合的能源系统，有三个任务必需完成：
1.识别和确定自己的能源方面的要求；
2.沿着整个能源转换链评估可能的提高能效的选项，并选择最合适的来匹配自己的要求；
3.跨部门和沿着能源价值链的基础设施，跨地区使用信息和通信技术，如控制、实时优化和智能电网技术等工具来优化能源系统。
考虑到能效提高带来的诸多好处，如从二氧化碳减排到数十亿美元的潜在能源消费节省潜力，实施具体的项目评估已经是刻不容缓。为更快实现提高能效的进程，指导方针、信息和沟通应当放在第一位，这甚至比推动力本身更重要。这也是政府可以而且应该采取更主动的方法的地方。所有能源投资和能源效率措施应该基于包括环境成本的成本/效益分析之上。
3.油气开采和生产过程的能效
由于油气行业是能源最密集的行业，因此也就有最大的能效改进的潜能。在自身的生产过程中，油气行业会消耗大约20%的产出量。此外，以任何标准来看，油气勘探和开采的能源效率都是非常低的，几乎为20%。相比发电效率达60%的最先进技术，很明显勘探和开采必然有巨大的能耗下降空间。勘探开采的效率如此之低，其原因需要仔细分析。
石油和天然气工业价值链上最重要的环节就是勘探和开采。勘探和开采业务也被认为是能源价值链上最具风险的部分，无论是在经济领域还是在物理领域。同时，勘探和开采也带来最高的回报。这有助于公司多元化其活动并带来多种收入来源。很明显，这些业务是由那些能够承担长期投资现金流的垂直一体化公司占优势的。
深水区以及遥远地区和北极地区的设备是全自动的，不需要人员操作。例如，一个公司目前正在运用能效智能网系统技术为深水海底产品开发概念。这些所谓的海底系统将依赖水面或陆上能源的输电系统，他们能够通过电力在2000米深及以下的地方控制完全自动化的开采系统。
石油勘探和生产投资保证了这个估计每年达1600亿美元的石油服务市场的流动性。这些服务包括地球物理活动，如钻井及相关服务、工程、建筑、机械设备的供应和维护。系统性观点推动了能源价值链组件进一步整合，同时考虑到能源对经济而言不断增长的重要性，能源也为大量相关业务活动直接或间接参与到行业中创造了大量的机会。
4.加工工业的能效
工业能源效率在过去十年得到了显著提高。通过采取最佳技术仍可实现额外的改进。此外，节能措施提供了一些减少二氧化碳排放的低成本选项。然而，需要更广泛地部署被熟知的成本有效的政策工具来实现这种潜力。碳捕获和封存，熔态还原、分离膜和黑液气化等技术，将有助于应对这些挑战。
行业研究、开发、示范和部署广泛的有前途的新技术，都需要更大的投资，识别和完成实现长期碳零排放生产的材料新工艺也需要大量投资，如感应（潜在的行业：冶金，食品行业）、工业热泵（潜在的行业：食品、化学、纸浆和造纸、钢铁）。
在油气工业，由于能源价格对国民经济的巨大影响，特别是在发展中国家，下游业务受到以下因素的强烈限制：原油高成本，所需的投资，增长的业务流程的复杂性和对产品价格的严格管制。这可以归因于炼油活动有着严谨的管理运营成本。
为了评估炼油厂和石化厂的能源性能，需要分析其性能趋势并与其他工厂相比，重要的是要考虑表征系统的复杂性及其操作的性能指标，并允许管理人员对结果的批判性分析，以便拉小实际结果和期望目标之间的差距。
一般来说，炼油厂能源管理是基于由Solomon Associates开发的能源强度指数(EII)，考虑其影响，复杂性，技术先进性和卓越运营的良好实践，对于每个炼油工艺装置设置了标准消费值。能源强度指数的计算是通过标准消费量除实际消费量，也是基于每个工序的单位供应和特定标准消费的标准消费值的加总。另一个计算方法是能源特定消费（ESC），用所有炼油厂考虑每个工序的复杂性因素后的总和除实际消费量。
为了对相应报告和验证的结果进行批判性分析，能源强度指数和能源特定消费必须完成以下三个步骤：a)测量b)分层c)热平衡优化。
测量和分层的重要性在于他们能够过滤出有用的信息和沟通通向高层管理人员的渠道，也向操作员显示主要变量影响的结果。热功率平衡的优化也扮演一个非常重要的角色。因为它是调整能源生产和需求考虑经济、进料流率和维护时不可或缺的。
作为商业指数，EII也影响燃料质量、流通率和系统可靠性,因为它考虑了作为标准消费单位的操作能力。能源经理不仅要有广阔的商业视野，也应该关心维护的质量和重点，以及工厂的最大利用率。指数的分析及结果，纠正行为的影响，应该成为能源经理的日常工作。设计指南也必须作为一个炼油厂和石化企业能源管理的首要任务,因为工厂在进入运转之后就很难实现较大的改变。
基于以上的几个主题的说明，下面的设计和操作行为通常被认为是工厂的工序过程中良好的能源管理工程实践：
·优化热交换网络，主要是在蒸馏单元部分，使用诸如夹点技术等；
·应用整体站点分析，寻找工厂整合的机会以及蒸汽水平的优化；
·优化氢气产量、寻找新的催化剂，研究可再生原料，压力分析，过程控制以减少氢气损失等；
·采用低压下降分析气缸内部，采用热交换网络分析整合；
·在加热器和蒸汽发生器方面，评估燃烧空气预热、烟气废热回收和煤灰清洁器分布，并考虑氮氧化物的排放；
·考虑废热回收及联合生产；
·评估变速驱动泵和空气冷却器；
·实现高级控制和实时优化；
·设计混合动力和Hijet真空系统；
·评估制冷剂液体和冷凝器等冷却装置，以减少燃烧消耗；
·用电机替代大冷凝器式汽轮机；
·安装流体透平膨胀机的和加氢催化裂化、加氢处理；
·以精心的行动计划防止蒸汽泄漏和实现冷凝回收；
·提高保温效力，减少电力损失；
·优化服务并优化仪表的空气系统。
5.热力发电的效率
载能资源像硬煤、褐煤、石油和天然气等的热能转换有着悠久的历史。这一切都起源于木材的燃烧。由于高热量和机械功率的需求，在19世纪末和20世纪，电力、煤炭成为主要的燃料选择。此外，水能和20世纪下半叶的核能也用于发电。随着联合循环模式中天然气的使用增加，从1980年开始发电效率明显地得到提高。
高操作效率以及更高效的二氧化碳捕获和存储(CCS)技术是中期内技术发展的主要方向，并最终向化石燃料发电中二氧化碳零排放发展。例如，西门子已经在德国Irsching为E.ONAG建立了一个联合循环发电厂，功率达到570兆瓦，发电效率为60.75%。这是世界上第一个超过60%大关的发电站，而与目前现存的设计效率为58%的最好的发电站相比，每年将减排超过40000吨的二氧化碳。
在燃煤发电领域，当前效率已经达到46%以上，在未来几年正朝50%的水平接近。虽然先进的技术已经处在如此高的水平了，但天然气和燃煤工厂的平均效率在世界各地大约是41%和34%。燃煤电厂行业明显有一个巨大的效率改进潜能。欧洲蒸汽发电厂总装机容量约2300吉瓦(2011)，其中的40%将在未来20年内淘汰。这意味着大约1000吉瓦的产能需要更换。在美国，由于页岩气的可用性和低成本，高效的联合循环发电可以代替旧燃煤发电。
碳捕获和封存(CCS)是大规模缓解化石燃料发电厂产生的温室气体的排放的唯一技术。在化石燃料发电厂整合碳捕获和储存将导致目前水平上6%至10%的效率损失。
由于源自风能和光伏等可再生能源的波动性发电份额的增加，考虑到电网负载的控制能力，需要给电网留下一定的灵活性。在未来，传统的发电厂必须有足够容量能够通过迅速改变发电厂输出的上升或下调以应对负载的变化。
同时，在负荷侧需要更大的灵活性以更具弹性的方式做出反应，即“负荷跟随发电”。这需要终端到终端的详细的数据，并通过网络从发电端传递到负载。这些要求如何以高效率同时满足可以通过西门子的FACY（快速循环）技术进行演示。与热启动相比，该技术提高了燃气联合循环电厂约14%的启动效率。
此外，还有进一步降低化石燃料的用量和增加整体电力生产效率的可能性，如联合热电工厂（CHP），通过煤炭发电厂共燃生物质或使用甘蔗渣和乙醇加工工业的残渣。
提高电厂的可靠性是实现更高的整体发电效率的另一个可能的途径。据计算，如果世界上所有的发电厂可以操作的可靠性达到今天的世界前25%发电厂的相同程度，全世界至少可以节约800亿美元，每年可以避免10亿吨二氧化碳和相应数量的其他污染物的排放。
6.能效和电网
电网在向消费者输送电力方面扮演着重要角色。电网在输电系统（直流或者交流电）中使用最高电压输送大量电力，在分配系统中以中低电压输送，在此输送过程中，会有电力损失，目前，全球电力损失平均值是12%。所以，应用最新技术建立一套优化的电网结构以降低损耗尤为关键。
风力和太阳能发电能力大幅提升，但产能不稳定，促使现有电网已趋于最大负荷，例如在德国和美国，因为不稳定的可再生能源占比较高，导致的电网容量不足造成了越来越难在发电和负载间取得平衡。为保持电网的稳定性，只能断开新能源发电机。因此，新的挑战是在电力储存、高压输送线、更大范围内优化等众多选项中确定和实施一个最好的选择。
另一个结果是电力现货市场的价格不稳定，在强风和低负荷需求条件下越来越频繁出现极低甚至负利润。目前一些地方的电网已负担不起任何投入。国际原子能机构预测，到2030年电网投资需求将高达6.5万亿美元。
欧洲风能协会预计，到2030年欧盟27国总发电量将达到3000-5000亿瓦。风力发电机一般建在陆地上，但有越来越多建在公海。这意味着，有必要用最少的损耗完成长距离大量电力输送，所以高压直流输电技术将成为重要的备选方案。
全球最高载荷的电力高速通道在中国已建成，其他国家也在积极规划：电力从国内的水电站输出，经过成千上万公里路程到达沿海城市，损耗非常小。使用+/-800千伏输电电压是可行的——这是世界范围内首次使用这个级别的输电电压。采用高压直流电技术进行远距离电力输送，更高的电压水平如1000千伏同样可行，传输损耗每千公里仅有3-4%。
高压直流电技术可以成为整体解决方案的一部分：与高压交流电技术相比，高效直流电技术在超过100公里输电方面更为经济。但是这项技术也有缺点，比如需要建立一个网络，现在高压直流电技术主要用于解决点对点传输。
除了输电网的升级和扩展，使分配网络结构适应新的挑战也很有必要。过去的单向网络需要配置为双向电流。这需要增加电力网络尤其是分配网络信息的使用。换言之，就是智能电网。在未来，能源系统中发电/载荷依赖将被改变。以前“发电看载荷”的法则将不再适用，新的原则变为“载荷看发电”。
智能电网是发电、传输、分配发展的下一阶段。在老的电网中，电力从发电到最后的传输是单向流动的。智能电网允许信息在电力供应商和消费者之间双向交互流动，甚至可以实现电力从可以提供发电的用户向电网的输送。
运用先进的计算设备，账单的准确性和效率大大提高，同时消除了错误和人工读测产生的大量劳动力成本。通信设施也能实现新的先进功能，如智慧家庭设施，电动汽车充电，数据采集系统等等。建设智慧电网使电网可以节能运行，分散的能源以最佳方式整合，这将直接减少温室气体排放。
同时，建设智慧电网将为消费者提供准确的价格信号并引入激励机制，此次促进消耗的全面降低：消费者成为力求节能和消耗降低的主力。
智慧电网日益复杂的运行机制对能源系统的可持续发展至关重要。对现有流量的监测和控制，是智慧电网的核心功能。没有这些数据，未来的供电系统就不能获取大量的可再生能源，同时在发电量波动和载荷之间保持最佳平衡。
除此之外，智慧电网在运行中断后能够更快复位，减少非技术损失。随着信息技术在电网监测、控制方面的应用，智慧电网成为现实。智慧电网的要素包括：
·智慧仪表，用于小型能源生产商、消费者及电动车基础设施；
·覆盖全能源产业链的有效信息、通信技术和传感器。
这将使电力消费更加透明和易于控制，最终有助于节能。引进智能控制系统将各种发电机设备互联，或者将单个供电区域从整个网络中独立出来，就是所谓微电网。这些采用分散发电机的微电网像PV,风电，生物发电或者微热电联合可以在独立的系统中运行，与电网的连接仅用于后台支持。
7.工业节能
工业使用大量能源支持各种生产和资源开采。很多工业生产需要大量热能和机械能量，其中大部分源自天然气、石油和电。一些工业生产产生的废气可以被再次利用，提供额外能量。
由于工业生产中的低温生产和高温生产过程迥异，工业节能空间不能一概而论。一些生产程序和能源服务广泛应用于很多行业，其中很多依赖特有技术和工艺。然而，不论生产规模、技术或者生产程序如何，工业节能管理可以将能源消耗降低至少5%。
在很多国家，实施热电联产、减少生产热能或者利用生产中的废热为节能提供了很大空间。
热电联产产生的蒸汽和电在工厂内部得到利用。发电时，作为副产品生成的热能可以收集起来，为生产提供蒸汽、热等。热电联产将90%的燃料转化为可用能量。
先进的锅炉和熔炉高温运行能减少燃料使用。这些技术既节能，产生的污染物也少。美国生产厂中超过45%的燃料用于生成蒸汽，典型的工业生产厂通过收集蒸汽、减少泄露、建设冷凝回路充分利用蒸汽，将能源消耗降低20%（根据美国能源局）。
目前，电动机是最主要的耗电设备，约占耗电总量的70%。在第三产业，电动机耗电量约占耗电总量的三分之一。
电动机通常匀速运转，但变速驱动可以所需载荷控制电动机能量输出，这样可以节能3-60%，具体取决于电动机如何使用。由超导材料制成的发动机线圈也可以降低能量损耗。电压优化配置也有利于节能。
工业中会大量使用各种型号的泵和压缩机。泵和压缩机的效率取决于许多因素，一般实施更好的过程控制和维护措施可以提高节能效果。压缩机一般用于为喷砂、喷漆等提供压缩空气。据美国能源部称，通过采用变速驱动和防止空气泄露的措施优化压缩空气系统，可以将节能效率提高20-50%。
8.交通部门的节能
一辆机动车的节能效率约为280兆Btu/乘客英里。提高机动车节能效率的方法有：改用流线型车身减少阻力，降低车身重量（这也是合成材料广泛用于车身的原因）。
先进的轮胎通过减少路面摩擦力和滚动阻力省油。保持合理的轮胎压力可以将燃料效率提高3.3%，替换阻塞的空气过滤器可以将旧车燃油效率提高10%。在配有燃料喷射器和电脑控制发动机的新车（1980年及以后生产）上，阻塞的空气过滤器对百公里耗油没有影响，但是替换它可以提速6-10%。
节能汽车的燃油效率是普通汽车的两倍，最先进的车如奔驰仿生学概念车的燃油效率高达百公里2.8L，是现有常规车辆平均的4倍。
机动车节能的主流趋势是增加电动车（全电动或者混合动力）。混合动力如Toyota Prius使用再生制动可以重新收集普通车辆中浪费的能量，城市间驾驶效果更为明显。插电式混合动力车能提高电池效率，在不用汽油的情况下也可行驶一段距离。
这样看来，任何产能方式（如烧煤、混合动力、可再生能源）都可以节能。插电式混合动力仅依靠电力可以行驶约40英里（64公里），如果电池电量低，汽车发动机可以继续使用。当然，纯电动车也很受欢迎。
9.商业和民用建筑节能
一座建筑的位置和周边环境对调节其温度和照明起着重要作用。例如，树、绿色景观和山能提供阴凉，也能挡风。在较冷的环境中，设计窗户朝南的建筑增加了进光量（最终转化为热能），减少了能源使用，最大限度利用了太阳能。紧凑的建筑设计包括节能窗户、密封很好的门、墙体额外的保温层、地下室底板和地基可以减少25-50%热能损失。
黑色房顶比反射效果最好的白色房顶温度高，这部分多余的热能可以转化用于建筑内部。美国研究表明，房间降温时，颜色浅的房顶比颜色深的房顶用能少40%。白色房顶在阳光充足的环境中节能更多。先进的电力加热和冷却系统减少了能源消耗，改善了建筑内人群的舒适感。
利用窗户和天窗合理的位置以及建筑的特点，将光反射进建筑物可以减少人造光的需求。一项研究表明，自然光和工作照明使用增加，将提高学校和办公室的生产率。节能灯可以节省2/3能源，寿命比普通白炽灯泡长6-8倍。新型荧光灯可以发出自然光，在大多数情况下，它们更节约成本，虽然初始购置配用较高，但是成本回收期仅有数月。
节能建筑一般会利用低成本的红外传感器，在卫生间、走廊以及非工作时间的办公区域等无人使用时关掉照明。利用与建筑照明系统相连的日光传感器可以监测照明的照度（照明单位），根据自然光的多少关闭或减弱照明亮度，以此减少能源消耗。建筑管理系统通过中央计算机将所有这些连接起来，控制整栋建筑的照明和能源需求。
建筑内取暖和制冷技术的选择对能源利用和节约有重要影响，有的区域取暖和制冷系统会利用城市垃圾。例如，用一个新的燃烧效率为95%的天然气炉替换一个旧的燃烧效率50%的将大大节约能源使用、二氧化碳排放和冬天取暖费账单。地热泵可以更节能更节省成本。该系统使用泵和压缩机推动冷冻液沿着热动力循环系统，改变热能从热向冷的自然流向，将热能从储备在附近地下的大型热能库输送到建筑中。
事实证明，通过热泵输送等量热能比使用电加热器节约4倍电能。地热泵的另一个优势是它在夏季可以转换功能，通过把热量从建筑传送到地下达到制冷效果。地热泵的缺点是初始购置费用较高，但是由于低能耗5-10年就能收回成本。
商业部门通过引入智能仪表希望引起员工对能源问题的重视，并用这种生动活泼的方式达到监测建筑内能源使用的目的，但进度缓慢。现在的建筑利用能源质量分析师评估使用、谐波失真、峰值和干扰因素以最终实现建筑节能。通常这些仪表通过无线传感网络互通。
结论
有时节能被认为是能够迅速实现能源节约的比较简单的方法，很多有效的技术解决方案已在应用。技术进步在现今和未来都将为节能提供很多技术解决方案，但是也有一些组织、经济、实施方面的障碍，需要统筹考虑：
·技术解决方案的成本节约。投资节能技术的收益通常不为人知或被质疑。政府部门应该推进对收益进行公正的综合研究，包括成本/收益评估。
·融资。节能是一项长期使命，融资问题需要考虑进去。贷款时限应该覆盖整个解决方案的持续期。
·接受现实。能源节约不一定总能达到预期（反弹效应）。接受现实并愿意适应新的能源消耗类型对政策和措施成功实施非常必要。
·创新。技术路线图是做未来设计非常有用的工具，可以帮助决策者在短期方案达成共识。
·环境影响评估应该基于一个完整的生命周期分析，要现实可达成的。
注：
译自：2014年3月【英国】www.worldenergy.org
