新能源论文1000字开头的大学
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嗯 新能源是相对于常规能源说的,有核能、太阳能、风能、生物质能、氢能、地热能和潮汐能等许多种。新能源的共同特点是比较干净,除核裂变燃料外,几乎是永远用不完的。由于煤、油、气常规能源具有污染环境和不可再生的缺点,因此,人类越来越重视新能源的开发和利用。 (1)核能技术。核能有核裂变能和核聚变能两种。核裂变能是指重元素(如铀、钍)的原子核发生分裂反应时所释放的能量,通常叫原子能。核聚变能是指轻元素(如氘、氚)的原子核发生聚合反应时所释放的能量。核能产生的大量热能可以发电,也可以供热。核能的最大优点是无大气污染,集中生产量大,可以替代煤炭、石油和天然气燃料。①核裂变技术,从1954年世界上第一座原子能电站建成以后,全世界已有20多个国家建成400多个核电站,发电量占全世界16%。我国自己设计制造建成的第一座核电站是浙江秦山核电站30万千瓦;引进技术建成的是广东大亚湾核电站180万千瓦。核电站同常规火电站的区别是核反应堆代替锅炉,核反应堆按引起裂变的中子不同分为热中子反应堆和快中子反应堆。由于热中子堆比较容易控制,所以采用较多。热中子堆按慢化剂、冷却剂和核燃料的不同,有轻水堆、重水堆、石墨气冷堆、石墨水冷堆,这些堆型各有优点,目前一般采用轻水堆较多。快中子反应堆的优点可以充分利用天然铀资源,热中子堆只能利用天然铀中2%的左右的铀,而快中子增值堆可以利用60%以上。②核聚变技术,这是在极高温度下把两个以上轻原子核聚合,故叫热核反应。由于聚变核燃料氘在海水中储量丰富,几乎人类可用之不尽。可以说,世界人类永恒发展的能源保证是核聚变能。 (2)太阳能技术。①太阳能热利用技术比较成熟,有太阳能热水器、太阳能锅炉烧蒸汽发电、太阳能制冷、太阳能聚焦高温加工、太阳灶等,在工业和民用中应用较多;②太阳能光电转换技术,通过太阳能光电池把光能转换成电能(直流电),主要是光电池制造技术,太阳能电池有单晶硅、多晶硅、非晶硅、硫化镉和砷化锌电池许多种。这种发电技术利用最方便,但大功率发电成本太高。③光化学转换技术,利用太阳能光化学电池把水电解分离产生氢气,氢气是很干净的燃料。 (3)风能技术。风能是一种机械能,风力发电是常用技术,目前世界上最大风力发电机为3200千瓦,风机直径5米,安装在美国夏威夷。我国风力发电装机总共20万千瓦,最大风力发电机为120千瓦。 (4)生物质能技术。这是利用动植物有机废弃物(如木材、柴草、粪便等)的技术。①热化学转换技术,把木材等废料通过气化炉加热转换成煤气,或者通过干馏将生物质变成煤气、焦油和木炭;②生物化学转换技术,主要把粪便等生物质通过沼气池厌气发酵生成沼气,沼气的主要成分是甲烷。沼气技术在我国农村得到较好应用,工业沼气技术也开始应用。③生物质压块成型技术,把烘干粉碎的生物质挤压成型,变成高密度的固体燃料。 (5)氢能技术。氢气热值高,燃烧产物是水,完全无污染。而且制氢原料主要也是水,取之不尽,用之不竭。所以氢能是前景广阔的清洁燃料。 (6)地热能技术。地热能有蒸汽和热水两种。地热蒸汽有较高压力和温度,可直接通过蒸汽轮机发电;地热热水最好是梯级利用,先将高温地热水用于高温用途,再将用过的中温地热水用于中温用途,然后再将用过的低热水再利用,最后用于养鱼、游泳池等。 (7)潮汐能技术。潮汐发电技术是低水头水力发电技术,容量小,造价高。我国海岸线长达14000公里,有丰富潮汐能。据估算,全国可开发利用潮汐发电装机容量为2800万千瓦,年发电700亿千瓦时。
对建筑节能的几点看法 论文 随着科学技术的日新月异,能源短缺已不容忽视,节约能源已受到世界性的普遍关注,在我国亦不例外。目前,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,长此以往,将严重影响世界经济的可持续发展。因此,能源问题将成为本世纪的热门话题,我们必须从可持续发展的战略出发,使建筑尽可能少地消耗不可再生资源,降低对外界环境的污染,并为使用者提供健康、舒适、与自然和谐的工作及生活空间。中国建筑能耗基本情况 我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4,居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展,需要大量的建造和运行使用能源,尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计,1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为54×108t标准煤,占当年全社会能源消耗总量27×109t标准煤的6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能3×108t标准煤,占全国能源消费总量的5%左右,占采暖区全社会能源消费的20%以上,在一些严寒地区,城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右[1]。与此同时,由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源,使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中,化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中,99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的,其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%,CO2占71%,烟尘占60%[2]。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家,每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二,预计到2020年,中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此,中国对于全球气候变暖承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑,其节能也就成为关系国计民生的重大问题。 我国节能工作与发达国家相比起步较晚,能源浪费又十分严重。如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4~5倍,屋顶为5~5倍,外窗为5~2倍;门窗透气性为3~6倍;总耗能是3~4倍[4]。如果听任高耗能建筑大行其道,建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度,国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费型需求,从而不得不组织大规模的旧房节能改造,将耗费更多的人力、物力。另外,每年新建和改建的几千万栋建筑要消耗掉几十亿吨林木、砖石和矿物材料,造成森林的过度砍伐,材料资源的大量开采,带来土地的破坏,植被的退化,物种的减少和自然环境的恶化。 几种节能途径墙体节能 墙体是建筑外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准。以外墙为例,JGJ26-1995标准规定,在建筑物形体系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值)小于3时,北京地区传热系数不超过16W/(m2·K),而目前常用的内抹灰砖墙,传热系数都大于上述节能标准数值。因而在节能的前提下,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。门窗节能 外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量。其节能措施有: (1)控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定,指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。 (2)提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。 (3)改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。 (4)设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次,这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透,减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。屋面节能 在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后,还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。屋面节能措施的要点,其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在,高效保温材料已经开始应用于屋面,一些建筑的屋面保温,采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法,就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品,不仅适用于具有平面的屋面,也可用于带有曲面的屋面,其保温工程更可显示出它的优越性。其主要技术指标,表观密度为110~150kg/m3;导热系数为04~06W/m·K;蓄热系数为90~11m2·K。抗压强度大于2MPa;吸水率小于01%;蒸汽渗透系数为18×10-7g/Pa[5]。这些指标充分体现了膨胀珍珠岩密度较小,导热系数较低,而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是保温性能好的材料所必须具备的。2001年已经在西宁污水处理厂的数百平方米屋面工程中使用,收到了好的技术经济效果。利用太阳能 地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1500倍。而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能,只占理论资源量的很小一部分。据美国能源部评估,1990年美国太阳能经济可开发资源量约为22Mtce/年,仅为技术可开发量的6%。所以,太阳能的开发利用有巨大的潜力。太阳能作为一种可再生的洁净能源,是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。太阳能在建筑上的利用方式主要有,被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖与空调、以及太阳能发电等等。我国太阳能资源丰富,陆地每年接受的太阳辐射能,相当于4×1012tec,2/3国土面积的太阳能总辐射量超过6MJ/m2[6]。如果将太阳能源充分加以利用,不仅有可能节省大量常规能源,而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。夜间通风 夜间通风方法的原理是在夜间引入室外的冷空气,通过冷空气与作为蓄热材料的建筑维护结构接触换热,冷却建筑材料,达到蓄冷目的。在夏季,为了获得舒适的室内环境,则需要空调供冷系统。而此时,因为夜间的室外空气温度比白天低得多,所以夜间室外冷空气则可以作为一种很好的自然冷源加以利用。严格地说,只要室外空气温度低于室内空气温度,此时的室外冷空气就可视为可利用的自然冷源。
能源概论能源的意义能源[Source of energy]是人类藉以克服困难,维持生存的原动力,譬如太阳给我们光热,风吹动风车可以发电,燃烧汽油可用以推动汽车,使用瓦斯可以烹调、取暖,凡此种种如太阳、风、汽油、瓦斯等都是能源。至於能源存在於自然界中,不需经过转换处理,直接可用的称为「初级能源」[Primary Energy],例如太阳能、水力等,但凡必须经过转换才可提供使用的能源,称之为「次级能源」[Secondary Energy],例如:汽油、电能等。【各类能源转换系统图】能源的种类众多,近年来,无论核分裂(fission)、核融合(fusion)和太阳能的研究发展,均呈现出一片蓬勃景象,但目前依赖最重,使用最多的还是化石性燃料[Fossil fuel],如煤、石油和天然气等,占有90%以上的今日能源供应市场由於这类燃料其蕴藏量有限且日益枯竭、分布不均,使用时又污染严重,鉴於目前已经投置的生产设备和应用技术,预计化石燃料尚可以维持在能源主流的地位直至本世纪之末,因此人类当务之急便是寻求更好用的燃料,并加紧改良现有能源的利用技术。由於人口增加,每人耗费的能源用量也不断升高,但自然界的能源蕴藏并非无穷,於传统能源逐渐枯竭之际,[目前的估计是煤大约可再维持100年左右,石油、天然气亦只有数十年的存量],对各种形式再生能源的开发研究正被各国重视,现今社会人类终於体悟到能源不容我们的任意挥霍,因此除了积极开发新能源、改善能源利用的效率外,也应研究如何在不降低生活水准、不减缓工业发进步及经济成长的前题下,努力节约能源。--------------------------------------------------------------------------------地球的能源一、 地球上可取用的能源: 人类在地球上可取用的能源,绝大部分来自太阳能,如化石燃料(包括石油、煤、天然气)、水 力、风力、生质能。 小部分来自於核能,这是源自於宇宙的演化过程,在地球形成时就已存在的放射性元素,例如铀。 余下的小量来自於地热(地球内部的热量)和月球运动引致的潮汐作用。 二、 能源分类: 地球能源若依起源来分类,可区分成自有能源和外来能源(来自外太空)两种。自有能源主要包括地热和核燃料;外来能源主要包括月球能(月球对地球之万有引力作用而产生潮汐能)和太阳能等。若依使用结果来分类,可分为: 再生能源(非耗竭能源):太阳能、水力、风力、生质能、潮汐、地热、海浪能、海洋热能转换、核融合能等能源,在短期内能自行补充,能反覆使用持续供应者 ,称之。 非再生能源(耗竭能源):煤、石油、天然气、废热、铀等能源,用过即无的,必须另外设法开发转换采取,无法自行补充者,称之。 --------------------------------------------------------------------------------能源的开发与应用:一、 太阳: 每年照射到地球表面的太阳能,估计为78×1017瓦-年,约为目前全世界每年所需能量的一万多倍。 其中有30%之太阳能被反射回太空。 约有50%为地球表面吸收后,再重新辐射出去,因此得以维持地球表面的温度。 约20%的太阳能将地表的水蒸发成水蒸气,形成云、雨及空气的流动(水力和风力的由来),同时也造成海洋表面和底层的温差。 只有很小的比例(约06%)用於进行植物生长所需的光合作用,太阳能被转化储存在植物体内碳氢化合物的化学能。 太阳能可经由太阳电池直接转换为电能,或是利用反射镜,将太阳光焦聚直接转换为热能。直接取用的太阳能,没有造成任何污染,是非常乾净的能源。(但成本高,经济价值不高,仅适合在沙漠或偏远地带)。 【太阳能板】 二、 水力与风力发电: 本质上都是太阳能的间接利用,发电过程不会产生污染性废物,是相当理想的清洁能源。(在开发中国家,水力发电资源已趋饱和。且造成对生态环境的影响广受争议,风力发电之风车叶片会产生很大的噪音,使人不安,且对自然景观有负面的影响。) 【风力发电】 三、 潮汐与地热发电: 潮汐发电以及地热发电都是善於利用地区和地形的特性,以产生乾净能源。 【潮汐发电】 四、 生质能的应用: 植物本身、农作物的残渣、动物牲畜的排泄物等,可经化学处理合成为液体燃料,或经微生物的发酵作用产生沼气,可用於燃烧产生热能,这种能量称为生质能。 利用甘蔗或玉米可制成酒精,是当今最主要的生质能能源。而生质能的供应需要依赖大面积种植,因此制作成本甚高,不适合地狭人稠的国家。尽管如此,生质能仍是一个值得选择的替代化石燃料的能源。酒精燃烧固然会产生二氧化碳,但因大量植物的种植,经由光合作用,可回收大气中的二氧化碳而达到平衡。 五、 核能反应发电: 核能和一般火力发电一样,从特定的燃料中,发出大量的能,利用核反应产生巨大的核能,制造高温高压的蒸气或气体,导入输机,驱动发电组发电。 核能所用的燃料,乃是可分裂或融合的放射性物质,例如铀235、钸239、铀233等 核能在近年来由於日本和法国研究发展快滋生核反应炉,利用快速中子撞击铀-238,使转化成可分裂的钸-239,作为核反应的燃料。使先前含量高达3%的铀-238,可充分的利用。 核分裂:核能的产生首先是以中子撞击可分裂物[如铀235]使分裂,变成钡及氪等原子,并发出能量以及快速中子,这些中子又会去撞击旁的铀原子核使分裂进行下去,称为连锁反应[或链反应],为了有效控制反应速率,因此需要「缓和剂」[例如水、石磨、重水等]来吸收中子的能量,使之减速,以及「控制棒」[例如锆金属管中贮存石墨等可以吸收中子的物质]以使参与反应的中子数降低,直到反应以等速进行,反应时发出的能量是靠「冷却剂」来移走,常用的冷却剂有二氧化碳、水、氦、液态钠等,冷却剂流经「热交换器」把热量送出制造高温蒸气,送往汽机,产生动力。 核融合:目前人类只会应用融合时的巨大核能,当作杀伤武器[如氢弹],由於核子融合[聚变]往往需要摄氏1亿度的高温因此欲将核融合发电,投入的能量比发出的多,迄今能停於研究阶段,但是核融合的生成物很安全,燃料又便宜[例如1m3的水电解所得的天然重氢,采融合反应所发的核能,就超过200吨石油的能量],所以核融合发电仍是很有发展潜力。 核分裂式的反应器种类很多,例如: 沸水反应器[BWR,Boiling Water Reactor],以水为冷却剂及缓和剂,让水在炉心沸腾,所生蒸气亦可直接通往汽涡轮发电机。 压水反应器[PWR,Pressurized Water Reactor],以水为冷却剂及缓和剂,并加压不使水沸腾,极高温的水经热交换器把热量送出,以供制造蒸气,发往汽涡轮发电机发电。 气冷反应器[GCR,Gas-Cooled Reactor],以气体为冷却剂,以石墨为缓和剂,产生能量亦经热交换器送出。 重水反应器[HWR,Heavy-Water Reactor],以重水为缓和剂,又分「重水气冷式[HWGCR]」即气体冷却,「沸腾轻水式[HWLWR]」即重水缓和,一般水冷却及「加压重水式[PHWR]」即以重水为缓和剂及冷却剂并加压。 高温反应器[HTR HTGR,High Temperature Reactor],采用稀有气体为冷却剂,核心采用陶瓷材料,通常采用石墨为缓和剂,其冷却剂出口温度甚高。 钠冷却反应器[Sodium-Cooled Reactor],以液态钠为冷却剂。 轻水反应器[LWR,Light-Wter Reactor]以天然纯水为冷却剂,分沸水式[SWR]及压水式[PWR]。 快孳生反应器[FBR,Fast Breeder Reactor],能进行快速孳生[使铀包围钸经反应后,除发出能量,兼产生钸239,产生的可分裂放射性物多於所分裂的反应物],以液态钠或钠钾为冷却剂,反应生成物仍可再利用。 国内核能发电厂有三,其中金山、国圣附近的核能一厂、二厂所采用的反应器是沸水式,垦丁附近的三厂采用的是压水式。这三个核能电厂发电机组之装机容量,分别为核一厂636MW,核二厂两部各985MW,核三厂两部各951MW。 核能发电成本较火力为低,以核一厂为例每度约4角,燃煤[以深澳、南部火力为例]约每度1元,燃油[以协和、大林火力为例]约每度5元。 六、 石油和天然气: 人类应用的最多,依赖得最重的能源,就是石油[又称原油],由於石油和天然气往往相伴而生,又可互相转化或代用,是所有能源中最方便使用的燃料,它可视需要量的多寡而调节生产量,便於输送,也便於储藏,可直接燃烧用於发电或驱动引擎。因此通称之为「油气」,目前在估计石油之蕴藏及产量时,也往往将天然气,合并计算。(可惜地球的蕴藏量有限,人们开采使用石油的速率远远超过它形成的速率。) 石油和天然气不仅是优良的燃料,而且可供做化工生产之原料[如制造肥料等]。石油经沈淀、过滤、离心处理去除水份及固体,再送入蒸馏槽加温,可依次分馏出各种汽化气约200℃时,汽油已经完全分馏出,称为「分馏汽油」,然后再增高温度可分馏出灯油、轻油、机油、重油等,剩下沥青;轻油及重油在高温高压之下再予化学处理又可得汽油,称为「分解汽油」,总共自石油中可提炼日汽油量约30%。 汽油又是目前机械动力最主要的来源,交通工具[车、船、飞机等]大多以汽油为燃料,汽油含碳83~85%、氢14~15%,另含硫磺、抗燥剂等,在10℃遇火即燃,380℃时能自然,燃烧时空气与汽油之混合比为5:1,每燃烧1公斤汽油可发出热量约1万千卡。 天然气开发利用较晚,但蕴藏丰富,使用方便且污染较不严重,而且用途广泛,因此能源价值日益升高。天然气是自然界一切天然生成可燃性气体的统称,譬如火山、温泉、矿山、油田、煤田之气体以及地下腐败物质发酵生成之气体,主要成分可说是各类碳氢化合物[ 如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等]及硫化氢等。 天然气液化卸称为液化天然气[LNG],液化是为了缩小体积以利运送及贮存,一般而言,液化天然气主要成分是甲烷。若将丙烷、丁烷液化则称为液化石油气[LPG],俗称煤气,常用做城市住宅工商加热取暖之燃料。目前各国有大量采用天然气取代石油之趋势! 七、 煤: 能源危机主要的是因为石油蕴藏日益短少之故,而煤和石油同样是开发使用历史悠久的燃料,更因为煤具有存量丰富、用途广泛之优点,因此在发电及工业加热应用上,也常用来取代石油,煤及古代植物,埋在地下经长时间作用碳化而成,煤可分无烟煤、烟煤、次烟煤、褐煤等,发热量每磅约可发6300~14000英热单位,比重在25~7之间,比热在351℉以下约32BTU/磅℉。 直接利用系采用各种燃烧器[煤炉],转化利用是经液化或气化等手续,先把煤变成燃气或液化燃料[如乙炔、醇类、汽油等]再燃烧使用,加工处理是把煤研磨成煤粉,炼成焦煤,制成碳原料或制煤、油混合燃料,以供燃用。 煤燃烧所产生的污染比石油和天然气严重得多,不过近年来工业界已积极在研究如何将煤转化成便宜的、清洁的液体燃料,或转化为可燃气体,以提升煤的应用价值。 目前世界各留大多设法多用煤、天然气,核能及其他能源,以减轻对石油的依赖;我国在能源供应之长期规画中;亦预备将来提高煤、天然气、核能之供应,预定增加情形为煤6%,天然气5%,核能3%。 八、 化石燃料: 动植物死亡后,埋葬在地下,经过数百万年以上的地压、地热和细菌引致的化学变化后,累积形成煤、石油、天然气等化石燃料。目前全世界每年消耗的能量约有90%来自於化石能源,其余主要由核能和水力发电提供。 【化石能源形成过程】 参考
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战略性新兴产业之新能源汽车:中国车企冲顶 2010年10月18日发布的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》规划到2020年,新能源汽车将成为中国国民经济的先导产业。发改委随后在对有关决定解读时指出,新能源汽车是全球汽车行业升级转型的方向。我国要在未来形成具有世界竞争力的汽车工业体系,必须超前部署新能源汽车的研发和产业化。当前,要充分发挥社会各方面的积极性,以产业联盟系列化为途径,着力突破动力电池、驱动电机和电子控制领域关键核心技术,加速形成知识产权,推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化。而有关规划实际上已经将中国新能源汽车10年内的发展目标定为全球第一。若这一规划成真,中国汽车企业将有望通过新能源汽车的跨越发展一举登上全球汽车产业的王者宝座。 2009年9月,我国在联合国气候变化峰会上提出,争取到2020年非化石能源占一次能源消费总量的比重达到15%左右。同年12月,我国在哥本哈根气候变化大会上承诺到2020年,我国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40-45%。这意味着未来10年我国节能减排任务艰巨。我国工业能耗大约占70%,而汽车是工业能耗大户,我国每年新增石油需求的2/3用于交通运输业。截至2010年10月,全国机动车保有量约99亿辆。若未来国内机动车完全更新换代为新能源汽车(价格按每车10万元计算),则整个市场规模将高达20万亿元(这还未考虑到出口)。因此,发展新能源汽车不但有助于节能减排目标的实现,同时也代表了汽车产业的发展方向,其市场空间极其惊人。 根据《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》,到2015年中国电动汽车保有量计划达到100万辆,动力电池产能约达到100亿瓦时。 此外,根据《节能与新能源汽车产业规划》,到2015年我国新能源汽车将初步实现产业化,动力电池、电机、电控等关键零部件核心技术实现自主化;纯电动汽车和插电式混合动力汽车市场保有量达到50万辆以上;到2020年,我国新能源汽车实现产业化,新能源汽车产业化和市场规模达到全球第一,其中新能源汽车(插电式混合动力汽车、纯电动汽车、氢燃料电池汽车等)保有量达到500万辆;以混合动力汽车为代表的节能汽车销量达到世界第一,年产销量达到1500万辆。 因此,我国新能源汽车产业即将面临爆发期,可以预计该产业中将会涌现出许多高速成长的企业,而这些企业也将会在资本市场获得良好的表现,极具投资价值。 新能源汽车产业政策支持全面加强 现代电动汽车一般可分为三类:纯电动汽车(PEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)。近些年在传统混合动力汽车的基础上,又衍生出一种外接充电式(Plug-In)混合动力汽车(PHEV)。目前全世界各国对电动汽车都非常重视,许多国家都开始投入大量资金开发电动汽车。 我国对新能源汽车产业支持政策由来已久。“十五”期间,投入8亿元设立电动汽车重大科技专项,并取得重要进展,形成了“三纵三横”的研发布局,基本形成电动汽车自主开发的技术平台。所谓“三纵”是指开发燃料电池汽车、混合动力电动汽车、纯电动汽车;“三横”是指多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池。此外,电动汽车也被列入我国“863”计划12 个重大专项之一。 目前我国汽车产业支持政策包括两个方面:一是鼓励节能环保和小排量汽车,减少现有汽车能源消耗和排放;二是鼓励新能源汽车发展。主要补助插电式(plug-in)混合动力车和纯电动车。支持政策的走向是: (1)一揽子政策推动整个产业发展、补贴范围扩展到私人购车领域 节能与新能源汽车产业发展规划和一揽子扶持政策将于近期上报国务院审议,如审议通过,最快年内有望实施。一揽子扶持政策将从研发生产、市场推广、售后服务和回收利用等各个环节入手,制订产业政策、财政政策、税收政策、投融资政策等。我国还准备设立国家层面的节能与新能源汽车研发与产业化专项,重点支持节能与新能源汽车关键技术研发和技术改造。这将是我国第一次针对一个产业提出一揽子扶持政策。 近期我国对新能源汽车的补贴范围从对公交、公务、市政、邮政等政府采购补贴逐步扩展到对私人购买新能源汽车进行补贴。 2009年1月,国家启动“十城千车” 节能与新能源汽车示范推广试点,计划用3年左右的时间,每年发展10个城市,每个城市推出1000辆新能源汽车,首批列入了13个城市。09年底试点城市由13个扩大到20个,选择5个城市对私人购买节能与新能源汽车给予补贴试点。 2010年5月,政府在全国范围内开展“节能产品惠民工程”,消费者在6月18日之后,每购买一辆节能型汽车,将获得3000元的补贴。6月,出台对于私人购买新能源汽车补贴办法,对满足支持条件的新能源汽车,按3000元/千瓦时给予补助。插电式混合动力乘用车最高补助5万元/辆;纯电动乘用车最高补助6万元/辆。 (2)通过补贴扶持和引导新能源汽车产业链整体的发 展,并重点支持关键环节 新能源汽车的补贴政策通过规定补助范围、对象,并需要满足一系列的支持条件,来引导试点城市建立相关配套设施和示范推广工作。通过《推荐车型目录》和国家标准,来引导申请补助的汽车生产企业及其新能源汽车产品,提高和保证产品性能参数,重点扶持具备一定产能规模和完善售后服务体系,具有自主知识产权的企业。 目前,发改委正在修订《产业结构调整指导目录(2010年本)》,在鼓励类产品中,新增新能源汽车关键零部件。其中包括电池管理系统、电机管理系统、电动汽车驱动电机、电路集成以及充电设备等。 在配套设施方面,国家电网2010年将建设75个电动汽车充电站和6200个充电桩,2015年前将建设1700个充电站。南方电网也宣布2010年将建设超过80座充电站。 在国家和行业标准方面,我国已制定并发布了新能源汽车相关国家标准和行业标准共计42项,其中22项已列为新能源汽车产品准入的专项检验标准。2012年前,我国将基本建立与产业发展和能源规划相适应的节能与新能源汽车及充电设施标准体系。 新能源汽车技术路线:近期以混合动力汽车为重点,未来以纯电动车为主要发展方向 面对纯电动汽车(PEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)等不同的技术选择,根据《节能与新能源汽车产业规划》,我国新能源车发展路线将以纯电动汽车作为主要战略取向,近期以混合动力汽车为重点,大力推广普及节能汽车。考虑到技术发展现状,而将燃料电池电动汽车作为未来长期的发展方向。 经过近10年的自主研发和示范运行,中国在电动车产业技术方面与世界先进水平的差距在大幅度缩小;中国电动车领军企业与国外电动车技术的先行车企正在同一起跑线上成长。小型纯电动乘用车将是3到5年内中国电动车产业发展的主导方向。在“十二五”电动车发展规划中,小型纯电动车将得到充分重视。 动力电池:以锂电池为主要发展方向、以锰酸锂+钛酸锂为正负极搭配方式 动力电池、电机、电控等关键部件成本占电动车整车成本的30%至50%,同时也是新能源汽车的关键核心技术。根据《节能与新能源汽车产业规划》,到2015年,动力电池、电机、电控等关键零部件核心技术实现自主化;到2020年,节能与新能源汽车及关键零部件技术将达到国际先进水平。 在动力电池环节,我国力争突破动力电池瓶颈。到2015年,动力电池系统能量密度达到120瓦时/公斤以上,成本降低至2元/瓦时,循环寿命稳定达到2000次或10年以上。到2020年,动力电池系统能量密度达到200瓦时/公斤以上,成本降低至5元/瓦时以下。 目前二次电池包括铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂电池等。虽然影响电池性能及决定其相对优势的因素很多,但是比能量是最重要最直观的一个指标。从铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池到锂电池,比能量越来越高。与铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池比较,锂电池的优势明显,因此作为发展方向的锂电池将会在电动汽车领域广泛应用。我们预计2015年国内新能源汽车动力锂电池的市场规模达到180亿元。到2020年,新能源汽车已经进入普及期,新能源汽车动力锂电池规模将达到2880亿元。市场容量巨大,且增长迅速。 锂电池单元主要由正极、负极、隔膜和电解液四部分组成。正极材料是决定电池性能的关键,目前市场应用的主流正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、三原材料和磷酸铁锂,其中锰酸锂和磷酸铁锂可以说是各领风骚。由于磷酸铁锂产品存在一致性、低温性能、高倍率放电性能和成本等问题,因此我们认为未来新能源汽车将主要选择锰酸锂路线。从目前市场主流新能源汽车看,除了比亚迪坚持使用磷酸铁锂电池,其他公司也基本都选择了锰酸锂路线。 在负极材料方面,虽然碳材料一直处于主导地位,但是我们预计钛酸锂的出现将会颠覆行业格局。钛酸锂是一种性能优异的负极材料,由于电位过高,钛酸锂并不适合与磷酸铁锂搭配,反而锰酸锂+钛酸锂体系是较优的一种选择。锰酸锂+钛酸锂体系的优势包括:近乎完美的安全性、使用寿命更长、可以快速充放电、结合锰酸锂具备整体成本优势等。因此我们认为锰酸锂+钛酸锂体系将会是未来正负极材料的主要搭配方式。 电解液约占锂电池成本的15%,电解液中关键材料六氟磷酸锂约占成本一半,目前六氟磷酸锂国产化程度很低,毛利率更高达70%;隔膜是锂电关键材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料,占锂电池成本的20%左右,由于技术含量高,目前国内80%的隔膜需要进口。可以预计动力锂电池用隔膜的发展方向是耐高温、多层隔膜、高强度、高保液能力。 驱动电机:我国驱动电机技术进步明显 驱动电机是电动汽车的关键部件,直接影响整车的动力性及经济性。驱动电机主要包括直流电机和交流电机。目前电动汽车广泛使用交流电机,主要包括:异步电机、开关磁阻电机和永磁电机(包括无刷直流电机和永磁同步电机)。其中,异步电机主要应用在纯电动汽车,永磁同步电机主要应用在混合动力汽车中,开关磁阻电机目前主要应用在客车中。 车用电机的发展趋势包括:第一、电机本体永磁化:永磁电机具有高转矩密度、高功率密度、高效率、高可靠性等优点。我国具有世界最为丰富的稀土资源,因此高性能永磁电机是我国车用驱动电机的重要发展方向。第二、电机控制数字化:专用芯片及数字信号处理器的出现,促进了电机控制器的数字化,提高了电机系统的控制精度,有效减小了系统体积。第三、电机系统集成化:通过机电集成和控制器集成,有利于减小驱动系统的重量和体积,可有效降低系统制造成本。 在驱动电机方面,经过“九五”、“十五”、“十一五”国家对电动汽车用电机系统的集中研发和应用,我国已自主开发了满足各类电动汽车需求的驱动电机系统产品,获得了一大批电机系统的相关知识产权,形成具有核心竞争能力的车用驱动电机系统批量生产能力。 目前,我国自主开发的永磁同步电机、交流异步电机和开关磁阻电机已经实现了与国内整车产业化技术配套,电机重量比功率显著提高,电机系统最高效率达到93%以上,系列化产品的功率范围覆盖了200kW以下电动汽车用电机动力需求,各类电机系统的核心指标均达到相同功率等级的国际先进水平。但是与国际先进水平相比,在产品集成度、可靠性和系统应用技术方面,仍存在较大的差距。
新能源论文1000字开头名字
新农村建设是我国现代化进程中的重大历史任务,目的在于改善农村生态环境,提高农民生活质量。其中一项重要措施就是大力发展循环农业,开发使用新能源。过去对于农村能源有一个十六字方针,即“因地制宜,多能互补,综合利用,讲求效益”,这是在短缺经济的背景下,针对能源危机而提出来的。目前,我国农村的社会、经济及其能源供需结构形势发生了重大变化,大量商品能源进入农村市场,农村能源面临着结构升级和如何现代化的问题,原十六字方针因缺少生态观和市场观,已不符合现时和未来农村能源可持续发展的实际。2006年,北京市政府确立了让农村“亮起来、暖起来、循环起来”的建设目标,把新能源的开发利用作为新农村建设的一个重点发展方向,在农村推广应用先进、适用的生物质能和太阳能利用技术,并制定标准,规范其发展与应用,不断改善农村生态环境、提升农民生活质量,促进了郊区循环经济发展。目前,在政府的大力支持和农民的积极响应下,北京地区农村应用生物质能和太阳能的技术得到了长足发展,提高了新能源的利用水平,缓解了农村能源供应和环境保护的压力。新能源技术的开发利用为弥补传统能源的不足、缓解能源紧张局面、改善广大农村的生产生活状况起到了重要作用,产生了巨大的经济效益、社会效益和生态效益。值得关注的是,在日前公布的国家《能源法》(征求意见稿)中,“农村能源”作为第九章的内容,在“农村能源发展原则”、“农村能源规划实施”、“优惠政策”、“农村能源保障”、“农村能源消费结构优化”、“边远农村电力扶持”、“农村生物质能源发展”、“农村节能”、“农村能源技术推广与服务”几方面做了详细解释。因此,待《能源法》正式出台后,包括生物质能、风能、太阳能等新能源和可再生能源利用在农村将拥有更为广阔的发展前景。
对建筑节能的几点看法 论文 随着科学技术的日新月异,能源短缺已不容忽视,节约能源已受到世界性的普遍关注,在我国亦不例外。目前,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,长此以往,将严重影响世界经济的可持续发展。因此,能源问题将成为本世纪的热门话题,我们必须从可持续发展的战略出发,使建筑尽可能少地消耗不可再生资源,降低对外界环境的污染,并为使用者提供健康、舒适、与自然和谐的工作及生活空间。中国建筑能耗基本情况 我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4,居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展,需要大量的建造和运行使用能源,尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计,1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为54×108t标准煤,占当年全社会能源消耗总量27×109t标准煤的6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能3×108t标准煤,占全国能源消费总量的5%左右,占采暖区全社会能源消费的20%以上,在一些严寒地区,城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右[1]。与此同时,由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源,使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中,化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中,99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的,其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%,CO2占71%,烟尘占60%[2]。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家,每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二,预计到2020年,中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此,中国对于全球气候变暖承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑,其节能也就成为关系国计民生的重大问题。 我国节能工作与发达国家相比起步较晚,能源浪费又十分严重。如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4~5倍,屋顶为5~5倍,外窗为5~2倍;门窗透气性为3~6倍;总耗能是3~4倍[4]。如果听任高耗能建筑大行其道,建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度,国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费型需求,从而不得不组织大规模的旧房节能改造,将耗费更多的人力、物力。另外,每年新建和改建的几千万栋建筑要消耗掉几十亿吨林木、砖石和矿物材料,造成森林的过度砍伐,材料资源的大量开采,带来土地的破坏,植被的退化,物种的减少和自然环境的恶化。 几种节能途径墙体节能 墙体是建筑外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准。以外墙为例,JGJ26-1995标准规定,在建筑物形体系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值)小于3时,北京地区传热系数不超过16W/(m2·K),而目前常用的内抹灰砖墙,传热系数都大于上述节能标准数值。因而在节能的前提下,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。门窗节能 外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量。其节能措施有: (1)控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定,指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。 (2)提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。 (3)改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。 (4)设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次,这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透,减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。屋面节能 在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后,还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。屋面节能措施的要点,其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在,高效保温材料已经开始应用于屋面,一些建筑的屋面保温,采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法,就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品,不仅适用于具有平面的屋面,也可用于带有曲面的屋面,其保温工程更可显示出它的优越性。其主要技术指标,表观密度为110~150kg/m3;导热系数为04~06W/m·K;蓄热系数为90~11m2·K。抗压强度大于2MPa;吸水率小于01%;蒸汽渗透系数为18×10-7g/Pa[5]。这些指标充分体现了膨胀珍珠岩密度较小,导热系数较低,而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是保温性能好的材料所必须具备的。2001年已经在西宁污水处理厂的数百平方米屋面工程中使用,收到了好的技术经济效果。利用太阳能 地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1500倍。而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能,只占理论资源量的很小一部分。据美国能源部评估,1990年美国太阳能经济可开发资源量约为22Mtce/年,仅为技术可开发量的6%。所以,太阳能的开发利用有巨大的潜力。太阳能作为一种可再生的洁净能源,是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。太阳能在建筑上的利用方式主要有,被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖与空调、以及太阳能发电等等。我国太阳能资源丰富,陆地每年接受的太阳辐射能,相当于4×1012tec,2/3国土面积的太阳能总辐射量超过6MJ/m2[6]。如果将太阳能源充分加以利用,不仅有可能节省大量常规能源,而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。夜间通风 夜间通风方法的原理是在夜间引入室外的冷空气,通过冷空气与作为蓄热材料的建筑维护结构接触换热,冷却建筑材料,达到蓄冷目的。在夏季,为了获得舒适的室内环境,则需要空调供冷系统。而此时,因为夜间的室外空气温度比白天低得多,所以夜间室外冷空气则可以作为一种很好的自然冷源加以利用。严格地说,只要室外空气温度低于室内空气温度,此时的室外冷空气就可视为可利用的自然冷源。
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化学与新能源论文1000字开头
静电的原理人可以在灯光的照耀下,在舞台上翩翩起舞那小纸屑又能不能在乐曲的伴奏下,在塑料板上跳起舞来呢 让我们来做一个小实验首先,我们准备一些小纸屑和一根塑料棒,把小纸屑放在桌子上,再把塑料棒在身上来回摩擦多次,然后马上用摩擦过的塑料棒去吸小纸屑这时候,奇迹出现了,小纸屑穿着美丽的衣裳,开始翩翩起舞了这是为什么呢 其实这就是静电产生了作用,静电是怎么来的,原来物质都是由分子组成,分子是由原子组成,原子中有带负电的电子和带正电荷的质子组成在正常状况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,所以对外表现出不带电的现象但是电子环绕于原子核周围,一经外力即脱离轨道,离开原来的A原子而侵入其他的原子B,A原子因缺少电子数而带有正电现象,称为阳离子,B原子因增加电子数而呈带负电现象,称为阴离子造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道,这个外力包含各种能量(如动能热能,化学能等),任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电,这就是所谓摩擦起电了 日常生活中,干燥和多风的秋天我们常常会碰到这种现象:晚上脱衣服睡觉时,黑暗中常听到噼啪的声响,而且伴有蓝光;见面握手时,手指刚一接触到对方,会突然感到指尖针刺般刺痛,令人大惊失色;早上起来梳头时,头发会经常"飘"起来,越理越乱;拉门把手,开水龙头时都会"触电",时常发出"啪,啪" 的声响,这就是发生在人体的静电,有些还对人体造成危害 了解了静电的原理,我们就可以想方设法避免它对人们的伤害,还可以利用这个原理制造机器设备来服务人们
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关于新能源的论文1000字开头
能源未来的发展之路 能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。 “能源”这一术语,过去人们谈论得很少,正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。自工业革命以来,能源安全问题就开始出现。在全球经济高速发展的今天,国际能源安全已上升到了国家的高度,各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里,在稳定能源供应的支持下,世界经济规模取得了较大增长。但是,人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时,也遇到一系列无法避免的能源安全挑战,能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。 能源种类繁多,而且经过人类不断的开发与研究,更多新型能源已经开始能够满足人类需求。根据不同的划分方式,能源也可分为不同的类型。 按来源分为3类:地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。 ①来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)。除直接辐射外,并为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外,水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。 ②地球本身蕴藏的能量。如原子核能、地热能等。 ③地球和其他天体相互作用而产生的能量。如潮汐能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层,它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层,一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔,它大部分是熔融状的岩浆,厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核,地核中心温度为2000度。可见,地球上的地热资源贮量也很大。 中国目前的能源利用困难主要表现为:能源资源总量比较丰富但人均能源资源拥有量较低;能源资源赋存分布不均衡;能源资源开发难度较大;资源约束突出,能源效率偏低;能源消费以煤为主,环境压力加大;市场体系不完善,应急能力有待加强等。 因此开发新能源是能源发展的必要途径,而在我看来在开发新能源当中,核能应重点开发;理由如下: 一,由人类研究核的发展历程来看,核由难以被人发现的不可再分粒子演变成可以释放巨大能量的核反应堆,这说明每一个阶段的科学家都在埋头于发现核的秘密,从另一个角度看,核能越来越重要了。 二,核能之所以受到科学家的关注,不仅是因为人类的能源缺乏,更重要的是核能本身的巨大能量,如我们看到的太阳就是通过核聚变释放能量的,甚至我们现在利用的化石能源都是来自太阳内部的核聚变! 三,核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染。 四,核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 五,核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,没有其他的用途。 六,核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便,一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送。 七,核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法为稳定。 基于以上的优点,在当下每一个国家都在大学设立了相关的课题研究核能;在我国,几所著名大学如北大,清华,浙大,中大等大学都设立了和工程与核技术专业;这再一次证明了核能就是能源未来的发展! 然而,我认为使核能不能成为目前的主要能源的原因主要是: 核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,虽然所占体积不大,但因具有放射线,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰。 核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏,故核能电厂的热污染较严重。 核能电厂投资成本太大,电力公司的财务风险较高。 核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。 兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。 核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害。 核能的释放主要通过裂核反应和热核反应(即核反应堆),但是热核反应是要利用裂核反应来实现的,而裂核反应是需要不稳定的重核,不稳定的重核主要是铀-235,这是一种很稀小资源!所以在资源方面也造成了一定的困难。 核技术的难度极高,所以需要尖端的技术人才,这也是一个困难。 总的来说,能源未来的发展之路即使很模糊,但这就像法拉第当年发现电磁感应定律一样,核能的未来将是不可估计的巨大!
对建筑节能的几点看法 论文 随着科学技术的日新月异,能源短缺已不容忽视,节约能源已受到世界性的普遍关注,在我国亦不例外。目前,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,长此以往,将严重影响世界经济的可持续发展。因此,能源问题将成为本世纪的热门话题,我们必须从可持续发展的战略出发,使建筑尽可能少地消耗不可再生资源,降低对外界环境的污染,并为使用者提供健康、舒适、与自然和谐的工作及生活空间。中国建筑能耗基本情况 我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4,居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展,需要大量的建造和运行使用能源,尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计,1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为54×108t标准煤,占当年全社会能源消耗总量27×109t标准煤的6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能3×108t标准煤,占全国能源消费总量的5%左右,占采暖区全社会能源消费的20%以上,在一些严寒地区,城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右[1]。与此同时,由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源,使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中,化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中,99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的,其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%,CO2占71%,烟尘占60%[2]。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家,每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二,预计到2020年,中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此,中国对于全球气候变暖承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑,其节能也就成为关系国计民生的重大问题。 我国节能工作与发达国家相比起步较晚,能源浪费又十分严重。如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4~5倍,屋顶为5~5倍,外窗为5~2倍;门窗透气性为3~6倍;总耗能是3~4倍[4]。如果听任高耗能建筑大行其道,建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度,国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费型需求,从而不得不组织大规模的旧房节能改造,将耗费更多的人力、物力。另外,每年新建和改建的几千万栋建筑要消耗掉几十亿吨林木、砖石和矿物材料,造成森林的过度砍伐,材料资源的大量开采,带来土地的破坏,植被的退化,物种的减少和自然环境的恶化。 几种节能途径墙体节能 墙体是建筑外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准。以外墙为例,JGJ26-1995标准规定,在建筑物形体系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值)小于3时,北京地区传热系数不超过16W/(m2·K),而目前常用的内抹灰砖墙,传热系数都大于上述节能标准数值。因而在节能的前提下,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。门窗节能 外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量。其节能措施有: (1)控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定,指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。 (2)提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。 (3)改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。 (4)设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次,这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透,减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。屋面节能 在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后,还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。屋面节能措施的要点,其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在,高效保温材料已经开始应用于屋面,一些建筑的屋面保温,采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法,就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品,不仅适用于具有平面的屋面,也可用于带有曲面的屋面,其保温工程更可显示出它的优越性。其主要技术指标,表观密度为110~150kg/m3;导热系数为04~06W/m·K;蓄热系数为90~11m2·K。抗压强度大于2MPa;吸水率小于01%;蒸汽渗透系数为18×10-7g/Pa[5]。这些指标充分体现了膨胀珍珠岩密度较小,导热系数较低,而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是保温性能好的材料所必须具备的。2001年已经在西宁污水处理厂的数百平方米屋面工程中使用,收到了好的技术经济效果。利用太阳能 地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1500倍。而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能,只占理论资源量的很小一部分。据美国能源部评估,1990年美国太阳能经济可开发资源量约为22Mtce/年,仅为技术可开发量的6%。所以,太阳能的开发利用有巨大的潜力。太阳能作为一种可再生的洁净能源,是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。太阳能在建筑上的利用方式主要有,被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖与空调、以及太阳能发电等等。我国太阳能资源丰富,陆地每年接受的太阳辐射能,相当于4×1012tec,2/3国土面积的太阳能总辐射量超过6MJ/m2[6]。如果将太阳能源充分加以利用,不仅有可能节省大量常规能源,而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。夜间通风 夜间通风方法的原理是在夜间引入室外的冷空气,通过冷空气与作为蓄热材料的建筑维护结构接触换热,冷却建筑材料,达到蓄冷目的。在夏季,为了获得舒适的室内环境,则需要空调供冷系统。而此时,因为夜间的室外空气温度比白天低得多,所以夜间室外冷空气则可以作为一种很好的自然冷源加以利用。严格地说,只要室外空气温度低于室内空气温度,此时的室外冷空气就可视为可利用的自然冷源。