能源与利用

能源与利用（共12篇）

能源与利用 篇1

引言

随着世界人口的持续增长及发展中国家人民生活水平的逐步提高, 化石燃料的消耗将会加快, 对环境造成的压力与日俱增。化石燃料的储备是有限的而且它的形成是一个长期的过程, 需要几百年的时间, 因此又是一种不可再生资源。据观察、研究表明, 今天在地下已没有煤和石油在形成。化石燃料如此珍贵, 而人类又在毫无节制的使用, 因此在可以预见的未来, 可能是一两百年时间内化石燃料将会消耗殆尽。因此, 可再生能源和清洁能源将会越来越被重视。其中太阳能与核能因为成本低、利用效率高以及可再生而被广泛看好。

核能 (或称原子能) 是通过转化其质量从原子核释放的能量, 产生核能的方式有两种, 核聚变与核裂变。裂变早已经进入商用化的阶段, 而聚变由于过程的难以控制, 暂时还处于研发阶段。世界范围内有大量的核资源, 只要利用得到, 面临的能源问题可以充分解决。

太阳能一般指太阳光的辐射能量, 则是一种更为清洁的能源, 取之不尽用之不竭。它存在于自然之中, 可以被人类好好利用。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源, 如风能, 化学能, 水的势能等等。目前对太阳能的电池或者说太阳能吸收元件的研究进入了瓶颈, 提高吸收效率的同时会大幅增加生产成本, 这是解决利用太阳能的技术的当务之急。

1 全世界能源问题

1.1 经济发展使能源消耗量激增

随着世界经济规模的不断增大, 世界能源消费量持续增长。过去30年来, 世界能源消费量年均增长率为1.8%左右。如此之高的年增长率使得本就有限的资源储备日益捉襟见肘。2011年, 全球能源消费呈现了自1973年以来最大的增长量, 几乎各种能源的增长率都超出过去10年平均增长率的1倍以上.截至2011年年底, 全球石油储量约为1.653万亿桶, 若按照现在全球每天非常非常保守0.8亿桶的消耗速度来看, 当前的世界石油储量可供全球消费54年[1]。

1.2 能源供需关系总体紧张

进入21世纪后的绝大部分时间里, 能源供应趋紧。在这期间, 尽管在世界范围内石油供需总体上保持平衡, 供略大于求, 但这一平衡十分脆弱。往往由于自然灾害、气候变化、局部战争、社会动乱、恐怖活动等原因, 在某些国家和地区、某些季节或某一时间段、某些石油品种出现断档, 致使某些国家和地区不时发生油荒、电荒等能源供应紧张局面。

1.3 化石燃料仍是能源消费主体

化石燃料仍是目前能源消费的主体, 占一次能源消费总量的86%。在世界一次能源消费结构中, 石油占33.6%, 天然气占23.8%, 煤炭占29.6%, 核能占5.2%, 水电占6.5%, 可再生能源占1.3%。石油仍是最主要的能源, 但所占比重连续11年下降。天然气的比重在显著提高[2]。

天然气的发展引人注目, 非常规天然气堪称异军突起。截至2010年底, 世界天然气探明储量增至187.1万亿立方米, 同比增加5000亿立方米。

煤炭产量增长主要来自非OECD国家。2010年, 世界煤炭产量为72.73亿吨, 同比增长6.3%。其中, 中国煤炭产量位居世界第一, 达32.4亿吨, 占全球产量的48.3%;美国煤炭产量位居世界第二, 印度位居世界第三, 澳大利亚和俄罗斯分别位居第四和第五。

水电和核能也实现了2004年以来的最大增长。2010年是自1990年以来平均降雨量最大的一年, 因此水电实现了有史以来最大的增长。全球水力发电量达到7.756亿吨油当量, 增幅为5.3%。核能实现了2%的增长。其中, 3/4的增长来自OECD国家, 法国核电增量位居全球第一, 增幅为4.4%。

生物能源等其他可再生能源也有所发展。中国和美国是世界可再生能源发展的主力, 两国贡献了全球风能增长的近70%。

2 未来能源的展望

随着人类文明社会的高度发达, 经济生活的大力发展, 能源问题日益显现, 且必将伴随着人类文明持续存在。当前解决能源问题没有一劳永逸的方法。我们能尽的努力分为两方面:一方面, 想方设法延长现有能源的使用时间-提高能源转化率;研发节能产品。另一方面, 开发和使用新能源。

在可以预见的未来, 化石燃料包括煤、石油、天然气消耗殆尽的一天即将到来。我们必须做好应对的措施。不然真会如一则故事说的那样:我的父亲使用骆驼作为交通工具, 儿子是飞机和汽车, 我的孙子又会再次使用骆驼作为交通工具。故事虽有夸张的成分, 但揭示的问题不容忽视。

个人觉得人类未来能源的结构是以核能为主, 太阳能与氢能为辅的情况。这三种能源的共性是取之不尽用之不竭, 且都是清洁能源 (核聚变终会取代核裂变的) , 人类不仅可以大规模的使用, 而且没有后顾之忧, 不用担心会给环境带来危害。

核能为主是因为核能是高能量的燃料, 1千克铀可供利用的能量相当于燃烧2050吨优质煤。氘和氚都是氢的同位素。1千克氘和氚燃料, 至少可燃以抵得上4千克铀料或l万吨优质煤燃料。正是如此, 核能才一定会成为最主要的能源。电厂发电终会是利用核能, 来为千家万户以及工厂生产提供电, 取代化石燃料成为主导能源。

氢能储量丰富, 蕴藏在浩瀚的海洋之中, 若把海洋中的氢能提取出来, 燃烧产生的热量是地球上矿物燃料的9000倍;适用范围广, 清洁无污染也是氢能的优点;获得渠道丰富, 可以通过电解水得到, 也可在海洋中开采。电解水获得的氢能比消耗的电能还要多, 这是一个技术问题, 相信在不久的将来可以技术攻关。

太阳能以无成本无污染分布广而备受推崇, 但其局限性成为不可避免的缺点。因此也是一种辅助能源, 随着太阳能电池技术的不断进步, 有望进一步被人类利用。

可以想象, 在不远的未来。经历了化石燃料枯竭之后。我们使用这三种能源并辅以地热能、风能等能源可以应付所有的需求。核能负责发电以及为军用设备例如潜艇、导弹提供动力。但是日常出行的汽车、飞机, 家里面烧菜做饭这是不适合用核能的, 不仅安全性是个问题, 而且也很难如此普及, 很难想象开着一辆小汽车还得装着一个核反应装置。所以我认为在这些方面氢能可以取代核能, 氢能热值高, 安全性好, 为汽车等提高动力, 为家用提供燃料都是不错的选择。汽车以氢为燃料, 既不会有尾气污染, 也比电池为燃料的汽车更有动力感, 自然可靠。太阳能则应用在各个领域, 充分利用它的无成本分布广的特点。太阳能电池、太阳能路灯、太阳能手电、太阳能手机、太阳能助力车等均可以大力普及。因为太阳能时间地点的局限性, 使其只能成为一种辅助能源, 不过它的种种优点使得人类可以在日常领域 (即对连续性要求不强) 广泛应用, 这样可以节省很多能源, 并且方便实用。剩下的风能、地热能则是锦上添花, 普及率不会很广, 只能作为新能源的尝试与研究、在核能利用不了的时候作为储备能源使用。

综上所述, 未来的能源结构体系是以核能为主, 太阳能与氢能为辅, 风能、地热能等锦上添花。

参考文献

[1]魏一鸣.我国能源报告 (2006) :战略与政策研究[M].北京:科学出版社, 2006.

[2]王庆一.我国与世界能源数据[J].煤炭经济研究, 2004, (274) :73-79.

能源与利用 篇2

尊敬的各位评委老师：

大家好!我是来自博雅中学的李源。我今天说课的内容是《能源的开发与利用》。围绕本节内容我将从教材分析、学情分析、教学目标、重点与难点、教法与学法、教学过程及板书设计等几个方面来进行阐述。

一、教材分析

首先我来分析一下本节内容在教材中的地位与作用。《能源的开发与利用》是教科版高中物理必修二第四章第六节的内容。在初中阶段的学习中，学生们对本节的知识就有了大致地了解，为本节内容的学习垫定的基础。而高中阶段的学习，则应该在已有认识的基础上，纠正一些片面、不恰当的认识，进一步深化和提高对相关问题的理解。同时，能量守恒定律是本节的主要内容，从机械能守恒定律向普遍的能量守恒定律拓展，阐述了能量守恒定律推出的艰辛历程，让学生感受物理规律得出的历程，使学生体会科学家不畏艰辛的探索精神。

二、学情分析

为了学生能够更好的把握课堂情况，适时加以引导，使教学做到有的放矢，我们还必须切实了解学生的基本情况。本节课的教学对象是高一年级的学生，该阶段的学生好奇、善问，创造意识强烈，并具备了较高的逻辑推理能力，对物理实验和多媒体展示的各种物理现象具有浓厚的兴趣，会产生探究其本质的愿望。

三、教学目标

根据本教材的结构和内容分析，结合当前学生的心理特点及已有的知识水平，我设定了以下的三维教学目标：  知识与技能：

1.了解什么是常规能源，什么是新型能源.2.知道能量转化和转移的方向性以及第二类永动机不可能实现.3.通过能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性.4.了解能源与人类生存和社会发展的关系，使学生认识能源的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义.过程与方法：

1．通过指导学生分析事例，培养学生分析问题和理论联系实际的能力.2、通过指导学生阅读教材，培养学生的自学能力. 情感态度与价值观：

1、了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题,树立环保意识.2、感知我们周围能源的耗散，树立节能意识.四、教学的重、难点

透过教学目标不难看出本节课的重点和难点。

1．教学重点：能量守恒定律的内容.2．理解能量守恒定律的确切含义，知道既然能量守恒为什么还要节约能源.五、说教法、学法

为了突出本节课的重点，突破其难点，使学生能够达到本节内容设定的教学目标，我将采用以下的教学方法。

1、情境教学法：情境引入，激发学生的学习兴趣，让学生认识到物理来源于生活；

2、直观演示法：利用插图、实验、多媒体课件等直观教学手段，真实呈现实验现象，使物理情景具体化、形象化，给学生以直观的感受，加深学生的印象，促进学生对知识的掌握；

3、集体讨论法：针对学生提出的问题，组织学生进行集体和分组讨论，促使学生在学习中解决问题，培养学生团结协作的精神。

通过以上的教法、学法，使学生实现从“学会”到“会学”、从“要我学”到“我要学”的转变，让学生真正成为课堂的主体。

六、教学过程

接下来我具体说说这堂课的教学过程。我将本节教学整体设计为以下几个环节： 第一环节：导入新课(2～3分钟)教学导入是课堂教学的首要环节，是整个教学过程的有机组成部分，它有着导向，激励，铺垫的作用。好的教学引入可以激发学生的兴趣，起到先声夺人的效果。本节我采用故事导入的方式，讲了一个关于一个人声称发明了“宇宙引力能永动机”，和另一个人说制造了永动车的故事，提出问题：永动机是否存在。第二环节：讲授新课(35分钟)

（一）能量守恒定律

通过问题引入能量守恒定律，问题是：在验证机械能守恒定律的实验中，重物带着纸带下落时，计算结果发现，减少的重力势能的值大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少.原因就是纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气的阻力等.是不是考虑了各种摩擦和阻力后这部分能量就消失了呢？并通过一些实际的案例，让学生感受能量的转移与转化的过程。

（二）能源与能量耗散

通过问题：既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我们还要节约能源？和一些实际的案例，引出能量耗散：流散的内能无法重新收集起来加以利用的现象叫做能量耗散.最后再给学生介绍一些常规能源以及一些新能源的开发与利用。到这里我的新课内容基本结束。第三环节：课堂小结

为了学生能更好的理解、掌握本节课所学的知识，接下来我会结合板书内容引导学生系统的回顾总结这节课的主要知识点。第四环节：当堂检测

最后我还会提供一些能覆盖本节课主要知识点的典型习题作为当堂检测，以便了解学生对本节知识的掌握情况。

七、板书设计

最后我再说说我的板书设计。在教学过程中，我把黑板分为左中右三部分：中间是主板书部分，上方我会写上本节课的课题，下方以知识框架的形式呈现本节课的主要知识点；左边是学生讨论交流结果的展示；右边用来进行推理、演算的过程。这样的板书设计系统、直观，既有利于及时呈现教材中的知识点，又便于学生系统的理解掌握新知识。

在教学过程中，我力求以学生为主体，教师为主导，充分利用现代教学媒体。主要采用实验的方法，既体现了物理学科以实验为基础的特征，又为学生提供了自己动手做实验的机会，有利于调动学生的学习积极性，提高教学效率。当然还需要根据实际教学情况做出相应的调整。

“人体能源”的利用与开发 篇3

走路也能发电

美国佛罗里达州的一位科学家设计了一种装置，可以将人走路所产生的能量用来发电。他将这一装置安放在公共场所的地面，当行人踏在上面的时候，与之相联的摇杆同时被压下，并带动中心轴旋转，从而带动发电机发电。当上百人或一辆5吨重的汽车通过时，可产生7度的电力。

美国桑托斯公司的超级市场，在出入口处安装了转动门，并在地下室安装了一套发条式能量收集器及转换器、发电机、蓄电器等装置。每天数以千计的顾客进进出出，都要用手推动转动门，这样，顾客的能量便被收集起来，经过转换装置和发电设备的工作，为该公司提供照明、电梯运行所需要的电力。

温差电池用途多

2002年8月，德国科学家发明了一种温差电池，可以直接将人体热能转换为电能。电池主要由一个可感应温差的硅芯片构成，当这种特殊的硅芯片感应到正面温度与背面温度有一定温差时，内部电子就会产生定向流动，从而产生微量的电流，给微型电子仪器提供长久的“动力”，免去充电或更换电池的麻烦。

这种温差电池很精巧，放在口袋里就可以工作。用它做电源，可以使助听器、袖珍电视机、袖珍收音机、微型发报机等进行正常的工作。利用体温带动的手表，只要1℃的温度变化，就可以使手表正常运转。

人体中的“核电站”

人的身体每天要散发大量的热能，据测算，一个50千克重的成年人，一昼夜维持体温所消耗的热量可以达到250万卡左右。这些热量若蓄积起来，可以将与其体重相同重量的水，从0℃加热到50℃。全世界60亿人每年耗费掉的热能加起来，相当于10座核电站的生产能力！

科学家还发现，人体血液循环也能产生能量，而且可以转化为电能。根据这种原理制成的人体生化电池，体积很小，通过手术置入人的血管或内脏附近，用来发电不会影响人体正常的生理活动。现在有些病人因病情需要而安装的心脏起搏器，用这种电池供电便最为理想。

能源利用现状与对策 篇4

关键词：能源利用,现状分析,应对策略,能源利用率

从原始到现代, 人类的生活得到了空前的改观, 对能源的依赖程度也越来越高, 能源的合理利用不仅可以为社会发展提供稳定的物质基础, 还在一定程度上标志着人类支配自然资源的能力得到了显著的提升。能源在为人类提供光和热的同时还推动了经济的快速发展, 因此, 能源在现代社会中起到至关重要的作用, 但随之而来的是不容忽视的环境污染和能源短缺等问题, 所以在这科技不断完善的社会, 采取有效的措施提高能源的利用率, 已逐渐成为人们的首要任务。

一、我国能源开发及利用方面的问题和不足

能源的利用推动了社会的发展, 但是对能源进行无节制的开采, 用于满足自身利益, 最终将会影响到人类自身。目前, 能源短缺问题在许多国家中已经十分严重, 根据我国的基本国情, 可将我国能源开发及利用方面的问题和不足总结为六个方面, 分别为:

(一) 大能耗产业的迅速发展

在以往的十五年里, 我国注重培养第三产业, 目的是减少产业的耗能, 但在实际情况中, 第三产业并没有得到快速的发展, 反而是第二产业得到了更快的发展, 极大程度增加了产业的能源消耗。相关数据显示, 在十年前, 我国大能耗产业的增长速度达到了20%。

(二) 人均能源消费水平较低

由于我国的基本国情, 我国实际的人均能源消费水平还不及国际平均水平的一半, 与发达国家相比, 更是相差甚远。造成这一现象的主要原因, 是我国人口基数过大, 我国实际的能源总量还是非常可观的。

(三) 依赖传统的煤炭资源

相关数据显示, 目前我国每年消耗的煤炭总量达到了世界总消耗量的四成以上。过分依赖传统的煤炭资源, 不仅使我国各产业的能源利用率停滞不前, 还对环境造成了极其严重的污染。

(四) 能源的实际利用率较低

造成我国能源的实际利用率低的原因主要有两方面, 其一是技术, 通过优化和改进, 我国大型产业的能源总消耗量得到了显著的下降, 但与发达国家相比, 能源的实际利用率仍然过低;其二是对于能源需求较大的产业而言, 我国能耗的实际水平高出国际平均值的50%左右, 不会超过60%。

(五) 环境污染

从环境容量的角度考虑, 我国每一年就需要在大气中排放高达1200万吨的SO2。实际排放量更是超过这一数值。如今, 我国多地区面临着酸雨天气的影响, 全国范围仅三成城市会达到二级空气质量标准, 为人们的日常生活和身体健康造成了十分严重的影响。

(六) 能源供应远远不够

虽然我国煤炭能源的实际消耗总量在世界中居首位, 但如果没有充足的能源供应, 我国也不会达到如此高度。尽管如此, 从总体角度而言, 我国的一次能源供应还远远不够。

二、改善我国能源利用现状的有效措施

(一) 加大新型能源的研究力度

虽然我国的总体经济得到了迅速的发展, 但环境污染、能源短缺等问题也接踵而至, 使我国能源工业等行业面临着巨大的压力。为此, 还需加大新型能源的研究力度, 提出更为环保、高效的新型能源。电力作为主要的二次能源, 在发电的过程中, 需要消耗大量的一次能源, 因此对发电方式进行研究, 在确保电力资源持续供应的前提下, 促进水力发电、风力发电及太阳能发电方面的研究和建设, 可以有效减少能源的消耗, 从而改善我国能源利用现状, 提高能源利用率。

(1) 水力发电

在以往的六年中, 我国的水力发电能力得到了迅速的提高, 凭借5633×108KW·h的年总发电量, 在世界水力发电中占据领导位置。根据相关统计得知, 我国水力发电量占我国发电总量的16%左右, 逐渐成为我国电力的主要来源。通过分析和研究发现, 我国水力发电相关的技术水平及设备配置都已经超过了国际平均水平, 在可再生资源中, 水力发电作为稳定性高、建设成本低、环境污染小的新能源应在合理的情况下得到优先开发和利用。

(2) 风力发电

数据表明, 我国可开发的风力发电资源将超过3000GW大关, 但由于开发技术的不完善, 我国实际开发的风力发电资源仅为理想值的一半, 可见我国风力发电具有十分广阔的发展前景。风力发电对供电网络具有较高的要求, 如果电力行业想要运用风力发电需要进行大规模的改装, 经济代价较大。在风力发电方面, 我国仍需加大研究力度, 尤其在电能的存储和直接使用等方面。

(3) 太阳能发电

我国的太阳能发电技术得到了十分迅速的发展, 总发电量在世界中排名第三。在2010年, 我国的太阳能发电总量已经超过了1000MW。虽然成绩显著, 但在实际情况中, 太阳能发电技术并没有得到广泛的关注, 其水平与前几年相比并没有得到提升, 造成这一现状的主要原因就是太阳能发电的成本过高, 许多太阳能发电方面的研究还处在初级阶段, 与发达国家相比还存在一定差距。虽然有很多相关领域的科研人员提出了十分先进的太阳能发电技术, 也起到了一定推动的作用, 但我国对该领域投入不足的现状已经持续多年, 仅靠技术的更新还无法使其发生质的变化。因此, 我国相关领域应提高对太阳能发电的重视程度, 从而建设一个完整的太阳能发电系统。从降低太阳能发电成本的角度讲, 有效减少单晶硅的研究成本是推动太阳能发电的重要前提, 通过研究力度的不断加强, 促使相关部门具备自主开发单晶硅材料的能力, 从而使太阳能发电得到全方位的推广和应用。

(二) 合理利用可再生能源

随着环境污染的越发严重, 及能源紧缺问题的不断普及, 世界各个国家均对可再生资源的研发和应用引起了高度重视, 但这毕竟是一个漫长的过程, 在过去的时间里, 世界上几乎所有地区都将化石类能源作为主体。数据显示, 在二十一世纪三十年代, 世界总化石能源将占到总量的八成。因此, 可再生能源的合理利用实际上就是实现与化石能源的有效配合, 根据能源的特点进行分类和归纳, 从而形成一种科学的能源利用环境。另外, 应对新型能源、可再生能源的研发引起高度的重视, 将我国日趋成熟的电力行业与化工类行业进行充分的配合, 从而为我国能源的合理利用提供更为先进的技术支持。可再生资源根据其自身的特点会存在一定的差异性, 因此在使用之前必须要对其特点进行充分了解, 从而将其使用在适宜的位置, 形成完善的能源供应系统, 使可再生能源发挥出最佳效果。因此, 可再生能源的合理运用是立足于我国基本国情的, 为满足国家可持续发展的要求, 应根据可再生能源的实际情况将其与合适的产业一一对应。

三、总结

总之, 能源作为人们工业生产和日常生活的重要物质基础, 其利用率也是衡量我国发展发水平的重要指标。对我国能源利用的当前形势进行研究得知, 我国能源的利用及储备并不乐观, 但在一定程度上存在较大的发展空间。因此, 相关领域应加大新型能源、可再生能源的研发力度, 从而在根本上解决我国能源利用方面的问题, 为我国可持续发展打下坚实基础。

参考文献

[1]姚国欣.世界炼化一体化的新进展及其对我国的启示[J].国际石油经济, 2011, 17 (5) :11-19.

[2]乔明, 石华信.世界原油供应和炼油工业中长期发展预测[J].国际石油经济, 2011, 17 (5) :20-27.

[3]刘显法.劣质重油改质、加工技术进展及展望[C]//第三届北京国际炼油技术进展交流会论文集, 2011, (11) :91-100.

能源与利用 篇5

化学新课程倡导“生活化教学”、“探究性教学”、“互动对话教学”理念，从学生已有的生活和知识经验出发，突出学生学习主体性，引导学生发现情景设计中的问题，并引发思考和讨论，进而解决问题，围绕生活、化学、社会三个话题，力图体现“由生活走进化学，再从化学走向社会”，充分融合了STSE新型教育模式，学会用化学的视角看生活，这正是本节设计的主要特色。

二、教材分析

1、地位与作用

选自人教版必修二第四章第二节，是高中化学必修模块的最后一节，是以前所学化学知识在生活中的具体应用，具有十分重要的地位，本节以化学与可持续发展为主题，在化学原理知识的基础上综合运用学科知识，初步建立起科学的能源观，增进学生对化学科学的兴趣和情感，体会化学学习的价值。

2、教学目标分析

(1)知识与技能：通过酸雨及温室效应的实验模拟，认识酸雨和温室效应的形成原理和危害。

(2)过程与方法：通过对自然现象的实验模拟，训练实验的分析、探究和设计能力。

(3)情感态度与价值观：以世博会为载体，增强环境保护意识，感受社会与生活中的化学视角。

本节重中之重是过程与方法，在原有教材基础上创新性运用教材，通过模拟实验探究问题，掌握实验分析、设计能力，认识科学探究的意义和基本过程。情感态度价值观也是本节的重点之一，以社会问题为中心，学会将理论知识联系实际并应用于实践，感受并赞赏化学对于改变个人生活和促进社会发展的积极作用，初步形成主动参与社会决策的意识。

3、重难点分析

(1)重点：酸雨及温室效应的成因及危害。

(2)难点：实验设计及探究。

本节重点分析酸雨及温室效应的成因、危害，从化学理论的`角度更加清晰具体地认识这些环境问题。实验设计与探究是通过自主的调查和研究来认识和解释自然的活动，是一种自主建构的活动和思维的过程，并且重视交流与合作，因此其作为本节难点。

三、教学方法分析

1、情景激学，通过自然情景，激发学习兴趣。

2、实验引导，通过模拟实验，引导学生分析讨论。

陶行知先生说：“好的教师，不是教书，而是教学生学，教学生不仅学会，更需要教学生会学”，为了充分调动学生的积极性，变“要我学”为“我要学”，本节采用情景激学法，激发学生的求知欲;在整个教学过程中，以学生的主动探索为主，教师的引导、点拨为辅，基于对化学基本概念、基本原理、基本方法有了一定的认知基础，借助实验探究法升华理论，并充分利用多媒体辅助教学，突破重难点，提高课堂效率。

四、教学过程分析

(一)创设情景，激发学习兴趣。

通过游览世博乘坐绿色巴士情景的创设导入课题，以化学问题为中心，激发学生思维和求知欲。

(二)学生讨论，认识环境问题，

宋代哲学家朱熹说过：“学贵善疑”，怀疑―问题―思考是学有成就的必要条件，以环节一的情景为铺垫，呈现问题链，层层递进，引导学生展开讨论。目前，环境问题越来越严峻，能源的合理利用、低碳、环保被提上日程，通过学生的积极讨论，结合图片重点分析酸雨及温室效应。

(三)模拟实验，寻求解决途径。

实验一，酸雨的形成，老师设计演示实验，学生观察分析，在这个过程中，首先要介绍实验设计的原则要求及注意事项，然后通过课堂演示，达到模拟自然情景的效果，引导学生观察实验现象。从心理学角度分析，视觉与听觉的结合更利于记忆，实验中，点燃酒精灯和硫粉后可以观察到酸性石蕊试纸和pH试纸都变红了，由这种实验事实得出酸雨pH小于7，具有一定的腐蚀性这样的结论，接着展示图片资料，学生观察总结酸雨危害。

实验二，温室效应。实验一侧重教师活动，实验二则侧重学生活动，在实验一中有了对实验设计知识的掌握，在这里强调分组合作设计模拟温室效应实验，亲自体验通过实验进行探究规律的活动，充分运用学生的发散思维及创新思维。一定时间后，设计好的同学以自己设计的实验装置开始实验，没有设计好的同学以我提前设计的实验装置图进行实验操作，做好因材施教，操作结束后，由同学总结实验现象得出实验结论，真正做到手脑并用、做学合一、理论与实际并行、知识与技能并重。最后再次通过播放一组图片资料归纳温室效应危害。

(四)走进世博，感受新型能源，

能源与利用 篇6

一、蒙特梭利教学法的本质

蒙特梭利的教学理论是一种破除功利的教学方式，它是让学生以自然人的方式成长的教学模式。从蒙特梭利的教学模式中可以看到，它所强调的学习方式与新课改中强调的学习目标非常一致。高中教师在引导学生学习物理时，可以把蒙特梭利教学模式运用到物理教学中，让学生应用蒙特梭利教学模式学习物理。

二、蒙特梭利教学法的应用方式

在高中物理教学中，蒙特梭利教学的方法是一种极适合学生自主探索知识的教学方法。现以“能源的开发与利用”说明该种教学方式的应用方法。“能源的开发和利用”是物理教学中概念不多、难度不大、独立成篇的课程。通常教师会引导学生自学这一门课程，而不会在课堂上专门讲述这一节课的内容。为了让学生能更好地掌握这一门课程的知识，教师应用蒙特梭利教学法引导学生学习。

1.以学生为学习的主体

在传统的教学方法中，教师会要求学生阅读“能源的开发和利用”这一章节的知识，要求学生看懂课本中的知识即完成教学任务，然而那仅仅只是教师的教学要求，却不是学生的愿望，如果教师一味要求学生完成自己的愿望，那么学生有可能或者无法实现老师的要求，或者潜力根本没有得到发挥。教师为了引导学生多层次的学习，可以引导学生分层次完成这一课知识的学习：以教师要求的字数写出对这一课学习的感想；从身边一件事物的变化（比如汽车增加的变化）说明能源开发的现状；应用已学过的物理知识说明一种优化能源利用的方法，并用物理原理说明优化的方式。每个学生对该课程的关注程度不一样，同时对事物的理解程度也不相同。上述内容教师可以分三个层次给学生布置作业。

2.给学生创造良好的学习环境

教师要让学生自主探索知识，要给予学生三个条件：第一是良好的学习环境，它是指学生要在比较自然的环境中探索知识，比如学生作“能源开发和利用”的知识探索时，教师要充分尊重学生的选择，如果学生学习的选择偏离了教师的设计本意，教师也只能引导学生积极探索，却不能给学生施加压力使学生被迫改变学习的本意；第二是给学生提供学习的工具，学生如果要完成以上的知识探索，可能会需要查阅学校图书馆的资料、网上的各种资料、与专门的人士做科学的交谈等等，教师要作好辅助工作，学生如果在需要教师帮助时，教师可以教授学生搜索引擎的利用方法、快照等的利用方法，然而教师必须意识到，自己只能给学生提供帮助，自己只是一个协作者；第三是适当的引导和评估，学生在学习时，有时会需要教师的引导和评估作为学习动力，在“能源的开发和利用”的学习中，有些学生整理了详细的能源开发和利用的资料，并用文字的方法说明能源开发的现状，教师就需要给予学生鼓励，教师可以根据实际情况评价他们整理的资源是否很详细、态度是否认真、图表整理得是否清晰等，学生收到教师的反馈，可以了解自己的学习成果，改进自己的学习方法。

3.引导学生思考知识

学生在学习时，如果对学习的知识进行反思，会进一步理解学到的知识。以“能源开发和利用”的课程为例。教师以作业的方式引导学生去学习这一课的知识，实际上是为了让学生进一步体会到这一课的知识，选择不同学习层次的学生会有不同的反思。如果学生仅仅只阅读这一课的内容，学生将只能从有限的素材建立思考的空间，学生有可能有收获，有可能收获不大；如果学生能从实践中整理大量的资源，学生不仅能深入的理解“能源开发和利用”的现状，更在收集资料中锻炼自己的综合素质，提高自己的学习能力；有些学生则对“能源开发和利用”的资源收集不多，却设计出优化“能源开发和利用”的结构，他们着手从材料上、物理结构设计上实现能源优化。同样是“能源的开发和利用”的课程，学生的性格不同，他们领悟的知识也不相同，他们创造的也是不同类型的知识。

三、蒙特梭利教学法的应用特点

从“能源开发和利用”的课程上看，过去传统的教学方式认为这一章节只是一个过渡的章节，学生只需要稍微看看，能理解这里面的知识就可以，这样的想法显然是错误的。这种想法仅仅站在教师的角度去理解这一节课程，教师如果以自己的角度去局限学生的思考，学生就不能释放出自己的能量。从蒙特梭利法的教学方法可以看到，只要尊重学生的自主权力、给学生学习环境、给学生引导和鼓励，学生能释放出教师意想不到的能量。学生能从这节看似不起眼的课程中全面提高自己的综合能力或者锻炼自己的物理综合思考能力。

蒙特梭利教学法不仅仅可以应用在像“能源开发和利用”这样几乎只靠自学就能完成的章节上，它也可以应用到物理其它的教学上，教师在引导学生学习时，可以把蒙特梭利教学法应用在其它高中物理课程的教学上，使学生为主体、给学生创造好的学习环境、给学生一定的引导和鼓励的教学方法能使传统的物理课程焕发出新的生机。

绿色能源的合理利用与开发 篇7

一、我国的能源利用形式与可持续发展

能源是人类发展的必备要素, 伴随着经济的不断发展和人们生活水平的不断提高, 人们的环保意识不断得到增强, 对所处的生活环境的要求也在不断提高。从整体的能源发展战略来看, 在新的世纪里, 人们必须寻找到一条资源的可持续发展道路。增加清洁的、可再生、无污染的绿色能源的利用和开发, 以完成人类生存过程中的能源问题。

随着世界工业发展的加快, 预计全球未来的能源消耗的增速将不断加快, 煤、石油等常规能源将面临日渐减少的困境, 自20世纪70年代世界范围内的能源危机发生以后, 全球石油售价增加, 不断刺激着能源消耗大国, 如英国、美国等国家将主要研究精力放在研发常规能源外的其他能源身上, 甚至有的国家一度以军事打击为手段攫取石油等能源, 充分说明世界范围内的能源危机正深刻影响着全球各国的政治、经济关系。

我国目前面临着国民经济的高速发展与能源利用率较低的矛盾, 例如, 2003年我国的GDP增长率为9.1%, 但是耗费的原材料和能源占全世界的30%, 快速发展的经济为生态环境带来了极大的负担。

实际上, 与石油、煤炭等常规能源进行比较, 其他的绿色能源, 如太阳能、风能、潮汐能、水能等仍然蕴含着较大的能量储备, 例如, 地球十天内接收到的太阳能就是全球所有化石燃料的能源储备的总量。目前全球各国都积极制定清洁能源的发展战略, 欧盟也提出要使2050年的发电总量中达到百分之五十的可再生能源的利用率。在新的世纪中能源结构将发生较大变化, 太阳能、水能等清洁能源将代替煤炭、石油等传统的能源, 我国也积极提倡以绿色能源为主导的经济发展模式, 还积极制定了环境与发展措施, 确定了“因地制宜、合理利用和开发地热能、水能、太阳能等绿色能源”的发展思路。

二、能源的发展方向

为了确保国民经济的可持续发展以及不断提高人们的物质生活水平, 必须要坚持能源的可持续发展, 这就要求在发展经济的同时为能源的发展制定正确合理的方向, 这样才能保护原本已经十分脆弱的生态环境, 保证可持续发展的顺利进行。

(一) 加快调整能源利用结构

在社会生产力不断发展的情况下, 经济发展对能源的需求量也在不断增加, 而能源的利用结构也在不断调整和完善。目前, 化石燃料是世界能源结构的主体, 但是, 煤矿、石油等矿物能源属于不可再生能源, 总有一天会枯竭, 目前, 矿物能源已经出现供不应求的局面, 世界各国争夺能源引起了世界局势的动荡。我国对能源需求量很大, 其中煤炭是主要消耗能源, 1995年需求量为世界的10.4%, 2020年会增加至15.3%, 而我国的人均煤炭量为世界的二分之一, 在不久的将来, 我国的能源消耗将大部分依靠进口, 这将严重遏制我国经济的可持续发展。另外矿石能源经过燃烧后也会对环境造成严重影响, 引起酸雨、温室效应等问题, 对森林、耕地等造成污染和破坏, 更影响了环境的可持续发展。

(二) 绿色能源成为发展趋势

有机构预测至2250年到2500年间, 世界的煤炭能源将被消耗完全, 面对能源危机, 能源与经济、能源与环境的矛盾将越来越突出, 绿色能源作为调整能源结构的关键步骤, 引起了世界各国的重视。简而言之, 绿色能源就是再生能源以及清洁能源, 广义的绿色能源包括了在利用开发中污染较低的能源, 如核能、天然气、清洁煤炭等。狭义的绿色能源是指可再生能源, 如水能、太阳能、风能、氢能、燃料电池、生物能等, 这些能源储存量丰富, 基本上不会对环境造成污染, 还可以就地使用, 在利用形式上可以集中建设, 也可以分散建设, 形式灵活多样。绿色能源不但可以解决经济的持续发展问题, 同时也促进了生态环境问题的解决, 发展前景广阔。世界对这些绿色能源的利用进行了长时间的研究, 部分能源已经在实际生活中发挥出了较大的社会效益和经济效益。

三、绿色能源的合理开发和利用

在改善能源结构、强化能源供应、大力保护环境中, 绿色能源的利用开发有重要作用, 这也是实现环境保护、化解能源供需矛盾、坚持可持续发展的必然选择, 我国已经颁布了《可再生能源法》, 建立了绿色能源的发展基金, 对绿色能源相关的技术研发和工程试点给予了政策上的大力支持, 绿色能源的合理开发和利用的发展前景十分明朗。

(一) 水能的利用

我国的水能蕴藏量十分丰富, 但是水能资源的分布极不均衡, 我国水力资源的理论蕴藏量折合成发电量约为6.19亿千瓦, 年发电量可达到1.76亿千瓦, 这一数值约占了世界水能资源的百分之二十, 居世界第一位。我国的小型水电资源的分布也较为广泛, 全国两千多个县市中至少有一千五百个县拥有能够开发的水电资源, 目前建成的有一千万瓦以上水电开发量的有一千一百多个县, 在与太阳能等其他绿色能源的利用比较而言, 我国水电利用造价较低且技术较为成熟, 适合在具有水能资源的农村地区进行水力发电和电气化的建设工程。但是目前我国的水能资源开发程度仍然较低, 根据我国小水电规划, 到2020年水电装机制定了9300万千瓦的目标。

(二) 海洋能的利用

海洋能是指存在于海洋之中的可再生能源, 其主要的存在形式包括波浪、潮汐、海流、温度差等。我国有宽广的海岸线, 海洋管辖范围广泛, 因此我国的海洋能资源丰富, 具有很高的利用价值。我国海洋能开发利用历史悠久, 具有丰富的经验和较为扎实的基础, 如已经拥有了小型潮汐发电技术, 建立潮汐发电站的条件基本成熟, 岸式波力发电技术走在了世界波浪能技术开发的前列, 但不可否认, 目前我国海洋能的利用形式较为单一, 整体规模有限, 在海洋能的实用性方面仍然欠缺。

(三) 太阳能的利用

太阳能的利用主要表现在太阳能发电、太阳能热水器、太阳能建筑等方面, 2006年, 我国生产的硅片和太阳能电池分别占全球市场的25%、15%, 而目前, 我国已经是全球最大的太阳能热水器的消费国和生产国, 每年的太阳能热水器产量占世界推广量的百分之七, 且仍在以百分之二十五的增速发展, 另外太阳能采暖建筑的推广范围也在不断扩大, 由于我国目前的住宅小区发展趋势明显, 所以利用太阳能住宅区内每平方米每年能够节省20kg至40kg的标准煤, 如此利用太阳能能发挥出良好的社会效益以及经济效益。

(四) 风能的利用

据资料显示, 我国大陆大约拥有三亿千瓦的风能可利用总量, 而近海岸区域的可利用风能约为七亿千瓦左右, 我国的风能主要集中在东部沿海地区, 包括近岸海域、沿海岛屿和沿海陆地, 另外我国风能的集中区域包括“三北地区”以及内陆部分风能集聚区。

我国风能利用主要通过风力发电机、风力发电场、风力提水机、风力发电组等形式表现, 目前风力发电机的应用范围也在逐渐扩大, 从最开始的家庭用电发展成铁路、公路、通讯等多方面应用的现实状况, 我国风能的利用与开发正逐步步入成熟阶段, 以2006年为例, 我国建成了91个风力发电场, 全国有133.7亿的新增风力发电装机容量, 增长率超过了百分之百, 另外, 我国还出台了风电设备生产要求, 颁布风电特权, 加大了风电开发的扶持政策等, 可见风能已经成为我国绿色能源的重要构成部分, 在这一方面, 我国的风能资源发展迅速, 可能成为与火电、水电并列的三大发电能源。

(五) 生物质能源的利用

生物质能分布平均、蕴藏丰富, 能够代替化石燃料, 是缓解温室效应、维护生态平衡、解决环境与能源间的矛盾问题的重要手段, 它是一种来源于太阳能的环保、绿色能源。

所谓生物质能, 主要来源于畜禽粪便、树木枝桠、农作物秸秆等, 据统计, 我国每年产生的秸秆数量为7亿吨左右, 其中部分用于喂养家畜和回收造纸, 大部分作为了燃料进行使用。生物质能的利用方式多种多样, 最常见的就是进行直接燃烧, 其不但会产生浓烟影响空气质量, 而且能源的利用率仅为10~15%。为了增加生物质能的能量转换效率, 需加强对生物质能的利用开发, 生物质的热解气化技术着眼于将秸秆等材料转化为气体燃料, 以增加能源的利用效率和清洁程度, 这是一种十分具有开发前景的绿色能源利用手段, 在我国已经得到了广泛推广和应用, 目前, 生物质能的主要应用与开发技术包括了气化发电机组、对植物 (如木材) 加工直接气化利用、秸秆集中气化供气等, 尤其是在我国广大的农村中, 生物质能开发利用的代表技术为沼气技术, 作为新一代的生物燃料, 国家对沼气技术的研发重视程度不断提高, 其正朝着商业化的方向逐步发展。

四、结语

伴随着煤炭、石油等常规能源的枯竭危机, 太阳能、风能、生物质能等环保清洁、储存丰富的绿色能源的合理利用与开发的研究被提上了能源发展的议事日程, 在未来全球的能源消耗中, 绿色能源的地位将不断提高, 绿色能源的开发利用技术将日益成熟, 利用开发途径将不断被拓宽, 总之, 在未来世界的经济发展过程中, 世界能源结构将发生深刻变革, 其利用开发程度也将不断增加。

生物能源的开发与利用策略 篇8

1 生物能源的优点

生物能源, 由于其可再生性, 它的发展不仅可以从根本上解决能源危机, 而且还能改善日益恶化的环境, 主要表现:一是能源植物在生长过程中要吸收大量的二氧化碳, 减少空气中二氧化碳的浓度;二是生物燃料可以彻底地燃烧, 便于在环境中分解;三是能源植物的种植对野生动物、生态系统、农田、水土保持和水质有着积极的影响。因此, 人类环境问题的解决, 根本在于能源问题。能源问题解决好了, 环境问题也可从根本上解决。而生物能源, 由于能够促进生态环境的改善, 必将成为一种可持续发展的新兴产业。

2 开发与利用生物能源的必要性

目前人类所普遍使用的能源是化石能源, 主要是石油、煤炭等, 这些化石能源有其致命的缺点:一是化石能源是不可再生能源, 地球储量有限, 快速的经济增长使得地球上可供使用的不可再生能源日趋枯竭;二是化石能源在其使用过程中产生大量的污染, 造成的环境危机已经非常严重。由于能源与人类的生产、生活密切相关, 能源革命对人类经济与社会的影响, 对人类生产方式、生活方式和思维方式的影响也是目前其他任何技术革命所无法比拟的[2]。因此, 人类应及早寻求新的能源革命来摆脱以上两大危机。开发利用生物能源是调整能源结构、保障能源安全的重要措施;是保护环境、实现可持续发展的重要途径;是促进农村经济发展、建设社会主义新农村的重要举措。

3 生物能源的开发策略

3.1 制订生物能源的发展政策与规划

生物能源的发展不仅关系到国家的能源战略、科技战略、“三农”问题和生态环境, 也关系到地方经济长远发展和竞争力水平。各级领导要高度重视, 把生物能源产业作为新的重要的经济增长点来进行培育。政府应制订促进生物能源发展的法规政策, 对生物能源给予必要的政策支持。注重调整能源结构, 制订生物能源开发利用的中长期发展规划。每一个阶段都要从数量上予以界定, 如明确规划出在未来几年内生物能源替代化石能源所必须达到的生产比例、使用比例等;要有科学的参考指标, 如生物能源的市场占有率、推广范围等。同时, 还应努力形成有利于生物能源产业发展的大环境。

3.2 提高技术研究水平, 为生物能源产业化奠定基础

生物能源的开发利用, 前端是农业, 中端是发酵等生物转化技术, 后端是大化工产业。生物能源产业的兴起与发展必然会对农业产业化、农村工业化、城乡一体化具有明显的促进作用。有计划地开展能源植物物种选择、引种栽培、遗传改良等工作, 变土壤劣势为能源优势, 为进一步形成规模化工业资源做准备。在全面提升生物能源开发利用水平的过程中, 应注重地区特色与科研优势的有机结合, 尽快将科研优势转化为产业优势。生物能源开发利用涉及能源、农业、林业等多个行业和多种技术, 是一项复杂的系统工程, 必须坚持以科学发展观为指导, 以建设资源节约型、环境友好型社会为目标, 以增加能源供应、改善能源结构、保障能源安全、保护生态环境为重点, 紧密结合社会主义新农村建设, 因地制宜, 统筹兼顾, 突出重点, 加快发展。

3.3 搞好试点示范, 推进生物能源产业化发展

生物能源利用是一个新兴产业, 许多技术尚处于初级发展阶段。为了促进生物能源物质的产业化发展, 要选择有发展潜力的生物能源技术进行试点和示范。我国南方的甘蔗、木薯, 中东部地区的小麦、水稻, 北部的土豆、玉米, 西部地区的油桐、麻疯树, 干旱地区的山芋等都是加工转化燃料酒精、生物柴油的良好原材料。其中麻疯树籽含油率达50%, 是制造生物柴油的良好材料。

3.4 治理有机废弃物污染, 保护生态环境

我国现在因利用能源而导致严重的环境污染, 例如烟尘和SO2年排放量为2 857万t, 燃烧后的垃圾排放为年均57.3亿t, 利用生物生产能源对其进行利用, 不仅没有环境污染问题出现, 而且还可使目前污染严重的环境状况得以缓解。生物能源物质是由植物通过光合作用而储存的太阳能, 最有可能成为21世纪主要的新能源之一。据估计, 植物每年贮存的能量相当于世界主要燃料消耗的10倍, 而作为能源的利用量还不到其总量的1%。通过生物能源转化技术, 可以高效地生产各种清洁燃料, 替代煤炭、石油和天然气等燃料。由此可见, 发展生物能源, 对保障我国未来能源安全具有重要作用[3]。

3.5 广泛应用生物技术, 大力开发生物能源

能源生物技术就是用可再生的生物资源生产各种能源产品。农林生物技术提供能源作物, 工业生物技术则将能源作物以最经济的方式加工成能源产品, 这些能源产品包括以燃料乙醇、生物柴油为主的液体燃料, 以甲烷为主要成分的沼气。另外, 还有可再生的生物氢能。沼气是由作物秸秆、树木落叶、人畜粪便、工业有机废物和废水等有机物质在厌氧环境中, 经微生物发酵作用生成的一种可燃气体, 是一种清洁、高效的可再生能源。生物柴油也是近年来发展迅速并规模化使用的生物替代能源, 它是以植物油如大豆油、菜籽油, 其他丰富的非食用油和动物油脂如猪油、牛油、鱼油等, 以及废弃的食用油为原料生产出的清洁可再生能源, 是柴油优良的代用品。发展生物制氢技术, 也是为发展新能源提供技术储备。目前, 各国正在竟相开发氢燃料电池, 尤其是氢燃料电池驱动的汽车。

4 发展前景

我国生物能源原料十分丰富, 已经到了大规模发展的起步阶段。目前, 全国农村每年有7亿t秸秆, 可转化成1亿t的酒精。我国南方地区有2 000万hm2沼泽地, 可以种植油料作物, 发展生物柴油产业;有1亿hm2盐碱地, 可以种植抗盐碱植物, 加上畜禽粪便、森林加工剩余物等, 我国现有可供开发用于生物能源的生物资源至少达到4.5亿t标准煤[4]。此外, 我国还有约1.33亿hm2宜农、宜林荒山荒地可用于发展能源农业和能源林业。

摘要：生物能源由于其可再生性, 它的发展不仅可以从根本上解决能源危机, 而且还能改善日益恶化的环境。阐述了生物能源的优点, 分析了开发与利用生物能源的必要性, 提出了生物能源的开发策略, 展望了生物能源的发展前景。

关键词：生物能源,优点,必要性,开发策略,发展前景

参考文献

[1]严陆光.中国可再生能源发电技术[J].中国能源, 2005, 19 (5) :15-20.

[2]蒋剑青.生物能源应用研究现状与发展前景[J].林业化学与工业, 2002, 22 (1) :25-29.

[3]吴创之, 马隆龙.生物质能现代化利用技术[M].北京:化学工业出版社, 2003.

试论能源的开发与利用 篇9

关键词：能源问题,开发新能源,可持续发展

能源问题是中国经济、社会可持续发展的战略问题。有人说, 中国未来有三大难题:能源、资源和人员。能源:现在, 中国的能源消费仅次于美国, 居世界第二位;资源:中国的土地、水资源、矿产资源在世界各国中属资源相对贫乏国家;人员:这里指的是65岁以上的老人到2050年前会不断增加。本文着重研究能源问题。

一、对中国能源需求的再认识

中国从1980年到2000年的能源需求年增长4.6%, 远远低于同期9.7%的GDP年增长率。到2020年, 中国对主要能源的需求每年以4%～5%的速度不断增长。1993年中国还是个净石油出口国, 但到了2005年, 中国就有40%的石油依赖进口。

现在, 中国成为世界第二能源生产国和消费国。煤炭:中国是第一煤炭生产国和消费国;石油:中国是第二石油消费国和进口国;电力:中国是第二电力生产国。中国能源人均消费量为1.72吨标煤, 是世界人均能源消费量2.32吨标煤的74%, 但中国人多, 消费总量非常可观。13亿人口一年要消费22.36亿吨标煤。

为什么近年来能源消耗会出现超常规增长?原因有二:一是高能耗、高污染、重化工产业增长过快;二是城市化过程加快, 带来交通和建设业的发展, 推动了能源消费的增长。2000—2005年, 我国住宅建设面积增长2.44倍;2000—2006年, 我国成为世界最大轿车生产国。

世界能源统计表明:全球石油储量可供利用40年, 天然气可供65年, 煤炭可供应162年。中国煤炭可供应90年, 石油只能保证20年。中国发电量, 2002年为3.5亿千瓦, 2006年底为5.7亿千瓦, 2007年估计7亿千瓦。5年时间发电量翻了一番, 预计在未来的15年内, 中国要投资1800亿美元, 才能满足经济增长对电力的需求。

全世界年经济总量大约为360000亿美元, 美国经济总量大约为100000亿美元, 占27%, 美国人均GDP30769美元;中国2006年GDP28712亿美元, 中国人均GDP为2065美元。专家预测, 中国人均GDP达到美国人均GDP1/4时, 即中国人均GDP达到7692美元时, 中国石油的消耗量就同美国现在的消耗量相当了。这种情况, 专家预测2020年前后将会出现。现在中国人口占世界人口的20%, 每天石油消耗量是640万桶。美国人口是世界人口的5%, 每天消耗石油是2000多万桶, 是中国消耗量的3倍。而中国人均GDP由2065美元提高到7692美元时 (也是3倍多) , 中、美两国每年的石油消耗量就旗鼓相当了。中国成为世界能源消费大国, 唯一可选择的途径是大力开发再生能源和替代能源, 这是中国的能源方略。

二、能源的可持续发展问题

目前我国的能源结构中, 煤炭占69%, 现在、将来, 直至2050年, 煤炭仍是我国能源的主力。中国能源可持续发展的结构体系, 包括五个方面: (1) 大力发展煤炭的高效、清洁转换技术, 发展煤炭在能源中的基础性地位; (2) 开源节流, 保障石油与天然气的供应; (3) 大力发展水电和核电; (4) 大力发展可再生能源; (5) 加大研发新型能源。

1.开源节流, 保障石油和天然气的供应。

中国对石油需求量不断增长, 自1993年中国成为石油净进口国之后, 我国石油对外依存度不断提高, 从1995年的7.6%增加到2000年的31%, 预计2020年, 石油需求至少4.5亿吨, 而我国年生产1.8亿吨到2.0亿吨, 那时对外依存度为60%, 与美国的水平相当, 美国石油对外依存度为58%。严峻的石油消费形势要求中国必须加大海外找石油的步伐, 以确保中国的石油供应。 (1) 中国圈定海外四大石油战略区。中东、北非战略区。目前, 中国最重要的石油来源是中东、北非战略区, 这是中国从上世纪90年代开始经营的最重要的石油资源区。但是, 随着伊拉克战争、伊朗核危机、苏丹的达尔富尔问题, 这个传统的石油资源战略区动荡不安, 直接影响到了中国的石油安全。对于这个战略区, 中国的计划是继续予以巩固和扩大, 继续保持这个区域的油气供应。中亚和俄罗斯战略区。在四大战略区中, 中亚和俄罗斯战略区是今后中国在国外寻找油气资源的最重要的战略目标区。中亚和俄罗斯油气资源丰富, 距离中国最近, 而且陆地相连, 可以通石油管道输送油气, 是最安全的输送方式。目前, 已建成了中国哈萨克斯坦年输送1000万吨的输油管道, 和俄罗斯合作重点是建设安加尔斯克——大庆输油管道、俄罗斯东西伯利亚——中国东北、环渤海地区的输气管道。 东南亚战略区。中国的第三大战略是东南亚战略区, 包括印尼, 印度、马来西亚, 目前, 中国和这些国家在陆地上合作很顺利, 下一步的重点是延伸到油气资源非常丰富的南中国海有争议的海域。中国将通过外交手段, 与有争议的国家达成协议, 共同勘探开发南中国海海域丰富的油气资源。 南北美战略区。中国的第四大战略区是南北美战略区, 中国已与委内瑞拉达成石油勘探开发协议, 今后, 中国将加快合作步伐, 获得更多的油气资源。 (2) 煤变油的发展态势。 要对煤进行现代化开发利用, 要把煤气化为多联产系统作为能源战略方向。这个系统中的技术绝大部分是成熟技术, 只要煤炭、化工、电力部门通力合作, 到2020年前后会有相当的发展。

煤变油成为热点行业的原因:一是国际油价连续攀高的影响;二是高利润的诱惑。三是国际煤变油成熟技术国家诱惑我国购买他们的设备;四是某些企业以图钱为目的, 借煤变油的名目, 申请政府专项拨款和扶持资金。煤变油也存在一定的风险:一是前期投入大, 后期不可持续发展, 有的专家认为煤变油风险大于收益;二是煤变油用水量大, 把煤变油项目集中在缺水的内蒙古, 是个挑战。

2.生物能源的开发利用。

目前主要是乙醇和生物柴油的生产和使用。E85 (由85%乙醇、15%汽油混合而成) 风靡北美市场。普通汽车只要改进发动机就可使用E85燃料。中国目前混合比例乙醇是10%, 汽油是90%。生产车用乙醇需要大量玉米和大豆, 生产1吨乙醇需要3吨以上玉米和大豆, 造成玉米、大豆价格上涨, 并对畜牧业造成重大冲击, 这是E85不能在中国广泛推广的根本原因。

生物柴油目前在德国是用菜子油变成甲基酯, 经合成为生物柴油, 它排放的有害气体是普通柴油的一半, 不含硫, 不污染地下水。目前, 生物柴油的生产成本高于汽油, 政府通过减免税收来解决。

生物能源被世界公认为最重要的一种替代能源。美国提出到2025年, 用生物能源替代75%的中东石油进口, 欧盟也宣布, 到2020年, 交通运输的20%汽油由生物能源替代。

3.再生能源的开发利用。

(1) 风电。风电是可再生能源中技术最成熟、成本与火电、水电接近, 世界风电装机容量以年均20%～25%的速度增长。我国国内可用风能总储量有1万亿千瓦, 目前已开发利用3亿千瓦, 即万分之三, 预计在今后50年内, 风能发电量将占总电量的30%至40%。 (2) 核电。美国能源部提出第四代核能系统, 它具备安全性、可靠性、经济性和可持续性。中国核电发展战略也由适当发展转变为积极发展。到2020年, 将兴建30个以上的核能发电站, 核能所占发电量由目前的1%上升到4%。 (3) 水电。随着三峡大坝的建成, 中国西南地区、西北地区大型水利工程的建成, 水电在中国国营农场总发电量中所占份额从目前的16%提高到2020的20%。 (4) 太阳能。太阳能是最重要的基本能源, 其优点是取之不尽、用之不竭、无所不在、不要运输, 对环境没有任何污染。太阳能目前主要利用热水器和太阳能光电。而太阳能热水器是目前使用最普通的太阳能产品。在西北、华北地区被广泛使用, 全国采用率为60%, 年产值达40亿元。我国太阳能潜力大, 但潜力化为产业需要过程。国内太阳光电缺乏政府资金投入和市场机制的推动。专家预测在10—20年内, 太阳能光电投资单价将与煤和油相平衡, 并与之竞争。 (5) 沼气发电。我国农村普遍实施沼气发电, 一年可节约标煤1300万吨, “十一五”时期, 可节约标煤5000万吨。 (6) 海底可燃冰。可燃冰是固体甲烷, “可燃冰”是一种由甲烷气体和水组成的冰状固态化合物, 可以燃烧, 故称“可燃冰”。1立方米“可燃冰”可以释放出164立方米的天然气。据保守算, 世界上“可燃冰”矿藏中所含的有机碳的总资源量相当于全球已知煤炭、石油和天然气的2倍, 可满足人类的需求。其储量之大, 分布面积之广, 是人类未来不可多得的能源。许多科学家相信它有希望成为“21世纪最理想的、具有商业开发前景的新能源”。

目前, 日本和印度在其附近海域发现了大量的“可燃冰”矿藏, 已在研究、开发和利用。日本计划在加拿大开展可燃冰的采掘试验, 预计将在年内正式进行可燃冰的开采

建筑节能技术与能源利用浅析 篇10

中国人口众多、人均资源能源紧缺,随着城镇化进程的推进和居民对住房舒适度的不断提高,建筑能耗持续增加,我国政府已确立了以节能和提高能源和资源利用率为核心的发展战略,财政部长朱光耀在出席哥本哈根气候峰会时表示,中央财政在2010年及“十二五”(2011-2015年)期间将会加大在节能减排和可再生能源方面的支持力度,大力提倡发展风能、太阳能以及新能源科技装备技术,促进可再生能源的利用和开发。

1 建筑节能定义

建筑节能是指在建筑中通过采取合理的建筑设计、有效利用自然资源、采用高效设备和运行系统、提高能源利用率等,达到环境舒适性、降低建筑能耗的目的。

2 建筑节能指标

新建的建筑全面实行节能50%的设计标准,直辖市以及北方严寒和寒冷地区的重点城市试行节能65%的国家标准。

3 建筑节能的技术方式

建筑节能技术方式分为被动式节能和主动式节能。

3.1 被动式建筑节能技术

3.1.1 合理规划并优化设计方案减少能量损失

(1)总体规划中,充分考虑当地气候特征和生态环境,根据气候合理规划,严寒地区建筑物不宜布置在冷空气气流聚集处以减少热量损失,夏季炎热地区建筑物应布置在通风良好环境中,利用自然通风将热量带走,达到节约能耗改善室内热环境目的。紧密开发土地,合理组织各功能分区,综合开发利用地下空间,尽量减少土地占用,充分利用建筑场地周边的自然条件,保留和合理利用现有适宜的地形、地貌、植被和自然水系等。节能的规划可以营造理想的室外环境,为改善室内热舒适环境创造有利的节能条件。(2)建筑设计中,合理的确定建筑朝向、空间布局、建筑形态、平面形状等。建筑朝向应考虑当地日照方向和区域风环境,利用自然通风可以减少气流对区域微环境和建筑本身的不利影响。控制建筑物体型系数,在严寒地区应尽量减少建筑物外表面积;控制窗墙比面积,开窗面积要适宜室内的热环境和光环境;控制整个外围护结构热工性能,消耗最少的能量。建筑物合理布局可以形成优化微气候的良好界面,建立小型组团的自然平衡,最大限度减少建筑物能自身的能量消耗。

3.1.2 提高建筑物围护结构的热工性能

(1)外墙采用节能型材料提高保温性能减少外围护结构的传热来达到节能效果,如采用加气混凝土砌块及挤塑聚苯乙烯保温层等保温体系。外墙保温可以避免建筑热桥和墙面结露,保护主体结构并减少温度应力等。(2)屋顶应考虑通风降温设施,坡屋顶宜设置阁楼层,平屋顶设置架空层。采用倒置式防水挤塑聚苯乙烯保温,采用浅色屋面体系或涂刷热反射型涂料,屋面种植绿化和屋面遮阳等措施,有效降低夏季热负荷,改善建筑顶层室内空间热环境。(3)外窗采用中空玻璃、隔热玻璃、反射玻璃和LOW-E断桥铝合金镀膜玻璃等高效节能的玻璃,选择优秀的塑钢门窗、铝合金门窗及断桥式铝合金门窗等,增强门窗的保温性和气密性,防止室内外空气对流,改善室内环境,从而降低设备能耗。(4)室内外遮阳等措施,利用建筑构件遮阳,如采用外廊、屋顶挑檐,利用内外遮阳装置,如热反射窗帘、可调外遮阳及固定百叶等,建筑遮阳把夏季太阳辐射热阻挡挂在室外,有利于保持室内舒适度,对降低空调制冷和采暖能耗起到重要的作用。

通过提高建筑围护结构的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷。在夏季可减少室外热量传入室内,在冬季可减少室内热量的流失,最大限度地提升建筑外围护结构的节能措施,从而可以降低本工程年耗热量。

3.2 主动式建筑节能技术

3.2.1 采用高效设备并降低建筑设施运行的动力能耗

(1)采暖通风与空调系统选用效率较高的用能设备和系统,如热泵系统、蓄能系统和区域供热、供冷系统、碳感觉器设置新风量等,采用能源管理和监控系统监督,调控室内的舒适度、室内空气品质和能耗情况。建立耗能基准分析,耗能效能分类措施,后期的运营维护和管理培养相关人员的使用习惯等。(2)选用节能的电气产品,如节能电力变压器及各种节电元器件及节能灯具的利用,节能灯光源(如T5日光灯,LED灯),采用电子镇流器等,照明器具根据日照强度进行自动调节并具备调暗功能,楼道照明采用节能自熄式开关,分类电计量及无功率补偿。室外公共区域采用LED灯具,电梯采用高效电机,选用具有节能拖动及节能控制装置的产品,如VVVF发动机并具有休眠状态功能。(3)建筑智能技术,设置实现冷热源、输配系统、照明和电力等能耗单独分项计量的设施和能耗监测管理系统,智能室温调控系统、室内智能采光系统、阳光自动追踪系统等。

3.2.2 可再生能源的利用

(1)太阳能开发利用技术。太阳能主要利用方式有太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统。其中太阳能热水系统技术因节能显著应用广泛,太阳能与建筑一体化设计,结合屋顶集中设置太阳能热水集热板分户独立设置储水箱与其他辅助能源(电、其他燃料能等)组成分体热水系统,向住宅提供大部分生活热水。太阳能光电转化技术,利用太阳能组件将太阳能转变为电能,向住宅设备和家用电器提供生活电源并为庭院灯、公共空间提供照明用途等。(2)地热能开发利用技术。地热能利用方式有水源热泵和地源热泵技术,其中地源热泵技术能效比高,能同时给建筑物供冷、供热及生活热水。主要是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性,通过消耗电能,在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方,夏天把室内的余热转移到低位热源中,实现冬季采暖、夏季空调冷热源的高效节能设备,中国近些年浅层地热的应用,在二氧化碳减排方面取得不错效果,节省了大量的煤炭和电力资源。(3)风能发电技术。风力发电是风能开发利用的主要方式。该系统是将风能转化成电能的机械、电气、控制设备的组合,我国陆地风力发电设备主要分布在华北、东北、西北地区,这些地区风电场地形平坦,没有破坏性风速,近年来我国海上风能将成为风力发电产业发展的新领域,将成为未来风能发展的重点。(4)其他的能源的综合利用,如海洋能、核能、生物质能等可再生资源。

4 结论

我国高度重视节能减排工作,建筑节能工作的实施,对减少温室气体排放,发展低碳经济和保护生态环境起到至关重要的意义,国家也制定了相关的政策和法规来规范建筑节能工作。在现有资源和环境约束下,更新传统用能结构,综合开发和利用新能源,降低转化成本,提高能源使用效率,是未来新能源的发展方向,将进一步实现中国经济向可持续的发展的目标。

参考文献

[1]中国建筑节能网www.chinagb.net[OL].

[2]杨惠忠.建筑节能新技术研究与工程应用[M].北京.中国建筑工业出版社,2009.

[3]中国新能源网www.newenergy.com.cn[OL].

我国木薯茎秆资源的能源利用 篇11

摘 要 通过介绍生物质能源在我国的利用情况以及木薯茎秆的基本特性，探讨了生物质联产形式以及木薯茎杆的能源利用，并以实际数据对照分析其经济效益。结果表明，通过生物质联产方式能实现木薯茎秆的能源利用，保障联产系统高效能。

关键词 生物质能源；木薯茎秆；能源利用

中图分类号：S533 文献标志码：C 文章编号：1673-890X（2014）10--2

生物质能源主要是指以在土地上种植的能源植物作为能源生产的原材料。在世界物质能源缺口日益增大的国际化背景下，研究生物质能源利用方式可以在一定程度上缓解能源危机。木薯茎秆是一种优质的生物质能源，作为产热原料，可释放出大量的热能。有学者在以木薯秆热值开发的基点研究中，利用木薯秆厌氧发酵生产沼气，效果显著[1]。国外关于木薯茎杆的应用可以追溯到20世纪30年代，成熟的“木屑颗粒机”便是木薯茎秆的利用方式之一[2]。在我国南方地区如广西、海南等地，木薯被广泛种植。其凭借生命力强、成长快、易于繁殖等优势，已成为许多当地居民补充体内能量的主要来源。因此，对我国木薯茎秆资源的能源利用进行深入研究，具备明显的社会效益和重大的经济效益。

1 生物质能源在我国的利用情况

中国生物质能源的发展始于农村家用沼气，出现时间可以追溯到20世纪中期。沼气使用主要以秸秆为原材料进行生物质产热。这些年来，我国陆续施工了许多沼气工程。至2006年，有近4 000个大中型沼气池建成，每年有大约3亿m?的沼气生产能力，到2007年，有大约2 000万农户利用了沼气池，有近90亿m?的沼气年产量，这为约8 000万农民提供了便利[3]。

在生物质应用的过程中，人们开始关心哪些生物原料能产生较好的能效转化效果，而木薯茎杆开始吸引使用者和研究者的眼球。

2 木薯茎秆能源利用的特点

2.1 木薯茎杆燃料的特点

木薯茎杆燃料有高效应用价值。尽管它的平均热值略低于软木的燃料，但与埃及能源作物灰草相当，熔点也与灰草接近。高灰熔点体现着低风险的结渣。与传统玉米秸秆相比，木薯茎杆的灰分含量略高。

一般情况下，木薯茎杆和别的燃料的燃烧特性有很大的不同，其有较高的钾、钙含量与较低的硅含量[4]，这使它具备优质燃料的条件，但燃烧机理不同于其他生物燃料。在燃烧系统需要专门的工艺来减少氮氧化物，如常用的烟气净化工艺，或者采用无火焰燃烧方式等可有效降低氮氧化物的排放量。木薯茎杆燃烧有害物质的含量不是很高，但在一些地区也有出现含量高的情况，需要做进一步的处理。

2.2 原料堆放能改变其燃烧特性

木薯茎杆是一种很有前景的直燃燃料，具有较好的燃烧性能。木薯茎杆经过长久地堆积后，燃料特性会有改变。其中，发热量增加，使燃料的热特性增强，减少了氯与硫的含量，能够防止锅炉结渣[5]。但灰分会变得多，使温度有所下降，会增加结垢的几率，加大氮在尾气中的含量。木薯茎杆整株的叠加和捆绑的堆积密度为70 kg/m?左右，而茎条和粉末与茎条的堆积密度在120～140 kg/m?之间[6]。故木薯茎杆整株的叠加和捆绑的堆积密度要小于茎条和粉末与茎条的堆积密度，这说明的木薯茎杆的空隙率大，易于燃烧，其燃烧的热能转化率也高。堆放密度数据显示木薯茎杆燃烧效果优良，适合在产业链设计与生产管理中推广。

2.3 生物质能联产

国内学者[7]为对比以往的发电方法与生物质能联产方式，以木薯为原料，设计了木薯秆40万t（年消耗50%的水含量），生物质能联产、热电联产、单一发电的三种生产方式。在单一的方式中，许多能量损失在冷却塔的冷却与烟气中，燃料的能量转化比电能少很多。在热电联产里，使用的是低温加热装置代替，该装置使年发电量减少了许多。但每年采暖热得到大幅地增加，能源利用效率上升至90%，在生物质能联产里，锅炉内干物质含水量约为10%[8]。这种生产方式的效率可以通过加入蒸汽干燥或优化加热装置来提高。在此前提下，还能增加热负荷，这可能是一个木器厂、米面厂或别的类似工厂。每个工厂电耗小于30 W。这三种方式的年产量相比，产出最大的是生物质能联产方式。

2.4 木薯茎杆粉末燃烧特性

木薯茎杆可用作蒸汽干燥与蒸汽发电的颗粒材料，木薯秆粉燃烧被认为是最节省费用的。有效的功率调整与高性能的粉末燃烧过程与整合良好的功率调整能够证明上述说法。40 kg木薯秆在机械作用下被粉碎成粒径小于1 mm，并用专门的实验装置对木薯秆粉末燃烧进行了实验[8]。据测试，木薯秆氮含量很高，其燃烧时，烟气中一氧化碳含量少，表明燃料燃烧充分。其锅炉底灰松软，很容易将其从锅炉内清除，不会引起机械故障。飞灰的含量比别的生物质燃料要高，粉尘排放高，因此，未来安装的设备需考虑清洁，而干的烟尘，能够通过目前的过滤技术解决。燃烧的实验表明，在蒸汽锅炉冷却部分积累有大量的粉尘，这和木薯秆粉组成成分有联系，这些粉尘很软，易于被清理。

2.5 木薯茎杆压制颗粒性状及燃烧特性

通常木薯秆颗粒样品粉碎使用6 mm筛锤式粉碎机，采用生产能力300 kg/h的小环模压辊式颗粒制粒机压制木薯秆颗粒，把少量蒸汽经由专门设备加进磨碎的木薯秆里，并进行压模。木薯茎杆含水率是一个非常重要的参数，造粒过程中，木薯茎杆含水率确定在10%～15%之间[9]。

为了让住宅或其他小型燃烧装置也能够使用木薯杆颗粒燃料，专门用两种颗粒燃烧炉进行了试验。第一，燃烧炉装进低灰燃料后，在较短的燃烧时间内，燃烧器很快充满灰，与空气分开。第二，应用生物技术研制的高灰颗粒燃烧器，把木薯秆用两种家用颗粒燃烧炉燃烧，炉内温度高达千度以上，无明显结焦出现。两种燃烧炉只出现小渣颗粒，但易消碎，不坚硬。没有燃烧的颗粒被引入锅炉底部继续燃烧，在底部的空气相对较少。要使木薯秆颗粒燃烧充分，需从燃烧炉与木薯秆颗粒性质两方面来考虑改进。endprint

3 木薯茎杆作为生物质能源的经济效益分析

作为具有良好经济效益的生物质能源，木薯秆的成本低廉，带来的效益逐年上升。基于其他生物质原料价格分析和目前的木薯茎杆按成本为零的无用物来估计，其市场价为250元/t。在国内大部分地区，生物质能源价格=生产价格+政府补贴。国内大部分地区的商业用电价格为1元/（千瓦小时）其辅助能源消耗的功率较大，约为丹麦1倍。根据中国颗粒燃料市场现状与煤颗粒所替代的情况，假定800元/t的颗粒价格，再加上政府补贴，总额为900元/t[10]。大部分地区木薯秆颗粒与煤的热值相当，但热效率高出至少50%。除了各种生态效益，每年的维修成本大约为设备总金额的10%，而丹麦不到6%。一个生物质能联产厂的总费用大约为4亿元，8 000 h的年运营量，可生产16万t左右的固体颗粒，其总能效大于95%。

在制备颗粒燃料时，当达到近20%的年生产能力时，基本可保证成本。对于生物质能联产，当达到近40%的年生产能力时，投资回收期约为5～6年，会有一定收益。目前，在国内用颗粒燃料代替煤的情况比较少，但今后的燃料颗粒的发展空间很大。中国政府对此非常重视，并采取有效的办法来促进对其的利用，计划在2020年时，颗粒燃料要达到5千万t的年产量。随着一系列有利于可再生能源发展的税收措施的出台，颗粒燃料的价格一定会有所降低。

4 结语

木薯茎杆作为农副产品其可利用价值较高且具备良好的燃烧特性，是我国高质量的生物质能源之一。通过对国内外生物能联产的方式探讨，表明木薯茎杆在该领域的应用所能获得的总能效超过95%，具有可观的经济前景。

参考文献

[1]张庭婷.木薯秆处理厌氧发酵生产沼气的研究[D].广西大学，2009（6）.

[2]肖波，周英彪，李建芳.生物质能源经济技术[M].北京：化学工业出版社，2006：207-218.

[3]黄开秋.我国的木薯种植情况概述[J].广西农业科学，2012（1）.

[4]刘飞.浅析木薯秆应用的推广办法[J].河南农业，2011（5）.

[5]赵光辉.贵州木薯茎秆资源的能源利用[J].中国工程科学.2011（2）.

[6]刘平.木薯渣饲料资源化开发研究[J].养殖与饲料，2009（1）.

[7]陶光灿，谢光辉.广西木薯茎秆资源的能源利用[J].中国工程科学.2011（2）.

[8]廖新华主编.广西壮族自治区统计局编.广西统计年鉴[M].中国统计出版社，2009.

[9]郑萍.木薯秆国内应用的具体情况[J].江西农业学报，2011（7）.

[10]薛忠，郭向明，黄正明，等.木薯茎秆机械力学特性试验研究[J].中国农机化学报，2014（1）.

杜蒙县农村能源利用与发展探析 篇12

1 杜蒙县农村能源利用的基本现状

近年来,在县委、县政府的高度重视和正确领导下,农村新能源工作坚持“因地制宜、多能互补、综合利用、讲求效益”的原则,紧紧围绕农业和农村经济发展的中心工作,坚持能源工作与农业结构调整相结合、与农转牧战略相结合,以沼气工程建设和秸秆能源化利用为突破口,从试点示范入手,引进试验示范推广了以沼气为纽带的各类先进能源生态模式,狠抓技术培训和建设质量,积极推进沼气国债项目的实施,加大了各类农村能源技术的开发利用力度,通过农村能源建设,全县农村用能结构得到了一定的改善,能源利用率有了一定的提高,新能源和可再生能源规模利用的地区生态环境明显好转,为全县农业的可持续发展探索了一条新路。

1.1 农村能源建设规划初具规模,发展重点进一步明确

按照开发与节约并举的方针,根据资源实际,紧紧围绕生态家园、富民工程等项目的内容,搞好全县农村能源发展规划,明确重点建设项目。全县规划重点建设五大工程。

1.1.1 实施沼气工程

结合全县畜牧业主导产业和绿色食品产业发展的需要,实施大中小型沼气工程、户用沼气池为主的沼气工程技术。

1.1.2 实施太阳能利用工程

在全县农村重点推广高效节能日光温室、阳光塑料大棚、太阳能热水器、太阳房、保温畜禽舍等太阳能利用技术。

1.1.3 实施农村减烧工程

主要在一心乡、巴彦查干乡等燃料紧张的乡(镇)推广以节能炕灶、节能炉为主的减烧工程技术。

1.1.4 实施风能利用工程

根据杜蒙县巴彦查干乡、胡吉吐莫镇风能资源比较丰富,农民居住分散的实际,推广风力发电、风力提水技术为主的风能利用技术。

1.1.5 实施秸秆能源化利用工程

结合农村小城镇建设、推进畜牧业发展和提高农民生活水平,改善生态环境,推广秸秆利用为主的秸秆固化技术。

1.2 农村能源建设取得较快进展

1.2.1 农村沼气工程建设取得了新突破

截止2010年12月,全县累计投资建设完成户用沼气池2 207座,100 m3中小型沼气工程11座,1 000m3大型沼气工程1处。沼气综合利用户数达3 000多户。建设沼气乡村服务网点17个。年处理粪便量达7.5万t、产气150万m3。同时,通过建设各种类型的沼气池还拉动了种植业、促进了养殖业,使农业生产生活中的废弃物得到了有效利用,净化了生态环境。沼气“四省、三增、两减少、一净化”的综合效应,得以充分显现。农村沼气建设也突破了传统的燃料范畴,与改圈、改厕、改厨、改院结合,实现了农村用能清洁化、庭院经济高效化、农业生产无害化。

1.2.2 秸秆能源化利用得到进一步完善

据统计,全县秸秆生产总量约为67.3t,根茬13.3t。截止目前杜蒙县农作物秸秆利用率达96%。主要途径一是用作牛、羊等家畜饲料,占秸秆总量的56.7%;二是用作燃料,占农作物秸秆总量的32.8%左右;三是用作肥料,主要用于秸秆直接还田等,约占秸秆总量的6.2%;四是堆弃,约500t,根茬13.3t,其中12.1t粉碎还田。近年来,加大实施秸秆能源化利用项目力度,新建巴彦查干乡王府新村、腰新乡中心村、烟筒屯镇当奈村秸秆固化厂3处,使秸秆固化燃料的年生产能力达到8万t以上,可为当地农户带来直接经济收入300万元,进一步提高了秸秆能源化利用的生产能力。1.2.3节能设施建设成果显著截止目前,全县累计建设省柴灶2 000个、节能炕500铺、节能炉650个、燃池200个,这些节能设施的兴建,对节约能源起到了较大作用。

1.2.4 风能利用范围进一步拓宽

全县小型风力发电机3台,装机总量近千瓦,解决了部分牲畜饮水和鱼池补水问题,使边远地区用电用水矛盾得到缓解。

1.2.5 农村新能源小区建设开始起步

全县共建设各类农村能源生态模式小区2处,广泛应用了20多项农村能源实用技术,合理配置了生产生活设施,做到了科技、能源、生态三结合,能流物流良性循环,实现了资源的深度开发和综合利用,为在全县推广应用农村能源技术起到了示范作用。

1.3 农村能源队伍建设进一步加强,服务体系进一步完善

1.3.1 建设了一支一流的管理队伍和过硬的技术人员队伍

在县乡村三级配备了注重选用能干事、干实事的干部;通过积极参加省市举办的各类技术骨干培训班,聘请有关专家开展讲座,提高队伍的理论水平。目前,全县持国家专业技术证书的施工人员达150人。通过建设高素质的管理和技术人员队伍,为今后农村能源建设和完成好国家项目奠定了基础。

1.3.2 初步建立了服务网络

以县政府服务中心为依托,乡村两级服务为骨干,沼气示范户为基础,建立城乡联动,上下贯通的综合服务体系,实现了沼气技术直接入户。而且还在县农业12316信息服务中心设立了农村能源服务热线,由县农村能源办负责接听咨询电话,保证第一时间解答用户的难题。

1.4 农村能源管理制度进一步健全

1.4.1 建立招投标制度

对于国家和省下达的农村能源项目严格进行公开招投标,保证规范运作和资金封闭运行。

1.4.2 建立质量管理责任制

在质量管理上县乡与承建单位及农户逐级签订质量管理承包合同,多级联动,明确责任,加强质量管理。

1.4.3 建立跟踪检查验收制度

县能源办定期和不定期地深入项目实施乡、镇、村进行实地检查,发现问题,及时提出整改建议,确保工程质量。

1.4.4 建立安全运行制度

各项目实施村都根据自身的实际,建立了秸秆固化、户用灶具、沼气池等设备、设施的安全运行制度。

2 杜蒙县农村能源利用存在的主要问题

虽然杜蒙县农村能源利用率有所提高,用能结构进一步优化,但仍存在许多问题,首先是认识问题,对农村能源的重要性和迫切性认识不够,资源意识、节能意识不足,个别群众等、靠、要思想严重;二是政策问题,鼓励和扶持农村能源发展的相应政策力度不大;三是资金问题,对农村能源开发和推广的投入少,特别是农民投入能力严重不足;四是发展不平衡,乡、镇间差距大,项目发展不协调,优势没有充分发挥。五是产业薄弱,农村能源商品化程度低,科技含量和建设档次不高。农村能源产业化程度低,市场发育不成熟。

3 杜蒙县农村能源发展的主要模式

按照统筹城乡经济社会发展和全面建设小康社会的总体要求,牢固树立科学发展观,坚持“因地制宜、多能互补、综合利用、讲求效益”和“开发与节约并举”的农村能源建设方针,进一步优化农村用能结构,积极推进农村能源利用的燃气化、清洁化、高效化、产业化进程,以建设成能源高效利用、人民殷实富裕、庭院清洁优美的生态家园。力争到2015年,全县沼气普及率达到30%以上;太阳能畜禽舍等节能设施发展规模位居全省前列;太阳房、省柴节煤炕连灶的普及率分别达到70%和90%;争取达到生态家园示范县标准。为此,结合农村能源建设的多年实践和发展实际,从成熟性、适用性、可行性和实效性等方面综合研究,以下6种模式可作为今后的主要推广模式。

3.1 生态家园模式

以沼气为纽带,以农户为单元,综合运用日光节能温室、太阳能畜禽舍、沼气池、燃池、太阳房、省柴节能炕连灶等技术,与农村改房、改厨、改厕、改圈、改炕灶、改庭院等相结合,形成农户生产良性循环,有效治理养殖污染,改善农村人居环境和生活质量,同时促进发展无公害农产品生产,综合效益明显。适用于养殖业发达的新农村建设中心村。

3.2 大中型沼气工程模式

推广厌氧发酵技术,利用沼气技术使畜禽排泄物处理资源化、减量化和无害化。在获取沼气高品位能源的同时,生产高效有机肥,促进生态农业建设和绿色食品产业发展,有效控制畜禽粪便污染空气和水资源,改善村屯和养殖企业周边环境。适用于集约化养殖场、养殖专业化村。

3.3 生物质固化燃料模式

将秸秆压缩成高密度块状,便于储运,单位体积燃烧值可提高10倍,热值与中等质量煤接近,适用于火炉、锅炉使用,比普通秸秆作燃料利用率提高50%。挥发物有害成份减少,环境污染少。将秸秆压缩砌块存放,整洁卫生。并可减少火灾隐患。适用于秸秆、薪柴等生物质能丰富的县区。

3.4 秸秆气化模式

以秸秆为原料,以村屯为单位,采用秸秆气化技术,集中生产秸秆燃气,用管网分户输送,供应农户做饭、采暖。适用于城镇郊区、居住密度大的村屯。

3.5 农业节能设施模式

开发利用太阳能、生物质能、燃池供暖和节能建材、节能煤炉具等新技术、新产品,发展太阳能畜禽舍、日光节能温室、草砖草板复合墙体建筑等节能设施农业,推广节能烤烟房和农村“三坊”(粉坊、油坊、豆腐坊)节能改造技术,通过围护结构保温和用能设备改造方式减少常规能源消耗,降低生产生活成本。

3.6 太阳能利用模式

通过太阳房、太阳能热水器技术,配套室内改厕、改浴室,减少农村住宅冬季耗能,改善生活环境和质量。推广阳光大棚、地膜覆盖技术,抢积温,促粮食高产。推广太阳能光电池、太阳能路灯等光电利用技术以及太阳能和建筑一体化等技术,开辟农村能源应用新领域。适合于新建农村小区、村屯集中整治地区。

4 加快发展杜蒙县农村新能源的建议

4.1 从战略高度抓好农村能源建设的发展规划

要在已有规划基础上,结合杜蒙县实际,站在落实科学发展观,推动全市经济、社会协调发展,推进新农村建设,建设资源节约型、环境友好型社会,建设畜牧强县和生态名县的战略高度,重视加强农村能源建设,科学规划。

4.2 明确发展定位以争取省和国家政策支持

杜蒙县位于高寒地区,是全省唯一的少数民族自治县,又是国家扶贫开发重点县。由此形成了农村能源建设的发展特点和技术特色,杜蒙县的农村能源综合利用模式为高寒地区农村能源开发应用提供了样板,并与发展生态经济、循环经济相结合,要重点抓好主推模式的试点示范和普及推广工作,以赢得省和国家更大力度的政策支持。

4.3 强化对农村能源建设的组织领导

强化县农村能源工作领导小组职能,研究解决相关重大问题。建立健全目标责任制,研究建立评价农村能源建设的统计指标体系,将农村能源建设情况纳入新农村建设和节能降耗等工作目标体系。使之真正履行组织安排、统筹规划、综合协调、依法推进的职能。

4.4 加快农村能源新技术开发应用和装备研发制造

把能源技术开发和产品开发,纳入科技兴农的总体格局,开发适合杜蒙县自然和资源条件的新型农村能源技术和产品,组织开展重点关键技术攻关,降低建设和应用成本,降低推广和普及难度。进一步加强研究开发新的技术组装模式,加强能源应用配套装置的开发,加强能源链延伸领域的应用技术开发和推广。引导和支持企业加大农村能源装备的研发力度,特别是秸秆、稻壳等生物质致密成型设备以及风力发电、太阳能利用装置的研发制造,提高产品水平,增强制造能力。

4.5 加强农村能源建设的服务和管理

对农村能源设施的建设、使用管理提供全程全方位的技术指导、培训等服务。要针对农民需求强化专项服务。加强能源开发过程的质量管理和安全管理,加强计划、财政、农业、畜牧、环保、建设、土地等涉及农村能源建设部门的协调与整合,提高管理的效力效能。加大依法管理力度,依法推广农村能源技术。

4.6 建立公益化、市场化、社会化并行的农村能源建设投入机制

建立稳定的财政投入机制,县财政设立农村能源专项资金并纳入预算,并按比例逐年递增,满足项目建设的资金需求。建立多元化投入机制。建立农村能源项目以奖代投、贷款贴息、免费培训等鼓励机制,引导农民逐步成为农村能源建设的投资主体。发挥市场机制作用,支持有条件的地区和企业引进有实力的投资者建设生物质发电和风力发电等一次性投入较大的项目,鼓励和支持社会各界进入农村能源建设领域。建立支农资金统筹使用机制。农村水、电、路、房等方面建设和改造资金,应与能源建设资金的使用统筹考虑,在规划和项目上力争衔接,发挥整体效益。

4.7 完善支持农村能源建设的政策体系

制定完善扶持政策,鼓励利用农村能源技术处理有机废弃物,控制农业生产、农村生活过程中对农村和农业环境的污染;鼓励使用大中型沼气工程等生物处理技术,对畜牧养殖业和农产品加工业产生废弃物进行处理,实现达标排放;鼓励开展秸秆固化、发电等综合利用工作,禁止露天焚烧农作物秸秆;对大中型沼气工程和秸秆固化、发电和还田等综合利用示范项目,应给予一定补贴,简化审批手续;适当减免土地、消防审批、规划、地震评估、环境测评等管理费用,对秸秆固化项目用电价格按不高于农村农民用电价收取;对开展农村能源项目建设的农户优先安排金融贷款,财政给予贴息;对从事农村能源生产的企业,其资质由农村能源管理部门审批,在税收上给予优惠,推动产业化发展。

参考文献

[1]王效华,冯祯民.农村能源可持续发展评价方法与实证[J].农业工程学报,2002(2):84-86.

[2]王革华,贺亮,邓可蕴.中国农村地区可持续发展能源战略研究(IV)建立我国农村可持续发展能源战略的政策措施及发展模式[J].农业工程学报,1998(4):19-21.

[3]翟辅东.我国农村能源发展方针调整问题探讨[J].自然资源学报,2003(1):81-86.

[4]陈百明,张正峰,陈安宁.农作物秸秆气化利用技术与商业化经营案例分析[J].农业工程学报,2005(10):124-128.

[5]曾晶,张卫兵.我国农村能源问题研究[J].贵州大学学报(社会科版),2005(3):105-108.