化學(xué)與能源開發(fā)論文精選(九篇)

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第1篇：化學(xué)與能源開發(fā)論文范文

1我國(guó)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1我國(guó)有機(jī)化學(xué)所取得的良好成果

首先，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國(guó)有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的人才不斷增多，國(guó)際有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)留有我國(guó)有機(jī)化學(xué)研究者聲譽(yù)，部分學(xué)者已經(jīng)成為國(guó)際著名雜志的編委和副主編，如楊丹教授已經(jīng)成為有機(jī)化學(xué)快報(bào)副主編，極大的增強(qiáng)了我國(guó)有機(jī)化學(xué)研究者的工作信心[1]。其次，我國(guó)很多高校和科研部門已擁有世界先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，工作條件也與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相差無幾。再者，有機(jī)合成化學(xué)與金屬有機(jī)化學(xué)已經(jīng)走在世界有機(jī)化學(xué)研究前列，不對(duì)稱合成研究也取得了喜人成績(jī)，在國(guó)際中，我國(guó)學(xué)者充分展露頭角。最后，我國(guó)以北京大學(xué)為首的諸多高校開始重視有機(jī)化學(xué)的研究，并在化學(xué)期刊上發(fā)表了大量具有代表性的論文，其質(zhì)量也在逐年上升。如北京大學(xué)僅在2010年就發(fā)表了55篇與有機(jī)化學(xué)相關(guān)的論文。

1.2其中存在的問題

在取得成績(jī)的同時(shí)，也存在一定問題，這也是相關(guān)研究者需要重視的方面。首先，帶有鮮明新穎的系統(tǒng)研究偏少，很多研究涉面較窄，通常以跟蹤熱點(diǎn)為主，通俗的說就是跟風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重，研究缺乏創(chuàng)新性，論文內(nèi)容萬變不離其中。以有機(jī)合成化學(xué)研究為例，很多論文研究的都是合成方法，并不重視是否真的具有實(shí)用性。其次，很少有針對(duì)國(guó)家建設(shè)與社會(huì)發(fā)展的研究，對(duì)于有機(jī)化學(xué)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的研究更是寥寥無幾。再者，有機(jī)化學(xué)的研究隊(duì)伍還不夠壯大，各項(xiàng)研究都存在研究隊(duì)伍縮小的情況。最后，在研究上并不注重與其他學(xué)科的聯(lián)系，只是一味在自己領(lǐng)域進(jìn)行研究，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)關(guān)于有機(jī)化學(xué)的研究還是很少，發(fā)表的論文質(zhì)量也不如發(fā)達(dá)國(guó)家，同時(shí)，相應(yīng)的評(píng)價(jià)機(jī)制還有待于提高。

2我國(guó)有機(jī)化學(xué)發(fā)展趨勢(shì)的展望

2.1發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)階段，有機(jī)化學(xué)的發(fā)展異常迅猛，研究?jī)?nèi)容也在不斷變化，隨著時(shí)代的發(fā)展，綠色化學(xué)被提到日常研究中，受到全世界人民的關(guān)注，對(duì)其研究也就成為了有機(jī)化學(xué)的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，同時(shí)，學(xué)科與學(xué)科之間的滲透逐漸增多，更是推動(dòng)了有機(jī)化學(xué)進(jìn)一步向前發(fā)展[2]。在未來有機(jī)化學(xué)研究將重視以下內(nèi)容：首先，重點(diǎn)研究小分子活化與惰性化學(xué)鍵活化，綠色化學(xué)對(duì)原子提出了新型要求，尤其是不對(duì)稱催化的研究更是關(guān)鍵，對(duì)其研究以便降低污染。其次，注重對(duì)化學(xué)生物的研究，這項(xiàng)研究主要是將有機(jī)化學(xué)與生命科學(xué)聯(lián)系在一起，著重兩者之間存在的相互作用，并研究有機(jī)超分子的設(shè)計(jì)與合成。最后，研究具備獨(dú)特生理活性的各種有機(jī)分子，同時(shí)研究一切與能源開發(fā)與利用有關(guān)的各種有機(jī)化學(xué)，以及關(guān)注化學(xué)信息學(xué)的研究，進(jìn)而充分發(fā)揮有機(jī)化學(xué)的作用。

2.2發(fā)展方法

首先，應(yīng)遵從國(guó)家相關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)，注意學(xué)科與學(xué)科之間的融合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。有機(jī)化學(xué)是我國(guó)重要研究?jī)?nèi)容，作為有機(jī)化學(xué)研究者應(yīng)具有良好的主動(dòng)性，積極融入到各領(lǐng)域中，尤其是能源領(lǐng)域與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，通過研究真正實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)目標(biāo)，不斷擴(kuò)寬有機(jī)化學(xué)研究領(lǐng)域，壯大有機(jī)化學(xué)研究隊(duì)伍，有機(jī)化學(xué)并不是完全獨(dú)立的學(xué)科，它需要與其他學(xué)科融合才能不斷發(fā)展，只有這樣才能創(chuàng)新有機(jī)化學(xué)研究。其次，由于有機(jī)化學(xué)的分支學(xué)科存在明顯的縮水情況，作為國(guó)家基金委應(yīng)看到這一點(diǎn)，應(yīng)加大對(duì)有機(jī)化各學(xué)科的資金投入，為其提供必要的資金支持。對(duì)于有機(jī)分析等熱門學(xué)科的研究應(yīng)突破傳統(tǒng)，避免研究流于形式化，創(chuàng)新研究?jī)?nèi)容。同時(shí)，為其創(chuàng)設(shè)良好的評(píng)價(jià)機(jī)制，根據(jù)研究方向與內(nèi)容的不同，設(shè)定不同的資助方式。最后，要突破研究傳統(tǒng)，進(jìn)入新型研究領(lǐng)域最重要的就是具有創(chuàng)新思維與能力，根據(jù)國(guó)家現(xiàn)階段所重視的內(nèi)容展開課題研究，對(duì)于挑戰(zhàn)性較大的研究要做好長(zhǎng)期準(zhǔn)備。在擬定研究課題時(shí)，應(yīng)將推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、促進(jìn)社會(huì)發(fā)展融入其中，尤其是重點(diǎn)研究怎樣減少化學(xué)污染，真正發(fā)揮有機(jī)化學(xué)的作用。國(guó)家基金委應(yīng)為有機(jī)化學(xué)研究創(chuàng)設(shè)良好的建設(shè)研究環(huán)境，提供先進(jìn)的研究設(shè)備。整頓剽竊他人論文觀點(diǎn)等不正之風(fēng)，使研究人員樹立良好的創(chuàng)新意識(shí)。

3結(jié)語

第2篇：化學(xué)與能源開發(fā)論文范文

關(guān)鍵詞：新能源發(fā)電太陽能，風(fēng)能，發(fā)展前景

 

0引言

自第三次工業(yè)革命以來，人類社會(huì)在經(jīng)濟(jì)和科技方面取得了空前的發(fā)展，伴隨而來的是常規(guī)化石能源的大量消耗及其引起的環(huán)境污染和資源短缺等一系列問題，迫使人類不得不開始尋找清潔的可再生能源，也即新能源。相對(duì)于傳統(tǒng)的煤、石油、天然氣等化石能源，新能源普遍具有污染少、儲(chǔ)量大的特點(diǎn)，對(duì)于解決當(dāng)今世界日益嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源匱乏等問題具有十分重要的意義[1]。資源與環(huán)境的壓力也給電力系統(tǒng)帶來了新的挑戰(zhàn)，利用新能源逐步取代傳統(tǒng)能源進(jìn)行發(fā)電將是今后電力工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，可見新能源發(fā)電具有良好的發(fā)展前景和實(shí)用價(jià)值。

1 新能源發(fā)電的類型及其原理特點(diǎn)

新能源發(fā)電主要包括太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、潮汐發(fā)電等方面。

1.1太陽能發(fā)電

太陽能是指太陽內(nèi)部連續(xù)不斷的核聚變反應(yīng)過程所產(chǎn)生的能量，它是一個(gè)巨大的能源，據(jù)估計(jì)，我國(guó)陸地面積每年接收到的太陽能輻射能相當(dāng)于億噸煤[2]。太陽能發(fā)電又叫光伏發(fā)電，它的基本原理是利用光伏效應(yīng)，通過光照產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而輸出電能，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。簡(jiǎn)單地說，太陽能發(fā)電就是通過太陽能電池直接將太陽光轉(zhuǎn)換成電能，太陽能電池是由各種具有不同電子特性的半導(dǎo)體材料薄膜制成的平展晶體，可以產(chǎn)生強(qiáng)大的內(nèi)部電場(chǎng)[2]，主要包括單晶硅電池、多晶硅電池和非晶硅電池三種類型。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。

常見的太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池、控制器和逆變器三部分構(gòu)成，按其運(yùn)行方式可分為獨(dú)立太陽能發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)，其中后者是目前的主流發(fā)展趨勢(shì)，即太陽能電池發(fā)出的直流電，通過逆變裝置轉(zhuǎn)換成交流，進(jìn)而并入電網(wǎng)使用。太陽能發(fā)電安全可靠，具有許多優(yōu)點(diǎn)，如能源充足，太陽能無處不在，不受地域限制；建設(shè)周期短，運(yùn)行成本低；不需要消耗燃料，無環(huán)境污染；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，適合無人值守。但是，太陽能發(fā)電受氣候條件影響，具有間歇性，且價(jià)格昂貴。

1.2 風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再轉(zhuǎn)換為電能，其基本原理是利用風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)輪，通過風(fēng)輪的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生電能。風(fēng)能是清潔的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電與常規(guī)發(fā)電相比，具有能源充足、不消耗燃料、無環(huán)境污染、占地面積小、工程建設(shè)周期短、發(fā)電技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。在當(dāng)今世界的新能源開發(fā)技術(shù)中，風(fēng)力發(fā)電是最成熟、最有商業(yè)利用價(jià)值的發(fā)電方式，其裝機(jī)容量正在不斷擴(kuò)大，全球風(fēng)電發(fā)電量占總發(fā)電量的比例也在逐步增加。

1.3生物質(zhì)能發(fā)電

生物質(zhì)能是綠色植物通過光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而儲(chǔ)存在生物質(zhì)內(nèi)部的一種能量形式，是一種資源豐富、無污染的能源。生物質(zhì)能發(fā)電包括農(nóng)林廢棄物燃燒發(fā)電、生物質(zhì)燃?xì)獍l(fā)電、城市垃圾焚燒發(fā)電、沼氣發(fā)電等方面。生物質(zhì)能發(fā)電具有電能質(zhì)量好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1.4 地?zé)岚l(fā)電

地球內(nèi)部蘊(yùn)藏著巨大的熱能，地?zé)崮芫褪堑厍騼?nèi)部的熱釋放到地表的能量，地?zé)岚l(fā)電就是將地?zé)崮苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，它是利用地下熱水和蒸汽為?dòng)力源的一種新型發(fā)電技術(shù)，其原理與火力發(fā)電基本一樣，即將蒸汽的熱能通過汽輪機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電[2]。

1.5潮汐發(fā)電

潮汐能，顧名思義，就是潮汐所蘊(yùn)含的能量，同樣是一種取之不盡、用之不竭的新能源。潮汐發(fā)電，就是利用海水漲落及其引起的水位差來推動(dòng)水輪機(jī)，由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，其原理與一般的水力發(fā)電差別不大。即在海灣或有潮汐的河口修建大壩，構(gòu)成水庫，利用壩內(nèi)外漲潮、落潮時(shí)的水位差進(jìn)行發(fā)電。潮汐發(fā)電受潮汐周期變化的影響，具有間歇性。

2 中國(guó)新能源發(fā)電的前景展望

改革開放以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)規(guī)模躍居世界前列，與此同時(shí)，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不合理引起的資源環(huán)境問題日益突出，大力發(fā)展新能源發(fā)電技術(shù)，是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求。我國(guó)可再生能源資源豐富，通過近年來的發(fā)展，新能源發(fā)電已經(jīng)取得了一定進(jìn)展，已經(jīng)形成了一定規(guī)模、體系相對(duì)完善的新能源產(chǎn)業(yè)。中國(guó)新能源發(fā)電雖然剛剛起步，但是卻有著廣闊的發(fā)展前景。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。

（1）風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電發(fā)展迅速。中國(guó)風(fēng)能資源豐富且風(fēng)力發(fā)電技術(shù)較為成熟，目前正在以“建設(shè)大基地，融入大電網(wǎng)”的方式進(jìn)行規(guī)劃和布局。太陽能發(fā)電同樣也具有較好的發(fā)展前景，我國(guó)的太陽能電池制造水平較高，應(yīng)該大規(guī)模推廣太陽能發(fā)電。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。根據(jù)國(guó)家能源局制定的《新能源產(chǎn)業(yè)振興發(fā)展規(guī)劃》，到2011年，新能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重達(dá)到2%（含水電為10%），新能源發(fā)電占電力總裝機(jī)容量的比重達(dá)到5%（含水電為25%）。而風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到3500萬千瓦（陸地風(fēng)電3000萬千瓦，海上風(fēng)電500萬千瓦），太陽能發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到200萬千瓦[1]。除此之外，《2008年中國(guó)風(fēng)電發(fā)展報(bào)告》預(yù)言，到2020年末，全國(guó)風(fēng)電開發(fā)建設(shè)規(guī)模有望達(dá)到1億kW。

（2）生物質(zhì)能發(fā)電優(yōu)勢(shì)明顯，前景較好。相對(duì)于風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電的間歇性特點(diǎn)，生物質(zhì)能發(fā)電具有突出的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高。2002年，我國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量3234.6萬kW，其中生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)容量80萬kW，在眾多新能源和可再生能源發(fā)電中僅次于小水電。預(yù)計(jì)到2020年，可再生能源發(fā)電將達(dá)0.9~1億kW，其中生物質(zhì)能發(fā)電為1000萬kW；另一種估計(jì)結(jié)果是2020年可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到1.21億kW，其中生物質(zhì)能為2000萬kW。

（3）在有條件的區(qū)域發(fā)展地?zé)岚l(fā)電和潮汐發(fā)電。受地理?xiàng)l件的限制，地?zé)岚l(fā)電和潮汐發(fā)電均具有地域性。目前，中國(guó)高溫地?zé)犭娬局饕性谖鞑氐貐^(qū)，總裝機(jī)容量為27.18MW，其中羊八井地?zé)犭娬狙b機(jī)容量25.18MW，其發(fā)電量已經(jīng)占到拉薩電網(wǎng)的40%以上，對(duì)緩和拉薩地區(qū)電力緊缺的情況起到了重要的作用。今后，可繼續(xù)在西藏地區(qū)大力發(fā)展地?zé)岚l(fā)電。我國(guó)潮汐能蘊(yùn)藏量中可開發(fā)利用部分的92%集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、能源需求迫切的華東沿海地區(qū)[3]，發(fā)展潮汐發(fā)電可緩解這些地區(qū)的電力不足。但是，潮汐發(fā)電由于開發(fā)成本較高和技術(shù)上的原因，目前發(fā)展并不是很快，我國(guó)江廈潮汐電站裝機(jī)容量為3200kW，年發(fā)電量1070萬kWh[4]，今后可視情況適當(dāng)發(fā)展潮汐發(fā)電。

3 結(jié)語

能源短缺和環(huán)境惡化已經(jīng)成為威脅人類生存的全球化問題，發(fā)展新能源是實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路，中國(guó)應(yīng)該加快開發(fā)利用新能源的步伐，大力發(fā)展新能源發(fā)電，逐步實(shí)現(xiàn)從常規(guī)能源向清潔能源轉(zhuǎn)變。目前，我國(guó)的新能源發(fā)電已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但同時(shí)還存在著一些亟待解決的問題，主要表現(xiàn)在技術(shù)基礎(chǔ)薄弱、相關(guān)體制尚不規(guī)范等方面。為此，提出一些建議：（1）制定發(fā)展目標(biāo)，科學(xué)規(guī)劃布局。新能源發(fā)電必須進(jìn)行合理規(guī)劃和布局，有必要將其納入國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展總體規(guī)劃。（2）加快體系建設(shè)，規(guī)范行業(yè)發(fā)展。對(duì)于新能源發(fā)電的設(shè)備要求和并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該盡快制定相關(guān)準(zhǔn)則。（3）加大投資力度，鼓勵(lì)自主創(chuàng)新。目前，我國(guó)新能源研究力量分散，缺乏跨學(xué)科的交流，有必要對(duì)各類科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行整合。除此之外，新能源發(fā)電是智能電網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分，必須構(gòu)建全國(guó)統(tǒng)一的新能源電網(wǎng)，以促進(jìn)我國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

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第3篇：化學(xué)與能源開發(fā)論文范文

    一、運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn),創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境

    化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),化學(xué)教學(xué)離不開實(shí)驗(yàn),化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中設(shè)置情境的有利因素,利用實(shí)驗(yàn)可以設(shè)置許多生動(dòng)、有趣的情境,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生積極主動(dòng)參與課堂教學(xué),同時(shí)也有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高。

    二、聯(lián)系生活實(shí)際,創(chuàng)設(shè)趣味情境

    生活中處處涉及化學(xué)知識(shí),我們可以運(yùn)用真實(shí)的生活情景創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,尤其是初中化學(xué)教學(xué),更應(yīng)聯(lián)系日常生活,讓學(xué)生從感性上體會(huì)到學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的重要性,從而提高學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。另外,加強(qiáng)化學(xué)知識(shí)與生活實(shí)際的聯(lián)系,不但能讓學(xué)生深刻體會(huì)到學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性和實(shí)用性,開闊學(xué)生視野,還能使化學(xué)知識(shí)更加生動(dòng)有趣,利于學(xué)生掌握。

    三、追蹤社會(huì)熱點(diǎn),創(chuàng)設(shè)時(shí)尚情境

    化學(xué)與社會(huì)緊密相連,是一門孕育著巨大創(chuàng)新機(jī)會(huì)的學(xué)科,它和社會(huì)生產(chǎn)以及生命、環(huán)境等方面有著廣泛而緊密的聯(lián)系。無論是生活中接觸到的新材料和新藥物,還是新能源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)等社會(huì)熱門問題都與化學(xué)緊密相關(guān)。例如“現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)與技術(shù)”、“化學(xué)與新材料”、“化學(xué)與新能源”、“化學(xué)與生活”、“化學(xué)與生命科學(xué)”、“化學(xué)與環(huán)境”等學(xué)科知識(shí)都可成為設(shè)計(jì)教學(xué)情境的豐富素材。教師平時(shí)要善于積累相關(guān)素材,并與課堂教學(xué)適當(dāng)聯(lián)系,不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,也能開闊學(xué)生的視野,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和文化修養(yǎng)。

    四、利用化學(xué)故事,創(chuàng)設(shè)生動(dòng)情境

    很多中學(xué)生熱衷于聽故事,許多化學(xué)故事也是妙趣橫生、引人入勝的。故事容易吸引并激發(fā)學(xué)生的求知欲,點(diǎn)燃學(xué)生思維的火花,從而使學(xué)生全身心的投入到教學(xué)活動(dòng)中去,因此,用化學(xué)故事創(chuàng)設(shè)情境是非常行之有效的方法。

    五、拓展探究渠道,創(chuàng)設(shè)實(shí)踐情境

    欲使學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)時(shí)樂此不疲、樂以忘憂,則應(yīng)在認(rèn)真設(shè)計(jì)課堂教學(xué)的同時(shí),積極尋找課堂中的“后”探究問題,如組織學(xué)生開展調(diào)查與研究、網(wǎng)上點(diǎn)擊、家庭小實(shí)驗(yàn)等。這對(duì)全面推進(jìn)素質(zhì)教育,提高教學(xué)質(zhì)量,發(fā)展學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力有重要的作用,因此要盡可能地為他們創(chuàng)造條件。

    六、結(jié)合學(xué)生心理,創(chuàng)設(shè)游戲情境、

    興趣是有意注意的開始,唯有興趣,才會(huì)變無意注意為有意注意。因此,我在教學(xué)實(shí)踐過程中,利用學(xué)生喜歡做游戲的心理特征,創(chuàng)設(shè)愉悅的游戲情境進(jìn)行課堂教學(xué),以化學(xué)自身的魅力去誘發(fā)學(xué)生的主動(dòng)參與,使學(xué)生一接觸就有妙趣橫生之感,從而開闊思路。這種課堂教學(xué)的實(shí)施,讓學(xué)生在游戲過程中學(xué)習(xí)知識(shí)、理解知識(shí),并有效地從實(shí)踐中獲取知識(shí)。

    七、運(yùn)用多種媒體,(教學(xué)論文 fwsir.com)創(chuàng)設(shè)直觀情境

第4篇：化學(xué)與能源開發(fā)論文范文

論文摘要：氫能是21世紀(jì)解決化石能源危機(jī)和緩解環(huán)境污染問題的綠色能源。實(shí)現(xiàn)氫能的利用，氫的儲(chǔ)運(yùn)是目前要解決的關(guān)鍵問題。文章綜述了氫氣制備技術(shù)和儲(chǔ)備技術(shù)的最新研究進(jìn)展，并探討了制氫與儲(chǔ)氫技術(shù)的關(guān)鍵問題。最后對(duì)進(jìn)一步的研究進(jìn)展進(jìn)行展望，提出了可供研究的課題方向。

0 引言

資源減少、能源短缺、環(huán)境污染日益嚴(yán)重。為了我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略國(guó)策，尋找潔凈的新能源和可再生能源來替代化石能源已經(jīng)迫在眉睫。氫能以其熱值高、無污染、來源豐富等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的重視，被稱為21世紀(jì)的理想能源。是人類能夠從自然界獲取的、儲(chǔ)量非常豐富而且高效的含能體能源。

作為能源，氫能具有無可比擬的潛在開發(fā)價(jià)值：氫是自然界最普遍存在的元素，它主要以化合物的形態(tài)儲(chǔ)存于水中，而水是地球上最廣泛的物質(zhì)；除核燃料外，氫的發(fā)熱值在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高；氫燃燒性能好，點(diǎn)燃快，與空氣混合時(shí)有廣泛的可燃范圍，而且燃點(diǎn)高，燃燒速度快；氫本身無毒，與其他燃料相比氫燃燒時(shí)最清潔。氫能利用形式多，既可以通過燃燒產(chǎn)生熱能，在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生機(jī)械功，又可以作為能源材料用于燃料電池，或轉(zhuǎn)換成固態(tài)氫用作結(jié)構(gòu)材料。用氫代替煤和石油，不需對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)裝備作重大的改造，現(xiàn)在的內(nèi)燃機(jī)稍加改裝即可使用。所有氣體中，氫氣的導(dǎo)熱性最好，比大多數(shù)氣體的導(dǎo)熱系數(shù)高出10倍，在能源工業(yè)中氫是極好的傳熱載體。所以，研究利用氫能已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)[1、2、3、4]。

1國(guó)內(nèi)外氫能發(fā)展?fàn)顩r

2003年11月19-21日在美國(guó)首都華盛頓歐米尼·西海姆大酒店舉行“國(guó)際氫能經(jīng)濟(jì)合作伙伴組織”[The International Partnership For The Hydrogen Economy( IPHE)]成立大會(huì)，共有澳大利亞、巴西、加拿大、中國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、冰島、印度、意大利、日本、韓國(guó)、俄羅斯、英國(guó)、美國(guó)和歐盟的政府代表團(tuán)及工商業(yè)界代表數(shù)百人出席會(huì)議。IPHE是一種新的氫能國(guó)際合作關(guān)系，這種合作將支持未來的氫能和電動(dòng)汽車技術(shù)，建設(shè)一個(gè)安全、有效和經(jīng)濟(jì)的世界范圍的氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、分配和使用設(shè)施的大系統(tǒng)。氫能作為解決當(dāng)前人類所面臨困境的新能源而成為各國(guó)大力研究的對(duì)象。

氫能廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵，在于研制出成本低的制氫技術(shù)。目前，氫能利用技術(shù)開發(fā)已在世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家啟動(dòng)，并取得不同程度的成果。美國(guó)已研制成功世界上第一輛以氫為燃料的汽車，可將60%-80%的氫能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，其能量轉(zhuǎn)換率比普通內(nèi)燃機(jī)高一倍。1989年，美國(guó)太平洋能源公司發(fā)明了能大量生產(chǎn)廉價(jià)氫燃料的新技術(shù)?？捎糜谒纸獾囊环N化學(xué)催化劑。用這種方法分解出來的氫成本很低，因而成為世界上最便宜的燃料[1－3，6]。

歐盟(EU)也加緊對(duì)氫能的開發(fā)利用。在2002-2006年歐盟第6個(gè)框架研究計(jì)劃中，對(duì)氫能和燃料電池研究的投資為2，500萬-3，000萬歐元，比上一個(gè)框架計(jì)劃提高了1倍。北歐國(guó)家2005年成立了“北歐能源研究機(jī)構(gòu)”，通過生物制氫系統(tǒng)分析，提高生物生產(chǎn)氫能力。2005年7月，德國(guó)寶馬( BMW)汽車公司推出了一款新型氫燃料汽車，充分利用了氫不會(huì)造成空氣污染和可產(chǎn)生強(qiáng)大動(dòng)力的兩大優(yōu)點(diǎn)。該車時(shí)速最高可達(dá)226 km/h，行駛極限可達(dá)400 km/h。日本研究氫能比較早，目前燃料電池是日本氫能的主要發(fā)展方向。日本政府為促進(jìn)氫能實(shí)用化和普及，進(jìn)一步完善了汽車燃料供給制，全國(guó)各地建造了不少“加氫站”，現(xiàn)在已有近百輛燃料電池車已經(jīng)取得牌照上路，計(jì)劃到2030年將發(fā)展到1500萬輛[1－6]。

對(duì)我國(guó)來說，能源建設(shè)戰(zhàn)略是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展之重點(diǎn)戰(zhàn)略，我國(guó)化石能源探明可采儲(chǔ)量中煤炭、石油、天然氣分別占世界儲(chǔ)量的11.6% ，2.6% ，0.9%。人均煤炭為世界平均值的1/ 2，石油僅為1/ 10左右，我國(guó)人口眾多，人均資源嚴(yán)重不足。因此，尋找新的潔凈能源對(duì)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展具有特別重要的意義。

2 儲(chǔ)氫技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r 2. 1 氫氣的制備技術(shù)進(jìn)展 2.1.1 目前制氫的主要方法

現(xiàn)代工業(yè)能制取的方法很多。如表1所示。

表1 獲取氫氣的方法

( table.1 methods of acquire hydrogen)

序號(hào)

1

輕金屬與酸堿反應(yīng)

2Na+2H2O—2NaOH +H2

2Al+2NaOH+2H2O—2NaAlO2+3H2

2

天然氣分解制氫

CH4+H2O—CO+3H2

3

水煤氣法制氫

H2O+C—CO+H2

4

電解水制氫

5

熱化學(xué)循環(huán)分解水法

純水的分解溫度要高達(dá)4000℃以上，熱化學(xué)循環(huán)分解水制氫就是在降低這一溫度的條件下促使水分解，生產(chǎn)氫氣和氧氣。

但是沒有真正可以規(guī)模生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)社會(huì)生產(chǎn)力的方法。代替常規(guī)能源的制氫工藝并不成熟，也沒有很好的成功實(shí)例。當(dāng)代工業(yè)的制氫方法主要有以下三種：(1) 從含烴的化石燃料中制氫。這是過去以及現(xiàn)在采用最多的方法。用蒸汽和煤作原料的基本反應(yīng)過程為：

C + H2O CO+ H2

（1）

用蒸汽和天然氣為原料的基本反應(yīng)過程：

CH4 + H2O CO+ 3H2

（2）

上述反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中所需的熱量可以從煤或天然氣的部分燃燒中獲得，也可利用外部熱源[5]?，F(xiàn)在氫的制取大都是以天然氣為原料，但是天然氣和煤炭都是寶貴的燃料和化工原料，其儲(chǔ)量有限，用它們來制氫顯然擺脫不了人們對(duì)常規(guī)能源的依賴和對(duì)自然環(huán)境的破壞。

（2）電解水制氫。這種方法是基于如下的可逆反應(yīng)：

2H2O 2H2+ O2

（3）

分解水所需要的能量由外加電能提供。為了提高制氫效率，電解通常在高壓下進(jìn)行，采用的壓力多為3-5MPa。目前電解效率約為50%-70%[5]。由于電解水的效率不高目前需消耗大量的電能，因此利用常規(guī)能源生產(chǎn)電能來大規(guī)模的電解水制氫顯然也是不合算的。

(3) 熱化學(xué)制氫。這種方法是通過外加高溫使水起化學(xué)分解反應(yīng)來獲取氫氣。到目前為止雖有多種熱化學(xué)制氫方法，但總效率都不高，僅為20%-50%，而且還有許多工藝問題需要解決。依靠這種方法來大規(guī)模制氫還有待進(jìn)一步研究。

2.1.2 生物制氫

(1) 微生物制氫。利用微生物在常溫常壓下進(jìn)行酶催化反應(yīng)可制得氫氣。近年來，已查明在常溫常壓下以含氫元素物質(zhì)包括植物淀粉、纖維素、糖等有機(jī)物和水進(jìn)行生物酶催化反應(yīng)來制得氫氣的微生物可分為5類：異養(yǎng)型厭氧菌、固氮菌、光合厭氧細(xì)菌、藍(lán)細(xì)胞和真核藻類。其中藍(lán)細(xì)胞和真核藻類產(chǎn)氫所利用的氫源是水；異養(yǎng)型厭氧菌、固氮菌、光合厭氧細(xì)菌所利用的氫源是有機(jī)物。按氫能轉(zhuǎn)化的能量來源來分，異養(yǎng)型厭氧菌，固氮菌依靠分解有機(jī)物產(chǎn)生ATP來產(chǎn)氫；而真核藻類、藍(lán)細(xì)胞、光合厭氧細(xì)菌則能通光合作用將太能轉(zhuǎn)化為氫能[6]。近年來發(fā)現(xiàn)有30種化能異養(yǎng)菌可以發(fā)酵糖類、醇類、有機(jī)酸等產(chǎn)生氫氣，其中有些細(xì)菌產(chǎn)氫氣能力較強(qiáng)，發(fā)酵1g的葡萄糖可以產(chǎn)生約0.5L的氫氣，葡萄糖總利用率達(dá)65%以上；而天然產(chǎn)氫的光合細(xì)菌據(jù)報(bào)道也有十幾種之多，其中也有些細(xì)菌產(chǎn)氫氣能力較強(qiáng)。

日本北里大學(xué)研究人員以各種生活垃圾，如剩菜肉骨等經(jīng)處理后作為生產(chǎn)氫的原料，借助3種微生物[6]，丁酸梭菌(Clostridium butyricum)、產(chǎn)氣腸桿菌(Enterobacter aerogenes)和麥芽糖假絲酵母(Candida maltose)在36oC混和發(fā)酵廢棄有機(jī)物48小時(shí)，平均產(chǎn)氫量為15，145 mL。這3種菌有協(xié)同產(chǎn)氫效應(yīng)，即產(chǎn)氣腸桿菌起主導(dǎo)作用，而另2種菌起協(xié)同作用，使代謝產(chǎn)物不易積累，為彼此創(chuàng)造生存環(huán)境。由此可見，選擇混和菌制氫，利用其互補(bǔ)性，創(chuàng)造互為有利的生態(tài)條件，是一條可取的微生物制氫途徑。但是，對(duì)產(chǎn)氫細(xì)胞，不論是游離細(xì)胞或是固定化細(xì)胞，發(fā)酵生產(chǎn)氫所需的復(fù)雜的生態(tài)條件因素不可忽視。

（2） 光合細(xì)菌利用有機(jī)廢水和活性污泥制氫。2000年1月，我國(guó)以厭氧活性污泥和有機(jī)質(zhì)廢水為生產(chǎn)原料的有機(jī)廢水發(fā)酵法生物制氫技術(shù)在哈爾濱工業(yè)大學(xué)通過中試研究驗(yàn)證，該項(xiàng)研究在國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)并實(shí)現(xiàn)了中試規(guī)模連續(xù)非固定化菌種長(zhǎng)期持續(xù)生物制氫技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了中試規(guī)模連續(xù)流長(zhǎng)期持續(xù)產(chǎn)氫[8]。是生物制氫領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破，其成果國(guó)際領(lǐng)先。該技術(shù)突破了生物制氫技術(shù)必須采用純菌種和固定技術(shù)的局限，開創(chuàng)了利用非固定化菌種生產(chǎn)氫氣的新途徑。試驗(yàn)表明，在一個(gè)容積為50 m3的容器中，含糖或植物纖維的廢水發(fā)酵后，每天能產(chǎn)生280 m3左右的氫氣，純度達(dá)99%以上，產(chǎn)氫能力大大加強(qiáng)，氫氣產(chǎn)率比國(guó)外同類的實(shí)驗(yàn)研究水平高10倍，生產(chǎn)成本約為目前采用的電解水法制氫成本的1/2。這一開創(chuàng)性成果利用淀粉廠，食品廠等含高碳水化合物的工廠廢水發(fā)酵制氫，具有廣闊的應(yīng)用前景和較好的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

在國(guó)外，采用活力強(qiáng)的產(chǎn)氣夾膜桿菌，在容積為10L的發(fā)酵器中，經(jīng)8h發(fā)酵作用后，產(chǎn)氫氣約45 L，最大產(chǎn)氫氣速度為18-23 L/h；泰國(guó)的Watan-abed在曼谷分離的Rhodobacter Sphaeroides B6以乳酸為底物，1g干菌體產(chǎn)氫能力62.5mL /h，轉(zhuǎn)化率達(dá)68. 8 %。 [7－9]。

（3）生物質(zhì)制氫。生物質(zhì)包括高等植物，農(nóng)作物及秸稈，藻類及水生植物等。利用生物質(zhì)制氫是指用某種化學(xué)或物理方式把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成氫氣的過程。降低生物制氫成本的有效方法是應(yīng)用廉價(jià)的原料，常用的有富含有機(jī)物的有機(jī)廢水，城市垃圾等。利用生物質(zhì)制氫同樣能夠大大降低生產(chǎn)成本，而且能夠改善自然界的物質(zhì)循環(huán)，很好地保護(hù)生態(tài)環(huán)境[9]。

通過陸地和海洋中的光合作用每年地球上所產(chǎn)生物量中約含3×1021 J的能量，是全世界人類每年消耗量的10倍。就纖維素類生物質(zhì)而言，我國(guó)農(nóng)村可供利用的農(nóng)作物秸稈達(dá)5億至6億噸。相當(dāng)于2億多噸標(biāo)準(zhǔn)煤。林產(chǎn)加工廢料約為300多萬噸。此外還有1萬噸左右的甘蔗渣。這些生物質(zhì)資源中，有16%-38%是作為垃圾處理的，其余部分的利用也多處于低級(jí)水平，如造成環(huán)境污染的隨意焚燒、采用熱效率僅約為1%的直接燃燒方法等。

開發(fā)生物質(zhì)制氫技術(shù)將是解決上述問題的一條很好途徑，生物質(zhì)制氫包括兩種方法：

= 1 \* GB3 ①生物轉(zhuǎn)化制氫法：以秸稈為例，秸稈主要由纖維素，半纖維素和木質(zhì)素通過復(fù)雜的方式連接形成，這3種物質(zhì)的基本成分都是小分子糖類。但由于天然纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，難以降解，因而很難被微生物所利用。發(fā)酵方式采用壓力脈動(dòng)固態(tài)發(fā)酵法，能夠充分利用原料且大大降低廢水排放量，在環(huán)境保護(hù)方面具有極大的優(yōu)勢(shì)，為生物質(zhì)制氫技術(shù)開辟了新途徑。

= 2 \* GB3 ②生物質(zhì)氣化法：將生物質(zhì)通過熱化學(xué)轉(zhuǎn)化方式轉(zhuǎn)化為高品位的氣體燃?xì)饣蚝铣蓺?，產(chǎn)品氣主要是H2 、CO、少量CO2、水和烴。相對(duì)來說，生物質(zhì)氣化技術(shù)已比較完善，但存在著制取成本高，氣體凈化難，副產(chǎn)物多污染環(huán)境等缺點(diǎn)，還有待工藝的進(jìn)一步改進(jìn)。

從國(guó)內(nèi)外生物制氫技術(shù)的研究現(xiàn)狀看，雖然利用生物產(chǎn)氫目前尚處于研究探索或小規(guī)模試產(chǎn)階段，離大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)尚有不小距離。但是，有關(guān)這方面的研究進(jìn)展，展現(xiàn)了利用生物生產(chǎn)清潔燃料氫氣的廣闊前景。在探索利用生物生產(chǎn)氫氣的道路上，需要不斷尋找產(chǎn)氫氣能力高的各種微生物，深入研究生物產(chǎn)氫的原理和條件，完成天然菌種的人工訓(xùn)化，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的大規(guī)模生產(chǎn)裝置系統(tǒng)，推進(jìn)生物制氫工業(yè)化革命的到來[7－9]。

2. 2 氫氣的儲(chǔ)備技術(shù)進(jìn)展 2.2.1 金屬及其氧化物系列儲(chǔ)氫材料

儲(chǔ)氫技術(shù)是氫能利用走向?qū)嵱没?、?guī)模化的關(guān)鍵。金屬儲(chǔ)氫材料通常由一種吸氫元素或與氫有很強(qiáng)親和力的元素和另一種吸氫量小或根本不吸氫的元素共同組成。

鎂系合金有很高的儲(chǔ)氫密度，但放氫溫度高，吸放氫速度慢，因此研究鎂系合金在儲(chǔ)氫過程中的關(guān)鍵問題，可能是解決氫能規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)的重要途徑。因此對(duì)金屬M(fèi)g表面催化改性引起了研究者的興趣。近年來，有人利用射頻噴濺方法制備了Pd包覆的納米結(jié)構(gòu)的多層Mg薄膜，并對(duì)儲(chǔ)氫性質(zhì)進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示，在100oC， 0.1M Pa氫氣壓力條件下，氫的吸附量約為5wt% ，薄膜在100oC真空的條件下釋放出全部的氫。2006年，Au[14]報(bào)道了四氫呋喃處理的鎂的氫化-脫氫性質(zhì)，并且考察了樣品的電力能態(tài)、晶格結(jié)構(gòu)和微觀形貌。研究表明四氫呋喃處理的鎂在100oC， 3.5M Pa條件下吸附了6.3w t%的氫，同時(shí)四氫吠喃的處理改善了鎂吸附-脫附氫的動(dòng)力學(xué)，在623 K具有較理想的反應(yīng)速率[5，11，12]。

轉(zhuǎn)貼于

Fe3O4與Fe的可逆氧化還原是儲(chǔ)氫和放氫的反應(yīng)模板。氫以金屬鐵的形式儲(chǔ)存起來，然后與H2O反應(yīng)釋放，具體過程如方程式所示[15] Fe3O4 + 4H2 3 Fe + 4H2O

(4)

3 Fe + 4H2O Fe3O4 + H2

(5)

通常的四氧化三鐵粉末由于較低的表面積，在低于400oC時(shí)不能有效地與H2或H2O發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 Wang[15]等人研究了鋼鐵公司的含鐵煙氣灰塵FeOx，實(shí)驗(yàn)證明改進(jìn)的FeOx通過氧化還原反應(yīng)可以化學(xué)儲(chǔ)氫并能直接為PEFC提供純氫。FeO x的改進(jìn)是通過浸漬法將Cr，Al， Zn， Mo，Mo-Al， Mo-Ti， Mo-Zn， Mo-Cr，Mo-Ni，Mo-Cu等離子作為添加劑加入，在提高H2的產(chǎn)生速率和氧化還原循環(huán)穩(wěn)定性方面，Mo是最有效的元素，它以2FeO.MoO2合成物的形式存在。

2.2.2 氫配位-化學(xué)氫化物儲(chǔ)氫材料

LiBH4由于具有非常高的儲(chǔ)氫量，成為儲(chǔ)氫體系最有吸引力的候選材料，理論上通過反應(yīng)（6）可以脫附13. 5 wt%的氫。

LiBH4 SHAPE \* MERGEFORMAT

LiH + B + 3/2H2 （6）

由于LiBH4脫附氫的焓變約為-70 kJ/mol，實(shí)際應(yīng)用過于穩(wěn)定。不能有效、可逆吸附-脫附氫。因此，改變LiBH4的熱力學(xué)穩(wěn)定性，降低脫氫溫度（低于100 0C)成為目前研究的焦點(diǎn)。2006年，有報(bào)道用LiBH4 +0.2MgCl2+0. 1TiCl3材料作為穩(wěn)定劑來降低脫氫溫度，改善吸附-脫附的可逆性很有效，在60oC脫附5 w t%的氫。目前在60oC和70 bar條件下可以吸附4.5 w t％的氫 [16]。

四方晶體結(jié)構(gòu)的NaAlH4，是另一種有前途的儲(chǔ)氫材料。NaAlH4的儲(chǔ)氫量約為5 . 6 w t% ， NaAlH4的脫氫過程是根據(jù)下面的化學(xué)反應(yīng)(7)、 (8)進(jìn)行的：

3NaAlH4 NaAlH6 + 2Al + 3H2 （7）

Na3AlH6 3NaH + Al + 3/2H2 （8）

2.2.3 碳系列儲(chǔ)氫材料

對(duì)碳系列儲(chǔ)氫材料的研究是近些年興起的一個(gè)熱門課題。大家知道，由于碳的多孔結(jié)構(gòu)和碳原子對(duì)氣體分子的特殊吸引作用，碳對(duì)幾乎所有的氣體都存在或大或小的吸附作用。所以把它作為一種儲(chǔ)氫材料來研究也就是自然而然的事。目前對(duì)碳系列儲(chǔ)氫材料的研究主要是集中在石墨、活性碳、納米碳管和納米碳纖維等方面，納米碳管和納米碳纖維之所以成為一種熱門的儲(chǔ)氫材料，一是它們的儲(chǔ)氫量大，一般也達(dá)到10wt%，有的甚至達(dá)到60wt%以上。但此前曾有科學(xué)工作者對(duì)此進(jìn)行檢驗(yàn)，卻以失敗告終，然其儲(chǔ)氫量比儲(chǔ)氫合金高卻是不爭(zhēng)的事實(shí)。

近年來，納米碳在儲(chǔ)氫方面已表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，清華大學(xué)碳納米材料研究小組發(fā)現(xiàn)一種經(jīng)處理后表現(xiàn)出顯著儲(chǔ)氫性能的碳納米管，它有望作為新的清潔能源成為氫能電池的制造材料。該研究小組的科技人員對(duì)定向碳納米管的電化學(xué)儲(chǔ)氫特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)這種碳納米管具有許多全新的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)性能，尤其是將它混以銅粉后表現(xiàn)出的很高的儲(chǔ)氫性能。他們將碳納米管制成電極，進(jìn)行隨流充放電電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，混銅粉定向多壁碳納米管電極的儲(chǔ)氫量是石墨電極的10倍，是非定向電極的13倍，比電容量高達(dá)1，625mAh/s，對(duì)應(yīng)儲(chǔ)氫量為5.7%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，具有優(yōu)異的電化學(xué)儲(chǔ)氫性能。已經(jīng)接近美國(guó)能源部對(duì)車用儲(chǔ)氫技術(shù)制定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)儲(chǔ)氫材料的重量和儲(chǔ)氫密度的要求[11、12]。

目前用于儲(chǔ)氫研究的無機(jī)材料有10種以上，除了以上介紹的，還有金屬硫化物儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)、金屬-C-H體系、金屬-N-H體系儲(chǔ)氫材料、碳基儲(chǔ)氫材料和氨基硼烷、氮化硼納米管、碳化硅納米管等。在研究過程中，納米技術(shù)、摻雜催化技術(shù)以及氧化還原理論的應(yīng)用，使材料的儲(chǔ)氫研究得到了長(zhǎng)足發(fā)展，縮短了與應(yīng)用要求的距離。從目前的研究結(jié)果來看，對(duì)于無機(jī)儲(chǔ)氫材料，多組分材料的儲(chǔ)氫研究是較好的研究方向，因?yàn)楹茈y找到一種物質(zhì)既有較大的儲(chǔ)氫量(大于6 W t% )，在低溫（低于100℃)下又有較好的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，同時(shí)還兼具能夠反復(fù)吸氫-脫氫的循環(huán)穩(wěn)定性。因此對(duì)照世界能源署或美國(guó)能源部的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步開發(fā)多組分復(fù)合材料，同時(shí)研究該材料的熱力學(xué)性質(zhì)及其與氫氣的分了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，對(duì)拓展儲(chǔ)氫的理論研究和實(shí)際應(yīng)用具有重要意義[12—16]。

3 結(jié) 語

國(guó)際能源界預(yù)測(cè)，21世紀(jì)人類社會(huì)將告別化石能源，進(jìn)入氫能經(jīng)濟(jì)時(shí)代?？v觀世界能源發(fā)展戰(zhàn)略，專家們認(rèn)為，氫將在2050年前取代石油而成為主要能源，人類將進(jìn)入完全的氫經(jīng)濟(jì)社會(huì)。

當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng)，能源需求量持續(xù)上漲，能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備嚴(yán)重低下，國(guó)際石油市場(chǎng)的波動(dòng)已經(jīng)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生明顯影響，由此而產(chǎn)生的矛盾已經(jīng)成為遏制我國(guó)長(zhǎng)期健康可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略瓶頸。率先全面啟動(dòng)氫經(jīng)濟(jì)是我國(guó)取得長(zhǎng)期戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。因此，集中優(yōu)勢(shì)力量發(fā)展清潔高效的氫能源也許是我國(guó)搶先進(jìn)入氫經(jīng)濟(jì)，擺脫百年來科技和戰(zhàn)略落后，走可持續(xù)健康發(fā)展的最佳切入點(diǎn)。

節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境是人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的迫切要求，而清潔能源的開發(fā)及利用，是一種切實(shí)可行的道路，以氫能經(jīng)濟(jì)為主的工業(yè)經(jīng)濟(jì)模式將在可期的未來，給人類生活帶來巨大變革。氫能研究的舞臺(tái)是廣闊的，研究開發(fā)氫能將大有作為。.

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第5篇：化學(xué)與能源開發(fā)論文范文

論文關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟(jì)，挑戰(zhàn)，發(fā)展思路

 

1 引言

從《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》、《京都議定書》、“巴厘路線圖”的制定到《哥本哈根協(xié)議》的通過，各個(gè)國(guó)家都在為解決氣候問題而努力，在此背景下低碳經(jīng)濟(jì)應(yīng)運(yùn)而生。

所謂低碳經(jīng)濟(jì)，是指在可持續(xù)發(fā)展理念和科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下，通過技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等方式，盡可能地降低煤炭、石油等高碳能源的消耗，降低溫室氣體排放，達(dá)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)雙贏的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)[1]。低碳經(jīng)濟(jì)以低能耗、低排放、低污染為基本特征，具體表現(xiàn)為低碳社會(huì)、低碳技術(shù)、低碳能源、低碳產(chǎn)業(yè)等。低碳經(jīng)濟(jì)的實(shí)質(zhì)是提高能源利用效率，開發(fā)清潔能源，追求綠色GDP，在保持經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)減少二氧化碳的排放量以降低對(duì)環(huán)境的污染。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)和諧社會(huì)和落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

2 我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀

低碳經(jīng)濟(jì)是一種新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展思路，對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、構(gòu)建和諧社會(huì)等具有重要意義，我國(guó)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了這點(diǎn)，并成為積極實(shí)施低碳經(jīng)濟(jì)的國(guó)家之一。

2.1我國(guó)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的有關(guān)政策措施

我國(guó)政府歷來十分重視發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)。2003年正式施行《清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》。2005年頒布了《可再生能源法》。2006年科技部等六部委聯(lián)合了《氣候變化國(guó)家評(píng)估報(bào)告》。2007年了《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案》和《中國(guó)的能源狀況與政策》白皮書，其中前者是發(fā)展中國(guó)家頒布的第一部應(yīng)對(duì)氣候問題的國(guó)家方案挑戰(zhàn)，后者主張能源的多元化發(fā)展，不再提以煤炭為主。2008年了《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的政策與行動(dòng)》的白皮書，同時(shí)修訂后的《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》也正式實(shí)施。2009年《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》正式生效。2010年發(fā)改委下發(fā)《關(guān)于開展低碳省區(qū)和低碳城市試點(diǎn)工作的通知》，這一系列文件都充分顯示出我國(guó)政府對(duì)氣候問題的高度重視，表明了我國(guó)政府發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的決心。

2.2我國(guó)的節(jié)能減排情況

“十一五” 規(guī)劃中明確提出到2010年我國(guó)單位GDP的能源強(qiáng)度要比2005年降低20%，主要污染物排放總量要減少10%，這體現(xiàn)了建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的要求，政策導(dǎo)向明確。2008年新增加的4萬億投資計(jì)劃中，國(guó)家安排了5800億用于節(jié)能減排、技術(shù)改造等與低碳經(jīng)濟(jì)相關(guān)的項(xiàng)目[2]。由于政府對(duì)節(jié)能減排的高度重視，“十一五”期間我國(guó)節(jié)能減排取得了重大成績(jī)cssci期刊目錄。據(jù)發(fā)展改革委介紹，“十一五”期間，我國(guó)單位GDP能耗下降約為19.06%（具體數(shù)據(jù)尚未公示），全國(guó)化學(xué)需氧量排放量和二氧化硫排放量分別下降12.45%、14.29%，基本完成或超額完成“十一五”規(guī)劃綱要確定的目標(biāo)[3]。

2.3我國(guó)的新能源與可再生能源發(fā)展情況

近年來，我國(guó)新能源和可再生能源發(fā)展迅速。在太陽能利用方面，據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，2010年我國(guó)光伏產(chǎn)品總產(chǎn)量為8GW，占世界總產(chǎn)量的50％，世界第一。在水電方面，2009年我國(guó)水電站總裝機(jī)容量可以達(dá)到500萬千瓦，水電裝機(jī)容量世界第一。在核能利用方面，截至2010年7月，全國(guó)核電總核準(zhǔn)規(guī)模達(dá)到3270萬千瓦，在建規(guī)模達(dá)到2540萬千瓦。在風(fēng)能利用方面，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2010年我國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)超過1600萬千瓦，累計(jì)裝機(jī)超過4000萬千瓦，世界第一。在地?zé)崮芾梅矫?，截?009年底，我國(guó)地?zé)嶂苯永每傃b機(jī)容量達(dá)到3688MWt，居世界第一，年直接利用量12865GWh，分別比2004年高出20.70％和19.3％，發(fā)展速度較快[4]。

3 我國(guó)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)面臨的挑戰(zhàn)

發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程挑戰(zhàn)，從我國(guó)目前的情況看，向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型還有很長(zhǎng)一段路要走。近期，我國(guó)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)主要面臨以下挑戰(zhàn)：

3.1我國(guó)居民的消費(fèi)模式對(duì)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)

改革開放以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)取得了巨大發(fā)展，人均收入迅速增加。2010年我國(guó)農(nóng)村居民人均純收入達(dá)到5919元，城鎮(zhèn)居民人均可支配收入達(dá)到19109元。人均收入的顯著增加，提高了人們的生活水平，豐富了人們的消費(fèi)內(nèi)容。但目前我國(guó)仍然沒有建立起生態(tài)化的消費(fèi)模式，“便利消費(fèi)”、“面子消費(fèi)”、“奢侈消費(fèi)”隨處可見。比如有些人為圖一時(shí)方便，使用一次性木筷，一次性塑料袋；有些人為了顯富、攀比，購買寶馬、SUV等大排量汽車；有些人平時(shí)不注意節(jié)約水電、糧食等。

3.2我國(guó)目前所處的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段對(duì)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)

目前，我國(guó)正處于工業(yè)化、現(xiàn)代化的快速發(fā)展階段，以重化工業(yè)為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)模式會(huì)造成能源需求和二氧化碳等溫室氣體排放的不斷增長(zhǎng)。此外，我國(guó)作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，擁有世界1/5的人口，由于現(xiàn)代化尚未實(shí)現(xiàn)，發(fā)展仍是目前的首要任務(wù)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開能源，但我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中煤炭比重過高，而相對(duì)清潔的油氣比例較低，“高碳”特征明顯。

3.3我國(guó)目前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平對(duì)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)

2005年以后我國(guó)三個(gè)產(chǎn)業(yè)的比重基本穩(wěn)定在1∶5∶4，這樣的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不合理：農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)薄弱，嚴(yán)重制約現(xiàn)代化進(jìn)程；工業(yè)未能對(duì)農(nóng)業(yè)提供應(yīng)有的技術(shù)改造和服務(wù)；第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平嚴(yán)重滯后，對(duì)第一、第二產(chǎn)業(yè)的制約作用突出。目前西方發(fā)達(dá)國(guó)家第三產(chǎn)業(yè)比重大多保持在70%，許多發(fā)展中國(guó)家也在50%左右，而我國(guó)的第三產(chǎn)業(yè)比重僅為40%甚至更低[5]。我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過度依賴能耗高的第二產(chǎn)業(yè)，而第三產(chǎn)業(yè)比重較低，對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展形成了重大挑戰(zhàn)。

3.4我國(guó)的資源稟賦對(duì)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)

在我國(guó)已探明的能源儲(chǔ)量中，煤炭占94%，石油占5.4%，天然氣占0.6%，這種“富煤、少氣、缺油”的資源特點(diǎn)，使我國(guó)以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)在有限的時(shí)間內(nèi)很難發(fā)生根本性改變。雖然我國(guó)也在努力促進(jìn)能源供給的多樣化發(fā)展挑戰(zhàn)，但近年來隨著國(guó)際油氣價(jià)格的攀升以及我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，煤炭在能源消費(fèi)中的比重又有回升的勢(shì)頭，2005年煤炭在能源消費(fèi)中的比重高達(dá)70.8%，2008年為70.3%，2009年為70.4%。煤炭消費(fèi)比重大，二氧化碳排放強(qiáng)度高，對(duì)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)形成了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

3.5我國(guó)低碳技術(shù)落后對(duì)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)

未來，低碳技術(shù)將成為國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)標(biāo)志——誰掌握了先進(jìn)的低碳技術(shù)，誰就擁有了核心競(jìng)爭(zhēng)力[6]。低碳技術(shù)涉及電力、交通、建筑、冶金、化工、石化等部門以及在可再生能源及新能源、煤的清潔高效利用、油氣資源和煤層氣的勘探開發(fā)、二氧化碳捕獲與埋存等領(lǐng)域開發(fā)的有效控制溫室氣體排放的新技術(shù)[7]。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，低碳技術(shù)落后、技術(shù)研發(fā)能力有限是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的最大瓶頸。發(fā)達(dá)國(guó)家由于擔(dān)心轉(zhuǎn)讓先進(jìn)技術(shù)會(huì)影響其國(guó)內(nèi)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，使《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》和《京都議定書》要求發(fā)達(dá)國(guó)家向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)讓先進(jìn)低碳技術(shù)的規(guī)定幾乎成為一紙空文，許多關(guān)鍵的低碳技術(shù)還是要靠發(fā)展中國(guó)家自主研發(fā)。目前，我國(guó)在低碳技術(shù)的研發(fā)方面仍處于起步階段，還沒有完善的政策支持體系和穩(wěn)定的政府投入機(jī)制。

4 我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展思路

國(guó)際社會(huì)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的經(jīng)驗(yàn)表明，不同的國(guó)家發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)應(yīng)當(dāng)采用不同的方法。我國(guó)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)應(yīng)當(dāng)選擇一條適合國(guó)情的道路，具體來說：

4.1提高低碳認(rèn)識(shí)，倡導(dǎo)低碳消費(fèi)

從政府方面考慮，首先通過設(shè)立低碳頻道、創(chuàng)建低碳雜志等手段廣泛宣傳低碳經(jīng)濟(jì)的概念、內(nèi)涵、意義等，提高全社會(huì)的低碳意識(shí)；其次要在全社會(huì)提倡合理消費(fèi)、適度消費(fèi)、節(jié)約消費(fèi)、協(xié)調(diào)消費(fèi)；最后通過采用政策傾斜的方式，積極推廣非化石能源的利用。從企業(yè)角度出發(fā)，企業(yè)應(yīng)積極研發(fā)、利用低碳技術(shù)，尋求節(jié)能減排的新途徑。從個(gè)人角度講，一是要少開私家車，多走路，多騎自行車或者乘坐公共交通工具；二是要少吃肉，多吃素，少用一次性商品，拒絕過度包裝，盡量減少消費(fèi)品的不必要替換。只有讓“低碳”成為全社會(huì)的共識(shí)和自覺行動(dòng)，低碳經(jīng)濟(jì)才能有所發(fā)展。

4.2大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，以循環(huán)經(jīng)濟(jì)推進(jìn)節(jié)能減排

所謂循環(huán)經(jīng)濟(jì)是指在人、自然資源和科學(xué)技術(shù)的大系統(tǒng)內(nèi)，在資源投入、企業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品消費(fèi)及其廢棄的全過程中，把傳統(tǒng)的依賴資源消耗的線形增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽可鷳B(tài)型資源循環(huán)來發(fā)展的經(jīng)濟(jì)[8]。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)，既能緩解能源緊缺問題，也能減輕環(huán)境壓力。我國(guó)傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)模式是“資源——生產(chǎn)——消費(fèi)——廢棄物排放”的單向線型經(jīng)濟(jì)，這種模式在創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富的同時(shí)會(huì)消耗大量的資源并會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重污染cssci期刊目錄。而循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一個(gè)“資源——產(chǎn)品——消費(fèi)——再生資源”的閉環(huán)反饋式流程，可以實(shí)現(xiàn)“排除廢物——凈化環(huán)境——利用廢物”的過程，達(dá)到“最佳生產(chǎn)，最適消費(fèi)，最少廢棄”[9]。我們必須根據(jù)我國(guó)處于工業(yè)化中后期的現(xiàn)狀，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，進(jìn)而促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

4.3優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，著力構(gòu)建三個(gè)產(chǎn)業(yè)并重的低碳產(chǎn)業(yè)體系

第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)總體上屬于低碳產(chǎn)業(yè)，第二產(chǎn)業(yè)則屬于高碳產(chǎn)業(yè)。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)就是要促進(jìn)三個(gè)產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，形成現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系[10]。首先，要大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，減少化肥和農(nóng)藥的使用，維持農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的生態(tài)平衡，循環(huán)利用各種物質(zhì)要素，以期用盡可能少的投入獲得盡可能多的產(chǎn)出，從而達(dá)到環(huán)境保護(hù)和提高經(jīng)濟(jì)效益的雙重目的；其次要積極促進(jìn)信息化和工業(yè)化的融合，促使產(chǎn)業(yè)升級(jí)，逐步淘汰高投入、高能耗、高污染、低效益的企業(yè)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品向利潤(rùn)曲線兩端延伸；最后要大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，特別是新興產(chǎn)業(yè)，提高服務(wù)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的比重。第三產(chǎn)業(yè)本身就是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要突破口，我國(guó)應(yīng)重點(diǎn)支持服務(wù)業(yè)的關(guān)鍵領(lǐng)域和薄弱環(huán)節(jié)，以促進(jìn)我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

4.4發(fā)展低碳能源，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)

低碳能源包括兩類：一類是清潔能源，比如核能等，另一類是可再生能源，像風(fēng)能、太陽能等。我國(guó)能源消費(fèi)構(gòu)成中煤炭比例過高，如果不改變對(duì)煤炭過分依賴的能源消費(fèi)特點(diǎn)，就很難談發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)。低碳能源對(duì)解決我國(guó)資源短缺、減少溫室氣體排放具有重大意義。相關(guān)資料顯示，我國(guó)擁有豐富的風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能、海洋能等資源，但這些能源并沒有得到較好的利用。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，必須要集中力量發(fā)展風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、潮汐能以及核能等低碳能源挑?zhàn)，大力推進(jìn)西氣東輸?shù)软?xiàng)目的建設(shè)，按照以新能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源，以優(yōu)勢(shì)能源代替稀缺能源、以可再生能源代替化石能源的思路，逐步提高低碳能源在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中的比重，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。

4.5加強(qiáng)低碳技術(shù)的研發(fā)

節(jié)能減排、提高能效、開發(fā)低碳能源以及低碳產(chǎn)業(yè)的形成等最終都依賴于低碳技術(shù)。對(duì)我國(guó)而言，通過研發(fā)或者購買先進(jìn)的低碳技術(shù)是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵。目前，我國(guó)需要獲得的低碳技術(shù)主要包括：煤炭洗選技術(shù)，煙氣凈化技術(shù)，可再生能源、先進(jìn)核能技術(shù)，碳捕集和碳封存技術(shù)，替代技術(shù)，新材料技術(shù)等等。從國(guó)內(nèi)低碳技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來看，短期內(nèi)我國(guó)政府應(yīng)把主要精力放在節(jié)能和提高能源利用效率的技術(shù)上，并逐步形成穩(wěn)定的政策支持系統(tǒng)和完善的投入機(jī)制；從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，我國(guó)應(yīng)逐漸形成自己的低碳能源體系。

5 小結(jié)

發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)是我國(guó)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展觀念、創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、破解經(jīng)濟(jì)發(fā)展難題、提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量的重要途徑。我國(guó)應(yīng)廣泛借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)并根據(jù)我國(guó)的基本國(guó)情，通過提高對(duì)低碳認(rèn)識(shí)，倡導(dǎo)低碳消費(fèi)；大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)；優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)；加強(qiáng)低碳技術(shù)的研發(fā)等手段促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)我國(guó)由“高碳”到“低碳”的轉(zhuǎn)變，并最終實(shí)現(xiàn)社會(huì)、人與自然和諧發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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/industrydatadetail.jsp?did=3284.2011-02-10.

第6篇：化學(xué)與能源開發(fā)論文范文

關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑；綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)；ESGB

1 概述

本世紀(jì)60年代以來，工業(yè)化國(guó)家不斷發(fā)生類似于倫敦?zé)熿F事件、洛杉磯光化學(xué)污染之類的嚴(yán)重公害，人們?cè)絹碓礁械缴钤谝粋€(gè)不健康的環(huán)境中。為此，美國(guó)建筑師保羅·索勒瑞提出了生態(tài)建筑的新理念。隨后，美國(guó)建筑師伊安·麥克哈格著《設(shè)計(jì)結(jié)合自然》一書，生態(tài)建筑學(xué)由此正式誕生。1990年世界首個(gè)綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)在英國(guó)，隨后美國(guó)創(chuàng)建綠色建筑協(xié)會(huì)，香港，臺(tái)灣，加拿大也相繼推出自己的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。

綠色建筑在能源和資源的消耗最經(jīng)濟(jì)合理，對(duì)環(huán)境影響也最小，還可以滿足人們生理和心理的需求。現(xiàn)在雖然人們的環(huán)保意識(shí)在加強(qiáng)，對(duì)綠色建筑的關(guān)注也大大多于以前，但綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)還是值得探討的問題。

2 英國(guó)綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)體系

世界上第一個(gè)綠色建筑體系起源于英國(guó)，經(jīng)過多年的完善和發(fā)展，將國(guó)際條約和國(guó)內(nèi)法有機(jī)聯(lián)系形成了一套相當(dāng)完備的綠色建筑相關(guān)政策法規(guī)體系。其中，英國(guó)建筑業(yè)的指導(dǎo)法規(guī)是《建筑法規(guī)》，為建筑的節(jié)能性能，可再生能源利用和碳減排等方面規(guī)定了最低性能標(biāo)準(zhǔn)。另外，《建筑能效法規(guī)》是英國(guó)政府為了促進(jìn)建筑能效標(biāo)識(shí)而制定的重要法規(guī)，為了大力推廣綠色建筑英國(guó)政府實(shí)施了建筑能效標(biāo)識(shí)等有效舉措。綠色建筑政策法規(guī)的推行為綠色建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的保障：明確各方監(jiān)管責(zé)任，利用公共財(cái)政建立長(zhǎng)效而實(shí)際的節(jié)能激勵(lì)機(jī)制；關(guān)心民生，以家庭為單位促進(jìn)住宅節(jié)能；借助政府力量推動(dòng)發(fā)展，引導(dǎo)市場(chǎng)。

英國(guó)現(xiàn)在除了有關(guān)建筑節(jié)能政策法規(guī)中強(qiáng)制要求執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)及建筑標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制要求外，還有由不同組織獨(dú)立開發(fā)的各種綠色建筑評(píng)價(jià)體系共同構(gòu)成了英國(guó)綠色建筑市場(chǎng)的現(xiàn)行評(píng)價(jià)體系。

3 日本綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)體系

日本是一個(gè)資源極度匱乏的國(guó)家，二戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，又受到兩次石油危機(jī)的沖擊，因此現(xiàn)在能源和環(huán)境問題日益突出。日本節(jié)能綜合管理體制是由政府中央機(jī)構(gòu)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)節(jié)能管理實(shí)施，企業(yè)有計(jì)劃的自主配合節(jié)能管理及實(shí)施，節(jié)能中心為節(jié)能提出專業(yè)支援來共同完成的。節(jié)能中心對(duì)全國(guó)節(jié)能狀況進(jìn)行調(diào)查研究，分析整理數(shù)據(jù)再對(duì)政府的節(jié)能政策提出建議并負(fù)責(zé)具體落實(shí)政府的節(jié)能政策與法規(guī)并進(jìn)行專業(yè)咨詢及宣傳工作。

日本綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)體系是隨著社會(huì)進(jìn)程發(fā)展逐步建立的：在第一次石油危機(jī)期間，日本針對(duì)能源匱乏的狀況提出了“陽光計(jì)劃節(jié)能”；1979年日本在第二次石油危機(jī)背景下出臺(tái)的《能源合理利用發(fā)》是基本節(jié)能政策框架；20世紀(jì)90年代初，日本將節(jié)能和新能源開發(fā)技術(shù)結(jié)合，提出了“新陽光計(jì)劃”；在2002年日本政府從可持續(xù)發(fā)展觀點(diǎn)出發(fā)，改進(jìn)原有環(huán)境性能的評(píng)價(jià)體系——CASBEE，明確了評(píng)價(jià)理念，豐富了綠色建筑評(píng)價(jià)體系的評(píng)價(jià)方式。

2008年，日本提出國(guó)家中長(zhǎng)期節(jié)能戰(zhàn)略——“美麗地球50”規(guī)劃，提出了數(shù)十項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。政府除了優(yōu)惠貸款，減免稅收等資金支持外，還建立了鮮明的懲罰制度即“領(lǐng)跑者”制度，要求企業(yè)按“領(lǐng)跑者”能效標(biāo)準(zhǔn)該曬能效，提高現(xiàn)有產(chǎn)品的能效水平，否則受到罰款，甚至勸退出市場(chǎng)等。這樣良好的獎(jiǎng)懲制度推動(dòng)了技術(shù)的研發(fā)，使高能效產(chǎn)品相繼上市，讓CASBEE的推行暢通無阻，形成良性循環(huán)。在一個(gè)節(jié)能環(huán)保觀念極重的國(guó)家中，日本學(xué)生從小就接受節(jié)能環(huán)保教育，媒體也經(jīng)常發(fā)起環(huán)保方面的議題與活動(dòng)。

4 綠色建筑體系在我國(guó)的發(fā)展和困境

多年來，我國(guó)民眾一直持有“地大物博”的思想，前20年我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人們忽視了環(huán)境問題走的是“先污染，后治理”的發(fā)展道路，因此人民的環(huán)保意思及其淡薄，但作為有13億人口的能源消耗打過，面對(duì)當(dāng)今世界能源緊缺的狀況，加大節(jié)能環(huán)保的宣傳迫在眉睫。

我國(guó)節(jié)能政策法律方面建設(shè)起步較晚，在制度執(zhí)行上也存在問題，我國(guó)綠色建筑制度的唯一執(zhí)行手段是政府提出的執(zhí)行命令。1986年8月頒布了第一部建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)——《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[采暖居住部分]》，才使我國(guó)節(jié)能工作走上法制化軌道，接著在2000年頒布的《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》中第一次從法律法規(guī)的層面確定了建筑基本的行政主管機(jī)關(guān)，直到2006年頒布ESGB，我國(guó)才初步完成了建筑節(jié)能的政策體系建設(shè)。

ESGB雖然頒布，但并非強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)應(yīng)用情況并不理想。經(jīng)濟(jì)上，國(guó)家對(duì)節(jié)能建筑從建造，銷售到使用均無任何經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策；技術(shù)上，盡管在某些單一技術(shù)方面接近國(guó)際水平，但節(jié)能技術(shù)研究還沒能建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并制度化，規(guī)范化；協(xié)作機(jī)制上還存在專業(yè)分割，這對(duì)于整合技術(shù)研究成果是百害而無一利。因?yàn)闆]有同意的節(jié)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，所以在某些方面阻礙了ESGB的可操作性，也造成了對(duì)節(jié)能建筑設(shè)計(jì)缺乏專業(yè)性指導(dǎo)使建筑更科學(xué)的節(jié)能，因此間接影響了ESGB在市場(chǎng)的推廣，在加上我國(guó)幅員遼闊，各地氣候各不相同，使得綠色建筑的推行方式仍然在摸索中。

5 結(jié)語

通過與英國(guó)和日本的對(duì)比，我們應(yīng)該通過政府和企業(yè)兩個(gè)層面進(jìn)行綠色建筑及節(jié)能政策的宣傳，不斷提高民眾對(duì)綠色建筑理念的認(rèn)識(shí)；加快制定更具實(shí)際操作的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)章，建立能效表彰制度；制定科學(xué)合理并且獎(jiǎng)懲制度相結(jié)合的政策，以此來取代單一死板的行政命令的推廣模式；并且完善相應(yīng)的監(jiān)管體系，定期檢查其政策的落實(shí)情況。由于我國(guó)基本國(guó)情與西方國(guó)家有所不同，應(yīng)當(dāng)因地制宜，形成政府主導(dǎo)，市場(chǎng)推動(dòng)，及第三方機(jī)構(gòu)協(xié)動(dòng)的綠色建筑發(fā)展模式。

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第7篇：化學(xué)與能源開發(fā)論文范文

論文關(guān)鍵詞 民族區(qū)域自治地方 城市發(fā)展 生態(tài)化轉(zhuǎn)型

生態(tài)化轉(zhuǎn)型是當(dāng)今城市化發(fā)展的趨勢(shì)，也是實(shí)現(xiàn)城市跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略保障。生態(tài)化轉(zhuǎn)型的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)城市土地空間開發(fā)從占用土地的外延擴(kuò)張為主，轉(zhuǎn)向調(diào)整優(yōu)化空間結(jié)構(gòu)為主的有效轉(zhuǎn)變，以生態(tài)資源承載能力和環(huán)境容量為基點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)人口、經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境的均衡循環(huán)發(fā)展。呼和浩特作為重要的區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的引領(lǐng)者，既擁有著時(shí)代賦予的發(fā)展提升之空間資源，也急需區(qū)域發(fā)展規(guī)劃與區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的生態(tài)化轉(zhuǎn)型。實(shí)質(zhì)可行的生態(tài)化轉(zhuǎn)型既能提升首府城市的戰(zhàn)略地位，也可有效改變當(dāng)下突出的人口、經(jīng)濟(jì)與資源環(huán)境的發(fā)展不均衡格局，保證該區(qū)域具有足夠的生態(tài)環(huán)境承載力，有效實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

一、呼和浩特城市空間拓展戰(zhàn)略分析：適當(dāng)高密度，避免過度平面蔓延式

依據(jù)呼和浩特市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要的精神，呼和浩特堅(jiān)持有序擴(kuò)張，優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展戰(zhàn)略思想，將城區(qū)空間拓展布局定位為：“東優(yōu)、南拓、中興、西聯(lián)”的規(guī)劃格局：（1）東優(yōu)，即在東二環(huán)區(qū)塊作為呼市城市功能拓展實(shí)驗(yàn)區(qū)，推進(jìn)精品區(qū)建設(shè)。依據(jù)呼和浩特市新區(qū)發(fā)展策略，對(duì)于新華大街東延伸段進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)、可循環(huán)利用的建設(shè)與改造，加速推進(jìn)呼市客車東站交通樞紐區(qū)、如意總部基地、空港物流區(qū)、大學(xué)園區(qū)和濱河新區(qū)規(guī)劃實(shí)施，力求建成體系完備、環(huán)境優(yōu)美、生態(tài)和諧的多樣化新興城區(qū)生活圈。（2）南拓，產(chǎn)業(yè)發(fā)展向南延伸，全力建成新興環(huán)境友好型、資源循環(huán)型工業(yè)化新區(qū)。以呼市盛樂園區(qū)、如意開發(fā)區(qū)為基點(diǎn)，依托“工業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、科技新城”的規(guī)劃，呼市南部工業(yè)園區(qū)建設(shè)成為工業(yè)化程度高、新興產(chǎn)業(yè)群密集、城市配套基礎(chǔ)設(shè)施完善的生態(tài)型產(chǎn)業(yè)鏈框架；加速推進(jìn)托克托產(chǎn)業(yè)園區(qū)及清水河產(chǎn)業(yè)群發(fā)展的有機(jī)融合，努力形成呼包鄂重化工產(chǎn)業(yè)基地，全面形成自治區(qū)級(jí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展示范基地。（3）中興，即依據(jù)呼和浩特未來城市發(fā)展的遠(yuǎn)景規(guī)劃要求，繼續(xù)加大中心城區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入力度，繼續(xù)提高中心城區(qū)多樣化性能、服務(wù)檔次及服務(wù)能力，使得中心城區(qū)個(gè)性化、特色化文化服務(wù)得到全面提升。針對(duì)多民族文化發(fā)展區(qū)，多維度商業(yè)發(fā)展區(qū)，特色化、優(yōu)勢(shì)化體育發(fā)展區(qū)以及快速多能的金融及行政服務(wù)中心的全面規(guī)劃建設(shè)要求，繼續(xù)推進(jìn)相關(guān)配套設(shè)施建設(shè)，加力推進(jìn)建設(shè)效率，切實(shí)提升城市化服務(wù)水平及服務(wù)能力。加速推進(jìn)兼具現(xiàn)代化、民族化特色首府城市的形成，著力提高城市本身的文化內(nèi)涵及民族特色。按照東西貫通、南北呼應(yīng)的首府城市發(fā)展理念，努力形成以新華大街、成吉思汗大街、二環(huán)路、錫林路、通道街和大南大北街等作為城市特色精品區(qū)域，逐步形成具有多民族文化特色、蒙元文化特色的城市特色文化推廣區(qū)域。在繼續(xù)提高中山路商業(yè)中心的區(qū)位優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，要努力建成并著力完善東西南北新建城區(qū)的商業(yè)中心及配套設(shè)施建設(shè)。（4）西聯(lián)，即以呼市西部金川開發(fā)區(qū)、金山開發(fā)區(qū)以及裕隆等地的全面協(xié)調(diào)發(fā)展，努力形成以制造裝備業(yè)、節(jié)能型產(chǎn)業(yè)研發(fā)為主體的生態(tài)型工業(yè)園區(qū)。隨著城市化進(jìn)程的不斷擴(kuò)展和向外延伸，造成了所在區(qū)域的水系安全受到嚴(yán)重威脅，地下水位不斷下降，動(dòng)物群落及生物多樣性退化，環(huán)境破壞及生態(tài)危機(jī)在所難免。這種水系、土地、綠地和生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)四分五裂現(xiàn)象在生態(tài)學(xué)上稱之為景觀破碎，它導(dǎo)致生態(tài)承載力下降、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能退化、生態(tài)代謝過程失調(diào)，最終影響到城市的生態(tài)服務(wù)功能，包括城市氣候、水文系統(tǒng)和生物多樣性的變化。

城市化無序擴(kuò)展的實(shí)質(zhì)是區(qū)域性資源環(huán)境的過度汲取與戰(zhàn)略錯(cuò)位，它是一個(gè)城市群在違背科學(xué)發(fā)展、違背自然規(guī)律，而對(duì)資源環(huán)境的超負(fù)荷開發(fā)與利用的必然結(jié)果。這里存在兩種自相矛盾的循環(huán)系統(tǒng)：其一，城市的發(fā)展與拓展需要源源不斷的各種物資、資源及其多種固化的資源型產(chǎn)品。其中，只有少數(shù)部分能升格為城市及市民所需的有價(jià)物品，其余大部分以污水、垃圾、有害氣體等方式對(duì)水系系統(tǒng)、空氣環(huán)境和土壤資源造成更為嚴(yán)重的污染效應(yīng)，這種輸入遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輸出的現(xiàn)象即所謂生態(tài)滯留；其二，資源耗竭與生態(tài)修復(fù)的不對(duì)稱問題。城市及市民從自然界索取了自身所需的各類資源，但用于修復(fù)、保護(hù)與恢復(fù)的生態(tài)投入很少，這使得自然系統(tǒng)的持續(xù)供給能力明顯弱化，導(dǎo)致了城市發(fā)展與資源持續(xù)減少的惡性循環(huán)。可見，城市快速發(fā)展與無序擴(kuò)張不可避免地加劇自然資源的加速衰竭，違背了自然界本身的新陳代謝的規(guī)律與自我發(fā)展的平衡。不難看出，呼和浩特城市空間規(guī)劃將二環(huán)以東地區(qū)、呼南工業(yè)新城和托清重化工業(yè)城以及西部的金川、金山、裕隆等地域都納入到了未來城市擴(kuò)容區(qū)域，可謂是布局全面，規(guī)模超前，城市空間發(fā)展區(qū)域平面蔓延式的特點(diǎn)明顯。然而，城市空間發(fā)展區(qū)域平面蔓延式的后果也是顯而易見的，即造成對(duì)外向拓展區(qū)域土地資源的爭(zhēng)奪、自然資源的汲取以及環(huán)境生態(tài)的破壞污染。這種城市發(fā)展模式導(dǎo)致城市空間布局向外延伸，居住密度極低，公交系統(tǒng)幾乎無法良性運(yùn)轉(zhuǎn)，并且導(dǎo)致“現(xiàn)代城市建立起了一種依賴?yán)盥窈鸵蕾嚻嚨某鞘形幕薄；诔鞘锌沙掷m(xù)發(fā)展及生態(tài)承載力的考慮，呼和浩特城市空間的拓展理應(yīng)堅(jiān)持適當(dāng)高密度發(fā)展、實(shí)現(xiàn)中心城區(qū)的生態(tài)化轉(zhuǎn)型。適當(dāng)高密度發(fā)展，即在已形成城區(qū)，鼓勵(lì)高層建筑及高密度的土地空間使用做法，注重對(duì)城市外圍拓展環(huán)境敏感區(qū)造成新的開發(fā)壓力。主城區(qū)的生態(tài)化轉(zhuǎn)型即通過更新現(xiàn)狀建筑、工廠與交通系統(tǒng)，可有效改善城市居住環(huán)境，促進(jìn)首府城市不斷向生態(tài)化轉(zhuǎn)型。

二、呼和浩特城鎮(zhèn)群一體化發(fā)展戰(zhàn)略分析：城鎮(zhèn)共存互補(bǔ)，避免區(qū)域功能疊加與重復(fù)

呼和浩特城鎮(zhèn)群一體化發(fā)展將依托“一核雙圈”的戰(zhàn)略布局，逐步向外延伸，以中心鎮(zhèn)和重點(diǎn)鎮(zhèn)為重點(diǎn)，堅(jiān)持特色辦鎮(zhèn)、科學(xué)安排，爭(zhēng)取做到城鎮(zhèn)之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、互動(dòng)發(fā)展、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展。“一核”即二環(huán)路以內(nèi)的城市核心區(qū)，“雙圈”即以武川縣、托克托縣、清水河縣、和林格爾縣、土默特左旗等5個(gè)旗縣所在地為節(jié)點(diǎn)、以50公里為半徑的半小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈和半小時(shí)城鎮(zhèn)圈，是典型的城鄉(xiāng)結(jié)合部。呼和浩特把“一核雙圈”放到呼包鄂一體化發(fā)展格局中謀劃，進(jìn)行三個(gè)層次城鎮(zhèn)圈的總體規(guī)劃：即二環(huán)路以內(nèi)的城市核心區(qū)和中心服務(wù)區(qū)、二環(huán)路與三環(huán)路之間的組團(tuán)式發(fā)展區(qū)、三環(huán)路以外的衛(wèi)星城區(qū)。根據(jù)城市發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃的要求，“一核雙圈”發(fā)展戰(zhàn)略還將分步向外延伸，加速形成主城區(qū)與特色鎮(zhèn)（縣）的一體化發(fā)展格局?！笆濉逼陂g，呼和浩特將依托哈素海旅游度假區(qū)，建設(shè)具有草原文化特色和敕勒川區(qū)域特色的察素齊鎮(zhèn)。在托克托重工業(yè)基地，建設(shè)為工業(yè)園區(qū)提供配套完善服務(wù)的具有古云色的雙河鎮(zhèn)。在盛樂生態(tài)食品加工基地，建設(shè)具有盛樂文化底蘊(yùn)的和林格爾城關(guān)鎮(zhèn)。繼續(xù)堅(jiān)持向北發(fā)展戰(zhàn)略，打造具有北魏重鎮(zhèn)特點(diǎn)的武川縣可鎮(zhèn)。繼續(xù)打造具有獨(dú)特建筑特點(diǎn)的清水河縣城關(guān)鎮(zhèn)。繼續(xù)加快首府周圍城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施投入與建設(shè)，強(qiáng)化特色城鎮(zhèn)的公共服務(wù)體系及能力，加強(qiáng)城鎮(zhèn)居住環(huán)境和特色服務(wù)能力。依據(jù)整體安排和科學(xué)規(guī)劃原則，繼續(xù)提升和完善老城鎮(zhèn)體系，高要求加快新城鎮(zhèn)建設(shè)。努力建成職能各異、優(yōu)勢(shì)明顯的畢克齊、五申、喇嘛灣等八個(gè)特色鎮(zhèn)和臺(tái)閣牧、古城、西烏蘭不浪、榆林等十個(gè)重點(diǎn)鎮(zhèn)。呼和浩特城鎮(zhèn)群一體化發(fā)展以“一核雙圈”為戰(zhàn)略依托，以城市核心區(qū)——功能拓展區(qū)——周圍衛(wèi)星城市為發(fā)展目標(biāo)，突出了全面布局、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、功能各異的城市發(fā)展理念。然而，呼和浩特城鎮(zhèn)群一體化發(fā)展突出了傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)區(qū)域發(fā)展的重要地位，對(duì)于新興綠色或生態(tài)能源產(chǎn)業(yè)區(qū)域的規(guī)劃未能具體化，短期之內(nèi)也很難形成可持續(xù)發(fā)展或循環(huán)發(fā)展的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈或生態(tài)產(chǎn)業(yè)區(qū)域。以重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展為例，武川縣將建材、金屬采選冶煉、農(nóng)畜產(chǎn)品加業(yè)為主，和林格爾縣以乳品、食品、飲品、藥品、石材、電力為主，托克托縣以電力、化工、生物制藥、冶金為主，清水河縣以建材、化工、金屬鎂、能源開發(fā)為主，土默特左旗以乳產(chǎn)業(yè)、化工、電力、物流以及裝備制造業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)。應(yīng)當(dāng)說，呼和浩特城鎮(zhèn)群發(fā)展主要以經(jīng)濟(jì)效益見效快、易受地理及資源存量約束的建材、化工、電力等產(chǎn)業(yè)為主，主要區(qū)域間產(chǎn)業(yè)布局及產(chǎn)業(yè)功能疊加與重復(fù)現(xiàn)象較為普遍，這樣極易造成區(qū)域內(nèi)各功能區(qū)的過度開發(fā)與惡性競(jìng)爭(zhēng)，一個(gè)以主城區(qū)與區(qū)域城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村聯(lián)系緊密、功能互補(bǔ)和環(huán)境友好的生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)并未形成。

呼和浩特城鎮(zhèn)群一體化發(fā)展理應(yīng)是積極擺脫傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，以生態(tài)化轉(zhuǎn)型或是建設(shè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)為主旨，而所謂生態(tài)化轉(zhuǎn)型或生態(tài)化經(jīng)濟(jì)并非是單一的生態(tài)或環(huán)境層級(jí)的概念。以往經(jīng)濟(jì)發(fā)展并未有效擺脫封閉或半封閉的資源依托型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，規(guī)模小、效益低及污染重是突出特點(diǎn)；城市傳統(tǒng)工業(yè)嚴(yán)重依賴于對(duì)自然資源的粗放開發(fā)與過度利用，可持續(xù)利用及循環(huán)發(fā)展能力極為軟弱。而生態(tài)經(jīng)濟(jì)是一種集自給、共榮和可持續(xù)發(fā)展為一體的新興經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)，是物態(tài)、事態(tài)、生態(tài)和人態(tài)的完美融合與和諧共存。循環(huán)經(jīng)濟(jì)是依托系統(tǒng)生態(tài)原理和可持續(xù)發(fā)展規(guī)律發(fā)展起來的，具有較高的資源循環(huán)代謝系統(tǒng)、完備的系統(tǒng)耦合結(jié)構(gòu)及整體，是一種兼具協(xié)同、循環(huán)、自生功能的網(wǎng)絡(luò)型及進(jìn)化型的復(fù)合生態(tài)經(jīng)濟(jì)。它的循環(huán)不僅是廢棄物循環(huán)（廢棄物循環(huán)僅屬于產(chǎn)業(yè)生態(tài)的小循環(huán)），還包括社會(huì)生態(tài)的中循環(huán)和自然生態(tài)的大循環(huán)。其中，社會(huì)生態(tài)的中循環(huán)包括規(guī)劃、管理、研究、教育、消費(fèi)等，自然生態(tài)的大循環(huán)包括水、土、氣、生、礦等生態(tài)因子從搖籃到墳?zāi)乖俚綋u籃的全代謝過程。循環(huán)經(jīng)濟(jì)的循環(huán)是物質(zhì)循環(huán)、能量更新、信息反饋、空間和諧、時(shí)間連貫、資金流通以及人力進(jìn)化過程的生態(tài)循環(huán)。呼和浩特城鎮(zhèn)群一體化發(fā)展理應(yīng)是堅(jiān)持區(qū)域間聯(lián)合協(xié)調(diào)開發(fā)、功能區(qū)間共生共榮互補(bǔ)、物態(tài)、生態(tài)和人態(tài)因素和諧共存的生態(tài)化開放系統(tǒng)，以求實(shí)現(xiàn)首府經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。

三、呼和浩特城市產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展戰(zhàn)略分析：特色與優(yōu)勢(shì)并舉，產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)生態(tài)轉(zhuǎn)型

目前，呼和浩特將城市產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展戰(zhàn)略定位為：特色與優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目并舉，著力打造新能源產(chǎn)業(yè)群?！笆濉逼陂g，呼和浩特將全力打造盛樂—如意南區(qū)、托電—清水河園區(qū)、金川—金山—裕隆園區(qū)、金橋工業(yè)園區(qū)四大工業(yè)集中區(qū)，重點(diǎn)發(fā)展以乳業(yè)、電力及能源、新型煤化工和石油化工產(chǎn)以及裝備制造產(chǎn)業(yè)集群等四大優(yōu)先發(fā)展產(chǎn)業(yè)基地：（1）乳業(yè)為基點(diǎn)的綠色食品加工產(chǎn)業(yè)集群。繼續(xù)保持并做品經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)規(guī)模的同時(shí)，繼續(xù)強(qiáng)化伊利、蒙牛等優(yōu)勢(shì)企業(yè)和知名品牌，加速推進(jìn)高品質(zhì)液體乳和嬰幼兒乳粉生產(chǎn)，繼續(xù)開發(fā)低碳環(huán)保類產(chǎn)品和優(yōu)勢(shì)乳制品品牌。繼續(xù)擴(kuò)大綠色環(huán)保性產(chǎn)業(yè)的招商引資力度，努力形成乳品、糧食、肉品加工以及啤酒飲料為基點(diǎn)的首府城市食品工業(yè)體系，并努力培育國(guó)家級(jí)畜牧業(yè)示范基地及綠色食品產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)基地。（2）電力及能源綜合利用產(chǎn)業(yè)集群。建成托電五期、托電自備二期、清水河華潤(rùn)電廠、和林華能電廠等電源點(diǎn)項(xiàng)目。加快發(fā)展城市熱電聯(lián)產(chǎn)和旗縣備壓機(jī)組。依托高鋁粉煤灰的資源優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大氧化鋁和電解鋁生產(chǎn)規(guī)模，加快發(fā)展高性能鋁合金及其深加工產(chǎn)品、廢物回收利用產(chǎn)品，延伸產(chǎn)業(yè)鏈條。（3）加強(qiáng)泛呼包鄂區(qū)域資源配置的對(duì)接與協(xié)調(diào)，大力發(fā)展新型煤化工產(chǎn)業(yè)，建設(shè)煤制天然氣、煤制苯胺等重點(diǎn)煤化工項(xiàng)目，打造煤氣化、液化、焦化等延伸加工循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，煤制天然氣達(dá)到40億立方米以上，煤制苯胺達(dá)到30萬噸。擴(kuò)大煉油生產(chǎn)能力，大力開發(fā)石油化工下游產(chǎn)品。同時(shí)，加快培育風(fēng)電、光能、新材料產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)以及信息產(chǎn)業(yè)。

呼和浩特城市產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展戰(zhàn)略頗具宏觀性與現(xiàn)實(shí)性，具有產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益與規(guī)模效益的戰(zhàn)略可行性。預(yù)計(jì)，“十二五”期末，盛樂—如意南區(qū)、托電—清水河園區(qū)、金川—金山—裕隆園區(qū)、金橋工業(yè)園區(qū)四大工業(yè)集中區(qū)的電力、化工、石油及裝備制造業(yè)產(chǎn)值規(guī)模達(dá)到4000億元。呼和浩特城市發(fā)展以電力及能源、煤化工和石油化工產(chǎn)以及裝備制造等為支柱產(chǎn)業(yè)，而這些領(lǐng)域取得的經(jīng)濟(jì)成就往往代價(jià)也是巨大的，而新興清潔能源、綠色產(chǎn)業(yè)的比重并不在一個(gè)合理位置上，體現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)能失平衡的趨勢(shì)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，這并不符合城市產(chǎn)業(yè)生態(tài)化轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略初衷與方向。城市產(chǎn)業(yè)應(yīng)當(dāng)是體現(xiàn)生態(tài)文明主旨與先進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展方向的生態(tài)產(chǎn)業(yè)，是能夠形成強(qiáng)大示范效應(yīng)的龍頭產(chǎn)業(yè)。呼和浩特城市產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展應(yīng)在全面客觀地認(rèn)清城市產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的前提上，立足于全國(guó)甚至全球市場(chǎng)和生態(tài)化、現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢(shì)，高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)設(shè)計(jì)城市產(chǎn)業(yè)集群及其發(fā)展體系。要以生態(tài)型的示范產(chǎn)業(yè)園區(qū)為模塊，建設(shè)以高科技產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)、以循環(huán)經(jīng)濟(jì)為特色的生態(tài)化現(xiàn)代工業(yè)體系，同時(shí)切實(shí)發(fā)展教育、文化、信息、旅游、醫(yī)療、物流、房地產(chǎn)等產(chǎn)業(yè)。要建立生態(tài)產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計(jì)、營(yíng)銷中心，積極實(shí)施現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的升級(jí)和改造，逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的生態(tài)化轉(zhuǎn)型，切實(shí)提高生態(tài)產(chǎn)業(yè)在GDP中的比重。

第8篇：化學(xué)與能源開發(fā)論文范文

關(guān)鍵詞：低碳經(jīng)濟(jì)；3E系統(tǒng)；系統(tǒng)仿真；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；能源結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)；污染物排放；環(huán)境承載能力；可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號(hào)：F206 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-2101（2013）05-0084-06

全球氣候變暖對(duì)人類生存和發(fā)展的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)是“低碳經(jīng)濟(jì)”提出的大背景。隨著全球人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，能源使用帶來的環(huán)境問題及其誘因不斷地為人們所認(rèn)識(shí)，不止是煙霧、光化學(xué)煙霧和酸雨等的危害，大氣中二氧化碳（CO2）濃度升高帶來的全球氣候變化也已被確認(rèn)為不爭(zhēng)的事實(shí)。中國(guó)作為一個(gè)能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，如何保持能源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展是擺在我國(guó)面前的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略課題。我國(guó)能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)總體協(xié)調(diào)程度比較低，能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)三者之間的矛盾比較突出。從能源結(jié)構(gòu)上看，我國(guó)的一次能源儲(chǔ)量、能源生產(chǎn)和能源消費(fèi)間的結(jié)構(gòu)性矛盾，隨著中國(guó)工業(yè)化進(jìn)程和城市化進(jìn)程的推進(jìn)越來越突出，國(guó)內(nèi)石油和天然氣的生產(chǎn)供需缺口越來越大，使我國(guó)日漸成為石油天然氣的進(jìn)口大國(guó)。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)看，我國(guó)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出以工業(yè)，尤其是以碳基為主的重工業(yè)化的突出特點(diǎn)。從生態(tài)環(huán)境看，以化石能源為主的傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致能源生產(chǎn)和消費(fèi)中排放大量的煙塵、廢水以及固體廢物等污染物引發(fā)環(huán)境質(zhì)量的急劇惡化，由能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和方式造成的嚴(yán)重環(huán)境污染帶來的經(jīng)濟(jì)損失占GDP的2%～3%。鑒于我國(guó)能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)發(fā)展中存在的這些問題，迫切要求對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、能源開發(fā)利用、環(huán)境保護(hù)等可持續(xù)發(fā)展問題進(jìn)行科學(xué)研究，制定切實(shí)可行的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、能源替代戰(zhàn)略、環(huán)境保護(hù)措施，為能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)提供理論支持。

一、文獻(xiàn)綜述

近年來，越來越多的學(xué)者意識(shí)到能源、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境之間的相互作用對(duì)于解決能源問題的重要影響，開始將三者結(jié)合起來綜合考慮能源問題，從而形成了3E系統(tǒng)理論的研究框架，并取得大量的理論與實(shí)踐成果。能源問題的研究涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，不同專業(yè)的學(xué)者選擇了不同的研究視角與方法，得到的結(jié)論也有所差別，然而，他們的研究大多使用數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)、系統(tǒng)工程以及運(yùn)籌學(xué)的方法對(duì)能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)三者之間的關(guān)系和內(nèi)部規(guī)律進(jìn)行定量分析。

日本長(zhǎng)岡理工大學(xué)從3E的理論框架出發(fā)提出了3Es-Model，模型描述了能源、環(huán)境和宏觀經(jīng)濟(jì)之間的數(shù)量關(guān)系，可以在給定節(jié)能、碳稅、促進(jìn)能效等減排方案的條件下，預(yù)測(cè)經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境三者的發(fā)展趨勢(shì)，為決策者制定相關(guān)政策提供參考。國(guó)外的一些學(xué)者和機(jī)構(gòu)深入研究了能源問題與可持續(xù)發(fā)展的能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境3E體系，例如，聯(lián)合國(guó)開發(fā)計(jì)劃署、世界能源理事會(huì)以及聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展委員會(huì)等國(guó)際機(jī)構(gòu)都曾經(jīng)以可持續(xù)發(fā)展理論為指導(dǎo)，對(duì)世界面臨的能源現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)以及能源與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展等問題進(jìn)行了深入的分析和討論。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，相關(guān)政府部門也意識(shí)到了能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要意義。1984年，原國(guó)家計(jì)委和國(guó)務(wù)院能源辦公室牽頭，組織了我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域近70名專家，花費(fèi)五年的時(shí)間，完成了我國(guó)“廣義能源效率戰(zhàn)略工程”項(xiàng)目的研究，這是我國(guó)首次組織如此多的科研人員探討能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境三者間的協(xié)調(diào)發(fā)展問題。萬紅飛等人（2000）在John Byrme研究的基礎(chǔ)上，分析了能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)三者之間的關(guān)系，并選擇二氧化碳和二氧化硫的排放量作為主要指標(biāo)，構(gòu)建了能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境三者的關(guān)聯(lián)模型。王俊峰（2000）的研究首先探討了自然資源與經(jīng)濟(jì)、人口、環(huán)境之間的關(guān)系以及3E系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)之間的矛盾規(guī)律，并在此指導(dǎo)下提出了能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的原理和計(jì)算方法。遲春潔從3E系統(tǒng)的角度來研究能源安全問題?？梢姡瑖?guó)內(nèi)外的眾多學(xué)者對(duì)能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)從多個(gè)角度進(jìn)行了有益探索，取得了大量的理論成果，對(duì)緩解和解決我國(guó)的能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境問題具有重要意義。

二、能源-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境系統(tǒng)構(gòu)建

（一）能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)的界定

能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)是指在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化、生態(tài)背景下，各種系統(tǒng)要素有機(jī)結(jié)合在一起所形成的能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含若干個(gè)子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)分別擁有不同的屬性。在能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)部，子系統(tǒng)是相互作用、互為影響的，系統(tǒng)內(nèi)部也同時(shí)和系統(tǒng)外部的環(huán)境發(fā)生著交換關(guān)系，可以表示為：

MSIS？奐{S1S2……Sm，Ei，Ci，F(xiàn)i，Rel，O，Rst，T，L}（m？叟2）（1）

公式（1）中Sm表示第m個(gè)子系統(tǒng)；Ei、Ci、Fi分別表示第i個(gè)子系統(tǒng)的要素、結(jié)構(gòu)和功能；Rel是系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)集合，是能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)（MSIS）的相關(guān)關(guān)系集，Rel包括了能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)各個(gè)子系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系、各個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部要素之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以及能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)（MSIS）與國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；O是能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)的系統(tǒng)目標(biāo)集；Rst是系統(tǒng)的限制約束集；T、L分別為時(shí)間向量、空間向量；m是子系統(tǒng)的數(shù)目。

（二）能源-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境系統(tǒng)的構(gòu)成

根據(jù)系統(tǒng)的層次性，將能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)分解為經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)、能源支持子系統(tǒng)、環(huán)境承載子系統(tǒng)、社會(huì)發(fā)展子系統(tǒng)和政策調(diào)控子系統(tǒng)五個(gè)子系統(tǒng)。每一個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部又包含著若干要素，各要素在系統(tǒng)運(yùn)行中分別發(fā)揮著不同作用。能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)并不是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，在分析時(shí)不能離開國(guó)民經(jīng)濟(jì)這個(gè)大系統(tǒng)去分析，必須考慮整個(gè)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)之間、系統(tǒng)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門之間的相互關(guān)系。能源系統(tǒng)與環(huán)境、技術(shù)水平和生態(tài)系統(tǒng)有密切關(guān)系，在當(dāng)前資源、環(huán)境與發(fā)展之間矛盾日益突出的情況下，能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)承載著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、能源利用和環(huán)境保護(hù)的多重壓力。研究系統(tǒng)時(shí)必須統(tǒng)籌考慮能源與社會(huì)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境等諸多因素，不僅研究各因素之間的相互聯(lián)系、相互依存、相互制約，而且要將其形成的有機(jī)整體作為一個(gè)完整的、處于運(yùn)動(dòng)變化中的大系統(tǒng)。

三、能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)因果關(guān)系分析

本文引入系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（System Dynamics簡(jiǎn)稱“SD”）來描述能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)各子系統(tǒng)間的因果關(guān)系。因果關(guān)系是系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法建模的基礎(chǔ)，是對(duì)能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)要素與關(guān)系的一種真實(shí)寫照。

（一）因果關(guān)系的總體描述

整個(gè)系統(tǒng)中，經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)展起推動(dòng)作用，能源支持子系統(tǒng)起支持作用，環(huán)境承載子系統(tǒng)起緩沖作用，社會(huì)發(fā)展子系統(tǒng)起能動(dòng)作用，政策調(diào)控子系統(tǒng)起引導(dǎo)、管理和監(jiān)督的作用。整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)、有序的運(yùn)行，通過系統(tǒng)內(nèi)各要素的相互作用和配置使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)。這就要求首先必須要建立可靠、安全、穩(wěn)定的能源供應(yīng)保障體系，能源發(fā)展必須和經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源開發(fā)利用、生態(tài)保護(hù)相適應(yīng)，相協(xié)調(diào)。其中，資源開發(fā)利用主要包括資源的進(jìn)一步勘探開發(fā)、資源利用技術(shù)的進(jìn)步、利用效率的提高、發(fā)展和利用替代能源、利用進(jìn)口資源等。能源增長(zhǎng)必須維持在資源承載能力內(nèi)，在能源發(fā)展的同時(shí)，自然資源基礎(chǔ)得到維持和加強(qiáng)，對(duì)可再生資源利用的前提是不破壞其再生機(jī)制。能源發(fā)展對(duì)環(huán)境改變要在環(huán)境承載極限內(nèi)同步進(jìn)行能源建設(shè)與環(huán)境保護(hù)，恢復(fù)并維護(hù)好自然生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。通過國(guó)家政策、法律、法規(guī)和市場(chǎng)機(jī)制等有效調(diào)控，弱化甚至消除系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)間的消極影響，充分利用和促進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)間的積極關(guān)系，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的良性循環(huán)。根據(jù)以上描述，能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)各子系統(tǒng)關(guān)系如圖1所示。

（二）因果關(guān)系涉及的宏觀變量

能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)模型的建立涉及的因素很多，對(duì)這些因素加以分析將成為構(gòu)建能源-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)。在建立能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)因果關(guān)系模型的過程中，可分別以各子系統(tǒng)的發(fā)展為主線來確定系統(tǒng)模型涉及的變量。能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)模型涉及的主要變量有以下幾個(gè)方面：

1. 經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)涉及的變量。經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)涉及的變量主要包括：GDP、第一產(chǎn)業(yè)增加值、第二產(chǎn)業(yè)增加值、第三產(chǎn)業(yè)增加值、工業(yè)增加值、資本形成總額、人均社會(huì)消費(fèi)品零售額、貨物與服務(wù)凈出口、財(cái)政收入、國(guó)內(nèi)旅游收入、外商直接投資、城鄉(xiāng)居民人均可支配收入、最終消費(fèi)支出、固定資本形成總額等。

2. 能源支持子系統(tǒng)涉及的變量。能源支持子系統(tǒng)涉及的變量主要包括：能源生產(chǎn)總量、能源消費(fèi)總量、煤炭生產(chǎn)量、煤炭消費(fèi)量、石油生產(chǎn)量、石油消費(fèi)量、天然氣生產(chǎn)量、天然氣消費(fèi)量、單位GDP能耗、單位工業(yè)增加值能耗、能源加工轉(zhuǎn)換效率、儲(chǔ)采比、能源消費(fèi)彈性系數(shù)、能源生產(chǎn)彈性系數(shù)等。

3. 環(huán)境承載子系統(tǒng)涉及的變量。環(huán)境承載子系統(tǒng)涉及的變量主要包括：二氧化硫（SO2）排放量、二氧化碳（CO2）排放量、廢水排放量、工業(yè)廢水排放量、工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率、工業(yè)煙塵排放量、工業(yè)煙塵排放達(dá)標(biāo)率、工業(yè)粉塵排放量、工業(yè)粉塵排放達(dá)標(biāo)率、工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量、工業(yè)固體廢物處置量等。

4.社會(huì)發(fā)展子系統(tǒng)涉及的變量。社會(huì)發(fā)展子系統(tǒng)技術(shù)模塊涉及的變量主要包括：科學(xué)家和工程師數(shù)、研究與試驗(yàn)發(fā)展經(jīng)費(fèi)支出、技術(shù)市場(chǎng)成交額、人才密度指數(shù)、R&D經(jīng)費(fèi)支出占GDP比重、科技活動(dòng)經(jīng)費(fèi)籌集總額等；人口模塊主要包括：人口總量、出生率、死亡率、自然增長(zhǎng)率、人口增加數(shù)、人口減少數(shù)、遷出人口、遷入人口、就業(yè)人員、第一產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員、第二產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員、第三產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員等。

5. 政策調(diào)控子系統(tǒng)涉及的變量。政策調(diào)控子系統(tǒng)涉及的變量主要包括一些政策性參數(shù)：環(huán)保投資、科技投資、科技投資比例、環(huán)保投資比例、第一產(chǎn)業(yè)投資比例、第二產(chǎn)業(yè)投資比例、第三產(chǎn)業(yè)投資比例工業(yè)固體廢物綜合利用率、工業(yè)環(huán)境污染治理投資總額、工業(yè)污染治理投資等。

（三）因果反饋回路分析

系統(tǒng)的行為模式與特性主要取決于其內(nèi)部的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)與反饋機(jī)制[7]。本文在系統(tǒng)綜合分析的基礎(chǔ)上，確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次，結(jié)合整個(gè)系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在確定了各子系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)之后，建立的能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)因果反饋回路，如圖2所示。

四、系統(tǒng)仿真與預(yù)測(cè)

（一）系統(tǒng)仿真

本文運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法對(duì)能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行仿真和預(yù)測(cè)。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是處理信息反饋系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為的方法論。作為其研究對(duì)象的實(shí)際系統(tǒng)一般都是高階次、非線性、多重反饋的復(fù)雜系統(tǒng)。它把研究對(duì)象劃分為若干子系統(tǒng)，并且建立起各個(gè)子系統(tǒng)之間的因果關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，立足于整體以及整體之間的關(guān)系研究。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究方法是建立計(jì)算機(jī)仿真模型——流圖和構(gòu)造方程式，進(jìn)行仿真試驗(yàn)，由此來驗(yàn)證模型的有效性，從而為戰(zhàn)略與決策的制定提供依據(jù)。被稱為“政策實(shí)驗(yàn)室”。本文即運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)將能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)劃分為五大子系統(tǒng)，分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與行為模式之間的關(guān)系，以采取相應(yīng)的策略調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，起到干預(yù)和控制系統(tǒng)，改善系統(tǒng)行為模式的作用。

本文以河北省為例對(duì)能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)SD模型的檢驗(yàn)，選取了模型回路中重要指標(biāo)，GDP、能源消費(fèi)量、人口數(shù)量和污染物排放量等進(jìn)行仿真值和實(shí)際值的比較，來檢驗(yàn)?zāi)Ｐ团c河北省能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的擬合程度。在仿真過程中，取DT=1年，初始時(shí)間為2000年，仿真的完成時(shí)間為2009年，共計(jì)10年。通過VENSIM PLE軟件編寫仿真程序，模擬河北省能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)運(yùn)行情況，得到2000—2009年河北省GDP、人口總量、能源消費(fèi)量、工業(yè)固體廢棄物排放量等指標(biāo)的仿真值、實(shí)際值及誤差值如圖3所示。

（二）參數(shù)檢驗(yàn)與靈敏性分析

根據(jù)前文選定的系統(tǒng)輸出和響應(yīng)指標(biāo)，對(duì)所建立的能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境仿真模型進(jìn)行了檢驗(yàn)，變量仿真值誤差率基本控制在-10%～10%。檢驗(yàn)結(jié)果顯示模型與河北省能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際的擬合程度較高，因數(shù)據(jù)選取時(shí)間區(qū)間僅為10年，個(gè)別變量短期內(nèi)有較大幅度的波動(dòng)，所以出現(xiàn)個(gè)別變量模擬結(jié)果誤差超過10%的情況，這是一種正?，F(xiàn)象，因?yàn)槟茉础?jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)本身就存在許多不確定性因素，有時(shí)由于國(guó)家政策、自然災(zāi)害或其他外部環(huán)境的影響，導(dǎo)致有些變量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在某一時(shí)點(diǎn)上波動(dòng)較大；在用線性回歸的方法確定變量關(guān)系時(shí)，表現(xiàn)在模型中就會(huì)出現(xiàn)個(gè)別誤差較大的情況?？梢哉f，系統(tǒng)仿真結(jié)果能夠達(dá)到理想狀態(tài)，數(shù)據(jù)結(jié)果有效可信，說明本文所建立的能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)仿真模型成立。

靈敏性分析是指當(dāng)系統(tǒng)中某個(gè)影響因素發(fā)生較小變化時(shí)，某效果指標(biāo)發(fā)生較大變化，這時(shí)我們說該效果指標(biāo)對(duì)此因素敏感；反之，當(dāng)系統(tǒng)中影響因素發(fā)生大變化時(shí)，其效果指標(biāo)發(fā)生較小變化，這時(shí)我們稱某效果指標(biāo)對(duì)此因素不敏感。那么，當(dāng)影響因素發(fā)生同樣變化時(shí)，效果指標(biāo)變化大的方案就是敏感性強(qiáng)的方案，效果指標(biāo)變化小的方案為敏感性弱的方案。本文能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)模型建立的最終目的就是通過調(diào)試尋找模型中較為靈敏的參數(shù)，從而幫助我們找到政策作用點(diǎn)，為制定最佳政策提供參數(shù)依據(jù)。為測(cè)試系統(tǒng)的靈敏度，通過改變模型中計(jì)劃生育率、能源消費(fèi)彈性系數(shù)、GDP增長(zhǎng)率等常數(shù)參數(shù)-5%～5%的變化幅度顯示：模型的行為曲線在振幅大小上有所改變，但模型的行為變化趨勢(shì)并未出現(xiàn)大的變動(dòng)，對(duì)GDP、能源消費(fèi)量、人口總量、污染物排放量的靈敏度都在合理的范圍之內(nèi)。其中人口總量對(duì)于各指標(biāo)的靈敏度較低，其他因素變化不會(huì)對(duì)人口數(shù)量產(chǎn)生較大影響。三次產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)、單位工業(yè)增加值能耗、三次產(chǎn)業(yè)萬元單位增加值對(duì)能源消費(fèi)彈性系數(shù)靈敏度較高。能源消費(fèi)相對(duì)于二氧化碳排放量、人口總量較靈敏，這是由于能源消費(fèi)量和污染排放量會(huì)隨著GDP的變化而發(fā)生較大調(diào)整，環(huán)境污染治理量則與每萬元投資污染治理系數(shù)密切相關(guān)，敏感度值較高。而人口數(shù)量對(duì)于各項(xiàng)指標(biāo)的靈敏度均極低，接近于0，人口模型相對(duì)具有更高的穩(wěn)定性，因此靈敏度會(huì)偏小。

（三）系統(tǒng)分析與預(yù)測(cè)

通過參數(shù)檢驗(yàn)與靈敏性檢驗(yàn)后，可以運(yùn)用該模型對(duì)河北省能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)的未來運(yùn)行情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而為政府經(jīng)濟(jì)決策提供有效的依據(jù)。根據(jù)河北省能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)模型的仿真，預(yù)測(cè)在其他條件不變的情況下，河北省“十二五”及2020年河北省GDP、人口總量、能源消費(fèi)量及工業(yè)固體廢棄物將會(huì)不斷提高，其結(jié)果如圖4所示。

五、情景分析與政策模擬

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)作為一種仿真結(jié)構(gòu)模型，可以測(cè)試各種虛擬假設(shè)條件的變更對(duì)系統(tǒng)行為產(chǎn)生的影響，它既能預(yù)測(cè)出主要變量的發(fā)展趨勢(shì)，還可以為科學(xué)決策提供參考。它能很好地展示在各種不同政策下，模型所代表的真實(shí)系統(tǒng)將產(chǎn)生何種行為模式。在能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)中，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展必然會(huì)導(dǎo)致對(duì)能源需求的增加，高耗能產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張又會(huì)加劇環(huán)境的進(jìn)一步惡化，而政府的政策調(diào)控在一定程度則會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境起到一定的積極作用，從而使整個(gè)系統(tǒng)良性運(yùn)行，系統(tǒng)內(nèi)部不斷優(yōu)化和完善，子系統(tǒng)有序平衡發(fā)展，使整個(gè)能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展。

（一）情景分析

能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，很多因素會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的變化具有不確定性。在能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)分析方面，傳統(tǒng)的趨勢(shì)外推的預(yù)測(cè)方法只能預(yù)測(cè)當(dāng)影響因素按過去的軌跡變化時(shí)的需求，無法考察過去發(fā)生過或?qū)硪l(fā)生的情況，預(yù)測(cè)結(jié)果往往具有片面性。而情景分析法與一般的趨勢(shì)外推的預(yù)測(cè)方法的不同在于：它并不是要預(yù)測(cè)未來，而是設(shè)想哪些類型的未來是可能的，通過描述在不同的發(fā)展路線下各種“可能的未來”，可以考慮影響能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化的各驅(qū)動(dòng)因素的不確定性。本文設(shè)置四種情景：

1. 基準(zhǔn)情景。此情景是用來作為仿真實(shí)驗(yàn)的對(duì)照。該情景是指對(duì)系統(tǒng)當(dāng)前的發(fā)展模式不作干涉，系統(tǒng)中的所有模型、參數(shù)都不改變，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)并以此來設(shè)計(jì)調(diào)控參數(shù)。

2. 高速發(fā)展情景。經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度在基礎(chǔ)情景之上加速增長(zhǎng)3%，2009年增速為15%，能源消費(fèi)彈性系數(shù)增長(zhǎng)至8%，原煤占比增加95%。在此情景下討論能源消費(fèi)量、經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度對(duì)能源消費(fèi)的變化影響。

3. 緩慢發(fā)展情景。經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度在基礎(chǔ)情景之上減速3%，2009年降至8%，能源消費(fèi)彈性系數(shù)降低0.1，降至0.6，原煤占比降至80%。在此情景下討論能源消費(fèi)量，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度對(duì)能源消費(fèi)的變化影響。

4. 可持續(xù)發(fā)展情景。此情景下2020年GDP比照2000 年翻兩番，能源生產(chǎn)及消費(fèi)按照規(guī)劃發(fā)展進(jìn)程發(fā)展。在此情景下將經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、能源消費(fèi)彈性系統(tǒng)等指標(biāo)設(shè)定為：GDP增速9%，原煤占比80%，能源消費(fèi)彈性系數(shù)0.65。

針對(duì)以上四種情景，利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)河北省GDP、能源消費(fèi)總量、工業(yè)廢水排放量、工業(yè)SO2排放量等參數(shù)進(jìn)行模擬研究，討論經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度對(duì)能源效率、能源消費(fèi)量、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值等指標(biāo)的變化影響。經(jīng)過系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行反復(fù)的調(diào)試和運(yùn)行后，得到在不同方案下的系統(tǒng)運(yùn)行情況，如圖5所示。

（二）政策模擬

在能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)中，政策是由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)組成，而政策的變化通常情況下只改變信息影響與行動(dòng)的程度。政策發(fā)生變更，這時(shí)系統(tǒng)中大多數(shù)狀態(tài)變量的值只發(fā)生微小變化，這時(shí)如果對(duì)系統(tǒng)中的政策作用點(diǎn)施加影響其結(jié)果并沒有什么改變。也就是說，如果一個(gè)系統(tǒng)對(duì)大多數(shù)參數(shù)的變化都不敏感，就意味著系統(tǒng)對(duì)政策變動(dòng)不敏感。但是，通常情況下，在任何系統(tǒng)中，我們總能找到少數(shù)參數(shù)或政策作用點(diǎn)，這些參數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)的行為會(huì)產(chǎn)生很大的影響。一旦作用于這些作用點(diǎn)之一的政策發(fā)生變化，那么其作用將會(huì)在系統(tǒng)中進(jìn)行放射性傳播。

本文設(shè)定河北省國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值增速在可持續(xù)發(fā)展情景下保持9%的增速，因?yàn)樽?003年以來，河北省GDP年增長(zhǎng)率始終保持在10%～12%，變化幅度不大。因?yàn)槭艿蕉喾N因素的影響和限制，河北省GDP增長(zhǎng)不會(huì)發(fā)生太大變化。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，由于經(jīng)濟(jì)慣性在一定時(shí)期內(nèi)長(zhǎng)期存在，這個(gè)速率仍將會(huì)保持相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，這是符合經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況的。在四種情景設(shè)定下，可以看出：污染物在環(huán)境中的積累量以指數(shù)形式增長(zhǎng)而非線性增長(zhǎng)，這說明每年環(huán)境污染治理量的增速小于排放量的增速?，F(xiàn)實(shí)中，由于生產(chǎn)不斷擴(kuò)大、治理不完善、政策存在漏洞等原因，雖然政府對(duì)環(huán)境污染治理投入越來越多的資金，但治理結(jié)果卻不盡如人意，污染排放量始終大于污染治理量?？梢哉f，我們每年正在將越來越多的污染物投放到自然中。如果環(huán)境污染積累量不斷增長(zhǎng)，能源的開發(fā)不顧資源的承載力，這種發(fā)展是不科學(xué)、不協(xié)調(diào)的。

六、能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展對(duì)策建議

隨著河北省經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，能源需求增長(zhǎng)也在急劇加大，能源的瓶頸制約矛盾越來越突出，能源長(zhǎng)期穩(wěn)定地供給成為敏感問題和政府制定能源政策的基點(diǎn)。但能源特別是不可再生能源對(duì)人類來說是稀缺的、有限的，因此在一定程度上影響著人類的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式。長(zhǎng)期以來，河北省粗放型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式使得對(duì)能源利用不合理，造成大量二氧化碳、二氧化硫、工業(yè)煙塵、粉塵的排放，全省范圍內(nèi)的資源開發(fā)和污染物排放已經(jīng)超過了環(huán)境的承載能力。因此，制定科學(xué)合理的能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略，使有限的能源發(fā)揮最大的效應(yīng)，為全面建設(shè)小康社會(huì)提供支持和保障。

1. 優(yōu)化經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)。應(yīng)進(jìn)一步調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式；改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)節(jié)能環(huán)保，同時(shí)加速整合高耗能產(chǎn)業(yè)，構(gòu)建淘汰落后產(chǎn)能的長(zhǎng)效機(jī)制。

2. 深化能源支持子系統(tǒng)。降低煤炭消費(fèi)量，增加清潔能源消費(fèi)，同時(shí)優(yōu)化調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，積極開發(fā)利用生物質(zhì)能和太陽能。

3. 改善環(huán)境承載子系統(tǒng)。應(yīng)不斷強(qiáng)化社會(huì)公眾的環(huán)保意識(shí)，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，全面加強(qiáng)資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)，同時(shí)拓寬融資渠道，加大環(huán)保資金的投入。

4. 改進(jìn)社會(huì)發(fā)展子系統(tǒng)。提升科學(xué)技術(shù)水平，加快發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)；加大科技開發(fā)，進(jìn)一步改善能源消費(fèi)的品種構(gòu)成。

5. 強(qiáng)化政策調(diào)控子系統(tǒng)。強(qiáng)化能源、環(huán)境的規(guī)劃約束和管理機(jī)制，建立資源使用權(quán)的交易機(jī)制和排污權(quán)交易制度，提高環(huán)境治理投資效果。

總之，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)低碳背景下能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)的重要保證，也是河北省能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，提高能源生產(chǎn)利用效率則是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的直接途徑。因此，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)政策激勵(lì)和制約兩方面的調(diào)控作用，為實(shí)現(xiàn)能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展創(chuàng)造良好的制度環(huán)境。

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