时间:2024-01-17 14:40:03
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇新能源前景范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
中图分类号:F426.471
1汽车与环境
中国汽车工业协会2010年公布2009年中国汽车产销统计,中国以300多万辆的优势,首次超越美国,成为世界汽车产销第一大国,比原先预计的提前了5至6年。中国成为全球主要的汽车消费市场。2009年初中国出台和实施了一系列促进汽车消费的政策,刺激了国内汽车市场的快速复苏并呈现出较快的发展势头。在所有出台的政策中,1.6升及以下乘用车购置税减半政策影响最大,2009年该类车型销售为719.55万辆,同比增长71%,增长贡献度70%。汽车工业的蓬勃发展在大大提高国民生活水平的同时,也带来了不可忽视的环境污染的问题。科学分析表明,汽车尾气中含有上百种不同的化合物,其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。一辆轿车一年排出的有害废气比自身重量大3倍。英国空气洁净和环境保护协会曾发表研究报告称,与交通事故遇难者相比,英国每年死于空气污染的人要多出10倍。
2.汽车新能源的发展优势
2.1技术支持――国标立项中汽研目前正在研制单独的电动汽车碰撞标准,先进行正碰标准研究。在此基础上完善侧碰和后碰等相关研究,电动汽车的安全标准预计将在2年内完成。电动汽车存在高能量动力电池的潜在危险,电压、大电流的回路对乘员的潜在危害和车辆发生碰撞时的危险状况,而目前国内电动汽车安全标准的具体条款过于简单、宏观,可操作性差,且仅局限于正面碰撞的要求。据了解,国内正在做单独的电动汽车碰撞标准工作,现已经完成了国标立项,并完成了对几十辆电动汽车的碰撞试验。碰撞试验将为电动汽车的安全标准提供更多数据支持,目前,电动汽车的安全标准正在修订,尤其针对电池技术方面增加了很多内容。
2.2政策支持――新能源补贴
据汽车行业上市公司年报显示,去年汽车行业分化明显。乘用车方面,长城、吉利等汽车公司受益于出口市场的增长,利润增长明显,而一汽轿车、长安汽车等国有企业集团仍然未显现市场活力。商用车市场,大中型客车表现较稳定,校车、新能源车等受政策利好,市场进一步增长;而重卡行业虽然降幅收窄,但是回暖迹象并不明显。进入2013年,随着城镇化建设的推进和新兴细分市场的快速增长,客车企业将在校车、新能源公交车及公路客车等细分领域迎来较大幅度增长。同时,随着国家在混合动力公交车领域示范推广范围的扩大,新能源客车有望在政府的补贴扶持下进一步被市场接受。一份来自电动车领域的 《2012年中国新能源客车消费报告》显示,受益于政策影响2012年新能源客车销量超过4800辆,其中包括宇通、中通客车等客车企业,都从快速爆发的市场中抢得不少红利。
不仅如此,随着国家对新能源客车示范推广范围的扩大,新能源客车有望在政府的补贴扶持下进一步被市场接受。从目前来看,新能源(含混合动力)客车在技术上已经渐趋成熟,而在市场保有量上也开始出现规模化效应,国家的政策导向性越明确,政府采购的新能源客车项目会越多,推广起来也会越来越容易。
3.新能源汽车的发展前景
3.1发展新能源汽车是一项综合性的系统工程,它应该以政府的政策为先导企业、环保、公安、城建协调。在行动上应该从建站投资开始,只有从建站开始才能推动改装,才能形成良性循环。政府要尽快制定清洁燃料汽车产业发展政策。配套管理机制、按照市场经济的规律运作,鼓励社会力量投资改车、建站、加快清洁燃料汽车的推广。发展清洁燃料汽车,既有利于减少大气污染,又是一个新的经济增长点,可以带动一大批相关企业的发展。对于清洁燃料汽车的产业发展,应借鉴国外先进经验,让其按照市经济的规律运作。由政府颁布一系列产业发展政策(包括投资贷款、税收、排污费减免等优惠政策)。引导、鼓励社会力量改车、建站,同时政府还要建立起一套完整的管理机制。
3.2要加强产、学、研结合,引进国外产品和独立开发相结合,不能仅仅把燃气装置作为一种简单的改装产品和简单的商业行为,要将市场改装和汽车制造厂开发相结合,并逐渐由市场改装转向生产厂定型生产。
3.3加强技术监督,制订有关标准。特别是对燃料要有严格的监督检验措施和标准,应指定有关部门实行定期检验制度确保清洁燃料的质量。制订改装标准,特别是随着电喷车的改装需修订和补充原改装标准,对改装车实行更严格的排放标准。
经济全球化带来的是能源的紧缺。随着世界经济和社会的迅速发展,人类对能源的需求量急剧增加,可以说人类从来没有像现在这样对能源有这么大的依靠度。常规能源价格节节攀升,使新能源成为世界关注的焦点,出于战略的考虑,各国会越来越重视新能源行业的发展,无论从政策还是资金上都会加大对其的扶持力度。可以预见的是,依赖科技的发展,太阳能、风能等替代能源和新能源行业将获得良好发展机遇。
1、新型能源的利弊分析
1.1 核能
在新能源开发中比较现实的是核能,它将逐渐发展成为新世纪的一种重要能源。我们可以预测在不久的将来,核聚变能可能成为核能新秀。利用核裂变,人们已经通过反应堆加以人工控制,实现了原子能发电。要使核聚变释放出的巨大的能量转变为电能,即实现核聚变发电。也必须对核聚变实行人工控制,使其按照人们的需要有的序地进行,这就是受控核聚变。核能发电具有很多优点:不会造成空气污染,不会加重温室效应,核能发电所需要的原料铀储量丰富提炼成本低。但同时也存在问题:资源利用率低,核废料成为危害生物圈的潜在因素,处理技术不完善,核电建设投资费用大,风险较高
1.2 风能
风能未来将会取得非常迅速的发展,全球风能产业的前景相当乐观,各国政府不断出台的可再生能源鼓励政策,将为该产业未来几年的迅速发展提供巨大动力。风能具有可再生、永不枯竭、无污染等特点,综合社会效益高。但尽管在理想条件下,虽然风能利用的成本比较低,但仍高于化石燃料,风能受地形、气候、风力的变化影响较大,连续性较差,转换效率较低,技术还不够成熟。所以风能的发展也值得期待。
1.3 水能
水能是一种可再生能源,是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源;狭义的水能资源指河流的水能资源。水能资源最显著的特点是可再生、无污染,它是常规能源。开发水能对江河的综合治理和综合利用具有积极作用,对促进国民经济发展,改善能源消费结构,缓解由于消耗煤炭、石油资源所带来的环境污染有重要意义,因此世界各国都把开发水能放在能源发展战略的优先地位。人们目前最易开发和利用的比较成熟的水能也是河流能源。水能主要用于水力发电,其优点是成本低、可连续再生、无污染。缺点是分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制大。
1.4 氢能
氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,越来越多的国家开始将开发氢能列为重要的新能源项目,开发高效率、低成本生产氢的工艺。氢能被认为具有长期利用的潜力,具有高温高能,热能集中,可再生,来源广泛,应用范围广的刚有点,但也存在几个问题。首先,氢不是一种能源来源,在自然界不能自由存在;氢必须从石油、天然气或水等其它物质中分离出来,成本比较昂贵;氢的分离也要消耗能量,从水中分离氢则能耗更高;与等量的石油相比,氢的热值也较低。第三,氢既不容易储存,也没有相关设施来生产、运输和销售氢燃料。氢燃料利用各环节的安全性也值得关注。
2、能源技术发展状况及市场分析
新能源和可再生能源是一类新兴技术,其产品也具有新技术产品特点,即技术上处于不同发展阶段,商品化程度不高,市场发育不成熟,大多数产品未形成规范的市场与价格体系。
目前,一些技术如太阳热水器、地热采暖等,已较成熟并具有获利能力和相应的市场,形成了初步的产业基础。
2.1 太阳能热利用
太阳热水器是太阳能热利用产业发展的主要内容之一。太阳热水器经过近二十年的研究和开发,其技术已趋成熟,是目前我国新能源和可再生能源行业中最具发展潜力的产品之一。太阳热水器使用范围也将逐步由提供生活用热水向商业用和工农业生产用热水方向发展。太阳能热利用与建筑一体化技术的发展使得太阳能热水供应、空调、采暖工程成本逐渐降低,也将是太阳热水器潜在的巨大市场。
2.2 太阳光电转换技术
太阳光电转换技术中太阳电池的生产和光伏发电系统的应用水平不断提高。在我国已能商品化生产的单晶硅、非晶硅太阳电池的效率分别为12~13%和4~6%,多晶硅太阳电池也有少量的中试生产,效率为10~12%。目前,太阳电池已经不再局限于作为小功率电源使用,已扩展到通信、交通、石油、农村电气化以及民用等各个不同的应用领域,每年的市场增长率高于20%。预计到2015年,估计生产成本将下降50%,从而为太阳光伏发电系统大规模应用创造良好的市场前景。
2.3 并网风电技术
1、新能源及新能源汽车的概念
新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》已于2009年7月1日正式实施,《规则》强调说明:新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等各类别产品。
2、新能源汽车的分类
混合动力汽车:混合动力是指那些采用传统燃料的,同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同,主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。
纯电动汽车:电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车,大部分车辆直接采用电机驱动,有一部分车辆把电动机装在发动机舱内,也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子,其难点在于电力储存技术。
燃料电池汽车:燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料,通过化学反应产生电流,依靠电机驱动的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用,而不是经过燃烧,直接变成电能或的。
氢动力汽车:氢动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具,排放出的是纯净水,其具有无污染,零排放,储量丰富等优势,因此,氢动力汽车是传统汽车最理想的替代方案。与传统动力汽车相比,氢动力汽车成本至少高出20%。
天然气和液化石油气汽车:燃气成分单一、纯度较高、能与空气均匀混合并燃烧完全,CO 和微粒的排放量较低,发动机在低温时的启动和运转性能较好。其缺点是其运输性能比液体燃料差、发动机的容积效率低、着火延迟较长及动力性有所降低。
甲醇汽车:用甲醇代替石油燃料的汽车
3、如何让新能源汽车发挥最大作用
3.1提高效率
汽柴油内燃机热效率小于30%,如果算上机械效率以及其他的能量传递损失,则总效率仅占燃料放出热能的15%左右。毫无疑问,如果能够提高热机的效率,则可在一定程度上缓解石油危机。
3.2大力发展新技术
新能源汽车技术不新能源汽车技术不新能源汽车技术不新能源汽车技术不够成熟够成熟够成熟够成熟 专家分析,使用新能源汽车好处很多,在节能,节约使用成本,简单方便上都有很大的好处,但专家分析,虽然电动汽车舒适、干净、噪声小,但蓄电池动力需要从技术上解决开发出有足够能量的电池:而氢能源汽车需要解决降低生产成本、储存及运输等难题。另一个是安全性问题,电动汽车有一个几百伏的车载电源,一旦发生碰撞,可能导致人触电而死亡。到现在为止还看不到世界各国有解决这些问题的技术和方案,哪怕是备选的方案都看不到。业内人士认为,对中国汽车工业来说,虽然新能源和节油是必然趋势,但是需要长期的过程,一是技术研发和适用的过程;二是成本的控制和生产应用过程。可见,解决当前新能源汽车的技术问题至关重要。
3.3促使新能源汽车产业化规模
2007年底,东风本田进口的混合动力车思域(Civic)正式在旗下6 4 家中国特约店上市;2008年1月22日,上海通用宣布君威混合动力车正式投放中国市场。一时间,中国这个汽车大国,似乎不约而同地把目光聚焦在了新能源汽车领域。但业内人士指出,令人遗憾的是,不管是混合动力的先驱日本丰田还是本田,皆还未在中国取得真正意义上的成功。据知情人士透露,厂商还是在试水混合动力的阶段,全年的目标只有几百辆左右。而更大的挫败者是丰田。早在2005年12月,世界首款批量生产的混合动力轿车― ― 丰田普锐斯就 正式在国内上市销售。然而,这一车型在中国汽车市场的销售状况一直令人尴尬。由混合动力开始的这一幕新能源车大戏,何时才能出现? 这成了所有人心中的问号。在日前举行的2009中国绿色能源汽车发展高峰论坛上获悉,2010年北京市新能源汽车产销规模将达到1 万辆,何时形成新能源汽车产业规模化还需不断努力。
4、新能源汽车发展的意义
新能源的开发早已引起了全球汽车厂的注意,20 世纪末以来,世界各大汽车公司以及国内各大科研机构和高等院校纷纷致力于开发清洁节能汽车,使新能源汽车获得了长足发展。我国发展新能源汽车对整个中国汽车业的发展意义重大,体现在如下2 个方面:
1)新能源汽车可使我国实现从汽车大国到汽车强国的转变。
虽然当前世界各主要发达国家和有关汽车公司均在加紧研发此种新型汽车技术并取得长足进展,但总体而言,我国仍基本上与之处在同一个起跑线上,差距不过只有3―5 年,并不像传统内燃机技术一样存在20 年的巨大差距。在商用化和产业化方面更是如此,某些方面我们还有一定优势。
2)新能源汽车可继续开辟我国的汽车市场。
我国的汽车产业刚刚发展起来,汽车普及率低,因而在汽车动力系统发展战略选择上有更大的自由度,在新能源汽车研发和产业化方面具有比较优势,推广应用新能源汽车的阻力也会小得多。
结束语
在全球汽车交通能源面临重大挑战的21世纪,我国汽车工业唯有坚持节能降耗和开发新能源并举的双重战略举措:一方面发展节能汽车,以解决现阶段产 业发展、能源安全和节能环保问题;另一方面大力发展新能源汽车,实现车用能源多元化,才能促进汽车工业的可持续发展,保障我国汽车工业逐步走向世界 前沿。
参考文献:
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.062
当前,由于不可再生资源递减的速度在逐渐加快,人们开始高度重视新能源的利用。传统的汽车运行主要依赖于石油,因此,新能源汽车是在此环境下所产生的。新能源汽车的出现是符合人类生存规律的,它实现了用可再生资源替代不可再生资源的愿望。
1 新能源汽车的现状
1.1 电动汽车
1.1.1 纯电动汽车
什么是纯电动汽车?是指用电能替代燃油汽车,先通过蓄电池积蓄电能,再通过电能驱动轮轴,最后汽车可以被驱动。无论是在操作上还是外观上,纯电动汽车与传统燃油汽车相比并没有什么不同之处,然而在驱动以及动力方面却有所不同。电能属于可再生的能源,对环境的污染较小,噪音也不是很大,在汽车制造业,它属于一种比较重要的对能源进行提供的方式,由于纯电动汽只依赖动力驱动系统来驱动汽车,因此,汽车的结构并不是很复杂,发生故障的机率也不大,使用起来非常方便。尽管纯电动汽车具备许多优点,但是尚未在城市中普及,同时也不具备完全取替传统燃油汽车的条件。现阶段,纯电动汽车的电能来源主要来自于电池,然而电池的蓄电能力并不是很强,由此可见,要想使纯电动汽车实现普及,必须使电池提供电能的技术得到提高[1]。
1.1.2 混合动力汽车
由于纯电动汽车在提供电能方面还有很多缺陷,因此,只有在短途、电能消耗不高以及动力驱动要求较低的环境下才能使用。由于电池的蓄电能力并不是很强,电能耗尽以后,需要将电池进行充电,然而短时间内是无法完成充电的,这种情况也制约了纯电动汽车的普及。基于以上情况,混合动力汽车由此问世了,这种汽车的出现把纯电动汽车中的电能问题以及驱动问题得到了解决。混合动力汽车包括两种驱动系统,一种是传统的发动机驱动,另外一种是电力驱动,混合动力汽车重改了燃油系统以后,经济性得到了相当大的提高,同时排放量也被缩小了。这两种驱动系统既可以在同一时间进行工作又可以独立工作,经济性的有效提高以及排放量的减少都是通过这两种驱动系统进行同时工作而实现的。这两种驱动系统与中枢控制系统相结合,经过协调以后,并且结合传统燃油汽车以及纯电动汽车的优势,填补了两种汽车存在的缺陷,由此可见,混合动力汽车具有很大的发展空间。
1.2 氢燃料电池车
在目前的社会环境中有很多污染源,尤其是汽车尾气,其对人们的生活环境产生了严重的污染,然而仅仅依靠现有的技术还不能有效的解决大气污染问题。前美国总统在国会上曾呼吁要把汽车尾气污染以及依靠石油的问题得到解决,因此,解决这种问题的方法就是使用新能源汽车。所谓的新能源指的是氢燃料电池。这种车对发动机的要求并不高,因此不会产生较大的能量损失,用它来代替传统的燃料资源是非常符合条件的。氢燃料电池车驱动轮轴时同样依赖电动驱动,电动机所产生的动力是通过氢气与其它物质发生化学反应最终产生的电流而产生的。反应的过程是相当复杂的,然而产生的热量并不是很大,无任何污染源,能量的转换率也不是很低,因此,其起到的环保作用比较强。
1.3 太阳能电动汽车
人类最早从大自然当中获取的能量就是太阳能和风能。由于这两种能量的来源比较充足,使用起来又很方便,而且又属于无限资源,因此,很早以前,人们就开始逐渐研究在汽车上使用太阳能来提供驱动力,当前,所有的新能源汽车当中,太阳能汽车的被利用价值应该是最高的,并且也具有^好的发展前景。利用太阳能来驱动汽车,不存在尾气排放的问题,因此,能够有效解决汽车尾气对环境产生污染的问题。相比较而言,太阳能汽车是不需要能源成本的,并且利用率非常高,然而传统汽车的能量利用率却很低,因此,太阳能汽车应该属于新能源汽车当中的重点发展对象。
2 我国新能源汽车的市场发展现状
相比之下,我国的汽车制造业远远不及西方国家,因此,汽车制造技术也没有西方国家先进。然而我国人口的数量较多,具有很大的市场潜力,随着我国经济的飞速发展,汽车的销量也在猛增。
在我国的汽车产量以及销量增加的同时,也出现了很多问题,比方说环境污染以及能源短缺等。因此,新能源汽车开始越来越被受重视,现阶段,我国的新能源汽车主要包括纯a电动汽车与混合动力汽车,但是由于受到技术和市场因素的影响,新能源汽车尚处在起步阶段,当前,我国新能源汽车市场销售中,混合电动车所占的比重是相当大的。
3 新能源汽车的应用前景
我国相关的汽车规划中曾指出新能源汽车的发展是分步进行的,逐渐降低传统燃料汽车的生产量以及销量,短时间内,利用混合动力汽车来带动其它新能源汽车的发展,把发展混合动力汽车作为代替传统汽车的过渡阶段,把长远的发展目标放在纯电动汽车上面。截止到目前,我国所使用的新能源汽车主要包括混合电动汽车、纯电动汽车以及天然气能源汽车。
新能源汽车对资金和技术的要求都很高,单纯依靠一家汽车制造企业是很难实现目标的,由于我国汽车制造企业比较多,并且都有自身独特的生产方式和销售模式,因此,要想形成一定的产业规模是很难的,除此之外,企业之间还存在激烈的竞争以及地方保护等情况,我国尽管做过产业调整,但是也无法与国外的汽车产业相抗衡。如果汽车生产商只生产自己品牌的新能源汽车,在技术上是很难达到统一的,同时发展步伐也不可能一致,国内的汽车品牌在生产新能源汽车方面的核心技术尚未成熟,它们通常都采用与国外知名汽车品牌进行合作的方式来生产和销售,由此可见,新能源汽车的发展是存在一定困难的。还有一点需要补充的是,我国为了大力发展新能源汽车,给予汽车生产商较多的补贴,因此,有些汽车生产商也是为了拿到国家补贴才对新能源汽车进行研发和销售的。
4 结束语
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.066
1 前言
工业的发展,带来了环境恶化和能源危机,节能减排成为世界各国需要共同面对的难题。汽车产业是国民经济发展的支柱产业,但是碳排放给环境带来了沉重的负担,因此,研究汽车的节能减排才能促进人与自然的和谐相处。
科技在不断进步,人类也没有停止新能源汽车的研究步伐。通过改进发动机技术,氢燃料发动机、酒精发动机、甲醇发动机问世;通过改进汽车的动力系统,燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车技术逐渐成熟。
国外对新能源汽车的研发起步早,发展较为成熟,通过相关法律政策为新能源汽车的发展保驾护航,通过减税免税措施来刺激消费市场。我国新能源汽车产业起步较晚,在技术研发、基础配套设施建设、消费市场规模等方面与国外还有较大差距,对关键技术的研发和主要性能的优化是今后新能源汽车技术发展的重点。
2 新能源汽车发展现状
2.1 国外发展现状
欧美发达国家高度重视新能源汽车产业发展,通过汽车技术变革、产业升级和政策扶持来促进新能源汽车发展。英国推动“低碳汽车项目”,法国投入巨资研发新能源汽车,德国和日本也制定优惠政策扶持新能源产业的发展……各国都在竭力发展新能源汽车工业希望在全球汽车工业竞争中占据有利地位。
掌握核心科技才是新能源汽车发展的动力,因此,各国的技术研发工作不断取得新的进展。混合动力系统的应用主要是在北美国家,而欧洲国家大力推动插电式混合动力系统的应用,日本对混合动力客车的研究也走在世界的前列。
从新能源汽车的销售量来看,美国是第一销售大国,插电式混动汽车和纯电动汽车各占半壁江山,混合动力轿车在日本有广阔的销售空间,纯电动汽车的年销量维持在3万辆左右。欧洲各大汽车制造商都致力于插电式混合动力车型的研究,使得欧洲兴起插电式混合动力轿车热潮。
2.2 国内发展现状
在上世纪八十年代,我国新能源汽车的研究主要是压缩天然气、甲醇、液化石油气等。90年代末期,我国提出了“清洁汽车行动”,清洁燃料发展计划也制定并实施。
在“十五”期间,我国加快了新能源汽车的研究步伐,研制成功的燃料电池轿车和燃料电池客车和混合动力汽车,对纯电动轿车和客车的研究也取得了新的进展,并通过国家相关部门的认证试验。
2004年,各大汽车制造商集中力量攻关“生物燃料技术开发”项目,纷纷制定新能源汽车的发展战略,并逐渐步入大规模生产模式,东风纯电动小巴取得销售佳绩,“超越3号”的问世也为我国新能源汽车的发展注入了新的活力。
2007年12月,我国自主开发的第一款混合动力汽车问世,由长安汽车研发的杰勋HEV开始批量生产。2008年我国举办北京奥运会期间,共投入500多台新能源汽车,全年乘用车销量中,新能源汽车的销量同比劲增117%。
2014年,全世界共118辆首发车参加北京车展,其中有79辆新能源汽车,占总数的70。同年七月,我国对境内获得销售许可的新能源汽车(包括进口汽车),减免车辆购置税。比亚迪“秦”年销售1.5万辆,在世界插电式车型销量中名列前茅。
发展和应用新能源汽车是人与自然和谐相处的重要途径,2015年在全球电动汽车发展较好的主要国家中,中国进步最大,超过美国位居全球第一。目前我国通过减免车辆购置税、政府及公共机构采购、扶持性电价、充电基础设施建设支持等全方位立体化的政策扶持体系,给新能源汽车产业的发展带来了新的发展机遇。
3 新能源汽车的技术瓶颈
3.1 动力电池续航里程和寿命有限
新能源汽车的环保节能是发展的优势,但是和传统内燃机车相比,在m航里程方面存在诸多缺点,由于电池组的相互影响,导致动力电池的寿命大大缩短,如果更换电池,需要支付昂贵的费用,所以这些因素都阻碍了新能源汽车的发展,如果没有政府相关的优惠政府扶持,推广的难度将大大增加。
新能源汽车的电气设备和传统车辆一样,空调、暖风等一应俱全,电气设备对电能的消耗也是不可估量的,对于长途行驶的车辆来说,续航里程是最大的难题;遇到超车和高速行驶时,动力性响应缓慢,也为交通安全埋下隐患。
3.2 充电基础设施不完善
充足的充电基础设施是新能源汽车大规模使用的基本保障和必要条件。国家能源局提供的数据显示:截至2015年底,我国新能源汽车累计产销量接近50万辆,但是建成公共充换电站仅有3600座,充电桩4.9万个,车桩比不足10:1,远远不能满足电动汽车公共充电需求,成为当前制约我国新能源汽车发展的瓶颈。
充电桩分布不均衡,也是阻碍新能源汽车发展的重要因素。大多分布在酒店、医院等公共停车场,而私家车车主最理想的是在所住小区,但私家车车位受到物业限制安装较少,加之充电桩地理位置分布不均衡不匹配,导致部分已建好的充电桩长期闲置。
此外,政策不完善,导致“充电难”。城市土地资源紧张,不论建设公共充电站,还是改造现有停车场地,都面临停车位紧张、电网改造成本高、物业不配合甚至阻挠等问题,制约了消费者的购买积极性。
4 新能源汽车的发展前景
4.1 轻量化是提高续航能力的途径
减轻车身质量是降低能源消耗的重要途径,也是实现可持续发展的有效措施。研究表明,内燃机汽车每降低10%的车身质量,可减少6%~8%的燃油消耗量,新能源汽车的轻量化对于续航能力和动力性的提高具有积极的意义。
汽车轻量化不仅是车身的轻量化,还包含传动设备、电池等的轻量化。采用轻质材料,如铝合金、高性能钢和其他复合材料是最成熟的方法,此外,轻量化需要与汽车的结构设计相结合,保证结构的强度和性能,提高生产率和经济性。
4.2 锂电子电池是首选
电池是新能源汽车的核心部件,为其提供动力,各大制造商在电池的生产技术和制造成本上也是千差万别,也存在着极大的竞争。
锂电池的使用寿命长、体积小、无污染、安全性高,根据预测,动力锂电池将在2020年达到200亿美元的市场规模,年均成长速度50%。
超级电容采用特殊的电极结构,使电极表面积成万倍地增加,从而产生极大的电容量。超级电容的极化作用可以快速贮存和释放电荷,输出功率是一般蓄电池的数十倍。通过恒电压、恒电流、恒功率三种方式快速充电,为提高新能源汽车的续航能力提供保障。
4.3 电池管理系统是动力和储能电池的必须配套
为保证新能源汽车的动力性,需要通过并联串联的方式组成电池组来增大动力电池容量。通过减小单体锂电池的性能差异,就能够延长电池组的使用寿命。利用电池管理系统对充放电进行监管保护,可以实时保护电池使用状况,均衡和估算电池电量,智能控制电池的充电放电,保障使用安全,是新能源汽车的动力系统中不可必不可少的配套部件。
4.4 永磁同步电机成为主流
新能源汽车技术对驱动电机的性能要求非常高,因为新能源汽车要频繁地起动、停车、加速、减速,驱动电机常常过载,转矩控制的动态性能要求高,在不同的行驶环境,要满足低速高转矩,高速低转矩的要求;为了使新能源汽车在恒转矩区和恒功率区正常工作,调速范围一定要大,并且保持较高的运行效率。
目前,我国的新能源汽车技术还处在发展初期,为新能源汽车提供动力的电动机通常有直流电机、交流感应电机、永磁电机和开关磁阻电机。在日本,新能源汽车技术相对成熟,主要采用稀土永磁同步电机来驱动新能源汽车。采用钕铁硼制造的永磁电机,相对于其他种类的电动机,性能更可靠、工作效率更高、能耗更少、使用寿命更长,是今后发展的主流。
4.5 电网融合是发展趋势
车网互联系统可是使电动汽车从电网充电,也可将储能电池中的电能输送回电网,实现双向电力交换,这为电力的高效平稳运行,提供了新的技术保障。通过网融合,电动汽车在用电低谷从电网充电,在用电高峰期为电网提供电能,通过削峰填谷优化供电品质,通过调频、调压和功率修正减轻电网负担,作为分布式储能系统,在突然停电状态下可以提供备用电力。
5 结语
人居环境持续恶化,能源危机日益凸显,发展新能源汽车技术是实现人类可持续发展的重要途径,也是今后汽车技术发展的必然要求。世界各国、各大汽车生产商都在努力研发新能源汽车的技术,通过技术革新和性能改进,依靠相关的政策扶持、技术支持来振兴汽车工业。相信在不久的将来,新能源汽车在促进汽车行业发展的同时,也会为环境减轻更多的负担,实现人与自然和谐相处。
参考文献:
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[8]黄雄健.我国未来汽车新能源发展研究[J].内燃机与动力装置,2006(05).
在场的各位领导对设备非常满意,当场决定先订购3台小型机器放到农户手中,以后将逐步在全市农村普及秸秆制煤机,让荣成村村有设备,村村能产秸秆煤,既解决了秸秆焚烧问题又达到了节能增收的目的。
秸秆煤炭成型机和秸秆制煤机是泰安市自然新能源公司的独家产品,公司位于美丽的泰山脚下,是一家多年致力于农村新技术、农业新产品开发的高新技术企业,秸秆煤炭成型机、秸秆制煤机均已获得国家知识产权局授予的国家专利(专利号:200720025179.1)。公司先后获得现代营销“诚信企业联盟会员单位”、“真情服务联盟会员单位”、“2009年金牌创业项目”光荣称号,产品质量过硬,技术过关,获得了广大用户的称赞。
符合国家政策
市场前景广阔
秸秆煤炭是将分散、不易储存的秸秆(玉米秸秆、小麦秆、花生壳、树枝、树叶、木材边角料、锯末、稻壳、稻草等)经过铡切或粉碎后,再经过一定的煤化脱水处理,高温压缩成燃料。这种新型燃料密度在1.1-1.2克/立方厘米以上,一般的热值在5500大卡以上。秸秆煤炭可广泛用于生产生活中,完全可以替代木柴、煤炭、液化气,广泛应用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉……每一吨秸秆煤的热值相当于一吨的优质民用块煤。
秸秆煤产品质优价廉,与民用块煤相比易燃、无烟、无异味,燃烧充分、火力猛、发热量高。总书记指出:“加强可再生能源开发利用,是应对日益严重的能源环境问题的必由之路,也是人类社会实现可持续发展的必由之路。”《国民经济和社会发展的第十一个五年计划刚要》明确提出,要“加快开发生物质能”。 新能源公司的秸秆煤炭成型机及其成品可以在多种领域代替石油、煤炭等燃料,成为一种新型的可再生能源,这也是发展循环经济的必然要求。
据国家统计局有关资料显示,2008年1月煤炭价格比同期上涨14.9%,作为国家燃料的支柱产业,煤炭价格一再上涨,农民购买传统商品能源的负担日益增重,而秸秆制煤机的成品(秸秆煤炭)每一吨热值相当于一吨民用块煤。通过资料分析本公司生产的秸秆煤炭,其烟气中的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮等成分指标排放浓度为138mg/Nm3,二氧化硫的浓度仅75mg/nm3,大大低于《锅炉大气污染物排放标准》的指标,达到了国家环保要求,是公认的清洁可再生能源。同时,秸秆的回收再利用可以有效地缓解秸秆焚烧造成的环境污染。每吨秸秆煤炭成本在200元以内(地域不同,成本有别),售价不过700元,大大节省了农民取暖等方面的费用。由此可以看出,秸秆煤炭成型机符合国家政策和能源发展方向,市场前景极为广阔。
秸秆煤炭成型机、制煤机
金牌项目属第一
“致富星”系列的秸秆煤炭成型机具有一机两用的功能,也可以作为秸秆制煤机来使用,它利用高温高压技术,将一切可以燃烧的农业废弃物(如玉米秸秆、小麦秆、锯末、花生壳、树枝、树叶、稻草、稻壳、棉秆等)压制成块,秸秆热值可提高到3700-5500以上,达到代替煤炭的标准。成型机生产成本低、效率高、使用维护方便,技术先进,工艺纯熟,已经达到国内领先水平,实现了秸秆综合利用方面的产业化体系建设,使秸秆能充分利用。其在技术专利上大大改变了原有的产品结构,降低了产品的生产成本。
秸秆制煤机已经获得两项国家专利,它是将玉米秸秆、小麦秆、锯末、树枝、稻草、稻壳等农业废弃物经过煤化脱水处理后,制作成乌黑的煤块,比民用块煤热值更高、燃烧时间更长,而且无烟无味无污染,干净卫生。秸秆制煤机属国内独创产品,真正实现了农业废弃物转化成煤炭的先进技术,该项目投入小、费用低、利润高,无需烘干机、制棒机等机器。原料不论大小、干湿,场地大小均可,仅需三相电源及部分煤化剂(当地就可买到)就可成煤。制煤机精工制作,结构独特,工艺简单无需任何专业设备,生产不受气候影响,直接就地煤化,可加工成民用块煤和煤蜂窝煤等。最可贵的是制煤机采用先进的电加热功能,使机器原材料的适应性更强。
科技人员利用推力轴承双向旋转的原理,使压轮自动调节压力角度,物料不挤团,不闷机,保证出料成型的稳定。而且,秸秆制煤机自动化程度增高,产量大、转化率高。在秸秆煤化过程中,加入特制的煤化剂(每吨秸秆煤化所需煤化剂成本只需2元),可确保转化率达80%以上,每吨原料生产秸秆煤700-900Kg。操作简单,自动化程度高,用工少,仅需2人使用人工上料即可完成整个工艺流程。
我公司生产的秸秆煤炭成型机、秸秆制煤机可根据客户需求生产各种热值的秸秆煤炭、有烟型煤、无烟型煤,设备好、市场好、服务优、价格廉,符合国家能源政策大方向,秸秆煤炭成型机和秸秆制煤机必将创造新一轮创富热潮!
泰安市自然新能源有限公司(宁阳县秸秆综合利用研究所)
地址:山东省泰安市宁阳县八仙桥工业区(县环保局西邻)
0引言
自第三次工业革命以来,人类社会在经济和科技方面取得了空前的发展,伴随而来的是常规化石能源的大量消耗及其引起的环境污染和资源短缺等一系列问题,迫使人类不得不开始寻找清洁的可再生能源,也即新能源。相对于传统的煤、石油、天然气等化石能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解决当今世界日益严重的环境污染和资源匮乏等问题具有十分重要的意义[1]。资源与环境的压力也给电力系统带来了新的挑战,利用新能源逐步取代传统能源进行发电将是今后电力工业发展的趋势,可见新能源发电具有良好的发展前景和实用价值。
1 新能源发电的类型及其原理特点
新能源发电主要包括太阳能发电、风力发电、生物质能发电、地热发电、潮汐发电等方面。
1.1太阳能发电
太阳能是指太阳内部连续不断的核聚变反应过程所产生的能量,它是一个巨大的能源,据估计,我国陆地面积每年接收到的太阳能辐射能相当于亿吨煤[2]。太阳能发电又叫光伏发电,它的基本原理是利用光伏效应,通过光照产生电动势,进而输出电能,实现光电转换。简单地说,太阳能发电就是通过太阳能电池直接将太阳光转换成电能,太阳能电池是由各种具有不同电子特性的半导体材料薄膜制成的平展晶体,可以产生强大的内部电场[2],主要包括单晶硅电池、多晶硅电池和非晶硅电池三种类型。免费论文参考网。
常见的太阳能发电系统由太阳能电池、控制器和逆变器三部分构成,按其运行方式可分为独立太阳能发电系统和并网太阳能发电系统,其中后者是目前的主流发展趋势,即太阳能电池发出的直流电,通过逆变装置转换成交流,进而并入电网使用。太阳能发电安全可靠,具有许多优点,如能源充足,太阳能无处不在,不受地域限制;建设周期短,运行成本低;不需要消耗燃料,无环境污染;结构简单,维护方便,适合无人值守。但是,太阳能发电受气候条件影响,具有间歇性,且价格昂贵。
1.2 风力发电
风力发电是将风能转换成机械能,再转换为电能,其基本原理是利用风吹动风轮,通过风轮的机械转动驱动发电机转子旋转,进而产生电能。风能是清洁的可再生能源,风力发电与常规发电相比,具有能源充足、不消耗燃料、无环境污染、占地面积小、工程建设周期短、发电技术成熟等优点。在当今世界的新能源开发技术中,风力发电是最成熟、最有商业利用价值的发电方式,其装机容量正在不断扩大,全球风电发电量占总发电量的比例也在逐步增加。
1.3生物质能发电
生物质能是绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的一种能量形式,是一种资源丰富、无污染的能源。生物质能发电包括农林废弃物燃烧发电、生物质燃气发电、城市垃圾焚烧发电、沼气发电等方面。生物质能发电具有电能质量好、可靠性高等优点,具有较高的经济价值。
1.4 地热发电
地球内部蕴藏着巨大的热能,地热能就是地球内部的热释放到地表的能量,地热发电就是将地热能转变为机械能,再将机械能转变为电能,它是利用地下热水和蒸汽为动力源的一种新型发电技术,其原理与火力发电基本一样,即将蒸汽的热能通过汽轮机转变为机械能,然后带动发电机发电[2]。
1.5潮汐发电
潮汐能,顾名思义,就是潮汐所蕴含的能量,同样是一种取之不尽、用之不竭的新能源。潮汐发电,就是利用海水涨落及其引起的水位差来推动水轮机,由水轮机带动发电机进行发电,其原理与一般的水力发电差别不大。即在海湾或有潮汐的河口修建大坝,构成水库,利用坝内外涨潮、落潮时的水位差进行发电。潮汐发电受潮汐周期变化的影响,具有间歇性。
2 中国新能源发电的前景展望
改革开放以来,我国经济高速发展,经济规模跃居世界前列,与此同时,能源消费结构的不合理引起的资源环境问题日益突出,大力发展新能源发电技术,是调整能源结构、促进节能减排、实现可持续发展的要求。我国可再生能源资源丰富,通过近年来的发展,新能源发电已经取得了一定进展,已经形成了一定规模、体系相对完善的新能源产业。中国新能源发电虽然刚刚起步,但是却有着广阔的发展前景。免费论文参考网。
(1)风力发电和太阳能发电发展迅速。中国风能资源丰富且风力发电技术较为成熟,目前正在以“建设大基地,融入大电网”的方式进行规划和布局。太阳能发电同样也具有较好的发展前景,我国的太阳能电池制造水平较高,应该大规模推广太阳能发电。免费论文参考网。根据国家能源局制定的《新能源产业振兴发展规划》,到2011年,新能源在能源结构中的比重达到2%(含水电为10%),新能源发电占电力总装机容量的比重达到5%(含水电为25%)。而风电装机容量将达到3500万千瓦(陆地风电3000万千瓦,海上风电500万千瓦),太阳能发电装机容量将达到200万千瓦[1]。除此之外,《2008年中国风电发展报告》预言,到2020年末,全国风电开发建设规模有望达到1亿kW。
(2)生物质能发电优势明显,前景较好。相对于风力发电和太阳能发电的间歇性特点,生物质能发电具有突出的优点,经济价值较高。2002年,我国可再生能源发电装机容量3234.6万kW,其中生物质能发电装机容量80万kW,在众多新能源和可再生能源发电中仅次于小水电。预计到2020年,可再生能源发电将达0.9~1亿kW,其中生物质能发电为1000万kW;另一种估计结果是2020年可再生能源发电装机容量将达到1.21亿kW,其中生物质能为2000万kW。
(3)在有条件的区域发展地热发电和潮汐发电。受地理条件的限制,地热发电和潮汐发电均具有地域性。目前,中国高温地热电站主要集中在西藏地区,总装机容量为27.18MW,其中羊八井地热电站装机容量25.18MW,其发电量已经占到拉萨电网的40%以上,对缓和拉萨地区电力紧缺的情况起到了重要的作用。今后,可继续在西藏地区大力发展地热发电。我国潮汐能蕴藏量中可开发利用部分的92%集中在经济发达、能源需求迫切的华东沿海地区[3],发展潮汐发电可缓解这些地区的电力不足。但是,潮汐发电由于开发成本较高和技术上的原因,目前发展并不是很快,我国江厦潮汐电站装机容量为3200kW,年发电量1070万kWh[4],今后可视情况适当发展潮汐发电。
3 结语
能源短缺和环境恶化已经成为威胁人类生存的全球化问题,发展新能源是实现人类可持续发展的必经之路,中国应该加快开发利用新能源的步伐,大力发展新能源发电,逐步实现从常规能源向清洁能源转变。目前,我国的新能源发电已经取得了一定的进展,但同时还存在着一些亟待解决的问题,主要表现在技术基础薄弱、相关体制尚不规范等方面。为此,提出一些建议:(1)制定发展目标,科学规划布局。新能源发电必须进行合理规划和布局,有必要将其纳入国家经济社会发展总体规划。(2)加快体系建设,规范行业发展。对于新能源发电的设备要求和并网技术标准,应该尽快制定相关准则。(3)加大投资力度,鼓励自主创新。目前,我国新能源研究力量分散,缺乏跨学科的交流,有必要对各类科研机构进行整合。除此之外,新能源发电是智能电网的一个重要组成部分,必须构建全国统一的新能源电网,以促进我国智能电网的建设。
参考文献
[1] 赵新一. 新能源发展展望[J]. 电力技术,2009,10(10):7-14.
[2] 孙元章,李裕能. 走进电世界——电气工程与自动化(专业)概论[M]. 北京:中国电力出版社.2009.
[3] 刑运民,张文娟. 新能源与可再生能源发电技术的发展[J]. 西华大学学报,2007,1(26):50-52.
一 中国可再生能源的发展前景
中国十分重视新能源的发展,现正在制定出台《新能源产业振兴发展规划》,由此可以看出国家对新能源项目的支持。
(一)发展可再生能源的战略目标
《可再生能源中长期发展规划》中提出到2020年可再生能源在能源消费中占15%:全国水电装机容量达到3亿千瓦,其中大中型水电2.25亿千瓦,小水电7500万千瓦;生物质发电3000万千瓦;风力发电3000万千瓦;太阳能发电180万千瓦。《核电中长期发展规划》中提出,“十二五”期间核电投产1244万千瓦,到2020年投产4000万千瓦。这两个规划目前已经明显不符合我国新能源产业发展需要。国家能源局正在制定《新能源产业振兴发展规划》,其中将风电、太阳能发电、核电等发展规模都进行了大幅度调高。
(二)可再生能源发展的市场份额目标
《可再生能源中长期发展规划》对非水电可再生能源发电设定了市场份额目标:2010年和2020年,控股发电装机容量超过500万千瓦的投资者,非水电可再生能源发电控股装机容量占其总控股装机容量的3%和8%以上。虽然目前还没有明确给发电企业规定这一强制性指标,但这一趋势必须予以高度重视。
(三)我国所实施政策激励
2005年颁布的《中华人民共和国可再生能源法》及其配套法规为我国可再生能源发展奠定了法制基础,在已经进入意见征求阶段的《能源法》中更进一步确立了发展新能源与可再生能源将成为我国能源的基本战略方向之一。
二 单位能耗描述性统计研究
(一)单位能耗概念
单位GDP能耗是反映能源消费水平和节能降耗状况的主要指标,一次能源供应总量与国内生产总值(GDP)的比率,是一个能源利用效率指标。该指标说明一个国家经济活动中对能源的利用程度,反映经济结构和能源利用效率的变化。
每单位GDP(国内生产总值)所消耗掉的能源:
(1)增加值综合能耗=企业每万元工业增加值所消耗的能源量(吨标准煤)=能源消耗总量(吨标准煤)/工业增加值(万元)。
(2)单位产值综合能耗=企业每万元工业产值所消耗的能源量(吨标准煤)=能源消耗总量(吨标准煤)/工业产值(万元)。
(二)一篮子目标规范
2004年,国家开展了有关促进循环经济的政策研究和探讨,随后国务院提出加快发展循环经济的政策,明确了发展的战略目标,即必须大力发展循环经济,按照“减量化、再利用、资源化”原则。
三 国外单位GDP能耗演变历史及启示
单位GDP能耗已经作为衡量我国经济发展的一项重要指标列入国家“十一五”规划目标,降低单位GDP能耗已成为我们奋斗的目标。国际经验表明,发达国家同样经历过单位GDP能耗的上升阶段,之后出现显著的下降。
(一)发展规律
工业化初期转向机械化大生产和家园建设必然带来单位GDP原材料需求的显著增加。在工业化达到一定水平后,工业化进程进入“大众消费”阶段,原材料消耗强度仍维持在与GDP增速基本相同的水平。进入工业后期,人们对基本原材料的需求已接近饱和,经济发展从满足人们的基本物质需求更多转向文化娱乐、知识教育等更非物质层次,因此单位经济总量的物质需求才明显减少。
经济只有发展到一定水平后,第三产业才能成为单位GDP能耗下降的长期途径。调整一、二、三产的产业结构能够有效降低单位GDP能耗,但从发达国家经验看,三次产业结构的调整与人均收入有着因果关系,第三产业的发展不能脱离第一、第二产业而孤军奋战。那种认为在人均收入尚低之时就可通过大力发展第三产业来推动经济高速发展、实现单位GDP能耗下降的想法在理论上和实践上都有一定困难。
新能源又称为非常规能源,指尚未大规模利用、正在积极研究开发的区别于传统能源之外的各种能源形式,通常都可再生。而常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,通常不可再生,如煤炭、石油、天然气、水能、核(裂变)能。新能源的各种形式都是直接或间接地来自于太阳或地球内部深出所产生的热能,包括太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。
解决能源危机,必须大力发展新能源产业
随着技术的进步和可持续发展观念的树立,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。相对于传统能源而言,新能源普遍具有污染少、储量大、可再生的特点,对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源枯竭问题都具有重要意义。目前,全球常规能源危机已经迫在眉睫,石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛投入应用使得这些资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭(见表1)。化石能源与原料链条的中断,必将导致世界经济危机和冲突的加剧,能源危机迟早会爆发。解救全球常规能源危机的唯一出路就是大力发展新能源,用资源量巨大的可再生能源和原料全面取代生化资源,进行一场新的工业革命,使世界经济能够持续发展。
中国是世界第一大碳排放国,实现经济增长与保护环境的平衡将是未来面临的一个严峻挑战。为此,“十二五”期间首要任务就是要培育和发展新能源产业,其中包括核电、水电、风能、太阳能和生物能源等可再生能源。随着产业结构调整与培育新兴战略产业步伐加速,节能减排与新兴能源产业的战略地位将愈加突出。
人才问题是新能源产业发展的关键
新能源产业近几年迅猛发展,截至2009年底,我国风电、太阳能发电装机分别达到1758万千瓦和23万千瓦,相比2000年分别增长了51倍和7.7倍。虽然中国的新能源产业发展处于蓬勃发展时期,各省市都积极投入到新能源产业的建设当中,但在这蓬勃的表象后,由于资金、技术、管理等原因,还存在诸多问题:一是核心技术层次问题亟待突破。目前中国各产业过度依赖成本优势,部分产业高度依靠外需市场,多数产业以加工制造为主,拥有自主技术比较少只有在技术角度真正解决问题,才能够使新能源得以利用。二是短期内新能源还不能完全取代以煤为主的能源结构。据美国国家情报委员会的预测,目前所有新能源技术都不足以在所需的规模上取代传统的能源结构。一项新的生产技术被广泛采用,平均需要花费25年。到2020年,要达到我国已经制定2020年非化石能源使用达到15%的目标,这必然要依靠发展光能、风能、核能等新能源。三是还没有形成健康的产业链结构。目前,我国新能源产业的发展速度前所未有,但存在严重追风倾向,产业链结构明显不合理,而产业健康发展需要以健康的产业链为基础。四是必须加强国际合作。新能源产业发展是全球问题,绝对不是一个国家自己可以做到的,但由于我国和欧美等发达国家发展阶段不同,给新能源领域国际合作带来不小的挑战:技术转让以及美国征收“碳关税”的可能,使中国不仅要付出巨大的商业成本,而且贸易摩擦加剧将在一定程度上影响国家之间的新能源合作。
以上问题究其本质仍然是人才的问题。据《科学》杂志报道,美国能源部部长朱棣文提出了一个教育项目的执行计划:用10年时间,投资17亿美元“重新占领能源科学和工程前沿”。能源部官员表示,美国需要培育和准备更多的新人力资源,迎接即将来临的清洁能源事业大发展。目前,国外许多大学都相继设立新能源专业,如2009年澳大利亚政府在环境与农业发展方面总投资超过4亿澳元。澳洲各大学也在力推工程、能源、环境专业,位于西澳首府佩斯的西澳大利亚大学和科廷科技大学采矿工程和石油工程这两个专业毕业生就业率基本达到100%。这表明不仅仅中国,全球都面临着相同的问题,要解决这个问题,就必须从教育入手,大力培养新能源专业人才,否则这种状况将严重制约中国新能源产业的发展。
新能源产业发展人才供给与需求差距悬殊,就业前景看好
根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要》,2020年可再生能源总量比重将提高到15%,2035年到2040年,可再生能源将占到我国一次能源总量的25%以上。要实现这些目标,需要大量人才从事相关产业。据专家估算,到2020年,中国将有几十万人从事风电产业,其中包括好几万专业人员;而核电按照一个百万千瓦核电机组400人计算,到2020年30个机组,总共需要5000~6000个核专业技术人员。
然而,目前我国新能源人才普遍匮乏,而我国一些重点理工大学的教学资源优势还未完全在新能源领域释放出来,在新能源专业设置和科研人才培养方面还远远落后于市场需求。目前我国只有少数高校开设了新能源专业(实验室以及研究所是无法较大规模的培养专业人才的)(见表2)。而且大部分高校开设时间比较晚,相对而言,核专业比其他新能源专业成熟一些,但据统计,至2007年,全国也只有11所高校开设了教育部认可的核专业。尽管从2008年到2010年相继有不少大学开始与新能源相关的专业,也有相当多的职业学院加入到了能源相关人才培养的队伍中,但是这些新能源专业每年招生数量有限,加上四年的培养时间,除去出国、考研的学生,目前真正已经毕业进入新能源产业工作的专业人才为数甚少。
“智联招聘网2009年上半年才情分析”显示:随着我国对绿色GDP越来越重视、新能源鼓励政策和新的环保标准的出台以及其他国内外的因素,新能源行业对人才的需求会保持一个持续的增长。与需求相比较,新能源的人才供给并不乐观。平均每个职位的申请人次呈下降趋势,用人单位只能通过加薪来提高吸引力。从薪酬上看,新能源专业人才起薪从4000元起,其中,新能源技术类人才的月薪在7000~15000元之间。从就业职位上看,新能源职位集中在技术和管理,而且,越来越多新能源的空缺职位都被猎头盯上了,一般都是几十万元的年薪。而统计显示,2009年前6月,对月薪期望在6000元以上的大学生仅占6.22%;超过半数大专学历的学生期望薪酬集中在1000~2000元;45.4%本科毕业生的期望薪酬集中在2001~3000元;研究生的期望薪酬多集中在3000~4000元,比例为34.3%,期望薪酬在2000~3000元的比例也达到了26.4%;另外博士及以上的学历期望薪酬基本在5000元以上。
中图分类号:TU123 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)16-0210-01
前言:
气候变暖、能源短缺是迄今人类所遇到的最大范围的公共危机,向低碳绿色经济转型已经成为世界经济发展的大趋势,节能减排、绿色能源、可持续发展等课题逐渐成为各国关注的焦点。各国政府已开始认识到智能电网在促进开发低碳技术方面的重要意义,越来越把智能电网建设当作一项战略性基础设施投资。卓有成效的推进新能源和智能电网的技术融合与产业发展,提高能源效率和可再生能源使用效率、减少温室气体排放,是未来电网发展的必然趋势,一个可以融合分布式可再生能源的智能电网是国家能源战略的方向,是改革能源布局的必由之路。
正文:
(一)智能电网
智能电网就是将先进的传感测量技术、信息技术、通信技术、计算机技术、自动控制技术和原有的输、配电基础设施高度集成而形成的新型电网,它具有提高能源效率、减小对环境的影响、提高供电的安全性和可靠性、减少电网的电能损耗、实现与用户间的互动和为用户提供增值服务等多个优点。
与现有电网相比,智能电网体现出电力流、信息流和业务流高度融合的显著特点,其先进性和优势主要表现在:
(1)具有坚强的电网基础体系和技术支撑体系,能够抵御各类外部干扰和攻击,能够适应大规模清洁能源和可再生能源的接入,电网的坚强性得到巩固和提升。
(2)信息技术、传感器技术、自动控制技术与电网基础设施有机融合,可获取电网的全景信息,及时发现、预见可能发生的故障。故障发生时,电网可以快速隔离故障,实现自我恢复,从而避免大面积停电的发生。
(3)柔/直流输电、网厂协调、智能调度、电力储能、配电自动化等技术的广泛应用,使电网运行控制更加灵活、经济,并能适应大量分布式电源、微电网及电动汽车充放电设施的接入。
(4)通信、信息和现代管理技术的综合运用,将大大提高电力设备使用效率,降低电能损耗,使电网运行更加经济和高效。
(5)实现实时和非实时信息的高度集成、共享与利用,为运行管理展示全面、完整和精细的电网运营状态图,同时能够提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对预案。
(6)建立双向互动的服务模式,用户可以实时了解供电能力、电能质量、电价状况和停电信息,合理安排电器使用;电力企业可以获取用户的详细用电信息,为其提供更多的增值服务
(二)微电网
微电网是由各种分布式电源、储能单元、负荷以及监控和保护装置组成的集合;具有灵活的运行方式和可调度性能,能在并网运行和孤岛运行两种模式间切换;通过相关控制装置间的协调配合,可同时向用户提供电能和热能。根据实际情况,系统容量一般为数千瓦至数兆瓦,通常接在配电网中。对大电网来说,微电网可作为一个可控的“细胞”,是一个简单的可调度负荷;对用户来说,微电网可作为一个可定制的电网。
微电网是对智能电网的强力补充和支撑,分布式能源电力归于智能电网产生的波动,故障或者安全性问题都将被微电网吸收消化,能够抵抗一定的物理和网络攻击,实现系统的平衡和稳定。另外,微电网具有强大的备用功能,由于其可对分式式电能进行小范围的分配,调度,可保障一定区域内电力系统的有效运行。另外微电网具备极强的兼容性,可接入不同的发电和储能系统,自身实现电能的转换和存储。
(三)新能源与智能电网、微电网的联系
智能电网的发展目标是建设节能、环保、高效、可靠、稳定的现代化电网,其核心内容之一是解决分布式能源中各种新能源发电的接入和有效调配以及安全、可靠、稳定运行问题。解决智能电网与分布式能源的融合问题,是摆在全世界电力行业的一个“心病”。这是因为风能和太阳能光伏等可再生新能源发电存在不稳定、可调度性低、接入电网技术性能差和对电网谐波管理的影响等一系列问题有待解决,都认识到以分散方式构建组成微网并接入配电网就地平衡,加强用户侧互动与管理,可推进分布式电源利用,促进智能住宅的发展,加速智能电网和互动服务体系建设。
可以说,未来智能电网的重要角色之一的终端用户,是指在新型电力市场中,以利用风能发电、太阳能发电等分布式电源为目的的单一电网用户者。其追求的目标是将自有的发电设备容量在几百瓦至几百千瓦之间,单机容量在100千瓦以下,自发自用,多余电量自行调配出售或出售给电网,在配电网低压侧(或用户侧)自行组网或并网,由智能控制器自动控制组网或并网条件,当满足组网或并网条件时自动组网或并网,反之,则随时脱网。对于发电设备容量在几百瓦至几千瓦之间的家庭用户,可通过220V插座“即插即得”。
新能源、微电网、智能电网之间是流水线式的网络结构,分布式新能源电能通过微电网实现储存和转换,将一个个独立的微电网通过智能电网联结起来,相互支援、相互调剂,就是分布式电网,也可以叫电力分布式能源网。三者紧密联系,发展上追求速度同步,理论同步,设备同步,必须有相匹配的系统构造。
(四)太阳能,风能发电并网的设想
以太阳能发电为例,目前有两种作法,一是并网发电,蓄电――变电――输电,进电网后还要二次变电和经过配电后供给用户;另一种方式,就是孤岛形式,一户一系统,自装自用,难以摆脱靠天发电,靠天用电的限制,为了改善应用效果,只有加大投资,增大太阳能发电设备,增加蓄电池容量,这样的结果是好天时浪费,坏天气又不够用,而且,用电大时不够用,不用电时还需要放电,对用户用电来说没有保证。另外,太阳能、风能发电受天时,地理,环境的影响很大,极度不稳定,不稳定的,断续的电能进入电网,会造成谐波、增大损耗、降低电能质量,为此特提出以下设想:
1.设置智能检测装置,时刻检测电能量,过大时自动中断发电或者将多余电能传送给持续耗能装置,保证电能的稳态输出,利用适当的电力系统,滤除劣质电能,保证电力质量。
2.开发新的中小型电能存储设备,将新能源发出的电全部存储,再储能装置内经过适当的处理,达到稳定、优质的标准后,一次性输入电网,投入大规模使用。
3.将太阳能发电与风能发电结合起来,两者相辅相成,互相补充,扬长避短,在太阳能发电过量时,输给风力发电机,保证风力发电的连续性、稳定性、可靠性。风能对于太阳能也能达到优势互补的作用。
4.大规模试用和改进混合电力智能调配技术”,从技术上和实践上都很好地实现多能源电力输入,多电源电力输出,智能化节点,数字化互连,节点间自由互连,资源自动调配与共享,自动构建形成微网且可多微网互连、互通;也可以作为电网单一可控的独立用户系统很好的与大电网相连,解决了分布式能源接入电网的难题,实现电能互补,增强大电网和微网两个方面的性能鲁棒性及改善黑启动能力。
结束语:
伴随着能源的枯竭,新能源的开发和利用必将成为未来资源发展的主流,新能源将以不同的方式转换为电能支撑社会经济的发展,大规模地发展新能源经济,智能电网与微电网将逐步取代传统电网,从而实现对分布式能源统一集中的调度,三者的发展有着密不可分的联系,必须着力因地制宜地开发智能电网,实现更科技、更环保、更经济的目标。
参考文献
[1] 肖世杰,构建中国智能电网技术思考,电力系统自动化,2009,33(9):124.
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