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人們的生活離不開能源的開發(fā)。能源是自然中能夠進行能量傳遞,同時轉(zhuǎn)換為人們需要的能量。自然中的能源,能為人類社會帶來基礎(chǔ)物質(zhì)。動力工程中研究的問題,就是將能源進行最大限度轉(zhuǎn)化和利用的問題,使有限的能源在利用過程中,能夠提升其使用效率,減少污染物的排放,促進自然于人類的可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)的能源與動力工程,主要是針對傳統(tǒng)能源進行利用,對新能源進行開發(fā)的過程。提升能源的利用率,可以從兩方面著手。第一,提升對煤炭等傳統(tǒng)能源的利用效率。第二,開發(fā)風能、核能等新型能源。這兩方面都涉及到我國科技領(lǐng)域中的節(jié)能技術(shù)。
2節(jié)能技術(shù)在能源與動力工程中的應用分析
(1)在傳統(tǒng)能源工程中的應用。節(jié)能技術(shù)在傳統(tǒng)能源工程的應用中,主要針對的是煤炭資源。我國的煤炭資源產(chǎn)量豐富,煤炭中也含有十分高的能量。但是,煤炭的燃燒會產(chǎn)生許多對人類有害的碳化物和硫化物,同時,煤炭資源內(nèi)部含有的硫元素排放到空中容易形成酸雨,對環(huán)境造成污染。因此,節(jié)能技術(shù)在其中的應用,主要是對煤炭資源進行改造。改造中要求對開采出的煤炭資源進行脫硫處理。處理后的煤炭不僅可以減少對空氣與環(huán)境的污染,還能夠提升資源的利用效率。另外,節(jié)能技術(shù)中要求,使用煤炭資源的企業(yè),需要設立氣體收集系統(tǒng)。其主要目的是及時的對排放氣體進行檢測,收集對大氣有害的氣體,提升節(jié)能減排的效果。(2)在石油能源中的應用。石油能源的使用歷史雖然沒有煤炭資源的使用歷史悠久。但是,石油能源在現(xiàn)代也被廣泛的應用于各行各業(yè)中,具有超乎想象的能源功效。然而不得不肯定的是,石油資源同樣屬于一次能源。石油資源會隨著人類社會需求量的增多而不斷減少,最后導致石油能源枯竭。因此,這就要求人們在使用石油能源的同時,對石油能源進行保護,具有節(jié)能意識。與煤炭能源不同,石油能源屬于清潔能源,其燃燒后的產(chǎn)物不會對環(huán)境造成實質(zhì)性的影響。針對此類能源,可以尋找其能源的替代品。比如甲醇和乙醇等。替代物是可以通過人為來生產(chǎn)的,符合節(jié)能技術(shù)中的持續(xù)發(fā)展思想。(3)在新能源開發(fā)中的應用。對于新能源的開發(fā)和應用,是當今社會的一個必然趨勢,也是一項艱巨的任務。新能源的開發(fā),可以有效解決能源短缺問題,是經(jīng)濟發(fā)展的重要前提。當今已經(jīng)開發(fā)出的能源種類很多,包括風能、太陽能、潮汐能等。每種能源的使用,需要符合當?shù)厣a(chǎn)情況進行有效率的使用。同時,節(jié)能技術(shù)在其中的應用,需要動力工程技術(shù)能夠?qū)⑵涞V產(chǎn)資源和新能源,轉(zhuǎn)化為人們需要的熱能、核能等,再通過相應的技術(shù),將其轉(zhuǎn)換為動能。
3節(jié)能技術(shù)在能源與動力工程中的應用前景
在我國經(jīng)濟發(fā)展迅猛的幾年來,犧牲的是我國的資源和環(huán)境。為了盡快扭轉(zhuǎn)這一局勢,致力于減少環(huán)境的污染,提升能源的利用率等工作刻不容緩。良好的生活環(huán)境,是當今人們的基本要求。面對此種形勢,我國必須加大對節(jié)能技術(shù)的應用和研究。另外,還要大力開發(fā)新能源,環(huán)節(jié)我國環(huán)境污染問題,改變能源短缺的現(xiàn)狀,將我國的科技與經(jīng)濟齊頭并進。如今,我國已經(jīng)投入大量的人力和物理,對能源的開發(fā)與使用進行了研究。許多新型能源的開發(fā)也得到了國內(nèi)各大企業(yè)的支持,新能源將慢慢普及到人們的日常生活中。隨著社會的發(fā)展,以及可持續(xù)發(fā)展理念的傳播,能源與動力工程節(jié)能技術(shù),將大程度的改變環(huán)境污染,使能源利用效率大幅度的提升。
4結(jié)論
節(jié)能技術(shù)在能源與動力工程中的應用,可以極大節(jié)約各企業(yè)的生產(chǎn)成本和效率,對社會的發(fā)展也具有不可估量的作用。本文針對節(jié)能技術(shù)在能源與動力工程中的應用研究,是從能源與動力工程概述入手,對節(jié)能技術(shù)在能源與動力工程中的應用進行了分析,包括在傳統(tǒng)能源工程中的應用、在石油能源中的應用、在新能源開發(fā)中的應用等重要內(nèi)容。最后,本文對節(jié)能技術(shù)在能源與動力工程中的應用前景展開了論述。希望本文的研究,能為提升我國節(jié)能技術(shù)應用水平提供一份借鑒,使節(jié)能技術(shù)能夠在我國大力發(fā)展。
作者:周林元 單位:新疆工程學院
參考文獻:
[1]盧利平.知名的化學工程、燃料電池專家我國燃料電池技術(shù)的奠基者和開拓者之一“十一五”節(jié)能與新能源汽車專家組成員中科院大連化物所研究員、燃料電池工程中心總工程師大連新源動力股份有限公司董事長中國工程院院士——衣寶廉[J].功能材料信息,2010(04):3-6+2.
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關(guān)鍵詞:天然氣;能源;發(fā)展;應用
中圖分類號:TU99 文獻標識碼:A
根據(jù)2011年國家能源局聯(lián)合四部委的《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見》(發(fā)改能源[2011]2196號),“十二五”期間,我國將大力發(fā)展天然氣分布式能源,建設1000個左右天然氣分布式能源項目,規(guī)劃到2020年,總裝機容量達到5000萬KW,初步實現(xiàn)分布式能源裝備的產(chǎn)業(yè)化。
1分布式能源
(1)分布式能源的概念。分布式能源指分布在用戶端的能源綜合利用系統(tǒng)。以天然氣及生物質(zhì)能、太陽能、氫能、風力和其他可再生的清潔能源為一次能源,在用戶現(xiàn)場或靠近用戶現(xiàn)場(用戶端)的小型或微型獨立輸出電、熱(冷)能的系統(tǒng),實現(xiàn)以直接滿足用戶多種需求的能源梯級利用,并通過中央能源供應系統(tǒng)提供支持和補充,稱作為分布式能源系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)的能源系統(tǒng),分布式能源系統(tǒng)具有靠近負荷中心,減少輸配電線損及管道熱損,傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產(chǎn)基礎(chǔ)上綜合利用冷能,外部能源網(wǎng)提供補充等優(yōu)點。
(2)天然氣分布式能源。天然氣分布式能源系統(tǒng)指以天然氣為主要燃料,帶動燃氣輪機或內(nèi)燃機等燃氣發(fā)電設備運行,產(chǎn)生的電力滿足用戶的電力需求,系統(tǒng)排出的廢熱通過余熱鍋爐或者余熱直燃機等余熱回收利用設備向用戶供熱、供冷。天然氣分布式能源系統(tǒng)即是一個燃氣冷熱電多聯(lián)供系統(tǒng),其流程圖如下:燃氣冷熱電多聯(lián)供系統(tǒng)有兩層含義:一個是電力的“現(xiàn)場產(chǎn)生、現(xiàn)場使用,二是冷熱電聯(lián)供,通過一種能源的輸入,同時滿足用戶電、熱、冷多種能量形式的需求,極大提高能源的利用效率。從圖中可以看出,相比于傳統(tǒng)的能源系統(tǒng),分布式能源系統(tǒng)通過對余熱的回收利用,多聯(lián)供能夠?qū)崿F(xiàn)對一次能源的高效利用,單位能源的產(chǎn)出效益從60%提高到800/a以上。
(3)分布式能源系統(tǒng)的組成。天然氣分布式能源系統(tǒng)由前端的發(fā)電裝置和后端的余熱回裝置組成,采用溫度對口、品質(zhì)耦合的方式將高溫熱源用于產(chǎn)生高品質(zhì)的電能,低溫余熱回收提供蒸汽、熱水以及滿足制冷需求,實現(xiàn)能量的梯級綜合利用,能源綜合利用效率可超過70%。應用于天然氣分布式能源的發(fā)電裝置主要有燃氣輪機、燃氣內(nèi)燃機、微燃機以及燃料電池等,余熱回收裝置則包括余熱鍋爐、吸收式制冷機和配套的蓄能、除濕裝置等,系統(tǒng)主要設備形式如圖1所示。
采用不同發(fā)電裝置的天然氣分布式能源系統(tǒng)具有不同的運行與配置特性,其主要特性如表1所示。燃氣輪機適用于較大型的天然氣分布式能源系統(tǒng),燃氣內(nèi)燃機更適用于小型的天然氣分布式能源系統(tǒng),采用微型燃氣輪機和燃料電池的天然氣分布式能源系統(tǒng)剛剛投入商業(yè)運行不久,其具有結(jié)構(gòu)緊湊、循環(huán)效率高等優(yōu)點,正不斷得到更為廣泛的應用。
2.天然氣分布式能源的應用
(1)應用范圍
天然氣分布式能源系統(tǒng)適合有能源混合需求的區(qū)域或者單體項目,主要包括以下幾類:①大城市規(guī)劃新區(qū)、新規(guī)劃的中小城鎮(zhèn),②工業(yè)園區(qū)、高新區(qū)、技術(shù)開發(fā)區(qū),③大中型公建項目:機場、鐵路站、交通樞紐,④綜合商業(yè)區(qū)或商務區(qū),⑤單體或建筑群如醫(yī)院、酒店、學校、寫字樓、機關(guān)等。
(2)發(fā)展天然氣分布式能源的意義
①節(jié)能方面。天然氣分布式能源系統(tǒng)作為一種嶄新的能源綜合利用系統(tǒng),它是在熱電聯(lián)產(chǎn)的基礎(chǔ)上配制以熱能為動力的吸收式制冷機。夏季利用多余的蒸汽或熱水來制冷,使熱電廠在生產(chǎn)供應電能和熱能的同時,也生產(chǎn)供給冷水,用于空調(diào)及工藝冷卻,充分利用了一次能源,系統(tǒng)綜合能源利用可高達80%以上。節(jié)約了低位熱能,更主要的是增加了夏季的熱負荷,這對于燃機來說可增大機組的負荷率,使機組效率提高。在增加發(fā)電量的同時,也降低了燃料消耗量??拷摵芍行模瑴p少電廠的建設規(guī)模、輸配電線損及管道熱損。
②環(huán)保方面。建設分布式能源系統(tǒng)將帶來良好的節(jié)能減排效益,天然氣分布式能源系統(tǒng)在實現(xiàn)能源綜合利用的同時,具有良好的節(jié)能減排效益,如表2所示,相比傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電形式,天然氣分布式能源系統(tǒng)可減少50%以上的CO2、幾乎100%的SO2和70%的NOX排放,幾乎沒有固體廢棄物和廢水的排放。同時,由于分布式能源系統(tǒng)靠近用戶側(cè)的布置特點,可進一步減少電能在輸送、配置過程中的損耗,提高能源終端利用效率。
根據(jù)天然氣分布式能源系統(tǒng)熱電冷匹配的特性,系統(tǒng)全年熱電比一般為0.5-2,以熱電比為1計算節(jié)能減排效果,根據(jù)以熱定電的原則建設分布式能源系統(tǒng)。
③能源利用效率方面。天然氣分布式能源系統(tǒng)能實現(xiàn)能源的梯級利用,充分利用發(fā)電余熱,就地供熱、供電,可減少電力與熱力長距離輸送的損耗,能源綜合利用率在80%以上,超過大型煤電發(fā)電機組一倍;同時節(jié)約電網(wǎng)、熱力管網(wǎng)輸送環(huán)節(jié)的投資費用,產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。
④天然氣調(diào)峰方面。天然氣分布式能源項目可成為可中斷、可調(diào)節(jié)的發(fā)電系統(tǒng),對天然氣和電力具有雙重”削峰填谷“作用。有效地緩解天然氣冬夏季峰谷差,提高夏季燃氣設施的利用效率,增強供氣系統(tǒng)安全性。同時減少電力設備的峰值裝機容量以及天然氣儲氣設施的投資,有效降低電網(wǎng)以及天然氣管網(wǎng)的運行成本。
(3)發(fā)展分布式能源的障礙
①主要障礙是電力市場未開放。目前國內(nèi)電網(wǎng)還處于一家壟斷的局面,使得分布式能源發(fā)電很難實現(xiàn)并網(wǎng)。②中央和地方能源規(guī)劃尚未充分考慮分布式能源系統(tǒng),各地電力、熱力、燃氣等各自為政,沒有實現(xiàn)一體化。③用戶和設計院對技術(shù)的特殊性認識不足,政府對項目的審評和建設設計均缺少規(guī)范。
3分布式能源的發(fā)展前景
雖然分布式能源在國內(nèi)的發(fā)展尚未普及,但已有成功的案例,如在北京、上海、廣州、杭州等一線發(fā)達城市已有分布式能源應用的成功案例。今年來,國家重視分布式能源的推廣應用,相關(guān)政策也在陸續(xù)出臺,給發(fā)展分布式能源創(chuàng)造了良好的市場環(huán)境。發(fā)展分布式能源對我國提高能效、節(jié)能減排有重大的戰(zhàn)略意義,是我國發(fā)展低碳經(jīng)濟的關(guān)鍵,也是未來能源技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。天然氣分布式能源的廣泛應用是未來城市發(fā)展的必由之路。
結(jié)語
天然氣分布式能源系統(tǒng)具有清潔、高效、環(huán)保的特點,通過高溫發(fā)電、低溫供熱、制冷的方式實現(xiàn)能源的梯級綜合利用,能源綜合利用效率可超過70%,相比傳統(tǒng)燃煤發(fā)電,可減少50%以上的CO2、幾乎100%的SO2和70%的NOX排放。目前,中小機組比例偏高的現(xiàn)狀更加大了節(jié)能減排的難度。隨著天然氣供應格局的改善,積極建設分布式能源系統(tǒng)可帶來良好的節(jié)能減排效益。以替代目前20%的小型熱電機組供熱量為基礎(chǔ),”以熱定電“建設分布式能源系統(tǒng),可每年減少CO2 排放。因此筆者認為積極建設分布式能源系統(tǒng)可帶來良好的節(jié)能減排效益。
【關(guān)鍵詞】傳統(tǒng)建筑技術(shù);現(xiàn)代建筑;節(jié)能設計;應用
可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略自提出以來就一直被當做各行各業(yè)工作的一個基礎(chǔ),畢竟能源的數(shù)量是有限的,而能源資源又是當前社會經(jīng)歷發(fā)展的一個重要的基礎(chǔ),因此,在現(xiàn)代的建筑設計中,應該注重節(jié)能的理念,注重人與自然、人與環(huán)境、人與社會的和諧共存。建筑活動是人們根據(jù)自己的需要對于自然的有意識改造,傳統(tǒng)的建筑設計中的很多理念仍然沒有過時,對于現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。本文由建筑設計中的幾個方面出發(fā),具體闡述了傳統(tǒng)建筑技術(shù)在現(xiàn)代建筑節(jié)能設計中的應用。
1建筑設計中節(jié)能的重要性
1.1是當前我國可持續(xù)發(fā)展以及國民經(jīng)濟發(fā)展的需要
我國目前堅持可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標,貫徹于各種行業(yè)與領(lǐng)域,能源的發(fā)展是經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ),因此,我們必須關(guān)注能源的可持續(xù)發(fā)展,來加強對于建筑行業(yè)的不斷保障。我國目前處于社會主義的初級階段,各個行業(yè)都處于不斷改革創(chuàng)新發(fā)展的時代,建筑行業(yè)消耗著巨大的能源和資源數(shù)量,各地區(qū)之間的差異導致資源分配的不均勻,因此建筑設計中節(jié)能的重要性可見一般。
1.2是當前建筑工程改善熱環(huán)境的發(fā)展需要
隨著人們生活水平的不斷提高和改善,建筑設計中熱環(huán)境的舒適性越來越得到廣泛的關(guān)注。夏季的制冷,冬季的制熱,需要能源的大量消耗,雖然我國的資源能源總量居于世界的前列,但人均的水平卻遠遠低于世界的人均擁有量,因此怎樣很好的開發(fā)能源,就成為建筑設計中需要面臨解決的必須問題。在保證建筑居住使用舒適性的前提下,節(jié)能有利于更好地減少社會的負擔,也有利于推動建筑行業(yè)不斷向前發(fā)展。
2節(jié)能技術(shù)在建筑設計中的應用
2.1建筑的選址以及體型設計
現(xiàn)在很多人們在選擇住房的時候都會考慮到光照的問題,人們大都傾向于坐北朝南、光照充足的房子,因此,在進行建筑設計的時候,就應該考慮到客戶的需要,進行合理的選址,滿足人們的要求,同時滿足國家規(guī)定的日照系數(shù),然后再進行規(guī)劃和設計。
2.2建筑的節(jié)能設計
建筑的包括窗體、屋面和外墻。首先,是窗體,窗體的設計是建筑設計中做好節(jié)能的一個重要的方面,可以從窗戶的形狀、玻璃的材質(zhì)以及外窗的透氣性等幾個方面來進行資源的合理利用。選擇合適的玻璃,搭配精良的窗型,既能夠滿足用戶對于熱環(huán)境的要求,也是一種美學的享受。其次是屋面,房子的頂部是隔絕氣流的重要的部位,根據(jù)熱空氣向上運動而冷空氣向下運動的原理,屋面應該是便于散熱的且可以隔絕冷空氣,因此,密度大且傳熱系數(shù)小的材料經(jīng)常被用于屋面的建筑設計中,但應該注意要避免吸水率較大的材質(zhì),會由于吸水而降低保溫的效果,影響節(jié)能的發(fā)揮。最后是建筑的外墻,這是建筑設計的一個核心的部分,根據(jù)調(diào)查顯示,建筑物的熱量的散失有大約五分之一是由于外墻的原因。要改善其性能,要從外墻的材質(zhì)入手,改善保溫的性能,最大限度的減少資源的浪費。
2.3照明方面的節(jié)能
照明節(jié)能的具體表現(xiàn)就是要選擇好合適的電光源,就在不同的位置應該配備不同的照明設施來滿足不同的需求,包括燈具、光源、線路等,另外,還有光源的色度、明度、顯色性等具體的要求。設計者應該實地考察光源的市場,了解具體的情況,然后做出最好的選擇,既減輕經(jīng)濟負擔,又節(jié)能環(huán)保,也是為自己的設計打出響亮的口號。
2.4利用太陽能
由于當前人們對于能源資源的極度開發(fā)和過度使用,導致我國的資源存在供應不足的狀況,很多資源都是不可重生的,一味地開發(fā)利用只會帶來嚴重的后果。太陽能作為新興的可再生的自然資源,取之不盡,用之不竭,是很好的建筑再生能源。因此,設計師應該想辦法最大限度的利用太陽能,來減少對那些不可再生資源的利用,不僅環(huán)保而且節(jié)約開支,但是目前我們的太陽能的高效利用設備的發(fā)展并不太樂觀,還需要我們不斷的跟進。
3傳統(tǒng)建筑中的幾個重要技術(shù)理念
3.1傳統(tǒng)建筑中的氣候適應性設計問題
在傳統(tǒng)的長期歷史發(fā)展進程中,我們的祖先用自己獨特的聰明才智造出了適宜自己居住的房子,并且由于地區(qū)的差異,不同區(qū)域之間的建筑風格是不一樣的,大多適應于當?shù)氐臍夂驐l件,滿足人們所需要的室內(nèi)熱工環(huán)境、日照、濕度以及溫度等。在特定的條件和背景下,存在于特殊的環(huán)境中。雖然在現(xiàn)在科技的發(fā)展已經(jīng)到達了一定的程度,但是傳統(tǒng)的建筑設計還是有很多值得借鑒的地方,而且利用自然布局和設計的傳統(tǒng)的建筑普遍具有節(jié)能方面的優(yōu)勢性,因此應該將其發(fā)揚,得到廣泛的應用。
3.2傳統(tǒng)建筑自然通風技術(shù)和應用問題
自然通風是指通過建筑的構(gòu)造來使室外的風和室內(nèi)有空氣的對流,然后提供給室內(nèi)新鮮的空氣,空氣作為可再生的能源,也不必擔心能源的消耗問題。但同時也應該注意空氣流通的適當性,避免因為風速產(chǎn)生建筑內(nèi)的事故。自然通風不僅可以有效的改善室內(nèi)的空氣質(zhì)量,還能夠減少室內(nèi)電氣的消耗資源的行為,生態(tài)環(huán)保。在選址的時候就要注意風壓和熱壓的問題,將自然和建筑形成有機整體,對現(xiàn)代的建筑設計造成了很大的影響。
3.3傳統(tǒng)建筑隔熱保溫技術(shù)及其應用問題
衡量室內(nèi)熱環(huán)境的一個重要的因素是溫度,溫度也是人們在選擇建筑的一個重要考量因素。在進行建筑設計的時候,就應該思考怎樣設計來使建筑室內(nèi)的溫度保持在人體適宜度的范圍內(nèi),并且盡量減少能源的過度消耗。在傳統(tǒng)的建筑設計中,建筑的外層材料大多是可以輕易得到的土、木、石等天然的材料,是生產(chǎn)力較低的時代產(chǎn)物,卻能夠滿足人們生活的需要,因此現(xiàn)代的設計確實需要借鑒傳統(tǒng)的設計方案,從中得到靈感。
4結(jié)語
在建筑設計中,節(jié)能具有重要的作用,是當前我國可持續(xù)發(fā)展以及國民經(jīng)濟發(fā)展的需要,同時也是當前建筑工程改善熱環(huán)境的需要,本文還從建筑的選址、外墻、屋面、窗體、照明等方面詳細的分析了節(jié)能技術(shù)在建筑設計中的應用,最后還論述了傳統(tǒng)技術(shù)在現(xiàn)代建筑中的幾個應用。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】新能源汽車,創(chuàng)新機制,前景
一、引言
隨著對低碳生活的追求,新能源汽車也逐漸走入到人們的日常生活中。新能源汽車是使用除傳統(tǒng)燃料以為其他燃料的車輛。文中剖析了我國新能源汽車的發(fā)展近況并對目前面對的主要問題分析,對新能源汽車的發(fā)展前景進行了合理的預測。世界各國都受到能源危機和環(huán)境污染的挑戰(zhàn),針對當前的嚴峻形勢各國紛紛出臺有關(guān)政策限制汽車尾氣排放,并積極研究發(fā)展新能源汽車?,F(xiàn)階段使用最多的新能源汽車即是燃氣汽車,大概占總數(shù)的 80% ~90%,具有較為成熟的理論知識和應用體系。其他形式的新能源汽車也逐漸發(fā)展,為汽車行業(yè)的發(fā)展起到推動作用。盡管我國傳統(tǒng)汽車較發(fā)達國家發(fā)展較為緩慢,但是在新能源汽車研究和使用過程中我國政府和技術(shù)人員都做出了極大程度的努力,并取得了良好的效果。各國在新能源汽車行業(yè)做出的努力為新能源汽車的發(fā)展做出了巨大的貢獻,開拓了良好的前景。
二、新能源汽車發(fā)展意義
(一)提高經(jīng)濟效益。新能源汽車減少對傳統(tǒng)燃料的使用并提高燃料的使用率,在發(fā)動機動力系統(tǒng)等方面的制造也有一定的突破,從多方面提高經(jīng)濟效益。拿電動汽車為例,電動汽車的主要能量來源是電,其效率是小型汽油發(fā)動機或者混合動力發(fā)動機的百倍。其次,根據(jù)電動汽車市場的運行情況進行分析。電動汽車的用電成本是較傳統(tǒng)燃料的成本的八分之一。
(二)有利于建設環(huán)境友好型社會。各大城市的機動車尾氣排放是環(huán)境污染的主要來源之一。推動新能源汽車的發(fā)展可以減少有害氣體的排放,減少大氣污染負荷。于此同時合理利用新能源汽車對于節(jié)約傳統(tǒng)能源有很強的意義,綜合這兩方面來看,發(fā)展新能源汽車有利于節(jié)能減排,并推動環(huán)境友好型社會的建立。
(三)有利于優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)新能源汽車節(jié)省燃油,可以大大較少對于傳統(tǒng)能源的依賴,起到節(jié)省資源的主要目的,優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)。
三、新能源汽車面臨的問題
(一)新能源技術(shù)尚不成熟,成本較之于傳統(tǒng)能源沒有優(yōu)勢,尤其是我國新能源技術(shù)相對落后,核心關(guān)鍵技術(shù)缺乏自主創(chuàng)新能力,距離大規(guī)模擴張仍有很長的一段路要走。
(二)新能源發(fā)展的體制機制障礙沒有掃除。從技術(shù)研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化到產(chǎn)業(yè)化、市場化都缺乏制度創(chuàng)新。表現(xiàn)最為突出的是我國華北、華東、東北、西北、華中和南方六大區(qū)域電網(wǎng)相對獨立,不能相互支撐及消納新能源的間歇性波動,導致風電、光電上網(wǎng)難。因此,電網(wǎng)的傳統(tǒng)發(fā)展體制已成為中國新能源發(fā)展的最大障礙。此外,缺乏研發(fā)激勵機制及合理的定價機制,也是新能源發(fā)展面臨的制約之一。
(三)受煤炭等傳統(tǒng)產(chǎn)能過剩、國際能源價格走低等影響,國內(nèi)傳統(tǒng)能源價格低迷將進一步凸顯新能源成本劣勢。未來中國將面臨新能源發(fā)展不足和傳統(tǒng)能源產(chǎn)能過剩并存的尷尬局面,新能源發(fā)展阻力較大。在能源需求增速較低的背景下,新能源發(fā)展對煤炭等傳統(tǒng)能源的替代和擠占有可能出現(xiàn)無序競爭,使新能源發(fā)展空間受限。
四、對新能源汽車發(fā)展的建議
(一)加強創(chuàng)新機制建設。
1、完善決策和管理體系。建立健全中國新能源產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新決策和管理創(chuàng)新體系,加強新能源科技創(chuàng)新工作的組織領(lǐng)導和統(tǒng)籌協(xié)調(diào),加快新能源產(chǎn)業(yè)各級技術(shù)中心平臺建設,建成聯(lián)合新能源企業(yè)與相關(guān)科研機構(gòu)的產(chǎn)學研科研體系。
2、加強創(chuàng)新機制建設。優(yōu)化新能源產(chǎn)業(yè)內(nèi)外部科技資源配置,加強產(chǎn)學研用的多方合作機制,支持重點技術(shù)的自主研發(fā)和創(chuàng)新,大力推進新能源科技成果的轉(zhuǎn)化和應用,廣泛開展新能源國際科研合作與交流,特別是在重點領(lǐng)域的深化合作,加快構(gòu)建支持創(chuàng)新、鼓勵創(chuàng)新、保護創(chuàng)新的模式與機制。
3、完善人才培養(yǎng)和激勵。培育新能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新人才,注重人才培養(yǎng)和引進的有機結(jié)合,創(chuàng)造良好的人才激勵氛圍,吸引國內(nèi)外一流人才進入新能源產(chǎn)業(yè)中,從事技術(shù)開發(fā)等工作。注重在新能源的創(chuàng)新實踐中,培養(yǎng)應用型技術(shù)人才,以產(chǎn)業(yè)、企業(yè)研發(fā)機構(gòu)為載體,結(jié)合國家和地方重大科技項目,培養(yǎng)一批具有自主創(chuàng)新能力的新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新帶頭人。
(二)建設新能源產(chǎn)業(yè)集群,完善產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。要實現(xiàn)新能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動,必須建立完整的創(chuàng)新能源產(chǎn)業(yè)鏈:
1、著力推進新能源裝備制造相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新,主要是以設備制造、零部件加工等為基礎(chǔ)的新型制造工藝技術(shù),提高制造精度,為新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供硬件支撐;
2、在生產(chǎn)制造設備零部件過程中,引導制造企業(yè)注重零件、設備的優(yōu)化和改造,參與相關(guān)技術(shù)研發(fā),形成一個完整的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈;
3、通過新能源企業(yè)的戰(zhàn)略性調(diào)整與重組,推動企業(yè)跨地區(qū)、跨所有制兼并與聯(lián)合,發(fā)展一批有核心競爭力、主導產(chǎn)品優(yōu)勢突出的大型新能源企業(yè)集團。
(三)、加強國際交流。建立以政府為主導,規(guī)范、系統(tǒng)的新能源產(chǎn)業(yè)合作交流機制,多層次、多渠道地與發(fā)達國家進行技術(shù)交流,學習與借鑒成熟的經(jīng)驗、技術(shù)及產(chǎn)業(yè)模式,必要時可以通過技術(shù)購買、海外并購、聯(lián)合開發(fā)等手段,獲得產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的關(guān)鍵技術(shù),為中國新能源產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展提供支持。
五、總結(jié)。目前,中國新能源產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新機制還不夠完善,如何提高自主創(chuàng)新效率、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同創(chuàng)新是未來的重點研究方向。同時,針對新能源產(chǎn)業(yè)集群的創(chuàng)新要素、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新規(guī)模進行更加深入的研究分析,探究出一套具有推廣意義的新能源產(chǎn)業(yè)集群創(chuàng)新建設機制,實現(xiàn)規(guī)模化的新能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新,也具有一定的研究意義。本文從新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求出發(fā),結(jié)合國際能源發(fā)展趨勢以及能源政策制定,嘗試探討中國實施新能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動的內(nèi)在機制和外在舉措,并提出從三大主體即政府、企業(yè)和社會的角度,進行相關(guān)的機制體制創(chuàng)新。
參考文獻:
[1]馬均明,葛瑞原.新能源汽車發(fā)展前景光明[J].安徽科技,2010(3):25-29.
來自青島海爾的一位從事物聯(lián)網(wǎng)冰箱研發(fā)的技術(shù)人員表示,“不做大自己,今后就面臨被邊緣化或被替代,這絕不是危言聳聽?!庇浾咦⒁獾剑陙硖柲軣崴髟谌募壥袌錾系膹妱葆绕?,已將電、燃氣熱水器擠到了墻腳邊。同樣,電視機企業(yè)如果不推出智能電視,就會面臨著被電腦、手機等產(chǎn)業(yè)企業(yè)的兼容式替代。如果家用空調(diào)企業(yè)不創(chuàng)新能源供給方案,就會被太陽能空調(diào)擠壓,而溴化鋰、水系統(tǒng)等傳統(tǒng)中央空調(diào)則面臨著水源或地源熱泵中央空調(diào)技術(shù)的強大沖擊。
新老企業(yè)同發(fā)力
自去年以來,老牌家電企業(yè)圍繞產(chǎn)業(yè)升級陸續(xù)拋出了一系列趨勢性技術(shù)解決方案,海爾的全套物聯(lián)網(wǎng)家電、美的全套太陽能光伏白電、萬和的多能互補能源集成熱水系統(tǒng)、小天鵝的智能電網(wǎng)洗衣機、長虹的太陽能光伏電視、新飛的太陽能光熱冰箱等層出不窮。
在家電觀察家孫玉琢看來,“這些大企業(yè)發(fā)力的新能源家電,不一定會很快在市場形成銷售規(guī)模,屬于一種戰(zhàn)略卡位。畢竟與很多新興能源企業(yè)相比,這些傳統(tǒng)的家電大佬們,有實力、有品牌、有人才,肯定要領(lǐng)先一步。”
美的制冷家電中國營銷總部副總裁王金亮指出,“大力發(fā)展新能源家電,推動傳統(tǒng)家電的技術(shù)創(chuàng)新是美的‘十二五’企業(yè)規(guī)劃中的核心內(nèi)容?!?/p>
不過,《中國企業(yè)報》記者注意到,近年來身披綠色、低碳、環(huán)保等外衣的太陽能、淺層地溫能企業(yè)們,也不甘示弱,積極借助國家“節(jié)能減排”的政策東風,開始了市場的新布局。
去年底,新能源企業(yè)四季沐歌則搶先推出物聯(lián)網(wǎng)太陽能,試圖與物聯(lián)網(wǎng)家電一較高低。同時,還面向城市商業(yè)住宅推出了多能互補的一站式熱水系統(tǒng)解決方案,在農(nóng)村之外尋找新的增長點,還要進一步擠壓傳統(tǒng)熱水器的生存空間。太陽雨則悄然布局太陽能光熱空調(diào)的研發(fā),欲立足于太陽能光熱的技術(shù)升級與創(chuàng)新。地源熱泵技術(shù)系統(tǒng)集成商華清地熱繼北京奧運會后,再度為上海世博會提供江水源和地源雙系統(tǒng)的綠色中央空調(diào)解決方案。
太陽雨新能源集團董事長徐新建則告訴《中國企業(yè)報》記者,“長期以來,人們總認為太陽能光熱產(chǎn)業(yè)的門檻低,實際上這一領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新升級空間非常大,未來擺著我們面前的創(chuàng)新任務也很艱巨。我們將立足太陽能光熱產(chǎn)業(yè),提供熱能解決方案,做大太陽雨時也要做強光熱產(chǎn)業(yè)?!?/p>
政策決定方向
3月初,國家財政部、住建部兩部委聯(lián)合《進一步推進可再生能源建筑應用的通知》,明確提出在“十二五”期間,要切實提高太陽能、淺層地能、生物質(zhì)能等可再生能源在建筑用能中的比重,通過開展可再生能源建筑應用集中連片推廣、豐富可再生能源建筑應用形式和應用領(lǐng)域,中央財政將安排專項資金推動。
對此,中國建筑科學研究院環(huán)能院院長徐偉指出,可再生能源在建筑上的應用主要體現(xiàn)在三個方面:地源(水源)熱泵、太陽能光熱提供生活熱水和采暖、太陽能光電,此外還有風能、生物質(zhì)能。這意味著,可再生能源的相關(guān)企業(yè)可借助這一政策率先在大規(guī)模、批量性的建筑工程中實現(xiàn)推廣普及和示范作用。
華清地熱總經(jīng)理陳燕民向《中國企業(yè)報》記者指出,“這一政策從項目試點到城市示范,到今后的全國性集中連片推廣應用,表明了國家從能源安全的戰(zhàn)略高度對可再生能源的應用和普及給予肯定。對于企業(yè)而言,也可以借助政策力量,以各業(yè)態(tài)建筑項目為突破口,培育和引導新的市場消費習慣?!?/p>
此前,四季沐歌新能源集團總裁李駿則透露,“無論是兩部委的通知,還是此前中央明確的1000萬套保障性住房建設,都給我們的發(fā)展提供了新的思路。顯然,無論是此前的城鎮(zhèn)化建設,或是1000萬套保障性住房,都需要環(huán)保新能源的系統(tǒng)解決方案助航?!?/p>
孫玉琢指出,與傳統(tǒng)家電企業(yè)的升級相比,新能源企業(yè)的發(fā)展動力主要來自于代表未來方向的產(chǎn)品和技術(shù),而后勁則是國家一系列戰(zhàn)略政策的支持和推動。這也將成為當前眾多太陽能企業(yè)突破農(nóng)村市場困局的發(fā)力點。
市場決定成敗
對于傳統(tǒng)家電企業(yè)而言,到底意味著什么?是沿著現(xiàn)有產(chǎn)品的發(fā)展方向,積極引進和吸收一些新技術(shù)實現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)品的革命升級,還是實施產(chǎn)品的關(guān)聯(lián)多元化擴張,將觸角伸至太陽能、淺層地溫能、生物質(zhì)能等領(lǐng)域,尋找新的產(chǎn)業(yè)空間?
剛剛在中華全國商業(yè)信息中心公布的2010年度商品銷售統(tǒng)計調(diào)查中奪得燃氣熱水器綜合市場占有率和市場銷量雙桂冠的萬和,其品牌管理部部長李慧珍在接受《中國企業(yè)報》記者采訪時表示,“燃氣熱水器第一對于萬和已不重要,我們更多的是考慮未來如何立足燃氣具事業(yè),通過產(chǎn)品和技術(shù)的創(chuàng)新獲得好的發(fā)展?!?/p>
我國能源以煤為主的大局一時還難以改變,但清潔優(yōu)質(zhì)能源-天然氣在城市中應用的數(shù)量會增長,推進以電力為終端能源消費的主體的努力會增強。新能源和可再生能源的研究開發(fā)力度會加大。我們?nèi)绾螒秾@方面的變化,在技術(shù)與應用上早作準備。傳統(tǒng)的集中供熱模式在何種條件仍可繼續(xù)發(fā)展,應該如何發(fā)展多元化的復合能源技術(shù)及工程應用。
電力經(jīng)營體制會改革,發(fā)電輸送和分配會分開,用戶有優(yōu)選權(quán)利。對于我們專業(yè)這種非均衡性負荷的日益增長,供電峰谷平衡難題將凸顯。對電力經(jīng)營體制改革,我們?nèi)绾胃没印?/p>
終端用戶用熱(冷)計量收費的實施,已成定局,只是時間早晚和實施方式的問題。這一改革會影響到方方面面。我們要從整體系統(tǒng)地加以思考,尋求各種對策,應對復雜的實際情況。
建筑節(jié)能是項系統(tǒng)工程,任務艱巨,我們專業(yè)擔負著其中十分重要的一環(huán)。促進高效節(jié)能的設備開發(fā)和工程應用,優(yōu)化專業(yè)系統(tǒng)設計,實施和運行管理是我們應盡的職責。提供有效的技術(shù)支持及手段是近期的一項迫切任務。
二、面臨新形勢、新挑戰(zhàn)
人們對改善居住與工作環(huán)境的要求,即健康、舒適越來越迫切和強烈。隨之而消耗的能源日益增多,相伴而來的保護環(huán)境的壓力(溫室氣體限排、ODS物質(zhì)替代等)日益增強。急需提高認識,尋求對策。對習慣做法要重新加以審視。
經(jīng)濟全球化是大潮流,我國加入WTO已成定局。這既是機遇,又是挑戰(zhàn)。觀念、技術(shù)、管理、法則等諸方面都會有深刻變化。人才爭奪將更為突出。
科教興國、西部大開發(fā)、城市化、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略等等將深深影響我們今后的活動。我們要關(guān)注、要應付。
三、關(guān)注信息網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展和應用,站在巨人肩上求更好發(fā)展
因特網(wǎng)的影響日益深入到社會的各個方面。利用它在信息掌握與共享上最易做到,不重復,不做虛功,推進智力接力賽,最能體現(xiàn)效益和效率。
利用因特網(wǎng)的特點:傳播速度快、無時間與地域限制,開放、互動、雙向溝通等,改變我們傳統(tǒng)的工作方式,實施異地智力協(xié)作與集成,降低工作成本,提高工作效率。還有異地聯(lián)網(wǎng)調(diào)控、電子商務等等都值得關(guān)注。
四、技術(shù)發(fā)展途徑的選擇
以新技術(shù)改造傳統(tǒng)設備;
以新技術(shù)改造傳統(tǒng)系統(tǒng);
開發(fā)新設備、新系統(tǒng);
以新技術(shù)實現(xiàn)優(yōu)化運行管理;
關(guān)鍵詞 生物質(zhì)能源;烤煙;烘烤;應用
中圖分類號 TK6 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2016)17-0153-03
Abstract To take advantage of the abundant biomass resources in our country adequately,relieving the status of rising costs and curing pollution,this paper reviewed the research progress of the biomass energy in tobacco curing. This study showed that applying biomass energy in tobacco curing benefits the promoting of tobacco quality,debasing the cost of flue-cured tobacco curing and reducing the pollution of curing. Currently the applied forms of biomass energy in tobacco curing included bio-coalbriquette,biomass gasification,biomass briquette and so on,different applied forms showed positive effect,which could be promoted in areas with suitable conditions.
Key words biomass energy;flue-cured tobacco;curing;application
烤煙烘烤是一個大量耗熱的過程,目前烤煙生產(chǎn)上推廣的密集烤房烘烤設備普遍采用燃煤供熱,熱利用率低,煤耗量高,通常1 kg干煙葉煤耗量1.5~2.5 kg標煤,而理論上的耗煤量為0.8 kg,也有研究分析指出,在密集烘烤中,火爐的熱效率為64.95%,烤房熱效率僅為36.08%,總的熱損失達63.92%,能量浪費驚人[1-3]。
愈演愈烈的世界范圍能源危機以及不斷上升的能源價格,使得生產(chǎn)烤煙的成本不斷增加,使烤煙生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展受到嚴重影響。在此背景下研究烤煙烘烤節(jié)能技術(shù),提高能源利用效率,尋找烤煙烘烤能源替代途徑,降低烤煙生產(chǎn)成本成為烤煙烘烤研究的一個重要課題。目前,此方面的研究主要集中在烘烤設備、烘烤工藝以及新型能源烘烤燃料開發(fā)等方面,其中新型能源烘烤燃料中的生物質(zhì)能源因其本身可再生性、低CO2排放、幾乎不排放SO2、廣泛分布性、使用形式多樣、生物質(zhì)燃料總量豐富等特點成為當下研究的一個熱點,有望成為烤煙烘烤傳統(tǒng)能源的有效替代品[4-5]。
1 生物質(zhì)能源概述
生物質(zhì)能源是植物通過光合作用將太陽能儲藏在有機物中的一種可再生能源。每年全球積累的生物質(zhì)總量達1 730億t,蘊含的能量相當于目前全球總能耗的10~20倍[6]。據(jù)報道,生物質(zhì)能已上升為僅次于化石能源煤、石油和天然氣之后的第4位能源,占世界一次能源消耗的14%[7]。與傳統(tǒng)直接燃燒方式相比,現(xiàn)代生物質(zhì)能源的利用更多的是借助熱化學、生物化學等手段,通過一系列先進的轉(zhuǎn)換技術(shù),生產(chǎn)出固、液、氣等高品位能源來代替化石燃料,為人類生產(chǎn)、生活提供電力、燃氣、熱能等終端能源產(chǎn)品[8]。在生態(tài)環(huán)境保護方面的研究發(fā)現(xiàn),提供相同能量,煤的S和NOx排放量分別是秸稈的7.00倍和1.15倍,用1萬t秸稈替代煤炭能量,煙塵排放將減少100 t[9]。生物質(zhì)能源作為一種可再生的低碳能源,具有巨大的發(fā)展?jié)摿?,它的開發(fā)利用對于建立可持續(xù)能源系統(tǒng)、促進國民經(jīng)濟發(fā)展、保護生態(tài)環(huán)境具有重大意義。
2 生物質(zhì)能源在烤煙烘烤上的應用研究
我國擁有居世界首位的生物質(zhì)能源產(chǎn)量,年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈、谷殼等總量約14億t,如開發(fā)用于燃燒,可折合7億t標準煤[10]。以安徽省為例,每年農(nóng)作物秸稈總產(chǎn)量5 000萬t左右,如果能開發(fā)利用其中的1/3轉(zhuǎn)化為燃料,即可消耗秸稈1 700萬t,約相當于建立2座年產(chǎn)500萬t的大型煤礦[11]。目前,烤煙烘烤上研究應用的生物質(zhì)多為農(nóng)作物秸稈,應用方式主要有生物質(zhì)型煤、生物質(zhì)氣化、生物質(zhì)壓塊等,應用效果較為理想。
2.1 應用方式
2.1.1 生物質(zhì)型煤。生物質(zhì)型煤是指在破碎成一定粒度的煤中加入一定比例的秸稈等可燃生物質(zhì)和添加劑后由高壓成型機壓制成型的潔凈能源產(chǎn)品。其充分利用煤和生物質(zhì)各自的優(yōu)勢,具有節(jié)煤和生物質(zhì)代煤的雙重作用,與原煤燃燒相比,生物質(zhì)型煤是提高燃燒效率和減少污染的有效方法之一,目前已進入商業(yè)化生產(chǎn)階段[12]。
孫劍鋒等[13]利用煤和廢棄的植物莖桿生產(chǎn)出與烘烤設備外形、尺寸大小相配套的生物質(zhì)型煤。其在使用過程中容易實現(xiàn)配風的精準控制,進而實現(xiàn)與密集烤房控制系統(tǒng)的配套,且生物質(zhì)型煤在燃燒過程中著火大小容易控制,生火及升降溫速率均較快,能更好地滿足烤煙烘烤工藝的需求。向金友等[14]研究秸稈與煤不同配方壓塊燃料在烤煙烘烤中的應用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)80%秸稈+20%煤混合壓塊代煤烤煙完全可行。
2.1.2 秸稈煤。秸稈煤是一種新型蜂窩煤燃料,沒有煤的加入,以青蒿、煙、玉米等農(nóng)作物秸稈以及廢棄的樹木枯枝、雜草、鋸末、稻殼等生物秸稈為原料,不需粉碎,在厭氧條件下碳化6~8 h,利用秸稈自然進行分解形成生物質(zhì)碳,再加入黏土和其他粘合劑混合后形成。
郭保銀[15]研究發(fā)現(xiàn)各種秸稈碳化率平均約為50%,而通過加配方后,常規(guī)秸稈等材料2 t可生產(chǎn)2 t秸稈煤,其秸稈煤代替煤炭烤煙的技術(shù)研究結(jié)果表明秸稈煤易點火、燃燒效果好、升溫快而且無黑煙和異味,滿足烤煙工藝要求,其代替煤炭及其制品在密集烤房中應用是可行的,可以進行大范圍示范。
2.1.3 生物質(zhì)氣化。生物質(zhì)氣化是采用生物質(zhì)氣化發(fā)生裝置將生物質(zhì)原料在厭氧狀態(tài)下燃燒轉(zhuǎn)化為由氫氣、一氧化碳、甲烷等組成的可燃氣體。生物質(zhì)氣化方式在烤煙烘烤中的應用相對較多,生物質(zhì)氣化烤煙系統(tǒng)開發(fā)設計相對成熟。楊世關(guān)等[16]研究設計了一套新型烤煙設備,主要是以生物質(zhì)燃氣為能源,將間接換熱與直接換熱緊密結(jié)合,該系統(tǒng)的能源利用率及煙葉品質(zhì)都較傳統(tǒng)間接換熱式烤房有顯著提高。飛 鴻等[17]以廢棄煙桿、煙梗以及各類農(nóng)作物秸稈為原料采用生物質(zhì)氣化發(fā)生裝置通過燃氣發(fā)生爐進行厭氧燃燒使其熱解出可燃氣體,經(jīng)管網(wǎng)送往各烤房實現(xiàn)自動控制烘烤煙葉。
2.1.4 生物質(zhì)壓塊。在壓強為50~200 Mpa、溫度為150~300 ℃、或不加熱或不加黏結(jié)劑的條件下,先將木材加工剩余物及各種農(nóng)作物秸稈等粉碎成一定粒度,再壓縮成塊狀、棒狀、粒狀等具有一定密實度的成型物[18],故又稱為生物質(zhì)固體成型燃料。目前,此燃料在烤煙烘烤中的應用研究較為廣泛。
張聰輝等[19]研究不同清潔能源對烤后煙的化學成分、質(zhì)量感官以及經(jīng)濟效益的影響,其中生物質(zhì)燃料為2012年煙桿壓塊能有效降低烘烤成本,提高烘烤效益,替代煤炭為主要烘烤燃料有較大的潛力。王漢文等[20]用稻殼和玉米秸稈壓塊成燃料進行試驗,將其放在AH密集烤房進行燃燒,能降低烤煙生產(chǎn)成本、滿足烘烤的工藝要求、改善煙葉內(nèi)在品質(zhì)。王文杰等[10]以花生殼為原料加工的生物質(zhì)壓塊為供試燃料,研發(fā)了配套的生物質(zhì)壓塊燃燒爐,研究生物質(zhì)能源在烤煙烘烤中的應用效果,生物質(zhì)壓塊及燃燒爐不僅能替代以煤炭為燃料的普通立式爐用于煙葉烘烤,而且能夠顯著降低煙葉烘烤成本、提高煙葉烘烤質(zhì)量。倪克平等[21]研究生物質(zhì)壓塊燃料在煙葉烘烤中的應用效果,其中生物質(zhì)壓塊燃料是以木材加工的鋸末為主原料,添加輔助化工原料后,用攪拌機攪拌成均勻的混合原料,將混合原料通過壓塊成型機壓制成直徑為2 cm的圓餅,配備自動添加燃料的整套專用燃燒爐,研究結(jié)果表明:生物質(zhì)壓塊用于煙葉烘烤可以充分調(diào)控烤煙烘烤工藝,降低烘烤成本,節(jié)能減耗,提高烤后煙葉品質(zhì)。譚方利等[22]關(guān)于生物質(zhì)壓塊燃料以及煤炭燃料在烤煙烘烤中的應用效果對比研究表明生物質(zhì)壓塊用于烤煙烘烤是可行的,但對于燃料添加技術(shù)要求較高。
2.2 應用效果
生物質(zhì)能源在烤煙烘烤中的不同應用形式對烘烤效果的影響均較好,節(jié)能減排的同時有利于提高烤后煙葉的質(zhì)量。與原煤相比使用生物質(zhì)型煤烘烤煙葉,生產(chǎn)1 kg干煙可節(jié)約用煤約0.15 kg,每爐煙葉可節(jié)約用煤50 kg以上,節(jié)能效果顯著,而且生物質(zhì)型煤中煤矸石含量為零[13]。使用秸稈煤烤煙對烤后煙葉內(nèi)在化學成分無不良影響,而且能夠降低上部葉煙堿含量,提高上部煙葉還原糖含量,氮堿比更加協(xié)調(diào),香氣量充足,香氣質(zhì)好,余味明顯改善,雜氣減輕,刺激性減少,評吸結(jié)果較好,有利于提高煙葉內(nèi)在品質(zhì)[15]。飛 鴻等[17]的研究中生物質(zhì)氣化烘烤與傳統(tǒng)的燃煤烘烤相比,煙葉的內(nèi)在品質(zhì)得到一定的改善。感官評吸結(jié)果表現(xiàn)為生物質(zhì)氣化烘烤的煙葉其雜氣、香氣質(zhì)、干凈度均優(yōu)于煤炭燃料烘烤的煙葉,而且回味、勁頭、濕潤上也表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。采用秸稈壓塊燃料烘烤,能降低煙葉中含氮化合物含量,提高煙葉中總糖、還原糖,有利于改善煙葉化學成分的協(xié)調(diào)性[20]。譚方利等[22]的研究中生物質(zhì)壓塊燃料與煤炭相比烤后煙葉上等煙比例提高了2.3個百分點,青黃煙、微帶青煙、雜色煙比例分別下降了0.99、0.81、1.53 個百分點。
2.3 應用成本
由于烤煙烘烤中應用的生物質(zhì)原料主要是廢棄的秸稈,來源廣泛、價格低廉,因此利用生物質(zhì)能源燃料降低烤煙烘烤成本效果顯著。生物質(zhì)型煤的應用加上固硫劑、粘合劑以及加工成本,比同等發(fā)熱量的原煤成本低100元/t左右[13]。秸稈煤在酉陽縣烤煙烘烤上的應用,按當?shù)厣a(chǎn)水平以及市場煤炭價格計算,烘烤煙葉1 875 kg/hm2,使用秸稈煤烤煙可降低成本約750元/hm2,以此測算,若在該縣進行推廣應用,每年可節(jié)約煤炭1.8萬t,全縣煙農(nóng)增收480萬元[15]。飛 鴻等[17]利用生物質(zhì)烘烤煙葉的研究中采用的生物質(zhì)氣化發(fā)生裝置上料系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)均為自動化系統(tǒng),烤房數(shù)量增加到100炕也只需要2人控制,自動化程度高,在大規(guī)模烘烤中將大大降低勞動成本。生物秸稈壓塊在烤煙烘烤中的應用成本以安徽省為例,生產(chǎn)干煙葉2 062.5 kg/hm2(1 875~2 250 kg/hm2),需煤炭275 kg(以500元/t計),計2 062.5元/hm2;需秸稈壓塊206.25 kg(以400元/t計),計1 237.5元/hm2,降低成本825元/hm2[20]。譚方利等[22]的研究中應用生物質(zhì)壓塊燃料與煤炭燃料相比1 kg干煙成本降低0.1元。
3 結(jié)語
烤煙烘烤大量耗熱且熱能利用率低,傳統(tǒng)燃料煤炭在烤煙烘烤中的應用帶來環(huán)境污染的同時,由于燃料資源的緊缺烘烤成本不斷增加。把我國豐富的生物質(zhì)能源應用在烤煙烘烤中既能充分利用資源同時也有望解決烤煙烘烤面臨的問題。
生物質(zhì)能源在烤煙烘烤中的應用研究表明其可以代替煤炭燃料,而且具有清潔、能提高烤煙品質(zhì)、降低烘烤成本的優(yōu)點。生物質(zhì)能源在烤煙烘烤中的不同應用形式中生物質(zhì)型煤的原料中只是減少了煤的用量加入部分生物質(zhì),秸稈煤加工過程中的厭氧條件碳化工藝相對復雜,而生物質(zhì)氣化裝置包括氣化爐、儲氣罐等,與烤房配合烘烤專用設備復雜,建成后更適合大規(guī)模烘烤。其中生物質(zhì)壓塊研究相對較多,工藝較成熟簡便。生物質(zhì)壓塊加工生產(chǎn)線及配套設備的開發(fā)研究中早在2010年姚宗路等[23]針對生物質(zhì)壓塊過程中存在的系統(tǒng)配合協(xié)調(diào)能力差以及生產(chǎn)率低等問題研發(fā)設計了有強制喂料系統(tǒng)的成型機以及配套設備,可實現(xiàn)自動化大規(guī)模的生物質(zhì)壓塊生產(chǎn)。生物質(zhì)壓塊方式制成的生物質(zhì)原料可以直接應用于烤煙烘烤,基本上不需要對烤房、烤爐等進行改造,應用方便。生物質(zhì)能源的利用形式中生物質(zhì)發(fā)電是我國目前對生物質(zhì)能源應用最為廣泛和普通的方式,但其在烤煙烘烤中的應用研究相對較少,是以后生物質(zhì)能源在烤煙烘烤中的應用研究的一個方向[24-25]。當下的研究表明,烤煙烘烤中的傳統(tǒng)燃料煤炭可以用生物質(zhì)壓塊代替,應用效果較好且成本低,可以在烤煙生產(chǎn)上進行示范推廣。
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關(guān)鍵詞:工業(yè)鍋爐;節(jié)能減排;變頻節(jié)能
工業(yè)鍋爐在能源供應方面發(fā)揮重要的作用,負責工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的供熱、供水,工業(yè)鍋爐在能量供應的過程中,同樣需要消耗能源。我國工業(yè)鍋爐能源的消耗量非常高,而且引發(fā)了嚴重的環(huán)境污染,面對工業(yè)鍋爐的消耗狀態(tài),必須落實節(jié)能減排技術(shù)的應用,最大程度的降低工業(yè)鍋爐中的能源投入,做好節(jié)能、環(huán)保的工作,推進工業(yè)鍋爐的綠色化發(fā)展。
1.工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的實際發(fā)展
工業(yè)鍋爐節(jié)能減排處于快速發(fā)展的狀態(tài),因為工業(yè)鍋爐能源消耗量居高不下,所以節(jié)能減排成為工業(yè)鍋爐后期發(fā)展的主要方向。
1.1工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的挑戰(zhàn)
工業(yè)鍋爐運行中傳統(tǒng)特性明顯,由于工業(yè)鍋爐的發(fā)展歷史長,因此其在節(jié)能減排方面勢必面臨嚴峻的挑戰(zhàn)[1]。分析如:①排煙溫度高,基本在300℃-350℃之間,導致大量熱能直接排放到空氣中,增加了鍋爐原料的消耗;②90%以上的工業(yè)鍋爐無法快速適應煤種,出現(xiàn)燃燒矛盾,直接降低了燃燒效率;③工業(yè)鍋爐控制性能差,無法準確的實行節(jié)能減排技術(shù)。
1.2工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的必要性
節(jié)能減排是工業(yè)鍋爐發(fā)展的必然趨勢,積極推進節(jié)能減排技術(shù)的應用,符合工業(yè)鍋爐的發(fā)展需求。節(jié)能減排在工業(yè)鍋爐中發(fā)揮重要的作用,改善了工業(yè)鍋爐的運行條件,促使其具備較高的運行效率,落實節(jié)能減排技術(shù)的實踐應用。
2.工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的技術(shù)分析
工業(yè)鍋爐運行中應引入節(jié)能減排的技術(shù),用于降低工業(yè)鍋爐運行中的能源消耗量,實現(xiàn)節(jié)能降耗。分析工業(yè)鍋爐運行中比較常見的節(jié)能減排技術(shù),如下:
2.1變頻節(jié)能技術(shù)
工業(yè)鍋爐運行中的變頻節(jié)能技術(shù),能夠降低電能的消耗量,傳統(tǒng)鍋爐運行中由管理人員操作,很容易在用電高峰期引費,所以引入變頻節(jié)能技術(shù),降低鍋爐的耗電量。變頻技術(shù)能夠根據(jù)工業(yè)鍋爐的狀態(tài),提出恰當?shù)墓ぷ鞣绞?,可以避開用電高峰。變頻節(jié)能技術(shù)的優(yōu)勢明顯,與傳統(tǒng)鍋爐運行相比,變頻節(jié)能技術(shù)主動控制電機轉(zhuǎn)速,保護鍋爐的機械性能,著實降低了電機的工作溫度。
2.2水處理技術(shù)
工業(yè)鍋爐用水處理不到位,導致鍋爐內(nèi)壁淤積水垢,水垢厚度增加1mm,熱能供應的效率會減少3%,不利于工業(yè)鍋爐的安全運行。因此,工業(yè)鍋爐采取水處理技術(shù),用于提升鍋爐原水供應的質(zhì)量水平,保障工業(yè)鍋爐的無垢環(huán)境。例如:某企業(yè)檢測工業(yè)鍋爐的運行狀態(tài),經(jīng)水處理技術(shù)優(yōu)化后的鍋爐,內(nèi)部原水、蒸汽等品質(zhì)有明顯的上升,鍋爐的整體效率提升了10%-20%。工業(yè)鍋爐在水處理技術(shù)的基礎(chǔ)上實行冷水回收,鍋爐運行中產(chǎn)生的蒸汽,經(jīng)過相關(guān)裝置處理后轉(zhuǎn)化成冷水,可以重新應用到鍋爐供水內(nèi),還可投入工業(yè)鍋爐的其它系統(tǒng)內(nèi),提升工業(yè)鍋爐內(nèi)水資源的利用率。
2.3余熱回收技術(shù)
工業(yè)鍋爐運行中深化余熱回收技術(shù)的應用,根據(jù)工業(yè)鍋爐的運行實際,安裝余熱回收裝置,回收鍋爐排放的高溫煙氣。余熱回收裝置能夠降低高溫煙氣的溫度,保持在150℃-200℃之間,以免浪費高溫煙氣內(nèi)的熱量能源。目前,余熱回收技術(shù)在工業(yè)鍋爐節(jié)能減排中處于積極發(fā)展的狀態(tài),我國40%以上的工業(yè)鍋爐已經(jīng)安裝余熱回收裝置,實現(xiàn)了殘余熱量的回收和再利用。
3.工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的優(yōu)化對策
結(jié)合工業(yè)鍋爐節(jié)能減排技術(shù)的應用,還需要提出相關(guān)的優(yōu)化對策,營造優(yōu)質(zhì)的節(jié)能環(huán)境,最大程度的控制工業(yè)鍋爐的能源消耗量。
3.1強化鍋爐運行的管理
鍋爐運行管理能夠提升運行效率,效益值高達4-10個百分點,隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,企業(yè)逐漸忽視了鍋爐運行的管理,導致工業(yè)鍋爐運行中潛在能源浪費。工業(yè)鍋爐運行時需要強化管理,通過科學的管理方式,優(yōu)化工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的環(huán)境[2]。
3.2提升鍋爐控制的水平
工業(yè)企業(yè)在鍋爐節(jié)能降耗方面,提升了鍋爐控制的水平,根據(jù)鍋爐控制的需求,提出優(yōu)化煤種配置的策略。優(yōu)質(zhì)配煤能夠提高15%的熱效率,熱值高達4500kcal/kg,灰熔點>1260℃,工業(yè)企業(yè)通過配置煤種,改善鍋爐燃燒的效率,降低鍋爐燃煤的數(shù)量,由此降低煤炭資源在工業(yè)鍋爐運行中的消耗量。
3.3規(guī)范燃燒消費政策
燃燒消費政策是工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的核心支持,有利于落實節(jié)能減排技術(shù)。我國傳統(tǒng)資源面臨著巨大的消耗壓力,工業(yè)行業(yè)中借助燃燒消費政策,取締一部分消耗量較高的鍋爐,改善傳統(tǒng)鍋爐的設計,優(yōu)化工業(yè)鍋爐的運行狀態(tài)。規(guī)范的燃燒消費政策,成為工業(yè)鍋爐節(jié)能減排技術(shù)的保障,為其提供優(yōu)化方式。我國在工業(yè)鍋爐節(jié)能減排技術(shù)應用方面已經(jīng)出臺的相關(guān)的政策,目的是提升工業(yè)鍋爐的運行水平,實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。
4.結(jié)束語
能源與經(jīng)濟應該保持同步發(fā)展的狀態(tài),我國經(jīng)濟發(fā)展速度逐漸加快,但是能源始終保持在落后的狀態(tài),再加上工業(yè)能源的過度消耗,著實增加了能源控制的難度。工業(yè)鍋爐中的能源消耗比重較大,全面推進節(jié)能減排技術(shù)的應用,同時采取優(yōu)化對策,保障節(jié)能減排技術(shù)的應用效益,緩解工業(yè)鍋爐運行中的能源壓力,進而降低工業(yè)鍋爐運行中的能源投入量。
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關(guān)鍵詞:新能源汽車;環(huán)保;低排放;經(jīng)濟性
在現(xiàn)實生活中,我們又要滿足人們對汽車這種生活物品的物質(zhì)文明需求,同時還要減少汽車對環(huán)境的污染和損害,這就迫使我們要改善汽車的能源消耗方式,既減少汽車對燃油的需求-即對石油的需求,取而代之的是其它的清潔的能源,所以新能源汽車也就蘊育而生了。
一、新能源汽車概述
新能源汽車是指采用非常規(guī)燃料,即除了汽油和柴油以外的燃料,作為動力源,在車輛的動力和驅(qū)動方面形成新的技術(shù)原理,具有新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)的汽車。其特點就是能源低,污染低,環(huán)保節(jié)能。
在環(huán)境污染越來越嚴重的中國當前,我們要解決汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和環(huán)境的沖突時,新能源汽車已經(jīng)成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要發(fā)展方向。
二、新能源汽車的分類和目前應用狀況
目前新能源汽車包括混合動力汽車、FCEV汽車即燃料電池汽車、氫發(fā)動機汽車、純電動汽車(包括太陽能汽車)、LNG和LPG汽車以及其他新能源汽車。
1、混合動力車
通常是指那些采用傳統(tǒng)燃料(即汽油和柴油)的,同時配以電動機來改善低速動力輸出和燃油消耗的車型。按照燃料種類的不同,分為汽油混合動力,柴油混合動力。目前在國內(nèi)市場,汽油混合動力是混合動力車輛的主流,而在國際市場上柴油混合動力車發(fā)展的十分快捷迅猛。
特點:采用混合動力后,可以按照實際需要來調(diào)整是用電力還是燃油來驅(qū)動汽車,如果是低速和怠速狀態(tài),就可以關(guān)閉燃油發(fā)動機,完全靠電力驅(qū)動,實現(xiàn)了真正的零排放;而當高速時,主要是靠燃油發(fā)動機驅(qū)動,這又保證了車輛的必要速度和功率,當需要時,電機也可以起輔助推動作用,幫助驅(qū)動汽車行駛;而車輛負荷較小時,燃油發(fā)動機反過來還可以給電池充電。有了蓄電池,這可以十分方便地回收制動等狀態(tài)時產(chǎn)生的能量。
應用狀況:目前,國家政策對油混合動力車是不提供財政補貼的,也就是說混合動力目前不是咱們國家鼓勵的汽車發(fā)展方向,所以現(xiàn)在油混合動力車在中國的發(fā)展基本上是停滯不前的,這也驗證了汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和國家政策是不可分割的,當然它的銷量也是很少的。
2、純電動汽車
就是用電力驅(qū)動的汽車。按照電力驅(qū)動布置可以分為二類,一類是把電動機裝在發(fā)動機艙內(nèi),進行車輛驅(qū)動,還有一類是直接以車輪作為四臺電動機的轉(zhuǎn)子,進行車輛驅(qū)動。這二者的共同技術(shù)難點都是蓄電池技術(shù)。如何快速充電,而電池又能一次蓄有更大電能,也就擋在了電動汽車發(fā)展面前。
特點:技術(shù)相對簡單成熟,只要有電力供應的地方都能夠充電。
蓄電池重量大,單位儲存的能量還是太少,結(jié)果造成電動汽車既跑不快,同時也跑的不夠遠。
由于電動汽車的生產(chǎn)成本高,所以單車銷售價格就比常規(guī)能源汽車高的多的局面,而價格高又造成電動汽車銷量少,不能大規(guī)模批量生產(chǎn),形成不了規(guī)模效益,單車價格也就高高在上,居高不下了,這形成了一種讓人無奈的惡性循環(huán)。
應用狀況:由于高壓充電裝置目前還是太少,同時電動汽車的成本還是太高,目前,純電動汽車在中國的推廣還是比較困難的,但隨著國家通過對購買純電力汽車進行財政補貼、同時還有在北京等大城市購買電動汽車有上牌照等政策的扶持,目前購買電動汽車的人已經(jīng)越來越多了,電動汽車的發(fā)展還是光明和美好的。
3、EFCV燃料電池汽車
燃料電池汽車是指以氫氣和甲醇等為燃料,經(jīng)過化學反應產(chǎn)生電流,然后靠電機驅(qū)動的汽車。燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機要高2~3倍,因此從能源的利用和環(huán)境保護方面,燃料電池汽車是一種理想的車輛。
特點:汽車尾氣的排放大幅度的減少,近似于零排放。減少了機油泄露帶來的水污染。提高了燃料的經(jīng)濟性能。汽車運行平穩(wěn)基本上無噪聲。
應用狀況:由于目前燃料電池汽車生產(chǎn)成本還是過高,燃料電池汽車距離商業(yè)應用還是有一些距離的,但從長遠來看,燃料電池汽車是中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要方向。
4、氫動力汽車
氫動力汽車的燃料是氫,而氫在地球上儲量相當豐富,并且排放物是水,所以說它才是真正環(huán)保,零排放的汽車,因此,氫動力汽車是最理想的,替代傳統(tǒng)燃油汽車的。
特點:與傳統(tǒng)汽車排放物相比,氫動力汽車排放物是水,真正的零排放。目前氫氣獲得的方法成本高,還要消耗大量能源,這就不節(jié)能環(huán)保了。與燃油汽車相比,氫動力汽車成本要高將近10倍左右。
應用狀況:從長遠角度來說,氫動力汽車是最好的汽車發(fā)展方向,對緩解我國的空氣污染會有良好的幫助,但氫動力汽車高昂的成本,限制了人們的購買欲望,這也就造成了目前氫動力汽車還是無法推廣,它的未來只有寄希望于技術(shù)的進步了。
5、LNG和LPG汽車(天然氣和液化石油氣汽車)
就是用液化天然氣或液化石油氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油作為燃料的汽車。
特點:燃氣能與空氣均勻混合并燃燒完全。一氧化碳和引起霾的微粒的排放量較低,在低溫時,發(fā)動機的啟動和運轉(zhuǎn)性能還是很好的。
缺點是發(fā)動機的容積效率較低、著火延遲長,以及動力性有所下降。
由于燃氣所釋放的汽車尾氣中只有二氧化碳和水,所以環(huán)保性能也是十分突出的。
應用狀況:由于LNG和LPG汽車的改裝成本低廉,改裝后的節(jié)能經(jīng)濟效益突出,所以它是目前我國應用最廣泛的新能源汽車,以遼寧省盤錦市為例,6000多輛出租車無一不是改裝后的燃氣汽車,而且在生活中,也有越來越多的車主,主動把燃油汽車改成燃油燃氣二用汽車,所以說LNG和LPG汽車這種車是普及率最高,也最適合當前中國的新能源汽車。
三、新能源汽車發(fā)展
1、營造社會氛圍,促成共識,積極發(fā)揮政府示范作用。政府要加大對新能源汽車技術(shù)的宣傳力度,調(diào)動民間組織參與到新能源汽車的宣傳推廣活動當中,加大政府對新能源汽車的強制性采購,形成消費示范效應。
2、制定戰(zhàn)略和標準,促進多種技術(shù)路線的共同發(fā)展。鼓勵開發(fā)和接受各種新技術(shù),形成多種汽車能源技術(shù)共同發(fā)展的格局,共同解決全球面臨的氣候變暖和環(huán)境污染問題。
3、對生產(chǎn)企業(yè)的強制性和鼓勵性政策。強制要求汽車生產(chǎn)廠商每年必須生產(chǎn)一定比例的新能源汽車,且逐年遞增,同時要求分銷商每年必須銷售一定比例的新能源汽車。但同時應給予新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)一定幅度的稅收減免優(yōu)惠。國家可在加強對新能源汽車規(guī)范認證的基礎(chǔ)上,給予新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)以加速折舊、增值稅和所得稅減免的優(yōu)惠。
4、支持建設必要的配套設施,如充電站、制氫廠、加氫站,以及氫氣運輸管道等。
總之,中國新能源汽車未來的發(fā)展,將隨著能源使用的多樣化,根據(jù)地區(qū)能源的現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展,采取不同技術(shù)路線的汽車發(fā)展模式。因此,發(fā)展節(jié)能環(huán)保型汽車是新能源汽車的總體發(fā)展趨勢。
參考文獻:
[1]國家發(fā)展和改革委員會.新能源汽車生產(chǎn)準入管理規(guī)則[S].2007,72?號文件。