第一篇:能源危机与新能源论文
能源危机与新能源
目录
摘 要:..........................3
关 键 字 :.........................3
正文:..............................4
一、世界能源危机现状..............4
二、我国能源危机现状..............4
三、解决措施......................4
四、新能源........................5
五、结论:........................6
参考文献:..........................6
[摘 要]: 目前全世界消耗的能源主要是化石能源。而化石能源在为人类带来文明的同时,也带来很多矛盾,很多问题。化石能源是有限的,未来转变能源结构任务非常艰巨。加快能源结构的转变,就是要从现在的以化石能源为主,不断转向以新能源为主的时代。
[关 键 字 ]: 能源危机 新能源
[Abstract]: at present the whole world energy consumption is mainly fossil energy.And the fossil energy in order to bring mankind civilization at the same time, will also bring about many contradictions, a lot of problems, the energy crisis situation is grim.Fossil energy is limited, the future to change the energy structure of the task is very formidable.Speed up the transformation of energy structure, is must from now on fossil energy, constantly turning to new energy dominated era.[Key words]: new energy energy crisis 正文:
一、世界能源危机现状
能源危机是指因为能源供应短缺或是价格上涨而影响经济,这通常涉及到石油、电力或其他自然资源的短缺;能源危机通常会造成经济衰退。
1973年能源危机原因:伊朗革命爆发。1990年石油价格暴涨原因: 电力管制政策失败,加上供给小于需求。
英国石油抗议活动原因:供需关系失调。
二、我国能源危机现状
当前世界能源危机,中国能源危机形势更加严峻。我国的资源总量是丰富的,从绝对数上说,在世界上是一个资源大国,但由于我国人口众多,人均资源低于世界平均水平,因此,从相对数来看,我国在世界上又是一个资源小国。如今中国的能源现状令人担忧。其主要表现在以下三方面:一是能源以煤炭为主,可再生资源开发利用程度很低。中国探明的煤炭资源占煤炭、石油、天然气、水能和核能等一次能源总量的90%以上,煤炭在中国能源生产与消费中占支配地位。在世界能源由煤炭为主向油气为主的结构转变过程中,中国仍是世界上极少数几个能源以煤为主的国家之一。二是能源消费总量不断增长,能源利用效率较低。随着经济规模的不断扩大,中国的能源消费呈持续上升趋势。受资金、技术、能源价格等因素的影响,中国能源利用效率比发达国家低很多。能源综合利用效率为32%,能源系统总效率为9.3%,只有发达国家的50%左右。三是能源消费以国内供应为主,环境污染状况加剧,优质能源供应不足。中国经济发展主要建立在国产能源生产与供应基础之上,能源技术装备也主要依靠国内供应。
三、解决措施
能源危机迫在眉睫,所以我们应该积极寻找对策,克服能源危机的出路。在世界能源消费以石油为主导的条件下,如果能源消费结构不改变,就会发生能源危机。煤炭资源虽比石油多,但也不是取之不尽的。代替石油的其他能源资源,除了煤炭之外,能够大规模利用的还很少。太阳能虽然用之不竭,但代价太高,并且在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其他新能源也如是。因此,人类必须估计到,非再生矿物能源资源枯竭可能带来的危机,从而将注意力转移到新的能源结构上,尽早探索、研究开发利用新能源资源。
四、新能源
一般认为,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此,煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源,而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。环境污染和能源短缺的现实压力令全世界开始重新关注新能源,而且希望新能源能够克服化石燃料燃烧带来的污染和有可能出现的能源枯竭。新能源看似有很多优点,如太阳能和风能,取之不尽、用之不竭,利用过程中也不会排放很多的污染物。未来核能、风能、水能、氢能、太阳能等新能源将会得到很大发展并且做为辅助能源。
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。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。
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。
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。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。
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。
太阳能:太阳能以其清洁环保、取之不竭在全球范围受到了追捧,被认为是二十一世纪的新能源之首,发展前景极为被看好。只有太阳能才能满足人们更进一步的需求,这种更加清洁的能源将会取之不尽,用之不竭。太阳能具有普遍,无害,利用太阳能不会污染环境,它是最清洁的能源之一,在环境污染越来越严重的今天,这一点是极其宝贵的。太阳能储量巨大可再生。但同时太阳能具有分散性和不稳定性,开发成本高效率低等缺点。
我国促进可再生能源发展的根本出路在于:(1)大力推进可再生能源开发利用技术进步,包括智能电网、优化调度等。(2)不断完善支持可再生能源发展的政策体系,包括碳税等税收政策。国家更应该从税收的角度考虑,对于使用化石能源,或者利用化石能源要进行征税,如碳税。征收的资金用来鼓励新能源发展,制约或者是限制来增加利用化石能源的成本,或者通过行政政策或者法律政策来调整这个结构。(3)深化能源管理体制改革,包括电力、石油等各个方面。
五、结论:
世界能源危机日益严重,我国能源危机也迫在眉睫。如何有效保护现有能源资源,开发新型绿色能源,成为每一个地球人都必须思考的命题。节能减排、新能源开发应用的道路上,我们任重而道远。不但应该挖掘更多可以利用的有效能源,还应该致力于研究现有能源的高效利用以及能源与能源之间的互相“转换”、替代使用;例如已经实现的盐水发电,新能源汽车等等。而对于我们自身而言,简单的低碳绿色环保行为也是对身边环境以及地球资源的一种保护;学好相关的专业知识,合理利用身边的资源,为当今能源现状做力所能及的小事。
参考文献:
《新能源与可再生能源概论》 苏亚新 化学工业出版社 2006-03 《新能源与可再生能源技术——21世纪能源与动力》
李传统 2005-9-1 《新能源概论》 王革华 化学工业出版社 2006-08 《新能源》 李方正 化学工业出版社,2008年版
《环境保护与可持续发展》 郎铁柱 钟定胜 天津大学出版社 《论全球环境下我国新能源的发展》 西南石油大学
第二篇:新能源汽车发展论文新能源汽车论文全球能源危机论文:新能源汽车竞争战略与策略研究
新能源汽车发展论文新能源汽车论文全球能源危机论文
新能源汽车竞争战略与策略研究
摘 要:本文简述了传统能源汽车及新能源汽车发展的现状与问题,分析了新能源汽车的市场、技术发展前景,提出发展新能源汽车的竞争战略与策略建议,其中着重分析了混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车的市场竞争策略。关键词:新能源汽车;竞争战略;策略
1全球汽车发展面临的问题
(1)能源危机与汽车变革。石油资源的日益枯竭和石油价格的巨幅波动,不仅对世界各国经济造成了重要影响,更引起各国汽车产业的深刻变革:大排量、高油耗的汽车不再受到大多数消费者的青睐,燃油节约型汽车逐渐成为市场的主流。
(2)汽车发展与环境污染。随着汽车产业的快速发展,汽车已成为城市污染的重要来源之一。汽车排放的尾气主要成分是CO、HC、NOX和颗粒物等,通常在城市中心交通排放的CO形成的污染物浓度占CO总浓度的90%~95%,HC和NOX占80%~90%。而这些排放物正是造成地球气候变暖的重要原因之一。
(3)金融危机的影响。金融危机的爆发对于新能源汽车的产业化发展是一个转折点、一个新的机遇。为了摆脱经济低谷,获得市场竞争先机,并使自己在未来的产业竞争格局
同的战略选择。
(4)技术变革与能源多样化。“事实上能源供应面临的风险,目前最直接的不是全球资源匮缺,而是技术创新能否使有限的能源得以长久地、持续地供应,并不断的通过技术进步开发新的能源,为改善人类生活和促进经济发展提供保障”[1]。目前,除了常规的化石资源(煤、石油、天然气)以外,新能源与可再生能源(生物能、风能、水能、太阳能等)的开发和利用比例逐渐提高,并由此产生了相应的多种新技术,呈现多样化的发展趋势。能源的多样化发展给汽车新技术的应用带来了无限可能,各类新能源汽车的研发和生产必然会将汽车产业领域延伸、拓展到更加广泛的产业范畴(见图1)。
新能源汽车发展的现状与问题
2.1新能源汽车发展现状新能源汽车在全球刚刚起步,代表着汽车产业未来的发展方向。当前,各国在新能源汽车领域研发的重点是:混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车。比较以上新能源汽车后,我们能清晰地看到当前各种新能源汽车的基本情况(见表1)。
2.2发展新能源汽车的核心问题新能源汽车虽然拥有广阔的市场前景,但其大面积推广尚需时日。从当前的发展情况看,新能源汽车的发展面临着三个急需解决或突破的核心问题。核心问题之一:关键技术,如电池、电控等技术其产业化过程还未实现。核心问题之二:成本过高,包括新能源汽车自身生产成本和用户使用成本。核心问题之三:国家对整个新能源汽车产业链的政策支持力度和深度。
3新能源汽车竞争战略
在经济全球化趋势之下,新能源汽车作为一个广受各国关注的新兴产业,未来必将面临国际市场的激烈竞争格局。这就决定了新能源汽车企业的发展不但与其自身形成的竞争优劣势相关,而且与其所属国家相关产业的优劣势息息相关。因此,新能源汽车的竞争战略不仅仅涉及技术层面、行业企业层面,更涉及到国家产业层面。
3.1国家竞争战略
1)科技强国:要在新能源汽车的基础技术、原材料技术、基础零部件等领域创造持续的竞争优势,为本国新能源汽车企业提供具备比较优势的产业基础资源支持,为产业化夯实基础。
(2)工商富国:创造支持生产率提升的良好环境、政策、法规,扶持新能源汽车企业及产品发展,尤其支持民族品牌和拥有自主知识产权的民族企业。
(3)消费:消费是国家经济发展最重要的动力,鼓励倡导消费民族产品。没有民族的消费,就没有本民族的品牌,也就没有国家的竞争优势。
3.2企业竞争战略竞争战略的目的是通过提供比竞争对手更能满
在《竞争战略》中,迈克尔·波特(Michael EPorter)从最广泛的意义上,总结提出了成功企业的三种基本竞争战略:总成本领先、差别化和集中战略。纵观近百年世界汽车工业发展与竞争的实践,新能源汽车的发展依旧遵守市场的竞争规律,须满足三种基本竞争战略中的任意一个。
3.3技术战略技术战略的核心是企业努力获取何种类型的竞争优势。应当开发那些对企业的基本战略贡献最大的技术,同时要权衡开发这些技术的成功率。技术战略是企业可用以追求三个基本战略中任意一个的潜在强大工具[2]。
(1)产品技术。对新能源汽车的项目开发按竞争优势的重要性排序,符合低成本或差别化的要求;选择关键路线,建立自己的知识产权、专利技术;开展纵向、横向一体化的技术合作。
(2)工艺技术。工艺技术的重要目的是实现高效率、高质量、低成本及生产的安全性。
(3)管理技术。提升企业的整体文化素养,为顾客创造最高或最佳的价值利益。
(4)引进技术。引进技术,消化吸收,再创新,最终形成自己的技术创新体系。
4新能源汽车的国家政策与策略
相关背景为了打造低碳经济发展模式,美国、日本、法国、德国等发达国家纷纷制定了新能源汽车产业发展政策,在企业研发、生产、销售和使用等各个环节都给予政策支持,用以扶持本国新能源汽车产业的发展。与传统汽车相比,新能源汽车为我国汽车业缩短与世界汽车业的差距带来了难得的历史发展机遇。在传统汽车行业里,我国落后于世界领先水平几十年。而在新能源汽车发展方面,我国在关键技术、研发、资金和政策等产业发展平台上与发达国家几乎处于同一起跑线。在新能源汽车技术发展初期,国务院就鼓励发展清洁汽车。
4.2我国新能源汽车的产业政策与策略建议面对历史机遇,我们要创造竞争优势,提升我国在新能源汽车领域的话语权。依据迈克尔·波特的国家竞争优势理论:国家是企业最基本的竞争优势。国家扶持新能源汽车的产业政策与发展策略的核心是建立国家竞争优势。我们要发挥社会主义的优越性,集中力量办大事。
(1)国家抓新能源汽车的基础技术的研究、开发;企业负责应用技术的研究、开发。
(2)国家及各级政府支持拥有关键技术的中小型科技企业,向拥有自主知识产权、民族品牌的企业注入资本金,使这些企业能够建立竞争优势,成为在专有技术、特色零部件
购、销售推广、人才引进、税收等方面的支持,优先发展民族品牌的新能源汽车。
(3)组织、协调我国新能源汽车的官、产、学、研用等单位,实现链接,形成总体研发体系,降低研发成本,共享技术成果,推进新能源汽车的产业化。汽车生产企业要掌握新能源汽车的关键技术,通过股权、技术等多种方式与电池、电机、电控等关键零部件企业组成紧密的产业联盟。
(4)整车关键零部件、原材料的合资合作,中方拥有控股权。合资企业在我国设立研发中心,尤其要使用非外资方的产品品牌。
(5)鼓励民族品牌的企业上市,增加融资功能优先增发新股、发行债券、定向增发等融资政策。
(6)制定新能源产品标准、规范,建立第三方检测机构,引导新能源汽车市场化及整个产业链。
(7)加强基础设施建设,如充电网络、专用停车场、加气站建设等方面,充分发挥国家的调控优势。
5新能源汽车的市场竞争策略 5.1策略原则
(1)市场营销的战略性4P策略。它包括:研究(Probing),也即深入实际进行市场调查研究;划分(Partitioning),即细
(Segmentation);优先(Prioritizing),即目标选定(Targeting);定位(Positioning)。
(2)市场营销的战术性4P策略。即产品(Product)策略、价格(Price)策略、分销渠道(Place策略和促销(Promotion)策略。它们是市场营销过程中可以控制的因素,也是企业进行市场营销活动的主要手段,对它们的具体运用,形成了企业基本的营销组合策略。
(3)大市场营销的2P策略。大市场营销的政治力量(Political power)策略和公共关系(Public rela-tion)策略是进入一个全新的组织市场或进入一个新国家、区域市场要用到的策略。
5.2理论依据无论是混合动力汽车、纯电动汽车还是燃料电池汽车,由于受到多方面的制约,目前其产品成本及价格普遍高于传统汽车,且其可靠性、方便性、安全性、维修性均需不断提高。因此,新能源汽车大规模产业化必然会经历一个过程,其市场竞争策略的选择就要更加审慎和符合现实发展情况。在新能源汽车的发展过程中,不同时期的市场竞争策略会围绕如何提高顾客价值来展开。依据价值工程理论,顾客在购买产品(或服务)时,不仅注重功能,更注重这个产品(或服务)值不值花这些钱来买。在市场竞争中,顾客心目中都会有一杆秤,会根据不同的商品,不同的竞争
高,产品(或服务)就越有竞争力,销量就会越好。与传统汽车相比,新能源汽车在功能上还未达到传统汽车的水平,且总成本高。要提高对顾客的价值,必须不断提高新能源汽车的功能,同时降低总成本,不断满足市场竞争的需要。因此,新能源汽车的发展竞争目标趋向于两类:一是功能不变即达到传统汽车的功能,总成本降低;二是功能稍有降低(如车速、续驶里程),总成本大大降低。同时,再加上环保的社会效益,即可进一步提高对顾客的价值。
5.3混合动力汽车的竞争策略对于混合动力汽车,由于除了传统的动力装置外,至少还必须安装电池,其成本不可能降至传统汽车的水准,所以混合动力汽车的价值相对于传统汽车主要体现在节能减排上。由于对节能减排要求迫切,城市公共服务领域的大型车辆最适合首先发展混合动力汽车。在技术上,混合动力车应先发展“弱混”再发展“强混”(含插电式双模)。
5.4纯电动汽车的竞争策略
(1)在产品设计方面。纯电动汽车不同于传统汽车。传统汽车装满油箱时的续驶里程通常在480公里左右,但纯电动汽车目前很难达到这一要求。在现实中,不同的消费群体实际使用中有不同的续驶里程和最高车速(或限速值)期望,而设计不同的产品。例如:按续驶里程160公里、320公里、480公里和最高车速(或限速值)90公里/小时、180公里/小时进行市场细分;或按续驶里程240公里、480公里和最高车速(或限速值)90公里/小时、180公里/小时进行市场细分,开发设计不同的产品。按续驶里程和最高车速(或限速值)将市场细分,其关键的是找到纯电动汽车市场可行的切入点。可行的方式是首先发展续驶里程和最高车速(或限速值)要求不高的城市公共用车和私人上下班用车,实现纯电动汽车消费的起步。
(2)在产品成本方面。电池是新能源汽车的核心技术,它占据了新能源汽车成本的很大一部分。如果按照传统的模式将电池作为汽车整车的一部分,因为受到价格过高的影响,势必制约新能源汽车的推广。如果电池不作为整车的一部分,而是以租赁的方式出租给用户,则在很大程度上可以降低用户的采购成本和综合使用成本。在租赁模式中,租赁业务的主体可分为两类:一类是汽车经销商和现有加油站;另一类是专业电池租赁公司。
5.5燃料电池汽车的竞争策略燃料电池汽车是新能源汽车发展的最终解决方案。由于其商品化进程受到基础技术和应用技术研究进展的制约,所以当前竞争策略主要围绕产品策
(1)适应性。提高其在不同气候(高、低温)、不同环境(海拔、沙尘、空气质量差的地区)和不同交通情况(频繁变动工况)下的适应性。
(2)可靠性。传统汽车内燃机的寿命一般是5000h以上,而目前燃料电池组的寿命仅为2000h左右,且故障率高。
(3)总能量效率。不断提高其总能量效率是重要的研发方向,也是燃料电池的最大优势所在。
(4)成本。不断研发产品技术、工艺技术,降低产品生命周期总成本。
(5)基础设施。相关基础设施,如:加氢站、维修及配件供应体系的建设等也是相当重要的环节。
6结束语解决全球气候变暖及能源短缺的主要途径是发展可循环的低碳能源。中国沿着低碳经济的道路和平崛起,将为人类社会特别是广大发展中国家提供一个全新的发展模式[3]。在交通和汽车领域的解决方案就是发展低排放的新能源汽车。在后危机时代,世界各国极力通过发展新能源汽车以获得今后在汽车工业技术领域进步的相对优势。我国汽车在内燃机上还未完全掌握关键技术,因此发展新能源汽车对我国汽车工业来说也是一个难得的机遇。综上所述,我们基本可以得出以下结论:
1)在国家层面上。国家是企业最基本的竞争优势。在提供优势产业基础资源、良好的政策、产业和消费环境等方面,国家应当形成一个系统有效并扎实推进的支持体系,为我国新能源汽车产业搭建与国际同行竞争的比较优势平台。
(2)在企业层面上。新能源汽车在功能上还未达到传统汽车的水平,且总成本高。要提高对顾客的价值,必须不断提高新能源汽车的功能,同时降低总成本,以不断满足市场发展的需要。
(3)在市场层面上。从目前情况看,只有政府介入,强行推广,先易后难,才能促进新能源汽车进入市场。首选是公共服务领域用车市场,如:城市公交出租、环卫等。这类市场易于政策介入和强制推广且此类汽车消费集中,充电站的建设也就相对集中能有效提高充电站使用效率并降低运营成本。其次是以代步工具为主的微型纯电动汽车市场,这是商业化运营最容易切入的市场。
(4)在产品层面上。我国新能源汽车可行的发展思路是:首先发展混合动力汽车,先发展“弱混”并不断积累完善相关技术,降低成本,再发展强混(含插电式双模);在市场导入上,优先发展公交用车,使混合动力汽车率先产业化并普及。随着电池组及管理系统在混合动力车上的日趋成熟,成本降低,相关基础设施的不断完善,借用混合动力汽车相
始发展纯电动汽车,再发展大功率的纯电动汽车。随着纯电动汽车的市场推广、基础设施的完善并产业化,再发展燃料电池汽车,重点解决燃料电池组的问题,即新能源汽车的产品发展应按照混合动力汽车→电动汽车→燃料电池汽车的路线来演进,燃料电池汽车将是新能源汽车的最终走向。
参考文献:
[1]邢洪金,陈士俊.新能源与我国汽车技术发展[J].宏观经济管理,2009,(5):37-39 [2]迈克尔·波特著,陈小悦译.竞争优势[M].北京:华夏出版社,1998.183.[3]陈柳钦.低碳经济演进:国际动向与中国行动[J].科学决策,2010,(4):1-17.
第三篇:新能源与环境保护论文
题目:新能源与环境保护
学生姓名: 朱健 专业班级: 14能动2 学 号:201414680226 学 院: 冶金与能源学院
新能源的与环境保护
朱健
(华北理工大学,唐山,063200)
摘 要
中国的能源发展面临资源,环境,经济和社会等诸多问题,形势不容乐观,面对人均能源资源减少,资源分布不均,环境污染严重,经济对能源依赖程度高的现实国情,要实现以较少的能源消费增长满足较高的经济增长需求,从根本上需要依靠能源生产和使用技术的提高,提升能源效率,降低能源成本,建立节约型能源,清洁型能源,鼓励新能源,提高环保水平,新能源的发展能有效的改善环境,是环境保护中必不可少的一部分。
关键词:新能源;环境保护
1中国能源与环境现状
改革开放30 年来,能源在满足经济社会持续较快发展的同时,清洁化发展也取得了巨大成就。到2020年非化石能源占一次能源消费比重提高到15%,而“十二五”时期,我国非化石能源占一次能源消费比重从2010年的8.6%提高到2015年的12%。
能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础,环境则与人类社会生存和发展的质量密切相关。能源是环境的核心问题,而能源利用是引起环境变化的主要原因。可以说任何一种能源的开发利用都会对环境产生影响,其中又以化石能源为代表的非清洁能源最为严重。我们可以认为全球生态环境恶化的直接原因就是人类活动。
随着能源消费量的不断增加,全球能源消费结构也在经历不断变革。我国 2016 年全年能源消费总量 43.6 亿吨标准煤,比 2015 年增长 1.4%。煤炭消费量下降 4.7%,原油消费量增长 5.5%,天然气消费量增长 8%,电力消费量增长 5%。煤炭消费量占能源消费总量的 62%,比 2015 年下降 2 个百分点 ;水电、风电、核电、天然气等清洁能源消费量占能源消费总量的 19.7%,上升 1.7 个百分点。自1990年以来,我国消耗了 全球50%以上的新增能源、70%以上的新增煤炭
以及 40%的新增石油。庞大的能源消费需求导致了能源供 应的全面紧张,能源安全问题日益突出。因此,我国因为能源消费而导致的环境恶化问题 更加严重。
这主要体现在大气污染与温室气体排放两方面。我国大气污染状况十分严重,主要呈现为煤烟型污染特征。城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍 超标; 二氧化硫污染保持在较高水平; 机动车尾气污 染物排放总量迅速增加; 氮氧化物污染呈加重趋势; 全国形成华中、西南、华东、华南多个酸雨区,以华 中酸雨区为重。我国能源消费的温室气体排放强度比 世界平均水平高出30%以上。这主要是由于单位热量 燃煤引起的温室气体(CO2)排放比石油、天然气分 别高出36%和61%,更远远高于低碳或无碳的新能源 与可再生能源的温室气体排放。
2新能源的种类
新能源主要包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能等可再生能源和核能。也可以说,新能源包括各种可再生能源和核能。同时新能源相对于传统能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源枯竭问题具有重要意义。
太阳能清洁环保,无任何污染,利用价值高,太阳能更没有能源短缺这一说法,其种种优点决定了其在能源更替中的不可取代的地位。目前利用太阳能的方法主要有:太阳能电池,通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能;太阳能热水器,利用太阳光的热量加热水,并利用热水发电等。现在还有很多公司已经开始着手利用太阳能来研发产品,比如太阳能烤箱、太阳灶反光膜等。
核能目前也有利用,但是存在好多问题,比如:资源利用率低,反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素,其最终处理技术尚未完全解决,反应堆的安全问题尚需不断监控及改进,核不扩散要求的约束,核电建设投资费用仍然比常规能源发电高,投资风险较大等,所以还要有待考虑。
风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比,具有明显的优势,它蕴藏量大,是水能的10倍,分布广泛,永不枯竭,对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。目前风能最常见的利用形式为风力发电。风力发电目前有两种思路,水平轴风机和垂直轴风机。水平轴风机目前应用广泛,为风力发电的主流机型。
生物质能来源于生物质,也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式,它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨,其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。
地热能是地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源我国地热资源丰富,分布广泛,利用技术有待提高。
水能在我国早已得到大规模的使用,主要用途是发电。较早期的有小浪底水电站,刘家峡水电站等;规模较大的如三峡水电站等,这些水电站为我国的经济
建设提供能源保障作出了巨大贡献。水电是目前可再生能源中技术最为成熟,可以大规模开发的能源。世界上大约20%的电力来自可再生的水电,而其他类型的可再生能源发电总和还不到1%。水力发电是借助水能资源,然后采取相关的措施对其进行利用,转化为电能的一种新兴方式,这一种发电方式具有无污染、可再生、成本低以及运行的稳定性、可靠性、安全性的优势。不过,随着水电事业的不断发展,现有水电在建资源存量不断减少,前期规划项目因受到审批程序复杂、移民难度加大、环境影响、社会关切以及水电站单位电度投资不断提高等因素影响,推进速度较缓,这些都是我国水电业急需解决的问题。中国新能源的利用措施
中国政府历来高度重视清洁能源的发展,把节能和环保作为国家的基本国策。争取到2020年,非化石能源占一次能源消费比重达到15%左右。为实现这一战略目标,今后一段时间中国清洁能源发展将着力做好以下几方面的工作。
(1)统筹做好相关规划。统筹谋划新能源和可再生能源的开发、化石能源的清洁高效利用、以及智能电网的研发、新能源汽车供能设施等方面的科技创新和产业发展。
(2)大力发展可再生电力。抓紧研究解决大型风电厂并网技术和运行管理问题,努力创造条件推动甘肃、内蒙古、江苏沿海等大型风电基地建设。加快发展海上风电,培育风电产业新的增长极。争取在2020年,风电装机容量突破1亿kW,加快推进甘肃敦煌10 MW光伏电站示范工程,在此基础上,采取规划引导和电价扶植政策,推动太阳能发电产业化进程。尽快培育和扩大国内光伏产品市场。
(3)有序开展核电建设。尽快出台新修订的核电发展规划,引导核电有序建设。核电项目前期工作和开工建设都要严格按照国家规划有序推进。
(4)积极推进水电开发。切实转变观念,先移民再工程。把水电开发与当地居民致富有机的结合起来。重视水电开发中的环保工作,流域开发规划要充分论证生态承载能力,把水电开发与生态保护和治理有机的结合起来。
(5)进一步提高火电高效清洁化水平。实践证明,调整电力结构是行之有效的措施。要继续深入开展这项工作,使上大压小成为火电节能减排的重要途径。同时要积极发展热电联产,提高综合能源效率。优先支持北方大中型城市建设30万kW热电机组,提高城市居民生活水平,改善城市大气环境。新能源利用对环境保护的意义
发展清洁能源,走低碳化经济发展道路,正在成为国际共识和潮流。中国将继续秉承节约有限、立足国内、多元发展、保护环境、加强国际互利合作的
能源发展方针,在新能源领域,与世界各国开展广泛的交流与合作,携手应对资源和环境等挑战,促进人类文明和可持续发展。
参考文献
【1】关于印发能源发展战略行动计划(2014-2020年)的通知[J].宁波节能.2014(06)【2】 2014年中国能源生产总量及构成.2015.《中国化学工业年鉴》.【3】我国核电产业发展水平综合评价体系研究[J].王泽平,马震,吴焕苗,许超晨.2012 【4】江西省新能源产业对各产业的关联性分析[J].刘红平.2012 【5】中国风电发展现状、趋势及建议[J].陈永祥,方征.2010 【6】我国能源安全评价体系及对策研究[D].常军乾.中国地质大学(北京)2010 【7】中国新能源产业培植制度的选择[D].刘定邦.华东理工大学 2012 【8】中国新能源技术创新战略研究[D].谢言许.渤海大学 2014 【9】促进我国新能源发展的财税政策研究[D].李松.首都经济贸易大学 2014
第四篇:新能源材料论文
新能源材料
氢能与质子交换膜燃料电池
0908010127陈振南
前言
石油是不可再生的能源,其储藏量和可开采量资源正面临枯竭。如今人类社会高度依赖于石油工业,包括汽车在内的各个行业的发展都离不开石油工业。地球上的石油到底还能供人类用多久?据美国石油业协会估计,地球上尚未开采的原油储藏量已不足两万亿桶,可供人类开采不超过95年的时间。在2050年到来之前,世界经济的发展将越来越多地依赖煤炭。其后在2250到2500年之间,煤炭也将消耗殆尽,矿物燃料供应枯竭。
中国石油资源不及世界人均水平的1/6,从1993年开始,中国成为石油净进口国,供需矛盾日益突出。2004年中国石油消费量达到了2.92亿吨,进口原油1.23亿吨。其中,车用燃油消耗已经达到了中国石油消费量的1/3左右。此后石油进口仍呈上升趋势,进口量约占使用量的20%左右,预计到2010年前后将达到40%,车用汽油年消耗量为6400万吨。面对人类即将消耗完需几百万年才形成的石油资源所引发的即将到来的能源危机,中国及全世界必须认识到要采取开源节流的战略,即一方面节约能源,另一方面开发新能源。为解决能源短缺、环境污染等问题,开发清洁、高效的新能源和可再生能源已十分紧迫。氢能因燃烧热值高、污染小、资源丰富成为新能源的对象,氢燃料电池作为氢能利用的有效手段。PEMFC 发电机由本体及其附属系统构成。本体结构除上述核心单元外,还包括单体电池层叠时为防止汽、水泄漏而设置的密封件,以及压紧各单体电池所需的紧固件等。附属系统包括:燃料及氧化剂贮存及其循环单元,电池湿度、温度调节单元,功率变换单元及系统控制单元。PEMFC 发电机的诸多优越性能,使其在航空航天及超级移动设备、水下潜艇、军事工程、通讯工程、车辆动力电源。
原理
为解决能源短缺、环境污染等问题,开发清洁、高效的新能源和可再生能源已十分紧迫。氢能因燃烧热值高、污染小、资源丰富成为新能源的对象,氢燃料电池作为氢能利用的有效手段,已被美国《时代》周刊评为 21 世纪有重要影响的十大技术之一
燃料电池本质是水电解的“逆”装置,主要由3 部分组成,即阳极、阴极、电解质,如图 1。其阳极为氢电极,阴极为氧电极。通常,阳极和阴极上都含有一定量的催化剂,用来加速电极上发生的电化学反应。两极之间是电解质。
以质子交换膜燃料电池(PEMFC)为例,其工作原理如下:
(1)氢气通过管道或导气板到达阳极;
(2)在阳极催化剂的作用下,1 个氢分子解离为 2 个氢质子,并释放出 2 个电子,阳极反应为:
H2→2H++2e。
(3)在电池的另一端,氧气(或空气)通过管道或导气板到达阴极,在阴极催化剂的作用下,氧分子和氢离子与通过外电路到达阴极的电子发生反应生成水,阴极反应为:1/2O2+2H++2e→H2O 总的化学反应为:H2+1/2O2=H2O 燃料电池种类较多,PEMFC 以其工作温度低、启动快、能量密度高、寿命长等优点特别适宜作为便携式电源、机动车电源和中、小型发电系统。
PEMFC 发电机由本体及其附属系统构成。本体结构除上述核心单元外,还包括单体电池层叠时为防止汽、水泄漏而设置的密封件,以及压紧各单体电池所需的紧固件等。附属系统包括:燃料及氧化剂贮存及其循环单元,电池湿度、温度调节单元,功率变换单元及系统控制单元。图 2 是一个典型的PEMFC 发电系统示意图。
电子在外电路形成直流电。因此,只要源源不断地向燃料电池阳极和阴极供给氢气和氧气,就可以向外电路的负载连续地输出电能
应用
PEMFC 作为移动式电源的应用领域分为两大类:一是可用作便携式电源、小型移动电源、车载电源等。适用于军事、通讯、计算机等领域,以满足应急供电和高可靠性、高稳定性供电的需要。实际应用是手机电池、笔记本电脑等便携电子设备、军用背负式通讯电源、卫星通讯车载电源等。二是用作自行车、摩托车、汽车等交通工具的动力电源,以满足环保对车辆排放的要求。从目前发展情况看,PEMFC 是技术最成熟的电动车动力电源。国际上,PEMFC 研究开发领域的权威机构是加拿大 Ballard 能源系统公司。美国 H-Power 公司于 1996 年研制出世界上第一辆以 PEMFC 发电机为动力源的大巴士。近年来,我国对燃料电池电动车的研发也极为重视,被列入国家重点科技攻关计划。上海神力公司、富原燃料电池有限公司、清华大学、中科院大连化物所已分别研制出游览观光车、中巴车样车,其性能接近或达到国际先进水平。
PEMFC 的诸多优点,使其在重要的民用设施如智能大厦、医院、宾馆等以及国防(人防)领域都具有极好的应用前景。目前这些地方的供电系统均采用以 4
外电为主、柴油发电机组为辅的供电方式。当外电毁坏启用柴油发电机组时,由于柴油发电机组存在烟气排放,隐蔽性差、震动大、噪音高、环保性能差等许多缺点,更不适合在未来高科技战争中使用。因此,研究基于 PEMFC 的发电系统可有效利用氢能实现环保,对民用供电和国防建设都有极为重大的意义。
氢能的利用,特别是 PEMFC 作为新一代发电技术,以其特有的高效率和环保性引起了全世界的关注,极具开发和利用价值。随着 PEMFC 的技术不断提高和成本逐步降低,燃料电池将逐步获得应用,并有力地推动氢能技术的发展。
参考文献
1.李建保,李敬锋 主编,《新能源材料及其应用技术》,清华大学出版社,2005 2.张淑谦,童忠良主编,《化工与新能源材料》,化学工业出版社,2010
第五篇:新能源与现代生活论文
新 能 源 与 现 代 生 活
论
文
题目:浅谈新能源汽车
摘要:能源是人类生存和发展的重要物质基础。随着人类使用能源特别是化石能源的数量越来越多,能源对人类经济社会发展的制约和对资源环境的影响也越来越明显。自从英国工业革命以来,以煤炭、石油和天然气等化石燃料为一次能源的供能系统极大地促进和推动了世界各国的经济发展。但与此同时,大量使用化石燃料带来了严重后果,环境污染、能源紧缺、生态破坏等等。人们已经认识到问题的严重性,在改进技术、节约能源的同时,积极探索新能源的开发和应用。本文从汽车领域着手,谈论新能源技术的应用以及人们为解决能源紧缺现状所做出的努力。关键词:能源紧缺 新能源 新能源汽车
一、能源危机
能源危机是指因为能源供应短缺或是价格上涨而影响经济。这通常涉及到石油、电力或其他自然资源的短缺。能源危机通常会造成经济衰退。经济的快速增长一部分得益于化石燃料应用的快速发展,而原先人们却忽视了化石燃料的不可再生性,过度的开发和利用,没有注重在可再生能源应用领域的探索。最近几年的战争频繁、冲突不断,和能源的掠夺不无关系。现在的能源危机让人们提高了警惕,开始着手于新能源应用,减轻现今能源结构的负担,这也就是近十年来多个行业积极进行利用新能源的产品开发的原因。
二、新能源
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。1980年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为:以新技术和新材料为基础,使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用,用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源,重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、核能。此外,还有沼气、酒精、甲醇等,而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气等能源,称为常规能源。
我们所熟知的新能源的应用莫过于发电领域了。三峡水利发电站、葛洲坝水利枢纽、大亚湾核电站等等。其实除了发电之外,新能源的应用还很广泛,比如本文要论述的新能源汽车,就是正在蓬勃发展的一个领域。
三、新能源汽车
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。混合动力汽车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。目前国内市场上,混合动力车辆的主流都是汽油混合动力。混合动力汽车的优点是:
1、采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率,此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时,由电池来补充;负荷少时,富余的功率可发电给电池充电,由于内燃机可持续工作,电池又可以不断得到充电,故其行程和普通汽车一样。
2、因为有了电池,可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。
3、在繁华市区,可关停内燃机,由电池单独驱动,实现“零”排放。
4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。
5、可以利用现有的加油站加油,不必再投资。
6、可让电池保持在良好的工作状态,不发生过充、过放,延长其使用寿命,降低成本。但是其长距离高速行驶基本不能省油。纯电动汽车的优点是,技术相对简单成熟,只要有电力供应的地方都能够充电。但是目前蓄电池单位重量储存的能量太少,还因电动车的电池较贵,又没形成经济规模,故购买价格较贵。
在新能源与现代生活的选修课上,我们介绍过的、技术比较先进的新能源汽车生产企业就是比亚迪有限公司了。通过上网查找资料,我了解到2008年10月6日,比亚迪以近2亿元收购了半导体制造企业宁波中纬,整合了电动汽车上游产业链,加速了比亚迪电动车商业化步伐。通过这笔收购,比亚迪拥有了电动汽车驱动电机的研发能力和生产能力。作为电动车领域的领跑者和全球二次电池产业的领先者,比亚迪将利用独步全球的技术优势,不断制造清洁能源的汽车产品。2008年12月15日,全球第一款不依赖专业充电站的双模电动车在深圳正式上市。比亚迪公司还生产了新能源客车,并且在多个城市进行营运,显示出了较好的性能和品质。比亚迪有限公司还设有中央研究院、汽车工程研究院以及电力科学研究院,负责高科技产品和技术的研发,以及产业和市场的研究等;拥有可以从硬件、软件以及
测试等方面提供产品设计和项目管理的专业队伍,拥有多种产品的完全自主开发经验与数据积累,逐步形成了自身特色并具有国际水平的技术开发平台。我们可以说强大的研发实力是比亚迪迅速发展的根本。在现今能源紧张,新能源技术急待发展和应用的境遇下,执着研究、掌握领先于世界的新技术是中国自主产品在国际市场上扩张、占领市场的法宝,也是中国工业发展的目标。比亚迪不断进行在电动汽车这种新能源技术上的开发是顺应于世界趋势和未来工业发展趋势的。逐步完善的技术和人们日益重视的环保节能,若配以合理的营销,相信比亚迪可以跻身世纪前列。
四、应用的困难
随着节能环保的意识在人们脑海里越来越强,大众也乐于尝试节能或是新能源产品。但就现今新能源产业的发展来看,广泛和全面的应用还需时日。例如,发电产业中,煤炭火力发电是传统技术,水利发电和核电现在也已经比较成熟。但是太阳能发电就不太合适。按理说太阳能发电是可行性最高、破坏性最小的发电方式,但是制造电池板却是高污染的行业且造价很高。就新能源电动汽车来说,售价较高、平时充电不便等是制约其应用、扩张的困难。
五、总结
经过文章的论述,我们可以得到:若想新能源产品真正深入人们的生产生活,还需我们年轻一代的努力,积极学习科学文化知识,投身于科技的研发和应用。随着技术的革新,我们离绿色生活不再遥远。