能源利用的三步走（共9篇）
能源利用的三步走 篇1
引言
我国的能源利用率与发达国家相比差距较大, 能源利用率还不到30%, 而日本、美国则分别达到了53%、60%。在国内, 大部分能量以废热的形式被排放到环境中, 不仅浪费了大量的能源, 增加了生产成本, 而且对环境也造成了污染[1]。能源审计作为一种加强企业能源科学管理和节约能源的有效手段和方法, 能够全面了解企业的能源管理水平及用能状况, 排查在能源利用方面存在的问题和薄弱环节, 挖掘节能潜力, 寻找节能方向, 降低能源消耗和生产成本, 提高企业的经济效益。文献[2]根据机械工业的特点和用能环节, 提出了对机械工业企业开展能源审计的基本思路方法。文献[3]分别介绍了中美能源审计的现状, 对两国在能源审计的主体、对象、范围、标准、费用及培训等方面进行了对比和分析, 并提出了合理化建议。文献[4]、文献[5]针对供热系统及造纸企业能源审计过程的能源组成、用能环节、用能水平及存在的问题, 提出了合理化建议。虽然同为公共建筑, 但由于建筑功能和管理水平不同, 其耗能设备、能耗分布和能耗指标存在着较大的差异[6,7,8,9,10]。
本文结合多年各种工业企业及公共建筑能源审计工作经验, 对能源审计工作存在的共性及通用方法进行介绍, 并结合审计实践, 对能源审计的作用和意义进行分析。
1 能源审计的类型
能源审计作为一种加强企业能源科学管理和节约能源的辅助手段和方法, 可分为初步能源审计、全面能源审计和专项能源审计三种类型。
1.1 初步能源审计
可采用初步能源审计的对象一般比较简单, 只是要求通过对现场和现有历史统计资料的了解, 对能源使用情况仅作一般性的调查即可。其所花费的时间也比较短, 一般为1～2d, 主要工作包括三个方面:
一是对用能单位的主要建筑物情况、供热系统、空调系统、管网系统、用水系统, 以及其他用能设备情况进行调查, 掌握用能单位的总体情况。
二是对用能单位的能源管理状况进行调查, 了解用能单位的主要节能管理措施, 查找管理上的薄弱环节。
三是对用能单位能源统计数据的审计分析, 重点是主要耗能设备与系统的能耗指标的分析 (如供暖、空调、供配电、给排水等) , 若发现数据不合理, 就需要在全面审计时进行必要的测试, 取得较为可靠的基本数据, 便于进一步分析查找设备运转中的问题, 提出改进措施。
初步能源审计不但可找出明显的节能潜力以及在短期内可以提高能源效率的简单措施, 还为下一步全面能源审计奠定了基础。
1.2 全面能源审计
对用能系统进行深入全面的分析与评价, 就要进行详细的能源审计。该方法要求用能单位有比较健全的计量设施, 或者在全面审计前安装必要的计量表, 全面地采集企业的用能数据;必要时还需进行用能设备的测试工作, 以补充一些缺少计量的重要数据, 进行用能单位的能源实物量平衡。对重点用能设备或系统进行节能分析, 寻找可行的节能项目, 提出节能技改方案, 并对方案进行经济、技术、环境评价。
1.3 专项能源审计
对初步审计中发现的重点能耗环节, 针对性的进行的能源审计称为专项能源审计。在初步能源审计的基础上, 可以进一步对该方面或系统进行封闭的测试计算和审计分析, 查找出具体的能耗原因, 提出有效的节能技改项目和措施, 并对其进行定量的经济技术评价分析, 也可称为专项能源审计。
无论开展上述哪种类型的能源审计, 均要求能源审计小组应由熟悉节能法律标准、节能监测相关知识、财会、经济管理、工程技术等方面的人员组成, 确保能源审计的作用充分发挥。
2 能源审计形式
根据委托形式能源审计一般分为两种:
1) 受政府节能主管部门委托的形式。
省政府或地方政府节能主管部门根据本地区能源消费的状况, 结合年度节能工作计划, 负责编制本省 (市) 、自治区或地方的能源审计年度计划, 下达给有关用能单位并委托有资质的能源审计监测部门实施。这种形式的能源审计也可称为政府监管能源审计。
2) 受用能单位委托的形式。
在用能单位领导部门认识能源审计的重要意义和作用或在政府主管部门要求开展能源审计的基础上, 能源审计部门与用能单位签订能源审计协议 (或合同) , 确定工作目标和内容, 约定时间开展能源审计工作。或者是用能单位根据自身生产管理和市场营销的需要, 主动邀请能源审计监测部门对其进行能源审计。这种形式的能源审计也可称为用能单位委托能源审计。
3 原理和内容
能源审计是一套科学的、系统的和操作性很强的程序, 但其基本原理是物质和能量守恒原理。
物质和能量守恒, 是能源审计中最重要的一条原理, 是进行能源审计的重要工具。在获得被审计用能单位的资料后, 可以测算能源投入量、产品的产量, 可有助于理清用能单位的能源管理水平及其物质能源的流动去向, 帮助发现用能单位的能源利用瓶颈所在。物质和能量守恒这种工具是对用能单位用能过程进行定量分析的一种科学方法与手段, 是用能单位能源管理中一项基础性工作和重要内容。
能源审计的主要内容包括:
1) 查阅建筑物竣工验收资料和用能系统、设备台账资料, 检查节能设计标准的执行情况;
2) 核对电、气、煤、油、市政热力等能源消耗计量记录和财务账单, 评估分类与分项的总能耗、人均能耗和单位建筑面积能耗;
3) 检查用能系统、设备的运行状况, 审查节能管理制度执行情况;
4) 检查前一次能源审计合理使用能源建议的落实情况;
5) 查找存在节能潜力的用能环节或者部位, 提出合理使用能源的建议;
6) 审查年度节能计划、能源消耗定额执行情况, 核实公共机构超过能源消耗定额使用能源的说明;
7) 审查能源计量器具的运行情况, 检查能耗统计数据的真实性、准确性。
4 能源审计的重点和难点
根据能源审计的目的, 能源审计工作的重点应该放在对审计期各种能耗数据、财务数据、产品产量等基础数据的收集及核实;对重点用能设备、用能环节、用能工序等用能状况、能耗水平的现场了解和测试;对审计单位在能源管理及各用能环节存在问题的查找和分析;针对能源审计过程中发现的问题, 能够提出有针对性和切实可行的解决方案和措施。
能源审计工作的难点主要在于以下几个方面:一是由于能源计量器具不全, 主要是次级用能单位和重点用能设备计量器具不全, 加之能耗数据统计不完整、不规范, 造成基础数据不全, 给审计工作带来困难;二是由于单位对审计工作的重要性认识不足, 配合不积极, 造成审计工作的被动和拖延;三是由于单位没有专门的能源管理部门和专职人员, 对能源审计的一些基本知识不了解, 缺乏专业知识, 造成填写的数据错误百出, 不符合要求, 给审计工作造成困难。
5 能源审计的作用和意义
1) 能源审计是提高经济效益和社会效益的重要途径。
能源审计的本质就在于实现能源消耗的降低和能源使用效率的提高, 开展能源审计可以使用能单位及时分析掌握本单位能源管理水平及用能状况, 排查问题和薄弱环节, 挖掘节能潜力, 寻找节能方向。为用能单位带来经济、社会和资源环境效益, 从而实现“节能、降耗、增效”的目的。
比如通过对某啤酒企业进行能源审计和重点耗能设备实测, 弄清了该企业审计期能源消耗的总量、组成、费用及占全部生产成本的比例, 发现在用电、用煤、用汽和用水等方面存在6项问题, 具有节电潜力116.82万kWh, 具有节煤潜力22724.3吨标准煤, 并根据发生电力、热力等损失的原因, 结合现有的成熟技术和案例, 提出了有针对性的解决方案, 可以产生经济效益3435.53万元, 还可以减少向大气中排放CO293.90×103t 、SO2600.93t, 具有十分显著的环保效益。通过对某大型钢铁企业的能源审计, 发现在烧结机余热、焦炉荒煤气余热、低压蒸汽系统平衡、燃气系统平衡、装炉煤含水率、燃烧技术、热交换器换热能力、钢管厂淬火炉燃烧技术、厂房、露天设施及道路照明光源、变压器型号、生产及生活污水处理等26个方面存在问题, 深入分析了存在问题原因, 提出相应的解决方案和具体措施。根据估算, 如果能够将这些措施付诸实施, 每年可以节约各种能源折标煤32.48万t, 实现经济效益57916万元, 减少向大气中排放CO2799×103t 、SO25.20103t。通过对水泥企业、化工企业、造纸企业、玻璃企业、供热企业等单位开展能源审计, 也发现了在能源的购入、输送、转化和使用环节存在的问题, 这对于企业进一步采取节能技改措施、提高用能水平, 减少能源浪费和环境污染具有十分重要的作用和意义。
2) 能源审计有利于加强能源管理, 使节能管理向规范化和科学化转变。
在对企业进行能源审计的过程中, 也发现了许多管理方面的漏洞, 主要集中在计量器具不完善, 无法对主要产品、工序、车间等制定能耗定额和进行考核, 无法落实企业制定的有关能源管理制度, 也不利于提高职工的节能意识和积极性、主动性。通过能源审计, 将企业在管理中存在的问题找出来, 并说明其重要性, 对于加强能源管理, 使节能管理向规范化和科学化转变具有十分重要的作用。
6 结语
了解能源审计的形式、程序、内容、类型、原理、难点和重点等, 是做好能源审计工作和掌握能源审计报告编制方法的基础和关键;通过能源审计, 可以全面了解企业的能源管理水平及用能状况, 排查在能源购入、输送、转换和使用等环节存在的问题, 挖掘节能潜力, 寻找节能方向, 提出节能技改措施, 从而为提高企业能源管理水平和用能水平、降低能源消耗和生产成本、提高公司经济效益等提供科学依据和基础技术支持。
摘要：从能源审计的形式、程序、内容、类型、原理等方面阐述了做好企业能源审计工作及掌握能源审计报告编制正确方法的关键;分析能源审计工作的重点和难点;根据多个企业能源审计取得的实际节能效果, 证明做好能源审计对于提高企业能源管理水平和能源利用效率具有十分重要的作用。
关键词：能源审计,能源利用效率,能源管理,节能效果
参考文献
[1]王明辉.天津经济技术开发区集中供热系统能源利用状况分析[D].天津大学硕士学位论文, 2012.
[2]李振清, 王婧, 王枞.工业企业能源审计实施方法研究[J].机电产品开发与创新, 2012, 25 (2) :10-12.
[3]周炯, 宋哲, 段茜, 等.中美能源审计的比较和分析[J].上海节能, 2012, 5:17-22.
[4]金光义.供热系统能源审计方法的研究和应用[J].区域供热, 2012, (2) :35-43.
[5]刘欢, 尹宗齐, 刘文毅, 等.通过能源审计及碳盘查促进造纸工业低碳发展[J].造纸信息, 2012, (6) :20-26.
[6]季权, 俞近近.公共建筑能源审计的工作实践[J].上海城市发展, 2012, (6) :13-16.
[7]廖深瓶, 佘乾仲, 朱慧英, 等.广西国家机关公共建筑能耗定额研究[J].建筑节能, 2012, (4) :45-47
[8]李慧敏, 朱佳.高校既有建筑能源审计及节能策略分析[J].建筑节能, 2012, 40 (1) :71-73.
[9]刘义军.商场建筑能源审计与节能分析[J].南宁职业技术学院学报, 2012, 17 (3) :97-100.
[10]李玉云, 李海承, 杜然, 等.公共建筑能源消耗定额的研究[J].四川建筑科学研究, 2012, 38 (3) :316-320.
[11]孟昭利.企业能源审计方法[M].北京:清华大学出版社, 2002.
[12]尹洪超, 赵亮, 殷丽娜, 等.企业能源审计与节能技术[M].大连:大连理工大学出版社, 2006.
能源利用的三步走 篇2
浅谈可再生能源的利用
文章从太阳能、地源热泵、生物质量、水能及风能进行论述,说明实现建筑节能要从节约能源与开发和利用能源入手.以实现可再生能源在建筑中的应用.
作 者：陈惠君 Chen Huijun 作者单位：运城市建设局规划管理处,山西,运城,044000 刊 名：科学之友 英文刊名：FRIEND OF SCIENCE AMATEURS 年，卷(期)： “”(23) 分类号：X785 关键词：可再生能源 利用 山西 经济建设能源利用的三步走 篇3
在高职计 算机专业 课程中,corel DRAW作为一门平面矢量图绘制软件做为专业必修课是一门重要的设计类课程。同时作为一门应用软件属于操作类课程范畴,corel DRAW也可作为操作类课程的代表,在corel DRAW的教学过程中如何利用“三步”模拟法培养学生的创新能力,值得高职类计算机专业教师研究。
1 案例模拟法
创新能力可以在日常教学过程中逐渐培养而绝不是一蹴而就的,所以熟练掌握软件仍是创新的基础,案例模拟法就是从日常的基础教育过程中培养学生创新能力的基础。从高校人才培养的角度出发 , 大学生创新能力由创新思维、创新品质、理论知识与实践技能构成。同时 , 大学生创新能力随构成要素变化而动态变化 ,可分为基本创新能力、专业创新能力和综合创新能力三个层次。案例模拟法就属于对学生基本创新能力培养的范畴。
在案例模拟法教学阶段,教师在教授知识点的过程中明确指出软件的应用技法,使学生明确软件的使用,用实际案例一步一步引导学生,一方面掌握使用方法,另一方面留心已有案例表现方法。在这一过程中,教师要有针对性的选取技法相似的案例,经过大量的模仿练习,使学生真正熟练掌握软件的使用技巧。比如corel DRAW作为矢量绘图软件,并不具备羽化的功能,但通过阴影工具的使用可以通过制造阴影的再拆分阴影群组的方法,达到羽化的目的。通过阴影工具的讲解可以使学生明确阴影法的使用方法,此时适时配以案例如人物绘制案例(通过阴影法绘制人物眉毛)、水墨山水画案例(通过阴影模拟毛笔笔墨效果)、星空背景案例(通过阴影法绘制星空亮点)等,通过这些案例的制作可以使学生扎实知识点同时对知识的应用有直观的认识,对扩展思路起到技术支持作用,对创新能力的培养起到基础作用。
2 图形模拟法
案例模拟法处于基础创新能力范围,目的是使学生掌握创新的技术基础,而图形模拟法则更注重使学生拓展眼界,是培养学生创新的理论基础。创新能力作为人类所具备的必要潜能 , 是人类创造力发展的动力和体现。在当今社会的快速发展中 , 创新精神不可或缺。随着信息时代的深入推进 , 培养一批创新能力强、技术全面的计算机人才 , 是当前计算机教学的重要内容。
在实际的教学过程中,学生往往会误认为创新就是自己能想到什么就设计什么,这就构成一个误区,对于计算机专业操作类软件而言,出作品是最终目的,而作品并非由作者一人评判,作品要通过大众媒体的传播,考虑大众审美是一个基本要求,所以创新也必须在大众审美的基础上,因此在图形模拟法阶段,就要求教师在多个同类型作品间进行评价比较,使学生清楚的认识大众审美的出发点,利于在作品中表现创新之处并被大众接受。corel DRAW课程中,以标志设计为例,教师可以列举世界知名品牌发展作为实例,让学生从图形中理解产品的表达方式。通过对形状、颜色、质感的模拟激发学生的创新灵感,达到培养学生创新能力的目的。
3 创意模拟法
通过前面两种模拟方法的实践,学生的头脑中已经有了大量的案例,此时教师可以以命题的方式提出要求,让学生独立思考把前面两个阶段所积累的内容恰当的发挥出来就是创意模拟阶段的任务。
切实有效地开展大学生创新教育是当前中国高等教育的重要内容。只有通过优化创新创业课程体系、建立多学科综合的导师团队和搭建大学生实践平台等方法 , 才能促进并提升大学生创新能力。在这一阶段,可以充分利用实训基地的资源,模拟成立设计小组,对小组进行分工,小组间进行评价考核。例如在corel DRAW课程中,布置学生完成商场海报的设计工作,可将学生平均分成若干小组,每组4-5人,教师提供商场文化等资料,小组内自行讨论设计思路,阶段性提交设计方案,有教师及其他小组代表进行评判,修改后可输出成品。经过这种方法的锻炼,学生可以从实践角度了解作品的制作流程,从需求角度出发更容易掌握设计理念等。同时由于是团队合作,每个学生的也能从教师、同学多个角度推敲自己的创意灵感的表达,真正在教学中实现创新能力的培养。
“三步”模拟法——案例模拟法、图形模拟法、创新模拟法,是按照培养学生创新能力的三个解段对应设计的,一环紧扣一环,前一步都对后一步作了基础的铺垫,最后的创新模拟法可以看做是前两步的厚积薄发,所以在时间分配及教师指导上可以是2:2:1的关系,
提高创新能力是教育锲而不舍的追求目标。在设计类作品中,创新决定了作品的灵魂,创新能力是学生提高竞争力的利器。在高职教学,尤其是计算机操作设计类课程的教学过程中,静下心认真思考如何提高学生的创新能力,是决定教学水平的关键。
摘要：根据高职教学目标的要求,目前在高职计算机专业的教学中,操作类课程占据较大比重。在熟练掌握软件使用的基础上,如能提高学生的设计创新能力,必定在提高学生就业层次方面起到重要作用,进而提高高职教学质量。
土地可持续利用论文能源利用论文 篇4
鄂西南石漠化山区的土地可持续利用研究
摘 要:本文基于笔者多年从事鄂西南土地利用的相关研究经验,以鄂西南石漠化山区的土地可持续利用为研究对象,分析了当前鄂西南石漠化的现状,探讨了石漠化的分布与发育特征,进而对石漠化的成因进行了研究,在此基础上,提出了石漠化山区的土地可持续发展策略,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词:石漠化 山区 鄂西南 土地 可持续
1石漠化现状
石漠化是指在自然环境与人为活动相互作用下,引发水土严重流失、植被严重毁坏、基岩裸露的一种地质过程,是生态平衡发生破坏的产物。根据1999年至2002年统计,通过遥感解译与地面调查,全区岩溶石漠化总面积为2707.26km2,占碳酸盐岩总面积的12.53％。其中,重度石漠化面积184.87km2;中度石漠化面积996.06km2;轻度石漠化面积1526.35km2。
2石漠化分布与发育特征
岩溶石山地区的石漠化大都发育在正地形突出部位。那里石芽、石脊发育,仅在溶沟、溶槽内充填有少量的碎石土,土层厚度多在0.3m～1.2m之间,其中重度石漠化区土层厚度小于0.4m;中度区在0.4m～0.5m之间;轻度区大于0.5m。当地居民常在这么点微薄的土壤中耕种旱粮作物。这里缺乏植物生长所必须的水分和土壤,致使其植被覆盖稀疏,主要适宜季节性荒草生长,见有少量灌木,乔木类则更少。在这种环境下,石漠化有越演越烈之势。在水土保持工作做的较好部位,石漠化受到了一定程度的遏制。区内经解译与调查验证的石漠化分布与发育具有以下特征。
(1)石漠化发生于植被覆盖率低,水土流失严重的地带。如在调查验证的25处共112.7km2的石漠化面积中,其值被覆盖率仅有31.72％,植被中主要发育灌木和乔草,乔木稀少。
(2)受本区地层走向控制,石漠化常呈NE-NNE向的条带状分布,表明石漠化的发生与岩性有关。碳酸盐岩,生态环境脆弱,土壤层形成缓慢,地形支离破碎,易引发水土流失,导致石漠化的形成;碎屑岩区,特别是砂、页、泥岩分布区,岩石的抗风化能力弱,土壤层易形成,地表面相对较平缓,植被覆盖较好,石漠化难以形成。
(3)石漠化主要分布在于岩溶强烈发育的地层出露区。这些岩层出露区在地貌上往往形成背、向斜山脊,山岭或山麓斜坡,表层土壤易被降水冲刷流失形成石漠化。
(4)这些年来采矿、筑路、水利水电、桥梁及工民建筑等工程活动,形成不少因工程侵蚀所造成的石漠化。如建始县磺厂坪硫铁矿,由于土法炼磺提硫,大气污染与酸雨导致植物病变、坏死,形成一片秃山,石漠化反映明显。
(5)石漠化发育较为集中的地段,位于恩施市以下至长阳县渔峡口镇的清江中游两岸地带。这是由于那里岸坡稳定性较差和人类经济工程活动较剧所致。从行政区划上看,较严重的是利川市、巴东县、恩施市;较轻微的是鹤峰县、咸丰县及五峰县。这是由于那里生态环境保护的优劣所致。
综上所述,本区石漠化在平面上集中发育在中西部地区,呈零星点状分布或与构造线同向呈窄条状展布,在高程与地貌上主要发育于三级岩溶台面分布区的山脊、山岭、山顶、山麓斜坡及构造残山地带,在岩性上多分布于T、0系地层出露区的植被稀疏地区。
3石漠化成因分析
由于石漠化是水土流失导致的最终结果,它与水土流失相伴而生,因此,石漠化的发展趋势必然受岩土体的性状、植被发育覆盖程度、所处地形地貌部位及其坡度、降雨时间的长短及降雨强度、人类经济工程活动的强烈程度等因素影响与控制。所以,现就上述几方面分析论述如下。
3.1 表层松散土体的流失是导致石漠化形成的主要内因
从前述可知,本区石漠化多分布发育于山脊、山岭、山顶和山麓斜坡地带,这些地带的表部常由残坡积碎石土构成,结构疏松、透水性强、土石比一般在3∶7～4∶6之间,土层分布较薄,多数不超过0.5m。同时,由于土壤与其母质、母岩之间存在一个比较光滑的岩层层面,较薄的心土层与其没有一个紧密的结合面,在上述地形条件和久雨、暴雨的溅蚀冲刷下,一方面导致碎石土直接顺坡,顺沟流失;另一方面降雨渗入土层后,很快沿岩层与土层接触面形成侧向通流,将整个土层冲走导致基岩裸露地表形成石漠化。
3.2 植被扭盖率低是石澳化形成的外在因素
植被可以减缓坡面地表水逸流速度,控制坡面流量,阻止雨水直接冲刷地面。植被越发育,水土流失越轻,反之越重。植被对水土流失的控制作用主要取决于森林覆盖率和郁闭度,森林覆盖率越大,郁闭度就越高,水土流失就越轻。区内的森林覆盖率在50年前为65％左右,大跃进及其以后的农业学大寨时期森林遭到大面积的砍伐,使森林覆盖率迅速下降,随着森林的逐渐减少,水土流失逐年加剧,并导致局部石漠化的形成。如长阳县沿头溪小流域,面积108.8km2,山高坡陡,表层为褐黄色亚粘土,亚砂土,森林覆盖率仅为24.5％,且以灌木为主,郁闭度仅有0.15,水土流失严重,达到6458.7t/km2·a,流失面积达87.8km2。
1982年开始以恢复植被为主的综合治理措施实施后,到1992年止,森林覆盖率提高到36％,林草覆盖率高达67％,形成以乔、灌、草为复层的森林系统,郁闭度提高到0.45左右,水土流失输沙量由原来的每年56.7万吨下降到目前的22.1万吨,流失面积下降为58km2。由此可见森林覆盖率的大小对水土流失的控制作用非常显著。
3.3 地形坡度是造成石漠化发育形成的重要外因
由于沟谷溪流切割深度大,斜坡坡度陡,降雨时坡面上水流速度也很快,携带泥沙多,水流对坡面的侵蚀和冲刷强烈。研究表明:雨量相同时,水流侵蚀强度最大的是坡度在20°～60°之间的斜坡。同时斜坡越长,接受的雨量就越多,水流势能也越大,侵蚀和冲刷作用更强。因此,水流对直线坡比对折线坡的冲刷和侵蚀作用要强,这是因为直线坡坡面逞流畅通无阻所致。其中表现尤为突出的是分布在群山峻岭之间的坡耕地,由于坡耕地的结构松软,在久雨或暴雨的侵蚀和冲刷下,极易形成中度－强度级水土流失,进而导致石漠化的形成。
3.4 久雨或暴雨是石漠化发育形成的诱发因素
本区属亚热带季风气候区,降水充沛。多年平均降雨在1100mm～1600mm,降雨的时空分布极不均匀,从时间上分析,主要集中在5～9月份,本段时间内降雨量占年平均降雨量的60％左右,且夏季多暴雨,雨量大,强度高,日雨量大于200mm时常常形成山洪暴发,对坡面土体形成强烈冲刷侵蚀,造成水土流失,久而久之,即形成石漠化。
3.5 不合理的人类经济工程活动促进了石漠化的发育形成
人类经济工程活动导致石漠化的发育形成主要表现在以下三个方面:20世纪60～70年代时期的大跃进和农业学大寨时期的毁林开荒,导致区内森林植被
,水土流失逐年加剧,进而导致局部岩石直接裸露地表形成石漠化;大量坡耕地正在不断促进水土流失的加剧;修路与采矿导致石漠化的直接形成,一方面因修路采矿等开挖直接导致岩石裸露地表;另一方面因其弃渣随意堆放形成间接石漠化。
4石漠化土地可持续利用策略
本着以防为主,防治结合的原则,针对全区石漠化的发育分布特征及其成因,提出防治区划,对不同地段不同的石漠化发育程度,有针对性地提出不同的防治方法,具体说来,主要有以下几方面。4.1 石漠化恢复保护措施
为了遏制已有石漠化的日益恶化趋势,首先应依据国家有关法律、法规,由各级政府负责,在保护石漠化工程中、做好国土、环保、农业,林业等部的协同配合工作。贯彻执行国家及地方的有关方针、政策和法规;广泛宣传相关法律法规及条例,建立健全石漠化保护工作的规章制度,唤起全民生态环境地质环境意识,增强保护和建设石漠化的责任感和紧迫感。制订、实施防治石漠化的规划与措施,动员当地政府和居民参加石漠化恢复与保护的积极和主动性。
其次利用不同时段的ETM遥感数据进行石漠化遥感动态监测,对典型重点地段,以IKONOS为主要数据源进行1/l万精度的石漠化动态监测,其目的是为相关部门提供石漠化发展趋势与动态数据,以便及时采取预防治理措施。由于目前还无行之有效的防治,恢复与保护石漠化的可行措施,因此,应选择3～5处石漠化强烈发育的不同地段,进行1/5万以石漠化恢复保护为核心的生态环境地质、地下水资源调查,在查清环境地质背景的情况下,进行石漠化防治、恢复与保护措施,方法的研究示范。并总结其经验,推广于全区。
4.2 石漠化恢复建设工程措施
石漠化的建设与恢复,“水”是根本,因此,在中度和重度石漠化区,以建设与恢复为主,根据各区、段岩溶水文地质条件的不同,在充分论证的基础上,选择以下措施进行治理恢复。
(1)供水工程措施。
由于中度和重度石漠化区土壤分布少而贫瘠,植被不发育,降雨时易造成水土大量流失,但雨停后又形成干旱,植被难以成活,为了恢复该区植被,则应依据各区的环境地质条件,采取不同的取水工程(蓄、引、挖、堵、护、钻等)措施,开发利用岩溶水资源,为恢复植被与缓解该区居民用水提供水源。
(2)植树造林措施。
植物措施是防治石漠化的根本,恢复植被是治理水土流失的主要途径,是恢复石漠化的关键。植树造林时要遵循多种合理布局、多种树合理配置的原则,采取封森治理与营造水土保护林的方法,并根据各区段的环境水文地质条件、选育适宜的树种、果木、药材等进行间种,充分考虑其经济效益和水土保持效果。
(3)水土保持措施。
由于本区降雨强度大且又集中,易引发水土流失、因此,在水土流失严重的区段因地制宜地进行坡面开挖截流沟,沉砂池等工程,防治地表经流对斜坡的冲刷,在沟道部位修建拦砂坝工程及缓坡地带进行坡改梯的工程,从而减缓坡面,增厚土层,减小地表径流,达到水土保持的目的。
5结语
通过上述分析论述可知,导致石漠化形成的各因素相关促进,相互作用,在现已形成的石漠化区由于土壤贫瘠,植被稀疏,其生态环境已遭到严重破坏,尤
其是中等和严重石漠化区,若任其发展,不加以防治,必将越演越烈,因此,针对区内发育分布的石漠化特征及其成因,初步提出了恢复保护措施和工程防治措施建议,供相关部门防治石漠化时参考。
参考文献
能源利用的三步走 篇5
1 农村能源建设
农村能源问题已经渐渐得到了国内能源专家的普遍关注, 其原因就是目前我国农业能源存在即将干涸的状态。如果不尽早进行农村能源建设, 最终受苦的还是我们自己。所以说农村能源建设是符合可持续发展的要求的, 其可以有效解决生存与生态之间的矛盾。
1.1 农村能源建设的意义
1.1.1 能源建设对农民的经济增收有推动作用
现阶段, 我国农民的收入普遍偏低, 这种情况不利于建设社会主义和谐社会。农村能源建设则能帮助农民解决一些收入问题。比如, 农民可以在自己家中利用不大的空间, 建一座小型沼气池。沼气池可以代替传统的木柴和煤炭, 从而无需进行繁杂的体力劳动去砍柴和大量的钱财去购买煤炭[2]。同时, 沼气池还为农民带来了有机肥料, 节省了肥料的开支。又比如, 有些地区的农民可以利用太阳能或者风能代替传统的能源, 这样也可以节省大量购买传统能源的开销。
1.1.2 能源建设可以提高农民的文化素质和生活方式
农民通过对沼气技术、太阳能技术、风能技术等其他新能源技术的应用, 可以改变原来只认识和只知道木柴、煤炭的局面, 提高了农民的文化知识。同时, 这些新能源代替了传统能源可以改善农民的家居环境, 改变农民落后的生活方式。
1.2 农村能源建设的措施
1.2.1 加大投入力度
政府部门应该意识到农村能源建设的重要性, 在财政拨款上要给予一定的重视。同时, 地方相应部门也不能完全依赖于中央政府部门的财政投入。要秉承政府支持与自身发展相结合的方针, 扩大经费的来源渠道。
1.2.2 提高农村能源建设从业人员的积极性和自身素质
政府部门要制定一套行之有效的激励制度, 调动广大农村能源从业人员的工作积极性。可以设立一些农村能源建设专项基金, 奖励农村能源建设从业人员, 鼓舞其干劲。同时, 政府部门还要制定一系列的人员考核办法和考核制度, 杜绝人员中的滥竽充数和懒惰散漫。
1.2.3 依靠先进的科学技术
科技进步是农村能源建设发展的主要动力。政府部门应大力鼓励和开展农村能源建设的自主研发, 积极支持高校和科研院所的科研工作。并将科研成果第一时间转化为生产力, 应用到农村能源建设中去。
2 我国农村清洁能源的发展现状及建议
清洁能源归根结底就是一种能够通过清洁技术和清洁生产方式, 在生产和消费过程中对环境造成较小污染甚至没有任何污染的能源或能源技术[3]。近些年来, 清洁能源技术已经取得了较大的突破和发展, 清洁能源已经代表了未来能源的发展方向。我国由于清洁能源发展相对较晚。加之城市和农村之间发展不平衡, 农村清洁能源发展相对更加滞后。但随着我国政府和各级相关部门的不断重视, 以及相应法律法规的不断颁布, 我国农村清洁能源还是取得了一些可喜的进展。
2.1 我国农村清洁能源的发展现状
目前, 我国农村清洁能源主要为太阳能、风能、水能、沼气和生物质能。其中, 太阳能是理想的清洁能源, 其可以直接被利用, 且不会对环境造成任何污染。从2009年开始, 我国已经做出了一系列举措来加速太阳能的下乡速度并取得了不错的成绩。并且, 我国农村清洁能源中应用最为广泛的是生物质能。生物质能包括秸秆气化、生物质裂解、生物燃料乙醇等。
2.2 我国农村清洁能源发展的建议
我国农村清洁能源的发展必须要根据我国和该地区的实际出发, 有针对性地进行发展。首先, 政府和相应部门要加大对发展清洁能源的资金投入, 自主研发新技术并加强农村清洁能源的基础建设。其次, 要通过电视、电话、电脑等多媒体将最新的清洁能源推广给农民。同时通过网络平台和数据库技术, 实现清洁能源技术的资源共享, 推动农民对清洁能源的了解。
3 结束语
我国是农业大国, 农业的兴衰成败对我国经济的发展甚至国家的命运影响深远。农村能源建设以及新能源的开发利用是符合我国可持续发展战略要求的。需要坚持不懈地开展下去, 相信随着我国农业技术和能源技术的不断发展, 我国农村能源建设和清洁能源的开发利用将会越来越好。
参考文献
[1]王奇, 向筱.我国农村生物质能的利用与阳光经济发展模式的构建[J].农业经济问题, 2007 (06) :97-100.[1]王奇, 向筱.我国农村生物质能的利用与阳光经济发展模式的构建[J].农业经济问题, 2007 (06) :97-100.
[2]焦思明.北京农村新能源利用模式与节能减排效果研究[D].北京:建筑工程学院, 2010.[2]焦思明.北京农村新能源利用模式与节能减排效果研究[D].北京:建筑工程学院, 2010.
能源利用的三步走 篇6
1 我国农村实行的能源建设
我国的能源有限, 要想走可持续发展之路就需要进行政策上的改进, 所以国内的能源专家们已经把关注点放在了农村能源问题上, 我国的农村能源工作存在很大问题, 而且现在处于即将干涸的状态, 如果不及时改善现如今的局面, 就会给未来的农村能源建设工作带来极大麻烦。所以, 我国的农村能源建设问题是迫切需要解决的内容。农村能源建设问题可以贯彻我国的可持续发展政策, 有效解决民生问题, 具有重要的发展意义[1]。
2 实行农村能源建设和清洁能源的开发利用重要意义
上文中已经提到, 我国实施农村能源建设和清洁能源的开发利用具有重要的意义, 以下是具体的内容。
我国的农村能源建设和清洁能源的开发利用可以进一步提高农民的物质收入。我国的农民经济水平一直都不高, 这种现状不利于和谐社会的构建和发展。但是农村能源建设发展可以帮助农民增加一定的经济收入, 给他们带来更多的收益。例如, 有条件的农民可以在自家建立一个小型沼气池。这样的沼气池既可以节省去购买一定煤炭燃料的大量金钱, 又可以省去一定的劳动力。同时, 沼气池本身还能够为农民的庄家提供足量的有机肥料, 避免资源的浪费, 增加能源的利用率, 节省部分开支。有些农民可以利用自然能源, 如风能、太阳能等能源代替传统能源, 既可以节省资源消耗, 又可以节约用度。
我国的农村能源建设和清洁能源的开发利用还可以提高农民的生活品质, 同时加强他们的文化素养。农民可以用太阳能、风能等能源代替传统的能源, 在运用的过程中慢慢学会新的知识, 进一步丰富文化知识, 提高文化素养, 通过新能源的开发和利用能够改变家庭的居住格局, 改善农民的生活水平, 摆脱落后的生活现状, 提高生活品质[2]。
3 我国现如今农村能源建设和清洁能源的开发利用所面临的现状
我国当今的农村能源建设和清洁能源的开发和利用所处的具体现状主要是:当今, 在我国农村能够利用的清洁能源有水能、风能、潮汐能、太阳能和生物能等种类的能源。其中太阳能的利用因为可以被直接使用, 不会对大自然造成污染而被认为是最理想的能源原料。我国已经针对太阳能技术做出了一系列的措施而且在加快我国农村能源建设事业发展方面也取得了一些成绩。在农村能源建设中生物能的应用是最为广泛的另一项能源种类, 这其中包括了生物质裂解、生物燃料乙醇和秸秆气化等内容。
4 农村能源建设和清洁能源开发的有效措施和具体办法
我国的农村能源建设和清洁能源的开发利用的有效措施总结起来主要有以下3点内容。
第一, 应该进一步加强投入的力度, 政府部门最好可以充分意识到农村能源建设的关键性, 在财政方面给予一定的物质支持, 地方相应的政府部门也不能过分依赖中央的财政投入, 要想方设法自己解决目前的问题, 尽快找到解决问题的经济赞助和支持来源。农村中可以具体利用沼气进行能源方面的建设。同时, 还可以根据实际的情况, 运用生物质节能灶改善能源紧缺的状况。一些其他的能源如太阳能、风能等能源也是可以进行考虑的对象。进一步提高能源的利用率, 科学合理地进行规划, 进一步加快农村能源建设的发展速度[3]。
第二, 政府需要提高这方面工作人员的工作热情和本身素质, 制定一套完整并且科学合理的激励制度, 一方面调动人员的工作热情, 另一方面加强人员的素质培养。这项激励制度中最好能够包括农村能源建设和清洁能源的开发利用项目的专项资金内容, 从物质上鼓励这些工作人员, 努力创新。此外, 政府部分需要制定一份健全合理的用人机制和考核方法, 杜绝工作人员懒散等情况的发生。
第三, 要想农村能源建设工作得到迅速发展必须要鼓励引进先进的科学技术。科学技术是第一生产力, 所以要想发展就得依靠先进的科学技术水平, 政府方面需要大力支持开展能源项目的自主研发, 积极与各大高校保持联系, 进一步跟进科研方面的工作, 将具体的应用内容投入到农村能源建设中去。
清洁能源的开发和利用主要是一种新型的清洁技术和方式, 还是一种对环境污染较少的新能源技术内容。近几年, 在具体实施过程中, 我们看到了该项技术已经取得了突破性的进展, 而且具有一定广阔的发展前景。但由于发展的起步较晚, 而且城市和农村之间存在一定的差距就使农村清洁能源的开发利用相对滞后, 所以国家和政府要给予更多的重视;同时, 颁布相应的政策去进一步推广我国的农村能源建设和清洁能源的开发利用。
5 结语
我国农村的发展问题一直都是困扰党和政府的重要内容, 农村的发展对于国家整体的进步和发展也具有重要的意义, 所以农村的能源建设发展问题是能够实现双赢的重要发展方向, 它不仅能够解决农村问题还能推进国家整体化发展进程, 还可以有效改善能源紧缺问题, 也是贯彻落实我国可持续发展战略的重要举措。只要持之以恒, 我国的农村建设和发展会有更好的发展。
参考文献
[1]方琦, 陈艳.杭州市农村地区清洁可再生能源开发利用实践探索[J].农业环境与发展, 2012 (3) :42-44.
[2]刘悦.河北省农村能源清洁开发利用工程技术模式解析[J].河北农业, 2015 (7) :45-46.
浅析清洁能源的利用 篇7
现代社会人类日常生产、生活活动对于资源的需求是极为庞大的。随着资源储量的迅速下降, 资源紧张问题日益显著, 已经成为世界各国都要面对并必须予以解决的严峻问题。值得庆幸的是, 在科学技术高度发展的推动下, 多种清洁、环保、无污染的新型能源相继出现, 为人类社会实现健康、可持续发展提供了有力支持。以风力发电、太阳能光伏发电等为代表的清洁能源受到了各国的高度重视, 短短时间内就实现了突飞猛进的巨大发展。清洁能源的推广应用, 降低了环境保护压力, 为人类生产用能提供了长久稳定的来源, 是未来能源发展的主要趋势。由于清洁能源出现的时间还比较短, 许多地方还不完善, 在实际使用过程还存在许多问题, 地方盲目上马清洁能源项目造成资金、资源的浪费事件时有发生。清洁能源的优势不仅仅在于储量巨大, 供应稳定持续, 更要在其项目建设过程中, 在清洁能源的生产、利用过程中尽可能降低能耗, 避免对环境产生负面作用, 节约资金, 从而确保项目本身的环保特性得以充分发挥。清洁能源项目投资巨大, 建设周期较长, 其运营过程过程中的维护和管理费用较高, 如果项目管理不善, 不仅不会取到节能减排的效果, 还可能导致更大的资源浪费。就清洁能源目前使用情况进行深入研究, 针对存在问题制定改进措施, 科学规划建设, 统筹管理运营, 是我国当前能源行业和相关管理部门的重要任务。
1 清洁能源应用情况分析
清洁能源出现的时间并不长, 尽管技术层面日趋成熟, 但在运营管理方面与实际要求间还存在很大差距, 有许多实际问题亟待解决。比如风电、光伏发电的波动性、风电、光伏发电入网对整个电网系统供电质量、安全稳定性乃至无功补偿和电压控制等都有着较大影响。同时, 风电、光电入网会使得原本就非常繁琐的电网运行调度进一步复杂化, 并对电网电量平衡造成影响, 需要主动加以调节。这些问题的存在, 都妨碍了清洁能源的大面积推广应用, 不利于其健康发展。
1.1 风力发电的应用情况和存在问题分析
风力发电的形式就电网结构角度而言, 主要有并网发电和离网发电两种。当前我国并网风力发电技术尚处于试点研究阶段, 尚不能投入正常使用。从世界角度来看, 并网发电技术相对成熟的国家或地区有美国和北欧。风力发电并网难度很大, 除了要求电流具备正弦波交流50HZ外, 在电压和功率方面也有明确要求。我国风力发电主要为离网发电, 多建于偏远地区, 国家电网覆盖不到的地方, 常用于以下几个方面:
(1) 单一家庭供电。主要使用小型风力发电机为住宅内的家用蓄电池充电。
(2) 边远地区供电。边远地区电网覆盖率低, 为保障必要的电力供应, 在适合的地方设置小型无人值守风力发电机。这种发电形式下, 风力发电机往往与蓄电池相连, 或者与光电池或柴油发电机等其它电源联机, 为海上导航和远距离通信等野外专用设备或偏远村落、小型电网等供电。
(3) 给水加热。将风力发电机与浸没式加热器或电辐射加热器相连, 加热供水, 技术相对简单, 所以应用较多, 主要为私人住宅提供服务。
离网发电的最常见形式是将风力发电机和蓄电池连接, 将风能转为电能储存在蓄电池中, 然后再投入使用。离网发电机转子直径一般不大于5米, 额定功率控制在1千瓦以内。和我国传统发电形式———火力发电相比, 风力发电具有如下优点:一是装机容量变化范围大, 可根据实际需求设置不同规模的装机容量, 适用范围广。二是风力发电属于环境友好型能源, 其使用过程中对自然环境不造成压力。三是资金需求低, 风机数量多的情况下可以分批建设。四是项目建设周期短, 万瓦级风电场一年以内即可建设完成。
1.2 太阳能光伏的应用情况和存在问题分析
太阳能光伏发电是我国新型清洁能源的另外一种主要形式, 其并网形式有分布式和集中式两种。前者可以设置在建筑屋顶, 对土地需求不大, 便于安装, 规模灵活, 适合城市等建筑密集、空间有限的区域, 主要有光伏建筑一体化等表现形式。后者建设规模较大, 对土地需求量大, 一般建在荒漠无人地区, 作为大电源直接向高压电网送电。并网发电是目前太阳能发电的主要趋势, 和离网发电相比, 太阳能并网发电具有如下特点:一是由于太阳能并网发电需要大面积土地, 所以并网发电设施一般都建立在无人荒漠地带, 降低了对耕地的占有, 并提高了土地利用效率。此外, 并网设备中的光伏板在地表形成大面积阴影, 适合种植喜阴植物, 利于土地水土保持。二是并网系统可以采用分步的方式进行建设或拆除, 有利于应对恶劣天气或自然灾害带来的风险。
2 进一步提高清洁能源开发利用水平的工作重点
2.1 在水力发电方面
我国南方地区水利资源丰富, 是水利发电项目的主要实施地区。水力发电在南方电网中占据比例最大, 其开发建设目前已经趋于饱和。我国水力发电技术已经完全成熟, 继续开发潜力不大。鉴于水电并网后对电网的影响较大的实际情况, 水电利用的工作重点应集中在运营管理方面。
2.2 在风力发电方面
我国国土面积广大, 横跨多个气候带, 风力资源极为丰富。随着风力发电的不断完善, 风电并网已经成为我国电力事业发展过程中的一个必然趋势。一年四季, 风力发电和水力发电恰好可以互相支撑, 弥补彼此在稳定性和连续性上的不足。在我国发展清洁可再生能源的政策大环境下, 构建风电和水电相结合的电力供应体系, 能够在很大程度上缓解我国能源紧张的问题。
2.3 在其他能源形式方面
我国核能发电开发规模较大, 其余形式尚处于刚刚起步阶段, 应进一步加大开发力度, 挖掘能源潜力。同时, 新型清洁能源管理质量普遍不高, 应予以加强。
2.4 清洁能源的开发利用
清洁能源的开发利用是一项系统工程, 要深入认识到各种能源的特点, 综合利用, 充分发挥各类能源的优势, 弥补其它种类能源不足, 从而满足我国日趋增长的电力需求。
3 结束语
随着清洁能源开发利用工作的不断深入, 我国电网中清洁能源装机容量比例越来越高, 对电网造成的影响也日趋明显。加强清洁能源开发利用与运营管理, 妥善解决清洁能源开发利用和并网过程中存在的问题, 是我国能源事业顺畅发展的重要前提保障。能源企业要密切关注清洁能源开发利用情况和国际先进技术发展趋势, 充分发挥自身优势, 推动我国能源事业健康发展。
摘要：风力发电、光伏发电等清洁环保的新型能源是世界未来能源的主要发展方向。我国在清洁能源的研发与应用方面起步较晚, 虽然近些年取得了较大发展, 但在实际应用环节还存在很多问题。文章围绕清洁能源利用问题进行探讨, 首先介绍了我国清洁能源应有情况及存在问题, 然后有针对性地提出改进措施, 希望可以对我国能源企业更好地开展工作提供一些参考。
关键词：清洁能源,风电,光伏,存在问题,措施
参考文献
[1]广西电网电力调度控制中心.广西电网清洁能源现状及发展规划情况[R].南宁:广西电网电力调度控制中心, 2011.
[2]汪明清.贵州电网清洁能源现状及发展规划情况[R].贵阳:贵州电网公司电力调度控制中心, 2011.
能源利用的三步走 篇8
能源是人类生存的基本条件和发展的原动力。随着人类社会经济的发展和文明的进步,人类对资源和能源的需求不断增长,供需之间的矛盾日益突出;同时人类对资源和能源利用得不合理,也造成资源的浪费和环境的污染。因此,提倡节能和科学用能的新一代能源利用系统的研究与开发势在必行。当前研究的新一代能源系统具有六个方面的主要特征:一是燃料多元化;二是设备的小型、微型化;三是冷热电联产化;四是网络化;五是智能化控制和信息化管理;六是高标准的环保水平[1]。其中,可再生能源的开发利用、多学科领域交叉渗透、多能源与多输出一体化的多功能总能系统则代表着能源技术与能源动力系统发展的几个重要方向。
我国西部地区太阳能、风能、生物质能等可再生能源丰富,而充分利用清洁能源、辅助使用化石能源的多能源互补利用的分布式能源系统方案不仅能方便安全地向偏僻、缺能地区供能,而且极具环保性与经济性,将是满足西部地区经济社会发展、环境保护需求的首选。
2 分布式能源系统的核心及其特点
分布式能源系统相对于能源集中生产而言,它是在冷热电联产技术的基础上,以小规模、小容量(几千瓦到50兆瓦之间)、模块化、分散式的方式布置在工业园区、社区、学校和医院等终端用户附近,向终端用户同时提供电能、热能和冷能等的能源服务系统。它以资源、环境效益最大化的目标确定方式和容量;即根据终端能源利用效率最优化确定规模,将用户多种能源需求,以及资源配置状况进行系统整合优化,采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统。
分布式能源系统的核心是科学用能,根据吴仲华院士提出的“分配得当、各得所需、温度对口、梯级利用”的原则对能源资源进行优化配置。根据此原则,我们在设计一个能源系统方案时,必须将各种能源设备按温度对口的原则进行配置,由高温到低温,使每一种能源都得到高效利用、每一台设备都实现高效运行,并将所有可用能源最大限度地转化成所需要的能源形式。
分布式能源系统有以下几个方面的特点:
2.1 节省能源输送投资
分布式能源系统直接安置于用户近旁,能源输送距离短,无需建设配电站,可有效降低输配电成本。
2.2 弥补大电网在安全稳定性方面的不足、提高供电的可靠性
分布式能源系统相互独立,用户可自行控制,与大电网配合,可有效降低电力负荷波动对大电网的影响,减少发生严重事故的可能;电网一旦发生故障,分布式能源系统可以保证用户的电力供应不受影响,避免一些灾难性后果的发生。
2.3 满足特殊场合的需求
对不适宜大规模铺设电、管网的西部等边远地区或散布的用户,对供电安全稳定性要求较高的医院、银行等特殊用户,能源需求较为多样化的用户,这种能源系统的优点是输送损失显著减少,运行安全可靠,并可按需要灵活方便地利用排气热量实现热电联产或热、电、冷三联产,提高能源利用率。
2.4 具有良好的环保性能
分布式能源系统一般采用清洁燃料作能源,减少了SOx、NOx、COx、粉尘、废水、废渣等的排放。此外,分布式供能系统由于缩短了输送距离、减少了设备,电磁污染和噪声污染降低,因而具有良好的环保性能。
2.5 为可再生能源的利用开辟了新的方向和途径
相对于化石能源而言,可再生能源能流密度较低、分散性强,而且相对于能源集中生产而言,目前的可再生能源利用系统规模小、能源利用率较低,作为集中供能手段是不现实的。而分布式能源系统可以实现分散式供能,为可再生能源利用的发展创造了条件。
3 国内外分布式能源系统研究的热点及特点
分布式能源系统按原动机的不同,可分为太阳能、风能、燃气轮机、内燃机、燃料电池等多种形式;从系统功能划分,主要分为纯产功的、热工领域的多联产、多领域的多功能,以及无公害能源系统四种基本形式。此外,由于用户能量需求的特性是各种各样的,所以分布式能源系统的形式也是多种多样的。
目前分布式能源系统研究的热点及其主要形式是以燃气轮机为原动机,天然气为燃料的分布式能源系统(DES/CCHP,Distributed Energy Supply System with CCHP,缩写为DES/CCHP)[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18],这是由以下两个原因决定的:
3.1 燃气轮机的固有特性
(1)它是高温加热、并伴随着高温排热的热机。虽然工质在简单循环时效率比较低,但组成总能系统时能很好实现物理能梯级利用,既能充分发挥燃气轮机高温加热优势,又避免了较高温排热的缺陷,显示出很好的总体性能;
(2)它是高速旋转的动力机械,且气体工质朝着一个方向连续流动,既易于单机的大型化,又可以做到微型化;
(3)其热力循环的四个热力过程分别在各自单独的部件或子系统中完成,这便于按不同需要和能的综合梯级原理进行系统集成;
(4)其热力性能与热力参数密切相关,特别是随着透平初温提高而大大改善,它比大多数热机都有更大的提高性能(含环保)的空间。
3.2 天然气作为燃料的优势
(1)我国2000年天然气产量为2.72×108 m3,预计到2010年,我国本土的生产能力加上从国外进口的管道和液化天然气可达到1 000×108 m3,加之我国西气东输工程的投入运行,使天然气在我国较大范围的利用成为可能。
(2)实践证明,天然气是燃气轮机的最合适的燃料,燃用天然气的燃气轮机联合循环优势明显,运行可靠性高、维修费用低、污染物排放量(含温室气体CO2等)少,目前只有它能同时做到:供电效率大于55%,运行可用性大于90%,排放量小于10 ppm[19]。
图1是以燃气轮机为原动机,天然气为燃料的分布式能源系统流程示例图。该系统向某地区提供建筑用冷、热负荷以及电力,是一个用于楼宇的典型分布式能源系统[20]。该系统采用多台燃气轮机作为原动机完成高温区段的发电功能,中等温度的燃气排放到其后配置的一台单压补燃的余热锅炉,余热锅炉产生的中压过热蒸汽驱动一台抽汽式汽轮机膨胀做功。从抽汽式汽轮机中抽取的蒸汽,夏季用于驱动吸收式双效溴化锂蒸汽型机组,对外提供6℃的冷水;冬季通过换热器提供65℃的热水;这样,实现了冷、热负荷随季节、时间与需求不断变化。为了使系统在大部分运行时间可以高效地运行,当冷需求超过吸收式制冷系统所能提供的制冷量时,不足部分可通过电压缩式制冷来补足。
世界上很多国家都非常重视分布式能源系统的发展,并制定了相关的鼓励政策。美国从1978年开始提倡分布式能源系统,目前美国的CCHP系统已逾6000座。除了继续推广分布式CHP(Compound Heat and Power,也有叫Cogenerated Heat and Power)系统外,对CCHP系统也制定了市场推广计划。1998年,其燃气CHP的发电量为195 TW·h,占热电联产总发电量的64%。2001年,分布式能源装机容量占总装机容量的6%。美国计划到2010年,20%的新建商用、写字楼类建筑采用CCHP系统,5%的现在商用、写字楼建筑采用CCHP系统。2015年,50%的新建上述类型建筑采用CCHP 系统, 15%的现用上述类型建筑采用CCHP系统。英国目前的分布式能源站也超过1000座。除此之外,日本、丹麦、芬兰、荷兰等国家的分布式能源系统的应用也相当普遍。
我国截至2005年底,CHP每年的供热量为1 657.36 PJ/a,6 MW及以上供热机组2302台,总容量48.13 GW。根据国家发改委《2010年热电联产发展规划及2020年远景发展目标》,至2020年,全国热电联产总装机容量将达200 GW,热电联产占发电总装机容量的22%。在我国,由于地理条件的限制,许多农村和偏远地区通电、通自来水还没有解决,与发达国家相比,我国的CHP发展远远落后,分布式能源系统的发展也还未成规模。但近年来,北京、上海、广州等城市相继实施了一些大型的CCHP项目,CCHP系统的应用越来越受到关注和重视。除此之外,分布式能源系统还可以解决我国不发达农村、边疆地区的电力短缺问题。在偏远地区布置长输电网,不仅造价巨大,而且沿途电能损失也大。天然气的输送不仅能量消耗损失小而且便捷。分布式能源系统直接布置在用户处,对这些地区来说不失为一种更加可靠、可行的供应方式。
目前,国内外在分布式能源系统的研究方面有以下几方面的特点:
(1)大都是在系统固定负荷下进行理论分析,对变负荷下系统能效特性的研究还处于空白;
(2)对于系统的研究,大多数旨在分析其热效率,而对于经济性、环保性的研究少之又少;
(3)可再生能源与化石能源组合的多能源互补利用的分布式能源系统是未来研究的一个重要课题。
4 西部多能源互补利用的分布式能源系统
基于以上分析,文章提出了一种新颖的可用于西部的可再生能源与化石能源组合的多能源互补利用的分布式能源系统方案。该系统以“温度对口,梯级利用”为设计原则,既保留了目前以燃气轮机为原动机,天然气为燃料的分布式能源系统的优点,又充分考虑了可再生能源与化石能源的互补利用,采用太阳能光热及光电技术、沼气技术、天然气水合物技术,在提供用户电、热、气需求的同时,达到热利用效率高、经济、环保的要求。图2为该系统流程示意图。
该系统主要由电力输出系统、沼气产生与储存系统、供热子系统组成。在电力输出系统中,太阳能光电设备产生的直流电和燃气轮机产生的交流电分别通过对应的电力交换设备送至用户。在供热子系统中,燃气轮机产生的废气通过以下流程实现热量输出:燃气轮机→回热装置→余热制冷装置→沼气发生装置→换热器。燃气则经过如下装置完成循环:压缩机→回热器→太阳能光热设备→燃气器→涡轮机。在沼气产生和存贮系统中,有一定压力和温度(由余热制冷装置提供的冷量来提供)的水合物储气装置中的水和沼气生成固态气体水合物,调整水合物装置中的温度和压力就能实现向用户供气。
该系统具有以下几个特点:
(1)生物质分散,无法大规模应用,与同样无法大规模应用的太阳能组合在一起,突出了分布式的特点;
(2)针对我国西部冬季寒冷的气候沼气产生装置将不能产气的特殊性,二次系统采用烟气加热的方式,这样既可以充分利用废热,又可以实现常年产气;
(3)利用了气体水合物的特性,存贮及使用方便灵活,并且系统可以产生冷能,从能量利用理论上来讲,效率是提高的。
5 结论与展望
中国西部地区地广人稀、工业不发达,电力需求小;自然条件恶劣,生态环境脆弱,环境保护要求高;西部除拥有丰富的煤炭、石油、天然气等化石能源外,还拥有丰富的太阳能、风能、生物质能等清洁能源,因而充分利用清洁能源,辅助使用化石能源将是满足经济社会需求、环境保护的首选。西部人民除生活用电外,全年对冷量需求很小,对热量需求很大,生活所需热量主要通过燃烧薪柴的方式获得。因而采用生物质资源制气、太阳能供热方式尽力满足人民生活需要不但能充分利用清洁能源,而且还可以减轻环境压力。西部夏季炎热干燥,生物质资源、太阳能资源丰富;冬季寒冷干燥,生物质资源量相对贫乏,而且生物质制气受温度影响明显。因而夏季利用太阳能和生物质资源多产沼气,采用气体水合物等技术储备气体供冬季使用具有实用意义。显然,根据西部能源、资源现状,充分利用清洁能源,辅助使用化石能源,建立适合西部的集传统能源利用、太阳能光热及光电技术、沼气技术、天然气水合物技术于一体的分布式电、热、气联供系统,解决当地劳动人民用电、取暖、生活用气问题,不仅能显著提高西部人民的生活质量,而且可以改善当地生态环境,从很大程度上缓解资源与环境对西部地区经济社会发展的制约,也符合我国目前构建资源节约型、环境友好型的社会主义和谐社会的战略要求,这即是文章的意义所在。
未来可利用的新能源 篇9
1 人力能
人力能是依靠压电现象的应用, 其原理是:如果对压电材料施加压力, 便会产生电位差, 称之为正压电效应;反之施加电压, 则产生机械应力, 称为逆压电效应。在现实生活中, 压电材料具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能, 因此, 在未来生活中将得到广泛地应用。
在人口稠密的城市, 人们繁忙的生活方式便会产生极大的能源效益。跑步、散步, 甚至入座等都可以用来发电。美国麻省理工学院的2名学生设计了一个可以将行人永久性流动转化为电能的概念性城市创意。
城市里的“人群农场”地板采用压电材料制作, 内装动作感应系统, 可将行人的每一步都转换成电能。这种动力地板系统有很大的节能潜力。专家估计, 理想状况下人的一小步能使2盏60瓦的灯泡亮1秒钟。而一群人的脚步, 或者拖行李的压力, 则能让人的行动产生动态能量成为一种新的、便宜又干净的能源。
2 食物能
食物能就是用食物来制造能源。在澳大利亚, 一个叫彼德·林奇的发明家, 已经制造出用椰子油作为燃料驱动的柴油机。由于椰子油十分环保, 因此, 用它作为燃料颇具发展前途。
当然, 粮食与燃料的争议仍将继续不断, 食物能发展还具有不确定性。但毫无疑问, 生物能源公司将继续探索新形式的农作物和水果, 将它们转化为更廉价和实际的液体燃料。
3 藻类能
藻类是世界上生长最快的植物之一, 生长条件也十分简单。如果条件适合, 藻类一夜之间就能体积增倍。据统计, 每亩藻类可以比传统的乙醇来源 (如玉米) 高产14倍, 藻类所产生的油可转化为生物柴油, 藻类中的碳水化合物被发酵成乙醇, 这些都是比柴油或天然气更清洁的燃料。这种绿色植物还可以像海绵一样吸取二氧化碳。
目前, 世界上已经有多家公司参与海藻炼油的研发工作, 一般是在露天水域里种植海藻, 收获后从其中榨取油料。不同菌种的海藻能生产不同种类的燃料:一些海藻用来生产像大豆或其它油料作物生产出来的那种甘油酯, 其它的海藻则用来生产类似碳氢化合物的混合物。在未来几年内, 市场或许能够出售这种海藻燃料。
4 细菌能
细菌也可以激发能量, 这为人类未来找到了一把开启能源宝藏的“金钥匙”。美国哈佛大学一名遗传学专家和斯坦福大学一名植物生物学家发明出了一种合成生物学的方法, 利用生物工程技术, 对包括大肠杆菌在内的不同菌株进行遗传改造, 促使这些微生物充分释放植物中蕴藏的能量, 并最终将这些能量转换成汽油替代物。具体是在制造这种新能源时, 以可发酵糖为原料, 通过改造细菌的基因, 延长生产碳氢化合物的代谢途径, 使中间产物脂肪酸进一步生成可以作为燃料的脂肪烃最终产品。
哪种细菌最适合作为未来的新能源制造者的角色呢?对微生物来说, 它应当有相关的基础代谢途径, 生产率要高, 非致病, 容易规模化培养, 便于人为改造。符合以上条件的细菌都可称做“能源细菌”, 符合条件的植物称做“能源植物”。
5 垃圾能
不久前, 加拿大在安大略湖边建造北美地区规模最大的汽化垃圾发电厂, 该厂将采用全新的等离子电弧汽化发电技术, 以更经济和更环保的科学方法, 把城市的生活垃圾转换成宝贵的电能。
新型发电站由加拿大帕拉斯科能源集团负责建设, 整个项目将耗资1.25亿美元, 建成之后, 每天能吸收城市生活垃圾400吨, 发电量可达到2.1万千瓦时, 完全可以满足当地居民每日用电需求。
6 气象能
加拿大一工程师正在实验一种新的清洁能源产生方式:人造龙卷风。这种方式背后的理论并不复杂———当温度升高时就会引起温度的差异, 于是空气随之开始形成漩涡。为了制造出人工的龙卷风, 需要建造一个赖以成型的“漩涡工厂”。风速高达每小时200英里的人造龙卷风, 能够产生200兆瓦的电力, 这足以供给20万户家庭的用电需求。
在日本, 寒冷的天气也不会被白白浪费掉。日本国土交通省计划将北海道新千岁机场冬季的积雪收集起来, 等到夏季时将其用于为机场的候机大楼降温, 以达到节约用电的目的。这项技术依赖于顶级的隔热设备, 能够最大限度地减少积雪融化, 让雪块在整个夏天都能够起到制冷作用。
7 污染能
发展清洁能源最大的原因是为了遏制温室气体的排放量, 减少对环境的影响。目前的能源新技术就能够将排放的有害物回收利用转化为燃料。例如, 化学物质碳酸钾可以有效吸收空气中的二氧化碳, 污染物再通过化学工程方法提取, 转化为燃料。
宝马公司的工程师正在测试一种热电发电装置, 想办法把热气排气系统排出的废气重新利用转化为电能。目前, 有远见的科学家和工程师都在设法把废物和废热转化成可以利用的任何能源形式。
8 有机废物能
在英国, 利用人和动物的各种有机废物, 通过微生物厌氧消化所产生的甲烷, 可以替代整个英国25%的煤气消耗量。苏格兰已设计出一种小型甲烷发动机, 可供村庄、农场或家庭使用。
研究表明, 在21世纪无论在农村还是城镇, 都可以根据本地的实际情况, 就地利用粪便、秸杆、杂草、废渣、废料等生产的沼气来发电。
9 空气能