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减少碳污染的治理方案

       彻底解决碳排放的思路和方法

       摘要:随着现代工业产业逐步形成,人类也养成一些习惯行为和做法。比如烧锅炉排烟、汽车尾气排放,好像是必然发生和天经地义的行为。今天,是时候通过理念的更新,打破惯性思维的牢笼,让我们的工业生产过程来一次变革,从根本上解决碳排放及其他污染气体排放问题,让污染物质资源化,同时实现热量、能量的充分利用,达到减排、节能、增效的综合目的。

       一、 碳排放现状和危害

       自工业革命以来,人类活动大量排放的二氧化碳使全球出现变暖趋势,北极冰雪也加速融化,引起极端性气候灾害频发,严重危害人类生存和发展。对于全球变暖,科学家已经基本达成共识:最近50年来气温的上升主要是由于二氧化碳等温室气体增加造成的。因为二氧化碳是一种可长期存留的温室气体,它的排放量最终必须降到接近零的水平,

       中国目前是世界最大的碳排放国。随着经济的发展,今后仍将持续增加。尽管中国的碳排放总量仍在增长,但排放增速自2005年以来已“稳步下降”了大约30%,2014年增速甚至放缓至接近于零,并且中国的发电厂平均能源使用效率也处在世界领先水平。中国承诺其二氧化碳排放量将在2030年左右达到峰值,有推算认为最高将达到150亿吨。作为全球最大的二氧化碳排放国,为达成这一目标中国将投入超过41万亿元人民币。

       二、 碳排放来源及控制

       人类活动造成的碳排放是温室气体剧增的主要因素!人类碳排放主要来自于化石燃料的使用以及其他工业生产。煤炭、天然气、石油、水泥在1960~2012年间的累计排放量占总排放量的比例依次为39.2%、17.2%、40.5%、3.1%。2012年的比例依次为42.8%、19.0%、33.0%、5.2%。近十多年来,由于煤炭使用量快速增长,来自于煤炭的排放也快速增长。

       从上述数据可以看出,化石燃料能源生产和利用的排放占温室气体排放2/3,减少碳排放的根本出路是减少石化燃料消耗!而能源又是经济增长基础。既要确保世界经济增长和能源安全,解决70多亿人的衣食住行,又要顾及各国不同国情逐步减少对化石燃料的依赖。

       所有的发展中国家目前也都面临两难境地,既要发展经济,又要应对、减缓气候变化。在现有技术条件下,如果减少碳排放,就意味着它们要承担经济放缓甚至停滞的巨大成本。这无论从现实和道义上都讲不通。对于中国特别不是一件容易的事情。即使采取较积极的能源政策,包括提高可再生能源和油气等清洁能源的比例,到了2020年我国煤炭消费仍占约60%。

       三、 碳排放吸收固定

       地球空气中含有约不到0.03%的二氧化碳,而且在过去很长一段时期中,含量基本上保持恒定。在自然生态系统中,陆地植物和海洋生物通过光合作用从大气、水中摄取并固定碳的速率,与自然环境生物、火山、温泉等排放源释放到大气中的速率基本是相同的, 二氧化碳始终处于“边增长、边消耗” 的动态平衡状态。

       大气中的二氧化碳有80%来自人和动、植物的呼吸,20%来自燃料的燃烧。散布在大气中的二氧化碳有75%被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。还有5%的二氧化碳通过植物光合作用,转化为有机物质贮藏起来。而现在,随着工业的迅速的发展,使积存在地层中千百万年的碳元素,在很短时间内释放出来,而破坏了原有的碳循环的平衡,积累的二氧化碳估计需要50~100年才能自然消耗、固定。

       对于空气中微量的二氧化碳等温室气体,除了依赖环境自然消耗以外,人类目前没有更好的办法。我们所能做的,就是设法增加、强化海洋、陆地吸收、固定、储存碳的能力。

       四、 减排理论创新

       除了保护海洋环境,保护陆地植被来帮助环境增加吸收二氧化碳的能力以外,人类能做的主要在于减少碳排放。目前,减少碳排放主要有以下几种技术方向和选择。

       1、 采取清洁能源

       首先一个方法就是使用含碳量低的清洁化石能源。但是采用天然气、页岩气等替代煤炭,同样存在很多问题,首先还是使用化石能源,存在枯竭的问题;其次含碳比例虽然下降,但仍有一半的排放;再次,有专家认为,这类石化燃料排放的水蒸气,是城市雾霾的成因之一,因为有雾才有霾的物理条件,局部空气含水量增加,容易随着气候变化快速形成污染物的“气溶胶”,这就是霾!

       再有就是发展非化石能源,如核能、水电、风电、太阳能。但是就电力供应总量而言,可再生能源所占的比例仍很小。全球来看,新型可再生能源,也就是风能和太阳能,在全球主要能源供应量中所占的比重仍不足5%。1990年,化石燃料在全球电力供应中所占的比重为88%,2012年这个比例是87%。学术界也对于风能造成环境生态变化、草原沙化,太阳能光伏在产业链过程的污染、效率问题提出很多疑问,这些能源供应方式到底是不是人类的最终出路,还没有得出定论。

       使用低碳能源和可再生能源显然是出路,但一国的能源结构涉及的因素太多,并非一朝一夕所能解决。

       2、 提高能源的利用率

       现在全社会倡导节能减排,呼吁每个人通过改变用能习惯,实现低碳生活,参与到拯救环境、拯救人类自己的行动中来。但是个人的能力有限,并且少数发达国家的人均耗能长期居高不下,从某种角度来讲,这条路显然不是好的出路!

       传统的能源利用观念是习惯于消耗能源来满足能源需求,节能减排手段也习惯于追求能源消耗过程中尽可能百分之百的利用。这样的思路和方法已经无法实现高耗能环节的大比例节能降耗。社会能耗水平随着经济社会的发展只能不断增加。

       人们熟知的能量守恒定律,让我们许多人忽略了使用一种叫“热泵”技术的热能搬运 “杠杆”作用。即消耗一份能量,带动其它介质中已有热量的再利用,目标得到同样热能,但新消耗的高品位能源、石化燃料大大减少,通过能量的流动,替代能量简单消耗,实现大幅度节能减排。

       热泵技术有很多种,空调、制冷系统采用的是一种压缩式热泵系统,空调可以高效率地将室内外的热量来回搬运,能效比普遍在3倍以上,换句话说,比直接消耗能源物质获得热量的方法,节约能源三分之二以上!而人们使用空调、冰箱已超百年,这些年逐步推广开的水源热泵、地源热泵,也都是该原理的典型应用。

       热泵有太多种类,驱动热泵工作的能量来源也包括电能、热能、势能等。现有的热泵系统输出可以很容易地达到100℃以上,介入“水-汽”沸腾高耗能环节,并且长时间高效率运行,如果我们的锅炉能从现在努力追求100%的效率,变成起步就是200%~300%的效率或更高,节能50%以上,从原来需要热量就消耗能源物质转换获得,变为从其他环节高效率回收、搬运获得,系统新增的能量消耗、环境热排放仅是原有直接能耗模式的几分之一、几十分之一,大大提高了能源的利用效率。

       事实上要想实现人类能源资源的成倍增加几乎不可能,采用技术创新将社会能耗降低三分之一、三分之二甚至更多则完全可能!只要设法“让能量动起来”,能量守恒定律就能保证人类有了用不完的能源,地球也就没有日益变暖的危险了。

       3、 发展能源利用基础理论

       现在理论界都在研究新的理论、新的能源,对于传统能源和能源应用基础理论则没有人反思和研究。目前中国电力能源的约70%靠火电提供,但是火力发电的工作原理还是基于100多年前诞生的郎肯循环,几乎没有发展!汽车、飞机还用的是“卡诺循环”,也没有突破进展。即便到了今天,郎肯循环仍产生世界上90%的电力,包括几乎所有的太阳能热能、生物质能、煤炭与核能的电站。

       从哲学意义上讲,郎肯循环诞生的年代有必然的历史局限性,那个时代研究热力学的机械条件、流体力学理论和现在差距很大,难免存在一些理论限制和认识不足。即便是能量守恒定律都已经发展到了质能守恒,且还在发展,“卡诺循环”、“郎肯循环”就无懈可击、十全十美了?

       其实人类一百多年的技术进步已经有理由对郎肯循环进行发展、创新。射流技术能实现利用非机械动力的方式实现对完成做功后的乏蒸汽进行再利用,可压缩流体热力学理论也能让我们设法直接回收再利用未能直接利用的乏汽凝结释放的冷凝热,让未能通过汽轮机一次转化为功的热量有机会参与下一次做功循环,经过多次转化做功,在理论上实现蒸汽动力循环整体热效率的大幅度提高。

       我们提出了一种“新的蒸汽动力循环”设法实现“能量动起来”,也对卡诺循环进行再认识和应用创新,提出“热机冷下来”。希望藉此带来理论界的新的探索,改变能源应用主要模式,提高热机的效率,实现各行业大幅度的节能、减排、增效。

       4、 碳捕获并资源化利用

       l 碳捕集

       二氧化碳利用的前提是如何持续稳定地获取二氧化碳资源,而这方面的技术已经基本成熟。对于大量分散型的CO2排放源是难于实现碳的收集,因此碳捕获的主要目标是像化石燃料电厂、钢铁厂、水泥厂、炼油厂、合成氨厂等CO2的集中排放源。

       首先有一种方法通过“富氧燃烧”提高排放废气中二氧化碳的浓度,便于高效率回收,采用直接冷却、压缩就可以实现碳捕捉。针对二氧化碳含量不同的各种废气,也已经形成了相应的回收方法,包括低温蒸馏法、膜分离法、催化燃烧法和变压吸附法等。

       本文将提出一种简单、高效、环保、低成本,可以适用各种浓度、不同成分的含二氧化碳废气的冷凝回收方法,还可以同时分类回收其他温室气体和有害气体。

       l 碳埋存

       近年来人们尝试把集中收集到的二氧化碳浓缩液化、固化后深埋地下、深海。但从长远来说,这只是一个“鸵鸟政策”,并且能处理的碳和自然界消化、固定的碳相比,微乎其微,也留下严重生态危机隐患。

       还有一种利用金属和金属化合物与二氧化碳再反应生成金属固化物封存的办法,反应过程还能释放热量,是一种另类的燃烧过程,通常需要在2000℃以上或更高的温度下实现,但产生其他更复杂污染物的情况将更加严重,目前行业技术进展不大。

       l 碳利用

       二氧化碳可以用于食品、化工、消防、农业、石油、人工降雨等诸多领域。从每吨600~800元的价格,就能反映出他的价值。

       二氧化碳作为化学品原料加以利用已初具规模。尿素是固定二氧化碳的最大宗产品,其次是无机碳酸盐,还有利用二氧化碳制碱、制糖、合成可降解塑料等。

       虽然二氧化碳是非常优秀的灭火剂,但是实际使用还不够普及,特别当它用于大范围常规火灾(如森林火灾)或一般性危化品火灾(天津滨海新区危化品火灾)时,有非常好的灭火效果。今后应进一步推广应用,同时也实现了大量的碳存储。

       二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料,一定范围内,二氧化碳的浓度越高,植物的光合作用也越强,因此二氧化碳是最好的气肥。有实验证明二氧化碳在农作物的生长旺盛期和成熟期使用,效果显著。在这两个时期中,如果每周喷射两次二氧化碳气体,喷上4~5次后,蔬菜可增产90%,水稻增产70%,大豆增产60%,高粱甚至可以增产200%。我们可以利用这种方式,给森林“施肥”,主动促进植被的生长,大幅度增加环境绿色植物吸收二氧化碳的能力。

       收集到的二氧化碳不是低温就是高压存储,根据我们的“热机冷下来”理论,固态、液态二氧化碳还可以吸收环境或其它介质里免费的热量,气化膨胀为高压气体,用于推动机械工作。实验室里已经将现有内燃机稍加改动,就可以成为一个“气动机”,使用高压二氧化碳气体作为动力源。有实验证明,使用液态二氧化碳作为“动力”,携带介质体积比汽油大5~8倍,但综合成本是汽油的二分之一或相近,有推广应用的商业价值。

       想象一下不久的将来,一个远洋货轮,携带大量液态二氧化碳作为媒介,吸收海水的热量膨胀为高压二氧化碳气体,成为轮船的动力来源,最后排放到大海里,增加海洋吸碳量,减少兴波阻力,一举数得!一辆经过改装的长途汽车、火车头,携带液态二氧化碳,当途径一个山路、草原的时候,启动气动模式,二氧化碳吸收环境空气的热量变成高压二氧化碳气体,继续推动车辆前进,排出的二氧化碳尾气成为山间、草原绿色植物的“气肥”。

       五、 冷凝回收碳排放

       现有的气体冷凝收集虽然是一种常用的手段,但是采用极低的温度来对沸点很低的废气、污染气体进行吸收的具体应用还不多。我们提出一个利用超低温冷源,对成分复杂的工业尾气、废气进行分级冷却、冷凝处理,将尾气中所含的温室气体液化,初步分离、分类存放,可以变废为宝,进一步集中处理,实现尾气零排放。同时可以将尾气所含的显热、潜热部分转换为电能、机械能的解决方案。

       1、 利用液态空气冷源

       液态空气是把空气制冷降温到空气的沸点以下,空气从常温的气态变为接近-200℃的液态。利用这样的液体作为冷源,通过一个装置,对废气进行制冷,最后沸点较高的二氧化碳等气体液化、固化,低沸点的液态空气吸热气化后排放,通过液体置换,实现了废气中污染气体、温室气体的收集。系统

       示意图如下:

       废气从废气入口进入风冷蒸发器进一步降温,再进入回热换热器(如板翅换热器或套管式换热器)利用处理后的冷气逐步降温,进一步到换热器进一步降温;到低温冷凝器达到最低温度,废气中二氧化碳冷凝,处理后干净的气体再回到回热换热器,利用排气低温对新进入的废气预冷,冷量充分利用,最后回升到接近进气温度后再排放;液态空气被低温泵送入低温冷凝器作为冷源,同时吸热气化成为高压气体,再经换热器进一步换热升温后,进入膨胀机做功带动发电机发电;膨胀机排出的气体也进入回热换热器对进气预冷。废气中的水蒸气冷凝后再次喷淋到风冷蒸发器蒸发,提高冷量的利用率。

       这样的系统,设备成本约每吨位15000元;用1Kg、-191℃、汽化热约37、气体比热0.25的液态空气,经过膨胀机做功发电后再次吸热,大约可以置换 -78℃、汽化热137的二氧化碳0.6Kg,同时可以发电0.15KwH。1吨液态空气批发价150元,回收的0.6吨二氧化碳按批发价650元计算价值390元,还能发电150KwH价值75元,毛利润约315元;还能回收少量浓硫酸盐、硝酸盐溶液。

       2、 利用热泵冷源

       以现有的二级制冷压缩式热泵系统,很容易实现-80℃ 的输出,利用这样的冷源,通过一个装置,对废气进行制冷,将废气中的二氧化碳等气体液化、固化,实现了废气中沸点低于冷源温度的污染气体、温室气体的收集。系统示意图如下:

       废气从废气入口进入回热换热器(如板翅换热器或套管式换热器)利用处理后的冷气逐步降温,到低温冷凝器达到最低温度,废气中二氧化碳冷凝,处理后干净的气体再回到回热换热器,利用排气低温对新进入的废气预冷,冷量充分利用,最后回升到接近进气温度后再排放;冷凝热被热泵转移到储水罐的热水中备用。

       这样的系统,设备成本约3000元/KwH;用1KwH的电能,成本0.5元,制冷效率0.85(理论值是2),能输出大约可以输出“冷量”714Kcal,约回收-78℃、汽化热137、气体比热0.25的二氧化碳4.4Kg,按批发价650元/吨计算价值2.86元。同时还能输出120℃的水蒸气2Kg,或者温升50℃的热水31Kg,按每吨热水25元计算,价值0.7元,毛利润约3元。

       根据中欧煤炭利用近零排放合作项目在2009年年底作出的报告,二氧化碳的捕集成本为18欧元/吨, 捕集和封存二氧化碳的综合成本为25-30欧元/吨。本文提出的方案和已有数据接近甚至更低,综合效果也更好。

       从上述两种方式分析,均具有较好的经济性,设备成本不高,通用性强,投资回收期短,社会推广的价值很大,企业的积极性会很高!

       六、 实施阶段展望

       在推广应用上述碳收集资源化方案的步骤,应该首先从碳排放比较集中的环节下手。例如各种锅炉、窑炉、大型内燃机等。

       例如从采暖锅炉、工业生产蒸汽锅炉、发电厂的燃煤锅炉排烟口、烟囱,获取本来要排放的烟气,将其中的污染气体、温室气体回收。热泵冷源系统采用的设备,都是工业领域里成熟的系统,制冷冷源从数千瓦到数千千瓦都可以生产,换热系统、冷凝器也都是成熟产品,低温储罐早都有国家标准,很快可以实现规模化生产。这样的系统安装试用过程中,对原有的生产系统不需要改造,具有很好的可行性、安全性,易于工程化,系统安装调试、投入使用过程可以逐阶段实施,实现平稳过渡。后续使用过程中也可以灵活启动、停止。由于具有良好的经济性,企业的改造、使用的积极性会很容易调动起来,市场化操作非常容易整合各方的产能、资金、资源。

       液态空气冷源方法具有系统简单,可以输出辅助电力、动力等特点,适用于机动车尾气回收。可以由政府带头示范,在城市公交、环保环卫车辆上优先试用,逐步向重点运输单位、物流等企业推广,让他们在减排的同时,也能从节约燃料、销售回收的资源等多方面获得更好的经济效益。

       针对有条件利用二氧化碳作为动力介质,将二氧化碳带到海洋、森林、草原等环境释放的企业,可以进一步给予奖励、补偿,实现国家、企业、环境多方受益的目的。

       七、 结束语

       一位生物学家在玻璃杯里放了一只跳蚤,这个可跳到自己身体400倍高度的“跳高冠军”,毫不客气就跳了出来。后来,试验者在玻璃杯口上放了一个玻璃盖,这只不知情的跳蚤便连续不断地撞在玻璃盖上。不断地撞击之后,这只跳蚤适应了这个高度,再也没有一次撞到玻璃盖。这时,试验者取走了玻璃盖。却发现,这只跳蚤再也跳不出杯子了。一周过去,情形依旧。这只跳蚤只会把自己的跳跃保持到这个高度了。怕撞头,不敢再跳?已经习惯,懒得再跳?还是已经默认这只杯子,就是自己无法逾越的高度?看来,它是被自己通过亲身实践而总结的成功经验束缚住了。

       今天,我们人类不能当那个跳蚤,需要打破惯性思维,对已经习惯了、想当然的、传统的工业生产过程重新梳理,利用技术进步的成果进行基本理论、工艺过程的再认识,实现创新发展,再来一次能充分发挥自己能力的“飞跃”!我们需要通过能量、动力、排放的变革,彻底解决能源、资源高效利用和环境污染问题。

       参考文献:

       1李芬芬等,电厂烟气中二氧化碳的捕获,化学工程与技术 2011,1,4-10

       2田超,二氧化碳的利用前景,大氮肥,2002,第25卷第3期

       3刘文宗,二氧化碳的资源化利用,科学发展 2007,5,413期

       4沈国良,二氧化碳在化工中的利用,二氧化碳减排控制技术与资源化利用研讨会,2008年9月

       5梁国仑,国外二氧化碳的应用及市场概况,低温与特气,1997,1期

       6陈健等,全球碳排放市场现状及对我国的启示分析,中国环境科学学会学术年会论文集,2014,700页

       7周伟等,中国碳排放:国际比较与减排战略,资源科学,2010年8月第32卷

       8朱维群,零碳排放的煤炭清洁利用技术开发,第六届能源科学家论坛,大连,2015.8

形势与政策论文1500字

       毕业设计开题报告 题 目:论新型能源发展与环境保护关系分析 院 部:专 业: 汽车检测与维修 学 号: 学生姓名: 指导教师: 二O一O年 四 月 十二 日

       一、题目:论新型能源发展与环境保护关系分析二、题目来源:网络参考三、题目类型:毕业设计四、[摘 要]:机动车业的发展和普及,为人们的生活带来许多方便。但是,随着机动车数量的不断增加,排气污染对城市环境的影响越来越明显。对机动车污染现状的分析,探讨如何控制机动车排放物的措施和方法。将针对城市环境污染,新能源汽车,和新型能源汽车发展与环境保护关系展开讨论,提出相关新型能源汽车在环境保护方面的建议。 五、[关键词]:环境污染,汽车废气,新能源汽车六、阅读的主要

参考资料:

[1]康龙云.新能源汽车与电力电子技术. 北京:机械工业出版社 2006.07 [2]边耀璋. 汽车新能源技术. 北京:人民交通出版社 2007.03[3]邵毅明. 压缩天然气汽车改装与维修. 北京:人民交通出版社 2004.09[4]蔡凤田. 汽车节能与环保实用技术. 北京:人民交通出版社 2005.01[5]崔胜民. 新能源汽车技术. 北京:北京大学出版社 2009.09[6]绍毅明. 汽车新能源与节能技术. 北京:人民交通出版社 2008.08 [7]黄家诚. 汽车新能源技术. 北京:人民交通出版社 2009.06七、解决思路通过查找资料,最终实现理论与实际相结合,达到真正数据的准确,操作的可行。八、设计的主要阶段与进度安排1.2010年3月10日至3月15日:毕业论文选题目。2.2010年3月16日至2010年3月30日:阅读相关资料和网络上考察。3.2010年4月1日至4月10日:根据阅读和考察的资料开始撰写论文。4.2010年4月11日至4月12日:修改并装订论文。九、指导老师审阅意见

       。。。。。。。。。。。。毕业论文任务书 汽检 专业 2007级1、毕业论文(设计)题目:论新型能源发展与环境保护关系分析 2、学生完成全部任务期限: 2010 年 04 月 12 日3、任务要求:(1)进程要求1提出选题的初步设想。2搜集、整理与毕业设计或论文有关的、充分的、准确的信息资料,扩充查阅范围。3分析、筛选已有的信息资料,提出研究设想与计划。4向指导教师提出开题报告(见附页)。5 构思论文框架,编写论文提纲,撰写论文初稿。6 提请指导老师审阅,并根据老师的指导意见做进一步修订,装订成册。(2)成果要求1 毕业设计应提交设计图纸和相应的说明书。图纸须规范、完整、清晰、正确,格式符合国家标准的要求;说明书须规范、详实,应包括:任务书、开题报告、正文(摘要、正文内容,结语,参考文献)、附录等。书写认真、清楚,字数不少于8000字。主要包括:前言、摘要、正文内容2 毕业论文应包括:任务书、开题报告、正文(前言、摘要、关键词,正文内容、结语、参考文献)、附录等;书写认真、清楚,字数以15000字左右为宜。4、实验(调研)部分内容要求:(1)实验内容与论文题目一致,数据真实。(2)调研内容详实,调研结论应具备普遍性。5、文献查阅及翻译要求:(1)参考文献应与论文内容相一致。(2)参考文献不少于8篇。(3)参考文献的格式参考抚顺职业技术学院毕业论文格式要求。(4)翻译文献应与原文内容一致。6、发出日期: 2009年 2月 27日

       指 导 教 师: (签名)学 生: (签名)

       论新型能源发展与环境保护关系分析 毕业院校: 系 别:机电系专 业:汽车检测与维修指导老师: 姓 名: 学 号:

       [摘 要]:机动车业的发展和普及,为人们的生活带来许多方便。但是,随着机动车数量的不断增加,排气污染对城市环境的影响越来越明显。对机动车污染现状的分析,探讨如何控制机动车排放物的措施和方法。将针对城市环境污染,新能源汽车,和新型能源汽车发展与环境保护关系展开讨论,提出相关新型能源汽车在环境保护方面的建议。 [关键词]:环境污染,汽车废气,新能源汽车

        目 录前 言----------------------------------------------------------11.汽车不断增加造成城市空气污染------------------------------22.机动车尾气排放中的主要污染物的危害及产生机理-----------22.1一氧化碳(CO)- ----------------------------------------------22.2氮氧化物(NOx)---------------------------------------------- 32.3碳氢化合物 -------------------------------------------------32.4铅----------------------------------------------------------33.汽车污染对人体健康的危害-----------------------------------34.新型能源汽车种类与原理-------------------------------------44.1醇类燃料汽车------------------------------------------------44.2醚类燃料汽车------------------------------------------------44.3气动汽车----------------------------------------------------44.4以植物油为燃料的汽车----------------------------------------54.5太阳能汽车--------------------------------------------------54.6纯电动汽车--------------------------------------------------54.7池汽车------------------------------------------------------64.8混合动力汽车------------------------------------------------65.中国的能源生产能力有多少,能源制品到底有多少------------76.中国石油紧缺到什么程度,解决石油问题的出路何在---------87.能源节约的作用到底有多大------------------------------98.中国重视新型能源清洁汽车的研制------------------------99.中国新能源产业前景乐观------------------------------------10 10.新型能源轿车环保技术大盘点------------------------------10 10.1混合动力车------------------------------------------------1010.2CNG双燃料车-----------------------------------------------1010.3氢燃料电池车----------------------------------------------1011.新能源汽车目前发展现状------------------------------1012.新能源汽车离百姓多远--------------------------------11 总结------------------------------------------------------------12 参考文献--------------------------------------------------------13

       前 言从1885年世界上第一辆内燃机汽车诞生以来,石油燃料汽车推动了人类一百多年来的汽车文明,为社会的进步作出了巨大贡献,这些都是客观存在的事实,不容否定。但汽车也与世间其他任何事物一样,具有两面性,这就是在为人类带来巨大利益的同时,也产生了不可忽视的负面影响。汽车污染主要是指汽车尾气的污染,其次是噪声污染一、汽车尾气 中国预防医学科学院最近对汽车尾气作了详尽分析,发现汽车尾气含有上千种化学物质,但主要成分是: 一氧化碳 它是燃油不充分燃烧的产物。汽车对环境的污染不可小视。 发展新型能源汽车保护环境的问题已迫在眉睫。

       1.汽车不断增加造成城市空气污染经过20年的改革开放,中国私人汽车数量迅速增加,汽车开始进入普通人的家庭生活。2001年后加入世界贸易组织(WTO),中国已经将汽车的进口关税从70-90%降低到44-51%,到2005年将进一步降低到25%。随着汽车价格的下降以及中国人较低的汽车拥有量,中国的汽车市场将会进一步繁荣。从而使汽车废气排放问题更加严重。中国有2000万辆汽车和1亿辆摩托车,而其中大多数都在城市。在城市环境污染物中,汽车所排放的氮氧化物占到了45至60%,而一氧化碳则占到了85%。因此,中国城市居民所吸入的劣质空气主要是由汽车所排放的废气造成的。我国现在的能源结构以煤炭为主,近年来煤炭消费量已占能源消费总量的75%以上。由于煤炭消费量的80%是原煤直接燃烧,由此造成的环境污染问题,已经影响到了国民经济的可持续发展。改善以燃煤为主的能源消费结构,是我国发展经济和保护环境的迫切要求。但是,中国以煤为主的能源消费结构是由能源资源条件决定的。在中国的能源资源中,煤炭占绝对的优势。若以常规能源资源总量为100,那么煤炭资源量在85以上,水能占12,石油和天然气仅占2-3。长期以来我国形成的能源生产格局就是以煤炭为主,未来煤炭工业仍将在整个能源过程中发挥不可替代的作用。  为了完成《“十一五”计划和2010年远景目标纲要》提出的“改善能源生产和消费结构”的任务,我们应当着重在煤炭生产、加工和利用上作文章,其重点是提高原煤的入洗比例,减少原煤直接燃烧的数量,增加煤炭用于发电、制气等二次能源生产的数量,加快洁净煤技术的研究和应用。其核心是通过结构优化,提高能源利用的经济效益,最大限度地减轻环境污染,使经济与环境保持协调的可持续发展。2.机动车尾气排放中的主要污染物的危害及产生机理2.1一氧化碳(CO)CO是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体,对空气的相对密度为0.9670,它的溶解度很小。吸入过量的CO会使人发生气急、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。长期吸入CO对城市居民身体健康是一个潜在威胁。其生成主要受混合气浓度的影响,在局部缺氧或低温条件下,燃烧中的碳不能完全氧化生成C02,而CO作为中间产物生成。 2.2氮氧化物(NOx) NOx是在内燃机汽缸内大部分气体中生成的,NOx的排放量取决于燃烧温度、时间和空燃比等因素。氮氧化合物进人肺泡后,能形成亚硝酸和硝酸,对肺组织产生剧烈的刺激作用,增加肺毛细管的通透性,最后造成肺气肿。 2.3碳氢化合物 碳氢化合物尽管在汽车尾气中含量不多,但其构成成分中含有一种已被世界公认的强致癌物质。 2.4铅 汽车主要靠燃烧汽油(柴油)行驶.而汽油是一种易燃易爆的液体,为了防止爆炸,人们往往在汽油里添加一种抗爆剂——四乙基铅。汽车尾气中的铅很容易通过血液长期蓄积于人的肝、肾、脾、肺和大脑中,进而产生慢性危害,尤其是铅,一旦进入人的大脑组织,便紧紧粘附在脑细胞的关键部位,从而导致人的智能发育障碍和血红素制造障碍等后果。 3汽车污染对人体健康的危害 汽车污染主要是指汽车尾气的污染,其次是噪声污染一、汽车尾气 中国预防医学科学院最近对汽车尾气作了详尽分析,发现汽车尾气含有上千种化学物质,但主要成分是: 一氧化碳 它是燃油不充分燃烧的产物。车速越慢,排放量越多,大城市中90%的一氧化碳来自汽车尾气。它与人体血红蛋白的结合能力是氧气的250倍;对人的呼吸和循环系统危害严重。氮氧化物 其中主要是在高温燃烧条件下生成的二氧化氮。它对人和植物都有很强的毒性,能引起呼吸道感染和哮喘,使肺功能下降。它还会与碳氢化合物一起生成光化学烟雾,损伤人的眼睛。柴油机车辆排放的氨氮化物远比汽油机车辆严重,废气中的颗粒物比汽油机车高2-40倍。 苯并а芘 目前已从汽车尾气中分离出300多种环芳烃化合物,其中苯并а芘是公认的强致癌物质,在交通繁忙路口及其附近,苯并а芘污染特别严重。 铅 长期吸入含铅空气,可以引起慢性铅中毒,症状有头痛、头昏、全身无力、失眠、记忆力减退等。此外,还有甲醛、二氧化硫等多种有毒物质。 二、噪声 汽车发动机产生的噪声会对人的听力、生理功能等造成不良影响,使人烦躁不安,长期生活在噪声污染严重的环境中会影响学习、工作和健康。4新型能源汽车种类与原理 4.1醇类燃料汽车 醇类燃料汽车以甲醇、乙醇等醇类物质为燃料,有良好的汽化性和可燃性,是燃油很好的等效替代品。甲醇在与汽油均匀搀混以实现长期稳定使用时必须选用相应的添加剂,以抑制其所表现的极性与活性。而乙醇的制取技术相对更成熟,其最新的技术可利用几乎所有的农林废弃物、城市生活有机垃圾和工业有机废弃物作为原料,使用较广泛。它可以与汽油或柴油以任意比例掺和的灵活燃料驱动,既不需要改造发动机,又具有较高的热效率,能起到良好的节能、降污效果,使汽车尾气污染减少30%以上。当然这种掺和燃料如要获得与汽油或柴油相当的功率,则必须加大燃油喷射量,并相应改变发动机的压缩比和点火提前角。现在国际上用玉米、小麦、糖蜜作乙醇,再勾兑乙醇汽油的技术已经比较成熟。美国在20世纪70年代起用玉米造乙醇汽油,到2003年底已拥有230多万辆乙醇汽车。而巴西的汽车更是全部都用乙醇汽油作为清洁燃料。 4.2醚类燃料汽车 醚类燃料汽车主要指的是二甲醚汽车(DMEV),使用二甲醚(DME)作为燃料。DME是一种无色无味的气体,具有优良的燃烧性能,动力性能好,稍加压即为液体,非常适合作为压燃式发动机的代用能源。同时,DMEV清洁、污染少,不会排放黑色气体污染环境,产生的NOX比柴油少20%,可达到美国加州的超低排放标准。日本NKK公司早已成功开发出用劣质煤生产二甲醚的设备,并且和住友金属工业公司于1998年完成了用二甲醚作为汽车燃料的试验。 4.3气动汽车 气动汽车是以压缩空气、液态空气、液氮等为介质,通过吸热膨胀做功来供给驱动能量的汽车。它不发生燃烧或其他化学反应,排放的是无污染物辐射的空气或氮气,真正实现了零污染。目前开发比较成功的有压缩空气动力汽车(APV),能量来源于方便、清洁的高压空气,对发动机材料要求低,结构简单,研发周期短,社会基础设施建设费用也不高,设计和建造都比较容易。但缺点是能量密度和能量转换率还不够高,续驶里程仍然较短,其整车性能与传统汽车相差太远,只能在较小的范围内应用于特定场合。2000年MDI公司推出的APV质量仅700kg,速度达120km/h,一次充满压缩空气可行驶200km,充气费用仅为0.3美元。 我自己写的,绝对原稿。。。。

大四论文,求<发动机超稀薄燃烧技术研究>论文

        形势与政策课是以国内外主流形势、重大政策为基本内容的高校必修课,是高校学生思政 教育 体系的重要组成部分。下文是我为大家搜集整理的关于形势与政策论文1500字的内容,欢迎大家阅读参考!

 形势与政策论文1500字篇1

        分析世界新能源形势与政策

        2011年,在世界能源需求不断增长、供需矛盾进一步恶化的背景下,西亚北非动荡和日本核事故两大 热点 问题对世界能源形势产生了深远影响。西亚北非局势影响地区能源生产和运输安全,导致国际油价波动,对能源消费国经济发展造成负面影响。日本核事故沉重打击了全球核能产业,对世界各国的核电政策造成不同程度影响。从长期看,化石能源的主体地位不可撼动,石油价格仍面临上涨压力,并因此为天然气发展带来新的机遇。核能不会退出历史舞台,但重拾发展信心需要相当长的时间。相关国家针对南海、北极等潜在能源重要产地的争夺将进一步加剧。

        中国能源安全和产业发展也受到上述热点问题困扰。中国严重依赖西亚北非地区的能源供应,动荡引发的油价高涨也使中国面临更严重的输入性通货膨胀。中国尽管未放弃核能发展,但明显放缓了步伐。

        一、当前世界能源的总体状况

        能源一直是关乎世界各国经济发展和民众生活的重要议题。当前,能源消费继续强劲增长,供需矛盾进一步恶化。化石能源在世界能源总体消费中占据主体地位。目前,世界大部分能源仍掌握在西方国家手中。其他能源尤其是新能源发展迅速,但要取得实质性进展尚需时日。国际油价难以回到低位,价格波动对能源生产国和消费国都造成严峻挑战。

        1.能源供需关系总体紧张

        进入21世纪后的绝大部分时间里,能源供应趋紧。在这期间,尽管在世界范围内石油供需总体上保持平衡,供略大于求,但这一平衡十分脆弱。往往由于自然灾害、气候变化、局部战争、社会动乱、恐怖活动等原因,在某些国家和地区、某些季节或某一时间段、某些石油品种出现断档,致使某些国家和地区不时发生油荒、电荒等能源供应紧张局面。

        总体看,能源生产能力增长缓慢,能源消费需求却快速上升。近20年来,在世界范围内新发现的油田越来越少,特别是特大油田。世界现有的四个超级油田中,墨西哥的坎塔雷尔、科威特的布尔干、中国的大庆油田产量早已开始下降,只有沙特阿拉伯的加瓦尔油田还保持高产。未来,俄罗斯位于西西伯利亚的重要油气田的产量也会下滑,除了要在传统的产能地区西西伯利亚发掘新产量,还需要开发基础设施落后的东西伯利亚地区甚至北极地区。俄罗斯能否有足够的资金支持开发投入,仍面临不确定因素。俄罗斯石油生产高峰时期,每天可达到1050万桶,但到2035年,日产量会下滑到970万桶。其他一些国家尽管拥有丰富的资源,但出于各种考虑限制开采。例如,美国在阿拉斯加北部拥有丰富的石油储量,但为了保护生态环境以及就地储备石油,长期限制开采。

        随着世界经济持续发展,尤其是新兴经济体经济迅速增长,石油需求和消费量不断上升,上升幅度超过了产量的增长。尽管2008年经济危机爆发使石油需求自1983年以来首次出现下降,但2010年,石油消费再次转降为升。可见,石油供应的宽松是暂时的,供应紧张才是常态。

        全面提速&mdash;&mdash;

        能源结构走向多元化

        在当前国际金融风暴肆虐下,全球经济下行风险加大,外部需求大幅下降。这直接催生出我国能源发展战略与管理体制上的新变化。

        调整能源结构,发展核电首当其冲。2008年11月21日,中国第9座核电站&mdash;&mdash;福建福清核电站一期工程开工;12月16日,总投资近700亿元的广东阳江核电站正式动工建设;12月26日,总投资260亿元的秦山核电站扩建项目方家山核电项目开工。

        至此,世界上最大的核电规划正在中国渐次展开。据了解,我国2020年前将在核电方面投下4000亿元左右的资金。

        其次,2008年12月15日,总投资近400亿元的“宁东大型煤电化基地”正式启动,意味着煤炭资源整合的“前奏”响起。

        第三,甘肃河西走廊、苏北沿海和内蒙古等地正在规划建设几个千万千瓦级风电基地。目前,甘肃酒泉地区千万千瓦级风电基地建设已全面启动。

        值得注意的是,2008年,中国围绕油气领域的对外合作进展不断加快:中国到土库曼斯坦、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦的天然气管道开通;中俄之间也确定将修建从俄罗斯西伯利亚通往中国的油气管道。

        据透露,西气东输二线工程已得到国家核准,不日将全面实施。这一总投资达930亿元的庞大工程,将与中亚天然气管道相连,是中国第一条引进境外天然气的大型管道工程,仅钢材就要400万吨,如考虑到沿线城市内管线改造与建设,共能拉动投资3000亿元。同时,库容达2680万立方米的石油储备二期工程也已规划完毕,成都千万吨级炼油厂不日也将开工建设。

        张国宝表示,这些重大项目的开工建设,是应对金融危机的实际举措,也说明中国的能源战略正在一步步实现。我们要加大能源结构调整力度,淘汰落后生产能力,加大能源企业的整合重组,建设现代、高效、稳定的能源工业体系。

        国家发改委能源研究所研究员周大地表示,当前形势为中国能源结构调整创造了一个好时机,将来中国的能源结构调整应该走多元化的道路。

        节能降耗&mdash;&mdash;

        开源节流是治本之举

        1月13日,纽约原油期货价格收于每桶37.59美元。有人担心,低油价可能致使对新能源的投资放缓。

        能源专家指出,不可再生能源的属性决定廉价时代将一去不返,能源结构调整、节能减排势在必行。

        专家表示,对于中国这个耗能大国和人均资源小国来说,开源不节流,多元化的能源战略从长远来看也只是治标之举。能源危机、气候危机,21世纪越来越明显地影响世界社会和经济的两大事件,让世界各国幡然醒悟,解决能源问题和气候问题,治本之策还在于节能降耗。

        据估计,中国节能的潜力有60%在工业部门。中国石油利用的经济效率远远低于发达国家,用油设备的效率也低于国外,节油潜力很大。

        随着经济社会的发展,电力在能源总体中的地位和作用越来越重要。据了解,2009年,国家将继续对传统煤电项目实施“上大压小”,计划关停小火电机组1300万千瓦。相关数据显示,到2008年10月,小火电机组累计关停3210万千瓦,已实现“十一五”规划近2/3的目标。

        深刻把握国际能源格局变化新形势

        能源是支撑国民经济和社会发展的重要战略物资。目前国际能源格局正在经历着一场深刻的变化。

        一方面,现有的能源生产消费格局正在发生着历史性的区域变化。从消费上看,能源消费重心正在从西方发达国家向亚太地区转移,尤其是很多发展中国家的能源消费增长迅速。从生产上看,能源生产日益多元化,虽然欧佩克仍掌握着全球石油供给的主动权,但北海、非洲和墨西哥湾的石油勘探和开发也在加速进行中。即便如此,事实和研究结果仍表明国际石油生产的峰值时刻即将来临。

        另一方面,新能源开发已展露黎明前的曙光,能源供给结构即将进入下一个能源替代的发展周期。目前,在世界范围内,油砂、重油、煤层气、天然气水合物等非常规油气资源,风能、太阳能、氢能等新能源和可再生能源的开发利用等都取得不同程度的进展。其中,前一个变化来源于国际范围内区域经济增长中心的转移,而后一个变化则来源于现有主导能源供给保障程度的下降和环境保护的压力。

        这样一种能源格局的变化导致各国在世界范围内对能源资源的争夺日趋激烈,同时也加快了能源领域的技术开发步伐。在这一背景下,中国作为新崛起的发展中大国,工业化、城镇化进程明显加快,能源需求进入高增长时期,而中国的能源供给结构长期以煤炭为主,不但从总量上不能满足国民经济发展的需要,而且带来严重的环境污染。根据BP公司的能源统计数据,与世界发达国家和世界平均水平相比,我国一次能源消费结构中煤炭所占比重较世界平均水平高出41.1个百分点,石油和天然气较世界平均水平分别低15.4和20.1个百分点。由于国内优质能源石油、天然气的供给保障能力低,目前我国的原油对外依存度不断提高,已经接近50%。同时,能源消费(主要是煤炭)是导致中国空气污染的主要原因之一。我国空气中约70%的二氧化碳排放、90%的二氧化硫排放和67%的氮氧化物排放来自于燃煤。几乎所有的烟尘排放也来源于此,占到总悬浮颗粒无污染(TSP)的一半以上。

        这种相对落后的能源消费结构、高度的石油对外依存度和能源消费的高污染,不但导致我国资产价值体系溃损,生产和生活成本不断上涨等一系列严重问题,而且在全球气候变化的国际谈判中遇到更大的压力,长期来看,对我国的工业化进程也会产生制约作用。因此,千方百计解决国家能源安全这一具有长期性、战略性的重大问题显得尤为紧迫。

        在国际能源市场和国家能源供应保障体系中,能源企业的作用是第一位的。能源企业能不能把握住这一格局变化的历史性机遇,不但决定着企业的生死存亡,而且对一个国家的长期经济增长和国际竞争力起着重要的影响。以BP、埃克森、壳牌等为代表的国际大石油公司凭借着资源、技术和管理等方面的优势,不但在过去的近百年中主导着国际能源市场的发展,而且近年来加快了进军新能源和可再生能源领域的步伐。

        中国能源企业是国际市场的后来者,在资源获取、技术和管理等方面,与上述大公司相比都有不小的差距,如果再将企业资源投入新能源的开发有可能会更加力不从心。但是,我们也应该看到,这一格局的变化对于中国能源企业而言不仅仅是风险,更潜伏着巨大机遇。庞大的国内需求为企业提高规模经济效益,提高管理能力和加快技术进步提供了空间,新能源的开发缩小了国内能源企业与国际大公司的差距,因为这一领域处于起步阶段,技术水平差距相对较小,为我国企业在未来竞争中转被动为主动提供了一次难得的机遇。

        面对机遇与挑战并存的历史时刻,被动应对只能意味着放弃发展的主动权,成为跨国能源公司的附庸甚至被淘汰出局,国家的能源安全无从谈起,经济命脉也将落入他人之手。反过来,主动应对则意味着在竞争中牢牢把握发展的机遇,将企业的竞争力建立在对环境变化的适应能力上,这样的竞争力才是有生命力的、可持续的。历史 经验 已经证明,能否主动、敏锐而准确地判断形势,进而作出正确的战略抉择,是抓住机遇、实现可持续发展的重要前提和基础。

        作为国有重要骨干企业和国家石油公司,中国石油集团提出建设综合性国际能源公司的战略,正是对所面临的新机遇、新挑战和新要求的积极回应。这一战略决策提高了企业关注世界能源发展趋势,顺应全球石油石化行业发展规律和趋势的能力,有助于企业实现从传统石油公司向面向未来的,具有国际竞争力的新型能源公司转变,有助于为更好地保障国家能源安全,促进国民经济又好又快发展作出更大的贡献。

        这一战略的巨大意义更具体地体现为:

        首先,有利于提高中国石油集团的国际竞争力。建设综合性国际能源公司的战略,包含传统能源的支撑,能源供给结构变化,提高能源开发利用效率,供应能力的价值链开发,能源开发利用全球化和经营管理国际化等方面的内容。由此可见,这一战略以技术进步、管理能力的提高和价值链的构造为手段,既立足于现实,又面向未来,有助于中国石油集团克服劣势,全方位地参与国际竞争。

        其次,有利于中国企业在国际竞争中地位的提升。能源是企业最基本的投入品,一个清洁、高效、低成本的能源供应体系,有助于中国企业降低提供物品和劳务的成本,这在竞争日益全球化的今天,对于企业有着决定性的意义。中国石油集团建设综合性国际能源公司的战略思路,有助于这一目标的实现。

        最后,有助于实现国家的可持续发展。国家的可持续发展一方面体现在有足够的能源可以利用,另一方面体现在人民生活质量的提高。建设综合性国际能源公司的战略思路,有利于中国石油集团更好地参与传统能源资源和市场的竞争,也有利于新能源与可再生资源的开发,提高能源长期供给结构的弹性。同时,能源的高效清洁利用和新能源的开发,有助于降低由于能源利用带来的环境污染,提高人民生活质量,实现人与环境和谐发展。

        近年来,国际能源局势起伏跌宕,变化剧烈。油价飙升严重冲击能源消费国经济,也使能源输 出国 承受着巨大的政治压力。消费国节能与海外拓展同时推进,生产国频打“能源牌”争取政治经济利益最大化,国际能源合作日趋活跃。国际金融危机爆发后,煤炭、石油等能源价格大幅跳水,新能源发展在逆境中被提升到战略层面,作为拉动经济的主要引擎。综合分析,目前国际能源局势正处于从量变到质变的关键时刻。在这个大的背景下,认真审视我国能源发展格局,完善相关 措施 ,具有特别重要的意义。

        一、正确把握中国能源发展面临的新形势

        1.近年来能源需求的过快增长,造成经济发展的不可持续和巨大的环境压力。

        30年来,我国GDP年均增长10.3%,能源消费年均增长5.6%,2008年全国一次能源生产总量为26亿吨标准煤,是改革开放初期的4倍多。尽管我国能源资源总量比较丰富,但优质能源少、人均占有量低,能源供应偏紧、资源约束大的矛盾将长期存在。随着中国经济持续快速发展,工业化、城镇化进程加快,居民消费结构升级换代,能源需求不断增长。今后一段时期,能源消费强度将保持较高水平,油气需求增长又快于煤炭,国内资源开采量受到自然条件限制难以较快增加。我国石油储采比仅为11.1,远低于世界40.5的平均水平,能源尤其是油气供求矛盾将进一步显现。另一方面,经济的快速增长造成了巨大的环境压力,我国能源发展模式亟待转变。

        2.随着我国石油对外依存度的不断提高,能源安全问题凸显。

        我国石油资源不足,原油产量不能满足需求,进口石油依存度不断增大,供需矛盾比较突出。自1993年成为石油净进口国以来,我国石油进口量逐年攀升,2008年累计进口石油2.18亿吨,对外依存度达到51.3%。预计到2020年前后将超过日本,成为亚太地区第一大石油进口国。石油对外依存度上升意味着能源安全形势的脆弱性增加。世界石油资源争夺日益激烈,我国对海上石油运输通道控制能力薄弱,过分依赖中东和非洲地区的石油及单一的海上运输路线,凸显了我国石油进口安全的脆弱性。战略石油储备刚刚起步,应对突发事件或危急时刻的保障能力需要加强。

        3.受金融危机影响国内外经济下行压力加大,能源需求持续低迷。

        从一开始,金融危机对我国经济的负面影响就逐渐显现并日益加重,外部需求萎缩,工业增速减缓,企业经营困难,投资增速下滑,经济下行压力加大,特别是国内有效需求不足的矛盾逐渐暴露出来。2008年我国能源消费总量为28.5亿吨标准煤,比上年增长4%,增幅下降4.8个百分点,其中煤炭、原油、天然气和电力消费增幅分别下降4.9个、1.2个、9.8个和8.5个百分点。预示国民经济景气程度的先行性指标&mdash;&mdash;全国发电量从去年10月份开始出现负增长,今年1&mdash;2月累计增幅同比仍为-3.7%;1&mdash;2月全社会用电量增幅同比为-5.2%,能源需求持续低迷。今年以来原油、成品油产量和原油加工量均比计划调减或比去年同期下降,炼厂调低负荷、减产运行,成品油需求疲软,库存涨至历史高位。

        4.当前发达国家正在为抢占未来经济发展制高点而向内挖潜,世界范围内一场新经济变革已悄然来临。

        由于全球经济复苏尚需时日,发达国家纷纷反身内省,为寻找和培育新经济增长点、迎接下一轮经济上行周期的到来积极准备。值得关注的是,当前世界许多国家把发展新能源作为应对金融危机的重要举措。美国奥巴马政府提出7000亿美元的巨额经济刺激计划,把新能源作为摆脱经济衰退、创造就业机会、抢占未来发展制高点的重要战略产业,提出在未来三年内可再生能源产量增加1倍;2012年在发电总量中占的比例提高到10%,2025年增至25%;未来10年将投资1500亿美元建立清洁能源研发基金,用于太阳能、风能、生物燃料和其他清洁可替代能源项目的研发和推广;动用40亿美元政府资金,支持汽车制造商重组、改造和技术进步,生产更节能高效的混合动力车;投资45亿美元 对联 邦政府建筑进行改造,10年内将现有建筑的能效提高25%。

        奥巴马提出,谁掌握清洁和可再生能源,谁将主导21世纪;谁在新能源领域拔得头筹,谁将成为后石油经济时代的佼佼者。除美国外,其他发达国家也把发展新能源作为拉动经济、扩大就业、抢占未来制高点和防止气候变暖的重要手段。欧盟推行可再生能源计划,将新增投资300亿欧元,创造35万个就业机会。

        法国计划到2020年将可再生能源在能源消费总量中的比重提高到23%,相当于每年节省2000万吨石油。德国计划在2020年前使可再生能源领域就业规模超过汽车产业的就业规模。英国政府计划在2020年前提供1000亿美元建立7000座风力发电机组,新增就业16万人。日本将增加太阳能发电量20倍,新型环保汽车的使用量增加40%。韩国在普通家庭大力推广普及太阳能、地热、风能和生物能源,并将兴建200万套节能绿色住宅。

        面对这一局面,我国不能因为当前金融危机导致能源供需矛盾缓和,而忽视新能源产业的发展。应汲取过去一些产业发展的沉痛教训,密切跟踪世界新一轮新能源发展方向,增加对新能源产业的投资,加强新能源技术研发,真正把新能源发展放在重要的战略位置。

        二、抓住机遇加快我国能源结构调整

        上世纪100年间,世界上15%的人口完成了工业化,使得石油消耗量急剧增加,从上世纪初的2400多万吨飙升到30亿吨。在本世纪,将有85%的人口进入工业化,能源消耗量必定进一步增大。虽然世界能源探明储量仍在继续增加,但地球上的能源毕竟有限,而人类社会的能源消费则是逐渐增长的,以目前的消费速度,总有一天,世界上石油和天然气等不可再生能源资源会枯竭。因此,人类必将实现向“后石油时代”的能源转换。从世界范围看,可再生能源更具竞争力已成为各国的共识。中国替代能源的发展方向是以新能源代替传统能源,以优势能源代替稀缺能源,逐步提高替代能源的作用。作为世界第二大能源消费国,我国在努力增加能源供应的同时,实现可持续发展的唯一途径是提高能源使用效率,改善能源消费方式,发展清洁能源技术。因此,积极发展可再生能源和新能源、提高清洁能源消费比重是促进我国能源格局日趋合理的必然选择。特别是在当前金融危机形势下,加快新能源和可再生能源建设,既有助于拉动投资,也有助于为下一阶段经济发展做可靠的能源准备。

        《“十一五”能源发展规划》提出,“十一五”时期我国能源建设的总体安排是:有序发展煤炭;加快开发石油天然气;在保护环境和做好移民工作的前提下积极开发水电,优化发展火电,推进核电建设;大力发展可再生能源。温家宝在今年“两会”作的政府 工作 报告 中把积极发展核电、风电、太阳能发电等清洁能源作为今年的主要任务之一。

        1.降低煤炭在能源消费中的比重。

        煤炭约占我国一次能源消费总量的70%左右,比世界平均水平高40个百分点。煤炭转化为能源的主要形式是燃烧发电,燃煤发电在我国煤炭终端消费中占56%以上。2008年我国发电装机容量达到7.92亿千瓦,其中火电装机6.01亿千瓦,约占76%;水电装机1.72亿千瓦,约占22%;核电装机906万千瓦,占1.3%;风电894万千瓦,仅占0.8%。煤炭的燃烧是大气污染的主要来源,分别占二氧化硫排放的90%、二氧化碳排放的70%和氮氧化物排放的67%,而且每开采l吨煤会破坏2.5吨地下水,煤炭开采后还会造成地表塌陷,产生废水、废气和废渣以及矽肺病等。因此,努力降低煤电比重是改变我国能源格局、实现节能减排和保护生态环境的有效途径。为此,要继续优化电源结构,逐步提高清洁能源发电比重,不断替代燃煤发电;另一方面,在加快发展循环液化床燃烧、大规模煤气化等洁净煤技术以及改进煤炭直接、间接液化技术的同时,加快研发和推广煤炭多联产等新一代洁净煤技术,逐步优化调整煤电自身结构,将煤炭的产业链延伸至下游化工制品。

        2.积极发展核电。

        核电是清洁高效的能源。理论上讲,1公斤的铀全部裂变释放出的裂变能,大约相当于2500吨煤或2000吨的石油燃烧时释放出的能量。一座百万千瓦的火电站需要260万吨煤,而核电站只需要30吨的铀原料即可。核电站一年产生的二氧化碳仅是同等规模燃煤电站排放量的1.6%,且不排放二氧化硫、氮氧化物和烟尘。近几年,世界核电建设开始复苏。美国能源部2007年宣布,未来2年内将兴建32座核能发电厂;俄罗斯计划在2020年前建造40台核电机组;英国于2008年1月决定恢复建设核电站;印度计划到2020年使核电装机容量达到4000万千瓦。高效、清洁的核能将在全球能源格局中扮演更加重要的角色。

        2008年福建宁德、福清,广东阳江,浙江方家山核电工程相继开工,共计14台百万千瓦机组,总规模达1400万千瓦,标志着我国核电建设步入快车道。2008年底,我国核电装机容量约为900万千瓦,仅占全国总发电装机容量的1.3%。根据《核电中长期发展规划(2005&mdash;2020年)》目标,到2020年,核电装机容量将增加到7000万千瓦,核电占全国发电装机容量的比重提高到4%,这意味着今后每年至少开工建设2个核电站、4台百万千瓦级核反应堆。2020年前,我国投入核电的建设资金累计将达4000亿元。去年底,为应对国际金融危机,我国推出扩大内需促进经济增长的十项措施,核电项目成为首批核准的拉动内需项目,标志着我国核电建设高峰即将到来。

        3.大力发展可再生能源和新能源。

        2006年底,中国可再生能源年利用量总计为2亿吨标准煤,约占全国一次能源消费总量的8%,仅比2005年上升0.5个百分点。促进可再生能源加快发展,有助于实现能源长期战略替代,也有助于加强环境保护。我国已立法将可再生能源开发利用列为能源发展的优先领域,并制定了《可再生能源中长期发展规划》,根据规划,2010年可再生能源占全国一次能源消费总量的比重将达到10%。

        水能是重要的可再生能源,我国水资源丰富,理论蕴藏量近7亿千瓦,占常规能源资源量的40%,根据目前的勘测设计水平,我国水电有2.47万亿千瓦时的技术可开发量,如果开发充分,至少每年可以提供相当于10亿&mdash;13亿吨原煤的能源。水能与风能、太阳能等可再生能源相比是很好的调节电源,开发水电的同时还可以实现防洪、灌溉、供水、航运、养殖和旅游等综合效益。目前水能开发利用技术已经成熟,应当优先加以利用。

        我国风力资源丰富,利用技术也基本成熟,可以作为当前规模开发的一个重点,形成实际供应能力。太阳能资源潜力巨大,一旦关键技术取得突破,经济性改善,就将得到广泛应用。现阶段应加大太阳能发电技术与热利用技术的开发与攻关力度,结合建筑节能,积极推广太阳能热水器产品。我国生物质能具有品种多、分散性强、收集成本高的特点,宜于发展多种利用技术,开辟不同用户市场。现阶段可从现有废弃物资源的利用入手,逐步提高开发利用水平。对一些较为成熟的技术,如农村沼气、秸秆发电等,积极推广,予以扶持。对一些尚未突破的关键技术,如纤维素乙醇等,合理投入,开展研究。新能源及其相关技术对未来的能源替代具有重要意义,应当充分重视,早做准备,积极跟踪,组织研发。

        面对新能源和可再生能源的发展现状,我国政府当务之急就是要建立一套完整的新能源和可再生能源技术发展路线图,尽快整合现有产业资源,把现有资源、扶持政策体系及未来十多年的能源投资格局理顺,打造高效率的新能源和可再生能源发展的宽松环境,以能源的可持续发展和有效利用来支持中国经济社会的可持续发展。

        4.强化油气产业的开源节流。

        一是加快建设油气基地。按照“挖潜东部、发展西部、加快海域、开拓南方”的原则,通过地质理论创新、新技术应用和加大投入力度等措施,到2010年,全国原油、天然气产量分别达到1.93亿吨和920亿立方米。二是加快石油替代工程。按照“发挥资源优势、依靠科技进步、积极稳妥推进”的原则,加快发展煤基、生物质基液体燃料和煤化工技术,统筹规划,有序建设重点示范工程,为“十二五”及以后更长时期的石油替代产业发展奠定基础。三是促进油气行业节能降耗。

        此外,中国应对石油安全挑战,应该着眼全球,从战略的高度借鉴其他国家的经验,降低石油进口依赖,积极参与国际石油市场竞争,加强国际石油领域合作,加快建立现代石油市场体系,建立完善现代石油储备制度,制定确保国家石油安全的一整套方案。

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       淮 阴 工 学 院 毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名: 专 业: 刘洋 学 号: 1071507216 汽车服务工程 汽车超稀薄燃烧技术研究 设计(论文 题目 设计 论文)题目: 论文 指 导 教 师: 严桃平 2010 年 12 月 3 日 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告 1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写 2000 字左右的文献综述 文 献 综 述课题来源及研究 研究目的 一、 课题来源及研究目的 尽管多年来,石油的开采局面大体保持稳定。但是,石油作为不可再生资源终究要 面临枯竭之日,因此世界各国一方面在提高内燃机的燃油经济性,另一方面积极开发内 燃机代用燃料及电动汽车。在我国,内燃机消耗了石油资源的 45%,柴油的 75%,汽油 的 60%以上。当前,提高燃油经济性的意义是非常重大的。另外,发动机的有害排放物 和噪声也危害着环境和人体健康。为了改善轿车发动机的经济性,汽油机采用稀薄燃烧 甚至是采用超稀薄燃烧已经成为各个轿车发动机生产厂家的重要手段。 在传统的汽车发动机上,为了保证发动机稳定可靠地运转,汽油机正常工作时,其所 用混合气成分的空燃比应在 12-18 范围内调节。 超稀薄燃烧是空燃比大于 20∶1 的混合 气的燃烧过程, 它可以使燃料的燃烧更加完全.燃用稀混合气,由于其燃烧后最高温度降 低,一方面使通过气缸壁的传热损失较小,另一方面燃烧产物的离解现象减少,使热效率 也得以提高.从另一角度分析,采用稀混合气,由于气缸内压力、温度低,不易发生爆震, 则可以提高压缩比,增大混合气的膨胀比和温度,减少燃烧室废气残余留量,因而可以提 高燃油的能量利用效率.在采用稀混合气的同时,辅以相应的排放控制措施,汽油机的有 害排放物 CO,HC,NOX,CO2 将大大地减少,且稀燃时燃烧室内的主要成分 O2 和 N2 的比热 较小,多变指数 K 较高,因而发动机的热效率高,燃油经济性好. 二、国内外课题研究情况 国内外课题研究情况 课题 车用发动机稀薄燃烧包括缸外喷射稀燃系统(PFI)、直接喷射稀燃系统(GDI)和均 质混合气压燃系统(HCCI). 1 缸外喷射稀燃系统(PFI) 缸外喷射稀燃系统(PFI) 进气道喷射稀燃系统根据进气流在气缸内的流动形式不同,可分为涡流分层和滚流 分层两种 1.1 涡流分层稀燃系统 这种稀燃发动机的代表是丰田公司的进气道喷射第三代稀燃系统,本田公司的 VTCE —E 以及马自达公司的稀燃系统.丰田第三代稀燃系统和马自达稀燃系统的共同特 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告点是都采用涡流控制阀(SCV)来调节涡流的强度,在低负荷时,SCV 关闭获得强的涡流;在 高负荷时,SCV 打开获得斜轴涡流,促进燃油与空气的混合. 1.2 滚流分层稀燃系统 日本三菱汽车公司利用进气道喷射燃油先后成功地在 3 气门和 4 气门发动机上实现 了缸内滚流分层稀燃(MVV)系统.后来,三菱公司研制出了适用于 4 气门发动机的滚流分 层稀燃系统,在 4 气门汽油机的进气道内对称布置两个立式隔板,在两个隔板之间喷油, 使混合气在缸内滚流轴线方向上形成稀———浓———稀的夹层分布,这样可以充分发 挥火花塞中心布置的优势. PFI 发动机的限制是 20%喷嘴装在气缸盖上进气门的背面,80%安装在进气歧管上靠 近气缸盖位置,在发动机起动时,会在进气门附近形成瞬时的液态油膜,这些燃油会在每 次进气过程逐渐蒸发进入气缸燃烧。冷机起动时由于燃油蒸发困难,使得实际供油量远 大于需求空燃比的供油量,显著加大发动机未燃 HC 排放。 PFI 发动机的另一限制是中、小负荷时采用节气门来控制负荷,存在节流损失,GDI 发动机在中、小负荷时采用分层充气工作模式,通过控制喷入气缸的油量来控制发动机 的负荷,不采用节气门可以降低泵气损失和热损失。 2 直接喷射稀燃系统(GDI) 直接喷射稀燃系统(GDI) 进气道喷射汽油机在不采用助燃方法组织稀燃时,其空燃比超过 27∶1 非常困难.但 直接喷射稀燃系统超过这一界限却非常容易.与缸外进气道喷射稀燃汽油机相比,缸内 喷射稀燃汽油机具有泵气损失小、传热损失小、充气效率高、抗爆性好及动态响应快等 特点. 早期的 GDI 汽油机是利用与柴油机一样的泵一管一嘴供油系统来达到迟喷的目 的,其燃油是在压缩行程后期喷入气缸,依靠进气涡流或滚流实现混合气分层。 对于汽油机缸内直喷的工作方式,20 世纪 50 年代德国的 Benz300SL 车型和 60 年代 MAN—FM 系统,70 年代美国 Texaco 的 TCCS 系统和 Ford 的 PROCO 系统就曾经采用过。 这 些早期技术大多基于每缸 2 气门和碗形活塞燃烧室,利用柴油机的机械泵和喷油器实现 后喷。 这些早期的 GDI 发动机在大部分负荷范围实现了无节气门控制并且燃油经济性接 近非直喷柴油机。其主要缺点是由于采用机械式供油系统,各负荷甚至全负荷时后喷时 刻是固定的,燃烧烟度限制了空燃比不能超过 20∶1。 20世纪90年代以后,由于发动机制造技术的迅速提高,采用先进的电子控制技术,解 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告决了早期直喷发动机的控制和排放等方面的许多问题。 新技术和电子控制策略的发展使 得许多发动机制造企业重新考虑 GDI 发动机的潜在优点。 1996 年日本三菱汽车公司率先 推出 1.8 L 顶置双凸轮轴 16 气门 4G93 壁面引导型直喷发动机;丰田公司开发出了同时 采用 GDI 和 PFI 两套供油系统的 2GR—FSE V6 发动机;通用公司 2004 年开发出了采用可 变气门定时(VVT)技术的分层稀燃直喷发动机;宝马公司在低压均质混合气直喷 GDI V12 发动机的基础上,2006 年又开发出了可以实现分层稀燃的 R6 直喷发动机;德国大众公司 2000 年底利用电子控制系统把与 TDI 柴油机相似的原理用在汽油机上,开发了壁面引导 型燃油分层直喷(FSI)发动机, 并用于 Lupo 车上,其 100 km 的平均油耗只有 4.9 L,成为 世界上第一辆 5 L 汽油机汽车;2004 年奥迪公司开始将其 2.0T—FSI 燃油分层直接喷射 增压汽油机推向市场。 3 均质混合气压燃系统(HCCI) 均质混合气压燃系统(HCCI) HCCI 是一种以往复式汽油机为基础的一种新型燃烧模式, 简单来说就是汽油机的一 种压燃方式。这项技术在 90 年代初已经被提出并开始实验,但是当时电子控制技术没 有现在成熟,所以这项技术直到现在才被大众所知。早在 20 世纪 30 年代,人们就认识 到均质混合气压缩自燃的燃烧方式在汽油机上存在, 但它一直被认为是一种异常燃烧现 象而被抑制。在二冲程发动机上真正有意识应用 HCCI 燃烧始于 1979 年 On-ishi 和 Nouchi 的研究。 近几年, Aoyam 等人研究了汽油和代用燃料 HCCI 燃烧控制的方法, Mase 等人研究了柴油 HCCI 燃烧的控制方法。这些工作深化了对 HCCI 燃烧认识,为 HCCI 的 燃烧控制提供了经验。 装备 HCCI 技术的发动机的技术结构比一般发动机要复杂,当汽油机的压缩冲程快 结束时,汽油通过直喷油咀喷进汽缸,HCCI 发动机压缩比比普通的汽油机高, ,可以采 用相当稀薄的混合气, 因此可以按照变质调节的方式, 直接通过调节喷油量来调节扭矩, 不需要节气门。HCCI 发动机的燃烧温度低,对燃烧室壁的传热很低,能够减少辐射热的 传递,还能大幅降低氮氧化合物的形成。另一个特点是燃烧周期很短。因为燃烧过程主 要是受化学反应而不是受混合过程的支配,能够使得燃烧周期比传统的柴油机短。而且 它采用的燃油辛烷值允许在一个广阔的范围内变动。可以采用汽油、天然气、二甲醚等 辛烷值较高的燃油作为主要燃料,也可以采用多种燃料混合燃烧。还可以将对高辛烷值 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告燃料和低辛烷值燃料配比的调整, 用作在 HCCI 燃烧中控制燃烧起点和负荷范围的方法。 但是装备 HCCI 技术的发动机也存在这明显的缺点, 比如在然烧时刻的控制上, HCCI 发动机靠汽缸的压力和温度自燃,油气混合气的密度,汽缸的温度和压力都需要进行精 确的检测和控制,所以发动机的 ECU 管理程序也要进行相应的加强。由于 HCCI 的同时 压燃和放热,瞬时间汽缸和活塞会受到强大的压力,有可能会产生爆震的现象,另外, 低排气温度对催化转化器来说也是一个问题,因为需要相当高的温度才能起动氧化/还 原反应。 我国对于稀薄燃烧系统的研究旱在 20 世纪 50 年代末 60 年代初就已开始,但由于 我国电控技术落后,以至于该系统仅仅停留于理论研究阶段。到了 20 世纪 80 年代初, 天津大学汽油机射流技术首次在化油器式汽油机上应用, 但该技术也仅仅使空燃比最高 控制到 18. 5,目_该技术由于铸造精度要求较高,在国内很难得到推广。 目前,引进的大众 FSI 发动机是我国唯一量产的 GDI 发动机。缸内直喷技术对汽油 的油品质量是个严格考验,正是基于这个原因,大众在中国的 FSI 发动机上取消了分层燃 烧技术,只保留了均匀燃烧模式。 国内外的公司和研究机构也都在积极地开发设计新型直喷发动机,如 AVL 公司正在 开发基于喷射引导和激光点火系统的新一代分层稀燃直喷发动机技术。目前,国内一汽 集团、华晨、奇瑞、长安和吉利等汽车企业联合高校正在开发理论空燃比混合气或多种 燃烧模式相结合的 GDI 发动机。 发动机具有柴油机的经济性并保持了汽油机的特点, GDI 相对于技术成熟的 PFI 发动机具有显著优点,但是排放、燃烧稳定性等方面的问题限制 了其普遍应用,目前,GDI 技术完全替代 PFI 技术仍然存在一些技术挑战,如排放控制、 稳定燃烧控制、燃油经济性、性能和可靠性、控制复杂性。 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告参考文献 1 2 顾如龙译.低燃油耗高性能/气门稀燃汽油机的研制.国外内燃机,1995(1) 陆 展 华 .GDI 发 动 机 及 其 稀 燃 优 化 技 术 . 柴 油 机 · Diesel Engine,2003,(6):36-41. 3 王燕军,王建昕,首藤登志夫,等.汽油机稀薄燃烧研究的新进展———从 gdi 到 hcci.汽车技术,2002,(8):1-5. 4 蒋坚,高希彦.汽油缸内直喷式技术的研究与应用.内燃机工程,2003,(5):39-44. 5 王志,张志福,杨俊伟,等.均质压燃发动机研究开发新进展.车用发动机, 2007(3):1-7. 6 高宗英,袁银南,刘胜吉等·缸内直接喷射———未来车用汽油机的发展方向·国 外内燃机,2000,(1):24-36. 7 哀守利,杜传进,颜伏伍,侯献军.车用汽油机实现稀薄燃烧的技术措施.车用发动 机, 2004.6(154) :1~4. 8 解茂昭.一种新概念内燃机———基于多孔介质燃烧技术的超绝热发动机.热科 学与技术,2003 .9 (2):189~194. 9 郑胜敏.汽油机稀薄燃烧技术发展分析.城市车辆,2007-6 :46~55. 10 孙 庆 , 秦 松 涛 , 张 勇 . 汽 油 机 均 质 混 合 气 压 燃 燃 烧 (HCCI) 技 术 . 山 东 内 燃 机,2006 .1(91 ) :14~17. 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告 2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径) 研究的问题: 研究的问题: (1) 分析国内汽车超稀薄燃烧的发展现状及发展趋势; (2) 阐述国内车用稀薄燃烧发动机技术发展对社会和经济发展意义和作用; (3) 阐述超稀薄燃烧技术研究的必要性和意义; (4) 分析各种稀薄燃烧技术存在的问题; 研究手段: 研究手段:在老师的指导下,通过网上查阅资料以及图书馆借阅资料,分析思考,理清 思路,写出论文提纲并完成论文。 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告指导教师意见: 指导教师意见 指导教师: 2010 年 12 月 3 日 所在专业审查意见: 负责人: 2010 年 12 月 3 日

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       一、我国面临的挑战和机遇

       1、交通能源与环境问题是21世纪全球面临的重大挑战,对我国尤为严峻

       目前世界汽车保有量约8亿辆,预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆,主要增量来自发展中国家。国际能源机构(IEA)的统计数据表明,2001年全球57%的石油消费在交通领域(其中美国达到67%)。预计到2020年交通用油占全球石油总消耗的62%以上。美国能源部预测,2020年以后,全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口,2050年的供需缺口几乎相当于2000年世界石油总产量的两倍。与此同时,交通能源消耗也是造成局部环境污染和全球温室气体排放的主要来源之一。为此,全球已达成共识:交通能源转型势在必行。

       近年来,我国汽车业迅猛发展。2005年,我国汽车产、销量均超过570万辆,分别居世界第三位和第二位,自主品牌轿车和汽车出口均出现大幅增长。预计2020年前我国将成为世界上最大的汽车制造国和主要的汽车出口国之一。我国目前的汽车人均保有量还很低,2003年每千人汽车保有量仅为美国的2.5%(19辆),大约相当于美国90年前的水平,是世界上汽车市场潜力最大的国家,预计2020年汽车保有量将达到1.3~1.5亿辆。但是,当我国刚刚到达汽车社会门槛,车用石油消费在石油总消费中的比例(1/3以下)还大大低于世界平均水平时(1/2以上),我们已经感受到了石油供应的日益紧张。同时,车用石油消耗所产生的空气污染和CO2排放也正在变成愈来愈严重的问题,我国已经成为世界上第二大CO2排放国,由此产生的国际政治和经济争端将会愈演愈烈。这充分表明,我国所面临的石油安全与交通能源问题将来势更猛、影响更大、挑战更加严峻。按传统交通能源动力系统发展下去,不可持续,实现我国交通能源动力系统转型是大势所趋。

       2、未来20年是我国交通能源动力系统转型的战略机遇期

       历史上,交通能源动力系统变革一直处于技术革命和经济转型的核心位置。十九世纪,煤和蒸汽机火车引发了欧洲的工业革命,开创了人类的工业经济和工业文明;二十世纪,石油和内燃机汽车促成了美国的经济腾飞,把人类带入了基于石油的经济体系与物质繁荣,也带来了能源环境的巨大挑战。进入二十一世纪,以替代燃料和混合动力为代表的各种新型汽车能源动力技术迅猛发展,相互竞争,引发了一场新的技术变革,预示着人类将要进入后石油时代过渡期和能源动力技术创新突破的机遇期。

       这场能源动力系统变革的主要趋势是汽车能源多元化、汽车动力电气化和汽车排放洁净化:基于可再生能源的生物燃料对于各种车辆具有良好的适用性,成为各国共同推广的新型燃料;混合动力作为新型汽车能源动力技术共性平台,继承了先进内燃机技术,结合高效洁净的电力驱动方式,既充分利用现有燃料基础设施,又能包容各种新型燃料,现已成为新型动力汽车产业化的里程碑;燃料电池作为一种新兴能量转换装置,尽管目前还存在很多需要克服的技术障碍,但其作为新一代汽车能源动力系统的远期解决方案仍然被全球所看好。

       汽车能源动力技术的变革是一个比较漫长的过程。混合动力有望在近中期逐步普及;燃料电池汽车的规模商业化大约在2020年以后。面向中长期的汽车技术发展,我国汽车所处的这一技术变革时期为我国交通能源动力系统变革提供了历史机遇。

       机遇之一:中国的资源和能源状况适合发展新能源交通动力系统。中国缺油、少气、多煤,这一结构特点给交通能源可持续发展带来了严峻的挑战。基于各种资源特点的多种替代燃料可以充分发挥我国地域辽阔和资源多样性的优势,因地制宜发展基于煤炭的燃料工业、基于生物质的农业能源和基于天然气的各种气体燃料技术,从而实现交通能源来源的多样化。同时,从我国城乡布局看,城市模式以大城市群为主要特点,汽车燃料基础设施比较集中,有利于燃料清洁化管理和监督。我国广大农村,随地区不同,其一次能源资源特点也不同,这比较适合发展一次能源来源多元化、燃料制取和消费当地化的燃料供应体系。

       机遇之二:我国具有实现交通能源动力系统变革的后发优势。从我国汽车发展阶段看,具有后发优势。尽管发达国家政府均大力推动各种代用燃料汽车的应用和向氢能燃料电池汽车动力系统的转型,但是其传统汽车产业庞大,石油基础设施完善,消费习惯难以转变,实施转型社会成本高昂,转型难度很大。而我国汽车工业刚刚发展起来,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。相对常规汽车而言,我国在新能源汽车研发和产业化方面具有比较优势。如果政策得当,可以在世界上率先实现转型。

       机遇之三:实施汽车动力系统变革,是多年来我国发展清洁汽车和电动汽车成功实践的战略总结和发展的必然要求。基于对我国能源安全、环境保护和实现我国汽车工业跨越发展的战略考虑,“九五”期间,科技部会同有关部委组织实施了“清洁汽车行动”,取得了重大阶段性成果。目前,全国已有燃气汽车22万辆,加气站700余座,年替代石油150万吨。而且天然气汽车呈现快速增长势头,预计今后几年将进入大规模推广应用阶段。“十五”期间,科技部组织实施了“电动汽车重大科技专项”,国家投入8.8亿元,是最大的科技专项之一。全国200余家单位、2000多名骨干科技人员直接参与实施,初步形成了官、产、学、研合作机制。目前,小型纯电动车辆已经开始小规模产业化,混合动力汽车已有多个车型通过国家认证成为产品,燃料电池汽车已进入示范考核运行阶段。自主开发的燃料电池、动力蓄电池、驱动电机和电子控制系统具备批量化生产能力。这为我国汽车动力转型战略的实施,奠定了坚实的技术、人才和实践基础。

       二、我国交通能源动力系统发展的战略选择

       基于我国汽车能源动力系统面临的挑战与机遇,我国汽车能源动力系统发展目标应当是立足转型、尽快转型。但是,新型汽车能源动力系统与现有汽车能源动力系统存在着千丝万缕的联系。同时,我国当前汽车产业发展和节能环保问题还要靠现有汽车能源动力技术解决。为此,应当选择一种“过渡”和“转型”并行互动、协调发展的战略。一方面,发展节能汽车解决紧迫的能源安全问题,另一方面,开展新能源汽车研究,瞄准未来汽车竞争制高点和实现汽车能源动力系统的可持续发展。

       1、节能汽车

       优化现有以石油和内燃机为基础的车用能源动力系统,发展节能汽车,重点发展直喷式内燃机及其混合动力系统。利用现有液体燃料基础设施,实施汽柴油清洁化战略,逐步与国际燃油规范接轨;大力发展各种合成燃料,尤其是符合中国国情的煤基合成燃料,并与汽柴油混合,形成新型清洁燃料。

       2000年以来,我国汽车(包括农用汽车)汽柴油年消费约占全国汽柴油消费总量的一半,石油消费的1/3左右。这一数据说明三个问题:1)车用汽柴油消费总量与石油消费总量同步快速增长。考虑到汽车市场的持续升温,石油安全风险很大。2)与国际平均水平相比,我国汽柴油消费占石油总消费的比例较低。通过石油消费结构调整优化,可实施汽车燃料的间接替代。主要是通过置换方式将替代难度较小的工业燃料等用非石油产品先行替代,将其原先使用的石油燃料用于汽车。则在相同石油消费总量下,车用燃料消费总量大约具有20%以上的上升空间。3)我国目前车用燃油消费总量与汽车保有量之比偏高,也即汽车油耗量偏大,节能的潜力巨大。2002年,我国计入农用车和摩托车后的等效平均单车年耗油量约为1.5吨,接近美国2000年的平均单车年耗油量,而大大高于2000年的法国(1.2吨)和日本(1吨)。平均单车年耗油量取决于车辆技术、车型结构和行驶里程以及运行工况等因素,中长期均有较大的改善潜力。根据国家中长期科技规划能源领域战略研究结果,建议2020年我国汽车节能目标为:在汽车保有量调节在1.5亿辆以内的前提下,平均单车年油耗量控制在1吨左右。与目前相比,节约1/3左右,节油潜力7000万吨左右。汽车燃油消耗总量控制在1.5~2亿吨。为了达到这一目标,关键的节能汽车能源动力技术如下:

       (1)高效柴油发动机技术

       轿车柴油机节能效果与汽油混合动力不相上下。据国务院发展研究中心分析预测,如果2020年我国柴油轿车发展到乘用车的20%,则当年可节约燃料1880万吨。为此应当在我国发展先进的柴油轿车,但是必须解决好排放控制关键技术问题。主要包括:柴油机电控技术,排气后处理技术和清洁柴油与代用柴油技术;柴油机电控高压燃油喷射系统和智能化发动机电子管理系统,是绿色高效柴油机核心关键技术,应当大力发展;柴油机排放控制可采取如下应对策略:EGR(废气再循环)技术成熟,效果显著,应尽快推广使用;DPF(微粒捕捉器)技术2010年前将会在欧洲柴油轿车普及,我国需加快应用速度;NOx(氮氧化物)催化转换器技术路线需要慎重选择,SCR在商用车中的应用应当引起重视;发展合成柴油和生物柴油对解决柴油的数量和质量都具有重大意义,要大力发展代用柴油技术,力争在2020年,将生产能力提高到1000万吨以上。根据2002年统计,我国农用车所消耗的柴油总量与常规柴油车的柴油消耗总量不相上下。开发节能、经济的新型农用车并逐步采用农业能源作为燃料对于汽车节能和发展农村经济具有重大战略意义。

       (2)节能汽油发动机技术

       当前,我国的轿车基本上是汽油轿车,目前采用的轿车汽油发动机还有20%以上的节能潜力。汽油发动机节能技术的发展呈如下趋势:缸内直喷技术、电辅助增压、电动气门、可变压缩比、停缸控制技术等将在今后五年规模产业化。世界各国正在对直喷汽油发动机技术开展深入研究。以日本为代表的非均质直喷技术面临燃烧稳定性和后处理等问题,以欧洲为代表的均质直喷技术正在兴起。电动气门与无凸轮发动机技术也在突破之中。电动气门具有与电控喷射同等重要的意义,它将给发动机空气系统控制和循环过程管理带来一系列节能技术变革,如取消节气门,可变压缩比、部分停缸等。目前我国轿车主要集中在大城市。在中小城市和农村,摩托车和三轮摩托车是主要个人交通工具,保有量已达1.2亿辆以上,其节能环保水平急待提高,其升级换代趋势值得关注。有针对性的开发具有中国特色的超微型节能汽油车具有重要的节能意义和市场前景。

       (3)先进的混合内燃机技术

       先进内燃机的发展呈现多重混合化趋势。

       燃料供应的混合:常规汽柴油与代用燃料混合。以常规汽柴油为主,将各种代用燃料,包括醇醚燃料与汽柴油掺混并进行适当设计将会成为主流燃料技术。

       燃烧方式的混合:汽油机均质充气与柴油机压燃点燃混合。以燃料混合技术和控制技术为基础,综合汽油机和柴油机两种燃烧方式优点的均质压燃HCCI内燃机技术正在兴起。

       输出功率的混合:内燃机与电机功率的混合。新型集成化大功率启动电机/发电机一体化装置ISG与新型电源系统技术既是内燃机电控技术的扩展和深化,也是复杂混合动力传动系统的基础模块技术。内燃机的混合化是联结现有汽车节能环保技术与新能源汽车技术之间的桥梁。

       2、新能源汽车

       开发新一代车用能源动力系统,发展新能源汽车。重点发展各种液体代用燃料发动机及其混合动力汽车,逐步过渡到采用生物燃料的混合动力和可充电的混合动力;进一步发展以天然气为主体的气体燃料基础设施,分步建设长期可持续利用的气体燃料供应网络;以天然气发动机为基础,发展各种燃气动力,尤其是天然气/氢气内燃机及其混合动力;发展新一代燃料电池发动机及其混合动力,到2020年,达到规模商业化水平;大力推进动力电池的技术进步,发展适合中国国情的纯电动车尤其是微型纯电动车。以城市公交车辆为重点,以点带面,稳步推进新能源汽车的示范与商业化。

       (1)车用能源转型的方向和重点

       车用能源转型的方向将从石油、天然气/煤层气、煤基燃料向生物质燃料和化石能、核能及可再生能源制氢和发电过渡。从资源来源看,中长期车用石油替代燃料的主体将来自三方面:煤基燃料、生物燃料、天然气燃料。到2020年,总量将可达到3000万吨以上,占车用燃料总消费的15%~20%,与欧盟的预期目标基本相同。从车辆应用角度看,车用代用燃料主要有三类:含氧燃料(醇/醚/酯)、合成油(BTL/CTL/GTL)、气体燃料(甲烷气/合成气/氢气)。含氧燃料技术成熟,是近期推广应用的重点,一般以掺混使用为宜。合成油与现有车辆技术体系和基础设施完全兼容,而且是一种优质的环保燃料。其技术也还有较大的改进余地。从中长期看,将成为一种主体代用燃料。气体燃料中,甲烷气是近中期的重点,以天然气为例, 2020年,我国天然气供应量可达到1200亿m3以上,如拿出10%左右用于汽车就可替代1000万吨左右汽柴油;合成气是各种一次能源通过气化工艺制成的富氢气体,是各种汽车新型燃料的原料气,也可直接用作车用燃料,在车用能源转型中发挥着关键作用;氢气是一种原料来源广泛、尾气排放为零的环保燃料,是车用能源转型的战略目标之一。根据国家中长期科技发展规划纲要,我国将从基础科学研究、前沿技术创新、工程应用开发等多个层面实施对氢能技术的重点突破。

       (2)汽车动力转型与混合动力

       汽车动力系统是一个完整的体系,包括燃料、发动机、动力传动系统三个主要层次。根据生命周期循环分析,从油井到车轮的效率来看,源于石油的最佳组合是:汽油/柴油—内燃机—混合动力;源于天然气、煤的氢燃料电池及其混合动力可与合成燃料内燃机及其混合动力竞争。近年来,汽车动力系统最大的突破是混合动力技术,它为汽车动力系统的转型奠定了基础平台。

       当前,内燃机混合动力轿车产业化是动力转型的里程碑。采用混联式汽油混合动力系统的轿车城市工况可节油40%左右。混合动力还为汽车排放控制尤其是城市工况条件下的排放控制提供了有效的新途径。鉴于我国私人轿车主要集中在大中城市,混合动力轿车非常适合在我国推广使用。同时,我国是一个公交车大国,在公交车中推广使用混合动力车辆也具有重要的节能环保意义。要借鉴我国汽车产业在发动机电控喷射等技术变革中所积累的开发经验和商业模式,并通过税收优惠等激励政策,大力开发和推广混合动力。

       今后,发展我国混合动力有两条技术路线值得重视:一是轿车混合动力的模块化。通过功能模块的发展与组合逐步推进汽车动力的电气化。从只具备自动启停、怠速关机功能的“微混合(micro-hybrid)”、以并联式混合动力发动机为主体的“轻混合(mild-hybrid)”和以混联式为特征的“全混合(full-hybrid)”,随着电功率的比例逐步提高,最终过渡到串联式“可充电混合(plug-in-hybrid)”。二是城市客车混合动力系统的平台化。发电机组+驱动电机+储能装置构成了混合动力系统的基本技术平台。通过换用不同的辅助动力总成(APU)适应从汽、柴油内燃机到氢能燃料电池各种不同的能源动力转化装置,形成油—电、气—电、电—电各种不同混合动力,促进动力系统的平稳过渡与转型。

       (3)汽车能源动力转型的关键与瓶颈:动力蓄电池和氢能燃料电池

       目前,新型动力电池尚不能很好满足汽车使用要求,即使对于已经产业化的国外混合动力轿车用动力电池也还存在初始成本高,使用寿命短等问题。动力蓄电池同时涉及混合动力、纯电动和燃料电池三种电动汽车,因此动力系统的转型将强烈依赖电池技术的突破。尽管混合动力的产业化会大大促进动力电池尤其是高功率型动力电池的技术进步,但是近三十年来车用动力电池研发的经验表明其技术进步过程将呈现出长期、稳步和渐变的特征。

       氢燃料电池系统是最具效率潜力的车用发动机,并能带来全新的汽车设计概念。据IEA2004年统计,全球能源科技研发公共资金投入中约12%投向了氢能燃料电池。近年来,燃料电池汽车技术得到了快速的发展,例如电堆大规模生产成本已降低到接近100美元/千瓦。但是,车用燃料电池商业化还面临一系列重大挑战:寿命仍需提高两倍以上,还有储氢、氢源基础设施等重大问题有待解决。以低温膜和碳极板为标志的车用质子交换膜燃料电池技术研发和投资的第一高潮已经过去。以复合增强高温膜、低铂催化剂和金属双极板为标志的新一代技术正在兴起。美国能源部2005年8月发布最新技术路线图,美国国会批准继续加大氢能燃料电池投入,全球正在为燃料电池产业化而继续努力,我国在氢能燃料电池技术竞争中处于除日本、加拿大、美国之后的第二行列。

       总体上讲,燃料电池是车用动力系统的一个长远解决方案。其中,燃料电池城市大客车可望率先实现商业化。美国正在实施国家计划,目标是到2015年使燃料电池城市客车占到新增城市公交车的10%。相比而言,城市公交在我国更具战略地位,我国大客车产业更具国际竞争力。应当把燃料电池大客车作为燃料电池汽车商业化的突破口。

       (4)我国新型能源动力汽车发展趋势与进程展望

       综合国外各种研究预测和各大国际汽车公司与能源公司的技术发展路线图,结合我国具体国情和发展现状,可初步展望我国汽车能源动力系统的转型趋势:

       1)2010年左右,随着石油价格的上涨和燃油税的征收以及排放法规与国际接轨,我国汽车能源动力系统技术转型的转折点将会出现。以混合动力和混合燃料为主体的新能源动力系统车辆产业化高潮将会到来。

       2)2020年左右,随着常规石油供需缺口的出现和CO2政策法规的实施以及燃料电池、动力电池等新型能源动力技术的进步,我国汽车能源动力系统技术转型将取得进一步突破,燃料电池轿车产业化可望兴起。

       3)21世纪上半叶,基于各种液体燃料及其基础设施的先进内燃机与混合动力车、基于各种气体燃料及其基础设施的燃气与燃料电池车、基于电燃料及其基础设施的纯电动车在将会长期并存。其中先进内燃机与混合动力车将占主导地位。燃气与燃料电池车以及纯电动车之和在21世纪中叶前后可望达到汽车销量的1/3~1/2。

       我国新型汽车能源动力系统的发展进程路线将是沿着中国特色之路逐步走向世界前沿。

       ◎内燃机及其混合动力车将会出现适合我国城市工况的轻度混合动力小型车、适合地区特点的超微型汽油车等特色车型,其所用燃料近中期将以汽柴油为主,掺混少量替代燃料。中远期,各种替代燃料的比例将会逐步加大逐步发展出基于生物燃料的充电式(plug-in)内燃混合动力车;

       ◎燃气与燃料电池车将从目前世界上最大的天然气公交车队、燃料电池混合动力公交车队,逐步发展出规模产业化的氢能燃料电池轿车;

       ◎纯电动车将从目前世界上最大的电动自行车生产国(年产1000万辆),发展出装备先进动力电池的微型电动车并广泛推广使用。

       考虑到新技术研发与应用推广中的各种风险和不确定性,上述预测是一种比较初步和粗略的估计,需要根据新的进展加以修正。但这一展望可以作为我们努力争取的目标。

       三、我国应采取的科技对策

       基于节能与新能源汽车“过渡”与“转型”的双重发展战略,我国汽车能源动力系统的科技对策可遵循三条基本技术路线。三管齐下,并行互动:

       (1)开发和推广先进内燃机与混合动力汽车,解决紧迫的节能与环保问题并促进自主品牌汽车发展,推进动力系统技术转型。

       (2)研发和应用气体燃料、煤基燃料和生物燃料等汽车代用燃料,促进交通能源来源多元化,同时有步骤的推动基础设施的扩展和转型。

       (3)开展燃料电池汽车和纯电动车的研发、示范和产业化,促进新能源电动汽车技术创新与重点跨越。

       近年来,国家攻关计划、清洁汽车行动、电动汽车重大科技专项的实施,极大地推动了我国节能和新能源汽车的技术变革。根据国家中长期科技发展规划,今后将进一步加大力度,推进我国汽车能源动力科技创新与产业化。为此建议:

       1)以2020年节约和替代车用燃料总量达到1亿吨(节约7000万吨,替代3000万吨)为目标,推进节能与新能源汽车并行互动与协调发展战略。在市场方面,要以节能汽车为主体,大力发展小型化和微型化的节能环保国民车,尽快实施燃油税,加大油耗法规推进力度。在研发方面,要以新能源汽车为战略重点,紧紧抓住未来二十年汽车能源动力系统技术变革的战略机遇期,官产学研联合攻关,实现中国汽车产业由产量大国到技术强国的跨越发展。

       2)采用“置换”(间接替代)、“掺混”(部分替代)、“代替”(全部替代)三管齐下,先易后难、稳步发展汽车替代能源;大力发展煤基、生物质基、天然气基石油替代燃料,促进交通能源多元化;继续发展燃油、燃气、电三种燃料/能源的基础设施,实现交通能源载体尽可能的兼容性和一体化;

       3)开发醇/醚/酯含氧燃料、BTL/CTL/GTL合成油、天然气/合成气/氢气气体燃料三大类代用燃料技术及其车辆应用技术,推进汽车燃料因时、因地、有序、有限的多元化;液体代用燃料宜以掺混应用为主,通过合理的燃料设计、优化的整车匹配和规范的油品管理,逐步替代石油基汽柴油;全力推进车用燃料技术创新尤其是合成气技术、氢储运技术等,建立代用燃料的基础技术平台,以适应交通能源转型过程中代用燃料品种的变化与过渡;

       4)以先进内燃机及其混合动力系统、燃料电池发动机及其混合动力系统和动力电池/超级电容及其电力驱动系统为核心,深入开展新型动力系统关键技术攻关,掌握成套知识产权,建立相关产业体系;以轻度混合动力轿车产业化为先导,带动各种混合动力轿车的研发与规模商业化,实现自主品牌轿车的跨越式发展;以我国在世界上独一无二的年产销量超过1000万辆的电动自行车产业为基础,改变传统的汽车文化习惯并修订相关的标准法规,以微型车为主体,发展适合我国国情、具有我国特色的纯电动车辆;

       5)以城市车辆为重点,加大各种新能源电动汽车市场开发力度。以混合动力为统一平台,通过平台化、系列化实现规模化,通过规模化推动高端技术——燃料电池汽车商业化;以政策标准法规为导向,促进轿车小型化、公交优先化,推动交通理念和消费观念的全面进步,为符合中国国情的自主创新技术创造市场环境。(作者为清华大学教授、博士生导师、清华大学汽车工程系主任、汽车安全与节能国家重点实验室主任)

       (转自《清华人》)

能源与环境科技论文范文

       汽车作为现代化交通工具,给予了人们的生产与生活带来十分方便的同时,可是它的尾气排放物,给大气环境造成严重污染。我国某城市对该市的机动车辆尾气污染程度作了如下初步调查:该市目前拥有机动车辆13万辆,并以年增率15%的速度增加。机动车年排放一氧化碳4.4万吨,相当于该市工业企业一氧化碳排放量的46倍。市区主要交通道路中心点一氧化碳超标2倍以上的达65%,在车流量高峰之际,有的监测点一氧化碳浓度高达每立方米70mg,超标6倍。在车流量比较集中的火车站,氮氧化合物测点平均值为每立方米0.059mg,超标准0.18倍。这些数据充分说明:该市机动车尾气污染已上升为主要的大气污染,而过去以二氧化硫为主煤烟型污染转变为以一氧化碳、氮氧化物为主的机动车尾气污染和二氧化硫为主的煤烟型污染并重的格局。

       为此,一些城市政府会同有关部门,制定了相应的法规。广州市政府颁布《关于根本上销售使用含铅汽油的通知》、《广州机动车排气污染防治规定》。北京市政府相继出台《关于采取紧急措施控制北京大气污染的通知》、《关于进一步落实大气污染防治措施,努力改善环境质量的决议》,以及市环保局组织《实施北京市轻型汽车排气污染物标准》。这些地方性法规,主要是控制机动车尾气对大气环境的污染,还给广大市民一个洁净的大气生活空间。

       1、汽车尾气的有害成份与危害

       汽车排放的尾气,除空气中的氮和氧以及燃烧产物CO2、水蒸汽为无害成份外,其余均为有害成份。汽车发动机排放的尾气一部分毒性物质,是由于燃料不完全燃烧或燃气温度较低时发生较多。尤其是在次序起动、喷油器喷雾不良、超负荷工作运行。燃油不能很好地与氧化合燃烧,必定生成大量的CO、HC和煤烟。另一部分有毒物质,是由于燃烧室内的高温、高压而形成的氮氧化合物NOx(NOx和NO和NO2的总称)。

       然而上述的CO是一种无色无味有毒的气体,它不易与其它物质发生反应而成为大气成份中比较稳定的组成部分,能停留2~3年。当人们吸入过多的CO后,CO可与血液中的血红素结合,阻碍血液吸收氧气和输送氧气而中毒死亡。它引起的公害称为汽车尾气第一排气公害。

       CH化合物中,特别是烯在大气上空,在太阳光紫外线作用下,会与氧化氮起光化反应生成臭氧、醛等烟雾状物质,刺激人们的喉、眼、鼻等粘膜。它不仅危害人们与动物,而且使生态环境遭到破坏,严重影响农作物的生长,使农业减产,同时还具有致癌作用。它成为汽车尾气排放的第二公害。

       MOx是NO及NO2的总称,其中NO与血液中的血红素的结合能力比CO还强。容易使人们中毒而死亡。NO2是一种褐色有毒气体,有特殊刺激臭味,损害人的眼睛和肺部。它是产生酸雨和引起气候变化、产生烟雾的主要原因。成为汽车尾气的排放公害。

       汽车尾气排放的颗粒物,一般是由直径为0.1~40μm的多孔性炭粒构成。它能粘附SO2及苯芘有毒物质,有臭味,对人们呼吸道极为有害(颗粒度较大的炭粒能迅速沉淀,不易从肺部排出)。此外,铅化合物、硫化合物等等也为有害成分。

       综上所述:汽车尾气排出的污染物,给予人类赖以生存的大气环境带来了严重的污染。在交通干线等人口密集区,其排气高度接近人体呼吸带,给人体健康造成了严重的危害。因此,必须采取有效措施,减少或者消除汽车尾气的排污量,

       2、汽车尾气的净化处理技术

       由于汽车运行严重的分散性和流动性,因而也给净化处理技术带来一定的限制。除了开发在机内净化技术外,还要大力开发机外净化处理技术。这应从两个方面入手:一是控制技术,主要是提高燃油的燃烧率,安装防污染处理设备和采取开发新型发动机;二是行政管理手段,采取报废更新,淘汰旧车,开发新型的汽车(即无污染物排放的机动车),从控制燃料使用标准入手。

       2.1 汽车燃油的改用

       ⑴采用无铅汽油,以代替有铅汽油,可减少汽油尾气毒性物质的排放量。

       首先应抓汽车油的改用。以无铅汽油代替四乙基铅汽油。这种汽油是用甲荃树丁醚作渗合剂,它不仅不含铅,而且汽车尾气排出的一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物均会减少。目前,我国为了减少汽车尾气排放量,改善城区大气环境质量,国家规定从1999年7月1日起在全国范围内根本上使用含铅汽油。2000年7月1日起,市场根本上出售有铅汽油。因有铅汽油中,它加入了一种抗爆剂――四乙基铅,它具有很高的挥发性,甚至在0摄氏度时就开始挥发,而挥发出的铅粉末,以蒸气及烟的动工存在空气中。但铅的污染程度与交通密度(每小时通过的车辆数)以及汽油中铅的含量有密切关系。

       虽然我国城市的交通密度比发达国家的密度低,但有铅汽油燃烧带来的铅的污染程度不可忽视。因铅是一种蓄积毒物,它通过人的呼吸、饮水、食物等途径进入人体。对人体的毒性作用是侵蚀造血系统、神经系统以及肾脏等。诸如对血管系统、生殖系统以及癌致畸等毒性作用也可能发生。

       ⑵掺入添加剂,改变燃料成分。

       汽油中掺入15%以下的甲醇燃料,或者采用含10%水分的水-汽油燃料,都能在一定程度上减少或者消除CO、NOx、HC和铅尘的污染效果。若采用“甲醇燃料”,即采用甲醇和其它醇类同汽油混合所制成的燃料。当甲醇占比例30%~40%,汽车尾气排出的污染物可基本上消除。

       ⑶选用恰当的润滑添加剂-机械摩擦改进剂。

       在机油中添加一定量(比例为3%-5%)石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯粉末等固体添加剂,加入到引擎的机油箱中,可节约发动机燃油5%左右。此外,采用上述固体润滑剂可使汽车发动机汽缸密封性能大大改善,汽缸压力增加,燃烧完全。尾气排放中,CO和碳氢含量随之下降,可减轻对大气环境的污染。

       ⑷采用绿色燃料同样可减少汽车尾气有毒气体排放量。

       据美国的俄亥俄州某研究所用豆油与甲醇、烧碱混合,然后去除其中的甘油,从而可获得“大豆柴油”。用“大豆柴油”,以3∶7的比例掺入到普通柴油中,可供柴油汽车之用。它可大大减少发动机工作时排放的硫化物、碳氢化合物、一氧化碳和烟尘。故誉作绿色燃料。

       ⑸采用多种燃料作为汽车燃料来源。

       随着科学技术的发展和计算机的广泛应用,确保环境保护法规的实施和节能措施:汽车中可广泛使用新的配方汽油、电力、压缩的天然气体、太阳能以及生态燃料的蓄电池等等。然而在这种汽车上装上电脑,不断在行驶中早先调拨组合,以使汽车发挥最佳性能。采用计算机控制点火系统,以便对发动机的不同工况做出快速反应,可取得最佳 燃料经济性和发动机动力性能,可减少尾气对大气的污染。

       ⑹节约能源,有利环境,大力推广车用乙醇汽油。

       根据有关专家指出,开发乙醇代替汽油,即节约能源,又可消化陈粮,使汽车排出的有害汽体减少,是一项有利于保护环境和资源的新课题。

       如果按照1∶9的乙醇汽油配比,用20万吨乙醇,可配出约200万吨的乙醇汽油,200万吨的乙醇只消耗粮食70万吨。因此,发展、开发使用专用乙醇汽油可解决储存粮食的转化问题,又可以在一定的程度上代替汽油,缓解我国原油供应的紧张状况。因乙醇是一种小麦、玉米等原料生产的变性燃料乙醇和汽油以一定的比例混合而成的汽车燃料,已经列入“十五”发展计划,它与纯汽油比较,汽车尾气中一氧化碳量可降低1/3左右,碳氢化合物降低13.4%。此计划推广使用,将对改善城市大气污染,保障人民健康起到重要作用。

       2.2汽车发动机内部的调试,可减少尾气污染物的排放量

       ⑴减少喷油提前角。减少喷油提前角,可降低发动机工作的最高温度(1500摄氏度),使NOx的生成量减少。

       ⑵改善喷油器的质量,控制燃烧条件(燃比、燃烧温度、燃烧时间),可使燃料燃烧完全,从而可减少CO、HC和煤烟。

       ⑶调整喷油泵的供油量,可降低发动机的功率,使雾化的燃料有足够的氧气进行完全燃烧,从而也可以减少CO、CH和煤烟的生成。

       2.3发动机外部尾气净化措施

       即汽车尾气由原有毒气体,变成为无毒气体,再排放到大气中。从而可减少对大气环境的污染。

       ⑴采用催化剂:将CO氧化成CO2,HC氧化成CO2和H2O,NOx被还原成为N2等。采用的催化剂有氧化锰-氧化铜;氧化铬-氧化镍-氧化铜等金属氧化物和白金属(铂)等贵金属。它们都可以净化CO、HC。催化反应器设置在排气系统中排气歧管与消音器之间。

       ⑵水洗:通过水箱,使汽车尾气中的碳烟粒子经过水洗和过滤及蒸气的淋浴,可支队粘在碳粒上的有毒物质,使碳粒子胀大而给予去除。

       2.4发动机内部净化处理措施

       ⑴正曲轴箱通气系统的设计:把从汽缸窜入曲轴箱的气体(主要是未燃气体)再循环进入进气歧管,使其再次燃烧,改变了过去将其直接排入大气所造成的污染。

       ⑵排气再循环设计:发动机排气口用控制阀与进气歧管相连接,使排出的气体经过再次循环,以降低氮氧化物的排放量。

       ⑶蒸发排放控制系统的设计:将化油器浮子室中的汽油蒸发汽引入进气系统,而将油箱中的蒸发汽引入储存系统,可大大减少污染物的排放。

       2.5加强行政管理,减少和消除汽车尾气对大气环境的污染

       ⑴淘汰旧车,采取报废迎新。开发并采用多种燃料的新型汽车,这是今后汽车的发展方向。以氢为燃料的电池电动车、太阳能汽车、电动汽车、复式汽车、液化气汽车、甲醇汽车等。它们是低公害、前途最佳的新型汽车。同时,目前也还可改装汽车发动机的汽车为柴油发动机汽车。虽然柴油发动机燃料费用高,但CO生成量少。如果对NOx、粉尘排放量作相对的限制的话,那么柴油发动机汽车也是未来最佳汽车。

       ⑵严格执行国家质量技术标准,控制燃油标准。

       按国家规定,不合质量的燃油不能使用,市场上不准出售低劣的燃油。然而汽车不准作用含铅汽油这一禁令已下,但难以奏效。其主要原因是广大市民对这一政策了解不足,含铅的70号和不含铅的90号及90号以上汽油,每吨差价比较大,加之无有效措施和得力宣传。另外,个别城市周边的地区又没有实行含铅汽油的禁令。市场调查结果显示含铅汽油库存数量还比较大,加之,车辆运输的流动性,故使得禁令难以实施。因此,对“禁令”的宣传力度和推行力度应大大加强,才能保证大气环境的洁净。

       为了保护自然环境和国家资源,防止汽车尾气对大气环境的污染而引起公害,保障人民生命安全与健康。国家特制定了环境质量标准,污染物排放标准、污染物控制标准等等。笔者认为:为了保证上述法规的实施,还可以从下面几个方面入手:

       ⑴ 实行车辆分流行驶:城市人口稠密区域,交通密度高,汽车尾气的排放在某一时间又比较集中,故会引起该地区域在某一时间内,大气污染的程度会急剧增加,造成危害人类的健康。这时可采取汽车分流行驶。一方面可解决交通堵塞、乘车难;另外还可使该局部区域大气环境污染程度有所减少,更好地贯彻大气环境质量标准的执行。

       ⑵ 开辟地铁,施行电力牵引行驶。尤其在大城市人口稠密的地区,开辟地下通道,同时可解决乘车难问题以及减少大气环境污染。

       ⑶ 今后现代化的城镇建设,还应考虑自身的循环、多功能的结构形式。合理设计城市居民的日常生活完全以步代车,汽车只用在城外,城内的风能、太阳能、循环水等的高效利用也能使人们在很大程度上摆脱污染和不可再生资源的浪费。

       ⑷ 加强和提高人们对保护环境的意识-从自己做起,从家庭做起。

       上述汽车尾气的排放是大气环境污染的一个重要组成部分。但是,个人与家庭的污染占大气环境污染源一定的比例。人们生活中制造的垃圾、废气、废水在人们享受便利的同时也使大气环境污染日益加剧,这是我们不可忽视的一部分。

求:新能源开发利用与汽车文化论文。

       能源开发利用会对环境产生不同程度的不利影响。下面我给大家分享一些能源与环境科技论文范文,大家快来跟我一起欣赏吧。

        能源与环境科技论文范文篇一

        能源问题\环境污染与?节能减排?

        摘要:本文就能源危机和环境污染现状做了阐述,并就如何尽快的转变生产方式、生活和消费方式,如何让节能减排成为全社会的自觉行动作了总结。

        Abstract: This paper energy crisis and environmental pollution are described in detail on how the changes as soon as possible modes of production, living and consumption patterns, how to make energy conservation a conscious action of society as a whole are summarized.

        关键词:能源危机 环境污染 节能减排

        Key words: energy crisis environmental pollution energy conservation

        一、能源概述及能源问题

        能源 凡是能够提供某种形式能量的物质或是物质的运动,统称为能源。人们在日常生产和生活中,需要各种形式的能量,例如,在高炉中熔化铁矿石需要热能,开动机器需要机械能,使用电器需要电能等等,总之,人类的生产和生活与能源息息相关。

        世界能源问题 从长远和全球的观点来看,所谓?能源问题?,就是化石能源短缺或接近枯竭的问题,确切地说就是?石油问题?。 什么是?石油问题? 若突然截断石油来源,很多国家的经济将处于瘫痪状态。没有人比日本人更能理解什么是?石油问题?和石油究竟意味着什么,因为其99%的石油消费都依赖进口,而几乎所有的工业产品甚至日用品都与石油密切相关。

        能源危机对中国的冲击?中国能源问题,已经到了牵一发而动全身,不改革没有出路,很难委曲求全的时候了。?

        20世纪90年代初期,我国的能源尚可自给自足,因为我国有自己的煤,自己的油田,丰富的水能资源以及生物能源(主要是沼气)。目前比较普遍的看法是,油价上涨也并不会影响中国经济的总体平稳增长。然而, 若无远虑,必有后患。 目前我国的单位GDP能耗高出世界平均水平70%, 单位建筑面积采暖能耗比发达国家高出2至3倍,石油对外依存度接近50%,石油进口量仅次于美国。根据国研中心的研究报告,到2020年,中国的石油需求量的下限为4.5亿吨,上限为6.1亿吨,而预计届时国内的产量只有1.8亿到2亿吨,这就意味着中国石油对海外资源的依存度至少将达到55%以上,与目前美国58%的对外依存度大体相当。显然中国的能源和部分矿产资源对外依存度很高,已经严重约束中国经济可持续发展。

        二、环境污染

        环境污染是指人类向环境中排放废弃物的数量超过了环境的自净能力而引发的环境问题。例如,工业?三废?不加处理排放到大气、江河、湖海和土壤中,造成大气污染、水污染、土壤污染;人们生产和生活产生的大量垃圾,造成固体废弃物污染;交通、工厂等造成的噪声污染;放射性泄露产生的放射性污染等等。

        中国环境污染问题 城市是人类对环境影响最深刻、最集中的地方,也是环境污染最严重的地方。世界上10个污染最严重的城市中,中国占了5个。为此付出的代价是:据我国专家偏保守的估计,每年由于环境污染和生态破坏所造成的经济损失高达2000亿元。据流行病学调查,我国空气污染导致呼吸系统疾病发病率的归因百分比为30%以上。

        噪声和固体废物污染有待解决。全国的城市道路交通噪声声级基本在70――76分贝之间;据40多个城市监测,92.8%的城市交通噪声平均声级超过70分贝的极限值;多数城市环境噪声污染状况也呈逐渐恶化趋势,全国2/3城市居民在噪声超标环境下工作和生活。我国工业固体废物的产生量和堆存量以平均每年2000万吨的速度增长。1992年工业固体废物产生量达到6.2亿吨,堆存量达到59.2亿吨,占地5.5万公顷。城市垃圾以每年10%的速度增加,1992年达到8262万吨,造成垃圾包围城市的严重局面。固体废物中含有各种有毒有害物质,扬尘污染大气,渗滤液污染地表水和地下水,堆存物污染农田,造成土壤质量下降,并成为重大的环境隐患。

        三、中国应对能源问题和环境污染的措施――节能减排

        与国际经济接轨,中国面临巨大压力。中国经济的高速发展取得了令世界瞩目的成就,但同时也令人担忧――发展中消耗了太多的能源和原材料。 比如,中国创造1万美元价值所需的原料,是日本的7倍,是美国的近6倍,或许更令人尴尬的结果是,比印度还多3倍。这种增长基本上是靠外延扩大再生产,靠拼资源、拼能源取得的。这种以高物耗、高能耗、粗放经营为特征的传统发展模式,如不彻底改变,既难以持久,也无法同他国竞争。面对越来越严峻的能源问题和环境污染,我们必须要有措施和对策。

        第一、开源。我们的煤炭储量很丰富,但要提高其开发利用的技术,提高能源利用效(中国每吨标准煤的产出效率仅相当于美国的28.6%,日本的10.3%),这些资源更不能再廉价出卖,因为它是非可再生资源,储量也是有限的;大力发展水电和生物能等可再生的能源,我国水能资源蕴藏量达6.8亿千瓦,居世界第一,但绝大部分还未开发利用,生物能的利用率还很低,中国农村的麦杆等农业副产品基本上是放火烧掉了,这样既浪费能源又污染环境;大力开发利用太阳能,它是一种洁净的可再生能源,对太阳能的开发利用将可能是摆脱能源危机的最终出路。

        第二、节能减排,实施清洁生产和提倡文明消费

        我国作为一个发展中的国家,不能盲目地跟随西方工业化国家利用化石能源发展工业,不能盲目地加速地增加私家汽车?,否则,中国必将提前遭受能源危机的冲击!只有实施清洁生产和大力提倡文明消费,走可持续发展的道路才是我们必然的选择。

        公众既是消费者,又是生产者,也是环境的管理者。实现可持续发展的目标,意味着一场深刻的变革,是人们世界观、价值观和道德观的变革,是人们行为方式的变革,公众是否愿意接受并积极参与,是实施这些变革的必要条件。如果13亿中国人每人少用一双一次性木筷,一张白纸,一张贺年卡,全国加起来将是多么巨大的数字,相当于保护多大的一片森林!如果全国照明灯具全部改换成节能灯,那么全国一年可节电约600亿度,而要生产这么多电,则需要300亿公斤煤炭。推进节能减排,仅有政府的积极推动和引导,广大企业的落实是不够的,还需要社会各界,特别是全体城乡居民的支持和参与!

        让我们每一个公民行动起来,从我做起、从点滴着手、从现在做起、从身边做起,为实现国家的节能减排目标作出自己的贡献,共同创造更加节约、更加洁净、更加文明的可持续发展的美好生活。

        能源与环境科技论文范文篇二

        能源开发利用与环境污染问题的分析研究

        [摘要]能源开发利用会对环境产生不同程度的不利影响。我国能源环境问题法律规制的现状与缺陷,我国能源环境问题已成为亟待解决的现实和战略问题。通过分析目前我国能源开发利用中的环境问题的法律规制的现状,指出其缺陷,并提出了一系列的完善措施。

        [关键词]能源 环境问题 法律规制 环境污染

        [中图分类号] X502 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-211-2

        随着我国全面建设小康社会步伐的加快,对能源生产和能源消费会有更高的要求,能源需求的持续快速增长必将使我国的环境保护面临更加沉重的压力。由能源开发利用导致的能源环境问题既是我国当前面临的现实问题,也是影响我国长远发展的战略问题,是我国实现可持续发展的基础和重要保障之一。法律作为现代社会权威、有效的社会调整方式,在此问题的解决上理应发挥重要作用。

        1能源开发利用对环境的不利影响

        (1)石油和天然气勘探开采与利用对环境的不利影响。油田勘探开采过程中的井喷事故、采油废水、钻井废水、洗井废水、采出水回注的污水排放;气田开采过程中产生的地层水,含有硫、卤素以及锂、钾、溴、铯等元素,其主要危害是使土壤盐渍化;油气田开采过程中的硫化氢排放;炼油废水、废气(含二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、烃类、一氧化碳和颗粒物)、废渣(催化剂、吸附剂反应后产物)排放;海上采油影响海洋生态系统,石油因井喷、漏油、海上采油平台倾覆、油轮事故等原因泄入海洋,对海洋生态系统产生严重影响;在交通运输业,机动车尾气等造成大气污染,排放一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、铅等污染物等。

        (2)煤炭的开发利用对环境的不利影响。煤炭在开采过程中会造成矿山生态环境的破坏,对生物栖息环境造成影响,此外还产生地表的破坏,引起岩层的移动、矿井酸性排水、煤矸石堆积、煤层甲烷排放等。煤炭燃烧过程中产生大量二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、烟尘和汞等污染物,是造成大气污染和酸雨的主要原因,煤炭燃烧同时也排放温室气体,造成全球性环境问题。

        (3)水电开发对环境的不利影响。水电是一种相对清洁的能源,但其对生态环境和水环境仍有多方面的不利影响。主要表现在:截流造成污染物质扩散能力减弱,水体自净能力受影响;淹没土地、地面设施和古迹,影响自然景观;泥沙淤积会使上游河道截面缩小,河床抬高,下游河岸被冲刷,引起河道变化;改变地下水的流量和方向,使下游地下水位升高,造成土壤盐碱化,甚至形成沼泽,导致环境卫生条件恶化而引起疾病流行;建设过程采挖石料和填土,破坏自然环境。

        (4)核能开发利用对环境的影响。核能对环境的影响主要来自两个阶段:核燃料生产和辐射后燃料的处理。由于人类无论何时何地都处于各种来源的天然放射性辐射之中,通常燃料生产过程的放射性污染较轻,一般不构成严重危害。

        (5)可再生能源开发利用对环境影响的不利影响。可再生能源开发利用整体上较传统化石能源来说,更加清洁安全,但是开发利用可再生能源仍然会带来一些环境问题。

        2我国能源环境问题法律规制的现状与缺陷

        为了有效地控制能源活动对环境的不利影响,解决能源环境问题,我国制定了一系列的法律、法规来加强对能源活动的管理。

        2.1能源开发利用中的环境问题的一般法律规制现状及其缺陷。

        (1)法律规制的现状。环境立法。通过相关环境立法,我国已形成了一个比较完善的能源环境的基本法律制度体系。电力立法。电力是由一次能源转化来的优质二次能源,是当今世界上应用最广泛的一种能源。电力行业是环境污染的重要产生源泉,作为规范电力建设、生产、供应和使用活动的电力立法,其中也必然涉及环境保护的规定。

        (2)法律规制的缺陷。一些实践中与能源行业密切相关的行之有效的管理手段如总量控制、排污权交易、生态补偿等还有待进一步法制化,为其施行提供更多的法律支撑。我国在能源立法的问题能源环境问题的法律规制上还做的远远不够,其根源在于我国能源立法的极度弱化。仅仅依靠环境立法中的一些普适性规定是远远不够的。

        2.2石油天然气开发利用中的环境问题法律规制现状及其缺陷

        (1)法律规制的现状。目前我国没有专门的石油天然气法,也没有系统规范石油天然气开发利用的环境保护的专门法规,相关规定散见于其他相关法律法规中。

        (2)法律规制的缺陷。其缺陷主要包括:立法不健全,空白较多;现行规定过时,亟待修改;多头管理,执法不力。

        2.3煤炭开发利用中的环境问题的法律规制现状及其缺陷

        (1)法律规制的现状。我国《煤炭法》第十一条确立了?开发利用煤炭资源,应当遵守有关环境保护的法律、法规,防治污染和其他公害,保护生态环境?的基本原则。目前煤炭开发利用中的环境保护并没有专门的法律法规予以规范,有关立法散见于相关法律法规及规范性文件中。

        (2)法律规制的缺陷。以上法律规定对减少煤炭勘探开采对生态环境的破坏、降低燃煤污染尤其是二氧化硫污染起到了重要作用,但在体系上与具体制度上还存在着很多缺陷。

        2.4水电开发中的环境问题法律规制现状及其缺陷

        (1)法律规制的现状。水电开发对保证能源供应、改善能源结构、减少污染都起到了十分重要的作用。水电开发与环境保护的对立与协调成为非常具有争议性的问题。水电是利用水能进行发电,因而属于可再生能源。

        (2)法律规制的缺陷。我国针对水电开发环境保护的立法还处于严重缺位的状态。就最为关键和重要的管理制度――环境影响评价制度而言,现行的立法技术性规范居多,缺乏明确的监管、程序、责任追究等规定,导致该制度的执行在实践中遇到很大的困难。

        2.5核能开发利用中的环境问题法律规制现状及其缺陷

        (1)法律规制的现状。核能开发利用中的环境保护主要是放射性物质环境污染的防治问题。 (2)法律规制的缺陷。期主要问题是:立法空白;现行立法文件的问题。

        2.6可再生能源开发利用中的环境问题法律规制现状及其缺陷

        (1)法律规制的现状。可再生能源相对传统化石能源来说属于清洁能源,但是其开发利用仍可能会带来一些环境问题。

        (2)法律规制的缺陷。加强开发利用的管制仍然很有必要。根据前面对法律规制的现状分析,我国目前在这一领域的主要问题就是立法空白较多,生物能、海洋能、地热能等新能源开发都缺乏必要的专门规定,有可能导致开发的混乱和无序,污染和破坏环境。

        3我国能源环境问题法律规制的完善

        3.1完善相关环境及能源立法,加强能源环境问题的一般法律规制

        (1)完善有关环境立法。我国有环境保护基本法《中华人民共和国环境保护法》在法规体系建设上,应制定国家环境保护的基本法―《国家环境政策法》,并通过制定生态保护法律法规及完善现有污染防治法律法规,构建比较完善的生态保护与污染防治并重的法律框架。

        (2)完善有关能源立法。能源是环境问题中最难解决的问题,而环境则是能源问题中最难解决的问题,只有实现能源法与环境法更紧密的结合,才能有效解决能源环境问题。因此,未来我国应对其予以足够的重视,加强完善相关立法。

        3.2完善石油天然气开发利用中环境问题的法律规制

        加强石油天然气的开发利用对我国能源安全具有决定性的战略意义,相应地我们也应更加关注其开发利用中的环境保护问题,完善立法,提高执法水平。

        3.3完善煤炭开发利用中环境问题的法律规制

        煤炭在我国能源结构中占有主体地位,随着我国经济社会的快速发展,能源需求急速增长,煤炭高强度开发,煤炭开采过程中的环境破坏日益严重,燃煤排放的二氧化硫等污染物大幅增加,已经成为我国环境问题的重中之重。

        3.4完善水电开发中环境问题的法律规制

        从世界范围看,促进水电发展都是能源发展战略的重要一部分。在我国的现实国情下,水电建设仍是我国国民经济的重要基础事业,对社会经济发展起到重大支撑作用。在水电开发中切实保护生态环境,通过生态环境保护促进水电建设的健康发展,特别是以科学的发展观为指导,建立与生态环境友好的水电工程建设体系,是实现水电开发与生态环境保护协调发展的正确途径。

        3.5完善核能开发利用中环境问题的法律规制

        积极推进核能开发利用,是我国重要的能源战略,而?安全第一、质量第一?一直是我国核工业发展的指导方针。

        3.6完善可再生能源开发利用中环境问题的法律规制

        为了避免无序发展,破坏环境,立法应当具有一定超前性,未雨绸缪,对开发利用的环境保护问题予以一定规制。未来我国可以考虑从以下几个方面逐步予以完善:利用可再生能源发展基金推动开发利用可再生能源环境友好技术的发展;适当的时候由国务院出台或者国家发改委、国土资源部、水利部、农业部、海洋局、环保部等联合出台《可再生开发利用环境保护管理条例(办法)》,就该问题作系统规定;制定可再生能源开发利用环境影响评价的相关标准、导则,完善环评制度;地热能开发利用及潮汐电站建设运行对环境的不利影响较大,未来应重点加强这方面的研究,适时出台相关的环境保护管理规定;利用政策引导、资金、技术支持等手段推动农村新能源的发展,减少高污染、低效率的秸秆、薪柴等的直接燃烧利用。

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       中国新能源汽车产业始于21世纪初。2001年,新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题,并规划了以汽油车为起点,向氢动力车目标挺进的战略。“十一五”以来,我国提出“节能和新能源汽车”战略,政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。

       2008年,新能源汽车在国内已呈全面出击之势。2008年成为我国“新能源汽车元年”。2008年1-12月新能源汽车的销量增长主要是乘用车的增长,1-12月新能源乘用车销售899台,同比增长117%,而商用车的新能源车共销售1536台,1-12月同比下滑17%。

       2009年,在密集的扶持政策出台背景下,我国新能源汽车驶入快速发展轨道。虽然新能源汽车在中国汽车市场的比重依然微乎其微,但它在中国商用车市场上的增长潜力已开始释放。2009年1-11月,新能源乘用车销量同比下降61.96%,至310辆。2009年1-11月,新能源商用车——主要是液化石油气客车、液化天然气客车、混合动力客车等——销量同比增长178.98%,至4034辆。相比在乘用车市场的冷遇,“新能源汽车”在中国商用车市场已开始迅猛增长。

       2010年,我国正加大对新能源汽车的扶持力度,2010年6月1日起,国家在上海、长春、深圳、杭州、合肥等5个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作。2010年7月,国家将十城千辆节能与新能源汽车示范推广试点城市由20个增至25个。新能源汽车正进入全面政策扶持阶段。

       在能源和环保的压力下,新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。“十二.五”期间,我国新能源汽车将正式迈入产业化发展阶段:2011-2015年开始进入产业化阶段,在全社会推广新能源城市客车、混合动力轿车、小型电动车。“十三.五”期间即2016-2020年,我国将进一步普及新能源汽车、多能源混合动力车,插电式电动轿车,氢燃料电池轿车将逐步进入普通家庭。

       据调查,新型能源多种多样,如电能、太阳能、氢能、核能、乙醇等等,目前已发展比使用在汽车上面的有电能、氢能、天然气与液化石油气、醇类。在新能源的发展当中,我们不仅要注意能源是否足够,还要注意其是否对环境造成破坏。针对不同能源的汽车,我们将一一对其了解。

       1.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。本身不排放污染大气的有害气体,即使按所耗电量换算为发电厂的排放,除硫和微粒外,其它污染物也显著减少,由于电厂大多建于远离人口密集的城市,对人类伤害较少,而且电厂是固定不动的,集中的排放,清除各种有害排放物较容易,也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得,如煤、核能、水力、风力、光、热等,解除人们对石油资源日见枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电,使发电设备日夜都能充分利用,大大提高其经济效益。有关研究表明,同样的原油经过粗炼,送至电厂发电,经充入电池,再由电池驱动汽车,其能量利用效率比经过精炼变为汽油,再经汽油机驱动汽车高,因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量,正是这些优点,使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。有专家认为,对于电动车而言,目前最大的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程,与混合动力相比,电动车更需要基础设施的配套,而这不是一家企业能解决的,需要各企业联合起来与当地政府部门一起建设,才会有大规模推广的机会。

       优点:技术相对简单成熟,只要有电力供应的地方都能够充电。

       缺点: 目前蓄电池单位重量储存的能量太少,还因电动车的电池较贵,又没形成经济规模,故购买价格较贵,至于使用成本,有些试用结果比汽车贵,有些结果仅为汽车的1/3,这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。

       2.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。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物,因此燃料电池车辆是无污染汽车,燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2~3倍,因此从能源的利用和环境保护方面,燃料电池汽车是一种理想的车辆。

       单个的燃料电池必须结合成燃料电池组,以便获得必需的动力,满足车辆使用的要求。

       近几年来,燃料电池技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制造厂,如戴姆勒-克莱斯勒、福特、丰田和通用汽车公司已经宣布,计划在2004年以前将燃料电池汽车投向市场。目前,燃料电池轿车的样车正在进行试验,以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。在开发燃料电池汽车中仍然存在着技术性挑战,如燃料电池组的一体化,提高商业化电动汽车燃料处理器和辅助部汽车制造厂都在朝着集成部件和减少部件成本的方向努力,并已取得了显著的进步。

       与传统汽车相比,燃料电池汽车具有以下优点:

       1、零排放或近似零排放。

       2、减少了机油泄露带来的水污染。

       3、降低了温室气体的排放。

       4、提高了燃油经济性。

       5、提高了发动机燃烧效率。

       6、运行平稳、无噪声。

       3.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%。中国长安汽车在2007年完成了中国第一台高效零排放氢内燃机点火,并在2008年北京车展上展出了自主研发的中国首款氢动力概念跑车“氢程”。

       随着“汽车社会”的逐渐形成,汽车保有量在不断地呈现上升趋势,而石油等资源却捉襟见肘,另一方面,吞下大量汽油的车辆不断排放着有害气体和污染物质。最终的解决之道当然不是限制汽车工业发展,而是开放替代石油的新能源,燃料电池车的四轮快速又安静地滚过路面,辙印出新能源的名字——氢。

       几乎所有的世界汽车巨头都在研制新能源汽车。电曾经被认为是汽车的未来动力,但蓄电池漫长的充电时间和重量使得人们渐渐对它兴味索然。而目前(指2009年)的电与汽油合用的混合动力车只能暂时性地缓解能源危机,只能减少但无法摆脱对石油的依赖。这个时候,氢动力燃料电池的出现,犹如再造了一艘诺亚方舟,让人们从危机中看到无限希望。

       以氢气为汽车燃料这种说法刚出来时吓人一跳,但事实上是有根据的。氢具有很高的能量密度,释放的能量足以使汽车发动机运转,而且氢与氧气在燃料电池中发生化学反应只生成水,没有污染。因此,许多科学家预言,以氢为能源的燃料电池是21世纪汽车的核心技术,它对汽车工业的革命性意义,相当于微处理器对计算机业那样重要

       优点:排放物是纯水,行驶时不产生任何污染物。

       缺点:氢燃料电池成本过高,而且氢燃料的存储和运输按照目前的技术条件来说非常困难,因为氢分子非常小,极易透过储藏装置的外壳逃逸。另外最致命的问题,氢气的提取需要通过电解水或者利用天然气,如此一来同样需要消耗大量能源,除非使用核电来提取,否则无法从根本上降低二氧化碳排放。

       4.燃气汽车

       燃气汽车是指用压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)和液化天然气(LNG)作为燃料的汽车。近年来,世界上各国政府都积极寻求解决这一难题,开始纷纷调整汽车燃料结构。燃气汽车由于其排放性能好,可调正汽车燃料结构,运行成本低、技术成熟、安全可靠,所以被世界各国公认为当前最理想的替代燃料汽车。

       目前,燃气仍然是世界汽车代用燃料的主流,在我国代用燃料汽车中占到90%左右。美国的目标是,到2010年,公共汽车领域有7%的汽车使用天然气,50%的出租车和班车改为专用天然气的汽车;到2010年,德国天然气汽车数量将达到10万至40万辆,加气站将由目前的180座增加到至少300座。

       业内专家指出,替代燃料的作用是减轻并最终消除由于石油供应紧张带来的各种压力以及对经济发展产生的负面影响。近期,中国仍将主要用压缩天然气、液化气、乙醇汽油作汽车的替代燃料。汽车代用燃料能否扩大应用,取决于中国替代燃料的资源、分布、可利用情况,替代燃料生产与应用技术的成熟程度以及减少对环境污染等;替代燃料的生产规模、投资、生产成本、价格决定着其与石油燃料的竞争力;汽车生产结构与设计改进必须与燃料相适应。

       以燃气替代燃油将是中国乃至世界汽车发展的必然趋势。我国应尽快组织力量,制定出国家级燃气汽车政策。考虑到我国能源安全主要是石油的状况,发展包括燃气汽车在内的各种代用燃料汽车,已是刻不容缓的事,根据国情应该做到:

       一是要限制燃气价格,使油、气价格之间保持合理的差价,如四川省、重庆市的油、气差价,即可保证燃气汽车适度发展;

       二是鉴于加气站投资大,回收期长,政府适当给予一定补贴,在加气站售出的气价和汽车用户因用气节省的燃料费用之间,调节好利益分配;

       三是对加气站的所得税,应参照高新技术产业开发区政策,采取免二减三的税收政策;

       四是将加气站用电按照特殊工业用电对待,电价从优;另外,对加气站用地,能按重大项目和环保产业对待,特事特办,不要互相推诿、扯皮,积极采用国外先进建站标准,科学确定消防安全距离,节省土地资源。

       5.生物乙醇汽车

       乙醇俗称酒精,通俗些说,使用乙醇为燃料的汽车,也可叫酒精汽车。用乙醇代替石油燃料的活动历史已经很长,无论是从生产上和应用上的技术都已经很成熟,近来由于石油资源紧张,汽车能源多元化趋向加剧,乙醇汽车又提到议事日程。

       目前世界上已有40多个国家,不同程度应用乙醇汽车,有的已达到较大规模的推广,乙醇汽车的地位日益提升。

       在汽车上使用乙醇,可以提高燃料的辛烷值,增加氧含量,使汽车缸内燃烧更完全,可以降低尾气的害物的排放。

       乙醇汽车的燃料应用方式:一、掺烧,指乙醇和汽油掺合应用。在混合燃料中,乙醇和容积比例以“E”表示,如乙醇占10%,15%,则用E10,E15来表示,目前,掺烧占乙醇汽车占主要地位。二、纯烧,即单烧乙醇,可用E100%表示,目前应用并不多,属于试行阶段;三、变性燃料乙醇,指乙醇脱水后,再添加变性剂而生成的乙醇,这也是属于试验应用阶步;四、灵活燃料,指燃料既可用汽油,又可以使用乙醇或甲醇与汽油比例混合的燃料,还可以用氢气,并随时可以切换。如福特,丰田汽车均在试验灵活燃料汽车(FFV)

       今天关于“天然气汽车发展现状论文”的讲解就到这里了。希望大家能够更深入地了解这个主题,并从我的回答中找到需要的信息。如果您有任何问题或需要进一步的信息,请随时告诉我。