第一篇:日本新能源及节能技术的发展历程
日本新能源及节能技术的发展历程
2008-11-12 编辑:总会信息部 陈敏 来源:国土资源情报
日本在节能环保领域的发展经历了曲折漫长的过程,以第一次石油危机为分水岭,大致可以分为第二次世界大战后到第一次石油危机、第一次石油危机至今两个发展阶段。
第二次世界大战以后,为了重建战争中荒废的国土,赶上和超过世界上的先进国家,日本举国上下致力于产业复兴,到处都在进行破坏自然资源的过分开发和工厂作业。由于工业污染产生的大气污染和水质污染,20世纪50年代后期,日本国内曾一度暴发了诸如骨痛病、水误病之类的民众受害事件。另外城市周围的土地及水域的生活环境遭到损坏,使动植物的生育繁殖遭遇很大障碍。但是这些没有引起日本政府对环境和能源安全的足够重视,1967年,日本政府颁布了《公害对策基本法》,其中着重强调了经济发展,指出“保护国民健康要与经济健全发展相协调”,表明政府要以牺牲民众健康及资源环境为代价来换取经济的高速发展。
日本真正对资源能源安全具有强烈的危机意识,是从20世纪70年代暴发的两次石油危机开始的。第一次石油危机的暴发是在1973年。当时国际原油市场价格从每桶3美元上升到12美元,暴涨4倍,受此影响,日本的国民生产总值下降了7%之多。
第二次石油危机暴发于1979年,背景是伊朗暴发革命而后与伊拉克开战,使原油价格从每桶巧美元左右最高涨到1981年2月的39美元。为此,日本政府不得不针对石油危机制定了石油紧急对策纲要,减少对企业供应,要求国民自动节省石油和电力,在全国范围内掀起大规模的节能运动。
两次石油危机使高速增长期建立起来的以重化工业为主的日本经济蒙受重大损失,也使日本认识到,要想生存和发展经济,就要首先突破资源能源的瓶颈。从1973年起,日本开始重新调整发展战略:由发展资源密集型产业转向发展技术和劳动密集型产业;重视解决污染问题;同时,针对石油危机引起的严重通货膨胀,采取抑制需求、抑制通货膨胀的对策。由此奠定了日本大力开发本土能源,最大限度地减少对石油的依赖度,确保资源能源安全、稳定、长期和高效供给的新能源战略思路。
在此背景下,日本政府一方面加强海外探矿工作,开始石油储备计划,另一方面着力于开发本土能源。日本的矿产资源种类虽然很多,但除了作为水泥、化学肥料原料的石灰石矿之外,其他矿藏的储量和产量都很小。日本本土的石油产量很低,目前已探明的只有新口县和秋田县有少量的石油储量,仅能供给全国石油需求量的0.3%左右。煤炭的产量也不大,只有北海道、本州和九州有少量煤炭储量,煤炭自给率仅为2.8%左右。因此,日本要开发的本土能源,只能是太阳能、风能、生物质能等随处可见,既不污染环境,又可以减轻对石油依赖度的新能源。
第一次石油危机后,日本在1974年就推出了“新能源技术开发计划”,可以说是拉开了日本在新能源和节能技术领域腾飞的序幕。此后日本又出台了一系列的法律法规,将新能源和节能技术的开发利用以法律的形式加以确立,规定了企业和公民在新能源的开发利用方面所应当承担的责任和义务,对能源行业企业利用新能源的比例和数量以配额的形式作出明确的规定,并规定了达不到标准的处罚措施。同时,在政策导向和税收方面对新能源和节能技术的开发给予支持和优惠,注重利用舆论导向的作用。纵观日本30年来的新能源发展战略,笔者总结出最主要的4个特点,即法律上约束、政策上引导、税收上优惠、观念上宣传。
一、法律上约束
日本能源法规一览表
日本在新能源的开发及节能技术的应用方面,一向秉行法律先行的原则,同时也出台了一系列的政策规划和远景构想(表l),在为新能源及节能技术的开发提供政策法规方面保障的同时,对整个社会的发展制定了明确的目标,对新能源及节能技术的利用标准做出了明确的规定。
1951年实施的《热管理法》,制订了日本的热管理规则。该法于1979年被废除,由《能源使用合理化相关法律》(又称节约能源法)替代。
1974年日本规划出台了专门应对石油危机的“新能源技术开发计划”,也称“阳光计划”。该计划的核心内容是太阳能的开发用,同时也包括地热能开发、煤炭液化和气化技术开发、风力发电和大型风电机研制、海洋能源开发和海外清洁能源输送技术。
1978年,日本出台了“节能技术开发计划”,也称“月光计划”。与1974年的新能源技术开发计划相呼应,主要就节能技术的开发作了一系列的规划。
1979年,日本制定出《节约能源法》(合理使用能源法),用法律的形式约束企业及个人的节能标准。并根据时代发展不断进行修订①,最近的一次修改是在2006年4月l日,对工厂、作业现场能源管理的各种条例进行了整合;在运输领域引进节能方案;强化对建筑物的节能管理等。节能标准的对象由起初的电冰箱、空调、汽车3种已发展到20种以上。不断提高此项法律中规定的节能标准,扩大其适用范围。
1980年,日本推出了《替代石油能源法》,设立了“新能源综合开发机构”(NEDO),开始大规模推进石油替代能源的综合技术开发,主要包括核能、太阳能、水力、废弃物发电、海洋热能、生物发电、绿色能源汽车、燃料电池等。
1989年,日本出台了“环境保护技术开发计划”。主要是开展地球环境技术研究,研究的重点领域包括使用人工光合作用固定C02、C02的分离和利用化学物质的生物分解技术等。
1993年,日本政府将“新能源技术开发计划”、“节能技术开发计划”和“环境保护技术开发计划”合并成规模庞大的“新阳光计划”。“新阳光计划”的主导思想是实现经济增长与能源供应和环境保护之间的平衡。“新阳光计划”的主要研究课题大致可分七大领域,即再生能源技术、化石燃料应用技术、能源输送与储存技术、系统化技术、基础性节能技术、高效与革新性能源技术、环境技术等。其中,再生能源技术研究包括太阳能、风能、温差发电、生物能和地热利用技术等,其中最受重视的是太阳能。
1997年,日本出台了“关于促进新能源利用等的基本方针”,也称《新能源法》。新能源法规定,一般民用事业者、国家和地方等各自分配任务,在定出国家关于引进新能源基本方针时,认定先进的新能源利用技术,从资金方面进行支持。同时要求各省厅都要把促进新能源的利用作为重要课题,充分交换意见,相互协作,推进新能源的开发与利用。
2001年4月,日本实施了《促进资源有效利用法》,也称再利用法。该法的主要内容是从过去主要促进废物再生利用扩大为通过清洁生产以促进减废和尽可能对废旧产品和零部件进行再利用,即由主要强调Recycfe(原材料的循环)改为3R:①废弃物的减少(Reduce):对制品设计时要考虑小型、轻便、易于修理,达到省资源、长寿命,修理体制充实完善,使产品的寿命延长;通过升级使产品的寿命延长。②部件的再使用(Reuse):在设计时使部件易于再使用;要再使用的部件应标准化;经修理或再生后再使用。③循环(Recycle)的强化:生产者有回收废产品循环利用的义务:为了使不同材料的废弃物再回收时易于区别,生产者有义务添加材料标号;抑制副产物的产生,强化副产物的循环利用。总之,要在制品的设计、制造、加工、销售、修理、报废各阶段综合实施3R,达到资源的有效利用。充分体现了循环经济的特点。
2003年4月,日本开始实施《电力设施利用新能源特别措施法》,也称RPS法令(RenewablePortfoliostandard),即可再生能源配额制政策。以法律的形式对电力销售业者每年必须利用的新能源发电量、具体配额做了明确要求,政府利用专门的电子账户对电力经营企业使用新能源的情况进行记录和管理,对于未达标的企业,经济产业省大臣有权处以100万日元以下的罚款。该法令中所说的新能源发电包括风力发电、太阳能发电、地热发电、水力发电(仅限于输出功率1000千瓦以下的水路式水力发电)、生物能发电、以及其他代替石油发电的能源。
2004年6月,日本通产省公布了“新能源产业化远景构想”,目标是到2030年,把太阳能和风能发电等新能源技术扶植成商业产值达3万亿日元的支柱性产业之一,将日本对石油的依赖程度从目前的约占能源消费总量的50%降低到40%。
二、税收上优惠(并由政府向符合条件的企业提供辅助金)
日本对于开发新能源的行业企业都实行一定程度的税收优惠。为了鼓励对尚未发展起来的未利用能源进行开发,在1998年的税制改革中,日本将开发未利用能源写人“能源供给结构改革投资促进税制”中,在税制上提供第一年获取利润的30%作为特别奖赏。
提供辅助金也是政府金融优惠上很重要的一项激励机制,政府提供辅助金的项目主要可分为面向大企业、面向中小企业和面向其他机构的补贴措施。
1.面向大企业的补贴项目
(l)节能促进项目,具体分为五小项:节能对策项目;工业部门节能促进项目;建筑物节能促进项目;根据节能法取得高端设备项目;电力负荷削峰填谷项目。
(2)风力发电设施建设项目。
(3)太阳能发电设施建设项目。
(4)燃料电池建设项目。
(5)生物质能设施建设项目。
(6)利用冰雪热设施建设项目。
2.面向中小企业的补贴项目主要是环境对策贷款,包括促进能源有效利用、促进引进特定高效能源设备、资源能源资金等。
3.面向其他机构的补贴措施
(1)面向新能源产业技术综合开发机构(NEDO):
.能源使用合理化企业支持项目;
.促进住宅建筑物引进高效能源系统,主要包括住宅建筑物引进高效能源系统和BEMS系统(商务大厦能源管理系统);
.能源需求最佳管理推动项目;.地区节能纲要编制项目;.普及地区节能促进措施项目;
.地区防止地球变暖支持项目;
.新能源及节能非盈利活动促进项目;
.促进节能及新能源对策引进项目;
.住宅能源使用实态调查及信息提供项目;
.汽车燃料消费削减实态调查项目;
.引进高性能工业炉现场试验项目;
.民用部门地球变暖对策验证试点评价项目。
(2)面向热泵蓄热中心:主要是先进的电力负荷削峰填谷试点项目。
(3)面向日本煤气协会:
.能源多消费型设备天然气推动项目;
.引进先进的电力负荷削峰填谷煤气冷房系统试点项目。
(4)直接面向新能源消费者。
比如,为保证“新阳光计划”的顺利实施,日本政府每年要为该计划拨款570多亿日元,其中约362亿日元用于新能源技术开发。1997年至2004年,日本政府向用于住宅屋顶上的太阳能电池板安装工程投入了1230亿日元的辅助金,对新能源消费者(建筑物业所有者)、ESCO企业能源管理企业、出租企业进行直接补助,使太阳能电池板用户越来越多,由此收回了成本,拉低了市场价格。
再如在生物质能发电方面,日本政府每年给大坂市平野垃圾发电厂1亿日元(约800万元人民币)的补助。畜禽养殖废弃物处理工程的建设费用由中央政府出1/2,地方政府出1/4,农场主只要出1/4。
三、政策上引导
1.政府先行
政府的公共设施率先使用新能源设备,建筑物率先安装太阳能设备,政府使用绿色能源车,在城市开发、道路建设和兴修水利等工程中也必须使用新能源。地方行政单位也必须在本地区优先使用无污染能源,通过利用新能源努力建设无污染、无噪音和无热岛现象的街道。2.发动民间组织,利用全民力量一方面通过法律约束和税收优惠鼓励企业参与,另一方面发动民间组织参与新能源和节能技术的开发。在政策的引导下,日本许多民间团体参与了“促进地区新能源开发事业”的支援行动,社会资金大量投入“阳光计划”项目,与政府一同致力于太阳能、风能和生物质能发电的开发及应用。比如,“新阳光计划”就采取政府、企业和大学三者联合的方式,共同攻关,克服在能源开发方面遇到的各种难题。
四、观念上宣传
一方面通过政策和法律明确规定政府、企业都有开发和利用新能源的义务,通过向国民广泛宣传利用新能源的必要性和重要性,使国民牢固树立自觉利用新能源的意识。政府的新能源政策信息对社会公开,通过各种媒体做公益广告,普及新能源知识。
另一方面重视全民环保、节能意识的从小培养。日本小学从四年级开始设立环境保护的课程,定期组织中小学生参观用于改善环境的公共设施,如大坂市平野垃圾发电厂,整个垃圾发电厂干干净净,参观者进人厂区一律换拖鞋,室内非常洁净、一尘不染。介绍平野垃圾发电厂的宣传片有专为学生设计制作的动画多媒体宣传片,具有故事情节,运用为学生喜闻乐见的教学方式。在参观途中增设了一些太阳能光伏发电和风力发电设施,进行可再生能源开发利用知识的宣传,使学生们从小具有新能源和节能的意识。
五、小结
从1973年到现在,日本的新能源战略已经发展了30多年。正是这种法律上约束、税收上优惠、政策上引导、观念上宣传的战略方针,使日本由第二次世界大战结束之初的一片废墟一步一步变成今天在新能源及节能技术领域引跑世界,其新能源的开发利用正在向产业化、规模化发展,部分企业已出现了向海外输出新能源开发及节能技术的现象。从日本近30年来发展的经验我们可以看到,清洁能源的开发利用与环境保护是可以进行有机结合的,注重新能源的开发,不仅可以获得优质的能源,还能很好地解决环境污染问题。如利用填埋垃圾产生的沼气转换成电能与热能供用户使用,既利用新能源,又能减少环境的二次污染。
我国在“十一五”规划纲要中明确要求,把节约资源作为基本国策,建立资源节约型和环境友好型社会。到2010年每单位GDP增长所消耗的能源要下降20%,主要污染物排放要下降10%。要达到这个目标,日本在新能源及节能技术领域的探索与发展经验应该对我国有一定的借鉴作用。
目前我国的太阳能、风能和氢能的利用发展得较快,正在逐步形成较为完整的产业。与此相比,新能源和节能政策体系的发展相对滞后,应该根据我国国情,尽快制定出对我国新能源和节能技术向产业化、规模化发展,具有前瞻性、综合性和战略性的政策法规和约束机制。同时,日本加大新能源利用和资源可持续开发的宣传力度,树立全民意识,形成政府先行、财团(企业)、院校和民众等全员参与的新能源开发战略也是可以借鉴的经验之一。
第二篇:浅析我国海水淡化技术发展历程
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浅析我国海水淡化技术发展历程
由于我国早期的**,是我国的科技一度落后在国际水平之后,早在1958年,石松等元老级研究员首先在我国开展膜电渗析海水淡化工艺研究。早在五年前,美国C.E.Reid建议美国将反渗透海水淡化技术研究列入国家计划。起步上已早于我国。
紧随起后1967年,我国国家科委组织全国在水处理等领域的各类精英会战海水淡化。
1970年,会战主力汇集我国的浙江省杭州市,组织了全国第一个淡化研究室。这期间,他们一直用电渗析技术进行研制海洋监测专用微孔滤膜,建成了世界最大的电渗析淡化站—西沙永兴岛淡化站。一度在海水淡化方面成为世界领军人物,值得所有国人骄傲。
1982年,中国海水再利用协会批准在杭州成立。但是,因为经历了十年浩劫,还是衰弱下去了。此时,远在大洋彼岸的美国新型淡化技术已经赫然问世。领先世界各国。成为海水淡化领域的霸主。
1984年,中国开始对膜技术重视了,但是,美国的复合膜已经大面积商业化并投入到国家和民用中去了。
1992年,国家为了追赶膜方面技术与世界的差距,国家科委组建国家液体分离膜工程技术研究中心,开始悄悄研制国产反渗透膜。
关于海水淡化成本,目前主流的海水淡化技术主要是反渗透、多级闪蒸和低温多效,其中反渗透运行成本最低,耗电4度左右,再加上化学品费。直接运行成本就是这两种,如电费按0.6元/度计,如再考虑人工、维修、反渗透膜更换等费用,运行成本一般在3-4元/吨淡水。由此算来海水淡化成本还是比较低的,但是尽管如此,节水意识还是不可少的。
世界上淡水资源不足,已成为人们日益关注的问题。有人预言,19世纪争煤,20世纪争油,21世纪可能争水。
中国有关海水的淡化产业虽基本具备了产业化发展条件,但创新能力、装备的研发能力、等方面与国外仍有较大的差距。当前最重要的是尽快形成中国淡化水设备市场的完整产业链条。海水淡化成本降低,发展膜与膜材料、等核心技术,研发具有自主知识产权的新工艺、新装备和新产品,提高关键材料和核心设备的国产化,增强自主建设大型工程的能力。
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第三篇:浅析国外新能源和节能政策
浅析国外新能源和节能政策
一、不同国家的新能源及节能政策
世界上对新能源开发的热情源自20世纪70年代出现的石油危机的刺激,众多市场化国家开始制订有关新能源研发与示范性利用的政策。自90年代以来,新能源的开发得到越来越多国家的重视,与其相关的政策措施更多,如可交易的许可证制度在荷兰、意大利、日本等国出现,而且随着人们对环境问题的关注,尤其是《联合国气候变化框架公约(UNFCCC)》(又称《京都议定书》)的形成和最终生效,使得新能源开发不仅仅是出于商业或者国家能源战略上的考虑,而是一种责任和义务,这都体现在数十个国家新能源政策的内容中。
在最近的3年间,由于石油价格的高企更坚定了各国发展新能源的决心,同时也加强了对节能技术、节能产品的关注。在众多国家各自的能源法案中,新能源的开发和节能都是重点,均从政策上加以推进。这里选择美国、德国、日本3个国家作简要介绍。
1.美国
美国2005年8月公布的能源新法案(EPACT,2005)包含了《能源政策与节约法案》(CPCA)的修正案,除了鼓励美国本土的能源生产之外,从立法上提出了促进消费者节约能源,使用清洁能源的可行措施。新法案的重点是鼓励企业使用可再生能源和无污染能源,并以减税等措施,鼓励企业、家庭和个人更多地使用节能和清洁能源产品。
该法案提出,在未来10年内,美国联邦政府将向全美能源企业提供146亿美元的减税额度,以鼓励石油、天然气、煤气和电力企业等采取清洁能源和节能措施;为提高能效和开发可再生能源,将给予相关企业总额不超过50亿美元的补助;对新型核能电站提供免税优惠和贷款担保,并拨款开发清洁煤炭技术、发展风能。按照该法案的要求,到2012年,美国炼油厂的乙醇生产能力将达到75亿加仑(1加仑约等于3.8升),车用乙醇的使用比例将比目前上升一倍。
对消费者,新法案推出了13亿美元的个人节能消费优惠预算方案,鼓励使用太阳能等。消费者购买家用太阳能设施开支的30%可以用来抵税。政府还将对购买汽油-电力混合动力汽车(HEV)的消费者、在住宅中使用节能玻璃和节能电器的居民减免税收,甚至居民在住宅中更新室内温度调控设备、换节能窗户、通过维修制止室内制冷制热设施的泄漏等,也可获得全部开支10%的减免税收优惠。针对空调、冰箱等高耗能家用电器的生产,新法案明显提高了节能标准。同时,为了更有效地利用阳光,缩短电灯照明以及家电使用的时间,新法案规定,从2007年起,美国将原有“夏令时”的时间再延长4周,使每年的“夏令时”长达7个月。为减少汽油消费,美国政府提出了新的轻型卡车油耗技术标准,2011年将全面实施。预计这一计划的实施最终可以使美国每年减少汽油消费100亿加仑。
2.德国
在新能源政策方面,2000年4月德国联邦议院正式通过了可再生能源法(KEL)。该法取消了对可再生能源发电的上限,并要求将可再生能源发电在所有供电公司按其总电力销售量进行分配。可再生能源法还要求运行输电线路的公司支付与电力网连接的费用,消除电力公司以抬高联网费用来阻碍风能的开发。该法案最重要的一点是,根据发电的实际成本,为每一种可再生能源发电技术确立了每kWh的特定支付金额。电力公司有资格参与该支付费用的确定,这是电力部门解除官方控制产生的一种变革。2006年风力发电装机容量达到20622MW,为全球最大风能市场。
在节能方面,德国实施以节电为重点的节能战略。根据欧盟能源消耗标示法规,德国制定了产品能耗标签制度,规定电器上必须贴有欧盟能源标签。政府要求电视、电脑和其他电器不用时,应该把电源关掉。建筑供暖耗能过多成为德国政府着力解决的另一个关键问题。多年来,政府通过制定和改进建筑保温技术规范等措施,不断发掘建筑节能的潜力。2005年7月13日,德国政府通过《国家气候保护报告》,提出到2012年和2020年减少温室气体排放的具体目标,强调进一步开发汽车相关技术和推广住宅能源节约计划,争取到2020年使德国温室气体排放比1990年减少40%。
3.日本
日本的新能源政策规定,电力公司有义务扩大可再生能源的利用。从2003年4月开始,日本给电力公司规定强制使用新能源,即,根据其销售的电量,必须使用新能源发电量的比例。因此,电力公司必须自己利用新能源发电,或从别的公司购入新能源的发电量。规定的新能源发电有5种,即风力发电、太阳能发电、地热发电、1MW以下的小型水力发电、生物质发电。如果不切实履行这些义务,经济产业大臣将向电力公司提出警告,如果违反规定将处以100万日元以下的罚款。目前,风力发电正在日本快速增长,2005年已经跻身全球十大风能市场。
在新能源的长期发展战略方面,2004年6月,日本通产省公布了“新能源产业化远景构想”,目标是2030年以前,要把太阳能和风能发电等新能源技术扶植成商业产值达3万亿日元的支柱产业之一,使新能源产业领先世界。针对这一构想,政府在税制等方面采取优惠制度,促进企业参与新能源开发,并扶持新能源产业及产品向出口创汇方向发展。通产省估计,通过实施这些对策,太阳能、风力、燃料电池领域的市场规模将从2003年的4500亿日元增加到2030年的3万亿日元,该领域的就业规模也将达31万人。
在节能领域,日本是建立节能体制最完善的国家,相应的节能政策措施全面而细致,2005年日本环境省甚至提出改变上班着装习惯达到节能目的的新措施。
二、国外新能源和节能政策特点简析
从国外新能源和节能的政策实践及其发展历程可以发现这些政策措施所具有的一些共性特征。首先,工业发达国家在新能源和节能政策的制订方面起领先示范作用。化石能源的地理分布不均和有限性、经济发展对能源的强大需求,以及日益恶化的环境问题,促使工业发达国家对其能源战略做出调整,开发新能源和提高能效必然是其政策考虑的重点。从政策演化、发展角度看,工业发达国家在有关新能源和节能的各类政策制订方面,均走在前列,起到示范作用,引发了世界不可再生能源产业的观念变革,从而积极加入到新能源和节能产业的开发中来。
其次,国外新能源和节能政策已形成体系。随着新能源战略地位的提高,许多国家为实现规模化、深度化和持续化利用新能源,已逐步形成包括战略规划、法律法规、管理体系等方面的完整体系。
在战略规划方面,日本提出“新能源产业化远景构想”;欧、美等发达国家和地区都将新能源和节能作为其能源战略的重点之一。
在法律法规方面,无论是发达的市场化国家还是发展中国家均制订了各级各类以促进新能源和节能产业发展为目标的法律、法规和法令。这不仅是强制实施相关规划与政策的基础依据与保障,还能够逐步养成人们开发利用新能源和节能的意识,并且使电力开发商和供应商对新能源产业具有稳定的预期。
国外在管理政策上还建立了包括政府、厂商及其它第三方中介机构在内的管理体系,及时把握新能源和节能产业的运行态势并及时调整。在节能管理方面,日本较为典型,它从中央到地方都建立了一套完备的能源管理机构和咨询机构,专门研究节能问题,此外,还普遍建立了民间组织——节能中心,彼此交流经验,为节能技术的推广应用以及节能政策的实施起到了非常重要的作用。
三、国外新能源及节能政策的启示
在全球范围内,新能源开发利用以及节能技术、节能产品和服务已经成为各国能源战略的重点。目前,我国在新能源开发利用方面,太阳能、风能和氢能的利用得到较快的发展,逐步形成了较为完整的产业。但产业的发展与政策的制度保障方面存在一定的差距,相关的政策相对滞后。因此,借鉴国外的政策经验,从国家战略的高度不断完善我国的新能源和节能政策应该是当务之急。结合前述对国外新能源和节能政策的分析,至少可以得出这样的结论:
(1)在强调市场力量的前提下,必须重视新能源和节能政策的制订、修订和实施。
(2)在新能源和节能政策制订的具体操作中,要发挥后发优势,使得政策对新能源和节能产业的制度保障具有前瞻性、综合性和战略性。
(3)建立完善的新能源和节能政策体系。国外完整的新能源和节能政策体系,确保了政策的制订和有效实施,极大地促进了新能源和节能产业的发展。我国制订了《1996~2010年新能源和可再生能源发展纲要》等战略规划,2005年制订了《可再生能源法》,但要使得这些战略和法规得以有效地实施,必须进一步促进新能源和节能产业管理体系的发展。
第四篇:烟草流通业物流技术发展历程
烟草流通业物流技术发展历程
第一阶段:引进时期,以国外物流技术为主导,代表项目是瑞士Swisslog公司承建的上海海烟物流中心,是我国规模最大、自动化程度最高的物流配送中心。
第二阶段:合作时期,国内供应商集成国外产品,代表项目是昆船公司成功集成了进口的堆垛机、机器人、件烟高速分拣系统等设备,建成的深圳烟草物流配送中心。
第三阶段:模仿时期,代表项目是白沙集团卷烟配送中心。除配置了托盘和件烟为存储单元的高架立体仓库以外,还采用件烟自动补货技术,将通道式分拣机、塔式分拣机和电子标签分拣货架组成了全国产设备的条烟分拣系统。
第四阶段:自主时期,在此阶段涌现出一批勇于自主创新的国内供应商,代表项目是北京卷烟配送中心和杭州卷烟配送中心,都以建造采用全新设计理念的高效率全自动分拣系统为目标,但结果证明,系统实际运行效果与设计能力还有相当的差距。
第五阶段:实用时期,在追求高自动化受到挫折后,烟草流通业回归到了最初机械加手工的时期,设计方案都十分谨慎,要求简单实用,代表项目是重庆卷烟配送中心。在此阶段,国家烟草专卖局下发了《关于构建行业现代物流系统的指导意见》,明确了物流系统指导思想、总体目标以及具体的措施和要求。
第六阶段:优化时期,烟草物流从人工搬运、自然堆放,到使用高架立体仓库存储;由手工加机械的电子标签拣选系统,到实行了自动分拣、自动包装,物流技术的应用水平快速提高。同时,烟草流通业借助外力,如专业的咨询公司对其建设规划、定位和总体目标进行系统、科学的分析论证,加上国家烟草专卖局严格进行项目审批,规范了物流系统的建设。
第五篇:光纤通信技术发展历程、特点及现状
学号: 20085044013 本科学年论文
学
院
物理电子工程学院
专
业
电子科学与技术
年
级
2008级
姓
名
王震
论文题目
光纤通信技术发展历程、特点及现状
指导教师
张新伟
职称
讲师
成绩
2012年1月10日
目 录
摘 要.......................................................1 Abstract................................................................1 绪 论.......................................................1 1光纤通信发展历程..........................................1 1.1 世界光纤通信发展史.....................................1 1.2 中国光纤通信发展史.....................................2 2 光纤通信技术的特点........................................3 2.1 频带极宽,通信容量大...................................3 2.2 损耗低,中继距离长.....................................3 2.3 抗电磁干扰能力强.......................................3 2.4 无串音干扰,保密性好...................................3 3 不断发展的光纤通信技术....................................3 3.1 SDH系统...............................................3 3.2 不断增加的信道容量.....................................3 3.3 光纤传输距离...........................................4 3.4 向城域网发展...........................................4 3.5 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势.................4 4 结束语....................................................4 参考文献....................................................4
光纤通信技术发展历程、特点及现状
摘 要:光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。光纤通信是以其传输频带宽、通信容量大、中继距离长、损耗低特点,并具有抗电磁干扰能力强,保密性好的优势,光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。光纤通信技术正朝着超大容量、超长距离传输和交换、全光网络方向发展。
关键词:光纤通信;发展历程;特点;发展现状
绪论
光纤通信技术已成为现代通信的主要通信方式,在现代信息网中起着非常重要的作用,随着信息技术的发展,大容量光纤通信网络的建设,光电子技术将起到越来越重要的作用。光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。有专家预测,21世纪将是“光子世纪”,十年内,光子产业可能会全面取代传统电子工业,成为本世纪最大的产业。光纤通信又进入了一个蓬勃发展的新时期,而这一次发展将涉及信息产业的各个领域,其范围更广,技术更新,难度更大,动力更强,无疑将对21世纪信息产业的发展和社会进步产生巨大影响。光纤通信发展历程
1.1 世界光纤通信发展史
光纤的发明,引起了通信技术的一场革命,是构成21世纪即将到来的信息社会的一大要素。
1966年出生在中国上海的英籍华人高锟,发表论文《光频介质纤维表面波导》,提出用石英玻璃纤维(光纤)传送光信号来进行通信,可实现长距离、大容量通信。于1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3000万美元,得到30米光纤样品,认为非常值得。这一突破,引起整个通信界的震动,世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。1976年,美国贝尔实验室在亚特兰大到华盛顿间建立了世界第一条实用化的光纤通信线路,速率为45Mb/s,采用的是多模光纤,光源用的是发光管LED,波长是0.85微米的红外光。在上世纪70年代末,大容量的单模光纤和长寿命的半导体激光器研制成功。光纤通信系统开始显示出长距离、大容量无比的优越性。
按理论计算:就光纤通信常用波长1.3微米和1.55微米波长窗口的容量至少有25000GHz。自然会想到采用多波长的波分复用技术WDM。1996年WDM技术取得突破,贝尔实验室发展了WDM技术,美国MCI公司在1997年开通了商用的WDM线路。光纤通信系统的速率从单波长的2.5Gb/s和10Gb/s爆炸性地发展到多波长的Tb/s(1Tb/s=1000Gb/s)传输。当今实验室光系统速率已达10Tb/s,几乎是用之不尽的,所以它的前景辉煌。1.2 中国光纤通信发展史
1973年,世界光纤通信尚未实用。邮电部武汉邮电科学研究院(当时是武汉邮电学院)就开始研究光纤通信。由于武汉邮电科学研究院采用了石英光纤、半导体激光器和编码制式通信机正确的技术路线,使我国在发展光纤通信技术上少走了不少弯路,从而使我国光纤通信在高新技术中与发达国家有较小的差距。
我国研究开发光纤通信正处于十年**时期,处于封闭状态。国外技术基本无法借鉴,纯属自己摸索,一切都要自己搞,包括光纤、光电子器件和光纤通信系统。就研制光纤来说,原料提纯、熔炼车床、拉丝机,还包括光纤的测试仪表和接续工具也全都要自己开发,困难极大。武汉邮电科学研究院,考虑到保证光纤通信最终能为经济建设所用,开展了全面研究,除研制光纤外,还开展光电子器件和光纤通信系统的研制,使我国至今具有了完整的光纤通信产业。
1978年改革开放后,光纤通信的研发工作大大加快。上海、北京、武汉和桂林都研制出光纤通信试验系统。1982年邮电部重点科研工程“八二工程”在武汉开通。该工程被称为实用化工程,要求一切是商用产品而不是试验品,要符合国际CCITT标准,要由设计院设计、工人施工,而不是科技人员施工。从此中国的光纤通信进入实用阶段。
在20世纪80年代中期,数字光纤通信的速率已达到144Mb/s,可传送1980路电话,超过同轴电缆载波。于是,光纤通信作为主流被大量采用,在传输干线上全面取代电缆。经过国家“六五”、“七五”、“八五”和“九五”计划,中国已建成“八纵八横”干线网,连通全国各省区市。现在,中国已敷设光缆总长约250万公里。光纤通信已成为中国通信的主要手段。在国家科技部、计委、经委的安排下,1999年中国生产的8×2.5Gb/s WDM系统首次在青岛至大连开通,随之沈阳至大连的32×2.5Gb/s WDM光纤通信系统开通。2005年3.2Tbps超大容量的光纤通信系统在上海至杭州开通,是至今世界容量最大的实用线路。
中国已建立了一定规模的光纤通信产业。中国生产的光纤光缆、半导体光电子器件和光纤通信系统能供国内建设,并有少量出口。光纤通信技术的特点
2.1 频带极宽,通信容量大
光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的限制往往发挥不出带宽大的优势。因此需要技术来增加传输的容量,密集波分复用技术就能解决这个问题。2.2 损耗低,中继距离长
目前,商品石英光纤和其它传输介质相比的损耗是最低的;如果将来使用非石英极低损耗传输介质,理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本,带来更好的经济效益。2.3 抗电磁干扰能力强
石英有很强的抗腐蚀性,而且绝缘性好。而且它还有一个重要的特性就是抗电磁干扰的能力很强,它不受外部环境的影响,也不受人为架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通讯应用特别有用,而且在军事上也大有用处。2.4 无串音干扰,保密性好
在电波传输的过程中,电磁波的传播容易泄露,保密性差。而光波在光纤中传播,不会发生串扰的现象,保密性强。除以上特点之外,还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设;光纤的原材料资源丰富,成本低;温度稳定性好、寿命长。正是因为光纤的这些优点,光纤的应用范围越来越广。不断发展的光纤通信技术
3.1 SDH系统
光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的,所以客户信号一般是TDM的连续码流,如PDH、SDH等。伴随着科技的进步,特别是计算机网络技术的发展,传输数据也越来越大。分组信号与连续码流的特点完全不同,它具有不确定性,因此传送这种信号,是光通信技术需要解决的难题。而且两种传送设备也是有很大区别的。3.2 不断增加的信道容量 光通信系统能从PDH发展到SDH,从155Mb/s发展到l0Gb/s,近来,40GB/s已实现商品化。专家们在研究更大容量的,如160Gb/s(单波道)系统已经试验成功,目前还在为其制定相应的标准。此外,科学家还在研究系统容量更大的通讯技术。3.3 光纤传输距离
从宏观上说,光纤的传输距离是越远越好,因此研究光纤的研究人员们,一直在这方面努力。在光纤放大器投入使用后,不断有对光纤传输距离的突破,为增大无再生中继距离创造了条件。3.4 向城域网发展
光传输目前正从骨干网向城域网发展,光传输逐渐靠近业务节点。而人们通常认为光传输作为一种传输信息的手段还不适应城域网。作为业务节点,既接近用户,又能保证信息的安全传输,而用户还希望光传输能带来更多的便利服务。3.5 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势
近年来,互联网业发展迅速,IP业务也随之火爆。研究表明,随着IP业的迅速发展,通信业将面临“洗牌”,并孕育着新技术的出现。随着软件控制的进一步开发和发展,现代的光通信正逐步向智能化发展,它能灵活的让营运者自由的管理光传输。而且还会有更多的相关应用应运而生,为人们的使用带来更多的方便。
综上所述,以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心,并面向IP互联网应用的光波技术是目前光纤传输的研究热点,而在以后,科学家还会继续对这一领域的研究和开发。从未来的应用来看,光网络将向着服务多元化和资源配置的方向发展,为了满足客户的需求,光纤通信的发展不仅要突破距离的限制,更要向智能化迈进。结束语
现在光通信网络的容量虽然已经很大,但还有许多应用能力在闲置,今后随着社会经济的不断发展,作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长,一定会超过现有网络能力,推动通信网络的继续发展。因此,光纤通信技术在应用需求的推动下,一定不断会有新的发展。
参考文献
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