第一篇:能源材料論文
新能源,引領(lǐng)中國能源新方向
“新能源”作為一個出現(xiàn)頻率與日俱增的熱詞,越來越多地出現(xiàn)在人們的生活中,要想知道為什么發(fā)展新能源,首先要明確一個概念,什么是新能源?
新能源的含義在我國是指除常規(guī)能源和大型水力發(fā)電之外的太陽能、氫能、核能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮艿取!靶隆迸c“常規(guī)”相比是一個相對的概念,隨著科學(xué)技術(shù)的進步,它們的內(nèi)涵將不斷發(fā)生變化。新能源的出現(xiàn)和發(fā)展,一方面是能源技術(shù)本身發(fā)展的結(jié)果,而另一方面也是由于它們在解決能源危機及環(huán)境問題方面呈現(xiàn)出新的應(yīng)用前景。
了解了這些之后我們就不難理解為什么要發(fā)展新能源了。
首先從新能源的本身特性來說,新能源是人類社會未來能源的基石,是化石能源的替代能源,這是新能源被廣泛提倡的最主要的優(yōu)勢。在當(dāng)今的世界能源結(jié)構(gòu)中,人類所利用的能源主要是石油、天然氣和煤炭等化石能源。據(jù)一些數(shù)據(jù)統(tǒng)計,1997年世界一次能源消費總量為121.56億噸,隨著經(jīng)濟的發(fā)展、人口的增加、社會生活的提高,預(yù)計未來世界能源消費量將以每年2.7%的速度增長,到2020年世界的能源消費總量將達到195億噸。截至1996年末,世界石油、天然氣和煤炭的可采儲量為1.3萬億噸,盡管今后還可能有新的儲量被發(fā)現(xiàn),但按目前的世界能源探明儲量和消費量計,這些能源資源僅可供全世界大約消費172年。根據(jù)目前國際上通行的能源預(yù)測,石油資源將在40年內(nèi)枯竭,天然氣資源將在60年內(nèi)用光,煤炭資源也只能使用220年。
由此可見,在人類開發(fā)利用能源的歷史長河中,以石油、天然氣和煤炭等化石能源為主的時期,僅是一個不太長的階段,它們終將走向枯竭,面對這樣一個已知的結(jié)果,人類必須未雨綢繆,及早尋求新的替代能源。研究和實踐表明,新能源,資源豐富、分布廣泛、可以再生、不污染環(huán)境,是國際社會公認的理想替代能源。根據(jù)國際權(quán)威單位的預(yù)測,到21世紀(jì)60年代,即2060年,全球新能源的比例,將會發(fā)展到占世界能源構(gòu)成的50%以上,成為人類社會未來能源的基石,世界能源舞臺的主角,目前大量燃用的化石能源的替代能源。
除了新能源可以再生,可以用于替代即將枯竭的化石能源之外,新能源的另一大優(yōu)勢便是清潔干凈、污染物排放很少,是與人類賴以生存的地球生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的清潔能源。據(jù)了解,化石能源的大量開發(fā)和利用,是造成大氣和其他類型環(huán)境污染與生態(tài)破壞的主要原因之一。北京等城市近幾年來的霧霾天氣,很大程度上是由于在其工業(yè)化過程中燃燒大量化石燃料產(chǎn)生的CO2等溫室氣體的排放所造成的。現(xiàn)如今,如何在開發(fā)和使用能源的同時,保護好人類賴以生存的地球生態(tài)環(huán)境,已經(jīng)成為一個全球性的重大問題。
據(jù)查閱資料了解,自從工業(yè)革命以來,約80%溫室氣體造成的附加氣候強迫是由人類活動引起的,其中CO2的作用約占60%,而化石燃料的燃燒是能源活動中CO2的主要排放源。據(jù)估算,我國能源活動引起的CO2排放量約5.8億噸碳,約占全球化石燃料CO2排放量的9.76%。而觀測資料表明,在過去100年中,全球平均氣溫上升了0.3—0.6攝氏度,全球海平面平均上升了10—25cm。如對溫室氣體不采取減排措施,在未來幾十年內(nèi),全球平均氣溫每10年將可升高0.2攝氏度,到2100年球平均氣溫將升高1—3.5攝氏度。近年來,由于城市汽車大幅度增加,燃用汽油產(chǎn)生的汽車尾氣已成為城市環(huán)境的重要污染源。上述數(shù)據(jù)充分表明,為了我們賴以生存的環(huán)境,使用新能源代替化石能源已經(jīng)迫在眉睫、刻不容緩。
除此之外,新能源是世界不發(fā)達國家的20多億無電人口和特殊用途解決供電問題的現(xiàn)實能源。迄今為止,世界上不發(fā)達國家還有20多億人口尚未用上電,由于無電,這些人大多仍然過著貧困落后、日出而作、日落而息、遠離現(xiàn)代文明的生活。這些地方,缺乏常規(guī)能源資源,但自然能源資源豐富,人口稀少,并且用電負荷不大,因而發(fā)展新能源是解決其供電問題的重要途徑。
了解了這些新能源的好處,我們知道發(fā)展新能源已然是一件時不我待的事情。那么,作為一名中國人,在能源使用這樣的問題上,我們的國家又面臨著哪些問題呢?
我國能源剩余經(jīng)濟可開采量少,人均低,能源儲量分布不均衡。當(dāng)前,我國已經(jīng)成為世界第二大能源生產(chǎn)國和消費國,隨著我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第三步戰(zhàn)略目標(biāo)的確立,能源的戰(zhàn)略地位將越來越重要。然而,與此同時,我國的能源短缺和與能源相關(guān)的環(huán)境污染問題日益突出,已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的兩大問題。
據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,我國煤炭資源總藏量位居世界第一,儲量為2406億噸,位居世界第二。煤炭約占我國化石能源的95%和儲量約90%。盡管我國煤炭資源豐富,但形勢不容樂觀。一是煤炭資源勘探程度低,煤炭供給能力不足。二是經(jīng)濟可采儲量少,人均占有量僅145噸,低于世界平均水平。三是煤炭資源利用率低,資源浪費嚴(yán)重。全國煤炭回采率僅30%,與國外85%的先進水平相比相差甚遠。四是燃煤造成了環(huán)境的嚴(yán)重污染,目前我國二氧化硫排放量位居世界第一,二氧化碳、氧化亞氮等溫室氣體的排放量位居世界第二。五是煤炭生產(chǎn)安全隱患多,事故頻繁發(fā)生。
綜合以上原因,我們應(yīng)該已經(jīng)清醒地看到,我國能源資源形勢是嚴(yán)峻的。石油、煤作為不可再生的資源,總有一天要消耗殆盡。因此,從我國目前能源生產(chǎn)和能源消費的實際情況出發(fā),積極調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu),在合理開發(fā)、綜合利用和注重節(jié)約能源資源的同時,大力開發(fā)新能源,是保障我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必由之路,也是我國未來能源發(fā)展戰(zhàn)略的要求。
作為發(fā)展中國家,目前我國沒有電的家庭主要集中在西部一些邊遠地區(qū)。我們都知道,我國西部地域廣闊,山巒眾多,聚集著許多偏遠山區(qū)的窮苦家庭,這些地區(qū)大多電網(wǎng)難以到達,卻有著豐富的風(fēng)能、太陽能等可再生能源。因此,開發(fā)可再生能源將成為西部大開發(fā)能源建設(shè)的重點。
另外,從我自身成長環(huán)境來說,我家是東北的一個小縣城,從小在農(nóng)村長大,我國農(nóng)村能源短缺,利用水平低,現(xiàn)在還有許多家庭采用劈柴燒火的方式來取暖、做飯,嚴(yán)重阻礙了農(nóng)村經(jīng)濟和社會的發(fā)展。因此,因地制宜、大力開發(fā)利用新能源,有利于促進農(nóng)村和偏遠地區(qū)脫貧致富,促使農(nóng)村經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,對全面實現(xiàn)小康社會具有重大意義。
通過對中國能源利用的現(xiàn)狀進行分析,我得出了以下結(jié)論:
首先,雖然中國能源總量在世界上排名靠前,但同時,中國也存在著能源利用效率不高、單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的能源消耗較高、環(huán)境壓力較大等問題,因此,中國的節(jié)能潛力還有待充分挖掘。其次從地區(qū)來看,中國不同區(qū)域能源利用效率存在較大差異。東南沿海地區(qū)的能源利用效率處于相對優(yōu)勢地位,而大部分中西部地區(qū)的能源利用效率相對較低,而且一些化石能源較為貧乏的地區(qū),往往存在著大量的新能源可待開發(fā)利用。綜合來看,通過分析能源利用的生態(tài)環(huán)境效益,發(fā)現(xiàn)由于能源利用效率提高速度和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整速度相對于經(jīng)濟發(fā)展速度較緩慢,導(dǎo)致了中國人均碳排放呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢,能源利用的環(huán)境壓力較大,面對我國這樣的能源環(huán)境,我們必須積極實行相關(guān)的政策來改善我們目前的能源危機與環(huán)境污染,下面我將結(jié)合中國的能源現(xiàn)狀,提出幾點建議和對策:
(1)針對當(dāng)前我國能源發(fā)展存在的種種矛盾和問題,結(jié)合我國能源發(fā)展現(xiàn)狀,我們需要用科學(xué)發(fā)展觀來破解當(dāng)前發(fā)展的難題。為了解決這個難題,我們首先要做的是要調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),促進能源的有序發(fā)展和合理利用,推動能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,積極開發(fā)利用新能源來替代化石能源,推動能源技術(shù)創(chuàng)新,依靠新技術(shù)改變傳統(tǒng)能源的使用模式,發(fā)展新能源開發(fā)利用技術(shù)。于此同時,在大力發(fā)展新能源的基礎(chǔ)上,也應(yīng)該對原有的工業(yè)工藝路線進行優(yōu)化,有效減少能源消耗,加強環(huán)境保護和治理力度,強化從源頭防治污染,要有效控制二氧化硫、煙塵等污染物的排放,加強工業(yè)廢棄物的去除力度,減少能源利用對環(huán)境的不利影響。
(2)大力發(fā)展低碳經(jīng)濟是建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的重要戰(zhàn)略途徑。我們要了解這樣一個概念,什么是低碳經(jīng)濟?低碳經(jīng)濟是低碳發(fā)展、低碳產(chǎn)業(yè)、低碳技術(shù)、低碳生活等一類經(jīng)濟形態(tài)的總稱。低碳經(jīng)濟以低能耗、低排放、低污染為基本特征,以應(yīng)對碳基能源對于氣候變暖影響為基本要求,以實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展為基本目的。發(fā)展低碳經(jīng)濟的實質(zhì)之一在于提升能源的高效利用,為此,我們要建立推進低碳經(jīng)濟的制度和措施,政府和社會各界大力提倡和宣傳,共同推進低碳經(jīng)濟的發(fā)展。
(3)現(xiàn)在為了大力發(fā)展經(jīng)濟,很多企業(yè)不惜以大量消耗能源,排放污染物、破壞生態(tài)環(huán)境為代價,要想努力實現(xiàn)經(jīng)濟增長和能源利用的共同發(fā)展,就要從生態(tài)能源角度來積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu):一方面要依靠技術(shù)進步來轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式,降低產(chǎn)業(yè)的能源消耗強度,另一方面,增加能源利用領(lǐng)域中的科技投入,積極開發(fā)新能源。要以能源-經(jīng)濟-環(huán)境系統(tǒng)為考慮問題的出發(fā)點,合理規(guī)劃產(chǎn)業(yè)布局,積極推動技術(shù)進步,實現(xiàn)經(jīng)濟增長和能源利用的和諧發(fā)展。
(4)由于各地區(qū)能源資源條件不同,經(jīng)濟發(fā)展水平不同,各地區(qū)能源利用效率也必然存在一定的差異。“西氣東輸”就是我國為解決能源問題提出的有力舉措,而今,我們大力倡導(dǎo)新能源,就應(yīng)該結(jié)合地區(qū)的地理優(yōu)勢和氣候特點,綜合考慮原材料供應(yīng)、交通條件、市場需求與項目所在地等問題,從而實現(xiàn)能源的有效利用。充分實現(xiàn)新能源的開發(fā),使風(fēng)能、太陽能等新能源盡快投入到生產(chǎn)生活中,同時,減少在能源經(jīng)濟效率低的地區(qū)新建高耗能項目,建立能源-經(jīng)濟-環(huán)境系統(tǒng)的能源利用效率評價指標(biāo)體系以及相應(yīng)的評價考核方法,并將此列入到國家或地區(qū)的節(jié)能減排綜合性工作方案中,對各地區(qū)、各用能單位進行綜合評價考核,引導(dǎo)各地區(qū)和各用能單位進行節(jié)能減排,推動能源、經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展,是我們一直提出的目標(biāo)。面對現(xiàn)如今的環(huán)境污染與能源緊缺,我們在提倡節(jié)約、加強環(huán)保的基礎(chǔ)上,尋找化石能源的替代品已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。新能源,作為一個新興產(chǎn)物,以其無污染、可再生的特點而倍受研究者的喜愛,大力發(fā)展新能源,既是一個倡議,同時也是改善我國能源形勢的重要工程,我們需要利用先進的科學(xué)水平使新能源得到廣泛且合理的利用,相信在不久的將來,新能源,必將以其獨有的姿態(tài),引領(lǐng)中國能源新發(fā)展一路向前!
第二篇:能源論文
節(jié)約能源的法寶———余熱回收技術(shù)
摘要:能源工業(yè)是國家的基礎(chǔ)工業(yè),能源是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),是提高和改善人民生活的必要條件。能源的開發(fā)利用是衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。節(jié)能,從能源的角度是要指節(jié)約能源的消費,即從能源生產(chǎn)開始,一直到最終消費為止,在開采、運輸、加工、轉(zhuǎn)換使用等各個環(huán)節(jié)上減少損失和浪費,提高其有效利用的程度。節(jié)能,從經(jīng)濟的角度則是通過合理利用科學(xué)管理技術(shù)進步和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)合理化的途徑,以最少的能源取得最大的經(jīng)濟效益。作為經(jīng)濟發(fā)展過程中不可回避的問題,節(jié)能正在逐漸成為中央政府和社會各界普遍關(guān)注的焦點問題。自古以來,我們就用地大物博形容我們的國家,我們擁有遼闊的土地,豐富的自然資源,自以為可以取之不盡,可是我們忽略了我們還擁有一個龐大的人口,我們?nèi)司Y源量是那么的匱乏。節(jié)能正是改善現(xiàn)狀,促進我國經(jīng)濟發(fā)展的有效舉措。節(jié)能是實現(xiàn)我國經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展的保證,是調(diào)整國民經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、提高經(jīng)濟效益的重要途徑,節(jié)能將緩解我國的運輸壓力,有利于我國的環(huán)境保護。余熱回收技術(shù)是節(jié)能的一種有效途徑,本文將從余熱資源、余熱利用的途徑、余熱的動力回收等幾個方面初步探索余熱的利用,希望能為國家的節(jié)能發(fā)展貢獻自己的一份力量。關(guān)鍵字:
余熱
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輸入系統(tǒng)的總能量再利用過程中可分為已利用的有效能和未能利用的損失能,對有效能的重復(fù)利用和損失能的部分回收利用總稱為可回收的能量,簡稱余能。余能是由于技術(shù)、經(jīng)濟和社會條件所限,造成不能被充分利用的能源,一旦條件發(fā)生變化,就能逐漸獲得利用。余熱是余能的主要形式。載熱性余能就是余熱,包括各種排氣、產(chǎn)品、物料、廢物、工質(zhì)、冷卻水等所帶出的高溫?zé)幔珏仩t和窯爐的煙道氣,燃氣輪機、內(nèi)燃機的排氣,焦炭、熟料爐渣等的高溫物理熱等。★ 余熱資源
企業(yè)中有著豐富的余熱資源,從廣義上講,凡是溫度比環(huán)境溫度高的排氣和待冷物料所含的熱量都屬于余熱。具體而言,可以將余熱分為以下六類。
⑴ 高溫?zé)煔庥酂?/p>
這類主要指各種煉窯爐、加熱爐、燃氣輪機、內(nèi)燃機等排出的煙氣余熱。這類余熱資源數(shù)量最大,約占整個余熱資源的50%以上,其溫度約為650-1650度。
⑵ 可燃廢氣、廢液、廢料的余熱
這類主要指高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、煉油廠可燃廢氣、紙漿廠黑液、化肥廠的造氣爐渣、城市垃圾等。它們不僅具有物理熱,而且含有可燃氣體。可燃廢料的燃燒溫度在600-1200度,發(fā)熱值約為3350-10465kj/kg。
⑶ 高溫產(chǎn)品和爐渣的余熱
這類主要有焦炭、高爐爐渣、鋼坯、鋼錠、出窯的水泥和磚瓦等。它們在冷卻過程中會放出大量的物理熱。
⑷ 冷卻介質(zhì)的余熱
這類主要指各種工業(yè)窯爐殼體在冷卻過程中由冷卻介質(zhì)所帶走的熱量。例如電爐、鍛造爐、加熱爐、轉(zhuǎn)爐、高爐等都需采用水冷,而水冷產(chǎn)生的熱水和蒸汽都可以利用。
⑸ 化學(xué)反應(yīng)余熱
這類主要指化工生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)熱。這種化學(xué)反應(yīng)熱通常又可在工藝過程中再加以利用。
⑹ 廢氣、廢水的余熱
這種余熱的來源很廣,如熱電廠供熱后的廢氣、廢水、各種動力機械的排氣以及各種化工輕紡工業(yè)中蒸發(fā)濃縮過程中產(chǎn)生的廢氣和排放的廢水等。
余熱按溫度水平可以分為三檔:高溫余熱,溫度大于650度;中溫余熱,溫度為230-650度;低溫余熱溫度低于230度。★ 余熱利用的途徑
余熱利用的途徑主要有三方面:余熱的直接利用、余熱發(fā)電和余熱的綜合利用。⒈余熱的直接利用
余熱的直接利用有以下途徑。⑴ 預(yù)熱空氣
它是利用高溫?zé)煹琅艢猓ㄟ^高溫換熱器來加熱進入鍋爐和工業(yè)窯爐的空氣。由于進入爐膛的空氣溫度提高,使燃燒效率提高,從而節(jié)約燃料。在黑色和有色金屬的冶煉過程中,廣泛采用這種預(yù)熱空氣的方法。⑵ 干燥
即利用各種工業(yè)生產(chǎn)過程中的排氣來干燥材料和部件。例如,陶瓷廠的泥坯、冶煉廠的礦料、鑄造廠的翻砂模型等。⑶ 生產(chǎn)熱水和蒸汽
它主要是利用中低溫的余熱來生產(chǎn)熱水和低壓蒸汽,以供應(yīng)生產(chǎn)工藝和生活方面的需要,在紡織、造紙、食品、醫(yī)藥等工業(yè),以及人們生活上都需要大量的熱水和低壓蒸汽。⑷ 制冷
它是利用低溫余熱通過吸收式制冷系統(tǒng)來達到制冷的目的 ⒉余熱發(fā)電
利用余熱發(fā)電通常有以下幾種方式。
⑴ 用余熱鍋爐(又稱廢熱鍋爐)產(chǎn)生蒸汽,推動汽輪機發(fā)電機組發(fā)電。⑵ 高溫余熱作為燃氣輪機機的熱源,利用燃氣發(fā)電機組發(fā)電。⑶ 如余熱溫度較低,可利用低沸點工質(zhì)(如正丁烷),來達到發(fā)電的目的。⒊余熱的綜合利用
余熱地綜合利用是根據(jù)工業(yè)余熱溫度的高低,采用不同的利用方法,實現(xiàn)余熱地梯級利用,已達到“熱盡其用”的目的。例如高溫排氣,首先應(yīng)當(dāng)用于發(fā)電,而發(fā)電的余熱,在用于生產(chǎn)工藝用熱,生產(chǎn)工藝的余熱,再用于生活用熱。如工藝用熱要求的溫度較高,則可通過汽輪機的中間抽氣來予以滿足。對于高溫高壓廢氣應(yīng)盡可能采用燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)。★ 余熱的動力回收
余熱中動力回收的經(jīng)濟性好,許多熱設(shè)備的排氣溫度較高,能滿足動力回收的條件。此外,許多可燃廢氣,其溫度和熱值都比較高,也是理想的動力回收的資源。
在動力回收中,最簡單的是直接利用可燃廢氣驅(qū)動燃氣輪機。例如,一個年產(chǎn)萬噸的小化肥廠,其排放的廢氣流量為450m3/h,熱值為14600kj/m3,采用適當(dāng)?shù)姆€(wěn)壓措施后,這種廢氣既可作為燃料直接驅(qū)動200千瓦的燃氣輪機,而燃氣輪機的排氣還可用作余熱鍋爐的熱源,生產(chǎn)0.3兆帕的飽和蒸汽。據(jù)估算,這種余熱動力回收系統(tǒng),三年內(nèi)即可收回全部投資。此外利用高爐煤氣的余壓驅(qū)動特殊設(shè)計的膨脹渦輪機發(fā)電,也是一種動力回收的方式。
對于中高溫的廢氣,在很多情況下,都是采用余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽,在驅(qū)動汽輪機發(fā)電。在20世紀(jì)60年代以前,一般僅利用余熱鍋爐生產(chǎn)少量的中低壓蒸汽,供生產(chǎn)或工藝用氣之用。隨著技術(shù)的發(fā)展,余熱鍋爐以向大容量和高參數(shù)方向發(fā)展,蒸汽壓力以達10-14兆帕,單機蒸發(fā)量也超過200噸每小時。據(jù)估算,年產(chǎn)30×10000噸的合成氨裝置。
余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)和一般鍋爐類似,也是有省煤器和蒸發(fā)受熱面和過熱器等組成,但由于熱源分散,溫度水平不同,因此不等像普通鍋爐那樣組成一個整體,豈不知應(yīng)服從工藝要求,多采用分散布置。因為不需要爐膛,所以其外形更類似于換熱器。此外,由于工藝排氣中往往含有腐蝕性氣體和粉塵,在余熱鍋爐的設(shè)計中應(yīng)充分考慮廢氣的特點,在除塵和防腐蝕方面采取一些特殊的措施。在大多數(shù)情況下,余熱源的熱負荷是不穩(wěn)定或周期波動的,為了使余熱鍋爐保持供氣穩(wěn)定,在系統(tǒng)中常常還需要并聯(lián)工業(yè)鍋爐,或在鍋爐中加裝輔助燃燒器或蒸汽蓄熱器,以調(diào)解負荷。
對于低溫的余熱,在動力回收中通常采用閃蒸法或低沸點工質(zhì)法。閃蒸法主要用于低溫?zé)崴蚱旌衔铩5蜏責(zé)崴陂W蒸器中閃蒸成蒸汽,然后再利用所產(chǎn)生的蒸汽推動蒸汽輪機發(fā)電。為充分利用低溫余熱,還可采用兩級閃蒸。與單級閃蒸相比,兩級閃蒸可有效提高功率,但系統(tǒng)較為復(fù)雜。
采用低沸點工質(zhì)的動力回收方法有兩種。一種方法是直接利用低溫?zé)嵩唇档头悬c工質(zhì)加熱并產(chǎn)生蒸汽,在利用其蒸汽推動汽輪機做功。這種低沸點工質(zhì)發(fā)電的熱力系統(tǒng)和普通蒸汽熱力系統(tǒng)在工作原理是完全一樣的。可選用低沸點工質(zhì)除正丁烷外,還有氯丁烷、異丁烷、各種氟利昂,大多數(shù)的碳氫化合物以及其他低沸點物質(zhì)。對低沸點工質(zhì)的要求主要包括:轉(zhuǎn)換和傳熱性能好,例如比熱大、密度高、導(dǎo)熱系數(shù)大等;工作壓力適中;來源豐富,價格低廉,化學(xué)穩(wěn)定性好,對金屬腐蝕小,毒性小,不易燃易爆等。
另一種采用低沸點工質(zhì)的動力回收方法是采用雙循環(huán)法,及低沸點工質(zhì)作為直接做功工質(zhì),而另一種工質(zhì)則作為中間傳熱介質(zhì),構(gòu)成雙工質(zhì)循環(huán)。
這種雙工質(zhì)循環(huán)法常用于溫度稍高的低溫余熱利用。這是因為低沸點工質(zhì)在較高的溫度下易發(fā)生熱分解,不宜采用余熱直接加熱蒸發(fā)。通常作為傳熱介質(zhì)的油類多為聚醇酯油,它不但和氟利昂親和力強,而且氟利昂蒸發(fā)后分離容易,因此可以采用直接接觸式的熱交換器,不但換熱效率高,而且換熱器尺寸縮小。此外油還起蓄熱地作用,能適應(yīng)于熱熱源流量和溫度的波動。
除了閃蒸法和低沸點工質(zhì)法外,還有一種全流量法。它是采用兩相膨脹機,直接利用來自于熱熱源的兩相混合物在膨脹機內(nèi)做功,無需分離與閃蒸,因此結(jié)構(gòu)簡單,是一種有前途的余熱發(fā)電裝置。★ 凝結(jié)水回收系統(tǒng)
蒸氣是工業(yè)生產(chǎn)和人們生活中被廣泛應(yīng)用的載熱介質(zhì),由于其具有來源充足、價格低廉,無毒,無污染,不爆炸且熱容量大等優(yōu)點,已被廣泛應(yīng)用于化工、制藥、紡織、煙草、造紙、采油與石化印染電力等諸多領(lǐng)域。
一般用氣設(shè)備利用的蒸汽熱量只不過是蒸汽的潛熱,而蒸汽中的顯熱,即凝結(jié)水中的熱量,幾乎沒有被利用。凝結(jié)水溫度等于工作蒸汽壓力下的飽和溫度,蒸汽壓力越高,凝結(jié)水中的熱量也越多。其含量可以達到蒸汽所含熱量的20%-30%。如果不加以回收,不僅僅損失熱能,而且也損失了高多潔凈的水,是鍋爐給水和水處理費用增加。
凝結(jié)水的最佳回收利用方式就是將凝結(jié)水送回鍋爐房,作為鍋爐的給水。凝結(jié)時會回收系統(tǒng)可分為開式和閉式兩類。所謂開式系統(tǒng),即從用氣設(shè)備來的凝結(jié)水,經(jīng)疏水器由凝結(jié)水本身的重力排至凝結(jié)水箱中。此凝結(jié)水箱與大氣相通,凝結(jié)水箱與大氣相通,凝結(jié)水處于大氣壓力,并與空氣直接接觸。閉式系統(tǒng)的凝結(jié)水箱則是密封的,其內(nèi)部壓力比大氣壓力稍高。
顯然開始系統(tǒng)比較簡單,尤其在凝結(jié)水可靠自身重力或壓力流回水箱時更是如此。但在工作蒸汽壓力較高時,由于冷凝水也具有一定的壓力,當(dāng)流回處于大氣壓力下的開式水箱時,將會因壓力降低而產(chǎn)生大量的蒸汽,即所謂二次蒸汽。二次蒸汽散逸至大氣中,不但導(dǎo)致大量的熱損失,而且污染環(huán)境。因此在凝結(jié)水回收系統(tǒng)中應(yīng)盡量采用閉式系統(tǒng)。另外,由于閉式系統(tǒng)中的水不會與空氣接觸,不會吸收空氣中的氧,因此不易腐蝕。當(dāng)然閉式系統(tǒng)的投資高于開始系統(tǒng)。
蒸汽在用氣設(shè)備和管道中放出潛熱以后,即凝結(jié)為水。在設(shè)備中積存的凝結(jié)水應(yīng)及時排出。如積存過多,對加熱設(shè)備來說,將減少蒸汽的散熱面積,降低設(shè)備的加熱效果;對動力設(shè)備和管道還會引發(fā)水擊。為此在加熱設(shè)備和管道的泄水管出口應(yīng)裝設(shè)疏水器。疏水器的作用時能及時將凝結(jié)水排出,并能阻止未凝結(jié)的蒸汽露出,所以又將之稱為阻氣器。由于作用原理不同,疏水器可以分為機械型、熱動力型和熱靜力型。此外,低壓蒸汽系統(tǒng)和高壓蒸汽系統(tǒng)所用的疏水器也不相同,在設(shè)計時必須正確選用。
余熱回收雖然可以節(jié)能,但又需付出一定的代價,如設(shè)備投資、折舊和維護費等。因此在進行余熱利用時一定要考慮經(jīng)濟效益,進行余熱利用效果的經(jīng)濟評價。但是從國家的發(fā)展大局,建設(shè)資源節(jié)約型社會方面來看還是很有必要的,所獲得的社會效益和環(huán)境效益不是能用錢來衡量的。
作為以熱能為專業(yè)的大學(xué)生,我們要在各方面滲透節(jié)能的理念,無論是在工作還是生活中,要學(xué)好專業(yè)知識,緊跟能源發(fā)展潮流,敢于創(chuàng)新,發(fā)現(xiàn)更多節(jié)能的方向,制造出更多節(jié)能的設(shè)備,為我們國家的能源發(fā)展貢獻出自己的一份力量。
參考文獻
【1】 黃素逸,王曉墨.節(jié)能概論.華中科技大學(xué)出版社 【2】 任有中.能源工程管理.中國電力出版社
第三篇:能源論文
新能源產(chǎn)業(yè)基地演進及動力分析
一、新能源產(chǎn)業(yè)基地演進趨勢
中國在新能源和可再生能源的開發(fā)利用方面已經(jīng)取得顯著進展,技術(shù)水平有了很大提高,產(chǎn)業(yè)化已初具規(guī)模。到2008年底,我國新能源占能源生產(chǎn)總量比重超過9%。2007年,我國太陽能產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界第一,是全球太陽能熱水器生產(chǎn)量和使用量最大的國家和重要的太陽能光伏電池生產(chǎn)國,2008年我國的太陽能產(chǎn)業(yè)在不利經(jīng)濟形勢下仍保持了30%的高增長。截止到2009年底,中國累計風(fēng)電裝機容量達到2580萬千瓦,風(fēng)力發(fā)電能力排名世界第二。生物質(zhì)能、核能、地?zé)崮堋淠堋⒑Q竽艿刃履茉窗l(fā)展?jié)摿薮螅陙淼玫捷^大發(fā)展。為適應(yīng)節(jié)能減排要求,混合動力車、純電動汽車、燃料電車等新能源汽車已成為汽車業(yè)的重要發(fā)展方向。
我國是世界第一大碳排放國、第二大能源消費國、第三大石油進口國,發(fā)展新能源具有優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、增加能源供應(yīng)、減輕環(huán)境污染等多重意義,同時也是全面落實科學(xué)發(fā)展觀,促進資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會和社會主義新農(nóng)村建設(shè),以及全面建設(shè)小康社會和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。我國政府把發(fā)展新能源上升到國家戰(zhàn)略的高度而加以重視,陸續(xù)出臺了多部法律法規(guī)和配套措施。當(dāng)前我國新能源產(chǎn)業(yè)基地的發(fā)展有兩大機遇,一是能源供需緩和為新能源發(fā)展提供了有利時機;二是高碳經(jīng)濟的節(jié)能減排壓力對新能源發(fā)展具有促進作用。
二、新能源產(chǎn)業(yè)基地演進的市場要素分析
(一)宏觀角度
1、世界經(jīng)濟發(fā)展總趨勢帶動新能源產(chǎn)業(yè)基地發(fā)展。
隨著傳統(tǒng)能源日益緊缺,新能源的開發(fā)與利用得到世界各國的廣泛關(guān)注,越來越多的國家采取鼓勵新能源發(fā)展的政策和措施,新能源的生產(chǎn)規(guī)模和使用范圍正在不斷擴大。美國新復(fù)興計劃的核心是培植新技術(shù)和產(chǎn)業(yè),特別是新能源。歐盟各國為了強化其在新能源領(lǐng)域已經(jīng)獲得的相對優(yōu)勢,也進一步加大了政策支持力度。中國、印度等很多國家也把新能源放在了一個很重要的位置。2012年《京都議定書》到期后新的溫室氣體減排機制將進一步促進綠色經(jīng)濟以及可持續(xù)發(fā)展模式的全面進行,新能源將迎來一個發(fā)展的黃金年代。由此,從整個經(jīng)濟發(fā)展的總趨勢著眼,發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)并建立新型能源產(chǎn)業(yè)基地集群具有需求潛力。在振興東北老工業(yè)基地的的大前提下,利用東北地區(qū)發(fā)展新能源的優(yōu)勢創(chuàng)建新能源產(chǎn)業(yè)基地會給東北地區(qū)經(jīng)濟帶來一個新的經(jīng)濟增長點。
2、我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀對新能源產(chǎn)業(yè)基地演進的推動
自2010年以來,政府將“調(diào)結(jié)構(gòu)”作為宏觀經(jīng)濟發(fā)展的重中之重,能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級成為大勢所趨,新能源及可再生能源產(chǎn)業(yè)迎來發(fā)展新契機。由于看好中國新能源領(lǐng)域的投資商機,大型能源集團,民營企業(yè)、國際資本、風(fēng)險投資等諸多投資者爭相發(fā)力,我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景樂觀。據(jù)國家能源局相關(guān)負責(zé)人介紹,“十一五”期間,核電發(fā)展步伐明顯加快。2005年以來,國家先后核準(zhǔn)了遼寧紅沿河、福建寧德、福建福清、廣東陽江、浙江方家山、浙江三門、山東海陽、廣東臺山、海南昌江、廣西防城港等10個核電項目,共28臺機組、3130萬千瓦。目前,核電在建規(guī)模占全球的40%以上。嶺澳二期1號機組、秦山二期擴建3號機組的建成投產(chǎn),結(jié)束了我國三年無核電機組投產(chǎn)的局面。
風(fēng)電產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。全國風(fēng)電吊裝容量累計達到4000萬千瓦,連續(xù)5年翻番增長。上海東海大橋10萬千瓦海上風(fēng)電場在世博會期間并網(wǎng)投產(chǎn),成為除歐洲之外世界上第一座海上風(fēng)電場。
太陽能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,國內(nèi)光伏發(fā)電市場有序啟動,2009年敦煌1萬千瓦光伏電站項目實施招標(biāo),現(xiàn)已建成,全部并網(wǎng)發(fā)電。預(yù)計2010年全國光伏發(fā)電裝機規(guī)模達到60萬千瓦。
大力發(fā)展清潔能源對能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級起到了巨大的作用,對完成“十一五”節(jié)能減排目標(biāo)作出了重要貢獻。“十一五”期間大力發(fā)展非化石能源,水電、核電、風(fēng)電發(fā)電量5年累計超過3萬億千瓦時,替代原煤15億噸,減少二氧化碳排放近30億噸。
3、新能源國內(nèi)總需求情況
新能源的開發(fā)和利用,以及未來的發(fā)展都離不開社會各界的關(guān)注和支持,我國對新能源產(chǎn)業(yè)也給予了前所未有的重視,未來新能源勢必會呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢,其發(fā)展的空間是非常大的。開發(fā)利用新能源從實際出發(fā),努力推動節(jié)能環(huán)保建筑的建設(shè),以及低碳減排產(chǎn)品的研發(fā),擺脫對傳統(tǒng)能源的依賴,打造清潔現(xiàn)代化國家。積極發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè),對個人、對社會、對國家都具有非同小可的意義
從未來的市場前景看,若按“十二五”期間經(jīng)濟增長8%—9%、電力彈性系數(shù)接近于1來測算,2015年全國電力需求將達到約5.5萬億千瓦時,要達到電力供需基本平衡,相應(yīng)約需發(fā)電裝機12.5億千瓦。按此繼續(xù)推算,到2020年全國約需發(fā)電裝機16億千瓦,而到今年底,全國總裝機預(yù)計達到8億千瓦,這說明新能源具有長期非剛性的需求,它的發(fā)展擁有廣闊的市場前景。從現(xiàn)實的市場競爭力看,受技術(shù)、設(shè)備等因素及新能源自身分散性、不穩(wěn)定性特點的制約,新能源要在成本上與常規(guī)能源并駕齊驅(qū)還有待時日,加之新能源的關(guān)鍵設(shè)備要依賴進口,成本更進一步被推高。這說明高成本、高價格、低效率導(dǎo)致的新能源市場競爭弱勢是制約新能源商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的最直接因素。
4、新能源國內(nèi)開發(fā)利用現(xiàn)狀
不同種類的新能源在資源分布、技術(shù)難度、使用成本等多方面存在相當(dāng)大的差異,因而新能源的開發(fā)利用程度各不相同。在新型可再生能源中,太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能和地?zé)崮馨l(fā)展勢頭良好,已經(jīng)進入或接近產(chǎn)業(yè)化階段,尤其是太陽能熱水器、風(fēng)電以及生物燃料,已經(jīng)形成較大的商業(yè)規(guī)模,成本也降至可接受水平。核能技術(shù)已經(jīng)成熟,核電在國外已過發(fā)展高峰期,在我國則剛剛興起。核聚變、氫能、天然氣水合物、海洋能仍處于研究和發(fā)展之中,距離商業(yè)化還有較大距離。
截止到2009年2月,全球核電裝機已達3.72億kW,年發(fā)電量2.6萬億kWh,在全球一次能源結(jié)構(gòu)中的比重約為6%左右。相比而言,新型可再生能源的開發(fā)利用程度還很低,以2006年為例,其在全球一次能源供應(yīng)量中的比重僅為1%左右,占全部可再生能源的比例也僅為8%左右。2007年,全球新型可再生能源發(fā)電裝機量為1.65億kW,相當(dāng)于全球電力裝機總?cè)萘康?.7%(見表2)。德國、美國、西班牙、日本等發(fā)達國家的可再生能源產(chǎn)業(yè)化水平已達到較高程度,其市場規(guī)模和裝備制造水平跟其他國家相比具有明顯優(yōu)勢。我國也是世界重要的可再生能源大國,太陽能熱水器產(chǎn)量和保有量、光伏電池產(chǎn)量、地?zé)嶂苯永昧恳约罢託猱a(chǎn)量都位居世界第一。不過,我國對新型可再生能源的開發(fā)多集中在技術(shù)含量較低的供暖和制熱領(lǐng)域,在可再生能源發(fā)電技術(shù)水平和利用規(guī)模方面跟國外相比還存在較大差距。我國新型可再生能源發(fā)電裝機容量僅為905萬kW,占全球5.5%,遠低于我國電力裝機總?cè)萘空既?6%的比重。
(二)微觀角度(以東北地區(qū)風(fēng)電項目的發(fā)展?fàn)顩r為例)
在現(xiàn)如今能源短缺危機的迫使下,全球迎來了低碳時代,越來越多的企業(yè)也意識到利用新能源的商機,新能源也更是被看作把握未來脈搏的新興產(chǎn)業(yè)。無論是從企業(yè)效益方面來看,還是從社會責(zé)任來看,企業(yè)都必須不失時機地從生產(chǎn)、消費等方面全方位開發(fā)和利用新能源,勇于打破陳舊的觀念,實現(xiàn)大膽創(chuàng)新的同時,加大節(jié)能改造的投入,積極推廣節(jié)能技術(shù),力爭在節(jié)能領(lǐng)域開辟出一條企業(yè)綠色發(fā)展之路。
東北地區(qū)風(fēng)速穩(wěn)、風(fēng)功率密度大、可利用風(fēng)能多——在方興未艾的新能源產(chǎn)業(yè)開發(fā)中,得天獨厚的風(fēng)能資源使東北地區(qū)在風(fēng)電開發(fā)上獨具優(yōu)勢。由此,筆者認為在東北地區(qū)興建新能源產(chǎn)業(yè)基地應(yīng)以風(fēng)電項目為重點發(fā)展對象。
1、研發(fā)水平高
新能源大多具有能量密度低、資源分布不均衡等缺點,對其進行低成本、高效率利用是新能源開發(fā)的首要問題。顯然,可再生能源開發(fā)技術(shù)的復(fù)雜程度要比常規(guī)能源高得多,涉及資源評價、材料和設(shè)備制造、工程設(shè)計、配發(fā)和管理等多個領(lǐng)域,必須進行跨學(xué)科聯(lián)合攻關(guān),這對我國目前相對封閉的科研體制提出了挑戰(zhàn)。國家需要在搞活科研創(chuàng)新機制、打造科研合作平臺、加大知識產(chǎn)權(quán)保護力度等方面做更多的努力,營造良好的科研環(huán)境。
據(jù)了解東北地區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)基地風(fēng)電開發(fā)技術(shù)水平不僅在國內(nèi)遙遙領(lǐng)先,而且接近國際先進水平。2009年,先后有大慶瑞好、七里嘎山、國電樺川大青背山等3個風(fēng)電場項目通過了可行性研究報告的評審。近五年來,黑龍江省電力設(shè)計院已經(jīng)先后完成省內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電工程設(shè)計項目35項,其中已投產(chǎn)的第一個風(fēng)力發(fā)電項目——華富富錦風(fēng)電場已經(jīng)成為綜合效益的示范電場。
風(fēng)電是兼具經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)保效益的新興能源。據(jù)科學(xué)測算,一個風(fēng)電場預(yù)計年發(fā)電量可達112.91萬千瓦時,折合成同等發(fā)電量的火力電廠,標(biāo)準(zhǔn)煤耗按300克/千瓦時計,每年可節(jié)約標(biāo)煤33873噸。參照七臺河發(fā)電廠煤質(zhì),每年可減少煙塵排放量約436噸,二氧化硫約263噸,一氧化氮約454噸,二氧化碳約9.43萬噸,同時還會減少大量廢水和廢渣的排放,其環(huán)保效益十分可觀。
“十一五”末,吉林省在電源建設(shè)方面的總投資達到515億元,電力裝機達到2350萬千瓦。2010年,吉林省風(fēng)電總裝機超過300萬千瓦,在全國處于領(lǐng)先地位。
“十一五”末,吉林省電力裝機達到2350萬千瓦,其中火電1600萬千瓦,風(fēng)電300萬千瓦,水電432萬千瓦,生物發(fā)電及其它18萬千瓦。
吉林省在2010年,基本建成了500千伏主干電網(wǎng)“井”字形網(wǎng)架,電網(wǎng)工程總投資236.5億元,其中,農(nóng)村電網(wǎng)和城市電網(wǎng)改造工程投資70億元,骨干及其它電網(wǎng)166.5億元。新、擴建500千伏變電站12座,220千伏變電站48座,新建線路約6007公里。到2010年底,全省500千伏變電所可以達到11座,500千伏開閉所1座,500千伏線路4191.3公里。220千伏變電所78座,220千伏開閉所1座,220千伏線路9467.7公里。同時,吉林省已開展通榆和洮南500千伏變電所工作,以滿足當(dāng)?shù)仫L(fēng)電送出。吉林省風(fēng)電總裝機超過300萬千瓦,在全國處于領(lǐng)先地位。
2、產(chǎn)業(yè)園項目使東北地區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)基地形成規(guī)模經(jīng)濟
東北地區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)基地已形成規(guī)模經(jīng)濟,產(chǎn)業(yè)的集聚形成了較高的效率,成本相對較低,收益較高,企業(yè)的生產(chǎn)可能曲線會向外向上移動,新能源產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)企業(yè)的依賴性及互補性較強。
2009年,投資達100億元人民幣的通榆三一風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園項目在吉林省通榆縣正式開工。此項目以生產(chǎn)風(fēng)電裝備為主,預(yù)計3至5年內(nèi)實現(xiàn)銷售收入100億元,屆時通榆將成為中國最為重要的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)化基地之一。目前中國在不斷加大對可再生能源的投資,以緩解日益突顯的能源緊缺問題。正在制定中的新能源振興規(guī)劃也把核電、風(fēng)電和太陽能發(fā)電作為重點發(fā)展領(lǐng)域。預(yù)計到2020年,中國風(fēng)電總裝機容量將達1.5億千瓦。
通榆風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園項目以生產(chǎn)制造大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備為核心,占地約500畝,項目涵蓋風(fēng)機整機、葉片、塔筒等各主要生產(chǎn)領(lǐng)域,產(chǎn)品銷售范圍以通榆縣為中心,覆蓋東北、蒙古和華北部分地區(qū)。項目首期投資25億元,當(dāng)年將形成40萬千瓦的配套能力,2010年將進一步擴大產(chǎn)能,形成60萬千瓦的配套能力,到2013年,年銷售收入可達100億元。
開魯縣風(fēng)力資源豐富,全縣風(fēng)力發(fā)電規(guī)劃總區(qū)域面積1000多平方公里,規(guī)劃總裝機容量300萬千瓦,是經(jīng)國家發(fā)改委批準(zhǔn)建設(shè)的百萬千瓦風(fēng)電基地,并且每年以50萬千瓦裝機容量的速度向前推進。現(xiàn)已有華電國際、深圳能源、中電投、華電新能源、華能、國華能源6家風(fēng)電企業(yè)入駐開魯。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展壯大,為風(fēng)電裝備制造業(yè)提供了廣闊的發(fā)展平臺,通遼華創(chuàng)風(fēng)能有限公司是繼葛洲壩風(fēng)機塔筒、美澤風(fēng)機葉片之后,又一家入駐開魯?shù)娘L(fēng)電裝備制造企業(yè)。這個項目的建設(shè),標(biāo)志著開魯依托風(fēng)電資源的產(chǎn)業(yè)鏈延伸建設(shè)跨入一個嶄新的發(fā)展階段,標(biāo)志著在開魯本地能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)機塔筒、葉片和主機整機制造組裝,能夠為百萬千瓦風(fēng)電基地建設(shè)提供更加經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)和便捷的服務(wù)。
三、新能源產(chǎn)業(yè)基地演進的制度要素分析
新能源的發(fā)展主要依賴制度的推動,而如何將其達到一個平衡穩(wěn)定是尤為重要的,由此新能源產(chǎn)業(yè)從制度和政策方面應(yīng)充分形成推進綠色發(fā)展的體制機制,順應(yīng)國家倡導(dǎo)的節(jié)能環(huán)保政策,有效的達到能源利用效率高漲的目標(biāo)。國家對新能源的開發(fā)利用技術(shù)上應(yīng)加大扶持力度引導(dǎo)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。
(一)宏觀角度
1、新能源產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃
中國的能源與環(huán)境問題嚴(yán)重,新能源開發(fā)利用受到越來越高的關(guān)注。目前,新能源產(chǎn)業(yè)已成為我國重點產(chǎn)業(yè)。新能源一方面作為傳統(tǒng)能源的補充,另一方面可有效降低環(huán)境污染。我國可再生能源和新能源開發(fā)利用雖然起步較晚,但近年來也以年均超過25%的速度增長。自2006年《可再生能源法》正式生效后,政府陸續(xù)出臺了一系列與之配套的行政法規(guī)和規(guī)章來推動新能源的發(fā)展,中國新能源行業(yè)進入發(fā)展的快車道。
我國已經(jīng)出臺的新能源發(fā)展規(guī)劃有《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》、《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》、《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2005-2020年)》等,部分行業(yè)部門和地方地府也針對實際情況制定了各自的發(fā)展規(guī)劃。國家級的規(guī)劃存在兩個問題:一是發(fā)展目標(biāo)定得偏低,如風(fēng)能到2010年的發(fā)展目標(biāo)為1000萬kW,到2020年的發(fā)展目標(biāo)為3000萬kW,而事實上,1000萬kW的目標(biāo)已經(jīng)于2008年實現(xiàn),3000萬kW的目標(biāo)也可能提前于2012年左右實現(xiàn);二是缺乏設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)和資源評價方面的目標(biāo)。
國家有關(guān)部門應(yīng)密切跟蹤國外新能源現(xiàn)狀,充分考慮新能源資源量、技術(shù)發(fā)展水平、環(huán)境減排目標(biāo)、常規(guī)能源現(xiàn)狀等因素,對我國新能源發(fā)展規(guī)劃作出適當(dāng)調(diào)整和完善,為新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供指導(dǎo)。我國有關(guān)新能源與可再生能源的規(guī)定和政策措施并不比國外少,但這其中有許多已經(jīng)不再符合我國的實際,應(yīng)立即對不合時宜或相互矛盾的規(guī)定和措施進行清理,制定出切實可行、可操作性高的配套法規(guī)和實施細則。
2、環(huán)境保護制度
隨著低碳經(jīng)濟越來越成為世界經(jīng)濟發(fā)展的主流,各國更重視各產(chǎn)業(yè)的環(huán)保性。環(huán)境保護制度對于一個國家長期內(nèi)產(chǎn)業(yè)基地的發(fā)展會起到良好的保護作用。
例如東北地區(qū)環(huán)境保護工作開展了風(fēng)力發(fā)電建設(shè)項目專項檢查。環(huán)保專項檢查重點檢查風(fēng)力發(fā)電項目是否履行了環(huán)評審批手續(xù);在建項目是否認真按照環(huán)評批復(fù)的要求落實了生態(tài)恢復(fù)措施,各項污染治理設(shè)施是否同步建設(shè);已建成并投入運營的項目是否履行了竣工環(huán)境保護驗收手續(xù),各項污染物是否達標(biāo)排放等。
3、稅收制度
稅收制度影響到產(chǎn)業(yè)基地的實際成本與收益,因此實施稅收優(yōu)惠政策會提高新興產(chǎn)業(yè)基地的效率,帶動新能源產(chǎn)業(yè)基地發(fā)展的積極性。
例如遼寧阜新市國稅局把學(xué)習(xí)科學(xué)發(fā)展觀落實在行動上,積極落實稅收優(yōu)惠政策,支持風(fēng)電發(fā)展,促進阜新轉(zhuǎn)型。阜新聯(lián)合風(fēng)力發(fā)電有限公司和阜新申華協(xié)合風(fēng)力發(fā)電有限公司,坐落在彰武縣,兩企業(yè)是以開發(fā)利用風(fēng)電項目投資為主體的外商投資企業(yè),為助推企業(yè)幫大做強,市國稅局利用現(xiàn)有外商投資企業(yè)采購國產(chǎn)設(shè)備退稅政策,針對該企業(yè)采購大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備,市國稅局積極向上級請示,主動向企業(yè)介紹辦理類似業(yè)務(wù)的案例及稅收政策,引導(dǎo)企業(yè)積累原始資料。
總的來說,國家應(yīng)充分發(fā)揮政府“看得見的手”的作用,在新能源發(fā)展初期,需要政府投入一定的開發(fā)資金,或在能源集中采購方面給予傾斜,或給予一定的財政補貼,或設(shè)立專項的投資基金。但政府直接投入畢竟有限,政府投資的真正目的在于吸引商業(yè)資本進入,產(chǎn)生乘數(shù)效應(yīng)。因此政府作為的重點應(yīng)放在制度設(shè)計方面,以政策支持和導(dǎo)向為新能源“出海”護航。一是制定相應(yīng)市場準(zhǔn)入政策,為新能源發(fā)展創(chuàng)造持續(xù)穩(wěn)定的消費市場。二是完善電力定價體系和價格補償機制。三是通過稅收優(yōu)惠等手段發(fā)揮政策杠桿作用,調(diào)動投資者積極性。四是加強市場監(jiān)管,規(guī)范市場秩序,比如在風(fēng)電發(fā)展上,有些風(fēng)能基地在沒有詳細測風(fēng)資料的情況下上馬,風(fēng)電場規(guī)劃粗糙,規(guī)劃的容量也不科學(xué),使很多風(fēng)電機組無法達到設(shè)計出力。
(二)微觀角度
1、創(chuàng)新制度
企業(yè)的活力主要在于創(chuàng)新,但創(chuàng)新若想與市場規(guī)律更好的協(xié)調(diào)需要相應(yīng)的制度保證。東北地區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)的企業(yè)不僅在企業(yè)制度上同時在企業(yè)管理上都十分重視創(chuàng)新。例如國電雙遼公司實施了創(chuàng)新制度,在技術(shù)創(chuàng)新上,企業(yè)進行投入上的制度限制,特別是設(shè)置了最低科研資金的限定。在管理制度上,創(chuàng)新制度給予了運行環(huán)境及運行期限的制度保證。
2、競爭制度
東北地區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)基地內(nèi)的企業(yè)在競爭制度的引導(dǎo)下更好的與市場運行基本規(guī)律相一致,避免了企業(yè)經(jīng)營者利益沖動而引發(fā)非市場規(guī)律下的競爭所形成的最終企業(yè)甚而產(chǎn)業(yè)基地的損失。
參考文獻:
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第四篇:交通能源論文
交通運輸業(yè)指國民經(jīng)濟中專門從事運送貨物和旅客的社會生產(chǎn)部門,包括鐵路、公路、水運、航空等運輸部門。下面是小編為大家整理的交通能源論文,歡迎大家的閱讀。
交通能源論文
1研究方法、模型與數(shù)據(jù)處理
1.1研究方法
1987年Enger和Granger提出了協(xié)整理論和誤差修正模型,指出一些經(jīng)濟變量雖然是非平穩(wěn)序列,但變量間的線性組合卻可能是平穩(wěn)的,這些變量之間可能存在著協(xié)整關(guān)系。當(dāng)變量之間存在著協(xié)整關(guān)系時,還可以用誤差修正模型分析變量間的短期波動關(guān)系〔13-14〕。
1.2指標(biāo)選取與模型構(gòu)建
(1)指標(biāo)選取從上述文獻可以看出,影響我國交通運輸業(yè)碳排放的因素可能有交通發(fā)展水平、交通能源強度、交通運輸結(jié)構(gòu)、人均GDP、居民收入等因素。根據(jù)蔡博峰等人的研究,和國外不同,我國交通部門CO2排放量和人均GDP之間并不顯著相關(guān)(判定系數(shù)R2=0.214),這可能是由于我國交通領(lǐng)域的CO2排放主要受工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟活動驅(qū)動,而不是家庭收入的驅(qū)動;我國道路交通CO2排放與居民收入的相關(guān)性很低(判定系數(shù)R2=0.147),這可能是我國道路運輸?shù)腃O2排放并非像一些發(fā)達國家以私家車排放為主,而很可能主要以貨車、出租車、公司商務(wù)車和政府用車為主〔15〕。
那么因此人均GDP、居民收入不是影響我國交通運輸業(yè)碳排放的主要因素。由于如何量化交通運輸結(jié)構(gòu)存在一定的分歧,因此本文重點研究交通發(fā)展水平和交通能源強度對我國交通運輸業(yè)碳排放的影響。選取交通運輸業(yè)碳排量為因變量,交通發(fā)展水平和交通能源強度為自變量,用能源消耗法計算交通運輸業(yè)碳排放,交通發(fā)展水平用換算周轉(zhuǎn)量指標(biāo)表征,交通能源強度用單位換算周轉(zhuǎn)量的能源消耗表征。
(2)模型構(gòu)建基于上述研究方法和指標(biāo),本文構(gòu)建了交通運輸業(yè)影響因素的計量經(jīng)濟模型:y=u+αx1+βx2,(1)式中,μ為隨機誤差項;y為交通運輸業(yè)碳排量值;x1為交通運輸業(yè)換算周轉(zhuǎn)量;x2為交通能源強度;α,β為回歸系數(shù)。
1.3數(shù)據(jù)處理
(1)交通運輸業(yè)碳排量測算模型及結(jié)果根據(jù)《IPCC2006國家溫室氣體清單指南》,移動源(交通部門)的CO2排放核算方法可以分為兩種。方法一是自上而下,基于交通工具燃料消耗的統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算;方法二是自下而上,基于不同交通類型的車型、保有量、行駛里程、單位行駛里程燃料消耗等數(shù)據(jù)計算燃料消耗,從而計算CO2排放。由于獲取我國不同類型機動車行駛里程和油耗等數(shù)據(jù)比較困難,因此基于公開數(shù)據(jù)完全采用第2種方法的可行度較低。考慮我國成品油生產(chǎn)和供應(yīng)的壟斷性很高,因而采用第1種方法基于交通工具燃料消耗的計算精度高。本文根據(jù)第1種方法構(gòu)建交通運輸業(yè)CO2排放測算模型:EQ=EQp+EQc+EQg+EQe+EQh,(2)式中,EQ為交通運輸業(yè)總CO2排放量;EQp為消耗石油燃料的CO2排放量;EQc為消耗煤炭的CO2排放量;EQg為消耗然氣的CO2排放量;EQe為消耗電能折算的CO2排放量;EQh為消耗熱能折算的CO2排放量。
①消耗石油燃料的CO2排放量交通運輸業(yè)中使用石油燃料的主要有汽油、煤油和柴油等。EQp=∑(不同燃油消耗量×CO2排放系數(shù)),其中燃油、煤炭、燃氣等各種能源CO2排放因子取《IPCC2006國家溫室氣體清單指南》第2卷能源中的表2-2所規(guī)定的值。終端電的消耗不直接產(chǎn)生CO2,但電廠發(fā)電過程中會產(chǎn)生CO2,屬于間接碳排放。在火電、水電和核電3類電廠中,水電和核電廠產(chǎn)生很少的CO2排放,可以忽略不計,因此本文主要計算火電廠產(chǎn)生的CO2排放。
(2)交通運輸業(yè)換算周轉(zhuǎn)量計算公式及結(jié)果交通運輸業(yè)換算周轉(zhuǎn)量TR為客運周轉(zhuǎn)量和貨運周轉(zhuǎn)量之和。采用客/貨運周轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)換系數(shù)(如表2所示),將客運周轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)換成貨運周轉(zhuǎn)量,并與原來的貨運周轉(zhuǎn)量相加,最后得到換算周轉(zhuǎn)量,如表3所示。各運輸方式周轉(zhuǎn)量數(shù)據(jù)來源于我國歷年的統(tǒng)計年鑒。
(3)交通能源強度計算公式及結(jié)果交通能源強度EN用單位換算周轉(zhuǎn)量所消耗的能源量表征。由于能源的種類眾多,因此能源消耗按發(fā)熱量折算成標(biāo)準(zhǔn)煤表示,即:交通能源強度=能源消費量換算周轉(zhuǎn)量。
2實證結(jié)果分析
2.1數(shù)據(jù)預(yù)處理
那么為了避免時間序列數(shù)據(jù)出現(xiàn)偽回歸的現(xiàn)象,對EQ,TR,EN數(shù)據(jù)進行對數(shù)變換,這種處理不會影響數(shù)據(jù)的統(tǒng)計性質(zhì),對數(shù)變換后的序列分別用LNEQ,LNTR,LNEN表示,檢驗均由EVIEW6.0完成。
2.2單位根檢驗
本文的平穩(wěn)性檢驗采用常見的ADF單位根檢驗,得到相關(guān)數(shù)據(jù)序列的單整性階數(shù)如表5所示。原序列和其一階差分序列的ADF單位根檢驗表明,LNEQ,LNTR,LNEN均為一階單整序列I(1),滿足對其進一步進行協(xié)整檢驗的要求,變量彼此之間可能存在協(xié)整關(guān)系。
2.3Johnsen協(xié)整檢驗及標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)整方程
(1)跡檢驗和最大特征值檢驗對3個變量LNEQ,LNTR,LNEN進行Johnsen協(xié)整檢驗,檢驗結(jié)果如表
6、表7所示。表6和表7的結(jié)果均表明,LNEQ,LNTR,LNEN在0.05的顯著水平下拒絕了沒有協(xié)整關(guān)系的假設(shè),接受了至多存在一個協(xié)整關(guān)系的假設(shè)。這說明在0.05的顯著水平下序列LNEQ,LNTR,LNEN間存在一個協(xié)整關(guān)系,能夠建立向量誤差修正模型。
(2)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)整方程Johnsen協(xié)整檢驗除給出協(xié)整關(guān)系的檢驗外,還給出了協(xié)整關(guān)系式。本案例的無限制條件下的協(xié)整關(guān)系如表8所示。
為了使序列間的更為明顯直觀,一般將排序第一的序列前的系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化為1,這樣表示的協(xié)整關(guān)系稱為標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)整關(guān)系,如表9所示。因此,最終的協(xié)整方程為:LNEQ=1.429165×LNEN+0.985885×LNTR,se=(0.07462)(0.01502)。
(3)式(3)揭示了LNEQ與LNTR,LNEN間的長期均衡關(guān)系:交通能源強度每增長1個單位將導(dǎo)致交通運輸業(yè)碳排放上升1.429165個單位,交通運輸換算周轉(zhuǎn)量每增長1個單位將導(dǎo)致交通運輸業(yè)碳排放上升0.985885個單位。
2.4VECM模型及檢驗結(jié)果
關(guān)于協(xié)整關(guān)系只能說明各序列間的長期均衡關(guān)系,為了分析EQ與TR和EN的短期動態(tài)關(guān)系,需要建立將短期波動與長期均衡聯(lián)系在一起的誤差修正模型(VECM)。通過Eview6.0估算出誤差修正模型:D(LNEQt)=-0.681440×ECMt-1-0.467110×D(LNEQt-1)+0.249810×D(LNENt-1)+0.200329×D(LNTRt-1)-0.064671,(4)式中,LNEQt,LNEQt-1分別為第t年和第t-1年交通運輸業(yè)碳排量的對數(shù)變換;LNENt-1為第t-1年交通運輸業(yè)換算周轉(zhuǎn)量的對數(shù)變換;LNTRt-1為第t-1年交通能源強度的對數(shù)變換;ECMt-1為誤差修正項。由式(4)可以看出,交通運輸業(yè)碳排放的短期波動可以分為3個部分:第1部分是前一期碳排放變動的影響,第2部分是前一期能源強度和交通發(fā)展水平的影響,第3部分是前一期碳排放偏離長期均衡關(guān)系的影響。上LNEQ增加1個單位,本LNEQ反方向變動0.467110個單位。
上LNEN增加1個單位,本LNEQ正方向變動0.249810個單位。上LNEQ增加1個單位,本LNTR正方向變動0.200329個單位。上的非均衡誤差以68.144%的比率對本碳排放增量做出修正,即以-68.144%的調(diào)整力度將非均衡狀態(tài)拉回均衡狀態(tài)。
3結(jié)論
本內(nèi)容通過對我國交通運輸業(yè)碳排放及影響因素進行分析,得出以下結(jié)論:
(1)1991—2011年期間,我國交通運輸業(yè)碳排放量不斷增加,2011年達到6.0423×1012t,碳減排的形勢十分嚴(yán)峻。
(2)我國交通運輸業(yè)碳排放量與能源強度存在著長期的均衡關(guān)系,交通能源強度每增長1個單位將導(dǎo)致交通運輸業(yè)碳排放上升1.429165個單位。因此要降低碳排放,就需要采取有效措施降低交通能源強度。
這些措施主要包括3個方面:一是制訂車輛的燃油效率標(biāo)準(zhǔn),且逐步提高標(biāo)準(zhǔn),以控制機動車排放。二是大力發(fā)展新能源汽車,把培養(yǎng)新能源產(chǎn)業(yè)作為應(yīng)對氣候變化的一項戰(zhàn)略舉措。三是促進替代燃料,特別是生物質(zhì)燃料的發(fā)展。車用生物質(zhì)燃料替代化石燃料,對于降低機動車碳排放具有顯著的效果。
(3)我國交通運輸業(yè)碳排放量與交通發(fā)展水平存在著長期的均衡關(guān)系,交通運輸換算周轉(zhuǎn)量每增長1個單位將導(dǎo)致交通運輸業(yè)碳排放上升0.985885個單位。因此要降低碳排放而不影響交通發(fā)展,就需要采取措施降低單位周轉(zhuǎn)量的碳排放。
這些措施主要包括3個方面:一是通過廣泛應(yīng)用物流信息技術(shù),建設(shè)物流公共信息平臺,促進物流供需信息的共享,以降低車輛的空駛率。二是大力發(fā)展公共交通,規(guī)范和合理引導(dǎo)消費者的出行需求,倡導(dǎo)綠色出行,采用智能交通技術(shù)提高交通綜合管理水平,最終達到交通效率的提升。三是進行運輸結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,在條件允許的情況下推動碳排放低的運輸方式的發(fā)展。
第五篇:能源論文
《發(fā)展新能源》
——中國能源現(xiàn)狀與對策
目錄:
一、能源現(xiàn)狀
1.1中國能源現(xiàn)狀 1.2新能源發(fā)展原因
二、節(jié)能途徑
2.1低溫余熱利用
2.2 熱能的高效傳遞與轉(zhuǎn)換
2.3 大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,加強能源再利用 2.4 實施節(jié)能戰(zhàn)略,提高能源利用效率 2.5 開發(fā)可再生能源,調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)
2.5.1 風(fēng)能
2.5.2 生物質(zhì)能
三、結(jié)束語
一、中國能源現(xiàn)狀
1.1中國能源現(xiàn)狀
我國是世界上能源結(jié)構(gòu)以煤為主的國家之一,也是世界上最大的煤炭消費國。我國能源資源“高增長、高消耗、高污染”,使我們正面臨嚴(yán)峻的能源形勢。近10年來,我國石油消費增長率達到7%,而同期石油產(chǎn)量年增長速度僅為1.8%,石油供應(yīng)形勢十分嚴(yán)峻。2003年我國進口原油9112萬噸,對外依存度達35%。今年原油進口量將突破1億噸,面對50%的進口石油,我國石油安全形勢令人擔(dān)憂。
我國煤炭資源總藏量位居世界第一,可?儲量2406億噸,位居世界第二。煤炭約占我國化石能源的95%和儲量約90%。盡管我國煤炭資源豐富,但形勢不容樂觀。一是煤炭資源勘探程度低,己查明資源中精查和詳查資源只有42%,煤炭供給能力不足。二是經(jīng)濟可采儲量少,人均占有量僅145t,低于世界平均水平。三是煤炭資源利用率低,資源浪費嚴(yán)重。全國煤炭回采率僅30%,小型煤礦回采率僅15~20%,與國外85%的先進水平相比相差甚遠。四是我國煤炭超過60%的產(chǎn)量用于發(fā)電,即世界每使用3t煤,其中就有1t是在中國燒掉的。而燃煤造成了環(huán)境的嚴(yán)重污染,目前我國二氧化硫排放量位居世界第一,二氧化碳、氧化亞氮等溫室氣體的排放量位居世界第二。五是煤炭生產(chǎn)安全隱患多,事故頻繁發(fā)生。
1.2新能源發(fā)展的原因
必須清醒地看到,我國能源資源形勢是嚴(yán)峻的。石油、煤作為重要的化石能源,是不可再生的資源,總有一天要消耗殆盡。因此,從我國目前能源生產(chǎn)和能源消費的實際情況出發(fā),積極調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu),在合理開發(fā)、綜合利用和注重節(jié)約能源資源的同時,大力開發(fā)接替能源(即新能源和可再生能源),是保障我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必由之路,也是我國未來能源發(fā)展戰(zhàn)略的要求。新能源和可再生能源對環(huán)境生態(tài)不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生污染,既是近期急需的補充能源,又是未來能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。
世界各國越來越認識到,一個能夠持續(xù)發(fā)展的社會,應(yīng)該是既能滿足社會的需要,又不危及后人前途的社會。因此,節(jié)約能源、提高能源利用效率、盡可能多地使用潔凈能源替代含碳量高的礦物燃料,堅持走社會、經(jīng)濟、資源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展道路,應(yīng)是我國能源建設(shè)所必須遵循的原則。
我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國,燃煤已成為我國大氣污染的主要來源。大力開發(fā)新能源和可再生能源,從源頭上治理污染、改善環(huán)境,應(yīng)是減少環(huán)境污染的根本措施。作為發(fā)展中國家,目前我國有3000多萬沒有電的家庭,主要集中在西部一些邊遠地區(qū),這些地區(qū)大的電網(wǎng)難以到達,卻有著豐富的風(fēng)能、太陽能等可再生能源。因此,開發(fā)可再生能源將成為西部大開發(fā)能源建設(shè)的重點。
同時,我國有9億多人口生活在農(nóng)村。農(nóng)村能源短缺,利用水平低,嚴(yán)重阻礙了農(nóng)村經(jīng)濟和社會的發(fā)展。因此,因地制宜、大力開發(fā)利用新能源和可再生能源,有利于促進農(nóng)村和偏遠地區(qū)脫貪致富,促使農(nóng)村經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,對全面實現(xiàn)小康社會具有重大意義。
能源生產(chǎn)不同于其他工業(yè)部門 ,牽涉環(huán)節(jié)多 ,開 發(fā)周期長 ,尤其是新能源的開發(fā)利用需更大量的人 力和財力 ,短期內(nèi)難以成為世界能源的主角。因此 , 我國近期能源工業(yè)的發(fā)展方針是 : 節(jié)約與開發(fā)并舉 , 把節(jié)約放在首位。節(jié)能必然涉及到能源利用率 , 尤 其是熱能的高效利用 , 故需對熱能利用中的一些節(jié) 能途徑作一簡要討論。
二、節(jié)能途徑
2.1低溫余熱利用
冶金、化工及煉油等工業(yè)中會產(chǎn)生大量低1 0 0 ℃的低溫余熱。有效利用這些余熱 , 既能減少能源浪費,又能減少環(huán)境污染。余熱的利用有多種形式,包括直接利用、間接利用和余熱制冷。現(xiàn)在, 冶金工業(yè)中廣泛利用煙氣來預(yù)熱入爐空氣和燃料,或直接預(yù)熱鋼、鋼坯等物料, 都是直接利用余熱的例子。間接利用是通過余熱鍋爐或熱交換器生產(chǎn)蒸汽、熱水或熱空氣,供生產(chǎn)工藝或采暖空調(diào)使用。
2.2 熱能的高效傳遞與轉(zhuǎn)換
熱能不同于其他能量形式的一個重要屬性 , 就是熱能的品位。電能、化學(xué)能等是高品位的能量,因為它能方便地轉(zhuǎn)變成其他能量形式;而熱能是低品位的 ,它轉(zhuǎn)變成其他能量需具備一定條件。談及熱能,不能只籠統(tǒng)地講數(shù)量有多少,而必須同時說明是 處在什么水平上的熱能。曾有人估算, 如果將全世界的海水溫度降低一度, 所釋放的熱能可供全世界 數(shù)年的用能量。這種計算是沒有實際意義的, 因為這種能量雖數(shù)量巨大, 但它是處在環(huán)境水平上的熱 能,沒有什么可用成分。熱能的利用必然伴隨著傳熱, 傳熱量Q的計算公式為 :
Q = F ·K ·(T1T2)等因素有關(guān)。因為傳熱過程是 典型的不可逆過程 ,傳熱溫差愈大 ,不可逆損失也就 愈大 ,熱能的降階幅度就愈大。熱能降階意味著可 用成分的減少 ,這是人們所不希望的。要想降低傳 熱過程中的不可逆損失,唯一的辦法就是想法提高傳熱系數(shù)。傳熱系數(shù)愈大,傳遞一定熱量所需的溫差就愈小,不可逆損失也就愈小。依傳熱形式不同, K 值可以從數(shù)十到上千。但只有 K 值趨于無窮大,不可逆損失才能完全消失, 這實際上是不可能的。近幾年發(fā)展起來的場協(xié)同理論從新的角度闡述了流 動換熱的機制與控制方法, 并提出了實現(xiàn)強化傳熱的新途。
由于傳熱過程存在不可避免的不可逆損失, 因 此在可能的情況下,能量轉(zhuǎn)換應(yīng)盡量避免傳熱環(huán)節(jié)出現(xiàn),比如燃料電池能夠?qū)崿F(xiàn)化學(xué)能電轉(zhuǎn)換。日本已有 10 萬 k W 級的熔融碳酸鹽燃料電池發(fā)電站投入使用。
目前,太陽能電池的造價尚嫌昂貴 ,普通太陽能 電池的初投資約10萬元/ k W ,而一般火力發(fā)電廠的初投資約為 8 000 ~9 000 元/ k W。因此,太陽能電池的市場競爭能力還有待提高。
2.3 大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,加強能源再利用
大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,盡可能提高能源利用效率是我國能源實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略之 一。循環(huán)經(jīng)濟是對物質(zhì)閉環(huán)流動型經(jīng)濟的簡稱。它倡導(dǎo)在物質(zhì)不斷循環(huán)利用的基礎(chǔ)上發(fā)展經(jīng)濟,建立資源-產(chǎn)品-再生資源的新經(jīng)濟模式。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟要從傳統(tǒng)的廢棄物處理向資源再生利 用的理念轉(zhuǎn)變。在傳統(tǒng)的發(fā)展理念中,生產(chǎn)和消費過程中產(chǎn)生的廢棄物沒有資源的概念,而是無用垃圾,“用畢即丟”成為普遍的消費習(xí)慣。大量可以資源化的廢棄物沒有充分地再生利用,造成了資 源浪費、環(huán)境污染。例如我國冶金、化工及煉油等工業(yè)中會產(chǎn)生大量低于100℃的低溫余熱,這些余熱過去都是作為廢棄物被排放掉,不僅造成能源浪費,還增加了環(huán)境污染。如果按照發(fā) 展循環(huán)經(jīng)濟的要求,確立起廢棄物也是資源的理念。那么這些余熱就可以通過某種形式而轉(zhuǎn)化 為二次能源,再次利用。目前,余熱的利用包括直接利用、間接利用。冶金工業(yè)中廣泛利用煙 氣來預(yù)熱入爐空氣和燃料,或直接預(yù)熱鋼錠、鋼坯等物料,都是直接利用余熱的例子。間接利 用是通過余熱鍋爐或熱交換器生產(chǎn)蒸汽、熱水或熱空氣,供生產(chǎn)工藝或采暖空調(diào)使用。
可見,通過資源再利用理念可以大大提高能源的使用效率,為此,我們必須建立能源廢 棄物循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)生產(chǎn)活動循環(huán)化生態(tài)化。首先是在企業(yè)內(nèi)部提高循環(huán)利用程度,充 分利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣、廢水、余氣、余熱、余壓,進行再利用,作為二次能源或再資 源化。還應(yīng)看到,一個企業(yè)往往由于能源廢棄物沒有達到一定數(shù)量規(guī)模,或因成本高、缺乏技 術(shù)等,不能對自己所產(chǎn)生的能源廢棄物都進行再利用和再資源化,而通過產(chǎn)業(yè)鏈延伸和耦合,就可以在企業(yè)之間建立資源和能源互惠、互利、互補的循環(huán)利用,使單個企業(yè)無法利用或者無 法充分利用的廢棄物集中成為另一家企業(yè)的能源,形成能源生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈,真正變廢為寶。這種 通過產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)能源廢棄物循環(huán)利用的潛力很大。下一步,可以對一些特色產(chǎn)業(yè)集聚地區(qū)和工業(yè)園區(qū)積極開展試點,實行工業(yè)園區(qū)生態(tài)化改造,構(gòu)建園區(qū)內(nèi)循環(huán)型的能量流耦合系統(tǒng),探索 創(chuàng)建循環(huán)型、生態(tài)型工業(yè)園區(qū)。
2.4 實施節(jié)能戰(zhàn)略,提高能源利用效率
《中華人民共和國節(jié)約能源法》中規(guī)定:節(jié)能,是指加強用能管理,采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理以及環(huán)境和社會可以承受的措施,減少從能源生產(chǎn)到消費各個環(huán)節(jié)中的損失和浪 費,更加有效、合理地利用能源。2003年,我國的能源消耗強度是日本的6.9倍,德國的4.3倍和美國的3.3倍,總體上主 要工業(yè)產(chǎn)品的能源消耗強度比國外高30%以上,因此節(jié)能潛力巨大。目前,節(jié)能途徑主要有 結(jié)構(gòu)節(jié)能、管理節(jié)能和技術(shù)節(jié)能。結(jié)構(gòu)節(jié)能,主要從宏觀角度通過經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整,向節(jié)能型工業(yè)體系發(fā)展。管理節(jié)能,主要是加強計量檢測,優(yōu)化能源分配,強化管理維護,實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。技術(shù)節(jié)能,是通過新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備、新器件的開發(fā)應(yīng)用來取得節(jié)能效益。在結(jié)構(gòu)節(jié)能方面,努力強化資源高消耗行業(yè)的市場準(zhǔn)入條件,制止盲目投資和低水平重 復(fù)建設(shè),大力發(fā)展耗能低或不耗能的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),提高高新技術(shù)產(chǎn)品在GDP中的比重,從 而降低單位GDP的能源消耗 在管理節(jié)能方面,采用適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟激勵政策,形成有效的創(chuàng)新能力,關(guān)鍵還在于引入能 源領(lǐng)域的市場化改革,通過競爭降低成本,擴大市場,實現(xiàn)新能源和傳統(tǒng)能源的成本競爭,讓 市場競爭機制充分發(fā)揮其優(yōu)化配置資源的基礎(chǔ)性作用,應(yīng)對我國未來能源領(lǐng)域里的各種挑戰(zhàn)。
在技術(shù)節(jié)能方面,從目前的情況看,我國存在能源研發(fā)投入的嚴(yán)重不足的問題。我國能 源研發(fā)的投入經(jīng)費僅占全國研發(fā)總經(jīng)費的6.43%,急需加大研發(fā)經(jīng)費投入力度,根據(jù)最終能源 需求選擇國家關(guān)鍵技術(shù),結(jié)合各方的力量攻關(guān)。
2.5 開發(fā)可再生能源,調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)
中國煤炭消費比重(66.1%)基本上相當(dāng)于世界上石油加天然氣的消費比重(61.7%),而我國石油加天然氣的比重(26.2%)又 相當(dāng)于世界平均煤炭的消費比重(25.5%)。我國能源消費絕大部分依賴石油和煤炭,2004年,我國能源消費中水電為3 280億kWh,合1.25億t標(biāo)準(zhǔn)煤,約占當(dāng)年能源消費的6.5%,加上太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等共占當(dāng)年能 源消費的7.4%,可見,可再生能源所占的比例仍然過小。
目前,可再生能源中發(fā)展速度較快主要是水電、生物質(zhì)能、太陽能和風(fēng)能,它們也是今 后20年最有發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉础?.3.1 水電 我國水電資源非常豐富,理論蘊藏量為6.76億kW,技術(shù)可開發(fā)容量4.93億kW,經(jīng)濟可 開發(fā)容量3.78億kW。不論是水能資源蘊藏量,還是可能開發(fā)的水能資源,我國都居世界第一 位。但是,與發(fā)達國家相比,我國的水力資源開發(fā)利用程度并不高。截至2004年9月,我國 水電裝機容量突破了1億kW大關(guān),開發(fā)利用水平只有24%左右,大大低于發(fā)達國家50% ~70% 的開發(fā)利用水平。而且,在2002年能源的消費結(jié)構(gòu)中(見表3),我國水電為7.8%,低于世界平均水平5個百分點。因此,在一個相當(dāng)長的時期內(nèi),我國水力資源開發(fā)潛力巨大。
2.5.1 風(fēng)能 風(fēng)能是太陽能的一種轉(zhuǎn)化形式,是一種取之不盡又不會產(chǎn)生任何污染的可再生能源。1999年 10月5日,歐洲風(fēng)能協(xié)會在布魯塞爾發(fā)表了一項國際能源研究報告。報告稱,風(fēng)力發(fā)電到 2020年可提供世界電力需求的10%,創(chuàng)造170萬個就業(yè)機會,并在全球范圍內(nèi)減少100多億t 二氧化碳廢氣。我國地域遼闊,地形變化大,風(fēng)力資源豐富。據(jù)初步探明結(jié)果,我國陸地上可 開發(fā)的風(fēng)能資源為2.53億kW,加上近海的風(fēng)能資源,全國可開發(fā)風(fēng)能資源約10億kW以上,居世界首位,潛力巨大。2.5.2 生物質(zhì)能
生物質(zhì)能是綠色植物通過光合作用將太陽輻射的能量轉(zhuǎn)化為儲存的化學(xué)能,以生物質(zhì)的 形式固定下來的能源。據(jù)估算,地球上的綠色植物儲存的總能力大約相當(dāng)于8×10 12 t標(biāo)準(zhǔn)煤,比目前地殼內(nèi)已知可供開采的煤炭總儲量還多11倍。地球上綠色植物一年固定的太陽能大約 為3×10 21 J,相當(dāng)于人類目前年消耗能量的6倍~10倍。我國有豐富的生物質(zhì)能源,僅農(nóng)產(chǎn)品 的秸稈產(chǎn)量就達到5.6億t 以上,還有1.1億t 薪柴,歷年垃圾存量也高達60億t,年產(chǎn)垃圾近1.4億t。我國新興生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)處于國際領(lǐng)先地位,5年后產(chǎn)能有望達到大慶油田的能 源產(chǎn)量,成為一座年產(chǎn)5 000萬t的“綠色油田”。目前,可再生能源在中國能源消費結(jié)構(gòu)中的比例還是很低(2004年只有7.4%),要想在短 時間內(nèi)提高這個比例是不可能的。因此,在未來20年內(nèi)我國能源消費合理的發(fā)展趨勢是:逐 漸降低煤炭在能源消耗中所占的比重;適當(dāng)提高石油、天然氣在能源消耗中的比例,大力發(fā)展 水電、太陽能、風(fēng)能等可再生能源,不斷提高可再生能源在能源消耗中的比例。如果2020年,我國可再生能源在能源消費結(jié)構(gòu)中的比例達到27%,煤炭為42%,石油為25.8%,天然氣為 4.2%,核電為1%,那么我國能源安全問題基本解決。
三、結(jié)束語
從人類社 會經(jīng)濟發(fā)展的歷史來看,15世紀(jì)煤炭取 代木柴,20世紀(jì)石油取代煤炭,自工業(yè) 革命以來能源一直是社會經(jīng)濟發(fā)展的原 動力,每一次能源格局的演變都最終帶 來生產(chǎn)力的巨大進步和工業(yè)的革命。過 去一個世紀(jì),受益于化石能源的大規(guī)模 使用,人類社會創(chuàng)造了盛況空前的文明。事實上,社會文明度、復(fù)雜度越高,能源 使用量就越多。然而,化石能源不可再 生,終將面臨消耗殆盡的窘境。由此可見,中央做出的大力發(fā)展新能 源產(chǎn)業(yè)的決策是審時度勢,十分正確的,符合我國經(jīng)濟社會發(fā)展的需要、符合人類 社會發(fā)展的大勢所趨。在下一個五年規(guī)劃 中,大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè),對于增強我國 整體國力具有深遠的戰(zhàn)略意義。
參考文獻:《中國能源狀況與發(fā)展對策》苑中顯
《中國能源狀況與發(fā)展對策分析》姚偉龍
《為什么要大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)》向磊