能源技术的无限可能

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作者：德州仪器 Dave Freeman，更多精彩内容，请访问 TInergy

本周，美国节能经济委员会 (ACEEE) 发布了一份题为“半导体技术：美国能源效率革命的可能性”的综合报告。结合该报告，半导体产业协会 (SIA) 发布了一系列建议公共政策，有助于确保实现 ACEEE 报告中提出的节能目标。

一般而言，在半导体生产及其应用领域，半导体产业都是公认的用电大户。在半导体生产过程中消耗了相当多的电能，这些半导体器件都安装到了消费者日常使用的大量产品中。ACEEE 报告中的图表说明了未来 20 年电能要求将会发生怎样的变化。

该图表显示了以恒定效率水平使用的电量（预计到 2030 年每年的能源消耗将会超过 65000 亿 kWH）。每户家庭每年的平均用电量大约在 20,000 kWH。预计 2030 年的能源消耗（如果我们现在的生活方式不发生改变的话）相当于 3.25 亿个家庭一年的能源消耗，超出每一个美国家庭的承受能力。报告预测半导体使用可以提高效率，预计 2030 年能源消耗量将降低至约 34000 亿kWH，低于 2010 年 38000 亿kWH 的预计能源消耗量。因此，与其增加能源需求，不如在经济和人口不断增长的同时降低能源消耗。

该报告重点论述了在为日常生活提供所需电能和服务的同时，半导体在节能方面扮演重要角色的诸多不同领域，照明便是其中之一。今天，美国生产的大约 14% 电力用在照明上。我们当前正处在一个从白炽灯向节能照明（例如：LED）转换的过渡期。这是一个能够展示高能效的极好领域。例如，一盏 LED 灯可提供同普通台灯一样的照明强度，但却仅消耗不到其 1/12 的电能。该报告称，改用固态照明后，我们的照明所需能源可降低 50%。

另一个节能领域是电气马达。相比照明领域，马达更是一个用电大户。在美国，超过 50% 的发电量被用于马达工作。许多的超大型工业马达已经非常高效；许多 500 马力以上的马达拥有超过 98% 的效率。但是，大多数马达都为小型、且效率低下，1 马力以下的小型马达占马达总量的 95%。使用变速电子控制马达仅需一半电能即可产生相同功率。例如，安装电子控制马达的新型空调系统可在维持相同温度的同时减少电费开支。

“半导体技术：美国能源效率革命的可能性”这份报告包含了大量关于半导体在满足应用要求同时实现节能效用的信息。登录 http://www.aceee.org/press/e094pr.htm 即可下载该报告。

-Dave Freeman
德州仪器 (TI) 科学家 (Fellow) 兼系统工程经理 \