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如何战胜能源危机?节约必不可少,寻找替代能源更为重要而大力发展清洁煤电、太阳能、风能、水电、生物质能、核能等,都是其最有效的解决方案。
时值夏季用电高峰,往日行政令文“热衷”的“拉闸限电”、“空调26度”等词汇却迟迟未能出现,不知不觉之间,秋老虎又悄然而至。
与以往各发电企业满负荷运转更加针锋相对的是:一些在建的大型水电被果断叫停,而许多已经投产的小火电也相继被悬崖勒马。
人们已经战胜能源危机了吗?显然没有。我们的经济依然是建筑在化石能源基础之上的一种经济。这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭。而现在,石油资源的日渐紧张带来的油价企高,已经影响到人类的生产和生活方式。电力与其他自然能源的供应短缺与价格上涨,形势更日趋严峻。经济衰退如何幸免?
这不得不让我们提起关于中国发展道路的论争。吴敬琏和厉以宁,对中国经济改革产生过重要影响的两位经济学界泰斗,前者主张:“重型化”的快跑将使中国遭遇能源危机;后者则奉行:大国的发展不能绕开重化工的道路。二老的观点,孰是孰非,我等自难定夺。然而,他们对于经济发展与能源关系的肯定,却是异曲同工。
数据更能说明GDP与发电量的关系。由于电力具有即时属性,没有库存,只要发电量下降,就意味着GDP同步甚至加速下降。去年10月,中国月度发电量同比下滑约0.5个百分点,这是自2005年2月以来,中国月度发电量首次出现同比负增长――这暗示着很多企业已经停工,经济开始进入寒冬。而就从那时开始,中国的GDP增速已明显放缓。
同样的情景出现在上一轮的亚洲金融危机期间。1994年第三季度,中国GDP名义增速一度达到13,1%,当时的发电量增速保持在9%~11%之间;其后,发电量增速在1998年第三季度降低到2.13%的水平,而GDP增长率就急剧下滑到6.46%。
反观危中之机,正是中国电力结构调整、变革的最佳时机。即将赴任中核集团的国家能源局副局长孙勤在接受记者采访时也坦承:受本轮金融危机影Ⅱ自,中小企业大量倒闭,用电需求连续多月缓和给小火电关停任务达成提供了难得的契机,“如果没有这次金融危机带来的电力供需缓和这一契机,任务也会完成,但或许不会提前一年半就完成这个目标。”
能源危机话题由来已久,而今再度审视导致危机的深层次诱因:除了传统能源结构单一、新能源匮乏、电力供求不平衡等外,更为重要的是,新能源在发展过程中又面临着新的阻力与桎梏。与传统能源相比,新能源在成本与效益之间依然未能达到和谐状态。
综观经济发展史,危机的诱因决定了其解决方案的方式:节约必不可少,而寻找和发晨替代能源更为重要。现阶段,就是要改变传统的能源消费和生产方式,找出并消除新能源在发展过程中的阻力与桎梏,使其在成本与效益之间达到平衡。由此,一幅崭新的图景已然出现:一边是小火电的不断叫停:另一边是新能源项目的不断上马。
用可再生能源全面取代化石燃料。进行一场新的能源革命,不仅是出于生存原因:与之相连的是世界经济可获得持续的发展。而经过对产业发展周期的深入研究后发现。大力发展除了太阳能、风能、水电、生物质能、核能之外,清洁煤电也是最直接、有效的解决方案。
虽然,实现全球经济一能源一环境的可持续发展,加速开发利用清洁能源,特别是可再生能源。已经成为不可逆转的潮流。但是,常规能源、特别是化石能源,还会在较长一段时间内在世界能源消费中继续占据主导地位。在中国的能源构成中,煤电甚至占75%的比重。
因此,清洁煤电是首先能够想到的能源危机解决方案。2009年7月6日。华能集团主导推进的中国首座自主开发、设计、制造并建设的整体煤气化联合循环发电技术即IGCC示范工程项目――华能天津IGCC示范电站,在天津临港工业区开工建设。此举被业内看作是中国“绿色煤电”计划快速发展的信号。
在国际上,IGCC也被看作煤电发展的主流趋势。美国、欧盟等发达国家都在积极开展绿色煤电的研究。2004年美国能源部正式启动了“未来电力”项目,计划投资9.5亿美元,用10年时间建成世界上第一座近零排放的煤炭发电厂。同年,欧盟在“第六框架计划”中,启动了名为联产氢气、电力、二氯化碳分离工厂的计划。目标是开发以煤气化为基础的发电、制氢以及二氧化碳分离和处理的煤基发电系统,实现煤电的近零排放。
因为装机容量占整个能源构成的21%,水电也被寄以厚望,自然被排在最可能取代火电的位置。事实上,这在国际上也有可供参照的可行案例,加拿大的水电比重就占能源构成的90%以上。中国仍有2/3的水能资源尚未被开发,其潜在优势不言自明。
然而,在金沙江叫停事件之后,对于水电的贬斥言论却不绝于耳“水电相对火电来说是不产生二氧化碳等气体污染,但水电站尤其是大型水电项目对生态的破坏更大,影响更久远。一个大型水电站可能导致整个流域的生态彻底改变,甚至会造成部分物种的灭绝,此外。大规模的移民会造成文化生态和社会关系的断裂。”
姑且不论因环境保护和移民问题而产生的对于水电的过分妖魔化,单其建设中的高昂成本和运营中的超低利润,就给反对者诸多口实,让支持人士大跌眼镜:大型水电开发周期一般在5~10年,相较火电1~3年便可建成发电。胜负已分。而因在电网中一直担任平抑电价的角色,上网电价偏低则更打消了水电运营企业的积极性。
对许多在《可再生能源法》出台的背景下成立的公司而言。他们对水电产业前景的预期较高,而残酷的现实折断了它们继续前进的积极性。值得欣慰的是,许多小水电公司不在环保与移民问题诟病之列,它们对政策的预期相对乐观,如中华水电创立的收购管理模式,不仅有效地排除了前期问题,更能适应时代的需求。
紧随其后的是核电。一位电力行业人士告诉记者,虽然,现在核能在中国能源的构成中的比重不足2%,但按照现有的能源计划。在2020年,这一百分比将提高到4%~5%。该人士表示。“将来总有一天,在整个能源构成中,核电将一统天下。”而法国就是现实的参照。2003年,核电已占法国总发电量的85%。
虽然核电厂从项目勘测到建设再到运营,需要更长的时间,然而。这也与核电的经济效益相辅相成。20多年前,青云创投的前身因为参与了中国第一个核电项目――广东大亚湾发电站的投资。也让其获利颇丰。此后,该核电站在收入中拿出一部分与清华合作,也才有中国环境基金的诞生。
中国是贫铀国,但却不能掩盖核电的明显优势不仅安全,而且清洁、高效、经济。如此诱惑谁能阻挡?“那也得上。不断地建设,裂变完了,再研究聚变呗。虽然,要达到这种程度,需要攻克很大的技术难关,但谁又能否认这才真正的循环呢?”相关人士说。
快来看看风电吧。因其生产过程几乎不会伴随包括二氧化碳在内的任何有害气体的排放,因此被称为。蓝天白煤”。对与这一兼顾民生与面子的工程,各地上马的势头也不亚于12级大风。说话间,中国首个千万千瓦级风电基地就于8月8日在甘肃酒泉开工,10年后。酒泉市的风电装机规模有望达到2000万千瓦。接近三峡水电站的发电量,成为“风电三峡”。
然而,因为一系列棘手难题的出现:风电并网接入难、风电调峰能力不够、风电送出受限、上网电价未理顺……风电让我们又爱又恨。相关人士认为,问题的产生,有的来自风电行业自身、有的来自输电侧以及终端,但这些问题在前段时间风电大规模上马的时期,都多少被掩盖或搁置了。
也有相关人士更加看重风电建设的带动效应。风电项目的上马,为中国企业提供了进行自主刨新的动力,它推动了国家科技实力的进步,特别是风机设备的国产率逐渐提高。不仅如此,由于内陆风电均建设在相对贫瘠地区,风电的建设也促进了国家电网的建设速率,带动了偏远地区的经济发展。
接下来出场的,是光伏发电。虽然,它也曾经历经济危机的困扰,因组件价格下滑、市场萎缩而不得不面临产能过剩,并遭遇了一场激烈的价格战,但其在与海外对手的竞争中依然保持着诸多得天独厚的优势。不只因为技术上的强势,宽松信贷政策、低廉的原料成本,以及中国政府大力推动太阳能产能发展的政策,都让中国光伏企业获益良多。
现在,光伏产业依然因发电成本较高,生产在国内,市场在国外而饱受诟病,然而,在中盛光电董事长王兴华看来,这一状况很快改变。“预计从明年上半年开始,这个市场会有相当强劲的恢复性增长,到2012年以后,市场增长会更加加快,预计2015年前后,光伏发电成本会得到比较大幅度地下降,有可能接近传统能源的附近。”
下面有请生物质能发电。对大多数生物质能发电项目而言,最主要的障碍和制约因素是经济、政策和技术。武汉亿碳副总经理孙河川告诉记者:一是,融资难。许多再生能源项目无缘四万亿。二是,国家对可再生能源的扶持政策力度和广度不够。地方政府对于政策咬文嚼字式的解读,更使许多本应接受政策阳光照射的项目只能望饼兴叹。三是,技术落伍。而要解决生物质能发电所面临的技术问题,还有待于更多亿碳们的出现。
为此,孙河川通过本刊郑重建议:首先,国家在信贷规模上能切一块出来用于生物质能源项目方面的贷款,最好是低利率的贴息贷款;其次,是在税收上给予优惠,如对垃圾填埋气发电实行免征增值税和减免企业所得税的政策,提高企业可持续发展的空间;最后,国家应尽快出台“鼓励资源利用投资方参与垃圾场改制优惠政策”。
最后掌声请出智能电网。什么是智能电网?各行各业都有不同的理解与认识。人们谈及这一概念,往往会加入自己的概念:电网企业打出“特高压”牌,电源企业咬住上网技术不放,用户则更强调经济性、可靠性、安全性……用“瞎子摸象”来形容一点不为过。
而通过对能源的供应、电力的传输、电力的使用以及整个循环过程的各环节的政策、技术、市场等综合考虑后发现,青云创投合伙人介文治认为,智能电网涵盖电力基础设施、新技术、软件管理、能源储存等领域,而重要的是如何去解决需求。
在电力传输方面,智能电网能够增加电力输送的效率。通过不断的技术改进,形成的特高压输送就具备这项功能:在电力上网方面,智能电网能够解决现阶段最为紧迫的不同形式的能源上网问题,此外,储能产品不仅能够服务终端,还能服务电网,也可称为智能电网。
以风电为例,由于风力在晚上较大,而晚上用电量较小,风电场晚上发的电送不出去,而在白天用户需要电的时候,却没有足够的电来供应。这就是储能产品大显身手的机会:将晚上发出来的电储存起来,白天用的时候释放。且看汇能科技的电力大挪移。,
当然,任何产业的发展,离不开技术、资本、市场的结合,而政策的支持也必不可少。相关人士表示,尤其在关系国计民生的基础设施、能源领域,没有政策的支持是困难的。诚可见,国家对新兴能源的支持力度正不断加大。8月9日,国家能源局副局长孙勤在“首届亚洲能源论坛”上表示,预计将在年内制定完成新兴能源的发展规划。
在此契机下,我们所面临的解决方案将会越来越多,甚至远远超出今天讨论的范围。
不会的!世界各地的科学家正在努力,寻找新的能源,希望把世界从能源危机中解救出来。这不,他们已经提出了几种非常炫目的新技术,能够给我们带来更多的能源。
从大气层偷电
不要只盯着地下的石油、煤炭这些能源,抬头看看天空吧!实际上,大气中的雷电、极光等就是电制造的把戏,大气层中蕴含着丰富的电能。但是,如何捕捉和控制大气层中的电能却比较麻烦,就拿雷电来说,它们稍纵即逝,而且电压超高,很难获取。
过去人们一直以为大气层中的小水滴是电中性的,但是最近的一些研究发现,小水滴会带上电,而且还能够把电传输给接触到的其他物质。所以,就像人们利用太阳能板收集太阳能那样,科学家认为,人们也可以设计出特殊的板面,收集大气层中水滴所带的电。特别是在一些潮湿而且多雷雨的地区,大气层中水滴的带电量相当可观,当地的人们可以用收集水滴电能的面板改造自己的屋顶,获得生活所需的电能。
液态的太阳能
就目前的太阳能产业而言,人们主要是利用太阳能板,把太阳能直接转化为电能来使用。你想过没有,能不能把太阳能转化成液体燃料?
听上去这个主意很疯狂,但实际上植物每天干的事情不就是这个吗?植物利用光合作用,把太阳能转化成了自己所需的能量,而许多植物可以作为燃料燃烧,石油、煤炭其实就是亿万年前的动植物转化而来的。科学家现在需要做的事情是,如何让太阳能迅速转化成可以供汽车使用的液体燃料。
一些科学家正在研究利用阳光、二氧化碳和非饮用水,模拟植物的光合作用,合成液态的、含有能量的化合物。他们已经取得了一些进展,并希望在不久的将来,这种新的液态燃料可以和汽油一样,能够直接灌入汽车的油箱中,驱动汽车。
到太空中去采电
目前太阳能技术的发展,已经让我们在捕捉太阳能、转化太阳能方面越来越高效了。但是在地球表面铺设太阳能板采集太阳能,会有很大的局限性。比如,大气层会散射太阳光,因此照射到太阳能板上的能量就少了;阴天、夜晚太阳能板都难以正常供电,这直接影响了太阳能采集的效率。
既然大气层那么讨厌,我们直接把太阳能板搬到地球之外去吧!如果在太空中利用太阳能板采集太阳能,单位面积上的能量会是地球表面的8到10倍,而且可以全天候地采集。此外,太空是“无主之地”,不需要租场地的费用。
应该说,科学家已经部分实现了这个梦想,目前太空中的国际空间站的能源供给,就是依靠几块巨大的太阳能板来实现的。国际空间站总计有四组太阳能电池板,总发电功率达到120千瓦。但是,目前在太空中架设太阳能板还过于昂贵,像国际空间站这样小规模的科研用途还可以承受,大规模商业使用成本太高,得不偿失。
如今,一些科技类公司已经在做这方面的商业尝试,他们的设想是先发射太阳能卫星到太空,然后卫星展开大面积的太阳能板,收集太阳能。据估计,一旦太阳能板的面积足够大,在太空中采集太阳能将变得有利可图。
不过有一个问题需要考虑:我们怎么把太空中采集到的太阳能传输回地球呢?
在天地间无线传输
用电线把太空中采集的能量传回地球,你就太土了,试试无线输电吧!
我们的手机接收到的信号就是无线传输过来的,从技术本质上讲,无线输电和无线通讯并没有什么区别,只是前者更强调把能量传输过来,后者更强调附加在能量上的信息。无线电波在传播的过程中,会出现弥散和衰减,这对无线通讯来说不是大问题,通过中继站来加强信号就行了。但是对于无线输电来说,则必须尽量减少能量在传输过程中的弥散和衰减,让尽可能多的能量传输到接收地点。
有几个办法可以减少能量的衰减,比如使用微波甚至激光来传输能量。因为无线电波的波长越短,定向性就越好,弥散也就越小,而微波波长很短,适合能量传输。另一个办法是实现天地间物体的共振。我们知道,有相同共振频率的物体,彼此交换能量的效率很高,比如在中学物理实验中,我们敲击两个并排放置的音叉中的一个,另一个也会响,这就是音叉之间实现了能量的传输。
关键词:智能电网;新能源发电;储能技术;能源基地输电规划;功率预测;虚拟发电厂
中图分类号:TM614 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)36-0042-02
当前,随着化石能源的日益枯竭和环境问题的日趋严重,开发使用新能源是世界能源发展的新趋势。2009年9月4日,国家发展改革委员会向全社会公布了《可再生能源中长期发展规划》。规划提出,到2020年可再生能源消费量占能源消费总量的比重将达到15%,形成以自有知识产权为主的可再生能源技术装备能力。
然而必须面对的是,新能源的迅猛发展,给现有电网带来了新的严峻挑战。风能、太阳能发电具有随机性和间歇性,这无疑使电网运行控制的难度和安全稳定运行的风险明显增大;核电的可调节能力较差,发展核电也需要坚强电网的支撑。这些新的问题使电网升级改造迫在眉睫,也为智能电网在新能源发电中的应用奠定了坚实的基础。
1 智能电网概论
1.1 智能电网的由来
自第一次工业革命完成迄今近二百年来,在科学技术产生强大生产力的作用下,人类文明得到了全面而迅速的发展,但与此同时,人类活动能力不断增强与范围的不断扩大也对地球环境产生了巨大的影响,全球气候变化、自然灾害频发、环境污染及沙漠化严重、能源危机加剧,人类的生存与发展面临前所未有的严峻挑战。电力工业自第二次工业革命兴起以来,至今已有一百多年的历史,人类社会也随着经济的发展、技术的进步对电力依赖程度日益增长。
电力工业是国家能源产业的核心,资源和环境的双重压力使人们开始重视电力系统在节能减排方面的巨大潜力。同时,各行业对供电可靠性及电能质量要求的日益提高也对电网建设提出了更高的要求,反过来,电网的发展升级对各国保证能源安全和能源独立、进一步抢占科技与经济发展制高点、促进就业都有着重大意义。在此背景下,国内外研究人员纷纷提出对下一代电力系统的展望,智能电网应运而生。
1.2 世界各国智能电网建设的差异
环境问题、能源危机、技术经济需求以及电网自身更新升级需要这四个方面成为各国大力研究和建设智能电网的主要驱动因素,由于国情的差异,各国在发展智能电网方面存在共性动因的同时,又各有侧重点。
在美国,2003年8月的美加大停电使得美国电网自身设备老化、技术陈旧、网架结构脆弱等问题逐渐凸显,因而美国智能电网发展一方面侧重于对传统电网设施进行升级改造,提升电网的安全性与可靠性,并十分重视配电网的优化升级与分布式电源的利用。另一方面美国希望通过设施改造与技术创新开辟新的经济增长点,占据国际市场领先地位,在推动经济发展同时缓解失业率较高的问题。
在欧盟,由于各国社会经济情况、资源禀赋、电网现状的不同,欧洲各国对自身智能电网的发展规划各有特点,从共性来说,欧盟的超级智能电网(Super Smart Grid)计划侧重于解决大规模可再生能源尤其是海上风电的消纳利用、分布式电源并网以及需求侧管理等问题。
我国社会与经济不断的发展,带来了对电力需求持续而强劲的增长;传统能源日益短缺和及其环境污染问题在给全社会造成巨大压力的同时也使得电力企业在考虑生产成本之外开始审视其带来的社会和生态成本;同时,我国电力资源和需求在地域上的不平衡、大规模新能源和分布式能源的开发利用、配电网建设相对滞后等问题都对电网进行资源优化配置能力提出了更高的要求。
根据国家电网公司的定义,坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,具有信息化、自动化、互动化特征,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合的现代电网。
2 智能电网与新能源发电的关系
2.1 大力发展新能源是建设智能电网的驱动力
能源危机与气候全球变暖告诉我们,人类社会要想可持续发展,必须减少对化石能源的依赖,减少环境污染。也就是说,使用新能源是可持续发展的必然要求,是历史发展的必然要求。而智能电网作为未来社会能源基础设施,必须顺应历史发展的要求。
因此,大力发展新能源要求智能电网应具有坚强可靠,高效发电,环境友好等核心价值,智能电网的发展必须适应新能源发展的要求。
2.2 智能电网的应用使新能源革命成为可能
智能电网技术可提高电网管理大量间歇性新能源发电的能力,其原因在以下几点。
2.2.1 智能电网可对间歇性新能源发电的峰和谷做出即时反应
由于电网的所有元件都被通信系统和自动控制系统连接在一起,智能电网可利用储能手段和微网系统,在不同地区之间进行平衡,循环削减终端电力需求,接通当地分布式发电和其他发电资源网络等方式对间歇性新能源发电的峰和谷做出即时反应。
2.2.2 智能电网使得新能源发电真正“物有所值”
智能电网的普及,可使电力消费者根据电价选择电力,因此,新能源发电可通过市场这只“无形的手”来弥补间歇性带来的不足。在所需的自然条件不满足要求时提高电价,从而降低在自然条件不能满足发电条件时的电力需求;在电力供应充足时降低电价,从而增加在自然条件满足发电条件时的电力需求。这样,在满足系统安全稳定性的前提下,逐步使新能源的广泛应用成为可能。
3 智能电网在新能源发电中的具体应用
3.1 智能电网使新能源发电更稳定
电力生产过程是连续进行的,发电和负荷及损耗之间必须时刻保持基本平衡。而电网中用户对电力的需求却随着时间及气象因素的变化而变化。传统电力系统是通过对可控发电机组(如水电、火电)的出力来维持系统发电和负荷之间的平衡。但由于新能源发电大多受气候和天气影响较大,其出力难于控制。在新能源发电技术快速发展的大背景下,如果能在风力发电、太阳能发电等新能源发电设备备用储能装置,第一可以解决新能源发电自身出力不可控问题,通过储能元件对机组的出力曲线进行调整,减少出力变化对电网的冲击。第二可以在电力充沛时,储存电能,在负荷高峰期释放电能,达到削峰填谷、减少电力系统备用需求的作用。根据所转化的能源类型不同,目前主要的电能存储形式可分为机械储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)、电化学储能(如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池等)、电磁储能(如超导电磁储能、超级电容器等)和相变储能四类。
3.2 智能电网使新能源发电更经济
由于我国新能源分布与负荷需求呈现逆向分布的特点,要将新能源所发出的电能输送到相应负荷需求区,不可避免地会进行远距离输电。因此,如何针对新能源发电的特点减少此过程中的输电损耗,将是一个十分重要的问题。
针对间歇性新能源出力的随机性和波动性,采用新能源基地输电规划,是一个较为可行的方案。在保证系统安全性的同时,适当选择供电距离和接入电压等级,把相似电源特性的电站“打捆”后集中外送,能够提高经济性能;考虑不同新能源间以及新能源与常规能源间的合理配比,对大规模新能源的送端电源结构和布局进行优化,并“打捆”送出,可以平滑间歇性新能源的出力波动,并提高传输通道的利用率。
近年来国家电网公司在风电发展上全力解决风电并网问题,国网风电接入和配套送出工程投资近400亿元,共接入风电1 600 万kV;全力做好千万千瓦级风电基地输电规划,制订了甘肃酒泉、新疆哈密、河北、蒙东、蒙西、吉林、江苏沿海等七大风电基地输电规划。这便是新能源基地输电规划的一个实例。
3.3 智能电网使新能源发电调度更准确
3.3.1 大规模新能源发电功率预测技术
一个安全可靠的电力系统必须保证电力的生产与消耗在任意时刻的动态平衡。以风力发电和太阳能发电为主的新能源,其输出功率具有随机波动特征,大规模并入电网后,将给电力系统生产和运行带来极大的挑战,因此迫切需要展开对大规模新能源发电功率预测技术的研究。通过预测,风力发电和太阳能发电功率将从未知变为已知,这样可以提高电网的安全性和可靠性,增加风电并网容量,增强风电、太阳能发电在电力市场中的竞争力。
3.3.2 虚拟发电厂
虚拟发电厂是一系列分布式发电及可控负荷的集合,该集合由一个中央控制中心统一调控。通过这种管理和调度方式,交易中心和调度中心不再需要知道每一个分布式发电资源的信息,而只需对虚拟发电厂的中央控制中心进行统一调控,由虚拟发电厂的中央控制中心对各个分布式发电电源进行调整,交易中心也仅需与虚拟发电厂进行交易。对于电网侧来讲,虚拟发电厂将大量分布式发电资源整合在一起,将其作为传统电厂进行调度,这降低了风能、太阳能等可再生能源的不可控性,提高了系统的稳定性;对于拥有分布式发电的用户来讲,由于可根据具体情况选择合适的虚拟发电机供电,同时也可通过虚拟发电厂参与电力市场的交易,因此虚拟发电厂的实施同样可提高这些用户的收益。
4 结 语
可靠、优质、经济一直以来是对电网运行的基本要求,智能电网也不例外;新能源发电既可以解决当前的能源危机,又可以减少环境污染。相信通过国家,社会各界人士的共同努力,我们一定能通过智能电网为新能源发电开辟一片新的天地,为21世纪的能源史、人类的发展史书写下光辉篇章。
参考文献:
[1] 蔚芳,张粒子,王昀昀,等.与清洁能源协同发展的智能电网[R].国际清洁能源发展报告,2013,191-218.
[2] 何光宇,孙英云.智能电网基础[M].北京:中国电力出版社,2010.
[3] 刘振亚.智能电网知识读本[M].北京:中国电力出版社,2010.
关键词:暖通空调;节能设计;环保节能
一、暖通空调的现状分析
现如今,我国的建筑产业的发展迅速,作为建筑设计必不可少的一项工程,暖通空调对于能源的消耗量十分巨大,其能耗占建筑总能耗的百分之三十至五十,并且其他产业对于暖通空调的需求也在逐步增加,面对如此巨大的消耗,能源的供应却逐渐在减少。大量的能源需求使得我们的自然环境受到过度开发,从而引发了一系列的生态危机,因此,对于暖通空调的节能具有重大意义。
目前,我国暖通空调存在以下的问题:首先,对于暖通空调的设计缺少节能意识。暖通空调的整体系统设计直接影响着空调的工作效率及性能,这些将间接反应在能源的消耗率上,而从目前的暖通空调运行效果上看,暖通空调的系统存在许多问题,为了追求经济利益的实现,设计人员并没有考虑到节能环保的问题。其次是暖通空调运行性能缺乏系统的评定。由于缺少有效的运行性能控制,我们无法准确判定暖通空调的能耗,这样就无法有效控制暖通空调的节能效果。
二、暖通空调的发展原则
关于暖通空调的设计原则,节能原则是最重要也最基本的。无论是系统技术的节能化还是硬件调节的节约化都将是有其中重要的。当然,在节能的基础上始终要满足暖通空调的基本使用,包括温度、湿度、风速等的舒适环境控制,还有室内空气的通风和空气品质的保持。除此之外,在设计过程还要注意的是,大部分的暖通空调载荷设计都是以最大负荷做设计,但是实际情况中的应用率却十分有限,其结果就是运行效率的低下,这对于能耗的节约相当不利。对于不同的应用条件,暖通空调的应用也要作灵活的改变。比如,在送风系统的应用上,为了有效节约能耗,对室外风力速度作有效检测,在风力较大,温度舒适的环境下就可以适当减少室内送风系统的运行,因地制宜,依势而变,这样才能更好的发挥暖通空调真正的作用。
三、暖通空调的节能设计
暖通空调的能耗主要来自于空调制冷、制热系统以及空气调节,在这其中,暖通空调的内部负荷与外部负荷是产生能耗的关键。暖通空调的负荷取决于对室外环境的应对,减少外部环境对室内的热作用,并利用有利因素来改善内部的热环境,由此可见,建筑物的位置以及门窗外墙的材料选择和形状等都对暖通空调的负荷能耗有所影响,这些对于暖通空调的节能改革也是不可忽视的。当然,除了这些外部因素,暖通空调系统本身的节能设计才是重中之重。
(一)可再生能源的利用。在现代社会,暖通空调技术已经得到了广泛的应用,然而在暖通空调的实际应用之中,能源消耗巨大是一个显著的问题。因此对于可再生能源的利用是十分重要的。太阳能的应用,太阳能供暖和制冷都是太阳能的有效利用。由于太阳能取之不尽用之不竭,在暖通空调中的应用将有无限发展前景。首先,太阳能的供暖是利用电来驱动,加热水利用管道循环流动来实现供暖。而太阳能制冷有三种方式:太阳能压缩式制冷的原理是将太阳能转化为电能驱动制冷系统;太阳能吸收式制冷是以太阳能为热源来使制冷剂制冷;最后是太阳能吸附式制冷,其原理是利用太阳能来代替集热器,冷却器则利用夜间自然冷却。除此之外,还可以利用自然风能。可以将自然风应用于制冷。简单来说就是当室外温度低于室内温度时,就可以利用室外自然风的冷量来实现室内供冷。这种情况可以在夜间进行,既可以利用新风直接供冷也可以夜间通风蓄冷。由此便可以减少电能的消耗,同时保证了空气质量。
(二)蓄冷技术。关于蓄冷技术,简单来说就是利用用电高低峰来进行储存与释放。当处于用电高峰期时,常常会出现供能不足的情况,而在用电低谷期却又会出现电能过剩的情况。蓄冷技术在用电高峰利用水结冰蓄冷,而在低谷期融冰释冷,以此储能以弥补高峰期的用电不足。
(三)变频技术。变频技术在暖通空调中的应用主要是依据外界环境的变化来灵活改变空调的运行方式。当室外温度与室内温度接近时,变频技术会控制风机等的运行,进入低频运行状态,而当内外温差变大时,变频技术会重新控制暖通空调的运行状态,以此避免暖通空调长期的高负荷运转。
结语:为了实现经济的快速发展,人类过度消耗能源,打破了自然发展的良性循环。如今,越来越多的生态问题以及能源危机都表示自然再也没有能力支持人类这样的发展,我们必须停止对资源的过度使用。为了遵循自然的和谐发展,同时保证社会发展的持续繁荣,我们需要积极研究发展节能化的暖通空调,减少能源消耗,创建人与自然和谐共存的生态文明模式。
摘要:建筑;规划设计;绿色环保型
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
我国的能源总量比较丰富,但是人均量非常的少,而且能耗高,能源利用率低,能源危机越来越严重,严重威胁到我国经济发展与人们正常生活。建筑耗能是社会最主要的耗能方式之一,因此在建筑规划设计中考虑节能非常的重要。只有在建筑规划设计中实现节能,采取实现其可持续发展,缓解能源危机,满足人们粗求,促进经济发展。
一、绿色环保型建筑规划设计理念和基本特征
绿色环保型建筑是实现全方位、系统性的复杂工程项目,是根据建筑周围生态环境、人文环境和社会环境,综合的运用建筑学基本原理、生态学和现代科学技术手段,科学合理的组织安排建筑内外的空间和建筑系统内相关因素间的综合关系,让建筑系统能够相互协调,和谐有机统一。并有较强生物气候的调节能力和优良的室内环境,给人们提供安静舒适的居住生活环境,让人、建筑和生态环境间构建成一个良性的循环系统。实现人居环境的多功能型、环境友好型和可持续发展型。让建筑能够很好的融入自然生态平衡系统中,和自然一同健康成长,建筑能够很好的适应生态,同时具备节地、节水和节能个功能,可以有效改善自然生态环境,降低环境污染.延长建筑使用寿命等优点,发挥出开放式、高效和谐和无污染的特点。
二、绿色环保型建筑重要性
据有关统计,建筑消耗全世界大约一半的能源,建筑及其相关设施的建造消耗了大量的资源、能源。虽然有些建筑不能用绿色建筑进行衡量,但是相当部分建筑等对资源、能源利用与使用是一个长期的过程。而且,建筑造成的垃圾污染、空气污染和电磁污染等各种污染在环境污染占据了非常大的部分。随着社会城市化进程加深,对建筑、公共基础设施、道路和地下工程等需求越来越高,能源消耗不断加大,能源危机日益严重,而且快速发展进步的城市化与工业化进程,城镇快速扩充使农村耕地锐减,加上工业化带来的污染,空气和水质污染相当严重、森林面积锐减、草原退化、沙尘暴的侵袭和温室效应。严重影响到人类生态环境。而且由于人口问题造成的环境恶化,也影响到人类生态环境。所以实现建筑规划设计的绿色环保性刻不容缓,绿色环保型生态建筑成为必然发展趋势,一方面,绿色环保型建可以为为居住者创提高舒适、健康的生活环境;同时还可以节约土地、水资源和能源等,促进社会可持续发展社会和节约型设计构建。
三、绿色环保型建筑规划设计实现
(1)节约型绿色建筑
1、节能
节能型绿色建筑的规划设计的核心就是实现建筑节能、对常规能源使用系统的优化以及绿色新能源的利用等。在建筑节能上,建筑总能源消耗要很好的保证建筑的保温与隔热,并使建筑节能可以满足国家相关标准;对常规能源使用系统的优化,要防止能源的结构形式出现重复建设出现浪费,充分的应用新型绿色能源。并仔细分析建筑电气、煤等常规能源使用情况,制定有针对性的优化方案,做好建筑围护结构、空调系统和供热系统等节能设计,并合理的应用新型能源与绿色能源。对绿色新能源的利用,要尽量选用适合建筑实际情况的技术和产品。室内装饰与装修设计必须充分考虑到资源综合利用与节能;室内空间承载量与通风量,提升室内的空气质量。使室内有充分空间,保持最佳光线与色彩,合理利用自然光,减少电能消耗,创造自然、舒适、低能耗的环境。对住宅要采用新型的太阳能热水系统,应用小区供热系统,节约能源,减少环境污染。
随着生活水平不断提高,人们在建筑的中活动空间发生本质变化,尤其是在住宅中,起居室和卧室中实现分离,厅和起居室是住宅中主要的活动空间。优良朝向对住宅光线、能源消耗有非常重要的影响。
(2)节水
节水系统的设计需要从节约水资源、水资源的再次利用和水环境的系统集成等进行考虑。根据国家节水标准和具体要求,加强新型节水器具应用,对建筑供水设施全面推广应用新型节水型器具。水资源的重再次利用,加强雨水收集、利用系统和中水系统等建设,在建筑室外系统中设置中水系统,雨水和排水等经处理后可以再次利用,并把景观用水系统的设计纳入到中水系统进行综合考虑。水质要符合国家相关标准,排水进行深度的净化,能够循环利用,并设置中水系统。
(2)生态型绿色建筑
建筑绿化和人们日常生活、工作关系非常为密切,可以改善建筑内外小气候与卫生状况,美化建筑周围环境,为人们创造合适的活动、休息场所。不仅具有生态环境的功能,建筑绿地可以提供有效的光合作用,促进绿色再生;还具备活动、休闲的功能,为人们提供活动、交往的场所;同时有景观文化的功能,通过空间、植物的配置等从视觉上提供景观享受与文化欣赏。建筑生态绿化建设,要保证绿化率、植物种类、植物种植的保存率、优良率和植物配置的丰实度等,并实现绿化系统的水土涵养、防尘降噪、空气保湿、通风和防晒等功能建设。减少建筑硬质铺地,适当的做好垂直绿化。建筑绿化规划要实现整洁、方便、安全和环保,从改善建筑周围小气候,可以充分发挥出建筑功能,通过高质量、高品位的绿化建设,创造出舒适、休闲、美观、健康和充满活力的生态景观。创造出最佳的生态效益;实现节省土地,且能产生最佳的生态环境效益。绿化布局集中和分散相结合。现代建筑规划设计要以自然作为主轴,体现出人文化品位和情感取向生态化的人居环境。
(3)环保型建筑
环保型建筑要实现耗能少、能效高、污染低:减少和限制不可再生资源使用,最大限度的利用可再生资源。首先大气环境的质量要符合国家标准,建筑和环境相协调,保证良好的自然通风条件;有效控制好建筑内外噪声源,保证噪音标准可以在国家标准水平;尽量自然采光与使用节能灯具,避免光污染,可利用新能源来提供绿色照明。在采暖、空调、热水等热环境上,要结合建筑实际情况,合理利用风能、太阳能和地热能等一系列的绿色能源,保证围护结构良好热工作性能与保温隔热性能,保证建筑内的热环境舒适性,建筑空调、采暖多利用清洁能源,因地制宜的利用一些新能源与绿色能源。建筑的废弃物处置要实现资源节约化、无害化目标,垃圾处理与处置的各种措施齐全,合理地利用圾垃处理设施。垃圾实行分类收集,进行集中处理,尽可能的实现垃圾节约资源化、减量化和无害化、。建筑要使用更适合利于人身心健康的新型绿色环保建材,在建设绿色生态建筑采用无毒无害、无环境污染材料与产品,符合人们身心健康需求。如新型的墙体材料、新型的密封防水材料、新型的保温隔热材料与新型的装饰材料;利用现代的轻质材料、复合材料和生物材料等。绿色环保材料能够有效降低资源、能源消耗,且大量的工业垃圾能够重新利用,减少环境污染,利于人类身心健康,还可以帮助改善建筑功能,发挥出更好的隔热隔音、防潮防霉、杀菌除臭、抗静电和防射线等重要作用。
四、结束语
在资源、能源危机背景下,新型绿色环保型建筑已经成为建筑发展的必然趋势。进行新型绿色环保型建筑规划设计时要从节能、环保、生态角度去进行综合的考虑,促进可持续发展社会和节约型社会构建。
参考文献
[1]赖芳芳.阐述绿色生态规划设计[J].城市建设理论研究(电子版),2011,35.
[2]邓江,乔琼.建设生态环保型节能建筑的思考[J].生态经济,2009,7.
【关键词】能源危机;绿色建筑设计;发展方向
1 绿色建筑
1.1绿色建筑定义
绿色建筑不是我们表面上理解的绿化、屋顶花园等概念,绿色建筑是一种概念,是指能充分利用自然资源,在不破坏最基本的生态平衡的条件下的一种建筑。绿色建筑通常也被称为可持续发展建筑,简单的说就是对环境伤害最小,以节约能源以及资源为目的,达到与自然环境亲和,并且提供安全、健康以及舒适的居住空间的目的。从而达到人与建筑、人与环境和谐发展的目的。
1.2绿色建筑设计理念
绿色建筑创造的环境既包括人工环境,也包括了自然环境。因此,在规划时并不是简单的造景就可以,还要做到能与环境融合,做到生态环境的整体绿化。
1.能源资源:进行绿色建筑设计的最初目的是为了节约能源与资源,因此在绿色建筑设计中要充分考虑各种可再生能源的利用
2.回归自然,对绿色建筑外部强调与周边环境的融合,做到和谐统一、动静互补,并且还要对自然生态保护给予重视。同时进行绿色建筑设计还要注重舒适与健康的生活环境,这要求在进行建筑内部装修的过程中不使用对人体有害的材料,并且要保持室内空气清新,让居住者在居住的过程中有良好的感觉,对居住者的身心健康都有好处。
2.建筑的现状分析
我国绿色建筑发展的比较晚,无论是在对绿色建筑的理念还是对绿色建筑的技术上与国际标准还有很大的差距。由于对绿色建筑的认识不够,在国内可以实施绿色建筑设计的人员也比较少,缺少具备综合绿色建筑设计能力的人才。其次绿色建筑的成本比较高,考虑到先期投资成本,开发商并不自觉的开发绿色建筑。另一方面对于消费者来说,目前房价已经让老百姓不堪重负,消费者在选择时更加倾向于商品房的价格,地理位置。第三,尽管现在已经实行可再生能源在建筑中规模化应用的财政补贴政策,但是该政策的长期机制尚未成立,对绿色建筑补贴的激励力度不足,很难提高人们的积极性。
3.色建筑设计未来的发展方向
对于绿色建筑来说,其想要更好的发挥出其“绿色”的作用,就要求设计师在进行设计的过程中对这方面的问题给予重视,可以说进行绿色建筑设计是更好的促进绿色建筑发展的关键。因此,绿色建筑设计在未来发展的过程中也要进行不断的改进。
3.1节能设计标准体系
从政府的角度上讲,首先要加强对绿色建筑设计的监督,验收。政府可以鼓励绿色建筑,保障激励机制的有效进行。另一方面房地产商也要加强建筑节能实施的主观性,多个环节共同合作才能把建筑节能设计的效果体系的更好。
3.2将环境问题作为设计的重点
由于绿色建筑设计的特点以及其设计理念的要求,其要求设计的建筑能够在消耗能源最少的基础上完成,实现一种人与自然、建筑与自然的和谐发展。因此对绿色建筑设计来说,其在未来的发展方向仍然是向着这个方向发展的,也就是越节省能源其建筑设计也就越成功。不过在进行设计的过程中,也不能忽视美观的重要性,想要使二者达到平衡,就要设计师在进行开发设计的过程中能够充分利用自己的经验、知识来进行创造,同时要求设计者的创造性不断的创新,才能够使设计的建筑满足绿色建筑的要求,将能源消耗最小化,同时也能够保证建筑设计的使用以及视觉效果达到最完美。例如,在绿色建筑设计中对太阳能的利用。在设计中采用先进的节能的建筑围护结构和采暖空调,这样不但可以节约可再生能源的消耗,还能适当的减少空调的使用,从而达到保护生态环境的效果。另一方面,在绿色建筑设计中,可以根据自然通风的条件,根据建筑的实际情况设置合理的风冷系统。利用自然风来满足我们居住时所需要的空气循环,这样就能使建筑的节能水平得到更高的提升。
3.3生态建筑设计
在生态建筑设计中我们要注意人、建筑、自然之间的关系。既要设计一个舒适的空间又要注意建筑与环境的统一和谐。在这个方面要求从整体环境规划与单体建筑设计两个方面出发进行。在整体的环境规划之中,强调建筑与环境的关系,并且解决建筑与环境之间的矛盾关系。比如在进行建筑的过程中要解决建筑与地理位置的植被矛盾、日照以及气候等方面的矛盾问题。在科技融入建筑设计的同时,还要注重建筑设计的温馨感觉。可以通过怀旧与科技的融合满足人的感受,使居住人员在居住的过程中能够有舒适的感觉,尤其是对居住人个性化的要求的满足,使居住人在居住的过程中可以享受到最绿色的居住环境,同时也可以享受到最与众不同的设计以及居住享受。
3.4通过设计延长建筑使用寿命
建筑使用的寿命越长在进行建筑的过程中就会减少能源的消耗。在绿色建筑设计过程中,可以通过改造结构,以及对其加固来实现建筑物的耐久性和安全性。发达国家对已有的建筑物会采取定期检查的制度,一般20年左右检查一次,这样既可以及时发现问题对其进行维修,又可以有效的预防建筑物损伤、老化等情况对人们带来的危害。
设计人员在进行设计的过程中要具有前瞻性,对人们在未来几年、几十年的需求有一定的了解,并且分析人们需求的变化情况,我们要强调建筑物的实用功能设计出满足人们需求的建筑物。同时在进行设计的过程中,还要注重将设计与周围环境融合,使设计与环境融为一体,在融为一体的同时建筑要是周围建筑中的核心项目,这样的建筑其会受到更多人的青睐,自然使用的寿命也就会更长。
3.5生态节能建筑设计方向
3.5.1高品质的社会人文环境
高品质的社会人文环境要求有发达的教育体系、有较高的人口素质、良好的医疗条件、有可持续发展的生态环境和社区环境。
3.5.2区域统一性和前瞻性
生态城市不仅是追求环境的优美或者自身的繁荣,而是追求一种整体的和谐发展。在绿色建筑设计中不仅要兼顾社会,经济,环境三者的关系,注重个人的生活品质,还要满足不同地区后代的发展。
总 结
在这个快速发展的时代之中,影响社会进步与发展的关键问题就是能源问题,对于有限的资源的节约就是促进社会的进步与发展。为了解决能源危机的问题,从各方面最大限度的减少能源的使用十分重要。建筑行业是一个能源消耗量巨大的行业,在这个行业发展的过程中,其能源消耗量还在进一步的增加。因此想要解决能源危机问题,减少能源的利用,对建筑行业就要进行改进。虽然当前绿色建筑已经得到了广泛的重视,不过绿色建筑想要更大限度的降低能源的消耗,还要进一步的完善。
参考文献
[1] 谢文俊.浅析21世纪绿色建筑设计的发展趋势[J]. 广东科技. 2012(18)
关键词:储能技术 电气工程 应用效果 发展趋势
中图分类号:F407.6 文献标识码:A 文章编号:
一、未来电气工程学科面临的新问题及储能技术的作用
1.1电力系统安全高效运行问题更加突出
现代电力系统正在向大机组、大电网的方向发展,保持电网的稳定性对于电力系统的安全运行来说变得越来越重要。随着电网规模的不断扩大,互联电网的稳定性问题将表现出许多与原有电力系统不同的特点,其中,各种动态过程的强耦合性、系统运行条件的随机性、系统固有的非线性对系统稳定性的影响会更加突出。此外,特大型互联电网稳定性丧失带来的影响也越来越大。
传统的电力系统稳定控制装置所通过的控制环节较多,控制效果受系统运行状态变化的影响较大,有时难以达到满意的效果,并且还缺乏使用的灵活性和难于在同一个控制装置中同时实现有功和无功功率协调控制的缺点。将储能技术应用于电力系统稳定控制,可以实现一种更有效的电力系统稳定控制装置。
1.2可再生能源的规模化利用和分布式能源系统的建立势在必行
在电气工程领域应用储能技术是社会发展的必然趋势,具体表现在以下几方面:第一、为了促进经济的快速发展,各种化石能源被大量使用,世界各地的能源都在逐渐枯竭,为了解决将要到来的能源危机,必须找到能够解决这一问题的有效途径。虽然各种可再生能源应运而生,这些能源要想真正替代传统的化石能源,就要将他们进行规模化利用,可是他们的自身特点却阻碍了规模化利用的道路,需要找到一条有效的解决途径;第二、传统的供电方式为大电网集中供电,灵活性较差,容易产生连锁反应,很可能由于单一事故造成全网的故障,造成区域内全部停电,而建立分布式能源系统就可以有效的解决这一问题;第三、将分布式发电与可再生能源利用相结合的微型电网可在一定程度上解决能源危机问题。但是由于“微型电网”容量相对较小,系统的正常运行容易受发电和用电双方随机变化因素的影响,系统的运行能力和供电质量难以得到保证,因此,必须研究可以提高这种电网运行水平和供电质量的方法。将大电网与分布式发电相结合的新供电方式是一种灵活、高效、安全的供电方式,储能技术将在其中发挥重要作用。
1.3有利于促进环境保护工作的开展
大气污染是环境污染中一个非常重要的方面,由于交通和运载运输工具尾气排放引起的环境污染问题越来越受到人们的重视。传统的交通运输工具使用燃烧化石燃料的热机作为其动力源,为了减少大量运载工具尾气排放带来的环境污染问题,提出了“绿色出行”的概念,运载工具的电力驱动就是在这种情况下提出来的。在这方面,如何大幅度地提高蓄电池的储能密度和实现蓄电池的快速充电是需要认真研究的问题。另外,从能源系统的特性看,热机的能量密度大于蓄电池,其功率密度却小于通常的蓄电池,如果将这两种动力源结合起来,使其优势互补,则可构成混合动力推进系统。在这样的系统中,储能装置如何提高充电效率、延长放电时间、提高输出比功率等都是未来交通运输和推进系统必需解决的关键技术问题。
二、储能技术在电气工程领域的两类典型应用
所谓的储能技术就是指,将电能通过某种方式储存起来,并且能够在需要的时候转化成可供使用能源的一种技术方法,主要包括以下两方面内容:首先就是能够将能源进行高效、大容量的储存;其次,就是能够在需要使用的时候进行方便、快捷的转换。以下介绍了储能技术在电气工程领域的两用应用典型:
2.1储能技术在大型互联电力系统稳定控制中的应用
传统的PSS通过发电机附加励磁控制可以有效地抑制系统发生的局部振荡,但是对于大型复杂互联电力系统中出现的区域间多模式低频振荡问题,最有效控制点可能位于远离发电机组的某条输电线路上,PSS必须通过发电机组的励磁控制才能起作用,远离系统的最有效控制部位,常常难以达到满意的控制效果。储能技术的应用可以为这个问题的解决提供一条非常简捷有效的途径。
2.2储能技术在脉冲功率系统中的应用
脉冲功率系统主要包含低功率能源、储能单元、开关、波形调制(压缩与成形)单元、负载五个部分;其中,前四部分为脉冲功率源。脉冲功率源的发展趋势可以归纳为:高输出功率、高储能密度、高功率密度、高重复频率和高可靠性。减小储能器件的体积和重量、提高输出功率对于脉冲功率系统意义重大。储能器件主要有三种类型,即静电储能(电容器储能)型、惯性储能型和电感储能型。为实现小型化高功率储能,需要研究新型的储能方式和技术,以及将不同储能方式相结合的技术,如应用超级电容器、电池等,以及这些高储能密度器件与传统储能器件相结合的混合型储能技术。
三、储能技术在电气工程领域中的展望
第一、在今后的研究过程中,要不断促进储能技术向大容量、高密度的方向发展。目前,这一技术已经得到了相关研究领域的高度重视,成为重点研究项目。
第二、在储能技术应用中,各种形式能量的相互转换是非常重要的,必须解决大容量、快速、高效、灵活、低成本能量转换技术的问题,这就需要积极开展电力电子技术方面的研究。
第三、各种储能技术有不同的优缺点,在实际应用时,必须根据实际应用的要求,充分发挥各种储能技术的优点,使其优势互补。所以,要积极开发多元复合储能系统,并且能够将其进行有效利用。
第四、为了充分发挥储能系统的作用,应该研究能够对所存储的能量在时间、空间、强度分布上进行有效处理和管理的方法,使之既能满足实际应用的需要,又能发挥最大的效益。
第五、探索储能系统在科学研究、国防建设、工农业生产和人民生活中的新应用领域。
四、总结
综上所述,在电气工程领域中应用储能技术是未来的必然发展趋势,所以要加大研究力度,不断提高我国储能技术水平,这样才能够有效解决电气工程领域所面临的问题,促进我国经济发展水平的持续稳定发展。
参考文献
[1]张宇,俞国勤,施明融,杨林青,何维国,卫春. 电力储能技术应用前景分析[J]. 华东电力. 2008.04:42-44
【关键词】 层次分析法 新能源产业 发展能力
节能减排是当前世界的共识,面临石油等重要重要不可再生资源日益减少的状况下,新能源产业受到广泛的关注。我国的新能源产业虽然起步相对较晚,但是仍然出现了蓬勃的发展局面。虽然发展形势较为乐观,但是仍然存在一些问题需要解决。
1 影响新能源发展能力的因素
要对新能源的发展能力进行评价就需要构建相应的模型,同时需要确认一系列评价指标。作为新能源,必须在规模上符合现实需要,能够供人类长久发展之用,在使用的过程中可以起到低碳环保的作用,空间分布布局能够涵盖较大范围,必须在对其进行投资之后取得较为丰厚的回报。只有具备以上的特性,新能源才能具有现实意义。通过对上述内容进行分析可知,能够对新能源产业发展产生影响的因素主要是资源、人才技术、环境以及地区经济等四个方面。
(1)资源评价指标。新能源的发掘以空间位置为依托,因而受限于地理位置的影响,对其发展产生较为重要的影响。一个地区的新能源的蕴藏量、质量等参数都会对其发展产生产生较为重要的影响[1]。(2)人才技术评价指标。新能源由于是为了应对未来的能源危机而产生的,因为具备一定的前瞻性,因而对科学技术的要求相对较高。在传统背景下,所有的能源方面的技术都已经处于成熟阶段,而新能源产业由于刚刚起步,因而与其相关的技术仍然没有较大的进展。如此的情况导致诸多情况的发生,当一项技术刚刚出现就会被另一项新的技术顶替,导致其投资没有足够的时间取得回报。基于此,整个新能源研发领域的成本投入相对较高,而创造的利益存在很为未知的风险[2]。由此可见,技术的更新以及应用都应该获得重视,而与其最为重要的关联因素就是人才。(3)环境评价指标。新能源出现的一个要求就是为了应对环境问题,如此便决定其与传统背景下的发展能力评价体系存在一定程度的差别。当今社会,经济的发展付出了沉重的代价,使得环保问题成为可持续发展的限制性因素,因而,环境指标在新能源发展能力的评测体系之中占有的地位逐渐提升[3]。(4)地区经济评价指标。我国的经济呈现出总体上的发展不均衡的局面,使得每个地区的能源水平存在相应的差异,在如此的情况下,需要采取科学的手段对各个地区的经济水平进行测定,进而确定能源发展规划,如此才能使新能源的发展具备合理性,避免了盲目发展的局面的出现。
2 层次分析法概述
上述内容分析了评价新能源发展能力的指标,为了实现最后的评价目的,便需要寻找对应的评价方法。层次分析法是由美国的匹兹堡大学的一名教授提出的,其设立的主要目的是为了决策提供可靠的依据,而将涉及到评价内容的方面按照一定的方式分解为各种层次,运用与其匹配的科学方法,阐述层次权重。其特点是能够对问题的根本以及影响因素等内容进行分析,使得决策依据转化为数学形式,从而实现设定内容较多、目标制定相对繁琐的问题的解决方案的制定。由于此方法的现实意义较为明显,因而被广泛地应用于各个领域之中。
3 相关模型的构建
新能源发展能力评价模型的构建首先需要确定目标层,其次需要确定指标整体层,针对上文所述的评价指标进行相应地排列,进而分析出四者之间存在的联系和共同影响机制。最终需要设定质保具体层,将四个指标的内容进行具体的划分,使其能够进一步明确地表达评价内容。
4 启示与建议
在地区新能源发展的过程中,需要对自身的优势进行分析,综合外部的影响因素,为其自身的发展提供较为可靠的信息依据。政府需要制定较为优越的扶持政策,采取能够解决实际问题的经济手段对其予以相应的支持,使得新能源产业能够在充足资金的支持下向前发展。
在对新能源技术进行研发的过程中,相应的机构应该简略研发流程,提升研发效率,加强与学术界的合作,使研发能够得到充分的理论支持,在产业方面实施相应的教育活动,针对其采取不断促进壮大的措施。
外部因素虽然带来挑战,同时也带来发展的机遇,应该利用外来投资,实现跨区域合作,促进各个层级的企业实现发展,让新能源产业实现均衡发展。针对当地的高校以及科研机构展开合作,对企业的技术人员进行培训,使其掌握系统的新能源研发以及应用技术,并在理论学习之后进行实际训练,使其所学的知识能够接受实践的检验,在这个过程中,需要根据工作的岗位给予不同强度的培训,对于那些技术攻坚较难的岗位,应该加强其培训强度,促使其能够具备较强的工作素养,以适应现实工作的需求。同时还要邀请具备丰富技术经验以及新能源丰富知识的人士进行讲座,使得整个技术团队的水平得到根本性地提高,为整个新能源行业的发展提供人才资源。
经过如此的安排,新能源行业的发展必然呈现出良好的发展形势,在世界面临能源危机的浪潮中发挥出积极的作用,使得国家的可持续发展战略得以贯彻,为我国综合实力的提升作出相应的贡献。
5 结语
通过对新能源发展能力模型进行构建可知,其自身发展需要具备一定的环保功能,而且要注重对地域性的兼顾,在对技术进行研发的过程中,需要考量人才的重要的作用,经济因素对其发展起到宏观的决定作用,针对这种状况,在对其能力进行研究的过程中,必须兼顾四者之间的关系,注意其共同作用的机制,对出现的问题采取相应的措施。
参考文献:
[1]刘建中.浅析中国新能源产业的发展现状及传统能源行业的战略选择[J].中国煤炭,2010(01):115-116.
一、核能利用的现实矛盾
核能的和平利用是可能的吗?从1896年法国物理学家贝克勒尔发现放射性现象开始,人们开始进入核技术研究领域:原子核结构模型的建立,同位素概念的提出,人工放射性和裂变的发现等,核能的理论基础是爱因斯坦的相对论,用著名的方程式E=MC2表示,该方程式表明质量和能量是等价的,其比例常数为光速的平方,爱因斯坦理论在1905年发表之后,世界各国都进行了多方面的探索,一些科学家在实验室中观察与分析,证实了理论的正确性与核能的存在,特别是铀原子核吸收了一个中子以后会分成两部分的现象,引起了核专家的兴趣。1939年,科学家首次揭示了核裂变现象,标志着一个新时代的到来。1945年美国在日本广岛和长崎投下的原子弹让世界真切地感觉到核能强大的力量,死伤几十万人,整个城市在瞬间化为一片废墟。1986年4月,苏联切尔诺贝利核电站发生事故,一声巨响彻底打破了这是世界上最安全最可靠的核电站的神话,炸毁了苏联人民的骄傲。2011年4月,日本福岛核电站再次发生七级核事故,放射性物质剧增,土壤、海水都受到污染,核反应堆废弃,事故过后方圆20公里半径内的城镇空无一人,各种物件被随意丢弃着,只是充斥着孤独哀伤的气息,整个城镇成为了“鬼城”。自此对于核能的研究日益深入,关于核能的争论也无休无止,核能的发现使人类徘徊在十字路口,一条路,令人不寒而栗,其结局可能是促使人类走向毁灭的核武器大竞赛;另一条路则是旭日东升,其未来是人类和平利用核能,进入光辉灿烂的原子时代。问题的关键是人类究竟何去何从?核能的和平利用成为了一个课题,引起了全世界的广泛关注。
二、核能和平利用的可能性
(一)人性基础——趋利避害
在二战期间,为了瓦解轴心国的势力,加速战争的结束,美国毫不犹豫地把两颗原子弹投向日本广岛、长崎,一声巨响,高楼大厦毁于一旦,二十多万无辜百姓伤亡,其状惨不忍睹。1986年4月26日,苏联切尔诺贝利核电站发生事故,据估算,核泄漏事故后产生的放射污染相当于日本广岛原子弹爆炸产生的放射污染的100倍。机组被完全损坏,8吨多强辐射物质泄露,致使俄罗斯、白俄罗斯和乌克兰许多地区遭到核辐射的污染,数万平方公里的肥沃良田受到影响。乌克兰共有250多万人因切尔诺贝利而身患各种疾病,其中包括47.3多万名儿童。据专家估计,完全消除这场浩劫对自然环境的影响至少需要800年,而持续的核辐射危险将持续10万年。除核电站本身的损失外,仅清理一项就得花几十亿美元,如果全部加起来,可能达数百亿美元;还有最近发生的福岛核电站事件,美国银行美林国际研究公司分析师预测,如果福岛核电站引发的核泄漏危机持续两年,那么东京电力公司所面临的赔偿金将高达1330亿美元,几乎是东电现有资产的4倍。世界银行预计此次灾难对日本造成的损失金额将达到1220亿至2350亿美元之间,相当于日本GDP的2.5%至4%的水平,国家用于重建的财政预算将达到120亿美元。这一件件令人惊心动魄的事故都使人们对于核能的和平利用产生深度的怀疑。
在这个世俗社会中,我们所要考虑的最深刻、最现实的问题就是如何幸福健康地生存下去,如何趋利避害。“使人们倾向于和平的激情是对死亡的畏惧,对舒适生活所必需的事物的欲望,以及通过自己的勤劳取得这一切的希望”(【英】霍布斯:《利维坦》)我们不论是希望风调雨顺、国泰民安、还是担心食品安全、核电站安全,都是为了人类自己的幸福生活,有时植被的破坏,河流的污染、动植物的灭绝都会引起不相干人的愤怒,这并不是因为我们的出于伦理的狂热和对于动植物的偏心挚爱,而是因为“对于人的安乐,最需要的还是人”完全是为了人类自己的生存,是害怕影响到人类自己。无论是核武器带给人类的悲痛经历还是核电站事故对于人类的影响都使得人类不敢轻举妄为,对于核技术的应用要再三考虑,中国国家能源局局长张国宝先生表示中国政府在发展核电的过程中始终坚持安全第一的原则,认为各国都有和平利用核能的平等权利,全世界人民都有权利享受科技进步带来的成果,保障核安全符合全世界人民的根本利益。因为人之天性在于趋利避害,而非道德层面的善恶。前人对于人性善恶的讨论已经很多,但是最能揭示人类本性的是韩非子,在《韩非子·难二》中提到“好利恶害,夫人之所有也。”韩非子认为人的自然属性决定了每个人都有趋利避害的本性,在环境条件的作用下,行为都会最大可能趋向利益而避免祸害,由此产生了道德层面上的善恶。英国功利主义哲学家边沁在他的《道德立法原理导论》中也提出:“自然把人类置于两个至上的主人——‘苦’与‘乐’——的统治之下。只有它们两个才能指出我们应当做些什么,以及决定我们将要怎样做。”也就是说人类行为是依据后果来决定的,人类的趋善避恶的本性为核能和平利用提供了人性基础。
(二)现实基础——核能的优势