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关键词:T新能源;并网;通信综合解决方案
中图分类号:TM614 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)05-0075-03
随着全球经济的快速发展,化石能源长期占全球能源消费统治地位,在一次能源消费比例中始终保持在80%左右。在保证经济快速发展的同时,也带来了温室气体浓度增加,全球气候变暖,极端气象灾害事件频频发生。同时,我国目前尚处于工业化中期后半阶段,如何发展绿色经济,已成为中国乃至全球经济发展面临的首要问题。
为应对经济发展与化石能源消费矛盾,在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中明确提出,到2015年,中国非化石能源占一次能源消费比重达到11.4%,到2020年非化石能源占一次能源消费比重将达到15%左右。
因此,分布式能源、新能源等项目在近几年得以迅猛建设并接入电网运行。但是,由于分布式新能源如风力发电的反调峰特性、光伏发电在城市气象突然变化时带来的负荷大幅波动等特性,目前新能源并网工程设计中对电网二次尤其是通信专业设计并没有成熟方案,研究新能源并网对智能中低压配电网一二次影响,电网通信如何应对新能源、智能电网建设、配电自动化等通信需求已相当紧迫。
1 新能源及分布式项目定义
①新能源项目指太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能项目。
②分布式项目即利用以上新能源发电,位于用户所在地附近,所生产的电能主要以用户自用和就地利用为主,多余电力送入当地中低压电网的项目。
2 新能源并网运行特性分析
新能源并网运行特性:
①风能发电出力的时空特性、调峰特性、风速风频特性。
②光伏发电的正调峰特性,光伏发电在电源中比例不断增大时,城市气象突然变化时带来的负荷大幅波动。
③生物质发电容量越大、效率越高特性。
④大量风电接入改变了电网原有的潮流分布、线路传输功率及整个系统的惯量。
⑤分布式能源接入将增加传统树状放射形配电网故障点的短路电流,将可能导致配电网继电保护通信通道向网络通信发展。
⑥分布式能源具有安装灵活、发展迅速、容量小、数量多、分散布局的特点。
⑦分布式能源可按容量大小灵活接入220(380) V低压配电网、10(20、35、110) kV中压配电网。
3 新能源项目并网管理
按照《南方电网公司关于进一步支持光伏等新能源发展的指导意见》,35 kV及以上电压等级新能源项目和10(20) kV及以下非分布式新能源项目由电网企业对应公司相关管理规定提供并网服务(类似常规电源),10(20) kV及以下分布式新能源项目由各营业窗口统一受理并网申请,居民投资的分布式项目如220(380) V由电网企业免费提供系统接入方案。
4 新能源并网通信方案规范性引用文件
规范性引用文件包括:GB 50174-2008电子信息系统机房设计规范、GB/T 19963-2011风电场接入电力系统技术规定、国家经济贸易委员会令第30号令电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定、国家电力监管委员会令第5号令电力二次系统安全防护规定、DL/T 5344-2006电力光纤通信工程验收规范、DL/T 5391-2007电力系统通信设计技术规定、DL/T 548-2012电力系统通信站过电压防护规程、南方电监市场[2012]10号南方区域发电厂并网运行管理实施细则(修订稿)、南方电监市场[2012]146号南方区域风电场参加辅助服务及并网运行管理补充规定(试行)、Q/CSG 110005-2011南方电网应用公网通信技术规范、Q/CSG 110008-2011南方电网风电场接入电网技术规范、广东电网公司通信管理办法。
5 新能源并网通信业务需求分析
新能源并网通信业务需求分析见表1。
根据新能源并网生产业务特性的不同,其对通信通道的带宽、时延、误码等性能要求也不同,见表2。
6 新能源并网通信综合解决方案
新能源主要接入智能电网中低压配电网,但配电网作为智能电网直接面向客户需求的环节,需要实时监控客户用电情况,动态转移负荷,提高电网供电效率。由于配电网具有结构复杂、配电设备数量庞大、分布广等特点,由此决定了新能源接入中低压智能配电网的自动化、计量等二次系统业务具有终端站点数量多、工作环境恶劣、单点信息量少但数据库信息量非常庞大的特征。
通过对智能配电通信网现状和智能配电网自动化、计量业务需求进行综合分析,采用EPON和工业以太网交换机设备的光纤通信技术、中压载波技术和采用TD-LTE的4G无线通信技术混合组网的方式,可以灵活快速提供多种接口的通信通道,同时满足配网供电质量监测、线损分析、负荷控制及转移、配变监测、用电营销等快速增长的业务需求。新能源并网通信综合解决方案按电压等级可分为以下几种。
6.1 35 kV及以上电压等级新能源项目和10(20) kV及以
下非分布式新能源项目
6.1.1 通信方式
按电厂等常规电源通信方案,要求采用与电网技术体制统一的SDH光传输设备和数据网设备的光纤通信方式。
6.1.2 设备配置
①建议随线路敷设两条不同路由光缆,220 kV及以上电压等级的架空线路应采用OPGW光缆;110 kV及以下电压等级架空线路视线路情况优先考虑采用OPGW,也可采用ADSS光缆。电厂采用电缆出线时,应随电力管道敷设全非金属型结构的管道光缆,110 kV及以下电压等级接入系统电厂每条光缆的光纤数量宜采用12~24芯。
②为保证继电保护、自动化等生产实时控制业务运行,要求配置光传输设备、接入设备、调度数据网设备、通信直流电源设备,要求各设备关键板卡及部件必须具备1?X1或1?XN冗余保护。
6.2 10(20) kV及以下分布式新能源项目
6.2.1 通信方式
按10 kV开关站等智能配电网通信方案,依托电网主干光纤通信网,采用EPON和工业以太网交换机设备的光纤通信技术、中压载波技术和采用TD-LTE的4G等无线通信技术混合组网的通信方式。
6.2.2 设备配置
根据新能源项目建设地点周围环境、中低压一次线路条件,如采用光纤通信方式,要求随线路敷设12~24芯ADSS、OPLC、全非金属型结构的管道光缆,配置EPON和工业以太网交换机设备,如采用无线通信方式,要求配置GPRS或TD-LTE等无线通信终端设备,如市区光缆敷设困难或无线环境恶劣,可采用中压载波设备提供通信通道。
6.3 居民投资的分布式项目如220(380) V新能源项目
6.3.1 通信方式
考虑项目点多面广,单点通信数据量少等特点,建议采用GPRS、TD-LTE等无线通信技术。
6.3.2 设备配置
采用GPRS、TD-LTE等无线通信终端设备。
6.4 新能源接入中低压配电通信网综合解决方案
新能源接入中低压配电通信网总体拓扑图如图1所示。
①自动化业务通信通道。自动化业务通道可采用专线通道(4WE/M模拟通道或64 K数据通道)和网络通道(调度数据网通道)接入。
②计量自动化业务通信通道。计量自动化业务通道可采用专线通道(4线E/M模拟通道)和网络通道(调度数据网通道)接入。
③风功率预测、PMU等生产业务网络通信通道。风电场风功率预测系统经二次安全防护系统与调度数据网接入交换机连接,接入交换机采用光缆与接入路由器连接,通过调度数据网形成风电场风功率预测系统工作站至中调主站系统的网络通道。
当主控室与通信机房距离较近时,可省略接入交换机,风功率预测系统经二次安全防护系统后直接与接入路由器连接。
④继电保护、安稳业务通信通道。建议采用与电网主网相同通信方案,即采用专用光纤通道和复用光通信(2 M)通道接入方式。
⑤调度电话通信通道。建议采用与电网主网相同通信方案,即采用传输接入设备提供通信通道。
⑥光纤通信网承载的智能配电网自动化终端DTU通过FE接口与工业以太网交换机、ONU互联,配网自动化主站与终端DTU采用104规约;
⑦电力无线宽带专网承载的配网自动化终端DTU分两种模式。
其一,采用RS232串口模式接入安全网关(232转FE),安全网关采用FE接口与宽带无线终端CPE互联,配网自动化主站与终端DTU采用101规约。
其二,采用DTU终端的FE接口接入安全网关(两端均为FE接口),安全网关采用FE接口与宽带无线终端CPE互联,配网自动化主站与终端DTU采用104规约。
⑧中压载波承载的配网自动化终端DTU通过RS232接口与从载波互联,配网自动化主站与终端DTU采用101规约。
⑨10 kV开关站计量自动化集中器,通过FE接口与无线宽带终端CPE互联,计量自动化主站与集中器采用104规约,接入网方式与配电自动化FE接口互联模式相同。
参考文献:
[1] 陈堂,赵祖康,陈星莺,等.配电系统及其自动化技术[M].北京:中国电力出版社,2003.
[2] 商国才.电力系统自动化[M].天津:天津大学出版社,1999.
[3] 刘健,倪建立,邓永辉.配电自动化系统[M].北京:中国水利水电出版社,1999.
一、我国新能源科学与工程专业开设状况
2008年世界金融危机之后,为了推进我国产业结构的转型,总理提出了发展战略性新兴产业的构想。2010年国务院通过了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,提出要培育和发展包括新能源产业在内的七大战略性新兴产业。随后教育部发文鼓励有条件的高校申办战略性新兴产业相关专业,并于2010年首次批准浙江大学、华北电力大学等11所大学开设“新能源科学与工程”专业,2011年和2012年又先后批准了23所大学开办该专业。截至2012年,教育部共批准国内34所大学开设了新能源科学与工程专业,详见表1。
从表1可以看出,开设新能源科学与工程专业的大学中“985工程”大学有7所,“211工程”大学13所,还有3所农业院校。这些大学分布在全国的17个省市,其中,江苏最多有10所,占总数的近三分之一;其次是北京和辽宁,各3所;河南、山东、福建、江西和湖北各2所;吉林、黑龙江、广东、河北、陕西、浙江、上海和重庆各1所。从地域分布状况看,开设新能源科学与工程的高校主要集中在中东部省份,西部省份开设该专业的高校只有2所。
二、新能源科学与工程专业人才培养方案对比
作者对各所大学网上公开的人才培养方案进行了收集整理,并进行了对比分析。从收集到的资料看,各所大学关于新能源科学与工程专业的人才培养模式大体可以分为两类:一类在课程体系的设置上充分体现本科人才培养的“宽口径”原则,课程内容涵盖各种新能源,包括风能、太阳能、生物质能、地热能、氢能、核能等;另一类在课程体系的设置上更多地体现了“专业化”要求,设有专业方向,侧重于太阳能、风能和生物质能中的某一类。基于上述第一种思想进行的课程设置,体现了新能源的综合性和交叉性,但存在的问题是难以兼顾风能、生物质能和太阳能等不同的新能源对专业基础知识要求的不同。风能的专业基础侧重于机械和电气,生物质能的专业基础主要有热能、化学和生物学,而太阳能的专业基础是物理、化学和材料科学。因此,由于缺乏相关专业基础知识做支撑,这样的课程设置对每种新能源专业知识的讲解会存在内容深度方面的局限。基于第二种思路所开展的课程设置强调了专业的方向性,其不足在于削弱了对学生新能源综合知识的培养。表2是国内部分高校新能源科学与工程专业主要课程设置情况。
通过对表2的分析,可以得出以下几点结论:
(1)即使是同一类型的培养方案,各个高校之间在课程设置上也存在着较大差别。比如同属于“宽口径”型培养方案的西安交通大学与重庆大学和浙江大学的课程设置均存在较大差异。从课程所涉及的专业内容看,西安交通大学的培养方案涵盖了风能、太阳能、生物质能、水能、地热能、氢能,以及储能和节能等专业内容。而浙江大学的课程内容除了涉及太阳能、风能、生物质能和氢能外,还有三门与环境相关的课程,分别是能源与环境技术进展、能源与环境系统工程概论和低碳能源技术。
(2)上述人才培养方案课程体系的共性在于大部分培养方案体现了能源动力类专业的学科基础,这些课程包括工程热力学、传热学、流体力学等。这与教育部新修订的《普通高等学校本科专业目录(2010)》将新能源科学与工程专业设为能源动力类特设专业的要求是一致的。
(3)分析测试能力的培养受到重视。作为应用性很强的专业,培养学生具备从事现代能源技术与装备研究及应用的能力十分重要,因此一些学校开设了相关课程,比如,西安交通大学开设了《新能源过程、状态与材料性能测试与分析技术》,华北电力大学开设了《生物燃料分析与测试》、《太阳电池材料测试与分析》等课程,上海理工大学开设了《动力工程测控技术》等。
(4)课程设置充分体现了创新性。许多高校的课程设置都充分体现了方案设计者的创新意识,比如浙江大学设置的《低碳能源技术》、《能源与环境系统工程》等课程考虑了能源与环境的关系,这些课程可以起到拓宽学生知识视野的作用。再比如一些学校设置的《储能技术原理》则符合新能源这种分布式能源产业化发展的重大需求。享有国际声誉的社会批评家杰里米·里夫金在其新作《第三次工业革命》中提出,组成第三次工业革命五大技术支柱中“储能技术”是其中一项。
三、国外高校新能源专业开设及人才培养方案的设置情况
美国的一些高校已开办相关专业来培养新能源方面的人才。2005年,俄勒冈州技术学院开设了美国第一个可再生能源工程本科专业,之后,伊利诺斯州州立大学和约翰布朗大学开设了可再生能源专业,埃弗格来兹大学开设了替代能源与可再生能源管理专业,威斯康辛大学普莱维尔分校开设了可持续与可再生能源系统专业,纽约州立大学坎顿技术学院开设了可再生能源专业。在欧洲,德国历史最悠久的国立农业大学、欧洲农业大学综合科研实力排名第一的霍恩海姆大学开设了生物基产品与生物能源专业;挪威阿格德尔大学和挪威生命科学大学开设了可再生能源专业。此外,美国的一些高校开设有新能源相关的辅修专业,比如,科罗拉多矿业大学开设了能源辅修专业,学生可以在可再生能源和传统能源之间选择一个方向进行学习,托莱多大学设置了可再生能源辅修专业。表3是国外部分开设新能源专业大学的课程设置情况。(表中主要课程为笔者翻译,原英文课程名可登陆相应学校网站查询)
从表3所列几所大学的情况可以看出,国外大学的新能源类专业人才培养方案与国内大学在两个方面具有较大的相似性。一是国外新能源专业人才培养方向也存在“宽”与“专”两种类型,前者如约翰布朗大学、埃弗格来兹大学等,这些学校的专业培养方向涵盖了太阳能、生物质能等多种可再生能源;而霍恩海姆大学则属于后者,其专业名称即是生物基材料和生物能源。二是不同大学之间的课程设置同样存在着较大差别,充分体现了每所大学自身的特色。
国外一些大学虽然也有分专业方向的做法,但是这些做法与我们国内的设计有不同之处,国外是按照在共同的基础课程之上,通过专业课的不同来划分方向,这与国内完全根据专业方向对应设置基础课的做法明显不同。比如,纽约州立大学坎顿技术学院设置了10门涵盖风能、太阳能、生物质能、地热能的专业课程模块,但只要求学生从中选修4门,这其实是为了便于学生自主选择专业方向所进行的一种设计。威斯康辛大学普莱维尔分校的培养则从另外一个角度划分了专业方向,分为设计与分析方向、开发与管理方向,一个方向侧重于培养学生的设计研究能力,另一个方向侧重于培养学生从事新能源开发和管理的能力,每个方向单独设有相对应的课程模块。
国外大学在课程设置方面普遍比较重视经济及管理类课程的开设,并将这些课列为必修课。比如Principles of Management(管理学原理),Principles of Supervision(监督原理),Project Management(项目管理),Project Management for Renewable Energy(可再生能源项目管理),Economics of Biobased Energy Production(生物能源生产经济学),Managing an Alternative Energy Project(替代能源项目管理)等。国内大学对这类课程的重视程度不如国外大学。
美国的大学对高年级学生开设有Capstone Course(国内翻译为顶峰体验课程),比如Alternative and Renewable Energy Management Capstone Course(替代能源与可再生能源管理顶峰体验课程),Renewable Energy Capstone(可再生能源顶峰体验课程),Capstone Project(顶峰体验项目)等。这是一门将所学知识应用于特定主题、问题或设计的课程,过程包含资料(文献)收集、量化分析、产品设计、小组讨论与合作等,类似于我们的毕业设计。但是二者之间也存在较大区别,毕业设计是一个必修的、学分较多的项目研究课程,而顶峰体验课程表现出了紧凑多样的课程形式、多层次的课程目标、人性化的选修制度,具有团队合作、学术整合和产学融合的特点,被许多国家的高等教育引进。
四、结论与建议
通过对我国新能源人才培养的现状进行分析整理,可见:
(1)我国已初步构建了新能源人才培养的专业体系,在各所大学所制定的新能源科学与工程专业人才培养方案中,既有面向培养具备新能源综合知识与能力人才的方案,又有侧重于培养系统和深入掌握某类新能源专门知识人才的方案。不同的培养模式可以为新能源技术和产业的发展提供不同类型的专门人才。
(2)新能源种类多样且处在快速发展的过程中,加之不同种类的新能源对专业基础知识的要求存在差别,这些因素加大了专业课程体系构建的难度,在“专”与“宽”之间如何平衡和取舍还需要各个大学在现有人才培养方案的基础上,开展广泛深入研究,以便对人才培养方案进一步完善和改进,使其更符合新能源产业发展需求。
(3)我国新能源科学与工程专业与欧美等发达国家的新能源专业的人才培养方案和课程体系,无论是在设计理念,还是在具体内容方面都有很强的相似性,在体系先进性方面与国外处在同一水平上。但同时,我们也应积极学习和借鉴国外大学优秀的教学改革成果,比如美国大学顶峰体验课程的设置。
基于以上结论,笔者就我国的新能源人才培养提出以下几点建议:
(1)作为一个新兴专业,很多课程没有现成的教材可供选用。如果按目前的培养方案,大多数课程都需要各学校单独来编写,而要完成如此多新教材的编写,无疑是一项非常繁重的工作,而且也难以在较短的时间内完成。因此,从新能源科学与工程专业的长远和健康发展角度考虑,应该分类构建面向全国的专业基础课和专业课课程体系,在此基础上各大学可再根据各自的特点设置体现自身特色的课程。只有这样才能为全国性专业教材的编写奠定必要的基础。
作为能源专家,发改委能源研究所所长韩文科已经在这一研究领域里浸泡了几十年间,在中国新能源产业逐渐成为国家发展重点、投资新宠之时,韩文科作为能源经济研究专家、能源政策制定的参与者,在对专业领域有自己的研究心得之外,也对这些征战产业一线的从业者颇有了解和赞叹。中国乃至世界正在能源大转折时期
上世纪80年代初,陕西人韩文科从西安交通大学毕业,进入发改委能源研究所。当时能源所要建立能源数据库,韩文科的专业是计算机,因此专业对口。只是限于那时为他们配备的计算机内存太小、处理功能也跟不上,数据库最终没有建起来。韩文科却从此走上能源研究之路。
韩文科到能源研究所的时候,这里还是发改委的一个新部门。上世纪七八十年代,世界石油危机为各国敲响了能源警钟。虽然这次危机最终以中东大规模油田发现为主要缓解途径,并最终促进了核电产业的发展,但是各国还是从中嗅到了未来能源危机的信息。在中国,一些老科学家建言国家开始进行能源研究,保持对能源领域经济问题的关注,国家采纳了他们的意见,从中科院热能所抽调人员,组建了发改委能源所。
初期,发改委能源所的研究员和专家们主要研究传统能源,不久,属于非化石能源的各种新能源开始陆续跃入视野。此时,韩文科也已转入研究工作,新能源也从此成为他长期关注的对象。
进入上世纪90年代初之后,国际会逐渐认识并日益重视气候变化问题。世界化石能源的储量减少日益加剧,似乎人类对化石能源的依赖时间也屈指可数。为应对气候变化,国际上先后通过了《联合国气候变化框架公约》及《都议定书》。
时至今日,许多国家已经陆续抛出不同形式的室气体减排承诺方案:目前欧盟已经正式提出了到2020年在1990年基础上减排20%、在达成国际协议的情况下减排30%的目标。澳大利亚已承诺2020年在2000年的基础上减排5%――15%,美国亦表态到2020年排放量降回到1990年的水平,日本亦表示将于今年宣布其2020年的量化减排目标,其他发达国家的承诺方案预计也将陆续抛出。与此同时,发展中大国也抛出了承诺方案,如南非承诺其排放在2025年左右达到峰值,韩国宣布将在今年公布其2020年的减排目标。但是无论采取何种方案,世界各国均将大力发展可再生能源作为减排室气体和延缓气候变化的重要手段之一。应对全球气候变化业已成为开发利用可再生能源的y,--重要推动力量。进入本世纪以来,高油价引发的能源安全和能源环境问题也使许多国家纷纷将开发利用可再生能源作为能源发展的战略重点,并通过各种手段引导和鼓励可再生能源规模化发展。
在这种情况下,中国也面临着巨大的压力。
在新能源应用中,中国在很多方面其实起步都是比较早的。新疆的达坂城风力电场、的羊八井地热电站等等,都是出现在学生课本中的新能源应用样本。很长一段时间里,新能源在中国还是停留在试验田、样板间阶段。“改革开放30年来,我国在改革初期制定的发展目标正在逐步实现,但随着工业化、城市化的快速发展,在依赖大量消耗化石能源资源创造巨大物质财富的同时,我国能源资源和环境问题也越来越突出。”
截至2009年,中国能源消耗中,对煤炭、石油等化石能源依赖依然严重。公开资料显示,中国目前能源结构中,煤炭占69%、石油占20%,天然气仅占3.4%,而水电、风能、核能等新能源全加一起才占7%。
现实逼着人们为未来发展找出路,科技的发展也为新能源的登台亮相提供了更大可能。韩文科经常跑企业、搞调研。在一线,他看到科技为能源利用带来的变化。新疆达坂城风力电场,韩文科去过很多次。上世纪80年代,他第一次看到这里的风车时,风车离地很低,这种情况下,风力就很小。而今,达坂城风力电场的风车高度已经达到了一百多米。科技为新能源尽快替代传统能源提供了更大的空间。
发展新能源承载着国家战略意义
中国作为最大的碳排放国,实现经济增长与保护环境的平衡将是未来面临的一个严峻挑战。按照国家规划,2020年非化石能源在我国一次能源的比重将提高到15%。为此,“十二五”期间首要任务就是要培育和发展新兴能源产业,其中包括核电、水电、风能、太阳能和生物能源等可再生能源。换句话说,后金融危机时代,新能源发展将备受关注。随着产业结构调整与培育新兴战略产业步伐加速,节能减排与新兴能源产业的战略地位将愈加突出。
国家“十二五”规划中,要求五年后新能源占能源消费总量的比重将到12%至13%。在规划中,关于能源的很多提也悄然发生了变化。
水电的政策是“积极推进水电开发”,代替了“十一五”规划提出的“有序开发水电”。火电是“积极推进电力工业的上大压小,加速淘汰落后产能”,不同于“十一五”规划提出的“重点优化发展火电”。
有关新能源的提法则是“加快风电、太阳能发电和热电联产等清洁高效能源的建设”,也与以往提出的“大力发展可再生能源”有所不同。核电能源发展政策,从“适度”到“积极”,再变为“大力发展”。
韩文科解释道:“我们国家在新能源领域圈定了几个重点,有核电、风能、太阳能和生物质能,同时也没有放弃对其他方面的探索,比如潮汐能、地热等方面,我们都在跟踪。”随着国家政策的不断引导,我国新能源产业的发展也在悄然发生着变化。上世纪90年代,施正荣回国创办尚德电力控股有限公司之时,国内百姓对太阳能还知之甚少,大家都是带着好奇的眼光琢磨这个陌生的名词。而今,太阳能早已从容走进百姓生活,成为成熟较早的新能源产业类型。而到了2004年,大唐集团派胡永生带着员工走进塞罕坝草原,开始建立风力电场时,新能源早已成为一个热词,各种新能源企业遍地开花,胡永生有了更多的“战友”并肩作战。
从政策上的缺失到专门出台规定重视新能源领域,近几年新能源也迅速变成各地发展经济的重头戏,各种新能源项目被飞快地立项、上马,投资蜂拥而来。中国是继德国之后第二个制定《可再生能源法》的国家。法律出台后,中国又陆续出台了多个细则,涵盖上网电价、太阳能光伏补贴、新能源项目特许招标等多方面。新能源产业似乎一夜间如火如荼,一窝蜂地进行新能源项目投资。许多地方政府纷纷出台新能源规划以支持新能源产业的发展。据了解,全国超过一半的省份在打造新能
源基地,或者把新能源作为支柱产业来发展,上百个城市在做新能源发展规划,大批企业纷纷上马新能源及相关产业。
其实,与传统能源发展路径相比,新能源有着自己的特点。新能源行业十分倚重政府资金和政策扶持,其自身竞争力往往难以承受市场考验,而经济压力又让政府补贴不可能长久进行下去,关于新能源产业泡沫问题的担忧声越来越多,面对这种局面,国家的思路与梳理显得格外重要。
韩文科并不否认这种担心,但并不担心这种趋势。“许多发达国家因为已经站在一个很高的起点上,所以会把大量的投资投在新能源的技术革命上。而对于发展中国家而言,要解决自己的贫困问题、经济发展问题等,因此对未来投资的能力是有限的。在这一点上,我们中国对新能源要有个准确的认识,既要投资现在又要投资未来,在这个里面要做一个平衡。”毕竟已经走过计划经济时代,在以市场为主导的当下,很难再用国家的指挥棒单纯地为某一个项目圈地、拨款,盈利成了一个项目存在与否的重要条件。而新能源产业发展,也不能绕过市场经济的检验,“也不排除个别项目是盲目上马的,但是当它持续不盈利的时候,投资方自然就不会再继续做下去了。”韩文科认为,国家只在政策层面上给予指导,而新能源产业的发展要让收益说话,“况且,在中国能源消耗比例中,新能源产业所占比例远远够不上过热。新能源产业化发展的路必须继续往前走,过程中可能会出现问题,这是符合产业发展规律的。国家只能引导,不能强制。”
不过韩文科也补充,“补贴式新能源产业发展模式只能作为新能源开发的引发剂而非长久之计。新能源产业要真正成为未来各国经济的支柱产业,必须寻找新的科技、资本手段来支持新能源产业发展。”
对话・新能源发展
发改委能源研究所在北京西城,离长安街、金融街都很近。韩文科的所长办公室在十几层上,向外望去视野很开阔。这很像新能源在国家发展中的位置,一边是政治导向、政策方向,另―方面是经济效益、商业化程度。
《中华儿女》:新能源应用成本过高,似乎是制约新能源产业发展的一个大问题,有什么解决的途径?
韩文科:初期政府有效扶持,产业化之后用科技手段努力降低成本,是新能源产业可持续发展的两个有效保证。
《中华儿女》:有人说中国新能源发展就是在作秀,从长远来看也难以真正与传统能源一起分担能源消耗的重任,您怎么看?
韩文科:我国的能源结构长期以煤为主,能源供应严重依赖高碳能源,经济发展方式粗放,资源消耗水平高,室气体排放已居世界首位;同时,我国的工业化、城市化尚处在快速发展之中,今后较长时期(20-30年)内能源消费仍将继续增长,面临的室气体减排压力将会越来越大。大力发展可再生能源,尽可能多地抵消高碳能源的排放,才会有效减缓我国室气体排放总量的增长压力。因此,这是我们国家未来能源发展必须经过的路径。我们别无选择。
《中华儿女》:对比我们自身来讲,新能源产业发展已经很迅速了。但实际上还存在很多问题,比如市场成熟度低,可再生能源还缺乏广泛的会认同和完善的市场环境。未来国家怎样解决这些保障问题?
韩文科:从真正长远的目标来看,最终新能源的生产和应用不是单纯的供需关系,
关键词:教育改革;培养方案;创新;能源动力工程
作者简介:代元军(1978-),男,河南正阳人,新疆工程学院电力系,副教授;李保华(1979-),女,河南新安人,新疆工程学院化学与环境工程系,讲师。(新疆 乌鲁木齐 830091)
基金项目:本文系新疆工程学院重点教学改革研究课题(项目编号:2013-ZD11)研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)22-0075-02
能源,是世界发展的重要资源和动力,能源的科学开发和优化配置,是当今各国现代工业以及国民经济和社会发展乃至富民强国的必由之路。新疆有着极为丰富的能源资源。据统计,新疆的石油、天然气和煤炭预测资源量,分别占全国陆地预测资源量的30%、34%和40%,光、热、风等资源也在全国占有较大份额,这为新疆建设国家能源战略基地奠定了坚实的基础。
在新疆如此丰富的特色资源下,新疆高校能源与动力本科专业如何设计地方特色的人才培养方案,构建课程体系,完成理论教学与实践教学的创新和一体化,是摆在能源与动力工程教育者面前的难题。
一、新疆经济发展对能源与动力工程专业人才需求的预测
首先,一方面随着煤炭的大量生产,通过建设大型电厂,把煤转变成电,利用“西电东送”两条750kV的高压交流电网和一条800kV高压直流电网把电输送到疆外;另一方面新疆的新能源领域快速发展,铸就太阳能、风能等高新技术产业的辉煌业绩和企业的规模扩张。目前新疆发电企业和新能源企业向大型化、自动化和智能化快速发展,必然会对技术人员提出新的更高的要求。因此培养能源与动力高层次工程技术人才,是建设现代化能源企业的当务之急。
其次,新疆现阶段煤电产业和新能源产业主要依靠内地大企业引进现代化的生产工艺和技术装备来实现,其设备技术和管理已接近中国先进水平。然而,新疆地处偏远,引进高端人才困难,劳动力成本高,人员不稳定。目前煤电行业和新能源行业面临着这样的问题:一方面是技术先进、设备先进、管理先进,另一方面是与之配套的运行、维护和管理的应用型高级工程技术人才却严重不足,从而使先进的技术和设备无法发挥应有的水平,甚至不能正常运行,导致事故发生,人才本土化培养的问题日益突出。[1]
根据《2009-2015年煤炭煤电煤化工人才发展规划》,到2015年,新疆煤电装机3450万千瓦,新增装机约2630万千瓦,可向我国东部送电1100万千瓦,预计新增煤电行业从业人员2万人,热电行业存在大量的人才缺口。同时,在新疆地区,新能源产业人才也是非常缺乏,人才培养不能够满足新能源市场迅速发展的需求。
所以加快能源与动力工程本科专业人才培养步伐,促进新疆煤电工业和新能源产业的跨越式发展,有利于加快解决高层次人才培养本土化问题,实现当地招生,当地培养,当地就业;有利于培养高层次新疆少数民族工科人才,促进少数民族整体素质及文化水平的提高。这对新疆煤电行业的健康持续稳定的发展有着重要作用,为新疆长治久安、社会稳定、各民族不断富裕发挥重要作用。
二、新建本科院校能源与动力工程本科专业培养目标和培养模式
据现行的教育部本科专业目录,能源与动力工程专业由原热力发动机、流体机械及流体程、热能工程与动力机械、热能工程、制冷与低温技术、能源工程、工程热物理、水利水动力工程和冷冻冷藏工程等9个专业组合而来。[2]目前能源与动力工程致力于传统能源的利用及新能源的开发和如何更高效利用能源。能源既包括水、煤、石油等传统能源,也包括核能、风能、生物能等新能源,以及未来将广泛应用的氢能。动力方面则包括内燃机、锅炉、航空发动机、制冷及相关测试技术。这是符合我国市场经济发展现状以及国际经济一体化趋势的。
过去,新疆工程学院热能动力设备及应用专业的培养目标是:“培养德、智、体全面发展,能够从事热能动力及其控制设备安装、调试、运行、检修、管理及一般热力与控制工程设计,具备基本的经济与管理、社会与人文、环境与保护等方面基本知识的第一线高等工程技术应用型、复合型人才。”[3]随着新疆工程学院的升本,学校在2012年开始制定能源与动力工程的人才培养方案,为了顺应国内外尤其是新疆地方特色的能源动力科学技术的发展趋势,对培养目标的提法进行了多次修改。在2013级专业培养方案中,专业培养目标已修改为:“培养适应新疆经济社会发展,特别是新型工业化建设需要的知识、能力、素质协调统一,具备宽厚的基础知识、具有创新精神和实践能力,专业应用能力突出,获得工程师素质基本训练的德、智、体、美全面发展的应用型高级工程技术人才。毕业生应具备热能工程、传热学、流体力学、动力机械、动力工程等方面基础知识,能在国民经济各部门,从事动力机械(如热力发动机、流体机械)的动力工程(如热电厂工程、新能源工程、制冷及低温工程、空调工程)的设计、制造、运行、管理、实验研究和安装、开发、营销等方面的高级工程技术人才。”[4]
三、新建本科院校能源与动力工程本科专业课程体系的创新改革思路
国外高等工程教育中没有专门设置能源与动力工程专业,但是在机械工程专业中,都开设了工程热力学、传热学等课程,其中机械工程专业把传热学课程作为专业的必修课程。为适应现代工业的快速而巨大的发展,美国、日本和德国一些发达国家不断地对高等工程教育进行着改革。[5-7]
目前,新疆工程学院能源与动力工程专业在课程体系方面的改革要体现出“常规能源、新能源、节能减排技术、信息技术、管理技术相结合,适应时展,满足市场需求,同时充分考虑学生自我发展,培养创新人才”这一总体思路,通过课程设置和教学组织来体现和实施改革意图。在课程体系的设计思想上,归纳起来可以说是“夯实基础,拓宽口径,手脑并用,鼓励创新”。
四、新建本科院校能源与动力工程本科专业教材建设和课程设置
教材建设对于能源能与动力工程专业的教学改革与创新意义重大。通过编写适合新疆特色和民族特色的新教材,对于内容陈旧或重叠的课程和学时,进行合理精减和合并,拓展和新增反映社会人才需求趋势和专业发展的课程,来体现课程体系的创新改革的设计思想。
在课程设置方面,将原“机械原理”和“机械设计”两门课程(共计96学时)合并为“机械设计基础”(72学时);原“公差与互换性技术”和“机械工程材料”(共56学时)合并为“公差与金属材料”(24学时);原“热工仪表”和“热能与动力工程测试技术”(共80学时)合并为“热工过程检测技术”(48学时),原“制冷技术”和“热泵技术”(共64学时)合并为“制冷原理及设备”(64学时)等。新增风能利用技术40学时、太阳能利用技术40学时、节能技术32学时,动力工程前沿12学时、新能源工程前沿10学时、制冷空调工程前沿10学时等合计学术前沿专题讲座32学时,以讲座的形式由相应领域的专家负责编写大纲和主讲。
五、新建本科院校能源与动力工程本科专业采用彻底的专业课程选修制
充分利用新疆工程学院的学分制和选修制,根据能源与动力工程专业的国内外发展动态、市场需求及学生的志愿和兴趣,实施更为彻底的专业课程选修制度。
在2013级培养方案中, 除必修的公共基础课和专业基础课外,其余专业课分为专业必修课和专业选修课,共91.5学分,供学生从中选修69.5学分。并且要求高年级学生在选择专业方向课程时,用“交叉捆绑”方法必须选择部分专业选修课(例如对“热电工程”方向捆绑部分“新能源工程”,对“制冷空调工程”方向捆绑部分“新能源工程”),以拓宽学生的就业范围。
六、新建本科院校能源与动力工程本科专业实验教学体系改革
一直以来,作为具有典型实验研究特点的能源与动力工程专业,在实验教学方面主要开展较多的演示型和验证型实验。该种做法使得学生实验技能欠缺,尤其在解决工程实际问题中,其创新能力显得不足,常常在毕业设计阶段特别明显。而目前国外大学的工科专业专门为高年级学生开设了能够引导学生解决实际问题的高学分探索型实验课程,目的是用以加强工科学生的动手能力。[8-10]
通过充分调查和研究,在新疆工程学院能源与动力工程专业培养方案中安排了36学时的“自主创新专业实验”教学环节,以扩展和补充专业实验教学的内涵,提高专业实验教学水平和质量,培养具有工程创新能力和动手能力的高素质应用型人才。这一实验教学环节主要面向三、四年级学生,以解决来自于工厂企业生产一线的简单的实际问题,或者以参加相关专业的大赛为出发点,学生在指导教师的引导下,根据自身的实际情况和个人要求,设计或者完成实验。这个教学环节的设计在于实现“既重视结果,又重视过程”的创新实验教学理念,使每名高年级学生都能在一种开放的环境和氛围中进行学习和创新训练,得到不同程度工程师的训练。
七、结束语
在新疆经济大发展的推动下,新疆工程学院热能与动力工程教研室通过积极调研和深入思考,在发挥传统专业优势的前提下,明确突出地域特色、民族特色的人才培养模式,加强培养和训练学生的工程创新思维和工程创造能力,目的是提高学生的社会竞争力,才会选择对能源与动力工程专业培养方案进行了不断的改革,并在实施过程中加以修订和调整,最终取得了较好的效果。
此外,如因大面积的专业选修课带来的教学资源(如教师、教室、实验室、图书等)不足、教学组织和安排困难等问题也还有待继续研究、实践和总结。但无论如何,作为一个传统专业,在专业人才培养方案的创新改革与实践方面的努力应该不是多余的。
参考文献:
[1]秦春艳,才博.新疆新能源产业发展现状及对策研究[J].安徽农学通报[J].2009,15(22):3-5.
[2]中华人民共和国教育部高教司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].北京:高等教育出版社,2012.
[3]新疆工业高等专科学校.2001级专科专业培养方案[Z].新疆工业高等专科学校教务处,2001.
[4]新疆工程学院.2013级本科专业培养方案[Z].新疆工程学院教务处,2013.
[5]王秋旺,陶文铨,何雅玲.从国外传热学教材谈起[J].中国大学教学,2000,(6):38-39.
[6]何雅玲,陶文铨.从两本特色明显的国外热工教材看我国工科机械类专业与教材改革的趋向[J].中国电力教育,2002,(4):89-97.
[7]时铭显.面向21世纪的美国工程教育改革[J].中国大学教学,2002,(10):38-40.
[8]陈介华,陈明清.中日高等教育之比较[J].无锡轻工大学学报,2001,2(3):304-307.
《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法(征求意见稿)》
:工信部
为加强新能源汽车动力蓄电池回收利用管理,规范行业发展,该办法从设计、生产及回收责任、综合利用、监管管理等方面作出了明确的规定。该办法提出,工业和信息化部会同国家标准化主管部门制定动力蓄电池回收利用相关拆卸、拆解、包装运输、余能检测、梯级利用、材料回收利用等技术标准,建立动力蓄电池回收利用管理标准体系。
12月20日
《国务院关于政府核准的投资项目的通知》
:国务院
为积极引导新能源汽车健康有序发展,新建新能源汽车生产企业须具有动力系统等关键技术和整车研发能力,符合《新建纯电动乘用车企业管理规定》等相关要求。此外,通知提出,严格控制新增传统燃油汽车产能,原则上不再核准新建传统燃油汽车生产企业。此外,通知在机械制造投资项目里指出,汽车按照国务院批准的《汽车产业发展政策》执行。其中,新建中外合资轿车生产企业项目,由国务院核准;新建纯电动乘用车生产企业(含现有汽车企业跨类生产纯电动乘用车)项目,由国务院投资主管部门核准;其余项目由省级政府核准。
2016年12月20日
《“十三五”节能减排工作方案》
:国务院
将加快发展壮大新能源汽车等战略性新兴产业,推动新领域、新技术、新产品、新业态、新模式蓬勃发展。到2020年,战略性新兴产业增加值和服务业增加值占国内生产总值比重分别提高到15%和56%,节能环保、新能源装备、新能源汽车等绿色低碳产业总产值突破10万亿元,成为支柱产业。促进交通用能清洁化,大力推广节能环保汽车、新能源汽车、天然气(CNG/LNG)清洁能源汽车、液化天然气动力船舶等,并支持相关配套设施建设。公共机构率先淘汰老旧车,率先采购使用节能和新能源汽车,中央国家机关、新能源汽车推广应用城市的政府部门及公共机构购买新能源汽车占当年配备更新车辆总量的比例提高到50%以上,新建和既有停车场要配备电动汽车充电设施或预留充电设施安装条件。
2016年12月26日
《关于印发新能源汽车灭火救援规程和锂电池生产仓储使用场所火灾扑救安全要点的通知》
:公安部消防局
通知称为认真贯彻落实国务院及公安部领导指示,要求着力加强新能源汽车灭火救援准备工作,研究破解锂电池生产、仓储和使用场所火灾扑救难题,公安部消防局组织23个新能源汽车和锂电池生产企业集中的省区、市)公安消防部队开展了专项调研并组织制定了《新能源汽车火灾扑救规程》、《新能源汽车交通事故处置规程》和《锂电池生产仓储使用场所火灾扑救安全要点》。
2016年12月29日
《新能源汽车推广应用推荐车型目录》(第5批)
:工信部
共95户企业的493个车型进入目录。其中纯电动产品共92户企业409个型号、插电式混合动力产品共18户企业81个型号、燃料电池产品共2户企业3个型号。
此外,依据《工业和信息化部行政处罚决定书》(工信装罚〔2016〕002号)、《工业和信息化部行政处罚决定书》(工信装罚〔2016〕003号) 、《工业和信息化部行政处罚决定书》(工信装罚〔2016〕004号),《工业和信息化部行政处罚决定书》(工信装罚〔2016〕005号),《新能源汽车推广应用推荐车型目录》撤销了11款车型。
2016年12月30日
《关于统筹加快推进停车场与充电基础设施一体化建设的通知》
:发改委、住建部、交通部、能源局
以停充电一体化为重点,加强规划建设、运营管理、标准规范等领域的有效衔接,充分调动社会资本与投资建设的积极性,营造良好的发展环境,着力破解“充电难”与“停车难”问题,促进城市交通协调发展和电动汽车产业健康发展。
2017年1月17日
《能源发展“十三五”规划》
:发改委、能源局
《规划》提出的充电基础设施建设工程涉及建设“四纵四横”城际电动汽车快速充电网络,新增超过800座城际快速充电站。新增集中式充换电站超过1.2万座,分散式充电桩超过480万个,满足全国500万辆电动汽车充换电需求。
2017年1月16日
《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》
:工信部政法司
规定明确了新能源汽车的定义和范围;完善了生产企业准入条件及产品准入条件,监督检查措施;建立了运行安全状态监测制度;强化了法律责任。新能源汽车生产企业应当加强管理、规范使用新能源汽车产品出厂合格证,确保出厂合格证及其信息与实际产品唯一对应、保持一致,应当建立新能源汽车产品售后服务承诺制度,应当建立新能源汽车产品运行安全状态监测平台,按照与新能源汽车产品用户的协议,对已销售的全部新能源汽车产品的运行安全状态进行监测。企业监测平台应当与地方和国家的新能源汽车推广应用监测平台对接。工业和信息化部建立新能源汽车生产企业信用数据库,将企业违反生产一致性要求、申请材料弄虚作假、行政处罚等情况列入信用数据库。
2017年1月1日
2017版《商品名称及编码协调制度》
:海关总署
新能源汽车、用于治疗心血管疾病的辅酶Q10、用于治疗糖尿病的三氯蔗糖等药品、商品首次单独列目归类,有了自己的国际贸易身份证。
2017年1月3日
《关于新能源汽车推广应用审批责任有关事项的通知》
:财政部、科技部、工信部、发改委
为进一步规范和加强新能源汽车推广应用财政补助资金管理,明确资金申报、分配、使用各环节责任,确保资金安全,对《2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》(财建〔2015〕134号)作了补充规定。
2017年1月3日
《国务院办公厅关于印发生产者责任延伸制度推行方案的通知》
【关键词】新能源;清洁能源;排放控制;环保技术;可持续发展
1、新能源及新能源汽车的概念
新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》已于2009年7月1日正式实施,《规则》强调说明:新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等各类别产品。
2、新能源汽车的分类
混合动力汽车:混合动力是指那些采用传统燃料的,同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同,主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。
纯电动汽车:电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车,大部分车辆直接采用电机驱动,有一部分车辆把电动机装在发动机舱内,也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子,其难点在于电力储存技术。
燃料电池汽车:燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料,通过化学反应产生电流,依靠电机驱动的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用,而不是经过燃烧,直接变成电能或的。
氢动力汽车:氢动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具,排放出的是纯净水,其具有无污染,零排放,储量丰富等优势,因此,氢动力汽车是传统汽车最理想的替代方案。与传统动力汽车相比,氢动力汽车成本至少高出20%。
天然气和液化石油气汽车:燃气成分单一、纯度较高、能与空气均匀混合并燃烧完全,CO 和微粒的排放量较低,发动机在低温时的启动和运转性能较好。其缺点是其运输性能比液体燃料差、发动机的容积效率低、着火延迟较长及动力性有所降低。
甲醇汽车:用甲醇代替石油燃料的汽车
3、如何让新能源汽车发挥最大作用
3.1提高效率
汽柴油内燃机热效率小于30%,如果算上机械效率以及其他的能量传递损失,则总效率仅占燃料放出热能的15%左右。毫无疑问,如果能够提高热机的效率,则可在一定程度上缓解石油危机。
3.2大力发展新技术
新能源汽车技术不新能源汽车技术不新能源汽车技术不新能源汽车技术不够成熟够成熟够成熟够成熟 专家分析,使用新能源汽车好处很多,在节能,节约使用成本,简单方便上都有很大的好处,但专家分析,虽然电动汽车舒适、干净、噪声小,但蓄电池动力需要从技术上解决开发出有足够能量的电池:而氢能源汽车需要解决降低生产成本、储存及运输等难题。另一个是安全性问题,电动汽车有一个几百伏的车载电源,一旦发生碰撞,可能导致人触电而死亡。到现在为止还看不到世界各国有解决这些问题的技术和方案,哪怕是备选的方案都看不到。业内人士认为,对中国汽车工业来说,虽然新能源和节油是必然趋势,但是需要长期的过程,一是技术研发和适用的过程;二是成本的控制和生产应用过程。可见,解决当前新能源汽车的技术问题至关重要。
3.3促使新能源汽车产业化规模
2007年底,东风本田进口的混合动力车思域(Civic)正式在旗下6 4 家中国特约店上市;2008年1月22日,上海通用宣布君威混合动力车正式投放中国市场。一时间,中国这个汽车大国,似乎不约而同地把目光聚焦在了新能源汽车领域。但业内人士指出,令人遗憾的是,不管是混合动力的先驱日本丰田还是本田,皆还未在中国取得真正意义上的成功。据知情人士透露,厂商还是在试水混合动力的阶段,全年的目标只有几百辆左右。而更大的挫败者是丰田。早在2005年12月,世界首款批量生产的混合动力轿车― ― 丰田普锐斯就 正式在国内上市销售。然而,这一车型在中国汽车市场的销售状况一直令人尴尬。由混合动力开始的这一幕新能源车大戏,何时才能出现? 这成了所有人心中的问号。在日前举行的2009中国绿色能源汽车发展高峰论坛上获悉,2010年北京市新能源汽车产销规模将达到1 万辆,何时形成新能源汽车产业规模化还需不断努力。
4、新能源汽车发展的意义
新能源的开发早已引起了全球汽车厂的注意,20 世纪末以来,世界各大汽车公司以及国内各大科研机构和高等院校纷纷致力于开发清洁节能汽车,使新能源汽车获得了长足发展。我国发展新能源汽车对整个中国汽车业的发展意义重大,体现在如下2 个方面:
1)新能源汽车可使我国实现从汽车大国到汽车强国的转变。
虽然当前世界各主要发达国家和有关汽车公司均在加紧研发此种新型汽车技术并取得长足进展,但总体而言,我国仍基本上与之处在同一个起跑线上,差距不过只有3―5 年,并不像传统内燃机技术一样存在20 年的巨大差距。在商用化和产业化方面更是如此,某些方面我们还有一定优势。
2)新能源汽车可继续开辟我国的汽车市场。
我国的汽车产业刚刚发展起来,汽车普及率低,因而在汽车动力系统发展战略选择上有更大的自由度,在新能源汽车研发和产业化方面具有比较优势,推广应用新能源汽车的阻力也会小得多。
结束语
在全球汽车交通能源面临重大挑战的21世纪,我国汽车工业唯有坚持节能降耗和开发新能源并举的双重战略举措:一方面发展节能汽车,以解决现阶段产 业发展、能源安全和节能环保问题;另一方面大力发展新能源汽车,实现车用能源多元化,才能促进汽车工业的可持续发展,保障我国汽车工业逐步走向世界 前沿。
参考文献:
[1]卡洛斯・戈恩.新能源汽车时代已经到来.商务周刊,2010,(1).
根据国务院批准的“三定”方案,国家能源局为国家发展改革委管理的国家局,其主要职责包括划入原国家能源领导小组办公室职责、国家发展和改革委员会的能源行业管理有关职责,以及原国防科学技术工业委员会的核电管理职责等。具体包括:拟订能源发展战略、规划和政策,提出相关体制改革建议;实施对石油、天然气、煤炭、电力等能源的管理;管理国家石油储备;提出发展新能源和能源行业节能的政策措施;开展能源国际合作。
成立国家能源局是国务院机构调整方案中的一项重要内容,旨在加强对能源行业的集中统一管理,应对日益严峻的国际国内能源问题,保障国民经济持续稳定健康发展。
职责明确要求国家能源局加强对能源问题的前瞻性、综合性、战略性研究,拟订能源发展规划、重大政策和标准并组织落实,提高国家能源安全的保障能力。国家能源局还承担国家能源委员会的具体工作。该委员会主要负责研究拟订国家能源发展战略、审议能源安全和能源发展重大问题,是我国能源战略决策和统筹协调的高层次议事协调机构。
国家能源局“三定”方案中还明确了与国家发展改革委、工业信息化部的职责分工,炼油、煤制燃料和燃料乙醇的行业管理由国家能源局负责。关于能源价格的管理,“三定”方案明确:国家能源局提出调整能源产品价格的建议,报国家发展改革委审批或审核后报国务院审批;国家发展改革委调整涉及能源产品的价格,应征求国家能源局意见。“三定”方案明确,国家能源局负责煤炭、石油、天然气、电力(含核电)、新能源和可再生能源等能源的行业管理,组织制定能源行业标准,监测能源发展情况,衔接能源生产建设和供需平衡,指导协调农村能源发展工作。
【关键词】建筑暖通空调;节能设计;原则;问题;措施;优化设计
一、建筑暖通空调节能设计的原则
1、动态性原则。暖通空调节能的设计中,需要综合考虑多项因素的影响,所以在优化设计中提出动态性原则,不断改进节能的设计,促使暖通空调达到节能的标准。暖通空调的动态设计决定了节能的效果,促进暖通空调节能设计的发展。
2、技术性原则.技术性原则是暖通空调节能设计的根本,通过技术改进暖通空调的设计,促使其具有最大化的节能效益。暖通空调设计中的技术性原则,可以在根本上找出设计中消耗比较大的点,进而依照节能的要求,优化改进设计方式,发挥技术性原则的指导性。
3、控制室内空气品质。通风量大是暖通节能空调的设计趋势,解决空气质量是最重要的问题。因此,对室内气流进行合理的排风、进气,对室内空气质量进行提高,不仅保障了室内空气质量,而且达到了节能目的。
二、建筑暖通空调节能设计中存在的问题
1、规划设计不够严格。暖通系统的设计缺少严格的规划也是节能设计的一大问题。设计方案不符合相关法律规范及节能环保要求,随意性大。在空调系统的选择上不够严谨用心,在无竞争压力的环境之下,设计人员的设计方案缺少提升的空间。在设计方案的选择上缺少科学的比较,使设计方案本应达到的节能效果大打折扣。
2、节能意识不强。部分设计师缺乏与时俱进的思想,节能意识不强。作为暖通空调的设计者,其设计思路和设计结果将直接影响系统的节能效果,但设计人员在开展设计工作时始终保持传统的设计理念,以设计的准确性和可行性为标准,对节能环保的要求持漠视态度,缺乏追求环保节能的责任感,使得建筑暖通空调设计的节能效果难以保证。
3、可再生能源的利用率低。可再生能源的空调系统可以大大降低能耗,但实际的设计方案却常常忽略了这一方面,对可再生能源的利用率较低。一方面相关研发部门对可再生能源的发掘力度不足,使暖通空调设计的选择范围受限;另一方面技术的提升速度缓慢,使可再生能源的运用缺少技术支持,能源难以被有效地循环利用,造成能源浪费,影响暖通设计节能功效的实现。
三、加强建筑暖通空调节能设计的措施
1、提高设计人员的节能意识。暖通空调是否可以到达节能标准与设计人员的设计方案有很大关系,只有设计人员树立起了节能意识才能将其体现在设计方案当中,使每个环节的设计都体现出对环保节能的追求。建筑行业也应该加强管理,建立起针对设计人员的制约体制,使他们的节能意识不断增强。作为设计人员也要不断提升自身素质,以节能环保为己任,在保证设计准确无误的基础上,将节能要求、环保理念融入到设计当中。
2、科学规划设计方案。设计方案优劣将对暖通空调的节能状况产生直接影响。(1)保证暖通设计方案不能违背相关法律规范,同时,还要与环保标准相契合。(2)设计方案要保障水电气的正常供给,能够及时应对突况,在此基础上选择拥有高能效比的暖通空调设备。(3)要使暖通空调设计领域形成竞争氛围,督促设计人员投入足够的精力,促使更优质的节能设计方案出炉。(4)在选用设计方案时要进行科学公平的比较,找出具有最佳节能效果的设计方案,同时,还要将投资成本、后续维护成本纳入考虑之中,最终敲定暖通空调的设计方案。
3、提高设计人员的综合素质。要实现暖通空调的节能设计,必须要对设计人员的综合素质有所要求。作为设计者首先要具备暖通空调设计的专业知识和技能,在节能意识的指导下,开展暖通系统的设计工作。另外,设计人员还应该具备实践能力,从实践中获得提升节能效果的经验。只有同时拥有设计理论知识与工作实践能力,才能不断进行节能参数的合理优化,使实际节能效果与设计方案的预期效果相符合,避免资源浪费。设计人员要随时与施工人员进行沟通,及时发现设计中的不足或漏洞,做出相应的调整。暖通空调的设计者要定期参加相关专业的培训,保证知识常新,保证暖通系统的节能效果最佳。
四、建筑暖通空调节能的优化设计
1、改进暖通空调的运行方式。随着节能的发展,暖通空调优化设计中引入了变频技术,其可根据室内的需要,自主调节暖通空调的运行方式。例如在办公楼、商务类建筑内,暖通空调对变频技术的应用较为广泛,因为变频运行状态的暖通空调,实际消耗的功率远低于传统运行方式,可以节约30%~50%的能耗,所以变频技术普遍应用在公共区域比较大的建筑工程内,目前逐渐推行到民用建筑工程内,目的是通过变频式的运行方式,控制暖通空调的能源消耗,达到节能的目的。
2、积极推进新能源的应用。新能源是暖通空调节能的发展趋势,近几年,越来越多的新能源投入到工程项目中,如太阳能、地热等,而且此类新能源具有可再生的特点。暖通空调节能设计中应该积极落实新能源的应用,采取新能源优化暖通空调的设计。建筑工程暖通空调设计中,比较常见的新能源是太阳能,例如:利用太阳能构建热泵系统,用于降低暖通空调对传统电能供热的依赖性,同时体现太阳能资源清洁、无污染的优点,改善暖通空调的运行环境,既可以优化暖通空调的消耗,又可以减少运行中的污染,遵循节能的思想。
3、合理的选择暖通空调系统的设计参数。室内温度取值的高低与建造暖通空调系统的能耗密切相关,经调查研究表明夏季制冷条件下,室内温度每升高1℃,能耗将会降低10%左右; 冬季制热的情况下,温度每降低1℃,能耗可减少8%左右。因此,科学合理地进行室内温度计算取值能够有效地降低暖通空调系统的能耗。我国《公共建筑节能设计标准》对一般民用建筑室内供暖和制冷设计计算温度的取值标准进行了科学合理严格的规定,公共建筑夏季空调制冷不应低于25℃,居民建筑和办公室室内冬季采暖温度不得高于20℃。
4、控制暖通空调的新风环节。暖通空调的新风供应是能源消耗比较大的环节,如果暖通空调的新风量较大,直接加重了空调运行的负担,促使大量的电能负荷投入运行,但是不能全部转化成新风供应,由此增加了暖通空调的运行电量。暖通空调节能优化设计中,应该控制暖通空调的新风环节,主动调整新风与送风的比重,合理安排暖通空调的新风量,避免新风量供应中消耗过度的能源。
5、推进热能回收再利用理念。暖通空调节能优化设计中可以发现,暖通空调的热能可以实现再利用,提高热能资源的利用效率。暖通空调运行中散发出诸多热量,针对此部分热能资源实行再回收设计,重新利用暖通空调的消耗热能,避免暖通空调的热能过度损失.
五、结束语
建筑暖通空调系统的节能在整个建筑节能中占重要地位,因此进行暖通空调的节能设计对于降低建筑物的能耗有着重要的作用。并且其关系到国家能源安全、资源消耗和环境污染,因此必须加强建筑暖通空调的节能设计。
参考文献:
[1]陈波.暖通空调系统节能的问题及措施[J].中国高新技术企业,2012
成于思――思路决定出路
当前,面对不可持续的、有限的化石能源,康达如何在现有的政策环境下实现转型?如何在可再生清洁能源领域找到自己的发展机会并为国家的可持续发展和环境资源改善贡献微薄力量?带着这样的问题,我们采访了康达新能源设备股份有限公司副董事长颜晓英女士。
颜晓英讲,康达始终在创新中求“变”,始终在深刻思考如何实现转型升级。由于在发电机组生产、安装、维修、运营等方面实力雄厚,且存在长期信赖的客户群体,康达选择了做“熟”求“变”的转型路线。“熟”是指自己的主业优势,“变”则指转型,即以电力为依托,合作生产并自主研发生产燃气发电机组,运用后向一体化思维,开发前端生物质沼气、煤层气和石油伴生气资源。同时另辟蹊径,在国内太阳能光伏产业如火如荼的时候,毅然投身既不依赖矿产资源且绿色环保的太阳能光热发电事业。
在确立了转型可再生清洁能源的思路后,康达决策层深入发达国家实地考察,了解技术、市场和发展趋势,网罗各类专业人才,为转型做准备、打基础。近年来,先后引进了10余位具有丰富管理经验的职业经理人员、2名专于新材料研究的博士、40余位硕士和本科生。其管理团队平均年龄42岁,专业背景涵盖工科、理科和商科,具有15年以上的企业创业和管理经验,具备良好的创新力、领导力、学习力和执行力。
敏于行――行动孕育成果
康达信奉“只有行动才会成功”。战略制定后,接下来就是目标分解,系列的战术方案的编制、评估和实施。
通过实施科技创新战略,康达加大了核心技术的研发,力争人无我有,人有我精。以国家博士后科研工作站、省级企业技术中心等研发设计机构为平台,先后与德国、意大利、美国、荷兰等国家的国际顶尖机构及企业,以及与近20家国内知名科研院所共建产学研战略合作关系,每年投入巨额研发资金,攻艰克难,取得了丰硕的成果。目前,公司斥资1.2亿元建成了国内为数不多的新能源技术研究院,拥有专利111项,其中发明专利16项;承接了863、火炬计划等国家级科研项目6项,省级科研项目8项。企业核心竞争力不断提升,先后获得“国家高新技术企业、国家博士后科研工作站、国家级国际科技合作基地、国家火炬计划重点高新技术企业、广东省省级企业技术中心、东莞市首批15家上市后备企业之一”等荣誉。
由于与世界知名品牌的燃气发电机组生产企业紧密的合作关系,且研制具有自主知识产权的燃气发电机组,康达形成了设备生产制造和维修服务的独特优势,加上在城市生活垃圾、餐厨垃圾、农作物秸秆、禽畜粪便等生物质能厌氧产沼气及其配套技术以及煤层气和石油伴生气开发利用技术,市场已遍及俄罗斯、英国、澳大利亚、东南亚、非洲和中南美洲等国家和地区,同时在国内完成了100余项生物质沼气发电、新农村建设、分布式能源和煤层气利用等工程项目,新能源业务每年高速递增并已成功实现由传统产业向新兴产业的转型,2012年新能源营业收入占企业营业总收入的65%以上。
太阳能热发电正成为全球解决替代能源供应的开发热点,而槽式太阳能热发电因为其适合于大规模建设电站和20多年的商业运行经验,证明是太阳能发电的最佳模式,目前在国内尚处于空白。高温集热管是该系统的核心装备,目前,能够提供商品的只有为数不多的几家国外企业。康达积极与国际合作,并千方百计实现技术国产化。开发的高温集热管的吸收率、发射率、透射率等几个核心指标都已达到国际先进水平,且成本可以降到5000元左右,而国外一只高温集热管的价格在2万元左右。通过多年的研发和实验,多项核心课题被成功攻克,已经建设了太阳能选择性吸收涂层实验室、研制出国内首创的中试镀膜设备和高温发射测定设备共三台、开始研发4米大型镀膜设备和集热管生产线、申报获批发明和实用新型专利35项。国内首个HW级槽式太阳能热发电示范工程和高温集热管试制生产线建成投运。一个美丽的童话故事正在逐步走进现实世界。
达于谋――谋划未来蓝图
康达从以前的燃油发电机组维修、0EH,到电站建设、环保节能工程,再到生物质厌氧沼气开发利用、燃气发电机组自主研发和生产,以及可再生清洁能源领域的前瞻性研究开发,已经实现华丽变身、破茧化蝶,成功由传统业务型企业转变为以自主知识产权和专有技术为支撑的新能源骨干民营企业。经历了产业横向延伸和纵向跨越,在新能源与高效节能技术及产品的研究、开发和应用上开创出了新兴的特色产业。在谈到未来的发展,颜晓英表示,康达将继续秉持“科技支撑、引领行业、争做新能源产业的领跑者”的中长期发展目标,积极开拓创新,进一步夯实基础,全面提升生产管理水平和市场竞争力,为打造成为受全球尊敬的新能源及节能世界知名品牌企业而不懈努力。
在访谈的过程中我们也看到,国家的新能源发展规划及政策,就像给康达注入了一个强心剂。朝着在新能源领域领先国际水平的目标,康达将建设完善太阳能热发电关键装备生产线和燃气发电机组生产线,并带动一批产业集群上下游企业。同时,将不遗余力贯穿“循环经济”理念,提供治理城市生活垃圾和餐厨垃圾的综合解决方案,为高效、环保处理“垃圾围城”和“地沟油”等社会问题和民生难题贡献自己的力量。
(本文责编:魏天巍)