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近幾個世紀，人們越來越多地把定居點選在容易發(fā)生諸如暴風雨、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，只有借助智慧、強健的基礎(chǔ)設施，城市才能把自己武裝起來，抵御未來的災難。
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，它的壽命長達萬年之久。研究人員認為，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)個世紀的漫長歲月中，逐漸學會適應周圍環(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，但在適應環(huán)境方面，它們卻并不善于學習。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120萬。全球的再保險公司慕尼黑再保險公司的地質(zhì)風險研究部主管Peter Hoppe教授指出，“英國著名經(jīng)濟學家尼古拉斯•斯特恩勛爵曾說過，到本世紀末，（自然災害）造成的損失將占全球國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%。”他補充道，北美地區(qū)尤其危險，“過去30年間，北美地區(qū)遭遇的自然災害數(shù)量增加了近5倍”。
不久前肆虐紐約的颶風便是其中之一。2012年年底，颶風“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“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。
提到颶風“桑迪”，人們至今心有余悸。自然災害的破壞力之大，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措施，像“桑迪”這樣的自然災害造成的損失將飆升至30億美元。相比之下，如果對增強電網(wǎng)智能性和強健性的技術(shù)進行投資，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6600千瓦補充電力能夠增強紐約的供電安全性。
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23千瓦級風電機組為其提供電力。
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)生的所有自然災害中，有40%左右在這一區(qū)域。特別是有一次災難，令全世界都為之哀痛：2011年3月，日本發(fā)生的強震和海嘯奪去了約1.6萬人的生命，這場巨大災難還導致福島*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堆還在運行。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。日本風能協(xié)會透露，日本計劃到2020年將其風電裝機容量從當前的約260萬千瓦提高到1100萬千瓦。到2050年，日本風電裝機容量將增至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風電場的理想地點之一。”西門子風電亞太業(yè)務部*執(zhí)行官Kay Weber補充道，“日本是亞太地區(qū)具吸引力的風電市場之一。”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)型風力發(fā)電機將在日本本州島西北海岸投入運行。
地底神龍。日本也深入地底開發(fā)能源。日本環(huán)境省稱，日本地熱發(fā)電量有可能達到3400萬千瓦；目前，日本地熱發(fā)電標稱裝機容量僅為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。因此，舉例而言，西門子的一支團隊正在研制配備了自動關(guān)閉系統(tǒng)的優(yōu)化輪機。當發(fā)生地震時，這種輪機可以快速、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），抑或地熱活躍地帶，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，適用于輪機和機車生成的傳感器數(shù)據(jù)。由此得出的信息有助于判定機械負荷、預測故障以及在結(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立了到2020年將可再生能源發(fā)電占比從當前的5%提高至17%的目標。
然而，當諸如太陽能電站和風電場等不穩(wěn)定發(fā)電設施并網(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)濟中的重要性，2011年，礦物燃料獲得的補貼高達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，只有當城市投資于整體解決方案時，這些目標才能得以實現(xiàn)。換句話說，這類技術(shù)必須結(jié)合公交系統(tǒng)、汽車共享服務和低排量汽車的開發(fā)等，多管齊下，才能起到效果?？紤]到2050年，全球人口總數(shù)將達到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)設施的可靠性和能效，將比現(xiàn)在更為重要。