海洋能論文匯總十篇

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篇（1）

2海水養殖常用水體調溫模式

2．1電加熱與一般燃料加熱相比，電加熱可獲得較高溫度，易于實現溫度的自動控制和遠距離控制，產生的廢氣、殘余物和煙塵少，可保持被加熱物體的潔凈，不污染環境，因此，廣泛用于科研和試驗等領域;但是，電加熱的運行成本相對較高，能源熱值為3．6MJ/℃，熱轉化效率在95%左右，因此在大型海水養殖生產系統中一般僅作為輔助加熱手段。

2．2鍋爐加熱作為供熱之源，工業鍋爐日益廣泛地應用于現代生產和人們生活的各個領域。按燃料和能源不同，工業鍋爐可分為燃煤鍋爐、燃氣鍋爐、燃油鍋爐、原子能鍋爐、垃圾鍋爐和余熱鍋爐等［13］。其中，燃煤鍋爐投資和運行成本都相對較低，在海水養殖系統中的使用還是比較普遍的。但是，其缺點也很明顯。首先，以煤炭、石油、天然氣等為主的這些石化能源，資源是有限的，不可再生，終究要枯竭。我國人口眾多，人均資源占有量低于世界平均水平，與經濟發展和人們生活消費的需求相比，能源供應的缺口很大。其次，石化能源的不完全燃燒會造成大量污染物排放，對環境造成嚴重的污染。

2．3熱泵加熱熱泵技術是近年來在全世界倍受關注的新能源技術，利用少許的電力做功，就能夠從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，提供可被人們所用的高品位熱能。以空氣作為熱源的熱泵稱為空氣源熱泵或氣源熱泵(airsourceheatpump，ASHP)。通常制作成能夠供冷、供熱的兩用循環系統。ASHP需要依據給定的氣候條件來設計，使其容量及效率在較寬的環境溫度范圍內達到保證。水源熱泵(watersourceheatpump，WSHP)。通常以海水、河水、湖水及井水作為低溫熱源。由于水的溫度變化較小，水源熱泵的性能通常要比ASHP的性能好而且穩定。井水特別是深井水，是熱泵系統比較理想的低溫熱源，在工程中采用較多。土壤熱源熱泵(soilheatpump，SHP)以大地作為其低溫熱源。通常是將制冷盤管埋入地下，盤管與土壤進行熱量交換，熱泵系統自成封閉式系統。其缺點就是造價昂貴，施工條件苛刻。

2．4太陽能加熱太陽能熱水系統是通過集熱器吸收太陽輻射來制取人們在生活、生產中所需要熱水的節能設備，由集熱器、保溫水箱、連接管道及控制系統組成。作為一種潔凈的能源，太陽能既是一次能源，又是可再生能源，有著礦物能源不可比擬的優越性。經測算，太陽每秒能夠釋放出391×1023kW的能量，而輻射到地球表面的能量雖然只有它1/(22億)，但也相當于全世界目前發電總量的8萬倍。因此，太陽能資源十分豐富，是可再生能源中最引人注目、開發研究最多、應用最廣的清潔能源。目前，在海水養殖中使用太陽能加熱的案例不多，主要是由于投資和管理成本相對偏高。

3模式比較與經濟性分析

以一棟占地面積1500m2的典型海水大菱鲆工廠化循環水養殖車間為例，總水面約800m2，總水體量大約在500m3左右。日補充水量以15%計，約75m3/d。根據池水表面蒸發熱損失、管路及設備熱傳導以及補充水加熱等計算，冬季維持池系統水體溫度16℃所需熱量約285MJ/h，折算成耗能約為80kW•h/h。表1給出了幾種不同加熱方式給該系統調溫的運行費用理論計算值，從中可以看到，使用燃煤、天然氣鍋爐雖然燃料熱值相對較高，但是，受到燃燒效率、鍋爐效率等的影響，其實際產生的熱能相對偏低，運行費反而較高。采用電熱鍋爐，其效率雖然較高，但是燃料熱值有限，實際運行費用最高。熱泵和太陽能2種加熱方式都是以電力作為輔助動力驅動機組做功轉換熱能，從運行成本角度來說，是比較經濟的2種調溫手段。從投資成本角度考慮，鍋爐的投資成本還是相對便宜，一臺0．2t(供熱量約5040MJ)的燃煤鍋爐僅在2萬元左右，燃氣鍋爐和電鍋爐的價格類似。采用太陽能加熱方式所需要的投資成本相對來說是最高的。以目前現有的技術水平，1m2太陽能板所能提供的功率大約為100～150W。要提供80kW的功率，需要太陽能板將近600m2。光這部分的投資就要100萬元。熱泵方面，差別較大，空氣源和水源熱泵的價格相對較低;地源熱泵需要埋設采暖設備，因此價格較高，一臺制熱量80kW的地源熱泵造價成本在20萬元左右。

4建議

為了給魚類提供一個健康、良好的快速生長環境，調溫是一個必不可少的重要環節。在調溫模式方面，加強對地熱以及太陽能等可再生資源的合理開發和利用，對于產業的健康和可持續發展是具有積極的意義的。因此，提出以下發展建議。

4．1合理規劃養殖區域國內的養殖企業以中小型散戶為主，分布較為零散。環渤海地區由于良好的資源條件，為海水鲆鰈魚類的養殖提供了優越的基礎條件，吸引了不少企業，但是，其分布還是不夠集中。合理規劃養殖區域，將中小型企業集中在一起，既便于集中供暖調溫，也方便管理。

篇（2）

Abstract：This paper presents the elements and the characteristic of the Ocean Energy Generation Technology，and recommend the actuality of the Ocean Energy Generation Equipment.

Key word：Ocean Energy;Ocean Energy Generation Technology;reproducible Energy

1.引言

2008年全球一次能源消費量為143851TWh，其中81.2%來自化石燃料。隨著礦物燃料的日趨枯竭，世界主要海洋國家紛紛將目標轉向蘊藏豐富能源的海洋，不斷加大科技和資金投入，以期在海洋可再生能源開發利用的“爭奪戰”中搶得先機。海洋能主要指波浪能、潮流能（海流能）、潮汐能、溫差能和鹽差能等可再生能源。海洋能總量是巨大的，據估計與全球一次能源消費能源的50%相當，其中，全球海浪發電的理論儲量為29500TWh/年左右，全球潮汐（含潮流）發電的理論儲量為7800TWh/年左右，全球海洋熱發電轉換的理論儲量為44000TWh/年左右，全球鹽差能的理論儲量估計為1650TWh/年左右。雖然海洋能源分布不均勻，但在每一個海岸，往往不止一種形式可以供應當地的電力需求。我國重視海洋可再生能源的開發利用，將包括海洋能在內的新能源產業視為引領我國未來經濟社會可持續發展的七大新興戰略性產業之一。近年來，我國先后設立了“908專項（我國近海海洋可再生能源調查與研究項目）”和“海洋可再生能源專項資金”支持計劃等，支持海洋能的海島獨立發電系統與并網示范工程、關鍵技術產業化、新技術研究試驗以及公共支撐服務體系建設等，并擬在海洋能資源豐富地區建設海洋能示范電站，開展萬千瓦級潮汐電站建設工作。

2.國外海洋能發電技術現狀

2.1 波浪能發電技術

現階段，波浪能發電技術的基本原理是：利用物體在波浪作用下的升沉和搖擺運動將波浪能轉換為機械能，或利用波浪的爬升將波浪能轉換成水的勢能。波浪能轉換系統一般包括三級能量轉換機構：一級能量轉換機構將波浪能轉換成某個載體的機械能;二級能量轉換機構將一級能量轉換所得到的能量轉換成旋轉機械的機械能;三級能量轉換通過發電機將旋轉機械的機械能轉換成電能。根據一級能源轉換系統的原理，波能發電技術可分為振蕩水柱技術、筏式技術、收縮波道技術、點吸收（振蕩浮子）技術和鴨式技術等。振蕩水柱技術是利用空氣作為轉換介質的，其優點是轉動機構不與海水接觸，防腐性能好，安全可靠，維護方便;其缺點是二級能量轉換效率較低。目前，國外建成的振蕩水柱發電裝置有英國的LIMPET電站（500kW固定式）、葡萄牙的400kW固定式電站和澳大利亞的500kW漂浮式裝置。應用筏式技術的發電裝置主要由鉸接的筏體和液壓系統組成，其優點是設備抗浪性能較好，缺點是設備成本高。目前，國外建成的筏式發電裝置有英國Cork大學和女王大學研究的McCabe波浪泵波力裝置和蘇格蘭Ocean Power Delivery公司的Pelamis（海蛇）波能裝置。

應用收縮波道技術的發電裝置主要由收縮波道、高位水庫、水輪機和發電機組成，其優點是一級轉換沒有活動部件，可靠性好，維護費用低，在大浪時系統出力穩定;不足之處是小浪下的系統轉換效率低。目前，國外建成的收縮波道發電裝置有挪威350kW的固定式收縮波道裝置以及丹麥的WaveDragon。

應用點吸收技術的發電裝置主要由相對運動的浮體、錨鏈、液壓或發電裝置組成，其主要特點是點吸收式發電裝置的尺度與波浪尺度相比很小。目前建成的點吸收式發電裝置有英國的AquaBuOY裝置、阿基米德波浪擺、PowerBuoy以及波浪騎士裝置。

應用鴨式發電技術的發電裝置的橫截面成鴨蛋形，發電效率很高，在短波時的一級轉換效率接近于100%，但抗風浪能力有待提高。

2.2 潮流能（海流能）發電技術

潮汐是一種周期性海水自然漲落現象。在太陽和月球引力作用下，海水作周期性的運動，它包括海面周期性的垂直升降和海水周期性的水平流動。垂直升降部分為潮汐的位能，被稱為潮差能;水平流動部分為潮汐的動能，被稱為潮流能。潮流能的主要特點是：

①較強的規律性和可預測性;

②功率密度大，能量穩定;

③潮流能的利用形式通常是開放式的，不會對海洋環境造成大的影響。

一般說來，最大流速在2m/s以上的水道，其潮流能均有實際開發的價值。

新型潮流能發電裝置作為一種開放式的海洋能量捕獲裝置，無需巨額的前期投資;利用該裝置發電時，由于葉輪轉速慢，不產生大的噪聲，不影響人們的視覺環境，各種海洋生物仍可以在葉輪附近流動，因此可保持良好的地域生態環境。潮流能發電裝置根據其透平機械的軸線與水流方向的空間關系可分成水平軸式和垂直軸式2種結構。垂直軸式發電裝置研究起步較早，目前國外主要的設備樣機有加拿大Blue Energy公司的Davis四葉片垂直軸渦輪機、意大利Ponte di Archimede International SpA公司和Naples大學航空工程系合作研發的Kobold渦輪垂直軸水輪機（130kW）、美國GCK Technology公司的螺旋形葉片的垂直軸水輪機和日本Nihon大學的垂直軸式Darrieus型水輪機。水平軸式發電裝置是近10多年才興起的，與垂直軸式結構相比，水平軸式潮流能發電裝置具有效率高、自啟動性能好的特點。目前國外主要的設備樣機有英國Marine Current Turbine公司的1.2MW雙葉輪結構的“Seagen”樣機、挪威Hammerfest Strom公司的300 kW并網型潮流能發電原型樣機。

2.3 潮汐能發電技術

潮汐能發電與水力發電的原理、組成基本相同，也是利用水的能量使水輪發電機發電。潮汐能發電技術研究始于歐洲，早期的潮汐能電站有德國（1912年）的布蘇姆潮汐電站和法國（1966年）的朗斯河口潮汐電站，其中朗斯電站的建成及其近40年的成功運行證實了潮汐電站技術的可行性，它使潮汐電站進入了實用階段。目前，在英、加、俄、印、韓等13個國家運行、在建及擬建的潮汐電站達139座，進行規劃設計的10余座潮汐電站均為100MW～1000MW級。據資料顯示，韓國正在建設世界上最大的潮汐電站――Shihwa湖大型潮汐電站。

2.4 溫差能發電技術

熱帶海洋表層與千米深處存在著基本恒定的20℃～25℃的溫差，這就提供了一個量大且穩定的能源。海洋溫差能是利用海洋表面的溫海水（26℃～28℃）加熱某工作介質并使之汽化，驅動汽輪機獲取動力;同時，利用從海底提取的冷海水（4℃～6℃）將做功后的乏氣冷凝，使之重新變為液體。按照工作介質及流程的不同可分為開式循環、閉式循環、混合式循環。開式循環的工作介質是表層溫海水，其優點在于產生電力的同時可進行海水淡化，缺點是設備尺寸大，機械能損耗高，單位功率的材料占用大，施工困難。閉式循環的工作介質是氨等低沸點物質，其優點是設備尺寸小、機械耗能低、系統轉換效率高，缺點是不能進行海水淡化。混合式循環同時包括開式循環和閉式循環，其特點是效率高、設備造價低，且可實現海水淡化。目前，溫差能發電技術和裝備尚處于示范試驗階段，國外主要有美國奎爾哈公司的開式循環OTEC溫差能電站、印度海洋技術國家研究所的陸基溫差能電站和日本佐賀大學的混合溫差能電站。

3.國內海洋能發電技術現狀

3.1 波浪能發電技術

我國波浪能發電技術研究已有30多年的歷史，先后研建了100千瓦振蕩水柱式和30千瓦擺式波浪能發電試驗電站，利用波浪能發電原理研制的海上導航燈標已商業化并出口。目前，國內處于試驗階段的設備主要有：國家海洋技術中心開發的浮力擺波浪能發電系統、廣州能源研究所開發的鴨式波浪能發電裝置（10kW）和點吸收式波浪能發電裝置（10kW）、華南理工大學開發的擺式振蕩浮子式波浪能發電系統和七一研究所開發的筏式波浪能發電系統。

3.2 潮流能（海流能）發電技術

“八五”和“九五”期間，我國研建了70千瓦和40千瓦的潮流實驗電站。在 “十一五”科技支撐計劃和海洋能專項資金支持下，我國啟動了一項百千瓦級垂直軸潮流能示范試驗電站、一項小型水平軸潮流能示范電站和多項潮流能示范工程建設。

目前，國內處于試驗階段的設備主要有：浙江大學的25kW水平軸潮流發電裝置、哈爾濱工程大學的萬向系列垂直軸潮流發電裝置（70kW和40kW）和東北師范大學的5kW模塊化潮流能發電裝置。

3.3 潮汐能發電技術

我國大陸海岸線長（達18000km），海灣、河口多（近200個），可開發潮汐能年總發電量大（約60TW?h），裝機總容量可達20GW。近五十年來，中國在有關潮汐電站的研究、開發方案及設計方面做了許多工作，但建成投運的潮汐電站數量很少，目前正常運行或具備恢復運行條件的電站有8座，總裝機容量不及可開發總量的1%，開發潛力巨大。

3.4 溫差能發電技術

2004～2005年，天津大學完成了對混合式海洋溫差能利用系統的理論研究課題，并就小型化試驗用200 W氨飽和蒸汽透平進行了研究開發。在“十一五”科技支撐計劃支持下，國家海洋局第一研究所和華電青島發電有限公司正開展15千瓦閉式溫差能電站研建工作。

4.結束語

海洋溫能作為一種清潔、可再生的能源，具有很好的發展前景。其開發、利用對我國經濟的可持續發展和人民生活水平的提高具有重要的現實意義。對海洋能發電技術及其裝備的研究，是一項可持續能源需求的高技術投資項目，關系國家能源結構優化和可持續發展戰略的實施，經濟前景廣闊，現實意義重大。

參考文獻

[1]游亞戈等.海洋能發電技術的發展現狀與前景[J].電力系統自動化，2010，34（14）.

[2]夏登文.海洋能開發利用國際現狀.國家海洋技術中心，2011.

[3]羅續頁.我國海洋可再生能源開發利用現狀.國家海洋技術中心，2011.

[4]鄧隱北等.海洋能的開發與利用[J].可再生能源，2014，3.

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關鍵詞：山東半島藍色經濟區；海洋經濟；制約因素；路徑

1.山東半島藍色經濟區的界定

藍色經濟區是指依托海洋資源，而且海洋產業在經濟區內屬于支柱性產業的地理區域，這是一種復合型的功能區，其中包含了自然生態、社會經濟、科技文化等多方面的因素。

山東半島藍色經濟區是海陸一體化開發和城鄉一體化發展的先行區，全國海洋科技產業發展的先導區，具有較強綜合競爭力的經濟功能區。山東半島藍色經濟區包括山東省15萬余平方公里海域，以及青島、煙臺、威海、日照、濰坊、濱州、東營7個省轄市、沿海岸線的37個縣市區，海岸線3121公里。

2.山東半島藍色經濟區海洋經濟發展的成效

（1）海洋經濟實力顯著提升。2012年，山東省海洋生產總值占全省GDP18.9%（9460億元）；水產品總產量以828.4萬噸蟬聯全國第一；涉及到海洋資源開發利用的海洋漁業、海洋鹽業、海洋工程建筑業、海洋電力業的增加值在全國范圍內都是第一位的。

（2）海洋生態環境保護強化。山東省現有88處各類海洋和漁業保護區已經建成，并且分別在日照、牟平和長島建成了可持續發展先進示范區，三個示范區在全國范圍內也是第一的。此外，由于山東省近年的努力，在海域的綜合治理、生態修復與生態保護等方面也取得了明顯的成效。

（3）海陸基礎設施不斷完善。山東省是我國北方唯一擁有青島港、日照港、煙臺港三個億噸大港的省份。山東半島藍色經濟區沿海港口有184個深水泊位，達到了7.3億噸的總吞吐量，在全國沿海港口吞吐量中的占比達到了15%。同時，山東省也在不斷加快建設沿海公路、鐵路、航空等交通網絡和管道網絡的建設，不斷完善水利、能源和通信等基礎設施的建設。

（4）海洋旅游產業合作加強。山東省建設了一批具有海洋文化特色的旅游景區，建設了青島、煙臺、威海三地濱海休閑旅游度假的精品線路，打造了海洋旅游產業合作開發的山東藍色旅游品牌。

（5）海洋科技引領作用明顯。山東省海洋科研實力在全國居于第一位，全省共擁有1萬多名海洋科技人員，占全國同類人員的50%以上；擁有10個國家級科技興海示范基地，20多艘各類海洋科學考察船，科技進步對海洋經濟的貢獻率在60%以上。

3.山東半島藍色經濟區發展的制約因素

（1）海洋生態環境惡化。海洋生態環境的惡化，成為嚴重阻礙山東半島藍色經濟區海洋產業可持續發展的不利因素，黃海、渤海，包括膠州灣在內的一系列污染問題嚴重，使得海洋生態環境顯得十分脆弱。其中污染情況較為嚴重的地方主要集中在港口、海灣、河口及靠近城市的區域，城市生產生活污水的隨意排放、近海養殖廢水的不合理處置、海洋石油開采或者泄露帶來的污染和自然災害造成的污染是破壞海洋生態環境的幾大主要污染來源。

（2）海洋資源利用低效。山東半島藍色經濟區發展的側重點主要集中在漁業和養殖業為標志的第一產業上，而涉及到海洋資源開采的采礦業、漁業資源深度開發的水產品加工業和海島旅游業方面開發利用程度比較低，對海洋資源的深度挖掘開發和綜合利用顯得不足，這也就造成了當前出現的過度開發與資源閑置并存矛盾、海洋能源利用不足（多限于潮汐能和風能的利用）等方面的問題。

（3）海洋產業結構失衡。山東半島藍色經濟區的產業結構從整體層面上來說是不合理的，其中漁業和養殖業為主的傳統第一產業占了超過百分之六十的比重，但是在第二、三產業方面發展不足，而且發展過程緩慢，新興產業占比較小，高新技術產業、新興產業（主要是第二產業）成長不足，使海洋產業發展后勁不足，導致海洋漁業資源的相對匱乏。

（4）海洋科技創新不足。由于海洋水產養殖是經濟區主要的產業，所以當前的產業科技創新也主要集中在海洋水產養殖方面。這也導致了經濟區內在海洋相關產業中所涉及的電子、生物技術、機械、工程、自動化、化學、激光等領域少有科技創新的出現，而且海洋科技成果轉化為生產力，促進經濟發展的程度較低，速度較慢，科研與市場脫節的狀況比較明顯。

4.山東半島藍色經濟區海洋經濟發展的路徑選擇

（1）加強海洋生態環保。制定與海洋環保法、海洋漁業法等相配套的法律法規，完善海域有償使用、海域污染排放、海域權屬管理等制度；實施海陸統籌、河海兼顧、一體化治理的聯動治理機制；建立禁漁期、禁漁區和保護區，實行休漁制度，壓縮近海捕撈力量，發展外海及遠洋捕撈漁業，保護近海漁業資源的再生能力。

（2）高效利用海洋資源。加快海洋生物醫藥、海洋功能食品、海洋化工、海洋新材料等領域的深度開發，并促進其成果轉化；挖掘山東省豐富的海洋景觀資源和人文資源，開發青島、煙臺、威海等地的生態旅游、休閑旅游、漁村、漁業等特色旅游；積極開發海洋風能、太陽能、海洋能、核電建設等新能源，加大海洋能源的開發力度，努力構筑安全穩定的能源供應體系。

（3）優化海洋產業結構。調整主導海洋產業，在新興海洋產業方面加大培植和扶持力度，做大做強海洋綠色工業，如海洋精細化工、海洋生物制藥等相關產業；打造港口物流產業群、臨海重化工業產業群和新興海洋產業群三大主要產業群；強力打造相關產業基地，如海洋生物產業基地、海洋裝備制造業基地和海洋水產品精深加工基地，提升經濟區的國際競爭力；打造全國重要的海洋工程建筑業基地、現代海洋化工產業基地和海洋油氣、礦產開發加工基地；在海洋運輸物流業和海洋文化旅游業方面加大發展和投資的力度，建立和完善現代海洋運輸體系，打造以青島為發展龍頭，強勢打造東北亞國際物流中心，建設國際知名的濱海旅游勝地。

（4）強化海洋科技創新。山東省擁有雄厚的海洋科技力量，優勢明顯，因此應該加大政策和資金扶持力度，使得這種優勢最大化，從而推動一批具有自主知識產權的海洋科技成果形成，推動海洋石油核心技術、制造大型海洋裝備方面的技術、海洋生物制藥等相關重大課題的產業化和商品化。此外，還應該加強涉海院校建設，完善相關海洋學科建設，建立起學科門類齊全的教育教學體系，以海洋相關學科為發展的著重點，將經濟區打造成全國一流的海洋教育基地；通過政策支持力度的加強，吸納高端的海洋人才進駐經濟區，同時加快專業性海洋人才市場的建設，為經濟區的發展培養更多的專業人才。（作者單位：中國海洋大學管理學院）

參考文獻：

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[4]馬俊.山東半島藍色經濟區海洋產業結構優化分析[J].經濟視角，2012（4）.

篇（4）

行為世范，教研相長

多年來，朱慶林教授除了承擔校內學生的教學工作，還積極為各種海洋管理機構講授相關知識。他承擔研究生教育中心組織的“國家海洋標準計量中心專業培訓”中的“海洋管理概論”授課任務；為中國海監九期上崗培訓講授課程《海洋環境管理》，并被中國海監總隊制作成錄像作為中國海監遠程教育網中國海監行政執法人員上崗資格培訓課程，他還參編中國海監行政執法培訓叢書《海洋管理概論》和《海洋權益維護理論與實踐》；在上海為工程碩士國家海洋局東海分局班主講《海洋環境管理》課程，為這些人員掌握專業的海洋管理知識做出了努力。

憑借著在海洋管理和海洋資源、環境評價等方面的專業知識和豐富的研究經驗，朱慶林教授先后參加或主持了多項國家科研項目，包括威海電廠二期工程海上水文觀測；國家“973”項目黃河口地質演變和泥沙運移海上實測工作；萊州電廠水文方面可行性研究和環境評價以及海域使用論證工作；蓬萊電廠海上水文觀測與數據處理工作；江蘇燕尾港電廠建設及港口擴建海上水文實測；浙江舟山國家“863”項目地波雷達比測試驗；福建羅源灣電廠及港口建設可行性研究；福建羅源火電廠環境影響評價；福建羅源火電廠數值模擬試驗及海洋環境評價補充（主持）；東營大唐電廠可行性研究；山東尋山電廠海洋環境評價；煙臺污水處理廠排污混合區海洋環境影響報告修編；江蘇濱海港電廠海域使用論證和海洋環境評價（主持）；舟山成品油碼頭及配套設施工程海域使用論證（主持）；石島灣核電廠廠址環境影響評價；福州港江陰港區15#～17#泊位工程項目環境影響評價、海洋環境影響評價、海域使用論證（主持）；福州港江陰港區8#、9#泊位工程海洋環境影響評價、海域使用論證（主持）；“遼海作業一號”平臺改造作為人工魚礁導航設施環境影響評價（主持）；成山頭海域建設波浪能、潮流能海上試驗與測試場的論證及工程預設計；長島海流能源資源調查分析項目；山東省長島縣猴磯島海洋能獨立電力系統示范項目；雙島灣區域規劃泥沙沖淤及水動力專題研究（主持）；國電濰坊風電項目海域使用論證及電纜路由論證（主持）；青島煉化液體化工品碼頭工程海域使用論證報告編制（主編）；廣西LNG項目海洋環境影響評價（主持）；青島煉化百萬噸級乙烯項目配套碼頭工程海域使用論證報告書編制（主編）；國家海洋軟科學項目“海洋功能評估數學模型研究”（OSS2006）（主持）；“海洋功能評價數學模型軟件”（主持研發，國家專利證書號2008SR15187）等工作。

目前，朱教授正在進行中海石油氣電集團有限責任公司營口LNG項目海域使用論證及海洋環境影響評價（主持），福建漳州古雷煉化一體化項目百萬噸級乙烯及下游深加工裝置配套碼頭工程海域使用論證和海洋環境影響評價（主持）等工作。

學術交流，相互促進

篇（5）

前言

我國將加快海島的開發建設和保護管理工作，在10年內將使海島地區的交通、水電等基礎設施得到明顯改善，垃圾及污水處理得到妥善處理，同時全面改善和提高海島生活、生產及投資環境。海島是潛力巨大的資源寶庫，也是支撐未來發展的戰略空間。我國海域遼闊，海洋資源豐富，開發潛力巨大。經過多年發展，我國海洋經濟取得顯著成就，對國民經濟和社會發展發揮了積極帶動作用。大力發展海洋經濟，進一步提高海洋經濟的質量和效益，對于提高國民經濟綜合競爭力，加快轉變經濟發展方式，全面建設小康社會具有重大戰略意義。

一、太陽能、風能、潮汐能一體化發電系統

將太陽能、風能、潮汐能三類能源的利用有機融合，太陽能、風能、潮汐能一體化綜合發電系統是一個高效率、低成本、節能、環保、極具商業價值的綜合發電系統。

利用三種能源的周期性，互補不足，綜合利用，有效融合，達到能源的穩定利用，對促進新能源的利用和發展，緩解我國能源資源短缺以及實現經濟和社會的可持續發展都具有重要的現實意義，也符合科學發展觀的基本要求，對于建設資源節約型，環境友好型社會的意義也十分深遠。

1、太陽能、風能、潮汐能三類能源的利用有機融合

在我國的海島，太陽能、風能、潮汐能三類能源豐富，單獨利用技術日趨成熟，但成本較高，三者能源綜合利用的設備還不多。為此，我們將太陽能、風能、潮汐能三類能源的利用有機融合，以帶動相關產業鏈的發展，促進新能源的利用和發展，緩解我國能源資源短缺以及實現經濟和社會的可持續發展為目的，采用跟蹤聚光裝置兩次反射多面鏡太陽能聚光發電和塞內加爾式風力機達到以下創新點：1.太陽能、風能、潮汐能三者一體化綜合利用，降低成本；2.跟蹤聚光裝置兩次反射多面鏡太陽能聚光發電，低成本、高效、快速、簡便利用太陽能；3.塞內加爾式風力機低風速啟動運轉、高效率持續發電、低噪音；4.解決了潮汐能利用中嚴格受到地理位置限制的問題；5.聚光架采用三角形桁架結構，在確保其剛性和穩定性的前提下，最大限度節省鋼材使用量；6.蝸輪蝸桿傳動機構提高傳動比和承載能力，易于維修及改造升級用于省力手動裝置推廣使用。技術指標有：1.風光互補矩陣發電峰值功率為25.116kW；2.聚光器的理論聚光比>6.5，實際聚光比>5.0；3.自動跟蹤太陽裝置的跟蹤誤差

太陽能、風能、潮汐能一體化綜合發電系統，光電轉換部分采用自動跟蹤聚光光伏發電，將數倍的太陽光聚集到太陽能電池板上，通過提高單位面積電池板的日照強度，使得產生同樣電能所需要的半導體材料大大減少，相當于用普通材料代替昂貴的半導體材料，因此能夠大幅度地降低光伏發電的成本，具有商業運行的經驗（1.2×10 kWh），潛在的運行溫度可達500°C（商業化運行的溫度已達到400°C），商業化的年凈效率為14 %，有最低的材料要求，可以模塊化或聯合運行，可以采用蓄熱降低成本。風能發電部分采用塞內加爾式風力機產生電能。潮汐能利用部分利用蓄水箱收集海水，把海水的重力勢能轉化為電能。三者綜合一體利用，節約單獨利用的成本，大大提高經濟效益、實現低成本和高性價比的新能源綜合利用。

縱觀世界范圍內，風-光互補新能源利用設備的研究已經非常普遍，太陽能、風能、潮汐能單獨利用技術日趨成熟，相關研究也非常普遍，但是太陽能、風能、潮汐能三者綜合利用的設備還不多，相關研究也還有很大的空間。

2、海島上風力發電將成為重要的能源形式

海島上有豐富的風能資源和廣闊平坦的區域，使得近海風力發電技術成為近來研究和應用的熱點。兆瓦級風力發電機組在近海風力發電廠的商業化運行是國內外風能利用的新趨勢。隨著風力發電的發展，陸地上的風機總數將趨于飽和，海上風力發電場將成為未來發展的重點。海上發電也是近年來國際風力發電產業發展的新領域，是“方向中的方向”。中國海上風能資源儲量遠大于陸地風能，儲量10m高度可利用的風能資源超過7億kW，而且距離電力負荷中心很近。海上風力發電項目的建設，加快了海島的建設與發展。

3、海島潮汐發電的發展前景

在探索發展能源新路上，潮汐能和其他新能源一樣，已受到很大重視。目前制約潮汐發電的因素主要是成本因素，到目前為止，由于常規電站廉價電價的競爭，建成投產的商用潮汐電站并不多。然而，由于潮汐能蘊藏量巨大及其發電的許多優點，人們還是非常重視對潮汐發電的實驗和研究。潮汐發電是一項潛力巨大的事業，經過多年來的實踐，在工作原理和總體構造上基本成型，可以進入大規模開發利用階段，隨著科技的不斷進步和能源資源的日趨緊缺，潮汐發電在不遠的將來將有飛速的發展，其前景是非常廣闊的。

要使潮汐能資源開發規模躍上一個臺階，主要應在以下方面做出努力：

（1）在經營和技術改革上，要做好規劃方案，提高電站建設的質量及經營管理水平等主觀因素。

（2）要多借鑒國外已有潮汐能發電技術的研究以及開發的對潮汐能利用的新技術。我們可以積極借鑒英國、瑞典等潮汐能發電技術相對成熟國家的新技術，例如新型的潮汐發電裝置、水下潮汐電站等，并且應自主研發出該方面的新技術，發展我國的潮汐能發電事業。

（3）政府也應加大給予潮汐能利用的開發優惠條件，制定相應的扶持政策加稅收減免和電價補貼等優惠政策來吸收投資者，并制定和完善相應的電力競爭，使投資者更注重技術和管理的改革，使得潮汐發電有充足的資金投人和積極的技術開發，從而實現更快更好地發展。

二、海島清潔能源的利用對海島的開發價值

風能和潮汐能都是可再生資源，取之不盡、用之不竭的無污染可再生新能源，具有誘人的發展前景，風力發電由于其具有效益和環保上的一系列優勢，將首先成為可以與常規能源發電相競爭的新能源發電方式。潮汐發電近年來也獲得了很快的發展，技術上不斷進步，加之蘊藏量巨大，開發優勢明顯，未來的發展空間也不可估量。21世紀注定是一個開發利用新能源的時代，而由于發展早，技術進步大，風能和潮汐能的利用注定將在我國的發展中發揮越來越大的作用，風力發電和潮汐發電必將對我國的傳統發電行業形成強勢的沖擊，一個大規模開發風能和潮汐能的時代即將來臨！

1、海上風電。優化開局，扶持與農漁業兼容發展的潮間帶風電建設，積極發展離岸風電項目，提高產業集中度，有序推進海上風電基地建設。加強海上風電輸電規劃，完善配套基礎設施，提高氣象保障能力，加強電網并網技術研究。

2、海洋潮汐能。加強海洋能資源勘查，科學選劃海洋能利用空間。改變傳統的“填海造島”、“填海造地”的開發方式，充分利用潮汐帶，建立蓄能發電系統，其上部可以結合旅游、地產或其他產業進行聯合開發建設。建設近岸萬千瓦級潮汐能電站、近岸兆瓦級潮流能電站、海島多能互補獨立電力系統等示范工程，積極推進產業化進程。

積極開發利用潮汐能、波浪能、海上風能等清潔能源，鼓勵資源節約型和環境友好型產業園區建設。在濱海濕地、三角洲和海島等典型生態區，鼓勵發展生態漁業、生態旅游和海洋清潔能源，充分發揮其藍色碳匯功能，實現經濟效益、社會效益和生態效益的有機統一。

加快發展海洋產業節能環保技術。增強涉海企業節能減排意識，建立以企業為主體的節能技術創新體系。推廣先進節能技術和產品，積極發展海洋環保裝備及環保材料，加快淘汰高耗能老舊漁船和裝備，著力解決海上溢油、重金屬、有機污染物、放射性物質等主要海洋污染物的防治問題。加快制定涉海行業節能減排標準。

三、對我國海島建設的發展及前景展望

我國海島資源豐富，區位特殊，是我國海洋經濟和社會發展的重要依托。但是海島一般遠離大陸，交通不便，而且淡水資源短缺。近年來，在對海島的開發利用中出現了一些問題，首先是海島開發普遍缺少規劃，隨意炸山采石、傾倒垃圾等已造成海島生態大規模退化和破壞，工程項目大規模圍填造成許多珍貴海島整體滅失。特別是一些特殊海島保護不力，危害到國家利益和權益，在我國已經公布的77個領海基點中，位于海島上的就有75個，有些海島還是重力點、天文點、水準點、全球衛星定位控制點，而目前這些島嶼普遍存在著安全隱患。據悉，國家海洋局目前已全面啟動海島規劃、立法、政策研究和特別保護區建設工作。預計在1-2年內，《國家海島保護與開發規劃》、《海島開發與保護管理辦法》等，建立和完善海島保護和開發法律制度體系，加強海島生態和環境管理。今后對海島的開發利用將堅持保護為主、適度開發的原則，保護海島資源和生態環境，維護國家海洋權益和國防安全。同時調整海島開發秩序，發展海島港口、旅游、漁業及海洋能源等資源優勢產業。

海島作為國防的前沿和海洋資源和環境的核心點，有著很高的權益、安全、資源和環境價值。由于歷史原因，有的經濟建設相對落后，是我國東部的"西部區域"。因此，從事海島管理工作必須要有明確的思路，我認為最主要的是把握好以下幾條：

一是要堅持開發與保護并重，堅持在開發中保護，在保護中開發的方針，堅定不移地走可持續發展的道路。二是要堅持以經濟建設為中心。發展是硬道理，海島工作必須圍繞經濟建設這個中心，使海島經濟成為國民經濟新的增長點。三是要堅持因島制宜，打好"特色牌"。每個海島都有自己的特點，一定要從自身的實際出發，揚長避短，在充分發揮優勢上做足文章，切不可照搬別人的經驗。21世紀是海洋世紀。發展海洋事業，是中國走向現代化的必由之路。

參考文獻

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[6]李嶺梅，賈克.我國風能利用狀況[J].應用能源技術，2004（04）.

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合作探究學習方式雖然在我國強勢廣泛推開，但其表面的轟轟烈烈卻無法實質性較好的提升學習效果，反而勾起人們對政治造勢運動的聯想，以及繽紛登場的示范課“秀”的臆斷。究其原因，主要有三點：第一，應試教育和灌輸式教學根深蒂固，使學生難以適應自主之學習，也無力廣泛拓展知識面；第二，德育被應試排擠于無足輕重之位，學生心

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隨著科學技術的日新月異，能源短缺已不容忽視，節約能源已受到世界性的普遍關注，在我國亦不例外。目前，全世界有近30%的能源消耗在建筑物上，長此以往，將嚴重影響世界經濟的可持續發展。因此，能源問題將成為本世紀的熱門話題。

一、世界其他國家在節能建筑方面的作為

美國一家大學曾設計建造了一種四居室的生態房。它的熱能來源于人工散熱、陽光及使用家電設備所產生的熱量；用電依靠風力發電機和太陽能電池；用水是從屋檐流下來經過處理的雨水；糞便和污水則流入一個堆肥坑里，經發酵后供花園施肥用。美國一家建筑公司用回收的垃圾建筑房屋，墻壁是用回收的輪胎和鋁合金廢料建造的；屋架所用的大部分鋼料是從建筑工地上回收來的。

日本1997年建成了一棟實驗型“健康住宅”。除了整個住宅盡可能選對人體無害的建筑材料外，墻體還被設計成雙重結構，每個房間建有通風口，整個房屋系統的空氣采用全熱交換器和除濕機進行循環。全熱交換器能夠有效地回收熱量并加以再次利用，其過濾器可有效地收集空氣中細小的塵埃，從而能夠抑制霉菌等過敏生物繁殖。這種資源的回收利用，不僅變廢為寶，而且減少了環境污源，節約了能源。

德國建筑師塞多·特霍爾斯建造了一座能跟蹤陽光的太陽房屋。房屋被安裝在一個圓盤底座上，由一個小型太陽能電動機帶動一組齒輪。房屋底座在環形軌道上以每分鐘轉動3cm的速度隨太陽旋轉。當太陽落山以后，該房屋便反向轉動，回到起點位置。它跟蹤太陽所消耗的電力僅為房屋太陽能發電功率的1%，而所吸收的太陽能則相當于一般不能轉動的太陽能房屋的2倍。

二、中國建筑能耗基本情況和幾本問題

我國正處于房屋建筑的高峰時期，建筑速度之快，規模之大，可謂前所未有。2003年，我國城鄉建筑竣工面積達20.3億平方米(其中城鎮12.7億平方米)，超過所有發達國家年建成建筑面積的總和。但令人憂慮的是，在新竣工的建筑中，節能建筑面積不到1億平方米，尚不足竣工建筑的5%。至今，在我國城鄉既有建筑約400億平方米中(其中城市約140億平方米)，只有3.2億平方米房屋是節能建筑，不到全國既有建筑的1%。

我國是一個能源短缺的國家，但我國單位建筑面積能耗目前卻是發達國家的2至3倍。與發達國家相比，我國建筑鋼材消耗高出10%至25%，每拌和1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤；衛生潔具的耗水量高出30%以上，而污水回用率僅為發達國家的25%。此外，在我國人均耕地只有世界人均耕地1/3的情況下，實心黏土磚每年毀田12萬畝。

我國的建筑能耗量約占全國總用能量的1/4，居耗能首位。近年來我國建筑業到了快速的發展，需要大量的建造和運行使用能源，尤其是建筑的采暖和空調耗能。據統計，1994年全國僅住宅建筑能耗在基本上不供熱水的情況下為1.54×108t標準煤，占當年全社會能源消耗總量12.27×109t標準煤的12.6%。目前每年城鎮建筑僅采暖一項需要耗能1.3×108t標準煤，占全國能源消費總量的11.5%左右，占采暖區全社會能源消費的20%以上，在一些嚴寒地區，城鎮建筑能耗高達當地社會能源消費的50%左右。與此同時，由于建筑供暖燃用大量煤炭等礦物能源，使周圍的自然與生態環境不斷惡化。

我國節能工作與發達國家相比起步較晚，能源浪費又十分嚴重。如我國的建筑采暖耗熱量：外墻大體上為氣候條件接近的發達國家的4～5倍，屋頂為2.5～5.5倍，外窗為1.5～2.2倍；門窗透氣性為3～6倍；總耗能是3～4倍。

三、我國學要發展的重點領域

1.優化建筑設計

建筑造型及圍護結構形式對建筑物性能有決定性影響。直接的影響包括建筑物與外環境的換熱量、自然通風狀況和自然采光水平等。而這三方面涉及的內容將構成70%以上的建筑采暖通風空調能耗。不同的建筑設計形式會造成能耗的巨大差別。然而，建筑物是個復雜系統，各方面因素相互影響，很難簡單地確定建筑設計的優劣。例如，加大外窗面積可改善自然采光，在冬季還可獲得太陽能量，但冬季的夜間會增大熱量消耗，同時夏季由于太陽輻射通過窗戶進入室內使空調能耗增加。這就需要利用動態熱模擬技術對不同的方案進行詳細的模擬測試和比較。 轉貼于

2.建筑圍護結構材料和部品

開發新的建筑圍護結構部件，以更好地滿足保溫、隔熱、透光、通風等各種需求，甚至可根據變化了外界條件隨時改變其物理性能，達到維持室內良好的物理環境同時降低能源消耗的目的。這是實現建筑節能的基礎技術和產品。主要涉及的產品有：外墻保溫和隔熱、屋頂保溫和隔熱、熱物理性能優異的外窗和玻璃幕墻、智能外遮陽裝置以及基于相變材料的蓄熱型圍護結構和基于高分子吸濕材料的調濕型飾面材料。自上個世紀90年代起，我國自主研發和從國外吸收消化的外墻、屋頂保溫隔熱技術被慢慢的采用。尤其外墻外保溫可通風裝飾板、通風型屋頂產品、通風遮陽窗簾的使用，都大大提高產品的質量、降低建筑運行成本。

3.建筑中的可再生能源技術

可再生能源包括太陽能、風能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等多種形式。可再生能源日益受到重視。開發利用可再生能源世界能源是持續發展戰略的重要組成部分。太陽能既是一次性能源又是可再生能源，資源豐富對環境無污染，是一種非常潔凈的能源。應提倡在建筑中廣泛應用。

4.其他方面還有很多包括：通風裝置與排風熱回收裝置與各種泵技術。

四、結束語

雖然，我國在這方面還存在許多問題，但只要我們提高認識，加強管理，那么不久的將來我國一定有望發展成為能源節約大國!

參考文獻

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風力發電

目前，我國已超過美國，成為全球風電裝機容量最大的國家，同時也成為風能設備最大的生產國。隨著國內風電產業鏈日臻完善、研究規模不斷擴大，成本下降非常顯著，競爭力也逐漸增強，但是在產業鏈最上游的新型材料及半導體器件（控制芯片、電力電子器件等）研究方面仍較落后，主要研究工作集中在中下游的風電整機制造、關鍵零部件配套（發電機、電控、傳動系統等）以及并網技術領域。

沈陽工業大學在風電整機制造方面具有很強的實力，是我國最早從事風力發電技術研究的少數高校之一，設置有風能技術研究所，師資力量完善，先后承擔過多項大型橫、縱向課題，成果顯著。其設計的具有自主知識產權的1.5MW風電機組實現了產業化，占據一定的市場地位，產學研結合能力很強。

華北電力大學作為教育部直屬高校中唯一的以電力為學科特色的大學，成立了國內首家“可再生能源學院”，下設風能與動力工程專業，未來還將籌備生物質發電和太陽能利用專業。研究內容以大容量風力發電接入，對電力系統安全、穩定運行的影響為主，主要研究包括：風電場建模與仿真、風能資源測量與評估、風力發電機組狀態監測與故障診斷、風力發電機組只能控制與優化運行、低速風能利用策略與先進風力發電理論，充分發揮了其在電力系統方面的優勢。

重慶大學機械傳動國家重點實驗室，借助其在機械傳動領域的優勢，在風電機組齒輪箱設計、動態特性研究、工作模態測量及制造工藝方面有深入的研究，并且產學研結合。

汕頭大學新能源研究所在大型風電機組空氣動力學、結構強度及結構動力學研究方面頗有作為，自行開發了大型風力機優化設計系列軟件。

浙江大學流體傳動及控制國家重點實驗室對風力發電系統中的液壓技術有深入研究，包括風機制動系統、定槳距控制和變槳距控制等。

同濟大學機械工程學院在風電機組葉片動力學分析、結構優化設計、剛柔耦合系統模型分析方面經驗豐富。

東南大學在風力發電機研究、設計方面走在前列。近期又集合學校優勢學科，建立了風力發電研究中心，致力于以風力發電為核心的可再生能源發電及應用技術的基礎研究。

電控方面，清華大學、北京交通大學、中科院電工所都有很強的實力。清華大學電機工程與應用電子技術系原名電機工程系，歷史悠悠，師資力量雄厚，在風電接入對電力系統影響、風電機組建模仿真、風電變流器設計及控制等方面有深入研究。北京交通大學電氣工程學院早期隸屬于鐵道部，主要服務于我國軌道交通電傳動裝備產業，在大功率電力電子技術領域積累了豐富經驗，研究實力在國內高校處于領先地位。新能源研究所成立后從事大功率風電機組（直驅或雙饋）并網變流器、中大功率光伏發電逆變器、風電機組仿真及主控系統、微網技術研究，產學研結合能力很強。中科院電工所新能源發電技術研究組是國內最早研究風力發電、太陽光伏發電的單位之一，其大型并網風電機組控制及變流技術、變槳距控制技術以及風電場集中和遠程監控技術等較成熟，還有一些特色研究工作包括：風/光互補、風/柴系統及其控制逆變技術、控制逆變技術等。

光伏發電

光伏發電具有系統簡單以及維護方便等特點，應用面較廣，現在全球裝機總容量已經開始追趕傳統風力發電。太陽能發電主要分為并網電源系統和離網電源系統，目前大規模使用的主要是并網系統，一般包括光伏電池組件、光伏逆變器、配電柜、監控系統等。其中光伏電池組件將太陽能轉化成電能，光伏逆變器與風能變流器類似，可以將光伏電池組件產生的不穩定電能變成穩定的電能并入電網。

我國光伏業正處在爆發式增長期，中國大陸和臺灣的光伏電池廠商占全球總電池產量59%的份額。與風電產業鏈類似，除了最上游的化合物、硅片提純、加工外，我國已形成了較完整的光伏產業鏈，包括晶體硅、薄膜電池片及組件加工、光伏逆變器、系統集成、能源投資商等。

國內高校對于光伏系統研究主要集中于工程應用方面，合肥工業大學教育部光伏系統工程研究中心是我國迄今為止唯一的專門從事光伏系統技術研究的國家重要的科學研究基地，掛靠合肥工業大學電氣與自動化工程學院，主要從事光伏組件建模及仿真、光伏逆變器設計及控制、工程化應用等研究工作，產學研結合較好，承擔多個大型光伏電站設計工作。

海外院校

由于新能源行業涉及領域多、范圍廣，以及我國新能源行業開始起步，人才的缺乏已經成為極為突出的問題，國家、社會、高校、企業都在積極努力培養這方面的人才，學生的擇校就業也因此變得十分靈活。同時，也因為剛剛起步，目前面臨的多是工程應用技術類問題，因此我們的相關研究工作主要分布在中下游，從前面的介紹也可以看出，在新能源上游高端領域，由于技術壁壘很高，國內的研究工作相對較少，但是可以選擇留學歐美高校，得到更進一步的提高。

澳大利亞新南威爾士大學光伏研究中心，由有著“太陽能之父”之稱的馬丁·格林教授領導，專注光伏電池的研究，自上世紀80年代起，30年間畢業于新南威爾士大學光伏中心的中國留學生已經撐起了中國光伏產業的半壁江山。如今，在屈指可數的幾大領頭光伏企業中——尚德、中電光伏、英利、賽維LDK都有新南威爾士大學畢業生的身影，其科研實力可見一斑。

在歐洲，各國都十分重視新能源的開發利用。作為生態村理念的首創國，丹麥是能源問題解決得最好的國家之一。早在2006年，我國就與丹麥簽署了“可再生能源”合作項目，國內許多高校分別與丹麥高校開展聯系。丹麥奧爾堡大學能源技術學院在風力發電、分布式發電、電力系統、電力電子及控制技術等領域有深入研究經驗，并且與許多國家和組織開展合作，產學研實力很強。特別是在風力發電領域優勢突出，核心研究領域包括：風力發電機組及風電場的控制與監測、仿真、設計、優化。

隨著新能源技術發展以及各項政策效應的逐步顯現，開發利用新能源的成本將明顯下降，為人類清潔能源利用和產業結構升級帶來歷史性機遇，新能源終將成為今后世界上的主要能源之一。

Tips：新能源材料與器件專業優勢院校

文/南京航空航天大學 郭棟梁

該專業重點是研究與開發新一代高性能綠色能源材料、技術和器件（如通訊、汽車、醫療領域的動力電源），發展“新能源材料”(新型鋰離子電池材料、新型燃料電池材料和新型太陽能電池材料)的學術研究方向。

新能源材料與器件專業設置，主要依托化學化工學院，跨能源科學、材料科學、化學等多個學科，擬培養能掌握新能源材料專業基本理論、基本知識和工程技術技能，掌握新能源材料組成、結構、性能的測試技術與分析方法，了解新能源材料科學的發展方向，具備開發新能源材料、研究新工藝、提高和改善材料性能的基本能力的新能源材料專門人才。畢業生可在化學能源、太陽能及儲能材料等新能源材料領域從事科學研究與教學、技術開發、工藝設計等方面工作，也可繼續攻讀新能源材料及相關學科高層次專業學位。

新能源技術是21世紀世界經濟發展中最具有決定性影響的五個技術領域之一，新能源材料與器件是實現新能源的轉化和利用以及發展新能源技術的關鍵。新能源材料與器件本科專業是適應我國新能源、新材料、新能源汽車、節能環保、高端裝備制造等國家戰略性新興產業發展需要而設立的，是由材料、物理、化學、電子、機械等多學科交叉，以能量轉換與存儲材料及其器件設計、制備工程技術為培養特色的戰略性新興專業。

高校特色：

華東理工大學

以半導體材料技術、化學電源技術、太陽電池技術等為特色。未來就業集中在光伏太陽能、新能源開發和利用以及半導體材料器件的設計、化學電池開發等。

東南大學

依托電子科學與技術大類專業背景，專業內容側重光電子材料及其應用方面，主要針對太陽能材料制備、檢測和應用，可以拓展到生物能等其他新能源。

四川大學

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引言

我國幅員遼闊，地域寬廣。從北到南分為嚴寒地區、寒冷地區、夏熱冬冷地區、夏熱冬暖地區和溫和地區。我國嚴寒地區、寒冷地區以及夏熱冬冷地區的部分城鎮都需要采暖，采暖燃煤對大氣造成嚴重污染。與此同時，我國大部分地區夏季炎熱，空調又日益普及，建筑空調能耗正在迅速增加。據統計，空調能耗占建筑能耗的55%左右，約占社會總能耗的20%。因此空調系統的節能不容忽視，降低空調系統的能耗對減少建筑系統總能耗的意義重大，同時對緩解用電緊張局面，優化能源結構和提高能源利用率也具有十分重要的意義。

1暖通空調的作用及產生的效果

1.1暖通空調的作用

安裝暖通空調是為室內提供舒適的工作和生活環境。其作用主要包括控制空氣溫度、濕度、氣流速度和潔凈度等。在正常的舒適性空調中，以能夠使人體保持熱平衡而滿足舒適感為目標，在恒溫恒濕或有清潔要求的工藝性空調室內，主要以滿足生產工藝為標準。

1.2暖通空調對人體的影響

由于建筑物的密閉性逐漸增加，裝修檔次也越來越高，從而導致室內污染物的滯留量增加及延長停留時間。如煙霧、病菌及從家具、墻面、地毯和油性漆中散發出的多種致病化學物質，加上通風換氣量的明顯不足，空氣在室內循環造成室內空氣品質嚴重不合格。

如何才能有效地解決空調房間存在的空氣品質問題，已引起人們的廣泛關注。通過通風換氣向室內提供大量新鮮空氣，是改善空氣質量的有效措施。但同時意味著增加新風負荷。利用增加新風量和排風進行熱交換可以解決這一問題，從而減少空調的運行耗能。

2影響暖通空調的不利因素

在房屋建筑熱工設計時，為了能達到房間內有舒適的微氣候，需要恰當地利用房屋圍護結構的熱工特性以抵御室外氣候的變化。除此之外，還有規劃設計、太陽輻射、空氣溫濕度等幾個方面。

2.1圍護結構的作用

圍護結構包括外圍護結構和內圍護結構。外圍護結構包括屋面、外墻和窗戶等;內圍護結構系指室內地面、天棚、內隔墻等。在北方采暖建筑中，圍護結構的傳熱損失占總熱損失的比例很大，如北京地區，通過圍護結構的傳熱損失占全部熱損失的77%，在沈陽地區，占65%左右。由此可見，改善圍護結構的熱工性能對暖通空調節能有著很重要的作用。

2.2規劃設計的作用

建筑物的規劃設計是建筑節能設計的重要指導，規劃節能設計需要從地址選擇、功能分區、建筑和道路布局走向、建筑物朝向、體形、間距、季節性尤其冬季主導風向、太陽輻射、建筑外部空間環境等方面進行規劃布局。主要為優化建筑物微氣候環境，重點考慮利于節能，充分重視利用太陽能及冬季主導風向、地形地貌的自然優勢。節能規劃設計就要分析構成環境小氣候的決定因素，即輻射因素、大氣環境因素和地理因素的不同影響因素，通過建筑師的規劃布置，認真分析，充分論證，利用和改造不利為有利，形成良好的、利于節能的微氣候環境。

3暖通空調的節能設計

空調節能系統的設計必須根據工程具體情況，對空調運行季節進行全方位、全過程的分析，找出一個合適的方案，使空調系統在不同的室外氣候參數或室內狀況下都可以經濟、合理、正常地運行。

3.1采用合理的冷熱源

對系統設計中的設備進行合理選型是影響空調節能的關鍵因素，合理配置中央空調系統的冷熱源對節能和能源合理利用關系重要。中央空調系統常用的冷熱源配置方式有水冷冷水機組加鍋爐、熱泵型機組和澳化鏗吸收式機組。比如:浪化鏗機組的能效比(制冷量/消耗的熱量)比較低，省電但并不節能適用于有廢熱和余熱的地方，如熱電廠等附近。 轉貼于

3.2采用蓄冷系統

各地區經濟發展不平衡，但程度不同地存在著電負荷峰谷差較大的實際，在用電高峰時電力供應不足，而在低谷用電時供應過剩的浪費。在實施電力峰谷電價的地區，就可以采取低電價時段采用冰蓄冷系統將水制成冰來儲存冷量，高電價時段再將冷量釋放出去，這會對整個電力負荷的移峰補谷工作起到很好的效果，并能產生較好的經濟社會效益。

3.3采用變頻應用系統

變頻技術在現在空調系統的使用中成為一種必然性，不僅能有效地改造空調系統的某些不足，還能較大地降低能耗、節省運行費用。采取變頻技術的原因是:

3.3.1設計人員在進行設備選型時，通常會預留一定的富裕量，事實上設備很少會在全負荷下運行，甚至不可能出現全負荷運行的情況。

3.3.2建筑物由于使用環境的變化，負荷也會發生相應的變化。

3.3.3建筑物的實際負荷會隨著室外氣候的變化而產生波動。正常情況下，空調設備只能按設備的額定功率運行。當負荷降低時，設備仍以額定功率全負荷輸出運行。這就必然造成能量的浪費。如果使用變頻技術，使空調設備的輸出功率隨著負荷的增減而變化，就會起到明顯的節能效果。根據空調負荷狀況，改變水流量或風流量能有效地實現節能。變風量( VAV)空調系統是通過末端裝置來補償室內負荷的變動，調節室內送風量以維持室溫。變水量系統(風機盤管)是通過水量控制的方法來調控溫度的。通過對水量、風量及主機的變頻控制調節，可以實現所需空調負荷的用時匹配，使其達到節能的目的。

4再生能源在暖通空調中的應用

可再生能源具有資源豐富、無污染、清潔安全、資源取之不盡可再生的優勢，因此在能源日益短缺的今天，盡量利用再生能源是很有必要的。再生能源在暖通空調中的應用方式有以下幾種:

a)太陽能的利用

b)自然風的利用

c)地下水的利用

d)土壤能的利用

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搞好農村能源綜合建設:一是建立建全組織機構;二是加強對農村能源綜合建設的領導;三是加大對農村能源建設的資金投入;四是充分依靠科技進步;五是加強農村能源產業和服務體系建設，適應市場經濟的需求;六是加大對科技、管理和服務人才的培訓;七是不斷地深化改革，端正指導思想，加強法制建設方向;八是抓點帶面不斷開拓新領域，使新能源和農村能源的建設工作向高層次發展。

1 農村能源環境保護與農村能源建設

農村環境問題，是當今農村發展面臨的重大問題，環境質量的惡化，對農業生物、農業生產和農村居民構成了嚴重的威脅。環境問題可分為生態破壞和環境污染兩大類，農村地區能源的開發利用與這兩類環境問題都有密切的關系。能源不但給農村提供了動力，而且帶來了生活的文明和社會的進步，但也影響了農村的環境。如新柴的消耗量方面，19世紀以前，由于需求量不大，砍伐情況并不嚴重，保持了生態的平衡，沒有產生污染現象。而在最近的百多年來，由于人口的急劇增加，使得生物質能源供不應求，使生態和污染方面都出現了問題。由于礦物能源的大量開發和使用，也為農村帶來了嚴重的能源環境問題。由于能源廢棄物的大量排放，對農村和能源經濟的發展以及人們的健康等都造成嚴重的危害和重大的損失。

2 礦物能源的開發利用對農村環境的重要影響

礦物能源的開發，包含了開采、貯運、加工、轉換到消費。在這全過程中，都會對環境造成污染和危害。如煤在開采過程中，首先是開采占地，它破壞了地表的生態系統，影響了農業生產。另外井工開采易造成地表的沉降或裂縫并改變水體形態及滲漏而影響農田灌溉，同時也破壞了地下水資源。另一方面開采時的排污以液體、氣體、固體同時存在，如酸性礦井水、泥漿、瓦斯、煤矸石等。在運輸和貯存過程中，特別經數次堆放，會造成自燃、流失等大氣污染，在煤炭的燃燒利用過程中，又會排放大量的二氧化碳、二氧化硫、粉塵和灰渣，造成了嚴重的環境污染等。又如水陸石油的開發會造成海水域的嚴重污染，影響水產業的發展和造成農田的污染。石油在燃燒時也會排放大量的有害氣體，對環境造成一定的影響。 轉貼于

3 可再生能源的開發利用對環境造成的影響

(1)生物質能源開發利用對環境的影響是:采伐對環境的影響，如導致資源的枯竭，植被破壞，水土流失和破壞生態平衡;秸桿等大量燃燒，導致土壤肥力減退、農業減產等。如木柴在燃燒時會排出一氧化碳、二氧化碳，不充分時會排放大量塵煙和顆粒造成嚴重的大氣污染。

(2)自然能源開發利用對環境的影響是:自然能源如水能、太陽能、風能、地熱能、潮汐能、海洋能等。由于不同的能源各自的物理化學性質開發利用的方式不同，也會造成不同程度的環境影響，如水能在開發利用發電時造成的河川自然環境和生態系統變化的影響。庫區大面積淹沒及周圍生態、自然環境、地表、土質、農業生物等影響。地熱能的開發利用，在用地熱發電時，由于開發利用過程中廢熱污染和排放的硫化氫、二氧化碳、甲烷、汞等。特別是其中的硫化氫在高濃度時會致人死亡。利用潮汐能發電時會造成海域的污染等。在太陽能大規模集中開發利用的地區，可能會造成太陽能的回流，影響局部環境的變化，如氣候變化和生態失衡。太陽能電池在生產過程中，需要采用大量的有毒和可燃性氣體，如三氫四磷、四硫化硅等。會對居民帶來危害。開發利用風能發電時，會造成噪聲的危害等。

因此，在開發利用自然能源時，必須充分考慮對局部環境的危害，并制訂出預防措施。

4 幾個重要的能源環境問題

(1)氣候變化。近百年來，地球氣候已發生明顯變化，主要是全球變暖，其原因就是溫室效應。而二氧化碳是引起溫室效應的主要氣體。溫室效應帶來的對環境的影響主要是極地冰雪的部分融化、海水變暖和膨脹，海平面上升使沿海居民的安全受到危協。另外帶來的是干旱和沙漠化的擴大、旱澇頻率上升和蟲害增加等。

(2)酸雨的出現。

(3)主要是大氣中的二氧化硫和氮氧化合物造成的。酸雨的出現，造成土壤酸化，肥力減退，農作物減產，森林衰亡，植被枯死，水體酸化和水產的影響等。

(4)臭氧層破壞。主要原因是氟里昂的大量使用，礦物能源的消費和生產化肥產生的氧化氮造成的可導致過量輻射的影響。

(5)煙霧。煙霧是燃燒含碳量高的燃料造成的煙霧污染，主要是煤的礦物能源消費排放的影響污染物占百分之八十，煙霧能反射和吸收太陽輻射，嚴重時會影響農作物的生長造成減產，也直接危害人的身體健康。