可再生资源的优缺点范文

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一、引言

汽车作为现代重化工业技术体系的代表产品,不仅是不可再生石油资源的主要消耗者,而且也是造成城市空气污染的主要祸首。汽车所排放的尾气中含有大量NOX(氮氧化物)、CO(一氧化碳)、PM(颗粒物)和HC(碳氢化合物)等有害物质,对城市大气环境造成了严重的污染和破坏。解决汽车的环境污染和石油的短缺问题需要寻找可替代石油燃料的洁净能源或改变传统的内燃机技术。然而,由于方法众多,每一种方法都存在各自的优缺点,众说纷纭,争执不下。究竟哪一种新能源适合我国汽车未来能源的发展方向呢?

我们认为,内燃机技术以及汽车产业在产业技术体系中占有核心地位,从整个产业技术体系的发展战略角度出发,分析现有的汽车各种替代能源的优缺点,分阶段实施汽车新能源的发展战略,对于我国实现产业技术的跨越发展具有十分重要的现实意义。

二、汽车代用能源的分类及特点

目前,可代替传统汽油和柴油的汽车代用能源有许多种,可将其归纳为三类:第一类是不可再生能源,包括液化石油气、天然气、煤基液体燃料、甲醇;第二类是可再生能源,包括乙醇、生物柴油、太阳能;第三类是性质不确定能源,其性质的归属取决于生产该能源的原料,包括燃料电池、电能和氢能。

1.不可再生能源

(1)液化石油气(LPG)。LPG分为石油炼制过程中的副产品和油田伴生气两种。

LPG的优点:①能效高。与汽油相比,LPG辛烷值较高;②减少污染。LPG可降低CO2排放25%、CH80%、SO270.5%、SO99.99%、Pb100%、CO89.72%、颗粒物41.67%、噪音40%;不需改变内燃机;石油废弃物利用,有一定的经济价值。

LPG的缺点:能量密度低;车用LPG的质量要求较高,需要提纯处理;存在一定的爆燃危险性,安全性较差;仍然以石油资源为依托,属于不可再生资源。

(2)天然气(NG)。汽车使用的天然气按储存方式主要分:压缩天然气(CNG )、液化天然气(LNG)和吸附天然气(ANG)三种。

①压缩天然气(CNG)。CNG是将常态下的天然气以20MPa以上压力压缩在高压罐内供汽车使用。

CNG的优点:污染排放低。天然气汽车尾气中NOX及CO2排放量很低,且无PM固体微粒排放;工艺简单。供汽车使用的CNG是用压缩机将天然气压缩储存,燃烧时通过减压装置减压释放,工艺比较简单;天然气储量相对丰富。我国目前天然气资源量约为54万亿立方米,探明的天然气地质储量为3.9万亿立方米,资源探明率为7.2%。并且,天然气的勘探潜力很大,储量较石油丰富。

CNG的缺点:存储体积较大,能量密度低;汽车充气时间较长,一次行驶里程短;储气钢瓶因压力大,有一定的危险性;车用充气源受天然气管网限制;属不可再生资源。

②液化天然气(LNG)。LNG是将天然气在-161℃的低温下液化,并进行净化处理而成。

LNG的优点:更洁净环保。LNG燃尽后无灰渣和焦油,主要排放物是二氧化碳和水蒸气,NO2、CO2等有害物质的含量极少;能量密度大。LNG液化后的体积仅是原气态体积的1/625,能量密度高于CNG三倍多;安全性能好。LNG无需高压,不易自燃自爆,安全性能好;车用充气源不受天然气管网限制;具有循环利用能源效应。LNG在汽化至常态过程中将释放出大量的冷能,可回收用于汽车空调或汽车冷藏。

LNG的缺点:生产与运输成本较高。LNG是在低温下液化、缩小体后装入特殊运输设备运送到目的地,并再次气化后方可使用。因此,LNG在中短途运输方面成本过高。属不可再生资源。

③吸附天然气(ANG)。吸附储气的原理是在储气容器中以特殊方法装填超级活性炭作为吸附剂。利用吸附剂表面分子与气体之间的作用力吸附气体分子。

ANG的优点:储存压力低。ANG的压力一般只有4~6MPa,有利于安全;不必使用笨重的钢瓶,减少储气设备重量。

ANG缺点:能量密度低;ANG技术难度较大,目前还处于研究阶段。

(3)煤基液体燃料。煤基液体燃料是将煤炭通过直接或间接方法液化成液体燃料油,俗称“煤变油”。

煤基液体燃料的优点:我国富煤少油,利用煤变油技术可缓解石油紧张。

煤基液体燃料的缺点:煤变成液态燃料单位成本高;煤转化成液态燃料的生产过程中要消耗大量的能源;煤变油技术仅是将一种不可再生能源转化为另一种形式,不符合能源发展方向;煤变成液体燃料只是将煤炭转变为汽油、柴油,依然不能降低环境污染。

(4)甲醇。甲醇是一种含氧化合物,溶解性强,可与汽油、柴油溶解混合为新型燃料。甲醇可从煤、天然气和油页岩中制取。

甲醇的优点:甲醇作为燃料具有辛烷值高、汽化潜热大、热值较低等特点;作为车用燃料,甲醇的CO、HC和NOx排放较汽油和柴油低,几乎无碳烟排放;溶解性好,可与汽油、柴油混合使用。

甲醇的缺点:对环境即有正面影响也有负面影响。甲醇汽油可以减少尾气中CO、CH、NOx排放,但尾气中总醛排放增加;甲醇具有毒性。人摄入5～10毫升就会发生急性中毒,30毫升即可致死;甲醇对金属有腐蚀作用,对橡胶皮革有溶胀作用;制取甲醇要消耗不可再生资源。

2.可再生能源

(1)乙醇。乙醇是玉米、小麦、薯类、高粱、甘蔗、甜菜等经发酵、蒸馏、脱水后再在其中加入变性剂而成。车用乙醇汽油是将燃料乙醇和组分汽油按一定比例混配而成。

乙醇的优点:减少污染。使用乙醇汽油的汽车尾气中CO降低30%,NOX减少10%,苯系物质、氮氧化物、酮类等污染物浓度明显降低;属可再生能源。

乙醇的缺点:乙醇需要与汽油混合使用,不能成为汽油的完全替代品;燃烧乙醇会产生悬浮颗粒,不是完全的绿色燃料;消耗大量土地资源。

(2)生物柴油。生物柴油是采用动物或植物油脂与甲醇(或乙醇)经酯交换反应而得到的脂肪酸甲(乙)酯,是一种可以替代石油柴油的可再生清洁燃料。

生物柴油的优点:环保特性优良。根据美国科学家的研究结果,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,二氧化碳排放要比柴油减少60%;车辆成本低。使用生物柴油的汽车与普通柴油车相同,车辆无须任何修改;安全性好。生物柴油的闪火点较高,毒性较低;是一种环境友好的可再生燃料。

生物柴油的缺点:燃烧效果差。生物柴油的粘度约为#2石化柴油的12倍,影响喷射时程,导致喷射效果不佳。由于生物柴油的低挥发性,造成燃烧不完全,影响汽车燃烧效率;制取生物柴油的成本较高;消耗大量耕地资源。

(3)太阳能。太阳能资源丰富,随处可得,无需运输,对环境无任何污染,是未来汽车能源的发展方向。

目前,制约太阳能汽车发展的主要障碍:一是汽车的动力常受时间、地点、季节、气候影响;二是太阳能的采集与转换效率难以满足汽车高速行驶所需要的足够动力;三是太阳能电池板造价昂贵。

3.性质不确定能源

(1)燃料电池。燃料电池是直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的一种装置。燃料电池常用的燃料有氢、天然气、甲醇等,常用的氧化剂有氧气、空气。

燃料电池的优点:洁净、污染低。纯氢和氧结合的燃料电池,可实现零放排。以甲醇、天然气为燃料的燃料电池汽车造成的大气污染仅为内燃机汽车的5%;燃料电池能量转换效率较高;噪音低。燃料电池属于静态能量转换装置,除了空气压缩机和冷却系统以外无其他运动部件,噪音小;燃料多样化。燃料电池所使用的燃料可以是氢、甲醇、天然气,也可以是丙烷、汽油、柴油、煤以及可再生能源;利用生物制氢、水制氢的燃料电池可实现能源再生化。

燃料电池的缺点:成本高。质子交换膜电池中的膜材料和催化剂均十分昂贵;燃料的质量不过关。质子交换膜燃料电池必须使用没污染的氢燃料,而目前纯净氢的制取技术还存在困难。

(2)电能。以电能为动力的汽车分为三种:纯电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCV)和混合动力电动汽车(HEV)。纯电动汽车是指以车载蓄电池为电源,用电动机驱动的车(本文中的电动汽车指的是纯电动汽车)。

电能是一种洁净能源,电动汽车完全可以实现零排放、无污染,但是,目前的电能还不属于可再生能源,主要是因为电能还有相当一部分是通过煤炭、石油等化石类能源转换而来。

电动汽车的优点:洁净无污染。目前,只有电动汽车完全符合零排放,而且电动汽车噪音很低;电能是取之不尽、用之不竭的能源。如果用再生能源(太阳能、水能、风能、生物质能、潮汐)发电,电能可永续使用;电能的利用技术成熟。人类利用电能已有很长一段历史,遍布全国的电网可为电动汽车的充电带来极大的方便;电动汽车结构简单,维修方便。

电动汽车的不足:电池性能还无法满足电动汽车产业化的要求。目前,电动汽车的蓄电池主要有:铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池等。铅酸蓄电池比能量低,质量和体积太大,一次充电行驶里程较短,且寿命短,污染严重;镍镉蓄电池中的重金属镉对环境有污染;镍氢蓄电池有高温使用电荷量急剧下降的缺点;锂离子的问题是安全性和稳定性,此外,大功率锂电池存在技术难度;价格昂贵。蓄电池的价格是目前制约电动汽车产业化的障碍;电池充电时间长,蓄电能力有限;动力性差;电能还没有解决完全可再生和无污染问题。电能的生产还大量依赖煤炭、石油等不可再生资源,此外,汽车废弃蓄电池还有污染问题。

(3)氢能。氢是自然界存在最普遍的元素,在自然界中多以化合物形态出现,主要贮存于水,特别是海水中富含大量的氢,石油、天然气、煤炭、动植物体也含氢。氢的发热值是所有燃料中最高的,而且燃点高,燃烧速度快,是十分优质的二次能源。以氢气为能源驱动汽车,主要有三种方法:汽车携带贮氢罐,以氢气在发动机中直接燃烧产生动力;汽车电池放电电解出氢作燃料;以氢作燃料电池的燃料,用电力驱动汽车。

氢能的优点:氢是洁净能源。氢燃烧非常清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生其他对环境有害的污染物质;氢是高效燃料。每公斤氢燃烧产生的能量为33.6kW・h,是汽油的2.8倍;不需要对现有的技术装备作重大的改造。现在的内燃机稍加改装即可使用氢。

氢能的缺点:廉价的制氢方法是氢能利用的一大障碍。目前,氢的制取需要大量能量,而且制氢效率很低;氢的安全性能差。氢气是一种无色无臭的气体,而且着火界限宽、着火能低、燃烧速度快,容易引发火灾及爆炸。此外,氢特别容易泄漏,加油站、管道和纯化工厂很难完全消除泄漏隐患。

三、发展我国汽车新能源的思路

汽车产业在整个工业体系中占有核心地位,汽车新能源的发展战略不仅关系到汽车产业的可持续发展,而且对于整个工业的发展方向具有举足轻重的作用,因此,我们还需要从产业技术体系角度考虑汽车新能源的发展战略。

产业技术体系是指在工业生产部门各个产业领域所使用的各种产业技术,因其生产过程中的必然联系而构成的统一的有机整体。产业技术体系中的产业技术因其在生产部门生产过程中的影响范围和程度不同而分为源技术、主干技术、旁支技术三个层次。其中,源技术是最核心的、最具影响力的技术,它决定整个工业部门产业技术体系的性质和本质特征,决定了工业部门内部其他产业部门核心技术的产生、变革和地位。而主干技术是在源技术之下,直接与源技术配套的工业部门内部各产业技术,它们只是对一个或几个工业部门有重大作用。而旁支技术则是为主干技术服务的、处于次要地位的各产业技术。

人类历史上的历次产业技术革命都因产业技术体系中的源技术发生重大变革,推动产业技术体系中各层次的产业技术逐步改变,最终导致整个产业技术体系发生变革。第一次工业技术革命正是因蒸汽机的出现,导致人类生产的重心从农业转向工业;第二次工业技术革命由于内燃机和电力技术的发明,使人类生产走上了重化工业道路,也导致今天的资源危机和环境恶化;以微电子、新材料、新能源、生物工程、航天技术、海洋技术等为代表的第三次工业技术革命,并没有改变第二次工业技术革命所奠定的重化工业技术体系性质,却使消耗不可再生资源、污染环境的重化工业技术体系加速发展。今天,人类经济社会面临的生存危机,在本质上是产业技术体系性质造成的,是迄今为止历次产业技术革命都在产业技术开发与应用上忽视了人与自然的关系,从而导致产业技术体系各层次的产业技术都消耗不可再生资源、排放污染环境的废弃物造成的。

当前的产业技术体系还属于重化工业技术体系。重化工业技术体系中的源技术――电力技术和内燃机具有消耗不可再生资源、破坏环境的性质,带动了汽车、钢铁、能源、化工、机械加工等主干技术以及旁支技术也具有同样的性质。因此,要实现人与自然和谐相处,必须从根本上针对重化工业技术体系的源技术――电力技术和内燃机进行革命。

传统的内燃机是直接建立在石油、天然气等不可再生能源结构上的工业动力,是现代大工业各种产品生产的母机。汽车发动机是内燃机最突出的代表。汽车不仅是不可再生资源主要消耗者,也是城市环境恶化的主要元凶,此外,汽车产业更是在整个产业技术体系中关联最多的产业。因此,汽车洁净能源的开发应朝着改变传统的内燃机技术,使其由消耗不可再生资源、污染环境向使用可再生资源、对环境无害的方向发展,以推动整个产业技术体系向生态化变革,从而实现可持续发展的目标。因此,未来汽车的新能源应具备如下条件:

第一,新能源必须是可再生资源。不可再生资源终究会枯竭,用较丰富资源替代紧张资源只能作为短期权宜之计。

第二,新能源必须是洁净的。新能源不应对环境产生任何污染,应完全实现零排放。

第三,新能源有利于变革传统的内燃机技术。变革传统的消耗不可再生资源的内燃机技术不仅对于汽车产业发展有利,也会推动整个产业技术体系向可持续发展的方向努力。

四、我国汽车新能源的发展战略

综上所述,我们认为电能是汽车未来最佳的能源。但是,用电动机取代目前广为使用的传统内燃机不是一蹴而就的事情,因此,汽车新能源的发展战略还需要分阶段实施。

1.用电动机取代使用化石类能源的传统内燃机可作为远期终极目标

选择电能作为汽车未来能源的理由是:第一,电能是完全洁净的能源,电动汽车完全可以实现零排放;第二,电能完全有可能转变为可再生能源。尽管目前电能还不是可再生能源,但是随着太阳能发电、风能发电、生物质能发电、潮汐发电等的普及,电能会迅速转变成可再生能源;第三,有利于产业技术体系变革。传统内燃机被电动机取代,将导致化工、石油、煤炭等行业逐步萎缩,而太阳能发电、风力发电、生物质能发电以及潮汐发电等产业将得到大力发展。层层推进,可推动整体产业技术体系发生变革,有望改变重化工业技术体系消耗不可再生资源、污染环境的本质。

2.发展燃料电池汽车是中期目标

将燃料电池汽车作为中期发展目标的理由是:第一,燃料电池汽车技术已相当成熟,极有可能先于电动汽车进入市场。近几年,世界各大汽车公司都纷纷推出以氢或甲醇为燃料的燃料电池汽车;第二,燃料电池汽车有利于环境保护和节省能源。氢燃料电池可实现零排放,即使使用其他燃料(如甲醇)的燃料电池汽车也是常规汽车排放的30%。另外,燃料电池能效高有利于节省能源;第三,燃料电池完全可能实现由不可再生能源向可再生能源的转化。水解氢燃料电池可以实现资源的循环使用,因为氢与氧的燃烧产物就是水,水可以循环使用,取之不尽,用之不竭。另外,可利用太阳能、风能、潮汐能等可再生能源制氢,实现能源可再生化。目前,制约燃料电池成为可再生能源的是水解氢的制取技术,但是,甲醇等燃料电池技术的使用与推广,可为氢燃料电池的发展奠定良好的基础。第四,燃料电池汽车发动机是传统内燃机的变革,可为电动机最终取代传统内燃机提供经验。

尽管,目前的甲醇燃料电池、通过煤或天然气制取氢的燃料电池与我们所倡导的能源的可再生化发展方向违背。但是,只要太阳能、风能、潮汐能发电技术、水解氢技术一旦成熟,燃料电池实现可再生能源的目标就十分容易。因此,我们将燃料电池作为中期发展目标。

3.液化天然气汽车可作为短期发展目标

液化天然气(LNG)属不可再生资源,不符合能源的发展方向,也与我们的倡导的终极目标相悖。我们将其作为短期发展目标的理由是:第一,液化天然气有助于解决汽车尾气的严重污染问题。液化天然气与汽油、柴油相比,更洁净环保;第二,液化天然气有助于解决目前的石油紧张问题。我国的天然气储量较石油丰富,而且天然气的探明储量在不断增加。此外,使用液化天然气不受天然气管网限制,可充分利用世界天然气资源,这对于我国的能源安全有利;第三,液化天然气使用技术与现存的内燃机技术衔接较好。

但是,天然气资源是不可再生资源,长期过量开发与使用将会导致与石油资源一样的命运。因此,发展液化天然气汽车只可作为短期发展战略。

参考文献:

[1]赵学伟:关于我国发展燃气汽车的几点思考[J].国际石油经济,2005(7):46

[2]李丹:我国能源问题解析:煤炭、石油与天然气[J].中国科技财富,2005(8):42～46

[3]李昌珠蒋丽娟程树棋:生物柴油研究现状与商业化应用前景.中国生物质能技术研讨会论文集[C].南京:太阳能学会生物质能专业委员会,2002

[5]赵儒煜杨振凯:从破坏到共生――东北产业技术体系变革道路研究[M].长春:吉林大学出版社,2004年12月第一版.第80页

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步骤一：理解可持续能源问题及其对社会、经济和环境的影响

该步骤旨在帮助审计人员构建可持续能源问题的基本分析框架，识别可持续能源问题及其对所在国家环境、经济和社会的影响，包括可持续能源相关概念，常用的能源的种类及其优缺点，能源消耗、储备以及使用效率的相关问题，进而帮助最高审计机关与审计人员识别并理解各国可持续能源方面存在的问题及其对社会、经济和环境的影响。

可持续能源审计的最终目的是促进经济、高效地使用可持续能源，这一目的的实现面临诸多问题，例如：国家立法或政策不当；开发、生产和安装可再生资源的技术成本高昂；国家的补贴开发和支持可持续能源的制度执行效果不佳；国家对可再生能源的使用情况的关注力度不够；可再生资源产业竞争不充分；潜在投资者持怀疑态度等。

各国应该采取措施提高可再生能源在整个能源供给中的比例，提高可再生能源的利用效率。广泛应用可再生能源，可以促进采用现代科技的新兴部门的发展；降低国家对进口能源的依赖，应对环境变化和大气污染，创造新的工作岗位。可再生能源产业的开发，通常需要借助于国家投资、政策扶持等优势资源，因此，有必要监督审计可再生能源工作的开展情况。在开展可再生能源审计的过程中，最高审计机关的审计人员有必要理解所在国可持续能源的总体形势。包括：

(1)了解所在国使用的能源种类及其优缺点。

(2)所在国能源配给的状况。能源产出是可持续能源框架问题之一，能源从产出到终端用户的传输也是至关重要的，能源配给网络的有效性限制能源的使用效率，尤其是对于那些能源生产地距能源消耗地较远的情况。扩展可持续能源的供应渠道、降低可持续能源传输损耗就成为了可持续能源工作中的重要部分。

(3)能源耗用、能源节约及能源效率方面的基本信息。能源耗用通常有电能、热能、运输用直接燃料三种基本形式，能源节约及能源效率是能源耗用过程中所需考虑的主要问题，能源节约关注能使能源耗用降至最低必要值的技术和程序，能源效率关注提高耗用既定能源所能获得的产品及服务。

步骤二：理解政府对可持续能源问题的态度、政策和措施

此步骤用于帮助审计人员寻找可适用的审计标准，提供政府管理和规范能源部门的政策信息。可持续能源审计的标准，可借鉴各国政府对可持续能源问题的态度、政策和措施，包括缔约国参加的有强制约束力的国际协定或协议、可持续能源政策及直接资助、刺激投资等政策工具。

下图概括地描述了能源框架及影响因素，其中的概念框架就是政府的一系列的针对能源框架中开采、配给、耗用制定实施的政策、规定及手段，这一系列的政策、法规、措施等都可以作为可持续能源审计标准的参考。

具体来讲，审计标准可能包括：

(1)国际协定；(2)国家立法；(3)各国的能源政策以及评估能源政策执行状况实施管理的政策工具；(4)所在国应对能源开采对环境影响的工具；(5)相关的政府采购方面的文件；(6)被审计单位内部的组织职能和规章制度，对应的会计制度及相关会计资料。

步骤三：审计主题的选择方法

选择适当的审计主体是各国最高审计机关实施可持续能源审计时的重要议题。经过第一二步骤，审计人员已经对可持续能源的状况有了初步的评估，确定出可持续能源发展受到哪些国际协定或国内法律法规约束。基于对能源管理的政策工具的了解，审计人员可以识别出需要审计的主题，并提出适当的审计方法，包括评估审计风险和重要性水平。审计的主题包括：能源部门导向型，即把审计能源开采部门、供应部门以及消耗部门的问题作为审计的主题：事项导向型，即把审计主题确定为可再生能源的推广，能源节约等；措施导向型，即审计提高能源可持续性的政策和方案等。

对应不同的审计主题，审计人员应确定不同的关注点。另外，确定审计主题时审计人员有必要识别出审计风险要素，包括能源政策的本质、复杂性、国家能源政策目标的复杂性、模糊性和不连续性等外部风险，以及缺乏特定领域知识或经验、审计成本过高等内部风险，并制定合理的风险应对措施，风险的应对状况直接影响审计结果的成败及效率。

步骤四：制定可持续能源的审计计划

可持续能源领域的审计实际是一种针对问题的环境审计，可持续能源审计可以包括不同形式的审计，具体形式取决于所在国的具体情况以及最高审计机关的环境审计经验。现今各国对可持续能源审计经验甚少，许多最高审计机关还没有开展这种审计，因此《可持续能源审计指南》只提出基于通用原则的建议，总结部分最高审计机关的审计经验。《指南》本身无意于将这些建议当做严格的指导，但希望可以激发各国最高审计机关根据国情和立法开展可持续能源审计。

制定计划是为了确定是否实施可持续能源审计以及如何确定具体的审计程序。审计程序要具体写明如何对所有类型的被审计单位进行审计。当产生可持续能源审计的需求或事实需要，就可以进入审计计划阶段。这种审计需求可能是最高审计机关监督、跟踪和评价重要活动时延伸产生的，或者是源于政府、国会、相关团体或者公众的要求，或是应国际协定的要求等。

审计准备阶段始于最高审计机关已经直接获取被审计单位的文件、数据和信息。最高审计机关对可持续能源的绩效审计可以运用审计逻辑矩阵，将其作为制定审计计划、确定审计程序的辅助工具。

审计计划及其编制的关键领域包括：

(1)评估最高审计机关实施可持续能源审计的权限；最高审计机关要确定是否依法享有实施可持续能源审计的权限，这直接影响审计的形式和范围；(2)确定需审计的可持续能源问题；(3)确定审计目标和审计对象；(4)确定审计范围、审计期间、审计形式――是最高审计机关独自进行，还是与其他最高审计机关平行审计或联合审计，或外部专家辅助进行审计，还需确定审计的类型一财务审计或绩效审计；(5)估计审计效果，确定审计的具体领域；(6)熟悉审计环境和审计内容；(7)确定被审计单位；如部委、政府组织、基金、非政府组织、受益人等；(8)选择合规性审计的标准；(9)选择绩效审计评估的主要标准；这些标准应客观公正、不偏不倚、充分、可实现，并且可以清晰阐释；(10)选择需审计的问题，选择适合实际情况的方法。

审计计划阶段最终要编制出计划文档，并经最高审计机关或相关部门批准。

步骤五：实施审计业务和报告审计结果

确定了审计计划后，就应当按照确定的审计范围、审计目标和审计程序来实施审计业务。审计的关键领域包括：

(1)审核国家能源政策目标的存在性；(2)审核对被审查领域初步了解的完整性和准确性；(3)审核能源政策的管理系统和执行情况；(4)审核用于评价能源政策实施效果系统的可操作性；(5)对于政府补助的受益人，审核其对政策或项目规则、条款等的遵守情况；审核既定指标的实现情况。

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作者简介：韩杨（1982-），男，四川成都人，电子科技大学机电学院电力电子系，讲师。

基金项目：本文系电子科技大学中央高校基本科研业务费资助（项目编号：2672011ZYGX2011J093）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）14-0046-02

“新能源发电技术”是电子科技大学电气工程及自动化、机械设计制造及自动化、工业工程三个专业课程体系中的一门重要课程。该课程属于高年级本科生的专业选修课，共32课时、内容多、知识面广、综合性强。[1， 2]由于三个专业的学生知识体系存在一定差异，在教学理念、教学内容、教学方法等方面，需要做出系统的设计和创新。笔者在教学过程中，充分吸收国外高校模块化教学模式、凝练教学内容，充分利用交互式教学方法，采用课堂讲授、提问与解答、课程项目、研究报告等手段，把互动式教学方法成功应用到教学实践中。课程以电能变换与控制为主线，鼓励不同专业背景的学生组成研究小组对课程项目进行协作研究，提升了学生的学习兴趣，培养了学生的自主创新能力。[3， 4]

一、国外“新能源发电技术”教学内容与模式回顾

1.麻省理工学院（MIT）的模块化教学模式

课程简介：课程评估当前和未来潜在的能源系统，包括资源提取、转换和最终使用技术，重点区域和全球能源需求。研究各种可再生能源和传统能源的生产技术，能源最终用途和替代品，在不同国家的消费习惯。

第一部分：能源的背景。欠发达国家日益增长的能源需求、发达国家可持续的未来能源。能源概述、能源供给和需求的问题；能源转换和经济性分析，气候变化和应对措施。模块1：能量传递和转换方法。模块2：资源评估和消耗分析。模块3：能量转换、传输和存储。模块4：系统的分析方法。模块5：能源供应，需求和存储规划。模块6：电气系统动力学。模块7：热力学与效率的计算。

第二部分：具体的能源技术。模块1：核能的基础和现状；核废料处理；扩建民用核能和核扩散。模块2：化石能源的燃料转换，电源循环，联合循环。模块3：地热能源的类型；技术、环境、社会和经济问题。模块4：生物质能资源和用途，资源的类型和要求。

第三部分：能源最终用途，方案评估和权衡分析。模块1：汽车技术和燃料经济政策。模块2：生物质转化的生命周期分析；土地使用问题、净能量平衡和能量整合。模块3：电化学方法电能储存、能量转换，燃料电池。模块4：可持续能源，非洲撒哈拉以南地区的电力系统的挑战和选择。

2.瑞典皇家理工学院（KTH）课程内容与要求

课程内容：替代能源和可再生能源的全方位的介绍和分析，包括整合这些解决方案以满足能源服务的要求。包括现有和未来的替代能源，如水能、风能、太阳能、光伏、光热，燃料处理；可再生能源系统面临的挑战；动态整合各种可再生能源。在整个教学过程中，学生的读、写和研讨主题是“先进的可再生能源系统技术”，特别是通过项目工作和多个为期半天的研讨会对相关专题进行研讨，每个人都参与演讲和讨论，并邀请有行业工程背景的专家和政策制定者来课堂参与探讨，丰富课堂内容、提升教学质量。

课程要求：在课程结束时，学生应能够分析和设计能源系统，利用风能、生物能源、太阳能产生电力或用于加热与冷却。完成课程后，学生能详细说明风能、生物能、太阳能基本原理和主要特点，以及它们之间的区别。能掌握这3种可再生能源系统的主要组件，了解基于化石燃料的能源系统对环境和社会的影响。

3.威斯康星大学（UWM）课程内容与要求

课程内容：学习有关国家最先进的可再生能源系统，包括生物质、电力和液体燃料，以及风力、太阳能、水电。学生们将对可再生能源电力和能源供应做工程计算，并要了解可再生能源的生产、分配和最终使用系统。能源存储、可再生能源政策；经济分析，购买和销售能源；风能理论与实践；太阳能可用性，光热和光伏发电系统；水电；地热，潮汐能和波浪发电；生物能源、生物质燃烧热力和电力；生物质气化，生物油热解；生物燃料的生命周期评估。

课程要求：掌握基本的可再生能源系统的工程计算，了解可再生资源评估和能源基础设施一体化。确定可再生能源系统的环境影响。设计和评估可再生能源系统的技术和经济上的可行性。了解能源在社会中的关键作用。了解可再生能源发展的公共政策、市场结构。卓越学生的学习成果：能够运用数学、科学和工程原则进行实验设计，并能分析和解释实验现象。有能力设计一个系统、部件或过程，以满足预期要求，具备解决工程问题和有效沟通的能力。

二、创新人才培养模式下“新能源发电技术”教学设计

通过对该课程的学习，使学生了解中国的能源现状，掌握电源变换与控制技术的基本原理，掌握光伏发电和风力发电的基本原理及系统的构成，加深对中国风力资源和风力发电基本原理的认识，理解生物质资源的利用现状、转换与控制技术的基本原理，了解天然气、燃气发电与控制技术的基本原理和应用情况。吸收国外经验，设计教学模块。

1.电源变换和控制技术

内容要点：电力电子器件的概念、特征和分类，不可控器件——电力二极管，半控型器件——晶闸管，电力场效应晶体管——电力MOSFET，绝缘栅双极型晶体管——IGBT；AC—DC变换电路：二极管整流器——不控整流，晶闸管整流器——相控整流，PWM整流器——斩波整流；DC—DC变换电路：单管不隔离式DC—DC变换器，隔离式DC—DC变换器；DC—AC变换电路原理、分类、参数计算；AC—AC变换电路。

课堂提问：晶闸管的导通和关断条件是什么？相控整流与PWM整流电路区别是什么？交流调压电路的基本原理是什么？什么是逆变？如何防止逆变失败？

课程项目1：让学生设计一个50kW的相控整流和PWM整流电路，进行MATLAB仿真分析，比较两种整流电路的区别，要求分组讨论、制作PPT演讲，撰写研究报告。

2.风能、风力发电与控制技术

内容要点：风的产生、特性与应用；风力发电机组的结构、分类与工作原理；风力发电的特点、控制要求和功率调节控制；风力发电机组的并网运行和功率补偿：同步发电机组、异步发电机组和双馈异步发电机组的并网运行和功率补偿。

课堂提问：简述风能转换的基本原理。风力机的空气动力学参数有哪些？具体怎么求解？风力机有哪几种分类方法？

课程项目2：让学生设计基于全功率变换器的风力发电系统，在课程项目1的PWM整流电路的基础上，设计整流和逆变电路及其控制算法，进行MATLAB仿真，验证工作原理，要求分组讨论、制作PPT演讲、撰写研究报告。

3.太阳能、光伏发电与控制技术

内容要点：太阳能利用方式、分类及原理，中国光伏发电的历史和研究现状；太阳能电池的工作原理，太阳能电池材料的光学性质、等效电路、输出功率和填充因数，太阳能电池的效率、影响效率的因素及提高的途径；太阳能电池制造工艺，多、单晶硅制造技术；太阳能光伏发电系统设备构成，正弦波PWM技术，逆变器基本特性及评价；独立光伏发电系统的结构及工作原理、系统构成；并网光伏发电系统的分类、特点、结构、供电形式和设备构成。

课堂提问：多晶硅和单晶硅的制造工艺有什么不同？根据制作工艺的不同它们各有什么特点？什么是正弦波PWM逆变技术？并网光伏发电系统由哪几部分构成？

课程项目3：让学生设计小功率并网光伏发电系统，在课程项目2逆变电路的基础上，设计单相及三相逆变电路及其控制算法，进行MATLAB仿真，验证工作原理，要求分组讨论、制作PPT演讲、撰写研究报告。

4.生物质能的转换与控制技术

内容要点：生物质能的定义、生物质资源特点及类别；生物质能转换和发电技术、生物质能转换的能源模形式，城市垃圾、生物质燃气发电技术；生物质热裂解发电技术的分类、生物质热裂解机理，生物质热裂解技术及装置简介；我国生物质能的利用现状及开发生物质能的必要性，生物质能发电前景。

课堂提问：生物质能的优缺点是什么？根据其优缺点如何扬长避短充分利用生物质资源？生物质热裂解的机理是什么？请详细分析说明。影响生物质热裂解的因素有哪些？具体是如何影响的？

5.天然气、燃气发电与控制技术

内容要点：天然气水合物的概念，形成机理及化学性质；天然气的综合利用、环境价值与发展前景；小型燃气轮机发电机组的原理及用途、主要形式及应用前景；燃气轮机组的电能变换与控制系统、电网供电及控制；燃气发电机组的并网运行与控制策略，DC-AC低频并网逆变技术，DC-AC/ AC-DC-AC三级变换高频环节并网逆变技术；燃气发电机组高频并网逆变的控制策略。

课堂提问：小型燃气轮机组并网发电的原理是什么？简述燃气轮机组电能变换系统的结构和工作原理。燃气发电机组高频并网逆变是如何实现的？

三、结束语

在充分吸收国外高校“新能源发电技术”模块化教学模式的基础上，以人才培养为中心，凝练教学内容、改革教学方法，提高了学生对该课程的学习兴趣，课堂互动得到明显改善，不同专业背景的学生能够对课程项目进行协作研究，发挥各自的特长收集和吸收国外前沿技术，在PPT演讲、研究报告撰写方面锻炼了学生的综合能力，取得了良好的教学效果。

参考文献：

[1]何瑞文，谢云，陈璟华.电气工程及其自动化专业建设与实践模式探讨[J].中国电力教育，2012，（3）：72-73.

篇4

中图分类号：TU201.5 文献标识码：A文章编号：

引言

随着经济全球化的日益进程，世界能源问题越来越严峻，我国作为一个在近三十年取得快速发展而成长为世界第二大经济体的大国，不能够避免这个问题。且人均资源占有量较少，能源供应紧张，且目前很多行业还存在较为严重的能源浪费现象。据有关数据统计来看，我国建筑能耗是发达国家的3倍以上，所以对于工程设计人员来说，需要在建筑节能领域给予更多的关注。建筑电气作为建筑能耗中一个重要的因素，电气节能工作更为复杂，本文主要就建筑电气节能技术的设计谈谈相关的特点和技术措施。

1 建筑电气节能应用的必要性

建筑电气节能技术在整个建筑电气设计中都有涉及，比如如何根据配电系统所需负荷大小来选择建筑物的变压器的规格和数量；如何选择照明设备规格及控制系统；考虑空调系统的节能方式；电梯群控模式的节能方式等等。上述电气节能措施都对建筑物的用电量和电气设备的费用具有较大的影响。由于建筑电气种类繁多，工作时间长，在整个建筑物的使用中期中，能量消耗较大。建设部对民用建筑的节能技术中就强调建筑工程中多个专业间需相互协作来完成节能的目标。当前施工图设计完成后，电气节能是图纸审查工作中一个重点审查内容，所以设计人员充分了解建筑电气节能措施是非常必要的。

2 建筑电气节能设计的相关内容

2.1 供配电系统的节能设计

在建筑物的供配电系统中需要尽量减少线路的损耗，主要核心就是合理布局，如在分布方案中考虑变配电室、配电区间的合理位置；线路布设时尽量呈直线以使得线路长度变小；还要在低压线路的布设时少走弯路，减少电损；此外变压器应距离负荷中心更近的位置，减少电路损耗。将建筑物的供配电系统的负荷构成情况进行技术性经济分析，设计合理的配电方式。供配电系统应选用节能型产品，如低损耗的变压器，耗能低、低噪音节能接触器，合理选择导线截面的方式可以有效实现节约能耗。在建筑物中尽量使得三相负荷能够平衡；并提高电气设备的功率因数，此外采取一直和消除谐波也是常用的技术措施。

2.2照明节能设计

建筑照明设备在建筑电气用电设备中具有较大的比例。在建筑照明的节能设计中通常采用选择高效的光源、加强自然采光措施以及其他节能措施。

所谓高效光源就是选择显色指数较高、发光率高且节能的光源。如白炽灯虽然经济性好，但其发光率过低且耗能较大而不被当作高效光源来使用。通常在路灯和广场中使用低压钠灯和高压钠灯；体育馆或工厂中通常使用高显色性钠灯与汞灯混合组合进行照明；商场、展厅以及人流较多的公共建筑场合多使用金属卤化物灯、三基色荧光灯或稀土金属荧光灯，等等。建筑中增加自然采光，即在建筑设计中将靠近室外的门窗洞口开大，选择透光率更好的玻璃。此外采用其他照明的节能措施还有采用智能控制管理系统、对不同区间照明进行分级控制、楼梯、过道采用声控开关等等措施。

2.3 建筑电气设备的合理选择

对于较大规模的建筑物实现空调、电动机、给排水系统的实时控制，可以有效完成节能目标。上述几个系统的设计方案需要与结构施工图的设计人员及其他专业人员进行协调，使得设计方案更加合理科学化。在设备的选用上，尽可能地选择节能型的用电设备。

2.4 合理进行计量与管理

这里所说的计量包括电能、热量、空调系统和住宅小区的能耗计量等工作。合理地做好计量与管理方面的工作可以有效地保障和促进节能。在建筑电气设计过程中，需要在上文所述的电器设备的选型与分布方案选择中做好相应的规划，如选择更为精确而可靠的仪表，简化供配电系统构成，并实行有效的维护工作。对于住宅建筑，电、水、热能均采用电子仪表，可以有效提高工作效率和计量的可靠性，节约大量人工管理能源；而对于中央空调系统的管理和计量，采用时间型计量系统是目前所使用的计量方式中成本较低、系统简单且使用寿命更长的管理模式。

2.5 合理利用可再生资源

尽量合理地使用可再生资源。随着太阳能应用技术的快速发展，其使用费用也在日益降低，目前国家大力支持这一绿色能源系统，可以预见在未来，太阳能电源系统必将被大力推广到建筑节能技术中来。对于工程实践中被证明节能效果不佳的电气设计方案应严格限制。

3 建筑电气节能的发展趋势

建筑电气节能技术的研究与应用在我国还处于较为初级的阶段，但就世界范围内来看，一些发达国家对此则形成了较为成熟且各具特色的节能评估体系。如英国的 BREEAM 评估体系、美国的LEED 评估体系、加拿大 GBTool 评价系统、日本的 CASBEE 评价体系。

这些建筑节能评估体系尽管各具特色，相对之间具有较为明显的优缺点，而我国则需要尽快汲取他们的经验和优点，少走弯路，有利于加快我国自身行业的建筑节能评估体系的完成。

4 结语

篇5

在各种可再生能源利用中,风能是使用最为广泛和发展最快的可再生能源之一,是近期内最具有大规模开发利用前景的可再生资源。通过对风力发电产业现状进行梳理、归纳和分析,总结了风电机组未来发展趋势。并对风电机组当前典型风电机组（华锐双馈和金风直驱）的优缺点进行对比，分析那种机型更好利于风电的投资。并把两年来风电机组运行存在的一些问题做以归纳，以便于风电场更好稳定、经济的运行。

引言：

大量不可再生能源的消耗,以及随之而来的气候变暖、生态破坏和大气污染等一系列环境问题,使世界能源和环境问题日趋严峻,因而对于可再生能源的开发和利用变得尤为急切。风能是使用最为广泛和发展最快的可再生能源之一,亦是近期内最具有大规模开发利用前景的可再生资源。根据世界风能协会产业报告数据,2011年全世界新增风电装机容量4200万千瓦,风电装机总量达到23900万千瓦,较2010年增长了4%。2011年我国风电装机量新增1800万千瓦,装机总容量超过6200万千瓦,继2010年后继续保持全球第一。由此可见,风能已从一种可有可无的补充能源,转变为解决世界能源问题不可或缺的重要能源。风电机组运行环境恶劣,机组部件难免出现破坏性事故 。随着全球风能快速发展,风电机组运行数量不断增加,各类风电机组事故也不断出现 风电机组一些故障.甚至事故产生的原因无法得到合理的解释，给风电场风电机组和电网安全可靠运行留下了极大的隐患，对风电技术的健康发展带来了不良影响，迫切要求对风电技术理论进行深入研究。在瓜州公司在2010年12月30号并网以来，已近运行两年多的时间里，对机组也有了一个全面的认识，特别是对金风和华锐两种机型运行的过程中，了解到一些机组的不同点和相同点，并且了解到机组的的一些常见问题。

一、现代大型风电机组发展趋势。

1、水平轴式风电机组为主流

按风轮轴方向不同,风电机组包括水平轴风电机组和垂直轴式风电机组。水平轴式风电组风能转换效率高、传动轴距短、经济性好,是目前国内外研制最多、技术最成熟、使用最为广泛一种风电机组(包括上风向与下风向两种),在个风电市场中占到95%以上。垂直轴式风电组可分为两个主要类型:一类是利用气动阻力功的阻力型风电机组,如萨渥纽斯型和涡轮型;一类是利用翼型升力做功的升力型风电机组,达里厄型。与水平轴式风电机组相比,垂直式风电机组可以接收任何方向的来风,无需迎装置,因此系统整体结构简洁,便于维护,成本低。但由于在空气动力学以及结构构造力学等面的技术积累不足,与水平轴式风电机组相比,垂直轴式风电机组的研发滞后许多。因此在未来相当长一段时间内,水平轴式风电机组将是主流。

2.多种大容量机型并存

在20世纪90年代,国际上风电机组主流为600千瓦级;2001年以后,基本上以兆瓦级以上风电机组为主流。2004年,德国 Repower公司生产了5兆瓦风电机组,2008年世界上运行的风电机组单机容量最大为6兆瓦(风轮直径达到127m)。目前,8-10兆瓦风电机组的设计和制造也已经开始。我国风电机组主流机型在2005年为600-1000千瓦,2008年为750-1500千瓦,2009年为850-2000千瓦,2010国内单机容量为2兆瓦的机组也开始批量生产和安装,2.5兆瓦、3兆瓦等机型也在个别风场开始安装。2011年5月,中国首台6兆瓦风电机组在江苏盐城正式出产。虽然风电机组单机容量不断扩大,甚至向10兆瓦及以上级别巨型风电机组发展,但2-3兆瓦及以下单机容量的机组技术成熟,必将长期存在,也就是说,多种大容量机型长期并存,以满足市场的多样化需求。

3、变桨距风电机组替代定桨距风电机组

与定桨距风电机组相比,变桨距风电机组叶片安装角可以根据风速的变化而改变,气流攻角在风速变化时可以保持在一定的合理范围,在相同的额定功率点,额定风速比定桨距风电机组要低,在额定功率点有更高的功率系数。事实上,在现代风电机组研制初期,设计人员就认识到通过改变桨距角来调整空气动力转矩的重要性,将风电机组设计成全桨叶变距型,但由于技术积累不够,灾难性事故时有发生,限制了变桨距风电机组的商业化运行。经过多年的发展,变桨距技术已较为成熟,在多种机型中得到应用。2009年以后,世界上新安装的风电机组中有95%以上采用了变桨距方式。

4、变速运行取代恒速运行

在风电机组与电网并网时,要求风电机组输出电频率与电网频率一致,即保持频率恒定。风力发电机保持转速不变得到恒频电能,称为恒速恒频运行;风电机组转速随风速变化,通过其他控制方式来得到恒频电能,称为变速恒频运行。变速运行风电机组可以通过调节发电机转速跟随风速变化,使叶尖速比保持在最佳值,从而最大限度利用风能,提高运行效率。现有的失速型恒速运行风电机组一般采用双绕组结构(4极/6极)的异步发电机双速运行。在高风速段,发电机运行在较高转速上,4极(大容量)电机工作;在低风速段,发电机运行较低转速上,6极(小容量)电机工作。双速运行的优点是控制简单,可靠性好;缺点是由于转速基本恒定,风电机组经常工作在风能利用系数较低的点上,风能得不到充分利用,即使通过变桨距系统改变桨叶的攻角以调整输出功率,也只能使异步发电机在两个风速下具有较佳的输出系数,无法有效地利用不同风速时的风能变速风电机组一般采用双馈异步发电机或多极同步发电机。双馈电机的转子侧通过小容量能量双向流动功率变换器连接到电网;多极同步发电机的定子侧通过全功率变换器连接到电网。在新增风电机组中,绝大多数都采用了变速运行方式,可以预计变速运行全面代替恒速运行将成为趋势。

5、异步双馈、直驱和半直驱多种形式并存。

风力发电机组按结构形式可以分为异步电机双馈式机组、永磁同步电机直接驱动式机组以及半直驱型(中传动比齿轮箱)机组。双馈风电机组风轮将风能转变为机械转动的能量,经过齿轮箱增速驱动异步发电机,应用励磁变流器励磁而将发电机的定子电能输入电网,在这种机型里,保证齿轮箱可靠性至关重要。直驱式风电机组采用多极永磁发电机直接连接风轮,可以避免增速箱的不利影响,但发电机体积和重量庞大。半直驱式风电机组多采用增速比适当的(双馈型机组的1/10左右)一级齿轮传动,配以类似直驱式风电机组的多级永磁同步发电机,发电机体积比直驱形式的有了较大的缩小,质量明显减轻。近年来,在新增风电机组中,双馈风电机组虽然占据主导地位,直驱式风电机组得到快速发展,半直驱式风电机组开始出现。

二、金风风机与华锐风机的一些对比。

1、金风科技风力发电机组。

本机组采用水平轴、三叶片、变桨距调节、直接驱动、永磁同步发电机并网的总体设计方案，功率控制方式采用变桨距控制，但风速超过额定风速时，通过调整叶片的桨距角，使风机的输出功率限制在1500KW左右。从而防止发电机和变频器过载。发电机为外转子结构的多级永磁同步发电机，叶轮直接与发电机连接。变速恒频系统采用AC-DC-AC变频方式，将发电机发出的低频交流电经过整流变为脉冲直流电，输出为稳定的直流电压，在经过DC/AC逆变为与电网同频率的同相的交流电，最后经变压器并入电网。机组自动偏航系统能根据风向标提供的信号自动确定风力发电机组的方向，当风向发生变化时，控制系统根据风向标信号，通过偏航电机驱动偏航减速器使风机自动对风，偏航系统在自动对风时带有阻尼控制，使机组偏航旋转更加平稳。液压系统有液压泵站、电气电磁元件、蓄能器、刹车装置、连接管路等组成，为偏航刹车系统及转子刹车系统提供动力源。针对不同的形式，自动系统包括偏航、发电机轴承和变桨轴承集中。各系统主要有泵、油分配器、管路等组成。整机制动系统采用叶片顺浆实现气动刹车，降低叶轮转速。机舱设计采用了人性化设计方案，工作空间较大，方便运行人员检查维修，同时还设计了电动提升装置，方便工具及备件的提升。整个机组有PLC控制，数据自动采集处理，自动运行并可以远程控制。

2、华锐科技风力发电机组。

本机组采用水平轴、三叶片、变桨距调节、风机把旋转的机械能转换为电能，在风机中采用了双馈异步发电机的形式。双馈异步发电机是指将定、转子三相绕组分别接入独立的三相对称电源，定子绕组直接和电网连接，转子绕组和频率、幅值、相位都可以按照要求进行调节的变频器相连。变频器采用交-直-交的形式与电网连接，控制电机在亚同步和超同步转速下都保持发电状态并随着风速的变化调节发电机的转速，进行能量交换。风机具有有效的偏航系统，主要根据风向风速检测装置反馈信号来实现机舱的对风功能。它采用一台变频器同时驱动四台变频电机的驱动方式。在变频器的输出端接入输出电抗器。变频器配有制动单元和制动电阻。齿轮箱是紧凑的，具有高的过载能力。为了调制变桨，使叶片能够达到顺桨位置、工作位置，变频器和变桨电机瞬时超载，大约以2倍的额定转矩驱动齿轮箱，这种情况一天中可能会发生几次。设置电池系统的目的是保证变桨系统在外部电源中断时可以安全操作。电池是整流桥通过DC母线给变频器供电，在外部电源中断时由电池供应电力保证变桨系统的安全工作。

3、金风风机和华锐风机的一些优缺点。

华锐优点：

1、双馈异步发电机只处理转差能量就可以控制电机的力矩和无功功率，变频器的最大容量仅为总机组容量的1/3左右,降低了变频器的造价。 在最大输出功率时，转子和定子共发出1.5MW的电能。降低控制系统成本、减少系统损耗，提高效率。

2、功率因数可调，发电机组具有无功功率控制能力，功率因数可恒为1。根据需要，在额定电压下，功率因数在容性0.95，感性0.90可调。

3、低风速时能够根据风速变化，在运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能；高风速时储存或释放风能量，提高传动系统的柔性，使功率输出更加平稳。

4、先进的双PWM变频器，实现四象限运行。速恒频技术大幅延长了核心部件的使用寿命，同时显著提高发电量。

华锐缺点：

1、采用了齿轮箱传动和发电机集电环，后期维护工作量较高，维护成本高。

2、机械部件相对较多，随着在后期的机组运行中，机械部件老化或损耗，机械部件故障率高。

3、低电压穿越能力相对较弱。

金风优点：

1、直驱式风力发电机组没有齿轮箱，减少了传动损耗，提高了发电效率，尤其在低风速环境下，效果更佳显著。

2、齿轮箱是风力发电机组运行出现故障频率较高的部件，直驱技术省去了齿轮箱及其附件，简化了传动结构，提高了机组的可靠性。同时，机组在低转速下运行，旋转部件少，可靠性更高。

3、采用无齿轮直驱技术和减少了集电环等风力发电机零部件数量，避免了定期更换齿轮油和集电环碳刷，降低了运营成本。

4、直驱风力发电机组的低电压穿越使得电网并网点电压跌落时，风力发电机组能够在一定的电压跌落范围内不间断并网运行，从而维持电网的稳定运行。

金风缺点:

1、由于采用全功率变频技术，变频器造价大，发电机采用永磁技术，稀土价格不断上涨，机组价格相对较高。

2、电气部件相对较多，后期运行中，电气部件故障率高。

三、风电场运营过程中的一些机组的质量问题。

1、机组自身的缺陷。

在对机组两年的运行中发现机组存在一定的自身的一些缺陷，相对不是很多，但是也是不容忽视的问题。如华锐风机的碳刷反馈信号问题。华锐风机的发电机碳刷在磨损到一定程度的时候，底部底座上的弹簧就会迫使底部开关触发，使得发电机碳刷产生反馈信号，PLC模块接收到反馈信号后报出发电机碳刷故障，检修人员看到故障后进行及时消缺。而我厂华锐风机的碳刷在磨损快完毕后并未报出故障。导致风机集电环损坏，检查发现是现场人员接线不正确导致错误的发生。还有就是金风机组液压站压力继电器问题。金风风机偏航刹车分为两部分。一为与偏航电机轴直接相连的电磁刹车，另一为液压闸，在偏航刹车时，由液压系统提供约140～160bar的压力，使与刹车闸液压缸相连的刹车片紧压在刹车盘上，提供制动力。偏航时，液压站释放压力但保持20～40bar的余压，这样，偏航过程中始终保持一定的阻尼力矩，大大减少风机在偏航过程中的冲击载荷使齿轮破坏。而压力继电器的损坏，使得液压系统压力为零，机组在正常运行时（即不偏航的状态）刹车闸液压缸相连的刹车片并未紧压在刹车盘上，只靠偏航电机轴直接相连的电磁刹车起作用。压力继电器是利用液体的压力来启闭电气触点的液压电气转换元件。当系统压力达到压力继电器的调定值时，发出电信号，使电气元件（如电磁铁、电机、时间继电器、电磁离合器等）动作，使油路卸压、换向、打压，执行元件实现顺序动作。当压力继电器损坏时应及时检测出问题，使得机组正常停机，检修人员及时消缺。而现场人员在巡检时发现液压站无压力而机组并未报出故障，而且还在正常运行。后面咨询金风风机厂家，告知现版程序确实存在这方面的缺陷。以上都在在这两年来机组运行中发现的一些机组自身的缺陷，我们只有及时消除，才能确保机组的稳定良好运行。

2、零部件的质量问题。

机组在两年的运行当中，除了一些机组自身缺陷，主要的机组问题就是机组的零部件质量的问题。对于一些更换频繁，数量较大的零部件，我们及时协调厂家及时技改（就是更换质量过硬的零部件）。并且该零部件质保从更换之日起重新计算。金风在两年多的运行中技改的项目有：电缆护圈的更换、主控柜加热器的升级（更换为大功率）、现在正在技改的有：滤波电容的更换、UPS电源的更换。华锐技改的项目有：定子断路器的更换，齿轮箱高速轴回油管的更换，现在协调的有：油泵电机、滑环等部件，以上部件在运行两年来频繁报出问题，维护费用不断增大。

四、切实提高机组质量，降低机组运营成本。

篇6

关键词： 安徽；高速；服务区；节能减排

Key words： Anhui；expressway；service area；energy saving and emission reduction

中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）19-0085-02

0 引言

高速公路服务区作为一种独立于城市之外的特殊类型的交通建筑，它在功能上具有特定性，在服务要求上具有多样性，在能源与资源利用上具有自给自足性，其能源输入和废弃物排出都无法利用城市市政功能体系，容易造成服务区能源资源浪费、所在地生态环境破坏的尴尬局面。随着国际国内能源形势的紧张，节能减排技术在我国得到了大力的扶持和推广。但是由于种种原因，节能减排技术多应用在公用建筑和居住建筑中，全国范围内和服务区建设相结合的案例较少，如果不能改变这种现状，势必会影响我国高速公路事业的进一步发展。

1 安徽省高速公路服务区节能减排调研

1.1 服务区场地 通过调研发现，安徽省的高速公路服务区的选址都远离城市和工业区，周边没有火、爆、有毒物质等危险源。只有极少数服务区占用了少量农业用地，绝大部分都使用了不可耕种的土地。如表1所示。

1.2 能源耗费

1.2.1 通风与采光 从调研现场来看，安徽省高速公路服务区的场地天然采光条件是十分理想的，周围都非常空旷，并不影响服务区的日照标准。虽然各服务区的相关建筑都开有大面积的玻璃幕墙，然而由于受服务区建筑朝向、布局等问题，使得各服务区的主体建筑在天然采光方面并不是非常好，有的服务区下午四点多就已经需要开灯来进行辅助照明。只有牛头山、马衙、天门、升金湖、花园以及华阳等服务区采用了自然采光建筑设计。

同样受影响的是自然通风，朝向的不合理本已不利于建筑的自然通风，同时在调研中还发现，虽然都开有大面积的玻璃窗，但基本上窗户都无法开启。在进行夏季调研的时候，很多司乘人员都反映感觉室内比较闷热。由于不通风，卫生间的气味很大，对室内空气环境造成不利的影响。

1.2.2 空调系统 安徽省高速公路服务区基本上都采用了空调系统来调节服务区室内温度，这使得电力这一能源被大幅度消耗。若能使用一种可再生能源来调节服务区室内温度，将使得电力能源被有效节约。

1.3 水资源 从调研中可知，在所有服务区里，都是用多种污水处理方法，没有对服务区广场雨水进行处理，这必将使得广场污水排放至自然环境，造成环境污染，同时所有服务区基本上没有雨水收集和回用系统，浪费了大量的水资源。（表2）

2 存在的问题

2.1 水资源的浪费 综合服务楼因为其特殊的地理位置，水资源供应不便，对水的节约与利用就显得尤为重要。但在考察中发现，大多数综合楼都未能利用当地充沛的雨水资源，而是直接任雨水流入地下，甚为可惜。如果能广泛设置雨水收集系统，可降低不少用水负荷。

2.2 能源的浪费 节能减排工作就是通过提高建筑采暖、空调、热水供应、照明、通风等方面的能源利用效率，减少不必要的能源浪费，减少不必要的排放，从而达到节约能源、减少排放的目的。所以，在综合楼设计中也应该响应建筑节能工作的推广，注意减少对能源的浪费。在调研中发现，综合楼设计没有结合当地的日照和四季主导风向的气候条件，必然在建筑天然采光和自然通风方面出现问题，在建筑能耗上造成极大浪费。绝大多数的服务区均使用电能或煤来调节室内温度或供应热书，没有利用可再生资源。

2.3 服务区节能减排措施不能发挥集成效应 节能减排越来越受到重视，节能减排的技术应用已经取得了可喜进展。但由于对节能减排技术措施的理解不深入以及现行技术的约束，在具体应用过程中普遍存在一个很重要的问题：不能发挥整体集成效应。

3 安徽省高速公路服务区节能减排技术应用范围

目前，高速公路服务区节能减排技术应用研究比较多，例如建筑节能技术集成（包括自然通风、自然采光、外墙保温、保温门窗等）、太阳能、沼气技术、中水回用技术、生态湿地技术等。然而，上述节能减排技术的应用有其适用范围。不同地区的自然地理条件不同，导致许多技术不能普遍使用，为此，需要考虑地域条件，选择适合的技术。

依据各项节能技术和减排技术的优缺点，并考虑安徽省的气候、可再生能源、水资源分布特征等特征，对目前安徽省高速公路服务区节能减排措施进行比较。（表3）

4 安徽省高速服务区节能减排技术应用范围

根据高速服务区节能减排技术、技术集成系统的功能目标以及安徽省气候分布、水资源分布以及可再生能源等特征，本文总结了安徽省高速公路拟用节能减排技术集成体系，具体见表4。

高速公路的建设和发展是国家经济发展水平的风向标，是促进国民经济发展的重要基础设施，随着环境能源等问题的日益突出，高速公路服务区的节能减排、服务区可持续发展成为相关行业的一致发展方向。由于高速公路独立于市政系统之外的特性，造成服务区能耗大，浪费严重，而且破坏当地生态，所以高速公路节能减排技术集成体系的研究具有重要的现实意义和推广价值。

参考文献：

[1]肖伟.居住建筑节能初步探讨[J].西安建筑科技大学学报（自然科学版），2004（3）.

[2]刘程.建筑围护结构与节能[J].工程建设与设计，2004（4）.

[3]黄晨等.夏热冬冷地区住宅节能措施探讨[J].制冷空调，2003（3）.

[4]马宁平.建筑设计中的节能措施[J].安徽科技，2005（10）.

[5]王军.建筑能耗与建筑节能设计[J].城市管理与科技，2006（2）.

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中图分类号：TD224 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）13-0084-01

石油化工，主要指石油炼制生产的汽油、煤油、柴油、重油以及天然气是当前主要能源的主要供应者，伴随着经济的发展，对石油化工产品的需求也越来越多，导致石油的开采量不断加大，石油这种不可再生资源，只能越来越少，我们必须合理的持久的利用这部分资源，那么我们就需要在石油化工工艺上下功夫，让我们把资源利用上减少个个环节的损失。近些年，环境保护意识的加强，使我们在环境保护上越来越重视，石油化工生产过程中对环境具有很大的污染，例如：空气污染、酸雨、地球变暖、臭氧层变薄等环境问题成为我们越来越不可忽视的问题，各个化工公司要想在激烈的市场竞争环境中立足，对加工工艺就必须不断的提高，来适应大环境的变化。因此可以说，石油化工工艺的开发与创新很可能是决定石油化工工业未来生存和发展的关键。

一、超声波氧化脱硫

在萃取阶段，超声波的介人促使萃取剂和部分氧化后的油两相有效混合，促进被氧化的硫化物分子与萃取剂的充分接触，使砜有效脱出。此外，超声波可以产生局部的高温高压，这对反应是有利的。关于超声波脱硫这方面，研究得最多的是利用超声波对柴油进行脱硫。有关人员研究了一种生产超低硫柴油的超声-催化-氧化脱硫方法。方法包括了柴油中有机硫化物的氧化过程和相关氧化产物砜类的溶剂萃取过程。优选的氧化剂为浓度 30%的过氧化氢溶液，溴化四辛基铵和磷酸作催化剂，相转移剂为四辛基溴化铵（TOAB），柴油的脱硫率最好能达到99.4%。

二、石化行业专用叠螺式污泥脱水技术

针对石化行业含油污泥含油量较高、黏度大、颗粒细、难以脱水等特点，国内部分企业自主创新研发了石化行业专用叠螺式污泥脱水机，同时推出了以TECHASE 叠螺式污泥脱水机作为核心设备的石油化工行业含油污泥脱水处理系统解决方案。并具有如下特点：采用石化行业专用螺旋轴，适合石化行业黏性物料的推流特点；增强性驱动系统，满足含油泥渣较大的驱动力要求；动定环采用更高防腐性能材料，适应石化行业氯离子高的运行环境；设备整体达到EXIIBT4的防爆等级，满足石化行业严格的防爆要求；针对海上石油平台设计的集装箱式设备系统；采用含油污泥专用絮凝加药槽，克服石化污泥难絮凝，易沉降的特点；采用专有的絮凝剂技术降低含油污泥比阻；占地面积小，脱水效率高。TECHASE 叠螺式污泥脱水技术目前已在齐鲁石化、中海油海上平台含油污泥脱水、大庆油田、淄博齐翔腾达等石化行业重点企业得到了应用。

三、施焊引流装置在线带压堵漏技术

施焊引流装置在线带压堵漏技术是指承压设备一旦出现工艺介质泄漏，在不降低其温度、压力和泄漏流量的条件下，利用焊接技术实现在线堵漏的目的，由于泄漏介质的存在，必然影响焊接作业的进行，如果能够将泄漏介质通过特殊的装置引开，然后在没有泄漏介质影响或影响较小区域进行焊接作业，处理好后，切断泄漏通道，从而达到带压密封的目的，这就是焊接引流装置带压堵漏的工作原理。具体做法是按泄漏部位的外部形状设计制作一个引流装置，引流装置一般是由封闭板或封闭盒及闸阀组成，由于封闭板或封闭盒与泄漏部位的外表面能较好地贴合，因此在处理泄漏部位时，只要将引流装置帖合在泄漏部位上，事先把闸阀打开，泄漏介质就会沿着引流装置的引流通道及闸阀排掉，而在引流装置与泄漏部位的四周边处，则没有泄漏介质或只有很少量的介质外泄，此时就可以利用金属的可焊性将引流装置牢固地焊在泄漏部位上，引流装置焊好后，关闭闸阀就能达到重新密封的目的。施焊引流装置在线带压堵漏技术由于是在承压设备泄漏状态下进行的特殊焊接作业，泄漏位置千变万化，施焊人员必须与各种物化性能不同的泄漏介质接触，因此，与正常的焊接工艺相比，承压设备的带压引流难度更大，风险更高。

四、组合式生化工艺处理废水

1.涡凹气浮器

涡凹气浮是当今先进的气浮技术，采用剪切式的产气原理，提高气浮的质量，比传统的气浮法更简便经济。本工程涡凹气浮器型号：CAF-50，规格：5.33×1.80×1.83m，处理量50m3/h。

接触氧化池亦即推流式生物膜法，就是在池内装填一定数量或比例的组合生物填料，填料具有比表面积大，生物菌群容易附着。本工程采用二级接触氧化池，池体尺寸为 15m×12m×5.5m，砼结构。一级接触氧化池：15m×8m×5.5m，停留时间：12h，有效容积：560m3二级接触氧化池：15m×4m×5.5m，停留时间：6h，有效容积：280m3本工程用风机曝气供氧，水气比为22：1，采用微孔曝气器，悬挂组合填料，上下贯通，废水流动的水利条件好，能很好地向固着在填料上的生物膜供应营养及氧。

随着经济的飞速发展，生活质量也在不断的提高，简单的吃饱穿暖已经不能满足人们的需求。对于生活环境人们有了更高的要求。石化对于环境的影响不可忽视，因为石化产品在燃烧过程中会产生大量的化学物质，严重污染大气环境。因此我们在未来的环境保护中要重视以下几个方面：a.研发出新的技术，尽量减少各种污染和工业废渣，使各种燃料完全燃烧使烟气中的一氧化碳充分燃烧，以此达到减少大气污染的目的，进而消除废气、废水、废弃、废渣污染。b.采用新型塔盘和新兴填料，这种技术在降低塔顶温度的同时，还可以提高传热效果，以此来减少污水中的含油量。c.采用浮顶油罐，改善机泵密封，可以大大减轻空气的污染和有害气体的泄露。d.采用空气冷却器代替水冷却器，同样可以提高产品质量和减少污染源。

五、总结

叠螺式污泥脱水系统技术具有良好的经济、环境、社会效益，目前已在多家石油化工行业企业得到推广应用，鉴于运行过程总结的经验，该系统在石油化工领域具有非常良好的应用前景。另外，经工程实践表明，采用“涡凹气浮-UASB-接触氧化+高级氧化塔-曝气生物池”组合工艺处理COD浓度较高的石油废水，可达到排放标准。涡凹气浮技术不需压缩空气，解决了溶气、回流及阻塞等问题；UASB反应器可降解大部分COD及有害物质；“高级氧化塔+BAF”工艺可将废水中难生化的有机物不饱和链打开，进一步降低COD，并完全消除色度，使出水达到设计标准。再者，装置长周期运行需要完好设备的安全运行来保障，设备或管道局部泄漏可以通过注胶法、焊接引流装置或扎钢带等堵漏技术在线处理漏点，以保证装置长周期安稳运行。注胶法带压堵漏、焊接引流装置及扎钢带在线堵漏应用范围各有优缺点，在实际运行中应灵活掌握，根据现场环境及泄漏介质的物化性质，选择适宜的堵漏方法，达到消缺止漏的目的。

参考文献

[1] 李晓敏，付斌，于艳丽.石油基可纺沥青小试工艺技术的研究[J].化工技术与开发，2012，（7）.

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根据国际煤炭会议的资料介绍，我们可以看出，煤炭在世界上的储量还是比较丰富的，根据当前的开采速度来计算，还可以开采大约200年左右，石油的开采量大约还能维持30多年，天然气也是社会经济发展中的重要能源，但是也是相对有限的，大约还可以开采60年左右，这些能源都会给空气带来严重的污染。全球变暖等多种气候反常的现象都与此有关。风能是一种清洁而安全的能源之一，在自然界中可以源源不断的生成，也会有规律的补充，因此，其开发潜力是非常大的。

一、我国风能储备现状

对于风能这种资源来说，可以利用的风能主要是跟风能的密度和可以利用的风能年累计的小时数。我国的疆域相对比较辽阔，可以利用的风力能源巨大，其中可以利用的风能储备量大约为2.50亿千瓦，全部断下来大约有10亿左右的风能储备量。这种资源受到地势的影响比较大，世界上的风能资源很多都在沿海跟大陆比较开阔的收缩地带储存。在我国，新疆、内蒙古以及东南沿海地带的风能储存相对比较丰富，在东南沿海地带以及周围的岛屿，其风能密度大约可以达到每平方米300瓦以上，风速每秒3—20米，年累计超过6000小时以上。我国风能资源最好的内陆地带就是新疆到内蒙古这一代，风能的的密度在每平方米200瓦到300瓦之间，这些地区都都比较适合进行风力发电。

二、风力发电的原理

在风力发电的装置中，包含很多结构，有风轮，也有发电机。风力发电机的组成部分包括机头、转体、尾翼叶片。风力发电的基本原理就是利用风能设备，把因为温差产生的空气流动不断的向电能转化。实际上就是利用空气中的动能，也就是“风能”来带动风车设备的叶片的旋转，之后把叶子的转轴连接到增速机器上提高旋转的速度，从而把机械的动能向机械能转化，之后通过转轴带动发电机起到发电的作用。其中叶片是用来接受风力的，可以通过机头把风能转化为电能，尾翼可以使叶片能够始终对着风吹来的方向，这样能获取比较大的风能。转体是为了更灵活的转动从而实现尾翼方向的调整，机头的转子是一个永磁体，能够切割力线从而产生电能。利用风能发电的形式主要有两种，一种是独立运行的形式，另一种是风力并网发电技术。就小型独立风力发电系统来说，一般都不采用并网发电，要进行独立的使用，单台装机的容量大约是100瓦到5000瓦之间，一般情况下不会超过10千瓦。小型风力发电机器的输出的主要是13V到25V变化的交流电，需要经过充电器的整流，之后在对蓄电瓶进行充电，这样才能使得风力发电机的电能向化学能转变。之后用户逆变电源，把电瓶里的化学能变化为交流220V的市电，这样才能保证使用的稳定性。

三、风力发电的特点和优缺点

（一）风力发电的特点

首先，风能取之不尽，用之不竭，属于清洁高效的新能源。在进行风力发电的时候，要让不会产生任何废气和废水，没有其他污染，属于一项可再生能源，用风力发电是一个非常有利的事情。跟其他发电方式进行比较，风力发电不需要购买燃料，也不需要对材料的运费负责，更不需要对发电遗留的残渣进行处理。

其次，风力发电具有地域性，不是每一个地域都可以修建风力发电站。风力发电站必须要要建立在风能资源丰富的区域，风速比较大，持续的时间也是相当长的，风力资源跟地势和地貌有着比较大的关系。

再次，风力发电具有比较强的季节性，这个特点就决定了风力发电只能在整个发电系统中处于一个配角的位置，风力发电的使用方式主要有两种：一种是能源利用：风力发电机群并网进行，没有风就不发电；另一种是没有电网的高山、牧区和海岛，主要是风力发电机跟柴油发电机联合运行，有风力的时候进行风力发电，没有风力的时候用柴油机进行发电。

（二）风力发电的优缺点

优点：清洁，具有比较好的环境效益；属于可再生资源，不会枯竭；建设周期比较短，投资也不大；装机的规模比较灵活。

缺点：有噪声和视觉方面的污染；占用的土地面积比较大；稳定性不好，不可控；当前的应用成本比较高。

四、风力发电的展望

当前我国风力发电产业的发展比较迅猛，但是也存在一系列问题：主要是我国没有完全掌握风力发电机组的核心设计和制造方面的技术，而且一些零部件的产品跟国外比较会存在一定的差距；加上我国风力发电规划跟电网规划不是特别协调，风电的技术标准有待完善。因此，我国未来风力发电产业的噶站，需要加大自主研发力度，尽可能的掌握关键技术，加大风力电网的坚实力度，实现风电开发的规范性，还要加大政策资金的扶持力度，尽快建立完善的风电标准。相信通过这些努力，未来我国的风电产业将会获得更大的发展。

五、结论

总之，风力发电开启了新能源时代，我们要认真研究风力发电的特点，不断完善风力发电技术，争取让大自然赐给人类的这份礼物得到充分的利用。

参考文献：

[1]韩永奇，韩晨曦.中国风电产业的发展与前景[J].新材料产业，2010，（12）.

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1 当今中国能源形势

1.1 中国能源概况

人类社会文明的发展无不是依靠能源作为基础。中国作为经济正在蓬勃发展的第三世界国家对能源的需求就显得更为紧迫。但是现实中，我国能源资源是十分有限的，常规能源资源仅占世界总量的10.7%，在我国庞大的人口面前，各种常规能源资源人均占有量就远低于世界水平。

在我国能源的生产和消费中，煤炭仍占主导地位。据统计2009年我国的一次能源生产总量2.75 x 108t标准煤，其中煤炭占77.5%，石油9.4%、天然气3.84%，其他（水电、核电、风电）占9.26%。2009年我国的一次能源消费总量：3.066 x 108t标准煤，其中煤炭占70.1%、石油18.7%、天然气3.85%、其他〔水电，核电、风电）7.35%。从能源总量来看，我国既是世界能源生产大国，也是世界能源消费大国。同时，煤炭仍然是我国主要能源供应，其次是石油，二者是不可再生资源，一旦枯竭，势必影响我国国民经济的持续发展。

1.2 能源开发应用中存在的问题

随着能源需求的增大，能源的开发力度也在不断增加，但在能源的开发和应用中也产生了诸多问题，其中较为突出的是：

一、是赋存分布不均，运输成本高。煤炭资源主要赋存在华北、西北地区，水力资源主要分布在西南地区，石油、天然气资源主要赋存在东、中、西部地区和海域。而我国主要能源消费区集中在东南沿海经济发达地区，资源赋存与能源消费地域存在明显差别，由此造成了高昂的运输成本和交通压力。

二、能源结构不佳，能源利用率低下。从能源构成来看，煤炭仍然是我国的主要能源，能源利用率也较低，尤其是民用煤的利用率，只相当于发达国家的四分之一。

三、清洁可再生能源的开发与利用不足。以最为常见的水能资源为例，尽管通过多方努力，截止2010年8月底，我国建成了大中小型水电站4.5万余座，总装机容量已突破20GW。但与世界发达国家相比，我国水能资源开发程度较低，开发程度仅排在世界的80位。

四、能源消费对环境污染严重，可持续发展面临巨大压力。由于我国煤炭的灰分和硫分较高，原煤入洗率较低，大部分原煤未经洗选就直接燃烧，造成了大气污染。

2 我国大力开发水能资源必要性

2.1 水电开发是提高国家能源安全保障的需要

根据国务院发展中心的分析预测， 2020年我国电力需求将达4.6万亿kW・h（相应装机容量超过10亿kW）比2005年增加1倍多。能源短缺，是我国目前和今后相当长时期内面临的挑战。自1993年起我国成为石油和天然气的净进口国，我国石油对外依存度，也从1995年的7.6%增加到2004年的40.18%，预计2020年大约需要进口石油2.5亿吨左右，依存度达60%以上。由此看来，我国过多地使用化石能源，不仅使我国的大气环境受到较为严重的影响，而且由于我国矿层能源资源的不足，不得不依赖进口，使国家的能源安全和社会经济安全，将会受到很大的影响。水电，作为清洁的可再生能源可以大大缓解我国能源的进口压力，早开发早得益。

2.2水电开发是发挥我国水能资源的“比较优势”的需要

在我国众多的能源资源中，水能是我国能源中的“比较优势”资源，可开发的水能资源占全世界总量的17%。据国家公布的水能资源称：我国大陆水能资源理论蕴藏量年发电量；技术可开发年发电量；经济可开发年发电量，这三大指标均居世界之首。开发水电可以减轻我国化石能源需求的压力，提高我国的能源保障。

2.3水电开发是改善和保护生态环境的需要

我国以燃煤为主的能源结构，对生态环境造成了巨大压力。水能属于清洁能源和可再生能源，对生态环境的改善具有显著的作用。

2.4水电开发是优化我国能源供应结构的需要

目前，在我国能源供应结构中，煤炭一直占据绝对主导地位，煤炭在一次能源的生产中的比重约75%左右。这种以煤炭为主的能源生产和消费结构，对我国工业乃至整个国民经济的长期可持续发展造成巨大的压力。目前我国水能资源的保有可开发的储量很丰富，开发潜力巨大，是优化我国能源结构的主角。

2.5水电开发是缓解我国运输压力的需要

我国能源供应特点是，生产基地大多在我国西部、北部，能源的消耗中心大多分布在东、南部。我国煤炭蕴藏量大多分布在西部、北部。煤炭生产地都远离煤炭消费中心，在我国境内形成了西电东送、北煤南运的强大煤流态势，给我国交通运输带来了巨大压力。

4. 水能开发和应用的广阔前景

4.1 水能开发和应用的广阔前景

随着人们对能源需求量的增加和环境问题日益突出，清洁的可再生的能源将是今后能源的主要发展方式，随着现代化的发展和人民生活质量的提高，水能资源需求将会大大增加。

我国的水能资源主要分布在西部地区，占四分之三以上，但目前开发率仅为8%。随着西部大开发战略的实施，西电东输工程必将激活西部丰富的水力资源，发挥地区优势，将西部建设成我国的水电能源基地，既可以满足当地经济发展对电力的需求，又能优化全国的能源结构。

由此可见，水能资源无论在蕴藏量和开发程度上都仍有非常大的空间。在技术运用的成熟度上相较其他新型能源更是遥遥领先。水能资源优势，还远远没有发挥出来，水能资源的开发仍具有广阔的前景。

4.2 适于我国国情的水能开发应用方式

我国是发展中国家，经济基础相对较为薄弱，其中绝大部分人口为农民。因此，开发应用中国农村水能资源是一项既有经济效益，有又社会效益的能源应用方式。中国农村水电资源十分丰富，据最近资源复核初步统计，可开发量约为1.3亿千瓦，居世界第一。

资源分布广泛，全国30多个省（自治区、直辖市）的1600多个县（市）都有农村水电资源，主要集中在西部、中部和沿海地区，西部地区、贫困山区、革命老区、少数民族地区占70%以上。资源分布分散，适合于分散分布式供电的战略发展方向规模适中，适合农村、农民组织开发，促进农民增收和农村经济发展。适合私人投资开发。没有大量水体集中和移民、淹没，不排放温室气体和有害气体，是清洁可再生能源。

与风电、太阳能发电及核电相比，农村水电具有发电技术成熟，商业化运作水平较高，建设、运行成本较低，电价便宜的优点。目前农村水电发电占可再生能源发电总量的90%以上，无论是发电量，还是电能质量都要比其他可再生能源优越。因此优先开发清洁的农村水电资源，替代有限化石燃料应是实施清洁发展机制项目的首选。

4.3 水能开发和应用的深远意义

发展是永恒的，在发展中我们经历磨难，面临挑战，也找寻着答案。水能作为我国技术上最成熟、经济上最为合理且储量上仍具有很大开发潜力的的可再生清洁能源，水能的开发和应用必将对我国和世界经济社会发展起到极其重要的作用。一个以新时期、新体制、新技术、新模式构筑的水能资源开发大潮正滚滚而来。

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中图分类号：F272.5 文献标识码：A

当今社会能源的利用已经越来越紧缺，这和我国政府努力改善居民的生活条件，全面建设资源节约型小康社会的目标之间产生着相对立的矛盾。采暖方式关系着普通居民的日常生活，随着能源的逐渐稀缺，供热系统的质量开始得不到保证，费用收取也越来越高，甚至一些采暖方式还会对空气环境造成污染，这些问题都不利于和谐社会的建设。

一、环境问题对采暖方式的新要求

1、采暖造成的环境问题

随着人民生活水平的提高，我国北方有越来越多的家庭在冬季开始采暖供热，这固然能够让他们享受到更舒适的生活，但是也消耗了大量的资源，特别是煤炭资源的使用，在受到耗损的同时还造成了当地空气的污染。据专家提供的数据表明，由于室内煤炭燃烧过程中温室气体的不断产生，地表的气温也会平均上升3℃，空气中产生的二氧化碳排放量多增加了50%，漂浮在空气里的煤炭杂质造成了空气质量的明显下降。另外，随着居民对采暖舒适度的要求日益提高，我国采暖的地域范围由过去的黄河以北逐渐扩张到长江以南，在湖南省、福建省的部分地区也开始采暖供热，这对我国原本稀缺的人均资源利用造成了更大的压力。

2、采取低碳供热方式的新要求

由于环境资源正在逐步锐减，我国政府开始致力于开展节能减排工作，建立低碳社会已经成为经济发展的新目标。过去的采暖能耗在城市建设能耗中所占的比例极大，因此如何规划供热工程、采取耗能最小的采暖方式是建设低碳社会的关键因素。同样，居民的采暖方式也应该符合低碳经济的建设要求，应用那些消耗资源少、能源利用率较高的供热设备。

二、不同采暖方式的分类

北方地区冬季漫长寒冷，利用到的采暖设备种类很多，在城市和农村中的采暖方式也不相同：城市中人口密集，一般采用热电厂、燃煤锅炉房等集中供热方式采取供暖；而农村中地广人稀，在家庭里采用土暖气、燃气壁挂炉等分散取暖。为了方便计算各种采暖方式在技术经济里的运算，可以将采暖方式以热源形式分为以下内容：

1、城市热网集中供热：燃煤热电联产、燃气热电联产、大型燃煤锅炉房、大型燃气锅炉房。其中热网主要来自城市管网以及庭院管网。

2、区域内锅炉房集中供热：燃煤锅炉房、燃气锅炉房。其中热网主要来自庭院管网。

3、户内分散供热：是一种居民家庭用户自己采用的采暖方式，由于供热途径较多，这里只挑选燃气壁挂炉、电加热采暖、太阳能采暖来作比较。

三、不同采暖方式的技术经济比较

随着政府对建设低碳节约型社会的宣传越来越多，居民的环保意识也得到了加强，更多的以清洁能源为主的采暖供热得到了千家万户的认可，供热热源也开始让居民有了更多的选择。那么究竟选择哪种采暖方式更加经济合理，我们需要进行一个技术经济比较，同样，建设单位在确定一个供热方案时，购买供热设备也需要事前的经济运算，把它作为确切的参照依据，避免只听设备厂家宣传的一面之词而造成建设单位的经济损失。

下面就以吉林市一个80000㎡的居民生活住宅区为例，通过选择集中供热、燃气锅炉供热、电力供热、燃气壁炉供热、太阳能采暖这几种不同的供暖方案，然后把它们所花费的经济投资和运行费用作一个比较，具体结果见下表：

从表中可以看出，太阳能采暖的投资要远高于其它的供热方式，但是其运行的费用却大大小于其它供热方式所产生的运行费；燃气锅炉供热初始投资虽然最小，但是运行费用较为昂贵；以空调、取暖器为主的电力供热所产生的运行费用是最高的。

那么，哪种供热方式最为经济呢？下面我们引入一个动态费用年值计算公式：

其中，f=费用年值(单位：万元)；i=利率或标准收益率(这里按6%收取)；m=经济寿命(单位：年)；Csys=初始投资(单位：万元)；C=运行费(单位：万元)

我们在这里取m为20，也就是说当供热系统使用20年之后，哪种采暖每年花费的费用最低，它的经济性价值就最高，具体结果如下：

从表中可以看出，集中供热的费用年值最为低廉，经济性最好；电力供热由于运行成本费用的偏高，经济性最差；太阳能的初始投资虽然高出其它供热方式，但是随着时间的推移，它的经济性能呈现出上升势头，间接说明太阳能的经济性优势来自它的可再生性特点。

最后，我们来计算一下这几种供热方式的清洁低碳数值，这个数值以二氧化碳排放量为标准，二氧化碳排放的数值越高，该供热方式的清洁低碳指数就越低，对环境的污染就越严重。同样是以吉林市80000㎡的居民生活住宅区为例，假设住宅热指标为45w/㎡，则规划的热负荷就为3.6MW，按照当地取暖天数为172天计算，此住宅每年的热负荷就为53498880MJ，那么通过计算可以得出：电力供热、集中供热每年排出的二氧化碳数量极大，太阳能采暖完全不用到煤炭资源，排放量为0，最为低碳环保。

四、不同采暖方式的优缺点

通过以上的运算，我们对不同采暖方式的技术经济已经有了一个初步的认识，了解了哪几种采暖供热方式是相对经济实惠的，因此，我们就可以把各种采暖方式的特点归纳如下：

1、集中供热

优点：费用年值最低，具有的经济性价比最好；热效率高，能够节约大量锅炉房的占地面积，减少不必要的物资浪费。

缺点：需要利用到大量的煤炭资源，煤炭燃烧的废气排量十分巨大，对环境的污染程度最为严重。

2、燃气锅炉供热和燃气壁炉供热

优点：燃气壁炉供热的费用年值较低，经济性价比较为实惠；属于高品质的清洁低碳能源。

缺点：燃气锅炉费用年值较高；燃气的价格相比煤炭较高；燃气锅炉供热质量标准不统一，售后服务不完善；部分燃气炉的运行噪音大，在寒冷北方地区管道经常被冻住无法使用。

3、电力供热

优点：一种洁净、环保、高效的能源；使用过程方便灵活，可以实现自动化管理。

缺点：费用年值最高，经济性价比极低；天然能源转化率最低，能源利用最不合理，不够低碳环保。

4、太阳能采暖

优点：运行费用低，费用年值随经济寿命的增长可逐年呈下降趋势；低碳环保，是一种可再生资源；安全性能好，使用过程中不会出现燃烧、气体泄漏、爆炸的危险。

缺点：价格较贵，第一次投入使用资金较高；只能在白天才能最大程度发挥它的供热作用；不适合在采光不好的地段区域使用。

结束语：

在低碳经济社会的建设中，利用不同的采暖方式应该因地制宜，发展多元化的采暖手段和技术，只有这样才可以真正提高资源利用率，减少环境的污染。

参考文献：

[1]卢丽冰，王晶，高梦，吴国忠，李栋.采暖方式对农村住宅室内热环境影响[J]. 低温建筑技术,2011 33(11)

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中图分类号：TM08 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

由于当前社会的不断进步，各种高层建筑及住宅的急剧增加使得我国的能源消耗问题成为我国政府和公众关注的焦点。地源热泵技术是一种利用浅层常温土壤中的能量作为新型空调技术。浅层地下能源是一个巨大的太阳能集热器，这个储温层储存了取之不尽、用之不竭的低温可再生能源。地源热泵正是能够将大地中的低品位热上升到高品位热的特殊装置，这种以消耗少量高品位能源的装置在城市建设中已经成为人们改善大气污染和节约能源的一种新的途径，是我国进行能源消耗研究的一个新的发展方向。基于此，文中笔者就地源热泵的原理、现状及地源热泵在建筑节能中的应用进行了阐述，进而对地源热泵系统的优势及地源热泵所显现出来的经济效益进行了分析，希望能够籍此促进与广大同行间的学术交流，以供参考。

二、地源热泵在建筑节能中的意义

我国是一个发展中大国，同样也是一个建筑大国，新建房屋面积每年高达17-18亿平方米，比所有发达国家每年建成建筑面积的总和都多。随着我国全面建设小康社会的逐步推进，建设事业迅猛发展，建筑能耗迅速增长。建筑能耗指建筑使用能耗包括采暖、空调、热水供应、照明、炊事、家用电器、电梯等多方面的能耗。其中采暖、空调能耗约占其中的60%~70%。我国共有的近400亿平方米建筑，只有1%为节能建筑，不论是从建筑围护结构还是采暖空调系统来衡量，其余的均属于高耗能建筑。单位面积采暖所耗能源相当于相近的发达国家的2~3倍。这是主要是因为我国的建筑围护结构保温隔热性能差，采暖用能的2/3白白浪费了。而每年的新建建筑中真正称得上“节能建筑”的还不够1亿平方米，建筑耗能总量在我国能源消费总量中的份额已超过27%，逐渐接近三成因此被称为二十一世纪“绿色空调技术”的地源热泵对于建筑节能有着深远的意义。

三、地源热泵系统的制冷制热原理

地源热泵的原理是水源热泵的一种形式，它是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季利用地下水（水的比热熔高）把热量利用起来，供给室内取暖，这时地能为“热源”；夏季室内温度较高，对这一特点加以利用提取室内热量，释放到地下水、土壤或地表水中，这时地能为“冷源”。

1、制冷机理

在制冷状态下，冷媒受地源热泵机组内的压缩机做功，让其进行汽-液转化的循环。使室内空气所产生的热量利用空气热交换器吸收到冷媒中。在冷媒循环的这一条件下‘通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝，冷媒所产生的热量由水循环吸收，最后再转移到地下水或者土壤里。在这一准换的过程中，通过冷媒-空气热交换器，以十三度以下的冷风作为房供冷的标准。

2、制热原理

在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动方向换向。地下水或土壤中的热量由地下的水路循环吸收，通过冷媒/水热交换器内冷媒的蒸发，水路循环中的热量被吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝，冷媒所携带的热量由空气循环被吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，会以35℃以上热风形式向室内供暖。

四、地源热泵空调的优缺点

1、使用寿命长

地源热泵空调系统的寿命一般都比较长，如在对地源热泵的地下埋管时，通常选择聚丙烯或者聚乙烯塑料管，其使用寿命可长达50年之久。这要比一般空调高出35年使用寿命。

2、日常维护费用较低

由于地源热泵系统中运动部件比常规系统的运动部件要少，因而可以减少维护费用，又由于系统通常安装在室内，不是暴露在风雨中，可以避免遭损坏，延长寿命，更加可靠。

3、高效节能，稳定可靠

地能或地表浅层地热资源的温度一年四季是相对稳定，一般17度是土壤与空气的温差，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%～60%，所以要节能和节省运行费用大约40％－50％。通常地源热泵消耗1KW的能量，用户就可以得到5KW以上的热量或4KW以上冷量，所以我们将其称为节能型空调系统。

4、不抽取地下水，不破坏地下水资源；没有环境污染

在污染排放问题上，地源热泵与空与电供暖相比较，相当于减少70％以上，与气源热泵相比，相当于减少40％以上，真正的实现了节能减排。

5、一机多用

地源热泵系统不仅可以供暖、制冷，而且可以供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。

6、地源热泵缺点

当然，凡事总有两面性，地源热泵也不是没有缺点的，比如说其应用会受到地区、用户及国家能源政策、燃料价格的影响；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所改变。

总之，地源热泵系统的能量是大自然给予的，它不会排放废气污染、废水污染及一些废渣污染，是大自然中一种非常理想化的“环保空调”，而且，地源热泵系统在酷严寒地区和热带地区均可正常使用，被大多数学者公认为是对大自然最友好且最有效的供冷、供热系统。

五、地源热泵技术在中国的发展趋势

1、建造地源热泵工程的便捷性

随着经济的高速发展，人们生活水平的提高，人们开始将视线投入到舒适生活的追求上来，思想上的升华使得地源热泵这一项特殊装置在我国未来具有很大的市场潜力，我国绝大多数省份都建立了地源热泵工程，应用范围覆盖了我国所有省市。

2、提升城市环境质量

如果全国每年在1亿m2建筑中推广应用地源热泵系统供暖空调,则每个采暖季可替代37 4万吨左右标煤.或25亿砰左右天然气削减约6.4万吨氮氧化物、93万吨二氧化碳、约16万吨颗粒物的排放。目前我国的能源结构中有一个最为不利的因素就是长期以来在能源的生产和消费中煤炭的比例约占70％。为了能彻底整治环境，减少温室气体排放，我国政府正在规划改变以煤为主的能源结构，以实现可持续发展战略，提高对可再生资源的利用程度。

3、缓解能源紧张问题

能源利用率低下是我国一直以来存在的矛盾，由于生产力的飞速发展，人们对地球资源和能源的认知也在逐步提升。我国是一个人口大国，能源短缺在我国是一个不争的事实，因此，解决能源利用率低的问题急不可待。而我国能源利用率仅仅达到30%左右，这与发达国家相比起来，仅仅是发达国家50年代的水平。我国建筑能耗占能源消耗总量的四分之一，而仅供热采暖装置就占据了一半，这样的发展趋势使得我国的能源价格已经非常接近发达国家的水平。因此，加强空调和采暖配置的能源消耗问题可以有效改善我国能源紧张的现状，

4、国家政府机构的大力扶持

为了减少我国由于冬季采暖所造成的大气污染，减低国内现有制冷空调的能源消耗，寻求新的低能耗、无污染的供暖制冷空调技术，国家科技部与美国能源部分别代表两国政府签署了中美两国政府地源热泵合作协议，引进和推广美国先进的地源热泵技术。这对地源热泵技术在中国的推广起到巨大的推动作用。自我国实施《民用建筑节能设计标准》后，提高了建筑隔热保温性能，降低了建筑采暖能耗，大幅度降低了地源热泵的年运行费用，增加了地源热泵与集中供热采暖方式的竞争能力。

六、结语

综上所述，地源热泵不但能减少空调能耗，而且能降低建筑能耗，充分缓解我国能源紧张的现状，提高能源利用率。为了响应国家大力发展可再生资源的号召，政府部门应同技术研究部门、工程设计与安装、设备制造商携手，使得地源热泵在建筑中的应用得以健康发展，开发地源热泵与其他节约型能源相互补充的体系，拓宽其发展方向。

篇12

1 我国既有建筑节能改造的必要性

我国地域宽广,寒冷地区的采暖燃煤和夏热冬冷地区的空调能耗日益增加。由于历史的原因，当前我国城市建成的节能建筑面积在我国城市既有建筑面积中所占比例极低，大量既有建筑无任何节能措施，建筑的保温隔热性能很差，从而导致了采暖和制冷能耗浪费极其严重。另外，我国既有建筑的采暖系统主要是燃煤，对环境的影响很严重。由此可见,应及早开展对既有建筑的节能改造，如何将既有建筑改造成节约能源、节约土地、节约用水、节约用材等的建筑，同时还要保护环境少排污，特别是要减少二氧化碳的排放量，通过对可再生能源的利用来满足住户的使用要求，即实现使用空间的“健康”、“适用”、“高效”性能的“绿色建筑”，给建筑工程师、城市规划者们赋予了重要的任务，也是实现能源可持续发展的必然要求。

2 对既有建筑维护结构的节能改造

建筑能耗与围护结构的传热系数有较好的线性关系，围护结构热工性能的改善对降低建筑能耗有显著的作用。既有建筑维护结构的节能改造主要通过改善其维护结构――门窗、外墙、屋顶等的热工性能得以实现，以下分别加以论述。

2.1 门窗的节能改造

既有建筑的门窗主要以传统钢窗为主，其缺点是保温隔热性能差，其气密性、传热系数、抗风压性能等均不能满足现行国家相关规范、标准的要求。对既有建筑门窗的节能改造，就是用新型节能门窗替代传统门窗。

目前，有较好节能效果的门窗主要有塑钢门窗、断桥铝合金门窗、集成木材门窗等。塑钢门窗是以聚氯乙稀(PVC)树脂为主要原料生产出型材，在型材内部加钢衬制成的门窗。塑钢门窗的主要特点有：导热系数低；保温性能较好；耐腐蚀性好、价格低廉。缺点是聚氯乙烯的冷脆性以及耐高温性能较差，抗风压性能较低，所以塑钢门窗在大尺寸窗体和严寒、高温地区的使用受到了限制。断桥铝合金门窗的窗体是由铝合金和低导热系数的材料复合而成，其主要优点有：高保温性能；刚性好，适合在较大尺寸的窗户和高风高压场合中使用；耐严寒、耐高温，可以在严寒、高温地区广泛使用。缺点是膨胀系数较高，导致窗体的尺寸不够稳定，降低了窗户的气密性；耐腐蚀性能较差，使得其适用的环境范围受到了一定限制。集成木材制作的门窗工艺先进，力学强度较高，导热系数低，而且木材环保，是可再生资源。然而由于其生产成本比较高，在我国目前仅仅用于高档门窗。

由于塑钢、断桥铝合金、集成木材门窗在节能中各有其不同的特点，要根据各种门窗的优缺点针对不同的地区气候安装节能效果最好的门窗。在严寒地区，要注意保温。在该地区安装的门窗不仅要保证采光性能，还要控制无光照时的热量流失，特别要注意门窗缝隙处冷空气的渗透。即要求所安装的门窗既要有较低的传热系数又要用较高的太阳光获得系数。在夏天热冬天暖的地区，要注意隔热问题。安装的门窗既要获得足够的采光又要减少门窗阳光的得热量，这些地区所安装的门窗要求有低的遮阳系数和低的太阳光获得系数。夏热冬冷地区安装的门窗，要求冬季保温夏季隔热。这个地区的门窗要求低传热系数和低遮阳系数。

2.2 外墙保温技术

由于北方地区的温度较低，对建筑物进行外墙保温技术对于节能来说效果很显著。进行外墙保温时，一般外墙保温材料铺设的越厚，保温效果也就越好。外墙保温技术不仅可以在冬季对室内进行保温，还可以在夏季避免太阳辐射而导致的室内温度的升高，从而减小了空调等制冷设备的工作载荷。这样一来，就减少了冬季供暖和夏季降温的用电载荷，从而降低了建筑物的耗能。因此，从降低建筑物能耗的方面来说，我们应该大力推广建筑物外墙保温工艺与技术的广泛实施。

2.3 屋面保温技术

屋面节能改造可以采用两种方式：一是采用平改坡方式。平改坡改造方式较为简单，在既有建筑结构荷载允许的条件下，利用轻型结构增加一层坡屋顶，屋顶材料采用复合压型钢板，可以有效改善既有建筑屋面的保温隔热性能。二是增加屋面保温层。在原有屋面防水层上，增加挤塑板、聚苯板等强度较高的保温板材。以上两种方式均可以有效改善屋面保温隔热性能，相应增加了屋面的防水性能，大大提高了既有建筑物的使用寿命。

3 对建筑能耗的节能改造

3.1 太阳能的利用

太阳能是当前已开发的所有绿色能源中最重要的天然能源，它的优点是用之不竭、取之不尽，并且存在广泛，极为洁净而又廉价。目前，对太阳能的利用主要有空调、热水器和光伏电池三个方面。在我国，太阳能资源十分丰富，这为我们开发利用太阳能提供了有利的条件。但目前我国太阳能的转换率太低，能量转换的效率有待进一步提高。

在对建筑物进行节能改造时，要积极探索太阳能与建筑一体化技术。即将太阳能集热器与建筑物的墙面进行有机结合，这样可以避免重复投资，同时对建筑物的外观也是一种丰富。

3.2 地源热泵技术

地源热泵是指使用地表水、地下水或者土壤等作为冷源、热源的空调供暖系统，包括地下水热泵系统、地下土壤热交换器地源热泵系统、地表水（河水、湖水、海水、污水）热泵系统。地源热泵供暖（冷）系统的工作原理是：通过系统吸收大地或向大地放出能量，包括土壤、井水、湖泊等天然能源，冬季供暖时从大地之中吸收热量，夏季供冷时向大地中放出热量，然后再由热泵机组向建筑供热供冷，还能提供热水。地源热泵技术是一种新型空调系统，它是对可再生能源的利用，对环境无污染，制冷制热高效节能，具有远大的发展前景，此项技术可广泛应用居民建筑和公共建筑，节约了能源，也提高了人们的生活品质。

3.3 应用昼光照明技术降低照明能耗

建筑照明是建筑能耗里重要的一项，甚至有些商业性质的建筑中，建筑照明的耗电量是总耗电量的三分之一以上。另外，由于有些空间需要降低温度，建筑照明所产生的热量还导致了制冷系统载荷的增加，从而造成对能源的再一次浪费。昼光照明是指将日光引入建筑物内部，并将日光按照一定方式进行分配，以此来提供更理想的照明环境。昼光照明减少了用电量，从而降低了电力的消耗和对环境的污染。实践证明，昼光照明形成的照明环境比人工照明更加健康和兴奋，提高了工作效率。另外，昼光照明还能够改变光的颜色、强度和视觉效果，有助于提高工作效率和学习效率，因而被广泛地应用于绿色建筑中。

4 小结

对我国既有建筑的节能改造任重而道远，是一项浩大的工程。节能改造必须根据当地的环境和建筑特点，并通过详细的建筑能耗分析、充分考虑到节能改造方案的经济性的前提下进行。建筑行为本身是对自然资源的消耗，对环境的改变和对资源的转化，既有建筑节能改造的大面积推广和实施，势必会在各个方面对环境和经济社会的可持续发展产生重大影响。

参考文献：

[1]陈晓扬,仲德.地方性建筑与适应技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.