節能減排的技術匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇節能減排的技術范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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IDC其全稱為互聯網數據中心，是我國電信的重要轉型行業之一。近年來隨著我國計算機技術的不斷發展，使得IDC機房的建設規模也越來越大，其所需消耗的電能也越來越多，因此如何進行IDC機房的節能減排工作，也就成為了相關政府部門以及業內的一個重點關注問題。因此在充分保障系統設備能夠正常運行前提下，如何進一步提升機房的管理水平，提高電能的利用率并進一步消除機房過熱的問題，也就成為IDC機房在日后發展過程中所必須解決的一個問題。

1、IDC機房運行過程中節能減排的重要性分析

IDC是電信部門通過互聯網通信線路、寬帶資源而建立的一個標準化的電線專業級機房環境，并能夠為我國的政府與相關企業提供服務器的脫管以及租借等服務。較之于傳統方式，IDC機房具備有耗能低、運行速率快以及節約資源等諸多優勢。但是在現階段的IDC機房運行過程中，依舊存在著能耗過大這一情況，這也表明了其還擁有著較大的節能減排空間。近年來隨著我國IDC機房的進一步發展，使得其散熱問題也成為了現階段所需要迫切解決的問題，而在傳統的散熱過程中，所示通過通風制冷的方式來進行機房的降溫工作，并對機房內的設備進行保護，但是這種傳統的制冷模式時不僅無法做到針對性的精準降溫，也會直接產生一些不必要的能耗，并導致該機房的運營成本得到進一步的增加。而在IDC機房中，通過相關節能減排技術的合理運用，其不僅可以有效解決機房的散熱問題，還能夠保障相關設備的使用性能，并且達到提升設備使用效率以及延長設備使用壽命的目的，這樣不僅能夠有效獎勵IDC機房的運行成本，還能夠充分滿足我國綠色發展的實際需求。

2、IDC機房節能減排技術的具體應用

2.1精準送風技術

該技術是一種出現比較早的節能減排技術，通過精準送風技術的運用，也能夠對精準制冷以及自動溫控的實現奠定重要的基礎，借助于該技術，就可以讓給空調送出的冷空氣通過風道送到各個設備的進風口出，從而取得良好的散熱降溫效果?，F階段常見的精準送風技術主要是智能精準送風以及機柜精準控制兩種，其中前者主要是運用自動化的控制手段來進行機房的降溫工作，其工作原理是對機房內的實際通風需求進行分析，并在此基礎上來對通風地板的開度的智能化調整，并借此達到地板送風量的合理控制。在運用智能通風地板進行機房的散熱工作時，其自動化程度相對比較高，并需要運用先進的智能控制技術，在出風量方面較之普通地板也有著比較大的改善，并能夠有效降低通風過程中所產生的能耗。因此說智能通風地板也是智能精準送風的一個必然發展趨勢；機柜精準控制的工作原理是對機房中所有設備的排風溫度進行有效的監控，并將監控數據傳輸到前端控制器上面，在對這些數據進行整理分析之后，就可以在此基礎上進行地板送風量的合理控制。智能精準送風技術以及機柜控制單元技術兩者在應用上面還存在著一定的差異性，其具體對比結果如下：（1）智能化動態精準制冷技術：該技術在IDC機房的節能減排技術中有著很高的關注度，其工作原理則是借助于智能化的系統，來對各個設備所需要降低的溫度進行動態的檢測工作，并在此基礎上實現相應空調送風口其風速以及溫度的精準控制，并對局部溫度過熱的問題進行有效的處理。借助于該技術不僅能夠對空調送風以及回風的溫度進行精準有效的控制，還能夠對機房相關設備的溫度進行有效的調控，從而確保在最低能耗的情況下來達到良好的設備降溫效果。因此說IDC機房就可以進行智能化制冷系統的合理安裝，并需要培訓相關的管理人員來充分掌握該制冷技術。（2）自動溫控技術：該技術的工作原理是在機房中相關設備上進行溫度傳感器的安裝，并將這些設備的實時溫度傳遞給溫度控制系統。而溫度控制終端則能夠對這些數據進行分析與評測，并在此基礎上做出溫度調節的相關決策。在設備的溫度過高時，借助于自動溫控系統就能夠迅速開啟制冷設備，并進行迅速散熱，而在設備溫度恢復正常之后，則會直接關閉降溫設備，從而達到節省能耗的效果。因此說IDC機房在自身資金充足的情況下，也可以進行溫控設備的安裝，并取得一個良好的節能減排效果。

2.2科學排列布局技術的合理運用

在IDC機房的建設過程中，其設備的布局以及排列情況對于機房的散熱效果也有著非常大的影響意義。因此說在進行IDC機房的排列布局過程中，也就需要對設備的位置、結構以及排列等因素進行詳細的考慮，并在此基礎上進行設備排放位置的合理規劃。如果設備的排放位置未能夠得到合理的回話，就有可能出現設備兩側存在溫度差的情況，嚴重情況下甚至會導致因為局部溫度過高而出現的機器燒毀現象。而借助于設備以及元件的合理布局，能夠讓其它節能減排技術的實施成果得到極大的增強，因此可以起到減少機房運行成本的良好效果。

2.3供電方案以及設備的優化技術

IDC機房其主要消耗的能量是電能，而在起具體的運行過程之中，還有著設備數量非常龐大以及供電設備的數量較多等特點，因此說要想取得一個良好的節能減排效果，也就需要對IDC機房的供電方案以及供電設備進行不斷的優化與完善，并使得該機房自身的供電系統能夠得到進一步的優化，這也是IDC機房實現節能減排的一個重要途徑。因此在電路的具體設計過程中首先需要進行電路的井間，并在最大限度上避免線路上面的電能損耗。此外還需要積極引用一些節能效果叫很高的供電設備，并取得一個良好的節能減排效果。

2.4新風系統技術的運用

該節能減排技術的工作原理是對室外控制進行降溫與過濾處理，并使其成為清潔得冷空氣，然后再將其送入到機房之內并與室內的干燥熱空氣進行有效交換，從而取得一個良好的降溫效果。運用新風系統技術其可以通過自然排風的方式來對機房內的熱風空氣進行排放，這樣就可以在確保整個IDC機房空氣質量這一前提下，來進行免費能源的合理運用。在新風系統技術的具體運用過程中，一旦進風口分度低于系統的設定值，并且濕度滿足系統要求的情況下，就會打開進風單元，并且往IDC機房內適當引入如果進風口的風口溫度值小于設定值但其濕度滿足要求時，進風單元就會打開，并將適當的冷空氣引入到機房內；而在進風口溫度值大于系統的預定值時，該系統就會根據機房的具體溫度來進行對應數量空調的開啟。

3、IDC機房中節能減排技術的評估分析

3.1精準送風技術的評估

（1）智能化動態精準制冷技術：該制冷技術擁有著非常廣闊的應用前景，其不僅能夠有效節省人力，還擁有著良好的制冷效果以及制冷效率。運用智能化精準制冷技術能夠最大限度的減少IDC機房在日常運行過程中所產生的空調能耗，并取得一個良好的節能減排效果。但是該技術在應用前期需要較大的資金投入，并且要求相關的工作人員擁有一定的智能化操控技術。因此在運行該技術進行IDC機房的散熱工作時，就需要對相應的工作人員進行一定的培訓工作，這也對該技術的普及造成了一定的阻礙。（2）自動溫控技術：該技術也是進行智能調控并減少能耗的類型，并且具備有降溫效率高、耗能少以及溫度浮動程度小等優點。與智能化精準制冷技術對比，自動溫控技術的前期投入更大，但是其操作更加簡單，因此可以有效減少人員的訓練成本。

3.2IDC機房供電設備科學布局技術的評估

在IDC機房的具體建設過程中，可以通過設備科學布局的方式來達到節能減排的效果，該技術成本較低，并只需要在建設初期進行實施，就能夠取得一個良好的節能效果。此外該技術還擁有著良好的安全性，因此也在現階段的機房建設工作中得到了較為廣泛的應用。但是該技術的實際減排效果較差，只有和其它節能減排技術進行配合運用才能夠取得良好的效果。

3.3供電設備以及方案的優化評估

該技術是節能減排中的一個基礎技術，并能夠從根本上進行能耗的控制，但是該技術的工作量相對較大，其在具體實施過程中還存在著一定的風險，并需要對其進行不斷的維護調控。

3.4新風系統技術的評估

該技術可以將室外的自然風經過簡單處理之后送入機房，并能夠對機房內干燥的空氣進行有效綜合。在合適的季節中運用該技術可以取得良好的節能減排效果，但是其受到季節以及地域的影響比較大，其使用性能也不穩定。

4、結束語

通過IDC機房節能減排技術的落實，其不僅能夠有效提升相關企業的運營效益，還能夠充分滿足節約型社會的建設需求，因此值得進行進一步的推廣與應用。

參考文獻

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近年來，我國社會主義市場經濟快速發展，廢氣物的排放量和能源消耗量大幅度增長，在我國能源緊缺和全球氣候變暖問題的背景下，在多個領域和行業推廣和應用節能減排技術，直接關系著我國國民經濟的可持續發展，節能減排勢在必行，本文以工業行業的節能減排為例，深入分析和研究節能減排技術的推廣應用。

1.節能減排技術概述

工業行業是我國國民經濟中的重要組成部分，工業行業的節能減排工作一直是我國生產時間和科學研究的重點，節能減排技術在工業行業的推廣和應用，涉及節能減排制度的制定、節能減排技術的研發、落后產業結構的調整與淘汰、節能減排技術實踐的分析和總結等方面。在各行各業中，由于領域的不同和關注的問題不同，人們對節能減排技術的定義是不同的，但是總體來說，節能減排技術是指能夠節約能源，降低損耗，減少廢棄物排放的技術。

2.節能減排技術的研發途徑

近年來，我國政府加大了對節能減排技術的研究和開發，一些大型企業逐漸增加技術創新和節能減排改進的投入，加大了節能減排力度，提高了企業的自主創新和自主研究能力。我國科研院校要加強和企業的合作交流，建立統一的技術服務研發平臺，加快企業節能減排技術標準建設，圍繞企業的重點項目，攻克節能減排的共性和關鍵技術。同時提高企業資源的有效利用和循環利用，極大對系統技術、資源技術、再利用技術、減排技術、替代技術等重點技術的開發和研究[2]，積極調整產業結構，突破節能減排技術瓶頸。另外，積極構建節能減排技術研究平臺，建立一批國家重點工程實驗室，加大節能減排技術在各個領域多個行業的宏觀指導，加強溝通和交流，學習先進的節能減排經驗，在全國范圍內進行節能減排技術的推廣應用，引用和借鑒國外先進的節能減排技術，提高我國節能減排效果，推動產業、學習和研究相互結合，以行業企業為核心的節能減排技術開發和創新體系。

3.工業行業節能減排技術推廣應用的困境

節能減排技術在工業行業的推廣應用，經過一段時間的實踐，節能減排取得了一定的效果，但是工業行業作為我國重要的傳統行業，為了更好地平衡經濟發展和環境保護之間的關系，在工業行業中深入推廣和應用節能減排技術還面臨著很大困境。

3.1 缺乏足夠示范

根據技術擴散的研究理論，一種新興的先進技術想要進入市場，在市場上占有一席之地，必須在企業中經過一段時間的應用和實踐，取得成效之后，才能推動這項技術的擴散，吸引更多的企業引進這項技術[3]。在我國水泥行業和鋼鐵行業中，雖然一些大型企業引進了節能減排技術，也取得了一定的成效，畢竟節能減排技術會增加企業的運行成本，所以從工業行業的全局角度來看，缺少節能減排的重點示范工程和項目，使得節能減排技術在工業行業的推廣應用缺乏足夠的示范，影響了節能減排技術的流通效率和推廣效果。

3.2 經濟激勵不到位

節能減排技術在工業行業的的推廣應用需要很大的經濟投入，增加了企業運行成本，因如果沒有政府的經濟支持，在工業行業中推廣和應用節能減排技術存在很大的難度。當前，工業行業的節能減排主要依靠企業的自主引進和研發，政府缺乏相應政策和經濟制度的保障和支持，使得節能減排技術的推廣應用效果很差。

3.3 政府扶持強度不夠

我國在節能減排方面的研究取得了很大的成就，開發了很多先進的節能減排技術，但是這些先進的節能減排技術并且沒有在工業行業中得到推廣和應用，例如，在鋼鐵行業中，噴吹高爐塑料技術、廢橡膠、廢塑料、焦爐再利用技術等，雖然這些先進的節能減排技術已經非常成熟，但是由于政府扶持強度不夠，很難在工業行業中得到推廣和應用。

4.節能減排技術推廣應用的建議

4.1 完善節能減排技術推廣應用的法律法規

為了推動各個領域和行業實現更好的節能減排效果，政府要不斷完善我國節能減排技術推廣應用的法律法規，根據節能減排技術在不同階段的推廣應用情況，制定相應的法律法案，積極完善各個階段的環境保準，利用法律的強制力要求企業積極引進節能減排技術，降低能源損耗，減少溫室氣體和各種廢棄物的排放。

4.2 加大政府投入

節能減排技術的推廣應用，需要政府的大力支持和保障，一方面政府要積極地投入資金，支持企業自主研發和應用節能減排技術，為企業提供一定的資金支持。另一方面，政府要制定的相應的誘導性和傾斜性政策，推動市場機制和政府政策的相互促進、相互配合。例如，政府可以對積極引進節能減排技術的行業和企業實行免稅政策，為小型企業和消費者提供經濟補貼，積極推廣節能減排設備和技術，推動各個行業的節能減排。

4.3 加大科技技術開發和推廣

為了更好地推動企業節能減排技術的應用，政府要企業提供一切可能的條件，鼓勵企業加大自主研發能力，結合企業的實際運行情況，積極創新和改造節能減排技術，加強企業和科研院校的溝通交流與合作，加大企業節能減排技術研究和應用，加大綠色環保資源的再利用，積極引進多種先進的科學技術，增加企業節能減排效益。

4.4 重視可再生能源和循環經濟的推廣應用

可再生能源和循環經濟是企業實現節能減排的重要內容，對于一些傳統的重工業，通過調整產業結構和能源結構，可以降低能源的損耗，提高可再生資源的利用率，推廣和應用循環經濟，通過脫硝、脫硫等方式，控制和管理氮氧化物和二氧化硫等污染物，提高企業的經濟效益和環境效益。

5.結束語

近年來，我國的能源損耗大幅度增長，能源形勢日益緊張，為了推動我國市場經濟和社會的可持續發展戰略，在各個領域和行業推廣和應用節能減排技術刻不容緩，結合當前節能減排技術推廣應用面臨的困境，積極進行改進和完善，進一步推動節能減排技術的推廣和應用，提高各個行業企業的經濟效益和環境效益。

6.參考文獻

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建筑給排水的節能工作是指建筑物在規劃和設計，以及建筑過程中按照建筑節能的標準，使用節能的技術和材料，提高建筑的使用效率，加強建筑物用能系統管理，減少給排水系統的能耗。建筑給排水專業在建筑耗能中所含的主要內容有：人民生活及從事工藝、游樂、環境衛生、綠化、給水、排水、消防、熱水、中水等消耗的能源。據材料介紹，上述所消耗能源中占建筑能耗的10%～30%。由此可以看出建筑給排水專業在節能工作中不是可有可無的，而是占有相當分量的。因此，重視對建筑給水排水節能途徑的研究，對我國建筑節能將有積極的意義。

一、建筑節水形勢嚴峻

水是地球的血液，關系到人類生存發展、是具有戰略意義的資源。面對缺水的現狀，節約用水已成為我國的基本國策。建筑節水更是任重道遠。（1）超壓出流浪費水量巨大。衛生器具給水額定流量是為滿足使用要求，衛生器具給水配件出口，在單位時間內流出的規定出水量。流出水頭是保證給水配件流出額定流量，在閥前所需的靜水壓。給水配件閥前壓力大于流出水頭，給水配件在單位時間內的出水量超過額定流量的現象，稱超壓出流現象，該流量與額定流量的差值，為超壓出流量。給水配件超壓出流，不但會破壞給水系統中水量的正常分配，對用水工況產生不良的影響，同時因超壓出流量未產生使用效益，為無效用水量，即浪費的水量。因它在使用過程中流失，不易被人們察覺和認識，屬“隱形”水量浪費，因而至今未引起足夠的重視。然而這種“隱形”水量浪費在各類建筑中不同程度的存在，其浪費的水量也是十分龐大的。（2）熱水干管循環浪費水量巨大。我國熱水供應系統的水量浪費也較為嚴重，主要表現在開啟配水裝置后，不能及時獲得滿足使用溫度的熱水，往往要放掉不少冷水后，熱水設備才能正常使用。這部分流失的冷水，未產生使用效益，可稱無效冷水，也即浪費的水量。以某建筑大學新區的一個浴室為例：共有龍頭約300個，因采用干管循環，首次開啟時都得放掉支管內的冷水。以首次開啟放掉的冷水約2.0L計算，浴室每周開放三次，則每周浪費水量為300×2.0×3=1800L，每月浪費水量7.2噸。以一棟設有定時供應熱水系統的6層招待所為例，采用干管循環，有16根立管，以每根平均管徑32mm，長18m計，每天供應一次熱水則每年約流失無效冷水105m3，那么全國同類建筑熱水系統年浪費水量的累計值，也將是十分可觀的。顯然，干管循環浪費水量最多。（3）管道及閥門泄露。管道銹蝕、閥門的質量等導致大量的水消失于無形。經常都能看到路邊的給水管道在管子接縫處及法蘭、閥門連接處滋滋的往外冒水。埋在地下的開不見的更不知道有多少。用戶們經常反映浮球閥經常損壞、漏水，不論是用于水池、水箱的還是馬桶上使用的，其質量的低劣直接導致大量水從溢流管流出。據調查，滴漏的水龍頭每天就可耗水70L。一些第三世界國家城市中有百分之六十的飲用水管道蝕損嚴重，及干線違規分流等原因流失了許多水量。菲律賓首都馬尼拉市供水管網的漏耗水量以近其總供水量的百分之五十八，即使在管理措施較好的新加坡，也存在著百分之八的管網漏耗率，但人們認為無足為怪。據聯合國的一項調查，美、英兩國管網漏耗率均為百分之十二。

二、建筑給水排水節能的主要途徑

1．給水供水的節能。合理確定用水量（包括冷水、熱水及其他等用水）的定額。嚴格執行《建筑給水排水設計規范》中的生活用水量定額標準，并非用水量越高越好。理設計建筑給水系統。主要可通過下列方法實現：充分利用市政管網的壓力，直接供水；合理進行豎向分區，平衡用水點的水壓；采用并聯給水泵分區，盡量減少減壓閥的設置；推薦支管減壓作為節能節水的措施，減小用水點的出水壓力；合理設置生活水池的位置，盡量減小設置深度，以減少水泵的提升高度；優先考慮水池――水泵――水箱的供水方式。推廣采用節水的衛生器具。如限制衛生器具的流出水頭、紅外線感應龍頭和便器等，不應采用無控制花管、長流水的小便槽。合理采納變頻調速泵組供水。當采用變頻泵供水時，應優先采用變頻變壓變流量的給水方式，其節能效果要優于變頻恒壓變流量的給水方式；當采用變頻恒壓變流量時，工作壓力的設定應接近水泵工頻運行時高效段揚程的下限；工作水泵應選用2臺或2臺以上，不同級配工作泵的流量宜以1/2的流量梯變，宜采用大小水泵搭配的形式，并設氣壓罐小流量給水。當市政條件允許時，宜采用疊壓供水設備。具備條件的，應當至少選擇一種可再生能源（指風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源），用于建筑物的熱水供應。熱水水源的利用可采用太陽能、水源熱泵、地源熱泵技術。在采用水源熱泵、地源熱泵技術時，不得對水體和土壤造成污染和浪費。如利用地下地溫地源自動供暖制冷系統，就是通過表層地下水為載體，或將盤管埋在土壤中以盤管內流動的介質為載體，將這些地溫熱源輸送到水源熱泵進行能量轉換，冬季輸出45℃～65℃的熱水。在太陽能的利用上，有條件的可采用太陽能蓄熱技術，太陽熱水系統的工程參數應結合建筑所處的地理位置確定。太陽能熱水器的循環可采用強迫式、自然式循環太陽能熱水器和直流式太陽能熱水器。太陽能熱水器應有溫控裝置，并應合理控制和設定熱水的溫度。太陽能熱水系統的熱能再利用與節水技術還應相互結合。太陽能熱水器可作為熱水供應的預加熱措施，可設在其他熱交換器的前端。熱水系統宜機械循環以滿足用水點的節水要求。合理設計熱水供應系統。加強余熱的回收和利用，有條件的地區可采用城市熱網或區域性鍋爐房的熱水或蒸氣作熱源。當地電力供應較富裕的地區或鼓勵夜間使用低谷電的政策時，可采用電能作為熱源或直接制備熱水?？刹捎脤Ｓ玫恼魵饣驘崴仩t制備熱源，也可采用燃油、燃氣熱水機組制備熱源或直接供應生活熱水。對集中熱水系統遠距離的少量供熱點可采用局部加熱方式；對不同場所可采用不同的熱源形式。從技術可靠、經濟適用的角度出發，應合理配置組合各種不同熱源的比例關系。應合理確定熱水用水量定額、耗水量、耗熱量、供水水溫、水質等熱水系統的基本設計參數。當采用電作為熱源時，宜采用儲熱式電熱水器，以降低耗電功率。熱水供應系統儲水溫度宜控制在55～60℃。熱水供應管網宜采用同程回水的給水方式。熱水供應系統宜縮短熱水的給水時間，增加機械循環，并平衡冷熱水的水壓。

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社會經濟的不斷發展給交通運輸行業帶來巨大的考驗，車輛、船舶等交通運輸加劇了 的排放，其在一定程度上影響了人們的身心健康以及社會經濟的健康可持續發展，其中被認為是最清潔、最環保的船舶運輸行業也不能幸免。因此，研究船舶運輸行業的節能減排具有十分重要的現實意義。

一、船舶節能減排技術重要性

船舶節能減排是航運發展的需要，船舶運輸努力的方向就是利用最合理的航速和耗油關系來獲得最好的經濟效益，對于船舶運輸行業來說，船舶節能減排已經成為船舶企業落實科學發展觀的關鍵步驟，其對建設資源節約型、環境友好型社會有著重要意義。在實際的船舶運輸中，工作人員需要根據船舶運行航線、工況等實際的變化情況，對船舶實際運行中的耗油等進行分析以及修正，以便得到船舶實際的耗油數據，從而分析船舶實際的節能方式，為滿足實際船舶運輸需要奠定堅實基礎。船舶節能減排也是我國法律法規的強制性要求，我國明確規定了到2020年，我國二氧化碳排放量會降低到16%，船舶運輸單位運輸周轉耗能量降到15%，因此可以說船舶節能減排技術在一定程度上符合我國節能減排總體戰略。

二、船舶節能減排的影響因素

1.船舶性能

船舶自身的性能會影響到船舶節能減排的效果，一般來說，不同船舶主輔機狀態、涂裝底漆以及污底情況、運營年限、型號以及船體浸水體積等都會對船舶節能減排產生不同影響。船舶主輔機是船舶運輸過程中重要的耗能設備和安全設備，主輔機運行效率越高，船舶燃燒效率就越高，這樣就可以適當降低船舶單位耗油量，在一定程度上對船舶節能減排工作起到重要作用；不同運營年限的船舶主機磨損程度不同，長時間運行的船舶主機磨損較大，其單位耗油量較大，對能源利用效率、污染物排放等存在一定的影響；不同型號的船舶抗風浪性能不同，其甲板受風面積以及船舶耐波性等都會對船舶節能減排效果產生一定的影響；船舶船體浸水體積會在一定程度上影響船舶興波阻力，進而影響船舶節能減排效果。

2.環境因素

在船舶實際運行的過程中，環境因素會在一定程度上影響船舶燃料燃燒效率，進而船舶節能減排效率。具體來說，環境因素主要指的是船舶運行過程中的地理環境和自然環境，包括溫度、氣壓、航道條件以及氣象條件等，這些環境因素很大程度上會影響船舶耗油水平以及排放水平。例如大風會增加船舶運行阻力，影響船舶主機負荷，進而增加船舶耗油量；在海拔比較高的地區運行時，大氣壓力會隨著海拔的升高而降低，空氣含氧量也隨之降低，這樣船舶燃料就不能充分燃燒，單位燃料燃燒的實際功率也會降低；航道彎曲角度、交叉情況、航道寬度以及航道深度等都會在一定程度上影響船舶能源消耗以及廢氣排放情況，航道彎曲度越小，燃燒消耗越少。

3.效益因素

船舶資金投入成本以及效益水平在一定程度上反映了船舶企業給我國國家社會帶來的經濟效益以及實施節能減排的效果。船舶企業在進行高效低成本投入時，能夠更合理地實施節能減排工作，促進船舶節能減排效果的實現，但船舶企業在進行比較高成本投入時不僅不能帶來經濟效益，還有可能使企業產生負經濟效益，進而打擊船舶企業節能減排的積極性，嚴重影響船舶企業的發展。船舶企業的經濟效益指的是在船舶運行中，產品投入比值，其效益的高低在一定程度上影響著整個船舶行業。從國民經濟方面來講，經濟效益就是說全部的構成要素和其中某個構成要素之間的百分比，經濟效益越高，船舶節能減排發展越迅速。因此可以說，經濟效益是船舶節能減排重要影響因素之一。

三、船舶節能減排技術的應用

1.船體減阻降耗

船舶船體減阻降耗是船舶節能減排重要手段之一。從船舶設計層面上講，船體減阻降耗可以從船體低阻力線型設計、浮態調整、船舶船體表面減阻以及低風阻上層建筑等方面進行設計研究。低阻力線型設計主要包括線型優化和總體設計優化兩個方面，如下圖3.1所示。低阻力線型設計中的總體設計優化指的是設計優化人員根據設計經驗和母型船等，在保證船舶具有足夠排水量的前提下，調整方形系數和浮心位置，選取合適的船型尺寸比。而線型優化則指的是船舶船體線型的UV度、水線進流角以及去流角等的設計對船舶船體阻力具有一定的影響，設計優化人員依靠模型試驗和CFD手段等，反復調整船舶線型，并最終確定船體的低阻力線型。船舶在實際航行中的阻力不僅僅取決于船舶的靜水阻力，還與航線上風浪流等環境因素有關，研究人員對船舶在多種轉載工況下的阻力性能進行研究，實現了在全航程多工況下船舶綜合阻力性能全面提升的目標，從而形成了船舶船體減阻降耗的浮態調整方法。低風阻上層建筑則指的是設計人員通過優化船舶船體上層建筑的外形，降低風阻力，從而實現節能減排。

2.使用經濟航速

船舶的燃油消耗是一種綜合反映船舶節能減排技術與經濟性的指標，其與船舶航速息息相關。在實際的船舶運行過程中，經濟航速的概念主要有三種，也即最低燃油消耗率航速、最高盈利航速以及最低燃油費用航速，實際意義上的經濟航速常指的是最低燃油消耗率航速。船舶主要部分有鍋爐、船舶主機以及發電柴油機等，其中最重要的耗油就是船舶主機耗油，其重要的耗油特點就是在運行船舶主機時，船舶功率和船舶航速之間具有三次方關系，因此應適當地降低船舶航速。從實際的船舶運行方面進行考慮，當船舶轉速和功率變化時，船舶主機消耗燃油量就會受到船速、換氣量以及噴油量的影響，因此就要找到一個船舶航速和耗油的最佳平衡點。最佳平衡點主要從以下幾個方面進行考慮：船舶航速和主機耗油量關系、船舶耗油設備的狀態、船舶運營年限、船舶航行條件、船舶實際的運行路線等。因此，船舶使用經濟航速的基本原理就是工作人員在主機安全的轉速范圍內，根據主機實際的運行情況，找到船舶耗油和航速最佳的平衡點。

3.提高推進效率

提高船舶推進效率主要有改進尾部伴流場、主機降功率使用等方式，改進尾部半流場指的是在船舶船體上加裝螺旋槳整流罩，這種技術主要應用到對螺旋槳尺寸有限制的以及拖輪等高負荷低航速的船舶。加裝螺旋槳整流罩后的螺旋槳后流場、槳軸上下不完全對稱，其螺旋槳槳軸上方流場偏右，槳軸下方流場偏左。因此，使船舵上下部成一定角度，來分別對齊螺旋槳后流場，進而減少船舵所受扭矩，這種節能措施可在服務航速工況下節省4%的功率。主機降功率使用指的是將船舶主機的功率降低，進而降低船舶燃油消耗率，達到船舶節能的目的。這種節能技術較為成熟，雖然初次投入成本較大，但從整個船舶生命周期來看，該節能技術經濟性較好。目前，很多的大型船舶公司可以接受這種優化設計方案，其通過主機的優化配置可實現3%―6%的降耗。

4.廢熱回收及廢氣處理

船舶廢熱回收及廢氣處理也是一種較為重要的船舶節能減排手段，其中船舶廢熱回收主要指的是船舶廢熱利用技術，其回收原理圖如下圖3.2所示，在船舶燃油消耗中，大概有50%的熱量以熱輻射、廢氣以及熱交換的形式浪費掉。船舶主機廢熱利用透平轉化功率為最大功率的0.6%到4%，這種利用技術初次投入資金較多，多用在大型集裝箱船上；船舶主機冷卻水廢熱再利用則可對船舶掃氣和缸套的廢熱進行再次利用，從而提高2%到3.5%的主機功率，這種回收系統較為復雜，通常需要與蒸汽透平和廢氣透平等聯合使用，因此多用在大型集裝箱船上。船舶廢氣處理主要指的是船舶安裝廢氣凈化器以及船舶采用廢氣循環系統，船舶廢氣凈化器可以有效去除船舶廢氣中的SOX以及微塵顆粒等，其去除率可達到98%、80%，船舶廢氣循環系統則可以有效減少船舶中的NOX，其主要是加裝一個EGR單元，以降低船舶廢氣的峰值溫度，從而減少船舶的產生。

結語

總而言之，船舶節能減排不僅能滿足我國航運發展的需要，還能符合我國節能減排的總體國家戰略，因此工作人員要采取合適的措施，對船舶進行節能減排優化設計，例如船體減阻降耗、使用經濟航速、提高推進效率以及廢熱回收及廢氣處理，從而提高船舶節能減排效果，推動我國船舶運輸行業的健康發展。

參考文獻

[1]何放平，王海松.淺析船舶節能減排技術的應用[J].山東工業技術，2016（1）

篇（5）

節能減排是一項有利于全人類進步與發展的系統化工作，隨著我國經濟的發展信息技術的不斷提高，通信產業的能耗問題也日益凸顯出來。通信規模不斷的擴張導致我國通信網絡、動力設備、制冷系統及機房、基站等配套的基礎設施數量成倍的增長，使能源消耗幅度不斷增加，這就要求我們重視在通信行業中的節能減排工作。

1 節能減排的思想研究

根據我國目前的通信行業狀況分析不難得出，節能減排工作應該從以下幾個方面進行。首先要從網絡運營方面進行節能減排，對機房維度、業務維度等方面進行能耗現狀的分析，樹立節能減排的目標和思路。其次要從采購、辦公等方面進行能耗現狀的分析，樹立綜合管理節能減排目標和思路。最后要從營銷及服務方面入手，分析電子渠道、渠道用房、信息化服務等方面的能耗現狀，樹立營銷及服務的節能減排目標和思路。

2 節能減排的方法措施

2.1 通信網絡措施

我國通信設備的耗電量大，局點設備容量小，單位能能耗較高。我們要運用新科學技術對其進行改造，采用能耗較低的設備。工作中應該常檢查原有的設備，對能耗高的設備進行退網與更換。對現有的設備進行整合，使其的工作效率得到提高，同時也要根據基地的地理條件采用不同的設備，已達到最好的節能減排效果。

2.2 基站主設備措施

對現有的基站設備，可以采用載頻智能關斷技術。當基站的話務量下降時，基站通過軟件自動控制，關閉部分沒有負載的收發信單元，從而達到節電的目的。利用待機模式控制無線設備，控制整個載頻模塊，從而達到降低能耗的目的。此技術重點適用于郊區、農村及相對偏遠的地區，通過斷電技術來延長設備的工作壽命。

2.3 通信機房措施

通信機房的節能減排與機房的通風措施的好壞是分不開的，但是許多通信機房特別是早期建設的機房能耗大，需要進行整改，目前通風技術主要為以下三種：

2.3.1 精確送風技術

我們可以把精確送風分為兩大類，即下進風和上進風方式，上進風方式指的是在機柜的頂部開一個可調節風量的進風口，充分保證其冷氣不流失走，下進風工作原理與上進風相似，只不過進風口是設置在機柜的底部，將地板下的冷空氣輸送到機柜中。精確的送風方式有助于通過送風技術實現節能減排。

2.3.2 熱交換節能技術

熱交換技術（heat exchange）指的是由于溫差而引起的兩個物體或同一物體各部分之間的熱量傳遞過程。因此在通風措施中需要有兩套獨立的循環風道組成，室外冷空氣經過管道進入室內，與室內的熱空氣進行熱量交換，以此來達到降溫的效果。

2.3.3 智能通風節能技術

智能通風系統會根據室內溫度的高低分布規律來控制室內的溫度，利用對流的空氣排出室內的熱空氣，降低室溫。這種技術對室外空氣潔凈度有較高的要求。

2.4 基礎配套措施

運用基站的監控系統實現對設備消耗情況的采集，根據能源供給的狀況對基站進行遠程控制，加強電能結算的時效性，降低成本，提高通信設備的工作效率。

2.5 開關電源模塊休眠措施

開管電源模塊休眠是一種采用整流模塊對冗余配置進行控制的技術，開關電源的系統是以基站的負載大小為原則進行配置的，休眠狀態的模塊數量可以根據負載變化而變化。隨著開啟模塊的數量增加，進入休眠狀態的模塊數越少，節電量和節電率也在不斷增加，但是因系統無效能耗引起總輸入功率的提高。

模塊休眠可以減少各個模塊的工作時間，減少模塊故障率保障設備的使用壽命，降低能耗，一高企業的投資效益。

2.6 太陽能及風光互補措施

利用自然資源減少電力資源的消耗，夏季太陽輻射強，冬季風力強，合理利用太陽能和風能等自然資源，完善發電設備的供電系統，在太陽能充足的地方使用風光互補的模式，達到利用太陽能和風、光能滿足供電的需求，從而使節能減排落到實處。

3 節能管理的方法措施研究

要使電信行業的節能減排落到實處必須要建立健全相關的法律保障制度，讓節能減排做到有章可循，同時也要安排有關工作人員對其進行嚴格管理，堅決做到精細化用電，相關技術人員也要時刻準備對工作設備進行維護、搶修，這就要求相關工作單位集中采購維修材料，保證維修質量，科學配置，可以降低采購成本和因臨時準備器械零件而產生的額外費用做到有問題及時維護。實行設備回收計劃，運用先進的科技滿足通信行業的需求，提高回收利用率。合理運用創新的科學技術，從根本上達到節能減排的目的。

4 結束語

全球能源持續緊張，積極推進通信行業的節能減排不僅僅是降低自身的運營成本，更是在相應國家的號召。隨著我國通信行業的飛速發展，不斷涌現出的新業務新技術帶來能耗也在不斷增加，如何在滿足通信業綠色需求的同時，減少資源消耗，走可持續發展的道路是每個企業都要關注的問題，節能減排也是每個企業需要自覺承擔的責任。通過科技的不斷進步，相信在今后的通信業會得到更好的發展。

參考文獻

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[3]李毅，劉小湘.物理相變儲能技術在通信基站中的應用研究[J].建筑熱能通風空調，2012（05）.

篇（6）

對于電力行業整體而言，從建立節能減排長效機制的角度來看，宏觀規劃是非常重要的，可以通過制度手段進行節能減排。根據中國能源的分布、電量的需求，加上促進可持續發展的政策機制，建設既高效又節能的機組，優化火電結構。盡快調整經濟結構、轉變增長方式，提高企業的生產效率，加強技術創新及推廣應用。對污染物排放數據是否達標進行監測，在生產過程中進行節能減排系統的優化。確定最佳的資源配置方案與能源流向及輸送過程，完善產業結構調整。提高可再生資源發電的利用率，在制度、技術、結構上采取綜合性對策。采用行政法律法規和市場競爭相結合的機制，重視能源節約和污染物減排工作，使資源優化配置。根據節能減排的國際經驗及中國國情，通過節能調度的措施、有效監管及節能減排的技術支撐體系，通過市場機制來促進節能減排工作。

二、電力節能減排的技術支撐體系的市場機制

火電企業是中國電力行業的中堅力量，考慮部分市場機制的節能減排模式，在其轉化為電能的過程中，建立基于能耗和污染物排放標準的節能減排的市場機制，并且要建立促進可持續發展、健全節能減排的長效機制。支持鼓勵進入機制輔助以加大國家的宏觀規劃，限制約束進入機制調整電力產業的整體結構。利用法律法規與市場手段相結合，以技術標準、差別價格、經濟補償等機制引導高能耗、高污染的火電機組有序退出市場，真正達到節能減排的目標，彌補市場機制的不足。從而確保了電力產業結構的科學化，強化了執行節能、環保等社會性的監管。

（1）市場機制電力節能減排過渡模式中國電力市場化改革針對各行業的不同特點制訂相應的政策和法規，雖然取得了一定的進展，但是沒有真正地抑制火電企業廢氣的排放，仍需加強對污染氣體排放量的控制。由于電力市場機制還很不成熟，可以通過停止使用部分小火電機組并同時建設大容量、低耗能、高效率、少排放的機組，促進節能減排的發電權交易機制。發電權交易，就是計劃合同電量的有償出讓和買入，并制定相應的法律法規，借鑒普通商品二級市場交易，從源頭上解決問題。通過轉讓或購入發電權電量實現發電企業之間的交易，更快更好地實現節能減排的目標。實施發電權交易是促進節能減排的有效方法，也是促進高效節能環保的重要途徑，會直接影響中國節能減排目標的實現。通過以市場機制促進節能減排，來達到結構上的優化及降耗。此外，通過競爭達到管理上的優化及降耗，充分發揮市場配置資源的基礎性作用，利用法律和長效市場機制來確保節能減排的目標更好更快地完成。

（2）調整市場機制的節能減排管理手段，提高經濟效益通過實施差別電量(政府宏觀調控或計劃調控)，調整電力產業布局使電力結構科學化。改變傳統的平均分配發電，抑制用電量的迅猛增長。通常情況下，發電都是利用小時數的模式，發電利用小時數就是一定時期內平均發電設備容量在滿負荷運行條件下的運行小時數。平均發電用小時＝報告期發電量／報告期的平均發電設備容量。通常都是從工業快速發展的實情出發，實行機組類型差別、能耗差別，增加高效環保機組的發電小時數，并通過對產業結構的調整來解決工業的高耗電量和節能的問題。實施“上大壓小、關停小火電”政策，達到節能減排保護環境的目的。對列入關停序列的小火電機組，從問題的源頭出發，進行合理的規劃，給予一定的補償性發電量指標，避免火電企業的無序建立。關停盲目建立的導致煤炭供需失衡的小火電是實現節能減排目標的重要措施。同時，通過競標及充分配置市場資源，提高資源的配置效率，完善相關的法律法規，建立節能減排長效機制。基于經濟發展同環境保護協調的目的，促進可持續發展的政策機制，維護節能減排的技術體系，彌補市場機制在節能減排中的不足。

（3）增進質量監督工作，促進可持續發展通過電力節能減排的方式和手段促進可持續發展的政策機制，是電力節約、減少排放的根本所在。綜合運用經濟、法律、行政等手段，在一定程度上，解決一些環境保護、節約能源等外部問題。重視安全問題基礎上，以能源價格為核心內容的經濟手段來激勵相關各方自覺遵守節能減排的基本政策，完善一系列的法律法規以達到節能減排的目的。因其直接危及到工人及附近居民的切身利益和自身的保障，將節能減排目標的責任落實到地方政府及國有企業，充分發揮政府的主導作用，加強當地人民的節能意識。同時以經濟手段為基礎，制定一系列的法律法規，以此為保證，作用于各級政府及國有企業。狠抓節能減排責任落實和執法監管，進行以安全為主題的思想政治教育，對節能減排技術人員進行全面培訓、監督及考核。加強節能減排管理，加快節能減排的法制建設，制定完整齊備的方案來保證電力節能工作的順利執行。發揮各種措施相結合的積極作用，推進能源價格形成機制改革，減輕減排的技術壓力。

（4）加強成本管理，完善組織體系建立集中統一、高效透明的節能減排監管體系，使其達到可持續發展的目的。理順節能減排監管職能，落實政府在節能減排中的作用。解決節能減排監管職能的配置問題，積極采取措施，促進個人的學習，加大執法檢查力度。公平公正地進行工作的投入，理順能源主管部門、環保部門與監管部門的關系，制定出反映市場供求關系與環境保護程度及電力資源稀缺程度的機制。履行對電力節能減排的專業性監管，將工作責任落實。建立有效的財稅激勵政策，大力抓日常管理，制定出行之有效的獎勵機制，增加節能減排投資，健全節能減排工作的標準，實施所得稅優惠政策。加大對清潔能源的發展，對節能減排產品的生產企業給予一定的所得稅優惠，將環境保護、資源利用與經濟協調統籌起來。立足于鼓勵節能減排產品生產企業的生產，形成良性循環。引導節能減排產品的使用和消費，通過源頭的控制，達到節能減排的目的。發展循環經濟和清潔生產。建立基于能耗和排放的市場準入機制，走清潔生產的模式，把發展經濟與節約資源、保護環境結合起來，讓公民從思想上建立節能環保的意識。

篇（7）

關鍵詞:材料替代;生產工藝改革;廢料能利用

Key words: material substitution;production process reform;make use of waste

中圖分類號:TU506 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)17-0083-01

0引言

水泥行業的生產過程已經形成了一個產業的鏈式結構,從開采到加工到運輸都在不斷地為節能減排進行著技術的改進。其中水泥行業耗能最高的環節就是生產環節,燒造、粉碎、研磨的過程中都在不斷地消耗著大量的能源。我國現在的主要生產工藝是干法生產,它利用現代流體力學、燃燒動力學、熱工學、計算流體力學、粉體工學等現代科學理論和技術,在其工藝流程中還是有許多的技術節點是可以進行改進的,并使水泥生產的進一步體現其高效、優質、節能、節約資源、符合環保和可持續發展的有點。

1水泥行業節能減排的技術措施

1.1 產品和原料改進

1.1.1 多摻混合材目前的水泥產品在出廠的時候需要對水泥進行混合材料的添加,這樣做是為了改進水泥的性能,以滿足不同施工工程的要求。據統計:“以2007年為例,水泥總產量達13.6億噸,以普通硅酸鹽水泥為例。如果每噸水泥多摻1%混合材,那么就是節約1360萬噸熟料。按新型干法窯每噸熟料熱耗110～130kg煤計算,這樣做就可節約1.2kg標準煤每噸水泥。若合理的將普通硅酸鹽水泥的混合材含量由15%提高至20%,預計將節約816萬噸標準煤,按1噸水泥熟料產生l噸CO2計,可減少CO2排放量6800萬噸;按原煤含硫1%計,可減少SO2排放20.8～22.8萬噸;按1噸標準煤產生7.4kgNOx計,可減少NOx排放量6.0萬噸?！盵1]由此可見,在水泥的成品種添加適當的混合材料是有利于節能和減排的。

1.1.2 替代原料目前的水泥生產中還有一項很重要的技術措施可以達到節能減排的效果,就是從原料上下手,利用工業的廢渣來代替石灰石在原料中的比重。含有CaO的工業廢渣很多,包括碳化爐渣、礦渣、鋼渣等,這些廢渣首先都是經過高溫處理過的,其CaO的形式已經成為硅酸鹽、鋁酸鹽、鐵酸鹽。這樣的含量可以保證在物料被利用是不用像石灰石那樣對CaCO3進行加熱分解處理,通過實踐檢驗,處理石灰石中的CaCO3所需的能源消耗占熟料燒成熱耗50%以上。

1.2 生產工藝改進

1.2.1 改進粉磨技術、添加助磨劑減少電耗水泥生產中一個主要耗能環節就是磨粉工藝流程,在這里主要控制的是電能的消耗。以此看來在磨制工序中適當的采用新型的磨制技術和設備是可以在節電方面取得顯著效果的。

1.2.2 利用變頻調速技術節能變頻技術是節能技術之一,這項技術可以幫助水泥生產中的一些輔助系統進行節能調節。最具有代表性的就是對風機耗電的控制。經測算,在生產一噸水泥的耗電量中約有30%的電能消耗是工況調節用風機的耗電。這里可以利用變頻調速的技術對生產用風機進行控制改良,實踐表明,風機采用變頻調速技術可節電越2.5kWh/噸熟料,也就相當于1kg標準煤。

1.3 廢料能利用

1.3.1 水泥窯輔助處理廢料技術

1.3.1.1 廢料的處理完全、安全。一般處理水泥廢料的方法就是高溫,條件是至少在一千度的環境下保持兩秒鐘才能使物料無害。之所以利用水泥窯就是因為其溫度可以長時間的保持在一千度以上,在這里處理可以到達到更完全的處理效果。由于水泥窯的特殊機構使得有害廢料在其中可以停留8秒中左右,這就達到了廢料無害處理的基本技術要求。再有,水泥窯內部的堿性可以起到中和作用,讓一些有害物質以鹽的形式穩定存在,減少了“二惡英”的產生。

1.3.1.2 該技術可以實現水泥生產的減排,很明顯,在高溫的作用下,排放的氣體中的有害物質已經大大的降低。尤其是二氧化碳的含量因為水泥生產中對鹽類結晶的需要而減少。某水泥廠利用該技術,年生產3000 噸水泥熟料的過程中,處理廢物也將近10萬噸,基本實現了廢棄物的節能化和無害化的處理。

1.3.2 利用低溫余熱發電技術提高能源利用對于資源的再利用也是節能的形式之一。在水泥生產中體現的就是對于余熱的利用。目前較為廣泛的方式就是利用余熱發電。這樣的裝置可以在不增加任何熱源的情況下進行發電。這項技術的采用既節省了電能的消耗實現了水泥生產的節能減排。下面介紹一下閃蒸余熱發電技術:閃蒸就是在發電系統中利用了閃蒸的理論。具體的過程是,利用余熱對水進行加熱產生蒸汽和熱水,并將主蒸汽和熱水進行分流,蒸汽進入高壓汽口,熱水進入閃蒸裝置,并產生低壓蒸汽,在這里將主蒸汽和低壓蒸汽一同引入汽輪機內對其作工實現發電。作工后的低壓蒸汽通過凝聚為鍋爐供水。這樣的過程中可以產生兩種產品:其一是電能,其二是熱水。

2總結

目前的建材技術水平還不能讓我們舍棄水泥這種建筑材料,但水泥生產過程中的高耗能、高污染是不爭的事實。如何做到既解決了水泥需要又能節能減排,是擺在世界水泥行業面前的難題。只有在實踐中開發和研究在生產中的創新技術、改進工藝流程、使用節能設備才能實現水泥行業綜合節能減排的目的。

參考文獻:

[1]孔祥忠.水泥工業的科技進步[J].水泥標準化技術通訊,2008(2).

篇（8）

在能源消耗系統中，鍋爐及供熱系統占有很大的比例。據不完全統計年耗煤量約占我國煤炭產量的三分之一左右。目前我國工業鍋爐以燃煤為主，燃煤工業鍋爐占其總量的 80%以上，平均熱效率為60% ～65% ，遠低于鍋爐產品 70% ～80%的設計和鑒定熱效率。工業鍋爐普遍存在熱效率低、原材料消耗大、排放高、污染大等問題。因此，做好鍋爐的安全經濟運行，對于促進節能減排具有十分重要的意義。

1 工業生產中鍋爐能源浪費的現狀

1.1 不完全燃燒熱損失

不完全燃燒損失包括化學不完全燃燒熱損失和機械不完全燃燒熱損失。化學不完全燃燒熱損失系指排煙中含有尚未燃盡的 CO、H2、CH4等可燃氣體所造成的熱損失。機械不完全燃燒熱損失指未燃燼的煤粒造成的熱損失。這些未燃燒的炭包含在灰渣及飛灰之中，層燃爐的漏煤也造成這種熱損失。

1.2 排煙熱損失

以中小型工業鍋爐為例，排煙溫度正常情況下應在 200℃以內，160℃左右較好，排煙溫度每降低 12～15℃，可節煤 1%。而實際情況是不少鍋爐的排煙溫度超過了 200℃，排煙處的過量空氣系數為 1.7～2.5，排煙熱損失為 8%～20%。一般來說，排煙溫度低，熱效率相應高，經濟效果好，但排煙溫度過低，會造成鍋爐尾部受熱面的煙氣結露，產生低溫腐蝕及堵灰。

1.3 散熱損失某些工業鍋爐及熱網管道保溫效果差

有的鍋爐某些部件不保溫，有的鍋爐蒸汽管道雖然保溫，但對保溫管道的維修相當少，造成破損、泄漏。在蒸汽管道上，有壓差就有漏損，有溫差就有散熱。

2 我國燃煤工業鍋爐的節能技術

2.1 給煤裝置改造

中國的層燃鍋爐都是燃用原煤,其中占多數的正轉鏈條爐排鍋爐,原有的斗式給煤裝置,使得煤塊和煤末混合堆實在爐排上,阻礙鍋爐進風,影響燃燒。將斗式給煤裝置改造成分層給煤裝置。即使用重力篩選將原煤中塊、末自下而上松散地分布在爐排上,有利于進風,改善了燃燒狀況,提高煤的燃燒率,減少灰渣含碳量。

2.2 燃燒系統改造

對于正轉鏈條爐排鍋爐,這項技術改造是從爐前適當位置噴入適量煤粉到爐膛的適當位置,使之在爐排層燃基礎上,增加適量的懸浮燃燒,可以獲得10%左右的節能率。但是,噴入的煤粉量、噴射速度與位置要控制適當,否則,將增大排煙黑度,影響節能效果。

2.3 爐拱改造

正轉鏈條爐排鍋爐的爐拱是按設計煤種配置的,有不少鍋爐不能燃用設計煤種,導致燃燒狀況不佳,直接影響鍋爐的熱效率,甚至影響鍋爐出力。按照實際使用的煤種,適當改變爐拱的形狀與位置,可以改善燃燒狀況,提高燃燒效率,減少燃煤消耗?，F在已有適用多種煤種的爐拱配置技術。這項改造可獲得10%左右的節能效果,技改投資半年左右可收回。

2.4 鍋爐輔機節能改造

燃煤鍋爐的主要輔機―――鼓風機和引風機的運行參數與鍋爐的熱效率和耗能量直接相關,用適當的調速技術,按照鍋爐的負荷需要調節鼓、引風量,維持鍋爐運行在最佳狀況,一方面可以節約鍋爐燃煤,又可以節約風機的耗電,節能效果是很好的。

2.5 層燃鍋爐改造成循環流化床鍋爐

循環流化床鍋爐是煤粉在爐膛內循環流化燃燒,所以它的熱效率比層燃鍋爐高15～20個百分點,而且可以燃用劣質煤；由于可以使用石灰石粉在爐內脫硫,所以,不但可以在大大減少燃煤鍋爐酸雨氣體SO的排放量,而且,其灰渣可直接生產建筑材料。

2.6 舊鍋爐更新

這項改造是用新鍋爐替換舊鍋爐,包括用新型節能型鍋爐替換舊型鍋爐；用大型鍋爐替換小型鍋爐；用高參數鍋爐替換低參數鍋爐,以實現熱電聯產等。

2.7 控制系統改造

第一,按照鍋爐的負荷要求,實時調節給煤量、給水量、鼓風量和引風量,使鍋爐經營常處在良好的運行狀態。將原來的手工控制或半自動控制改造成全自動控制。第二,對于供暖鍋爐,在保護足夠室溫的前提下,根據戶外溫度的變化,實時調節鍋爐的輸出熱量,達到舒適、節能、環保的目的。

3 我國燃煤工業鍋爐的減排技術

3.1 燃料預處理

根據鍋爐型號和使用狀況,選擇合理的煤炭品種,進行煤炭的篩分、洗選和合理配煤,或者采用煤炭的爐前成型技術,從而以較小的代價實現節約煤炭和減排溫室氣體的效果。

3.2 鍋爐的合理運行

我國鍋爐使用運行中的主要問題是:容量過小或負荷不匹配,操作工的素質較低。通過優化鍋爐的合理配置,培訓一定數量的技術操作人員,其減排的成本也是很低的。

3.3 改造和完善鍋爐的燃燒系統

對現有鍋爐的燃燒系統進行必要的改造和完善,可以使燃料效率提高5%～10%。其主要的技術措施是鍋爐燃燒室的優化,比如安裝省煤器、實行計算機控制等。這些措施已經在工業鍋爐上廣泛應用,其減排的代價也比較低。

3.4 采用高效清潔燃燒技術

第一，循環流化床鍋爐。該技術綜合了鼓泡床和高速汽化床鍋爐的優點,克服了高速床磨損嚴重、高溫分離結構復雜、難于控制的缺點。循環流化床鍋爐適用的燃料為工業煤矸石、煙煤、貧煤等,燃燒效率為89%～92%,容量35～130蒸t。

第二，拋煤機燃燒鍋爐。在拋煤燃燒過程中,煤粒細屑拋入爐膛時呈半懸浮燃燒,較大顆粒落到爐排上繼續進行層狀燃燒。此種燃燒具有著火條件優越、燃燒熱、強度高、煤種適應范圍廣等優點。

第三，振動爐排鍋爐。振動爐排是一種全機械化、能自動撥火、分段送風的平面式燃燒系統。該爐燃燒采用煙煤時可顯著提高熱效率,每年可節煤500t,年減少CO2排放827t,壽命期內可減少CO2排放1.24萬t。

第四，翻轉爐排(萬用爐排)鍋爐。BL型萬用爐排是一種用推力送料,類似于往復爐排的燃燒設備,屬于一種水冷式層狀燃燒裝置。適用范圍廣,可燃用煙煤、無煙煤、褐煤或各種廢料及垃圾。此種爐排與鏈條爐排相比,制造成本低、燃燒充分、熱效率高、水冷結構、爐排壽命長，熱效率可達80%～82%,鍋爐容量可達4～20蒸t。

第五，改進型水火管鍋爐。水火管鍋爐是我國的特色產品,是經過多年實踐形成的新一代改進型水火管鍋爐。該鍋爐效率大于80%,比國家標準高5%～8%。改進型水火管鍋爐結構緊湊,可節省鋼材30%,制造成本降低20%。

第六，角管式鍋爐。角管式鍋爐可配置各種燃燒設備,如鏈條爐排、水冷振動爐排、往復爐排、拋煤機爐排以及流化床等?？蓾M足各種用途的工業鍋爐,包括蒸汽爐、熱水爐、余熱爐及垃圾爐。鍋爐熱效率大于85%,容量達10～130蒸t。1臺20蒸t的角管式鍋爐,每年可節煤900 t,每年減少CO2排放1 463 t,壽命期內可減排CO2約2萬t。

第七，下飼式爐排。下飼式鍋爐爐排調節比可達10∶1,風煤比恰當,燃燒效率高。小型鍋爐熱效率可達70%～80%,鍋爐容量0.4～4蒸t。1臺4蒸t該種鍋爐年節煤293 t,年減少CO2排放397t,壽命期內可減排CO2約6 000 t。

4 結語

工業鍋爐的節能工作，是降低能耗、減少環境污染、造福子孫后代的有益事業。因此，我們應該著眼于未來，積極貫徹落實國家的節能減排政策，加大對工業鍋爐節能減排工作的重視力度，并積極實施節能技術措施，提高鍋爐的運行熱效率，達到鍋爐低耗高效的節能目的。

篇（9）

中圖分類號：TE45 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）29-0029-01

1、企業簡況

第四采油廠隸屬于中國石油天然氣股份有限公司大港油田分公司，是有大型企業，主要從事石油天然氣開采，資產總額36億元。

第四采油廠所轄區域南起二號院，北至驢駒河，西近津南鐵路，東臨渤海，是大港油田公司的北大門，管理著板橋、千米橋、長蘆3個油田；目前共有油井321口，注水井83口，原油年產能力24.93萬噸，天然氣年產能力2.22億立方米，年注水量164萬立方米。

第四采油廠遵守國家法律法規和石油行業標準，執行油田公司QHSE管理體系，管理制度健全，針對生產、安全、環保等各方面制定了具體的管理辦法。

2、環?，F狀

采油廠廢水分為工業廢水和生活污水。工業廢水為采油污水，各油氣生產井生產出的油氣水，分別進入計量接轉站后，再經過集輸管線系統進入板一聯合站進行油氣水分離。分離出的污水進入污水處理設施，采用物理化學方法處理后，返回注水系統進行回注地下，起到驅油目的。生活廢水包括食堂生活廢水和辦公生活廢水，均排入污水下水道。

采油廠廢氣為水套加熱爐燃燒廢氣。在油氣生產、集輸工藝過程中，需要進行加熱工作，加熱爐的燃料為天然氣，燃燒時產生廢氣排放。

采油廠固體廢棄物為一般廢物和危險廢物。一般廢物主要是生活垃圾及少部分工業用料廢棄物，這些固體廢棄物定期由相關部門負責清理回收。危險廢物為《國家危險廢物名錄》中規定的標準石油生產過程中產生的落地原油、含油泥砂。目前，我們采油廠產生的含油泥砂拉運到當地政府指定地點進行處理。

3、清潔生產與節能減排的先進技術與做法

從2008年開始，第四采油廠就開展了清潔生產與節能減排的工作，截止到2009年底共實施了32項無低費方案，11項中高費方案，并在物料消耗、能源消耗、污染物排放等諸多方面均取得了顯著的經濟與環境效益，達到了節能降耗、減污增效的目的。

下面對采油廠開展清潔生產與節能減排的一些好的技術與做法進行介紹：

在無低費方面：

3.1、建立回收制度，節約手套、棉紗、皮帶等使用量，減少廢棄物的產生。

08年以前，雖然有一些設備使用管理制度，但是沒有根據清潔生產和節能減排定出專門的管理制度，2008年，在采油廠開展此項工作后，專門對各單位下放了固體廢物和危險廢物回收管理制度，從制度上進行了約束，使廣大一線員工增強了清潔生產和節能減排意識，達到了減少物資消耗，減少環境污染的目的；

3.2、廢抽油機皮帶利用。

抽油機廢舊皮帶的重復利用，采油廠有運轉抽油機130臺，每臺抽油機平均3個月皮帶更換一次皮帶，更換的廢舊皮帶經過改進，可以當抽油機盤根使用，平均節約成本約5.4萬元/年；

3.3、落地原油、放空油回收。

每個井站計量房都配有污油池，落地原油和取樣放空油及時存放到污油池內，由罐車統一拉運到當地政府指定地點進行處理，減少了環境的污染。

3.4、合理控制外輸爐停爐。

合理控制外輸爐停爐：采油四廠的原油外輸都是依靠管道輸送到聯合站，管道需要外輸爐加熱，根據原油輸送溫度，定出合理的冬夏季關停爐方案，可以減少天然氣的使用量，減少大氣污染，節能效益15萬/年；

3.5、合理控制空調開啟。

合理控制空調開啟：采油廠為了保證員工的身體健康，給每個辦公室和一線井站值班室配備了空調，為了不浪費電能，又能保證員工身體健康，規定夏季空調定溫在27度，減少氣體排放，減低單耗；

3.6、注水系統投入沉降罐，提高注水水質。

注水工作是采油廠一項重要工作，為了保證污水回注的水質，減少注水單耗，采油廠在板三注水站、白二注水站、板22注水站安裝了沉降罐，保證了污水回注的水質，節約電力，降低注水單耗；

3.7、更換節能燈。

對采油四廠所有辦公場所和一線井站更換節能燈具，減少員工更換燈泡的工作量，節約電能，節能效益5萬元/年

3.8、去除井場氣包。

優化低壓供氣管線，去除井場的低壓供氣氣包，可減少氣包維護、安全閥檢測費用4萬元/年，減少環境污染。

在中高費方面

3.9、實施單井干線通球技術，改造20口井，停用井場和干線加熱爐，投資97萬元；對20口井進行改造，實施單井干線通球，共停用井場和干線加熱爐35臺，減少了大氣污染，節能效益117.8萬元/年

3.10、實施老型蘭12型抽油機的增程節能改造35臺，投資200萬元；節電增油每年效益達100.8萬元

3.11、老式加熱爐的更新，投資82萬元，更換新型節能加熱爐20臺，減少溫室氣體排放量，節省燃氣效益16.8萬元/年。

通過清潔生產方案的實施，截止2009年，采油四廠減少天然氣消耗73.83萬方，根據天然氣減少量估算二氧化硫排放量和煙塵排放量均減少約16%。

2010年采油四廠根據清潔生產和節能減排工作部署，繼續推廣中/高費方案的應用，先后實施了十項改造方案（見表1）

篇（10）

Foundational Technology of Energy-Saving & Emission Reduction ――Power Semiconductor Devices and IC’s

ZHANG Bo

(State key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices,

University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054,China)

Abstract: Power semiconductor devices and IC’s, an important branch of semiconductor technology, are a key and basic technology for energy-saving and emission reduction with the wide spread use of electronics in the consumer, industrial and military sectors. The development,challengeand market of power semiconductor devices are discussed in this paper. The future perspectives and key development areas of power semiconductor devices and IC’s in China are also described.

Keywords: Energy-saving; Emission reduction; Power semiconductor device

1引言

功率半導體芯片包括功率二極管、功率開關器件與功率集成電路。近年來,隨著功率MOS技術的迅速發展,功率半導體的應用范圍已從傳統的工業控制擴展到4C產業(計算機、通信、消費類電子產品和汽車電子),滲透到國民經濟與國防建設的各個領域。

功率半導體器件是進行電能處理的半導體產品。在可預見的將來,電能將一直是人類消耗的最大能源,從手機、電視、洗衣機、到高速列車,均離不開電能。無論是水電、核電、火電還是風電,甚至各種電池提供的化學電能,大部分均無法直接使用,75%以上的電能應用需由功率半導體進行變換以后才能供設備使用。每個電子產品均離不開功率半導體器件。使用功率半導體的目的是使用電能更高效、更節能、更環保并給使用者提供更多的方便。如通過變頻來調速,使變頻空調在節能70%的同時,更安靜、讓人更舒適。手機的功能越來越多,同時更加輕巧,很大程度上得益于超大規模集成電路的發展和功率半導體的進步。同時,人們希望一次充電后有更長的使用時間,在電池沒有革命性進步以前,需要更高性能的功率半導體器件進行高效的電源管理。正是由于功率半導體能將 ‘粗電’變為‘精電’,因此它是節能減排的基礎技術和核心技術。

隨著綠色環保在國際上的確立與推進,功率半導體的發展應用前景更加廣闊。據國際權威機構預測,2011年功率半導體在中國市場的銷售量將占全球的50%,接近200億美元。與微處理器、存儲器等數字集成半導體相比,功率半導體不追求特征尺寸的快速縮小,它的產品壽命周期可為幾年甚至十幾年。同時,功率半導體也不要求最先進的生產工藝,其生產線成本遠低于Moore定律制約下的超大規模集成電路。因此,功率半導體非常適合我國的產業現狀以及我國能源緊張和構建和諧社會的國情。

目前,國內功率半導體高端產品與國際大公司相比還存在很大差距,高端器件的進口替代才剛剛開始。因此國內半導體企業在提升工藝水平的同時,應不斷提高國內功率半導體技術的創新力度和產品性能,以滿足高端市場的需求,促進功率半導體市場的健康發展以及國內電子信息產業的技術進步與產業升級。

2需求分析

消費電子、工業控制、照明等傳統領域市場需求的穩定增長,以及汽車電子產品逐漸增加,通信和電子玩具市場的火爆,都使功率半導體市場繼續保持穩步的增長速度。同時,高效節能、保護環境已成為當今全世界的共識,提高效率與減小待機功耗已成為消費電子與家電產品的兩個非常關鍵的指標。中國目前已經開始針對某些產品提出能效要求,對冰箱、空調、洗衣機等產品進行了能效標識,這些提高能效的要求又成為功率半導體迅速發展的另一個重要驅動力。

根據CCID的統計,從2004年到2008年,中國功率器件市場復合增長率達到17.0%,2008年中國功率器件市場規模達到828億元,在嚴重的金融危機下仍然同比增長7.8%,預計未來幾年的增長將保持在10%左右。隨著整機產品更加重視節能、高效,電源管理IC、功率驅動IC、MOSFET和IGBT仍是未來功率半導體市場中的發展亮點。

在政策方面,國家中長期重大發展規劃、重大科技專項、國家863計劃、973計劃、國家自然科學基金等都明確提出要加快集成電路、軟件、關鍵元器件等重點產業的發展,在國家剛剛出臺的“電子信息產業調整和振興規劃”中,強調著重從集成電路和新型元器件技術的基礎研究方面開展系統深入的研究,為我國信息產業的跨越式發展奠定堅實的理論和技術基礎。在國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)中明確提出,功率器件及模塊技術、半導體功率器件技術、電力電子技術是未來5～15年15個重點領域發展的重點技術。在目前國家重大科技專項的“核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件產品”和“極大規模集成電路制造裝備及成套工藝”兩個專項中,也將大屏幕PDP驅動集成電路產業化、數字輔助功率集成技術研究、0.13微米SOI通用CMOS與高壓工藝開發與產業化等功率半導體相關課題列入支持計劃。在國家973計劃和國家自然科學基金重點和重大項目中,屬于功率半導體領域的寬禁帶半導體材料與器件的基礎研究一直是受到大力支持的研究方向。

總體而言,從功率半導體的市場需求和國家政策分析來看,我國功率半導體的發展呈現以下三個方面的趨勢:① 硅基功率器件以實現高端產品的產業化為發展目標;② 高壓集成工藝和功率IC以應用研究為主導方向;③ 第三代寬禁帶半導體功率器件、系統功率集成芯片PSoC以基礎研究為重點。

3功率半導體技術發展趨勢

四十多年來,半導體技術沿著“摩爾定律”的路線不斷縮小芯片特征尺寸。然而目前國際半導體技術已經發展到一個瓶頸:隨著線寬的越來越小,制造成本成指數上升;而且隨著線寬接近納米尺度,量子效應越來越明顯,同時芯片的泄漏電流也越來越大。因此半導體技術的發展必須考慮“后摩爾時代”問題,2005年國際半導體技術發展路線圖(The International Technology Roadmap for Semiconductors,ITRS)就提出了另外一條半導體技術發展路線,即“More than Moore-超摩爾定律”, 如圖1所示。

從路線圖可以清楚看到,未來半導體技術主要沿著“More Moore”與“More Than Moore”兩個維度的方向不斷發展,同時又交叉融合,最終以3D集成的形式得到價值優先的多功能集成系統。“More Moore”是指繼續遵循Moore定律,芯片特征尺寸不斷縮小(Scaling down),以滿足處理器和內存對增加性能/容量和降低價格的要求。這種縮小除了包括在晶圓水平和垂直方向上的幾何特征尺寸的繼續縮小,還包括與此關聯的三維結構改善等非幾何學工藝技術和新材料的運用等。而“More Than Moore”強調功能多樣化,更注重所做器件除了運算和存儲之外的新功能,如各種傳感功能、通訊功能、高壓功能等,以給最終用戶提供更多的附加價值。以價值優先和功能多樣化為目的的“More Than Moore”不強調縮小特征尺寸,但注重系統集成,在增加功能的同時,將系統組件級向更小型、更可靠的封裝級(SiP)或芯片級(SoC)轉移。日本Rohm公司提出的“Si+α”集成技術即是“More Than Moore”思想的一種實現方式,它是以硅材料為基礎的,跨領域(包括電子、光學、力學、熱學、生物、醫藥等等)的復合型集成技術,其核心理念是電性能(“Si”)與光、力、熱、磁、生化(“α”)性能的組合,包括:顯示器/發光體(LCD、EL、LD、LED)+LSI的組合感光體、(PD、CCD、CMOS傳感器)+LSI的形式、MEMS/生化(傳感器、傳動器)+LSI等的結合。

在功能多樣化的“More Than Moore”領域,功率半導體是其重要組成部分。雖然在不同應用領域,對功率半導體技術的要求有所不同,但從其發展趨勢來看,功率半導體技術的目標始終是提高功率集成密度,減少功率損耗。因此功率半導體技術研發的重點是圍繞提高效率、增加功能、減小體積,不斷發展新的器件理論和結構,促進各種新型器件的發明和應用。下面我們對功率半導體技術的功率半導體器件、功率集成電路和功率系統集成三個方面的發展趨勢進行梳理和分析。

1) 功率半導體(分立)器件

功率半導體(分立)器件國內也稱為電力電子器件,包括:功率二極管、功率MOSFET以及IGBT等。為了使現有功率半導體(分立)器件能適應市場需求的快速變化,需要大量融合超大規模集成電路制造工藝,不斷改進材料性能或開發新的應用材料、繼續優化完善結構設計、制造工藝和封裝技術等,提高器件功率集成密度,減少功率損耗。目前,國際上在功率半導體(分立)器件領域的熱點研究方向主要為器件新結構和器件新材料。

在器件新結構方面,超結(Super-Junction)概念的提出,打破了傳統功率MOS器件理論極限,即擊穿電壓與比導通電阻2.5次方關系,被國際上譽為“功率MOS器件領域里程碑”。超結結構已經成為半導體功率器件發展的一個重要方向,目前國際上多家半導體廠商,如Infineon、IR、Toshiba等都在采用該技術生產低功耗MOS器件。對于IGBT器件,其功率損耗和結構發展如圖2所示。從圖中可以看到,基于薄片加工工藝的場阻(Field Stop)結構是高壓IGBT的主流工藝;相比于平面結結構(Planar),槽柵結構(Trench)IGBT能夠獲得更好的器件優值,同時通過IGBT的版圖和柵極優化,還可以進一步提高器件的抗雪崩能力、減小終端電容和抑制EMI特性。

功率半導體(分立)器件發展的另外一個重要方向是新材料技術,如以SiC和GaN為代表的第三代寬禁帶半導體材料。寬禁帶半導體材料具有禁帶寬度大、臨界擊穿電場強度高、飽和電子漂移速度高、抗輻射能力強等特點,是高壓、高溫、高頻、大功率應用場合下極為理想的半導體材料。寬禁帶半導體SiC和GaN功率器件技術是一項戰略性的高新技術,具有極其重要的軍用和民用價值,因此得到國內外眾多半導體公司和研究結構的廣泛關注和深入研究,成為國際上新材料、微電子和光電子領域的研究熱點。

2) 功率集成電路(PIC)

功率集成電路是指將高壓功率器件與信號處理系統及接口電路、保護電路、檢測診斷電路等集成在同一芯片的集成電路,又稱為智能功率集成電路(SPIC)。智能功率集成作為現代功率電子技術的核心技術之一,隨著微電子技術的發展,一方面向高壓高功率集成(包括基于單晶材料、外延材料和SOI材料的高壓集成技術)發展,同時也向集成更多的控制(包括時序邏輯、DSP及其固化算法等)和保護電路的高密度功率集成發展,以實現功能更強的智能控制能力。

3)功率系統集成

功率系統集成技術在向低功耗高密度功率集成技術發展的同時,也逐漸進入傳統SoC和CPU、DSP等領域。目前,SoC的低功耗問題已經成為制約其發展的瓶頸,研發新的功率集成技術是解決系統低功耗的重要途徑,同時,隨著線寬的進一步縮小,內核電壓降低,對電源系統提出了更高要求。為了在標準CMOS工藝下實現包括功率管理的低功耗SoC,功率管理單元需要借助數字輔助的手段,即數字輔助功率集成技術(Digitally Assisted Power Integration,DAPI)。DAPI技術是近幾年數字輔助模擬設計在功率集成方面的深化與應用,即采用更多數字的手段,輔助常規的模擬范疇的集成電路在更小線寬的先進工藝線上得到更好性能的電路。

4我國功率半導體發展現狀、

問題及發展建議

在中國半導體行業中,功率半導體器件的作用長期以來都沒有引起人們足夠的重視,發展速度滯后于大規模集成電路。國內功率半導體器件廠商的主要產品還是以硅基二極管、三極管和晶閘管為主,目前國際功率半導體器件的主流產品功率MOS器件只是近年才有所涉及,且最先進的超結低功耗功率MOS尚無法生產,另一主流產品IGBT尚處于研發階段。寬禁帶半導體器件主要以微波功率器件(SiC MESFET和GaN HEMT)為主,尚未有針對市場應用的寬禁帶半導體功率器件(電力電子器件)的產品研發。目前市場熱點的高壓BCD集成技術雖然引起了從功率半導體器件IDM廠家到集成電路代工廠的高度關注,但目前尚未有成熟穩定的高壓BCD工藝平臺可供高性能智能功率集成電路的批量生產。

由于高性能功率半導體器件技術含量高,制造難度大,目前國內生產技術與國外先進水平存在較大差距,很多中高端功率半導體器件必須依賴進口。技術差距主要表現在:(1)產品落后。國外以功率MOS為代表的新型功率半導體器件已經占據主要市場,而國內功率器件生產還以傳統雙極器件為主,功率MOS以平面工藝的VDMOS為主,缺乏高元胞密度、低功耗、高器件優值的功率MOS器件產品,國際上熱門的以超結(Super junction)為基礎的低功耗MOS器件國內尚處于研發階段;IGBT只能研發基于穿通型PT工藝的600V產品或者NPT型1200V低端產品,遠遠落后于國際水平。(2)工藝技術水平較低。功率半導體分立器件的生產,國內大部分廠商仍采用IDM方式,采用自身微米級工藝線,主流技術水平和國際水平相差至少2代以上,產品以中低端為主。但近年來隨著集成電路的迅速發展,國內半導體工藝條件已大大改善,已擁有進行一些高端產品如槽柵功率MOS、IGBT甚至超結器件的生產能力。(3)高端人才資源匱乏,尤其是高端設計人才和工藝開發人才非常缺乏?，F有研發人員的設計水平有待提高,特別是具有國際化視野的高端設計人才非常缺乏。(4)國內市場前十大廠商中無一本土廠商,半導體功率器件產業仍處在國際產業鏈分工的中低端,對于附加值高的產品如IGBT、AC-DC功率集成電路,現階段國內僅有封裝能力,不但附加值極低,還形成了持續的技術依賴。

筆者認為,功率半導體是最適合中國發展的半導體產業,相對于超大規模集成電路而言,其資金投入較低,產品周期較長,市場關聯度更高,且還沒有形成如英特爾和三星那樣的壟斷企業。但中國功率半導體的發展必須改變目前封裝強于芯片、芯片強于設計的局面,應大力發展設計技術,以市場帶動設計、以設計促進芯片,以芯片壯大產業。

功率半導體芯片不同于以數字集成電路為基礎的超大規模集成電路,功率半導體芯片屬于模擬器件的范疇。功率器件和功率集成電路的設計與工藝制造密切相關,因此國際上著名的功率器件和功率集成電路提供商均屬于IDM企業。但隨著代工線的迅速發展,國內如華虹NEC、成芯8英寸線、無錫華潤上華6英寸線均提供功率半導體器件的代工服務,并正積極開發高壓功率集成電路制造平臺。功率半導體生產企業也應借鑒集成電路設計公司的成功經驗,成立獨立的功率半導體器件設計公司,充分利用代工線先進的制造手段,依托自身的銷售網絡,生產高附加值的高端功率半導體器件產品。

設計弱于芯片的局面起源于設計力量的薄弱。雖然國內一些功率半導體生產企業新近建設了6英寸功率半導體器件生產線,但生產能力還遠未達到設計要求。筆者認為其中的關鍵是技術人員特別是具有國際視野和豐富生產經驗的高級人才的不足。企業應加強技術人才的培養與引進,積極開展產學研協作,以雄厚的技術實力支撐企業的發展。

我國功率半導體行業的發展最終還應依靠功率半導體IDM企業,在目前自身生產條件落后于國際先進水平的狀況下,IDM企業不能局限于自身產品線的生產能力,應充分依托國內功率半導體器件龐大的市場空間,用技術去開拓市場,逐漸從替代產品向產品創新、牽引整機發展轉變;大力發展設計能力,一方面依靠自身工藝線進行生產,加強技術改造和具有自身工藝特色的產品創新,另一方面借用先進代工線的生產能力,壯大自身產品線,加速企業發展。

5結束語

總之,功率半導體技術自新型功率MOS器件問世以來得到長足進展,已深入到工業生產與人民生活的各個方面。與國外相比,我國在功率半導體技術方面的研究存在著一定差距,但同時日益走向成熟?？傮w而言,功率半導體的趨勢正朝著提高效率、多功能、集成化以及智能化、系統化方向發展;伴隨制造技術已進入深亞微米時代,新結構、新工藝硅基功率器件正不斷出現并逼近硅材料的理論極限,以SiC和GaN為代表的寬禁帶半導體器件也正不斷走向成熟。