【杂谈日记】煤、油、气、电与生活，2021.2.20
严格来说，这样一个主题，已经不是今天想出来的，而是好几天前，在老家浴室洗澡的时候被冻成狗之后得到的感想，只不过今天有时间坐下来，好好地整理一下记录下来罢了。
*这个系列的专栏很可能会写一些和我平日更新内容完全无关的领域，记录一些日常生活的点滴，一些个人的想法，其中的内容甚至也不一定正确，如果感兴趣，可以一起讨论一下，如果不感兴趣，也可以直接划过去，反正是篇专栏而已。
一、热水澡。
我家住在三四线城市的自建房里，对于我家来说，准备洗澡的热水，一共有三个选择：罐装液化石油气、电热水器和太阳能热水器，当然其实还有空气能热水器这类偏冷门的选择，不过这东西好像一直都没怎么得到广泛的重视，估计是在技术实现上始终还是有一些问题吧。
稍微进行一些科普：
1、用高压钢瓶装着的一般13.5~14.5公斤一罐的东西，我们习惯叫煤气，罐子也叫煤气罐，实际上这东西是液化石油气，是石油工业的产物，主要成分是一些沸点在零下十几度到零度附近的烃类混合物，而不是化学课本上所说的煤气。罐装液化石油气有5公斤的小瓶装，也有更大体积的，这两种一般都是饭店用的，不过随着电磁炉和丙烷的普及，前者已经很少见了，后者则是后厨用的。
2、煤气主要是指一氧化碳和氢气的混合物，是通过煤加工的燃气，我不太清楚这东西有没有拿来当做主要的燃料用。
3、天然气是以甲烷为主要成分的气体，因为沸点低，如果使用高压容器的话，压力需求会非常大，所以一般是以管道气为主（我没见过民用的瓶装天然气）。
4、液化石油气和天然气的热值有很大区别，因为气体是以摩尔体积计量的，同等环境中同等体积分子数相同，分子量大的拥有更大的热值，所以液化石油气和天然气的炉具不能混用，即便是两用的炉具，也必须具备档位进行调节，否则会因为进风量的不足造成燃烧不完全，出现事故。
5、便携式小灶一般使用的是压缩丙烷气罐，这种便携小灶在不方便使用电磁炉的场合取代了过往的小罐装煤气搭配煤气炉的组合，更灵活，安全性也更高，毕竟5公斤装的煤气罐也不可能搁桌上。
我家最早是使用罐装液化石油气搭配8升燃气热水器的，当时没有什么安全规范可言，燃气热水器都是直接装在浴室里，而且也没有做排风管道，以现在的安全标准来说自然是很危险的，不过我家主浴室空间比较大（大概十几平，无吊顶三米多层高），加上万家乐的燃气热水器非常可靠，所以一直平安无事。
后来，我们家换用了60L的电热水器，并且一直使用到现在。
没用过的人可能不清楚，燃气热水器在正常出水之前会有一次过热波动，不习惯的人很可能会烫伤。蓄水式电热水器的缺陷是需要预热，而且即便水箱的保温效果再好，洗完澡之后，剩下的热水到第二天基本也凉了，也算是一定程度上的能源浪费。
燃气热水器的过热波动只是一个习惯问题，尽管开水要试水，但十几秒的时间大概也就出水个几升，节俭一点的情况下，用水盆接起来也能冲厕所，不算浪费。
蓄水式电热水器需要预热的问题其实在一定程度上也可以改善，只要改变水箱设计逻辑，双水箱加热，可以在一定程度上加快快速加热的效率，只不过热散失带来的浪费是不可避免了，水的比热容是4.2kj/kg，近似估算，一水箱72℃的水散失到27℃，损失的能量大概是3度电多一点，如果考虑上这一点的话，电热水器的能效比实际上并没有想象中那么高，除非使用习惯极佳，但那是几乎不可能的事情。一般情况下，我们家最后一个人洗完澡，热水器大概是五十多度，自然散逸的热量大概占两度电左右。
太阳能热水器也有不少拥有屋顶的家庭会选择安装，太阳能热水器的集热效果很强，以前高中的热水有很大一部分就是宿舍楼顶的太阳能热水器阵列提供的，这个可以说是最理想的热水来源了，只不过从稳定性上来说，并不十分靠谱。
燃气热水器尽管即开即热，但相比蓄水式电热水器，在大多数情况下绝对不是最佳选择，除非违规安装，或者建筑结构具备充分的优势。
因为燃气热水器按规范不能安装在封闭室内（现在如果不装在指定位置甚至过不了燃气公司的检查），如果浴室和安装位置之间具备比较长的距离，那么就会导致存在很长一段的水管，这段水管中会存在大量的冷水，也正是因为这段水管，燃气热水器成为了开水之后热水出得非常慢，大冬天的起码要放上半桶水（三四十升） 才能确保有充足的温度。
也正是因为这个距离，最终洗澡用的温水必然还要经过一个混水阀，经过调整之后才能得到合适的水温。而燃气热水器和储水式电热水器有一个很大的区别在于冷热水混合比例基本是相反的，储水式电热水器中放出来的都是高温水，比如我家的热水器储存的是72℃的热水，冬天的水温大概是十几度，洗澡所需的热水大概在40度左右，混合比例基本是一比一，而燃气热水器一般出于节能等各方面因素考虑，出水温度大概在50度附近，想要调到40度左右，需要的冷水比例会小很多，很容易调歪，一不小心就容易变成杀猪去毛。
从这些因素来考虑的话，燃气热水器实际上已经不太适合作为主要的民用热水器了，但它依旧有自己存在的必要性，具体后面再说。
从舒适和节能环保的角度来说，最适合使用的其实是即热式电热水器。用过电热水壶的人都知道，电加热的能量损失是很小的，因此尽管电是二级能源，但考虑到作为一级能源与二级能源转化的电站存在规模效应的优势，即便同样适用化石燃料，造成的污染和能源损耗也很有可能更低。
即热式电热水器在体验上基本相当于将燃气热水器的燃气加热换成了电加热，因此具备了即热式燃气热水器的几乎所有优点，却并没有需要良好通风的强制要求，因此可以直接安装在接近洗浴区的位置，减少浪费，堪称完美。
但即热式电热水器有一个最大的问题——功率。
将1升水在1秒内提升1℃需要大约4.2kj的能量，也就是4200W的功率，实际上热水器的流量并没有那么高，按每分钟6升水加热20℃来计算，忽视掉其他转换损失也要8400w的功率，中国的家用电是220V，这8400w就要接近40A的电流。
我家的电表是超规格的，是标准的63A入户（更高的入户标准需要给电力公司交更多的报装费用），中学做题的时候，物理试卷中举的例子基本都是15~20A，即热式电热水器根本用不了。
另外一个必须要注意的是，63A的电表不代表你家的插座具备这个承载力，电线的品质也很重要，我家的空调线路过63A毫无问题，毕竟都是高规格的实心铜线，很多商品房，不懂行的最后装出来的就未必了。
而且一个家庭中，63A的负载并不是全部都可用的，还有一部分常驻负载，比如冰箱、电灯（你不可能把全屋的灯关了去洗澡吧），还有根据实际情况，洗澡的时候很可能还开着空调或地暖，负载就更不够了。
因此，尽管即热式热水器更节能，体验更好，使用上的压力也还是非常大的。
而且在热水器的选择上，还有另一个非常重要的因素，就是费用。
即热式燃气热水器，使用的是燃气，能源基本无损失，如果会接水，水也无损失。
蓄水式电热水器，会损失保温效果变差导致的热量消耗，每天浪费一两度电，洗澡本身消耗一点电。
即热式电热水器不浪费热损失的电，水加热消耗的电量也更小。
但始终无法规避的一个问题在于，电热水器用的是电，电是阶梯电价，热水器消耗的电，和燃气热水器消耗的燃气相比，前者基本处于最高档或次高档，后者是均价。
因此尽管电热水器很可能对环境更友好，但实际表现地却是后者更省钱。
通过调节二者价格来进行引导表面上可行，实际上没有可操作性。
因为当前没有成本可控的方式来对居民使用燃气热水器还是电热水器进行区分，如果增加使用燃气的成本，那并不是一个合理的选择，因为燃气并不是只拿来烧水洗澡的，它还有别的用途。
最理想的方式其实是补贴用电成本，随着电力成本降低，能源清洁化，未来的确可以用电取代过去的一部分一级能源，但无法确定一个家庭拿到补贴之后是用的燃气，还是用的电，拿着电力的补贴，却继续使用瓶装气，也没有合适可行的方式进行区分。
能源统筹阶梯计价的话，可以通过市场的手段来进行引导，但想要统筹，燃气就必须走管道，瓶装气尽管已经慢慢衰落，但目前还不太可能彻底退出历史舞台，短期内依旧是个死循环。
电热水器本身就比燃气热水器贵，电费成本也省不下来，目前还是解决不了的死结。
二、炒菜做饭。
烹饪是很复杂的一个门类，暂且不考虑西厨的话，中厨离不开的依旧是燃气灶。
现代炉灶的发展可以说将很多烹饪项目从燃气灶上解放了出来，烧水可以用电水壶，蒸煮可以用电磁炉，煲汤也可以用电陶炉，燃气灶剩下的作用估计就一个爆炒了，但就这一个爆炒，还是让燃气灶在中式厨房中必不可少。
常见的民用电磁炉功率上限大概在2000w附近，从电流角度出发，2200W的总功率，2100w的加热功率比较常见，这个功率和燃气灶相比根本就不是一个概念，好的燃气灶最大功率可以达到5kw以上，差一点的也有4kw，和电磁炉的加热效率完全不是一个概念。
至于商用猛火灶嘛……28kw的功率，谁家的家用电表过的了？
火力的高低对菜品品质的影响是很明显的，尤其是烹调蔬菜的时候，足够大的铁锅加上足够大的火候，反倒对菜品营养的保存更有利，因为需要的加热时间缩短了，同时口感和卖相也完全不是一个级别的，最典型的一个例子就是，在家很难炒红菜苔（红菜心），炒出来基本都是墨绿色，切口带点紫，但是饭店却可以在确保炒熟的前提下给你端上来一盘紫红色鲜艳欲滴的成品的。
燃气灶目前还是家庭使用中无法被替代的存在，如果只允许燃气灶和电磁炉的话，那么连炖汤煲药也要交给燃气灶，因为电磁炉没有真正意义上的小火，只有间歇火，至少我家的燃气灶拧到将关未关的时候，可以实现大概100w的加热功率，慢慢炖汤煲药，如果要用电来实现这一功能的话，至少要加一个电子炖盅或者电陶炉。
使用电，即便从当下的发电来源考虑整个生产流程，也是更加节能环保的，但问题在于，电目前还真的无法取代厨房里那一个小小的炉灶。
至于商业使用的话，部分爆炒的工作其实是可以交给电来完成的，用铁板爆炒，加热直接，效果也不差，但正常家庭显然不可能这样用，而且能放铁板上炒的东西实际上也并不算太多。
目前已经有一些3kw以上的民用级电磁炉了，但从可调节性上来说，和燃气灶还是有一定的差距，毕竟燃气灶是接近无级调节的，电磁炉还做不到。
更何况，还是和即热式电热水器一样的问题，一个灶等于三台空调，电线能过吗？
不知道民用电磁炉取代燃气灶的日子还需要多久才能到来呢。
三、出行
从老家回来的时候，又一次在高速上坐了8个多小时的车，原本三个小时左右的车程花了8个小时，自然是因为初六免费最后一天的疯狂，以及……不知道是设计失误，还是不良驾驶习惯导致的三十公里塞车黑点。
说是出行，主要还是讨论民用级别的机动车，因为今天的主题是能源嘛，那么目前所使用的能源主要有四个半：汽油、柴油、电力、压缩天然气和氢气。氢气算半个，毕竟我只见到极少数线路有烧氢的公交车，反倒是压缩天然气的公交车和出租车有不少。
汽油柴油之争由来已久，而且说到国内的汽油和柴油之争，必须提到一个美国人，柴某，如果不是她的鼓吹，那么很可能国内民用车辆不会出现汽油对柴油一边倒的局面。
汽油机和柴油机都是热机，但因为汽油和柴油的燃点和闪点的差异，两种热机采用的是截然不同的设计思路，相互之间不通用，也有着不同的动力特点和动力曲线。
汽油机功率大，扭矩小，柴油机则相反，功率不高，但扭矩输出强劲。
在汽车运行方面大的功率可以对抗更多的摩擦消耗，但大的扭矩则可以对抗更大的摩擦力。
扭矩大，加速度就大，启动就更快，对于反复启停的场合，或者对最大速度要求不高，但负重能力要求高的场合更具备优势，这是柴油机的特点，很显然，前半部分与城市通勤的需求相当符合，在这种场合下，柴油机显然以更小的体量就可以做到更多的事情。
从提炼顺序来讲，柴油的杂质比汽油多，毫无疑问，但欧五标准的柴油机和欧四标准的汽油机那个排放污染更小，就和问八两铁锭和一斤棉花哪个更重一样毫无疑问。
但很显然，作为公众人物，柴某成功地误导了大家，将空气污染的元凶推向了柴油，和两面针指责中国吃猪肉导致巴西雨林减少一样不可理喻。
香港的出租车有不少都是烧柴油的，不仅是因为更便宜，也是因为确实更好用，污染也不会更大，很多车型在欧洲其实柴油动力比汽油动力更好卖，但进中国之后，基本只有汽油动力了。
一个刻意诱导的偏见，影响可以说是太深远了。
除此之外，排量问题也是一个已经非常久远的问题了，从最早的1.0以下排量禁入广州城区，到现在对大排量汽车的限制，一样是铁和棉花的问题。
尽管用的是“排量”这个词，实际上和排放多少并没有绝对联系，因为这个是所有气缸的容积总和，大排量的汽车不一定就会消耗更多的燃料，也不一定会造成更多的污染——也可能是燃烧更充分了。更何况，有一些大排量的发动机还很会“摸鱼”，也就是在动力需求不强的时候，只启用部分缸体，实际排量可能只有二分之一甚至更低，但标记肯定是要全标记的，这些车的油耗增长肯定和排量增长不是成正比的。
因此以排量来判定汽车排放的可靠程度，一样是不合理的行为，至少这样的行为导致很多国内的汽车成了瘸子，因为和原版车型采用的根本不是同一个发动机，甚至因为排量问题，放弃了能效比更高的世界顶级发动机……
这两个历史遗留问题在滚滚车轮面前都已经不太重要了，毕竟未来要全换电动车的嘛……
不过，电费到底怎么算，又是一个大问题了。
冷知识：其实我国燃油价格里的大头都是税和养路费，所以国际油价低了，国内油价也不会跌太多。
到头来，三个问题最终的出路，都是走向电这个二级能源，毕竟目前主流的方式都是直接将化石燃料这种东西直接当燃料烧掉，而电力的来源可以更直接，更清洁，必然是大趋势。
不过感觉这会是一个非常漫长的过程，因为需要解决的问题并不仅仅是电从哪里来的问题，就算明天就可控核聚变了，改造全国的电网，将烧菜做饭、烧水洗澡还有开车这些负载全部加到电网上，也是一项非常浩大的工程，不是简单的错峰用电可以解决的。
如果想要负担如此之高的功率开支，就算汽车充电不用上门，也起码要将入户的电流提升四五十安到100A附近，才可以确保一般家庭的稳定使用，这对于城市来说已经是一项非常大的改造工程了，就算这项工作从现在开始，以中国的基建能力，几十年也未必能够结束。
更何况，在没有可控核聚变之前，抽水蓄能电站、大型光伏电站、大型核电站都是非常巨大的基础建设工程，还有特高压输电网，这些工程斥资巨大，工期漫长，还有可能因为新技术的革新而基本作废（有可控核聚变之后，裂变堆的需求就大幅度减少了，常温超导材料突破，输电的压力大幅度下降，同时大幅度降低线损），这显然也不是短时间内能够完成的。
我们处在变革之中，期盼美好的未来……不如就从提高大学寝室限电开始吧，500w的功率现如今都可能带不动一台电脑了。
