時間:2023-06-13 16:18:45
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇新能源節能技術,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
關鍵詞:
1我國新能源汽車的發展現狀
隨著我國經濟不斷的發展進步,汽車行業也得到了大力發展,成為人們日常出行中的重要交通工具,但同時也增大了能源的損耗,油品燃燒所產生的廢氣被直接排放到空氣中,增大了空氣污染的速度。采用新能源代替油品消耗,能夠節省大量的石油資源,同時在汽車的尾氣排放治理中也取得了理想的成績。因此新能源汽車應用得到了高度重視,各大汽車生產企業在對產品進行設計時,也會重點考慮在使用中新能源是否能夠得到充分的燃燒,為汽車行駛提供動能。其中應用最廣泛的是壓縮混合氣體,配合汽油使用后能夠為汽車行駛提供充足的能量,同時也減少了汽油的損耗量,混合氣體在壓力作用下進入到燃燒裝置中,被點燃后所釋放出的能量可供汽車行駛運行,并且這樣的環境下所進行的動力傳輸形式更合理,不會造成使用隱患問題。檢測汽車排放尾氣中的成分,可以發現僅僅有少部分氮氧化合物,排放量在環保部門規定的標準范圍內。新能源汽車是采用混合能源供應形勢來實現動能轉換的,由國外傳入到我國,今年來發展迅速,已經能夠實現自主研究,在國內大型汽車生產廠家都得到了很好的應用。由于汽車的供能形式發生轉變,在燃燒技術上自然也有明顯的變化,充分運用HCCI模式,能夠在基層中形成穩定的傳輸體系,在燃燒氣體被傳輸前,就已經進行了壓縮,提升混合氣體的濃度,這樣在啟動的瞬間動力能夠達到甚至超過單一油品功能標準,內燃機中的傳輸流程有所增加,但燃燒以及動能傳輸的時間卻并沒有增加,這是新能源汽車中獨有的優勢。
2新能源汽車的節能技術應用
2.1混合動力汽車
電能作為新型清潔能源在汽車設計生產環節得到了大力應用,處于清潔自然能源,混合動力是新能源汽車中常見的能源供應形式。通常情況下是將多種能源混合應用,汽油、天然氣以及電能。這樣的功能形式下將汽車不同區域的能源需求詳細區分,雖然是混合動力,但燃料仍然是獨立存儲的,同時功能達到汽車的形式能量需求,在這樣的供能形式下汽車得到了穩定的動力,能夠滿足各類行駛需求。燃燒油品不但行駛成本增大,同時也會造成排放尾氣中污染物質含量超標。新能源汽車行駛中只燃燒少量油品,結合電能共同使用,這樣在總的能量輸出上是不會發生變化的,同時也節省了大量的石油資源。電能存儲需要蓄電池的參與,設計階段對蓄電池的使用年限進行了嚴格的檢驗,避免汽車更換的廢品造成環境污染。汽車駕駛人員可以自由的切換供能形式,在電能與油品方面,人群基數較大的市區內應用電能,這樣就不會排放出尾氣,在路面狀況比較復雜的野外區域應用汽油供能形式,能夠節省行駛時間。
2.2電動汽車
風力發電以及太陽能發電技術逐漸的完善,使得電能成為新能源汽車設計階段首要考慮的,電能汽車產品也逐漸增多。以電能為消耗能源來實現汽車行駛供能需要對車載蓄電池進行設計,盡量在滿足蓄電需求的前提下減小體積,這樣汽車的外觀設計也有更大的發展空間。在系統內部電能被轉換成為動能,帶動發動機設備運轉,汽車達到了行駛的能源供應標準,進而驅動行駛。隨著新能源汽車生產以及使用數量不斷的增大,城市內也建立了大量的充電站,可以為汽車的蓄電池補充電能。電動汽車可以做到零污染零排放,這一點是柴油以及汽油汽車所不能實現的,所補充的電能也由清潔環保的方法所生產出來,符合能源可持續發展理念。目前的設計生產技術能夠達到合理的充電間隔時間,并且動能也完全能夠達到行駛需求標準。不過電能汽車也存在一些需要改進的缺點,蓄電池部分的體積大重量大都會影響到汽車行駛速率,并且蓄電池的使用壽命是有限的,反復充電一段時間后,需要更換新的電池裝置,增大了使用階段的成本投入,相信在未來的技術發展中上述問題都能夠得到更合理的解決。
2.3燃料電池汽車
燃料電池是通過氣體燃燒反應來為汽車行駛提供能量的,與傳統的功能形式不同,在使用階段會將預存的氫氣與空氣中的氧氣相互結合。這兩種氣體混合后得到的氣體具有可燃性,被點燃后所釋放出的能源補充給電池,使電能永遠更持續長久的能量,解決運行使用解讀所遇到的不合理問題。這種功能方式中所產生的尾氣排放僅僅是水分,并不會產生污染物質,符合汽車節能設計理念。采用該種供能模式的汽車需要安裝蓄電池,氫氣存儲裝置,運行使用的成本較低,但這些基礎設施的安全所占有的體積比較大,限制了對汽車外形的美觀設計,該技術目前正在全面研究中,僅僅在小范圍內投入使用,完全研究成功后,必然能夠代替傳統功能模式,成為新能源汽車的未來發展方向。
3新能源汽車技術發展中的建議
面對新能源汽車對我國發展帶來的好處,政府需要在新能源汽車的發展道路中起到主導作用,通過宏觀調控來整合國內有限的資源,從而高效的發展我國新能源技術。從新能源汽車節能方面進行突破,避免在傳統汽車發展過程中所走過的彎路。同時在我國自主研發的基礎上,鼓勵國外投資者對國內的汽車企業進行投資,增強與國際一流新能源汽車廠商的技術交流,提升世界影響力。
4結語
新能源汽車的研發對我國的汽車工業發展來說是一個非常好的機會。通過大力發展新能源汽車,可以大幅度縮小我國汽車行業與世界汽車行業之間的差距。隨著國家政策對新能源汽車的支持不斷加大,我們應積極響應,通過自主研發與整合資源,切實促進我國新能源汽車健康、快速的發展。
作者:范志強 杜闖 董天宇 單位:沈陽理工大學汽車與交通學院
目前,全球升溫的情況越來越嚴重,世界各地的環境也在急劇惡化,導致這種情況的其中一個重要原因就是人們使用汽車出行的頻率越來越高。汽車尾氣的排放以及燃油的消耗,對世界的環境污染問題和能源不足問題產生著重要的影響。如果要解決問題,則需要從汽車的新能源以及節能技術方面下手,來減輕汽車出行對環境方面帶來的污染,以及找到新的能源來替代原有的燃料。
1現有汽車能源環境污染分析
傳統的汽車燃料主要包括:汽油、柴油等。這些燃料燃燒后帶來的污染物主要有一氧化碳、二氧化碳和醛類等。其中,甲醛會對人體造成十分大的傷害。甲醛屬于刺激性氣體,對呼吸道、眼睛都會產生刺激性作用,在甲醛濃度較高的地方,人還會出現頭暈、惡心、嘔吐、胸痛和咳嗽等癥狀。丙烯醛也屬于刺激性氣體,會給支氣管細胞、眼睛、呼吸道等帶來刺激和損害。而一氧化碳和二氧化碳帶來的危害則主要是環境危害。
2節能技術研究
隨著人們出行使用汽車的頻率越來越高,人們對燃料的消耗也越來越多,地球上的能源已經漸漸不能滿足我們的需求。現在市面上的大部分汽車節能技術不到位,需要耗費大量的能源,要解決這一問題,需研究出更先進、更易用的節能技術。
2.1汽車混合動力技術
混合動力技術是目前較為先進的節能技術,是指發動機和電動機的組合,目前可以分為三類。一是增程式混合動力技術,發動機只發電不驅動,電動機直接驅動的驅動方式;二是并聯式混合動力,發動機既發電也驅動,電動機直接驅動的驅動方式;三是混聯式混合動力,發動機既驅動也發電,由兩個電動機驅動的驅動方式。
2.1.1增程式混合動力技術
增程式混合動力技術也稱串聯式混合動力技術,其代表車型是雪佛蘭-沃藍達。這種動力技術的優點有三個:一是只要有燃料就可以行駛,不用擔心電池的電量不足;二是汽車的電池可以直接充電;三是發動機能夠在最舒適的轉速區間工作,以保證較低的油耗。但這種動力技術的缺點也十分明顯,一是由于能源經過兩次的轉換,其效率偏低;二是由于只有電動機驅動車輛,所以電動機功率較大,同時為了保證電動機的續航,對發動機的功率和電池的容量都有一定的要求。
2.1.2并聯式混合動力技術
并聯式混合動力技術的代表車型是比亞迪-秦,這款車體內有一個發動機和一個電動機,而且車體內的電動機和發動機都可直接驅動車輪。這種動力技術的優點有兩點,一是這種動力技術的成本是最低的,只需要在車內安裝電動機和電池;二是其起步扭矩大,會產生較為強烈的推背感。而這種車的缺點也有兩個,一是兩者同時工作的時間不長,不能保持太久的高功率高扭矩;二是在正常的行駛情況下,只有發動機工作,與其他汽車相比沒有節省太多的油耗。
2.1.3混聯式混合動力技術
混聯式混合動力技術的代表車型是凱美瑞尊瑞。混聯式混合動力技術更有效地結合了上面兩種動力技術,在這種技術中,發動機的動力由動力分割機進行分割,一部分直接對車輪進行驅動,而另一部分則被用于發電,所產生的電能用來驅動電動機,電動機的使用比例比并聯式中電動機的使用比例更大。這種動力技術的優點也有兩種:一是擺脫了充電樁的限制;二是能真正實現電動機與發動機長時間同時工作。其缺點也有兩點,一是結構復雜而且成本最高;二是汽車的車身重量會有所增加。
2.2汽車壓燃技術
目前汽車傳統點火方式有兩種,分別是火花塞點火和活塞壓燃點火,活塞壓燃點火的壓縮比更高,而火花塞點火則使發動機的噪音和工作震動更小。汽車壓燃技術是將傳統的火花塞點火方式和活塞壓燃點火方式進行結合,通過提高發動機的壓縮比,使燃料可以在同一時間內燃燒,從而達到提高燃油使用率的目的。采用壓燃技術能使發動機的燃燒溫度降低,減少輻射熱傳遞,而且燃燒周期更短,從而達到節能的目的。
2.3汽車可變排量技術
可變排量,也稱為切缸工作循環,最早在20世紀80年代被通用汽車公司運用于凱迪拉克汽車上。目前在中國已經研究出通過控制發動機的進氣溫度來控制排量的技術。這項技術是根據空氣冷縮熱脹的原理,在汽車剎車或者怠速時,汽車的熱氣管道會向發動機輸入熱空氣供內燃機燃燒,空氣密度的降低使得在保證理想空燃比的前提下,能夠降低噴油量,而同時因為進氣密度的降低,壓縮進程時壓縮空氣所需的能量也隨之而降低。因此,我們可以在發動機體積不變的前提下,使汽車在剎車和怠速時降低發動機的功率,減少噴油,降低排放。
2.4汽車結構節能技術分析
汽車的結構和部件的設計,都對汽車的油耗高低產生著一定的影響。例如更貼近流線型的車身,受到的空氣阻力會更小,也更能節省能量。下面我們將從汽車的結構方面對汽車的節能技術進行分析。
2.4.1車身設計節能分析
由于汽車的行駛過程是在空氣中運動的,而空氣自身無時無刻都在運動,因此,汽車與空氣的相對運動會給汽車的行駛帶來阻力。汽車與空氣間的相對運動速度越高,則給汽車行駛帶來的阻力就越大;汽車與空氣間的相對運動速度越低,則給汽車行駛帶來的阻力就越小。想要減小空氣阻力,我們可以從兩個方面入手,分別是減小汽車的空氣阻力系數以及減小汽車的迎風面積。
2.4.2車輛自重節能分析
相同車輛的油耗一般會隨著車身重量的升高而升高。因此,減輕汽車自身的重量,也會對降低油耗有很大的幫助。應用鎂合金、鋁合金等材料來制造汽車,能夠更加有效地降低汽車的車身重量。
3新能源技術
除了對節能技術進行研究,盡快找到更加環保的新能源也是我們需要關注的方向之一。
3.1混合動力技術
目前我們所指的混合動力汽車,一般指使用發動機和電動機同時作為動力來源的汽車,即油電混合汽車。汽車的行駛功率可以根據實際的需要由電動機或發動機單獨提供,也可以由兩者同時提供。相比起傳統的汽車,這種汽車的油耗非常低而且燃料燃燒充分,在當前的市場條件下,這種技術將會得到越來越多的應用。
3.2氫動力技術
氫動力技術主要應用于氫動力汽車。與傳統的動力汽車相比,氫動力汽車不排放尾氣而排放純凈水,從真正意義上實現了零排放,而且可以儲存更多的能源,是一種非常好的技術。但與此同時,應用這種技術的車輛與傳統車輛相比,成本高于20%。作為未來汽車發展的一個重要方向,氫動力技術有很多的優點。一是能源轉化效率高,氫動力技術的能源轉化效率為60%~80%,是傳統內燃機轉化效率的2~3倍。而且氫動力電池本身不參加化學反應,沒有損耗,燃料電池在工作的時候沒有噪音和震動,因此,這種技術已經成為目前新能源研究的一個重要方向。
3.3燃料電池技術
燃料電池汽車也可以看作電動汽車的一種,但與電動汽車不同的是,燃料電池汽車不需要充電,在汽車沒有電的時候,只需要給電池裝滿燃料就可以了。和普通的電池相比,燃料電池的特點在于可以自行補充燃料,而不需要反復充電。這種技術的原理是,氫在燃料電池中與氧氣發生氧化還原反應,以此產生出電能,來推動電動機工作。燃料電池具有以下優點:一是不排放廢氣,直接減少了溫室氣體的排放;二是提高發動機的燃燒效率;三是沒有噪音、運行平穩,減少了噪音污染;四是提高了燃料的經濟性;五是減少了汽車的機油或者汽油泄露帶來的對水資源的污染。燃料電池的技術核心主要包括控制器技術、電機技術與電池技術。
4汽車節能技術應用——以卡羅拉雙擎為例
下面我們對卡羅拉雙擎進行分析。卡羅拉雙擎是豐田旗下的一款油電混合動力汽車,這款汽車的動力由發動機和電動機共同提供,卡羅拉雙擎在啟動時只用電動機進行啟動,這時的發電機不工作,而在加速時,則由發動機和電動機共同提供動力,以提供更強的加速性能,同時在減速和制動時可以回收能量,給電池充電。從節油方面來看,卡羅拉雙擎的發動機燃燒效率達到38%,比目前市面上大部分汽車的燃燒效率都高。因為汽車的熱燃燒效率直接影響著發動機的輸出功率,因此燃燒效率越高,汽車的節油性能也就越好。與傳統汽車相比,這款汽車可以智能控制發動機,從而達到有效延長發動機壽命的目的,而且其日常維護方式跟普通汽車差不多,對于車主而言也十分方便。
5結語
根據上面的分析我們可以知道,目前市面上已經有著很多的節能方法。隨著人們對環境的日益重視,這一方面在將來也一定會有更大的提高。我們也需要持續關注這一方面的發展,只有生活質量和環境質量共同提高,我們的社會才會有更好的發展。
作者:臧秀源 單位:中山市中等專業學校
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.054
1 我國新能源汽車的發展現狀
隨著我國經濟不斷的發展進步,汽車行業也得到了大力發展,成為人們日常出行中的重要交通工具,但同時也增大了能源的損耗,油品燃燒所產生的廢氣被直接排放到空氣中,增大了空氣污染的速度。采用新能源代替油品消耗,能夠節省大量的石油資源,同時在汽車的尾氣排放治理中也取得了理想的成績。因此新能源汽車應用得到了高度重視,各大汽車生產企業在對產品進行設計時,也會重點考慮在使用中新能源是否能夠得到充分的燃燒,為汽車行駛提供動能。其中應用最廣泛的是壓縮混合氣體,配合汽油使用后能夠為汽車行駛提供充足的能量,同時也減少了汽油的損耗量,混合氣體在壓力作用下進入到燃燒裝置中,被點燃后所釋放出的能量可供汽車行駛運行,并且這樣的環境下所進行的動力傳輸形式更合理,不會造成使用隱患問題。檢測汽車排放尾氣中的成分,可以發現僅僅有少部分氮氧化合物,排放量在環保部門規定的標準范圍內。新能源汽車是采用混合能源供應形勢來實現動能轉換的,由國外傳入到我國,今年來發展迅速,已經能夠實現自主研究,在國內大型汽車生產廠家都得到了很好的應用。由于汽車的供能形式發生轉變,在燃燒技術上自然也有明顯的變化,充分運用HCCI模式,能夠在基層中形成穩定的傳輸體系,在燃燒氣體被傳輸前,就已經進行了壓縮,提升混合氣體的濃度,這樣在啟動的瞬間動力能夠達到甚至超過單一油品功能標準,內燃機中的傳輸流程有所增加,但燃燒以及動能傳輸的時間卻并沒有增加,這是新能源汽車中獨有的優勢。
2 新能源汽車的節能技術應用
2.1 混合動力汽車
電能作為新型清潔能源在汽車設計生產環節得到了大力應用,處于清潔自然能源,混合動力是新能源汽車中常見的能源供應形式。通常情況下是將多種能源混合應用,汽油、天然氣以及電能。這樣的功能形式下將汽車不同區域的能源需求詳細區分,雖然是混合動力,但燃料仍然是獨立存儲的,同時功能達到汽車的形式能量需求,在這樣的供能形式下汽車得到了穩定的動力,能夠滿足各類行駛需求。燃燒油品不但行駛成本增大,同時也會造成排放尾氣中污染物質含量超標。新能源汽車行駛中只燃燒少量油品,結合電能共同使用,這樣在總的能量輸出上是不會發生變化的,同時也節省了大量的石油資源。電能存儲需要蓄電池的參與,設計階段對蓄電池的使用年限進行了嚴格的檢驗,避免汽車更換的廢品造成環境污染。汽車駕駛人員可以自由的切換供能形式,在電能與油品方面,人群基數較大的市區內應用電能,這樣就不會排放出尾氣,在路面狀況比較復雜的野外區域應用汽油供能形式,能夠節省行駛時間。
2.2 電動汽車
風力發電以及太陽能發電技術逐漸的完善,使得電能成為新能源汽車設計階段首要考慮的,電能汽車產品也逐漸增多。以電能為消耗能源來實現汽車行駛供能需要對車載蓄電池進行設計,盡量在滿足蓄電需求的前提下減小體積,這樣汽車的外觀設計也有更大的發展空間。在系統內部電能被轉換成為動能,帶動發動機設備運轉,汽車達到了行駛的能源供應標準,進而驅動行駛。隨著新能源汽車生產以及使用數量不斷的增大,城市內也建立了大量的充電站,可以為汽車的蓄電池補充電能。電動汽車可以做到零污染零排放,這一點是柴油以及汽油汽車所不能實現的,所補充的電能也由清潔環保的方法所生產出來,符合能源可持續發展理念。目前的設計生產技術能夠達到合理的充電間隔時間,并且動能也完全能夠達到行駛需求標準。不過電能汽車也存在一些需要改進的缺點,蓄電池部分的體積大重量大都會影響到汽車行駛速率,并且蓄電池的使用壽命是有限的,反復充電一段時間后,需要更換新的電池裝置,增大了使用階段的成本投入,相信在未來的技術發展中上述問題都能夠得到更合理的解決。
2.3 燃料電池汽車
燃料電池是通過氣體燃燒反應來為汽車行駛提供能量的,與傳統的功能形式不同,在使用階段會將預存的氫氣與空氣中的氧氣相互結合。這兩種氣體混合后得到的氣體具有可燃性,被點燃后所釋放出的能源補充給電池,使電能永遠更持續長久的能量,解決運行使用解讀所遇到的不合理問題。這種功能方式中所產生的尾氣排放僅僅是水分,并不會產生污染物質,符合汽車節能設計理念。采用該種供能模式的汽車需要安裝蓄電池,氫氣存儲裝置,運行使用的成本較低,但這些基礎設施的安全所占有的體積比較大,限制了對汽車外形的美觀設計,該技術目前正在全面研究中,僅僅在小范圍內投入使用,完全研究成功后,必然能夠代替傳統功能模式,成為新能源汽車的未來發展方向。
3 新能源汽車技術發展中的建議
面對新能源汽車對我國發展帶來的好處,政府需要在新能源汽車的發展道路中起到主導作用,通過宏觀調控來整合國內有限的資源,從而高效的發展我國新能源技術。從新能源汽車節能方面進行突破,避免在傳統汽車發展過程中所走過的彎路。同時在我國自主研發的基礎上,鼓勵國外投資者對國內的汽車企業進行投資,增強與國際一流新能源汽車廠商的技術交流,提升世界影響力。
4 結語
新能源汽車的研發對我國的汽車工業發展來說是一個非常好的機會。通過大力發展新能源汽車,可以大幅度縮小我國汽車行業與世界汽車行業之間的差距。隨著國家政策對新能源汽車的支持不斷加大,我們應積極響應,通過自主研發與整合資源,切實促進我國新能源汽車健康、快速的發展。
參考文獻:
1引言
我國是一個人口大國,隨著經濟建設的快速發展,對電力的需求不斷增加,為了追求經濟建設的可持續發展,實現節能環保的目標,我國開發了電力新能源,研究了電氣節能的技術措施,有效的降低了電能的耗損,以下就對電氣節能技術的措施分析以及電力新能源的開發進行簡單的分析.
2電氣節能技術與措施分析
電氣節能技術與措施主要是從兩個大的方面進行的:①研究新型的電氣節能技術從而降低電能的消耗與損耗;②通過對原有的電氣設備進行改造,從而降低電能損耗,實現節能目標。
2.1研究新型的電氣節能技術降低電能的消耗與損耗
新型的電氣節能技術主要為分布式的電力供給,這種供電方式是基于節能環保技術運行的,在使用的過程中,主要是對電力集中的供給,在運行的過程中,主要是在電力用戶的周圍安裝發電系統,從而采用分布式的方法統一集中的進行電力的輸送與供給,采用此種供電方式可以有效的降低電能的消耗,與傳統供電方式相比,具有良好的能源節約作用,并且采用分布式的電氣節能技術可以循環利用可再生的資源進行電力的輸送,實現能源節約,環境保護的目標。研究對發電、儲存能量的電氣節能技術的研究,具有較高的實踐價值,通過對熱水器的蓄能與蓄熱技術,空調的蓄冷技術措施等的應用,可以實現電能的有效轉化,以其他能源形式儲存起來,以便在需要工作的時候再轉化為電能,實現電能的合理分配與利用,降低了電能的損耗,提高了電能的利用率與使用率,具有較高的節能環保效果。
2.2通過對原有的電氣設備進行改造,降低電能損耗,實現節能目標
現今,電氣設備不僅會消耗巨大的能源,還會在使用的過程中,造成一定的能源損耗,所以研究電氣節能技術,通過對電氣設備進行改造,調整原先不合理的地方,從而提高電能的使用率,降低電能的損耗,對電氣設備進行改進措施主要表現在以下幾個方面:
2.2.1對變壓器設備進行節能技術的改進
在整個電網運行輸送系統中,變壓器是最重要的組成,將節能技術應用在變壓器設備的改進上,可以調節電壓,實現電能的安全輸送,降低電能的損耗,而對變壓器設備進行節能技術的改進,就是要使變壓器改進為低損耗的設備。不同的用戶對電力的需求不同,因此不同用戶的電力輸送的電壓也存在著較大的不同,采用變壓器調節電壓時,就會造成一定電能的損失,所以研究低損耗的變壓器,對節約電能具有重要作用,采用非晶合金鐵心構成的變壓器具有良好的節能環保作用,不僅可以降低電能的損耗,還可以降低成本的支出,具有良好的推廣使用價值。調整變壓器的參數可以有效的降低電能的消耗,實現節能目標,在電能輸送的過程中,我們要對電力負載進行調整,改變其運行的方式,降低電能在輸送過程中的損耗。變壓器在運行的過程中們需要加強對各個方面的管理,通過對變壓器進行調整,可以提高節能的效果,降低變壓器中的功率損失與消耗,提高電能的利用效率,從而實現節能環保的目標。
2.2.2對電網運行的配置進行節能技術的應用與優化
對電網運行的配置進行優化與設置也可以降低電能的損耗,因為在電網運行時,往往會出現無功的電流導致的電能損耗,而對電網運行的優化配置就是無功補償,采用節能技術措施降低電能的損耗,還可以對電網的功率進行合理的配置與分配,保證變壓器電壓的穩定狀態,降低電能損耗。
2.2.3采用節能技術減少線路的電力損耗
發電站是通過輸電線路進行電路的輸送的,很多時候發電站與電力用戶的距離非常遠,在運輸的過程中就會造成線路的電能損耗,輸電線路越長,電力負載就越大,造成的電能耗損也就更大,降低線路的電阻值,可以提高電網系統的功率因數。在供電營業區域內,要結合區域經濟發展,做好規劃與布點方面的工作,如負荷密集地變電站電壓等級應選110kV及以上為宜,偏遠山區,負荷較輕的地方可采用35kV及以下變電站。線路規劃要堅持最短距離的原則,減少線路的長度距離,在選擇導線時,要注意規格的選擇,包括截面積等,選擇截面積較大的導線在某種程度上也能降低能源消耗。在進行輸電線路的架設時,要對整個區域進行綜合了解,選用最短路徑的方法降線路電能的損耗。
2.2.4采用節能技術實現空調系統的環保與節能
一般在建筑內都是通過空調系統來實現室內溫度的改變與調節,但是空調系統會造成極大的能源損耗,所以如何提高空調系統的節能環保就成為電氣技能技術研究的重要內容,要對空調系統進行優化設置,要對空調系統進行參數的設定,選用節能環保型的空調,實現節能控制的目標。冰蓄冷技術是利用夜間電網低谷時間風能,利用低價電制冰蓄冷將冷量儲存起來,白天用電高峰時溶水,與冷凍機組共同供冷,而在白天空調高峰負荷時,將所蓄冰冷量釋放滿足空調高峰負荷需要的成套技術。從能源合理分配角度出發可知,冰蓄冷技術有效的節約了能源,節省了空調設備費用,減少制冷主機的裝機容量和功率,利用峰谷分時電價,大量減少運行費用,也降低了總電力負荷,減少電力需求,緩解建設新電廠(機組)的壓力。此外,冰蓄冷技術還能節省用戶對空調系統的投資、改造、運行維護等費用,降低用戶空調系統的運行費用冰蓄冷技術具有良好的節能減排作用。
3電力新能源的開發與發展應用
除了電氣節能技術的應用,還可以開發電力新能源,實現電能的節能環保作用。現今隨著經濟建設的快速發展與進步,我國對電能的需求逐漸升高,但是能源使用比較緊張,如何開發電力新能源就成為現今能源利用的最重要課題,開發電力新能源可以緩解能源緊張的現狀,促進經濟建設的可持續發展。近些年來我國對電力新能源的開發研究力度不斷的加大,也取得了一些進展,開發使用的新能源有效的緩解了能源緊張的局面,節約了能源,現今我國電力新能源的開發與發展是在機遇與挑戰中并存,以下就對有良好實踐效果的電力新能源進行介紹分析。
3.1風能轉化為電能的應用
風能作為電力新能源具有良好的節能效果,對紓解現今能源緊張的現狀提供了積極的作用,利用風能轉化為電能,有效的提高了電能的利用率,現今可以有較多的新能源應用在電力能源的開發與使用中,風能的應用具有良好的節能效果。圖4~5是與美國風電利用小時數與發電量的對比,雖然與美國還存在一定距離,但是也在不斷的進步中。
3.2太陽能轉化為電能的應用
我國最常見的電力新能源就是太陽能的發電,主要是采用分布式的太陽能發電形式,可以滿足用戶對電力的需求,除此之外,還可以將太陽能轉化的多余電能傳送到電力系統中,采用太陽能的分布式發電具有較高的優勢價值,不僅可以高效的轉化為電能,還可以就地附近進行使用。采用光伏的太陽能發電,適合分布式的特點,不僅可以為當地的用戶提供基礎的電力能源,還具有良好的節能環保作用。電力新能源的開發與應用具有良好的發展前景,可以促進經濟建設的可持續發展,通過對電力新能源的不斷開發與研究,可以減少對資源的過度利用,實現資源節約與環境保護的目標,新能源與傳統的能源相比具有較高的實用價值與推廣價值,污染小,還可以節約電能,對新能源進行開發與研究是時代所趨,也是構件和諧社會的重要手段。
4結束語
總之,我國對電力的需求不斷的增加,研究電氣節能技術與電力新能源可以舒緩能源緊張的現狀,解決電能的損耗以及資源浪費的問題,具有良好的節能環保作用,我們要繼續研究電氣節能的技術,加大對電力新能源的開發與研究,從而促進經濟建設的可持續發展。
作者:劉耀華 單位:國網江西省電力公司宜春市袁州區供電分公司
參考文獻:
[1]郭鑫.電氣節能技術與電力新能源的發展應用[J].山東工業技術,2014,12(1):22~28.
0.引言
新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源,或者是使用常規的車用燃料采用新型車載動力裝置,綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。新能源汽車包括混合動力汽車、純電動汽車(BEV,包括太陽能汽車)、燃料電池電動汽車(FCEV)、氫發動機汽車、其他新能源(如高效儲能器)汽車等。
在能源緊缺、環境污染越來越嚴重的今天,新能源汽車已成為汽車產業未來發展的趨勢。我國政府也高度重視,發展新能源汽車已上升至國家戰略高度。
1.我國新能源汽車發展現狀
我國汽車工業走節能環保發展道路,降低汽車排放污染、擺脫對石油依賴,保障國家能源安全、培育后金融危機時代新經濟增長點和新型產業共同決定了發展新能源汽車的必要性和意義。
我國新能源汽車技術的發展歷史可追溯到上世紀90年代初。2001年,我國啟動了“863”計劃電動汽車重大專項,涉及的電動汽車包括3類:純電動、混合動力和燃料電池汽車,并以這3類電動汽車為“三縱”,多能源動力總成控制、驅動電機、動力蓄電池為“三橫”,建立“三縱三橫”的開局。基本跟上了全球的步伐,大體與世界站在同一“起跑線”。
目前,我國已具備發展新能源汽車的產業基礎。經過多年的開發,新能源汽車研發能力由弱變強,3類新能源汽車分別完成了功能樣車、性能樣車和產品樣車試制。在新能源汽車用動力蓄電池、驅動電機、燃料電池發動機等關鍵零部件技術、電子控制技術和系統集成技術上取得了較大進展,已初步形成新能源汽車關鍵零部件配套產業鏈。
同時,國家和地方兩層面的政策共同促進新能源汽車發展;主要整車企業也逐步重視電動汽車的發展,不斷加快電動汽車研制開發,將電動汽車納入企業產品規劃,積極著手進行產業化布局和能力建設;相關產品標準、法規、管理體系已初步建立,為產業化奠定了基礎;公眾對新能源汽車的認知度也顯著提升。這使得我國具備了相對好的新能源汽車政策環境。
2.汽車節能技術
2.1汽車混合動力技術
汽車混合動力技術是當前汽車新能源與節能技術中發展較為成熟的一項技術,也是人們較為熟悉的技術。在汽車混合動力技術方面,豐田作為先行者憑借混合動力的環保理念取得了極好的成級。目前所采用的汽車混合動力技術,有汽油機與電動機混合、柴油機與電動機混合兩種。實際上,混合動力技術主要是應用電動機和發動機相配合,以獲得加速成和爬坡等工況下所需要的爆發力,而在汽車高速巡航狀態時,則減少發動機出力,從而減少發動機的油耗。此外,混合動力技術還有能量回收技術的應用,在汽車制動情況下,可以將制動所產生的熱量進行轉變,提供給電動機作為能量。通常情況下,混合動力汽車可以選擇單獨使用電動機驅動。從電機輸出功率在整個混合動力系統功率中所占的比重來看,可分為混合動力系統、輕混合動力系統、中混合動力系統、完全混合動力系統。第一種混合動力系統所采用的混合動力,是在內燃機上增加啟動電機的方是所獲取的,所采用的啟動電機是發電啟動一體式電動機,以此為基礎控制發動機啟動和停止。輕混合動力系統則采用集成啟動電機,這一第汽車減速成和制動時,能夠吸收部分能量,而在汽車行駛過程中發動機則等速運轉。中混合動力系統采用高電壓電機,當汽車在加入或大負荷狀態時,電機輔助驅動以補充發動機自身功率的不足。完全混合動力系統采用高壓啟動電機,其混合程度可達50%以上,是當前混合動力技術發展的主要方向。
2.2藍驅技術
藍驅技術是在原發動機和車型基礎上進行優化,以降低汽車燃油消耗的節能技術。相較于普通車型,應用藍驅技術的車型調整了變速箱3 擋到5 擋的傳動比,使汽車在高速成巡航狀態下能夠更省油。同巔,藍驅技術還從空氣動力學原理出發,對車身設計進行了優化,如底盤高度、風阻系數、胎壓、滾動阻力等。
2.3汽車壓燃技術
目前汽車所采用的往復式內燃機,所采用的燃料主要為汽油和柴油,汽油采用火花塞點火,柴油采用活塞壓燃方式點火,點火方式的不同使得紫油機壓縮比比汽油機更高,燃油效率相對較高,但汽油機所采用的火花塞點火方式,使其發動機工作震動小,噪音小。汽車壓燃技術則是將兩種技術進行融合所產生的新技術,采用汽車壓燃技術的發動機,其技術結構相較于普通發動機更為復雜,其壓縮比更高,燃料能在同一時間燃燒,從而提高了燃油使用率,同時由于采用了稀薄的混合氣壓縮點燃, 能有直接通過調節噴油量來調節扭矩而不用節氣門。此外,由于采用壓燃技術,發動機燃燒溫度極低,能有效減少輻射熱傳遞,且燃燒周期短,其燃燒過程更多是化學反應,在目前污車節能技術中發展相對成熟。
新能源汽車發展建議
3.新能源汽車技術發展所遇問題的建議
3.1 繼續加強對傳統汽車產品的開發、改進工作
我國在傳統汽車,特別是關鍵零部件總成方面的開發、制造等方面還遠落后于歐美日等汽車強國。新能源汽車主要是對傳統汽車的動力系統進行更新改進,傳統汽車搞不好,將來新能源汽車產品也會落后于汽車發達國家。因此,中國汽車工業還需繼續加強對傳統汽車產品的開發、改進工作,真正理解汽車的理念。應實行推廣新能源汽車和改造傳統汽車產品“兩手抓”的政策,共同促進我國汽車工業的進步。
3.2 鼓勵并加強國內自主研發、自主創新,掌握核心技術
發展新能源汽車產業,投資巨大且短期內難以收到回報,單個企業難以承受沉重負擔,需要國家的支持。面對發展新能源汽車的巨大投入以及未來的不確定性,政府要起到主導作用,貫徹產、學、研聯合攻關的方針,通過整合國內科技、資金和人力資源,集中有限的資金和科研人員,利益共享、風險共擔,直接投入資金鼓勵研發新能源汽車關鍵的零部件、動力總成,如電池、電動機等,形成標準化和產業化[1-3]。一定要在汽車節能、環保技術上面取得突破,掌握核心技術,避免步傳統汽車發展被動老路:引進-落后-再引進-再落后。
同時,要加大知識產權保護力度,在堅持自主創新的前提下,鼓勵企業到海外注冊專利和購買專利,增強產品的技術創新和競爭力。政府還應重視新能源汽車基礎科研投入,因為基礎科研能力強的國家,即使起步晚,發展也可能后來居上。
4.結語
發展新能源汽車對于我國汽車工業來說是千載難逢的機遇,讓我國汽車工業可通過對全新領域的探索,跨越傳統汽車領域技術壁壘,而與世界汽車強國站在同一起跑線上。應充分調動社會各方面的力量,發揮政策和市場的雙重推動作用,優化新能源汽車產業技術和產業化資源配置,從而促進新能源汽車技術水平和產業化發展水平的提高,朝新能源汽車強國邁進。
【參考文獻】
中圖分類號:TU984 文獻標識碼:A 文章編號:
我們現在應用的能源主要是以煤炭、石油、天然氣為主的不可再生能源。這些能源在使用過程中會排放大量的有害物質(二氧化碳、硫、氮氧化合物等),是造成大氣污染和生態環境破壞的重要原因。因此提倡建筑節能,減少污染物的排放也是改善生存環境,提高生活質量的一種有效的方法。隨著現代化建設的發展和人民生活水平的不斷提高,人們追求更加舒適的建筑生活環境。冬季采暖,夏季空調都需要能源的供應。而在當前能源十分緊張的狀況下,節約建筑能耗就顯得尤為重要了。
1 住宅小區實施生態建筑節能技術的必要性
為了規范和指導綠色生態住宅小區的建設,建設部頒布了《綠色生態住宅小區建設要點與技術導則》,要點與技術導則,要求綠色生態住宅在能源和水、氣、聲、光、熱環境以及綠化等方面符合國家有關標準。可見生態節能住宅小區建設已經成為當前我國住區建設的重點,而生態節能技術在小區中的合理應用則成為建設生態住宅小區的重中之重。我國建筑耗能高,能源利用效率很低,單位建筑能耗比同等氣候條件下發達國家高出 2-3倍。我國現階段大力推進建筑節能處在關鍵時機,而早在20世紀70年代,建筑節能概念就被正式提出。建筑節能的中心就是減少建筑耗能 ,提高建筑中的能源利用效率。
2 住宅小區實施生態建筑節能技術的具體方式
2.1 圍護結構設計
外墻采用保溫隔熱技術,可大幅度提高外墻保溫隔熱性能。即滿足隔熱保溫要求,又便于施工,節約能源開支。屋面保濕隔熱采用SBS卷材、聚苯乙烯保溫隔熱板技術,施工簡便,質量輕,強度高,隔熱效果好,質量易保證,保溫隔熱性能長久,維護費用低。 門窗節能采用優質斷橋鋁門窗+三玻兩中空玻璃,具有難燃、強度高、耐腐蝕、防潮、防蛀、質輕美觀等特點。
2.2 供熱系統設計
采暖熱源來自城市熱電聯網集中供熱管網,供熱外網采用無溝式直埋敷設方式,按枝裝布置,設計按彈性理論。樓內采暖采用低溫輻射地板采暖,每戶設有分戶計量熱表,并通過溫控閥進行調節。室內采暖系統采用共用立管的分戶獨立系統,立管采用同程式。
2.3 電氣設備節能
建筑物內公共照明采用聲光控延時開關和節能燈具,室外照明采用管理中心集中控制,在夜晚不同時段開啟不同數量的照明燈具,并注意選擇太陽節能燈。節約能源,降低能耗,統一管理,提高工效。 小區應采用太陽能路燈和有源電兩用草坪燈,在太陽能充足時不需供電,節約能源,為綠色環保產品。其特點為直接利用太陽能照明,節約能源,節省費用。
2.4 分體式太陽能熱水器在建筑節能的應用
為了使太陽能與建筑能夠更好的結合,使太陽能利用與建筑物有機的成為一體。由此產生了“太陽能與建筑一體化設計”的概念,即從太陽能應用技術和建筑環境美觀兩方面入手,在開始建筑規劃設計時就考慮到太陽能的利用,將其列入涉及內容中,使其成為整個建筑的一個有機的組成部分,統一設計,施工,調試、驗收后交用戶使用。采用熱管型真空管式太陽能集熱器。如果陰雨天氣或夜間需要使用熱水,則自動或手動啟動電加熱器進行輔助加熱。本系統采用熱水箱與自來水管網對接,頂水使用,利用自來水壓將熱水輸送至衛生間、廚房等熱水用水點。與冷水通過混水閥調至所需溫度。每戶一套系統,用水和用電分戶計量,住戶可隨住隨用,無計費糾紛,便于物業管理。
2.5 節水技術的應用
中水利用。中水處理系統主要將小區所有的生活廢水送入中水站處理,達到《城市污水再生利用 城市雜用水水質》(GB/T 18920-2002)標準后回用于沖廁、綠化、道路清掃、洗車。即節約了用水,又為居民節省了開支(中水的費用大約是自來水費用的一半)。雨水收集利用。雨水是一種重要的淡水資源,現代國內大部分的城市住區地面為不透水鋪面覆蓋,遇到暴雨形成洪澇災害,如果將這些雨水,通過滲水與透水鋪面材料加以收集利用,可以形成數量可觀的水資源。如對于年將水為600mm的地區,1km2年降水量為60萬m3。城市雨水利用是將雨水通過相關的技術加以收集,貯留、利用或滲入地下,增加水資源以涵養地下水,從而有效的防止城市暴雨徑流,恢復生物多樣性。城市雨水的利用主要為直接利用和間接利用,直接利用主要是通過收集、駐留屋面、路面的雨水、并對不同用途的雨水進行分級處理加以利用。雨水的間接利用主要是通過利用各種滲透性好的材料,使降落到地面的雨水滲入地下,從而改善城市水環境,使產生良性的水循環。雨水收集利用綠化為收集道路及住宅屋面雨水到地下水池儲存,經過過濾,然后噴灑花草,節約水資源。 雨水直接滲透綠化為合理調整道路與綠化和草坪磚的標高,使雨水可直接滲透解決部分綠化用水,提高雨水的自用率。
人工濕地污水處理系統是有一些適合污染環境下生存的以大型水生植物為主的高、低等的生物和處于飽和狀態的基質組成的人工復合體。其工作原理是讓污、廢水、雨水流經濕地,通過水生生物的“新陳代謝”進行分解、吸收,轉化、利用,從而達到去除和降低污染物的目的。人工濕地系統是人類通過模仿自然實濕地凈化原理,人為的加強濕地對于污染物的處理功能,從而為人類服務。
3 新能源的開發和利用
3.1 新能源的含義和分類
新能源和可再生能源的概念是1981年聯合國在肯尼亞首都內羅畢召開的能源會議上確定的。它不同于目前使用的傳統能源,具有豐富的來源,幾乎是取之不盡,用之不竭,并且對環境的污染很小,是一種與生態環境相協調的清潔能源。聯合國開發計劃署(UNDP)目前將新能源分為三類:1、大中型水電。2、新可再生能源,包括小水電、太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能。3、傳統生物質能。
3.2 開發利用新能源的重要意義
隨著能源需求的不斷增加,地球上不可再生能源的資源將進一步的減少直至枯竭。為了社會的發展和人類的進步,在提高能源的使用效率,節約能源的同時還必須要開發和利用綠色環保并可再生的新能源。根據專家預測,到2060年,全球可再生能源的用量將發展到能源總用量的50%以上,成為未來能源結構的主要部分。采用新能源是保護生態環境,走可持續發展道路的重要措施。
3.3 將新能源技術應用于建筑的意義和未來展望
建筑消耗大量能源,當前我國建筑業發展迅猛,把節能、綠色環保、生態技術應用于工程是建筑發展的必然趨勢。太陽能、風能、地熱能等新型能源在建筑上的有效應用,不僅可以代替資源有限的傳統能源,而且可以減少污染物的排放,保護生態環境,它的開發和利用具有廣闊的前景和深遠的意義。
3 結束語
以上對建筑節能和新能源的開發利用方面作了簡單的分析和研究,建筑節能和新能源的利用是緩解能源危機、減輕環境污染、改善生活工作條件、促進經濟持續發展的一項根本措施。作為當代建筑師,不應該只追求建筑造型上的新穎獨特而忽視了能源的浪費。我們應建立生態建筑思想,尊重自然環境,用科學技術、經濟效益和社會效益相統一的方法進行規劃和設計,將節能意識貫穿于設計的每一個環節,設計出更多符合時代要求的、高效低能耗的建筑作品,使建筑設計理念上升到新的高度。
1 電氣節能措施
1.1 運用新型節能技術減少電能消耗
1.1.1 分布式供電技術
分布式供電是相對于集中式供電而言的,是指將發電系統以小規模(數千瓦至50MW的小型模塊式)、分散式的方式布置在用戶附近.可獨立地輸出電、熱或(和)冷能的系統。較傳統的集中供電,分布式供電沒有或者很低的輸電損耗;另外分布式供電可以利用可再生能源發電,既節能又環保。
1.1.2 電力蓄能節能技術
電力蓄能節能技術是電力需求側管理中的一項重要內容,通過對以中央空調蓄冷技術、中央空調余熱回收蓄熱技術、空氣源熱水熱泵蓄熱技術和電爐鍋蓄熱技術為代表的蓄能節能技術的應用,把電轉換為其他能量儲存起來,供需要的時候使用。電力蓄能節能技術,可把用電低谷時的電能轉換成其他能量儲存起來。在用電高峰時釋放使用,有效解決資源浪費問題.提高發電設備利用率。
1.2 通過改造電氣設備減少電能消耗
1.2.1 變壓器的改造
推廣使用低耗損變壓器。在整個電網當中,為了適用不同用戶對電力的需求,必須要用電壓器將電壓分級輸入,大量的變壓器的使用,必然造成總功率的損耗。因此將變壓器的損耗降到最低是實現供電系統的節能措施之一。采用非晶合金鐵芯的變壓器。噪音低、損耗低,空載損耗是常規變壓器的20%,而且維護簡單,運行費用低,因此推廣適用低耗損變壓器可是有效降低總功損耗。
變壓器參數優化。在傳輸電量相同的條件下,通過擇優選取最佳運行方式和調整負載,是降低變壓器電能損失的有效途徑之一。在變壓器運行過程中,加強供、用電科學管理。即可達到節電和提高功率因數的目的。每臺變壓器其容量、電壓等級、鐵芯材質不同,所以有功功率的空載損失和短路損失,無功功率的空載消耗和額定負載消耗的參數各不相同。因此選擇變壓器的參數和優化變壓器運行方式可以從分析變壓器有功功率損失和損失率的負載特性入手。選擇參數好的變壓器和最佳組合參數的變壓器運行,可以降低能耗損失,達到節能目的。
1.2.2 優化電網配置
在電網中通常會有大量無功電流,這直接導致線路損耗增大,變壓器利用率降低,用戶電壓不穩定。無功補償是利用技術措施降低線路損耗的重要措施之一。在有功功率合理分配的同時,做到無功功率的合理分布。無功補償優化是通過凋整電網中無功電流的分布,從而達到降低網絡的有功功率損耗,并使電壓水平保持最好的目的。隨著計算機技術的不斷發展,在高壓無功補償技術方面,開發出的新型低壓和高壓無功動態補償裝置,已經研制成功并應用到大中小型變電所。新型動態補償裝置,計算機系統控制,實現了無接點化.不產生諧波,無合閘同流;同時有效減小電壓閃變和防止系統振蕩。并可分相補償.從而達到減少電網能量消耗,提高供電質量的效果。
1.2.3 降低線路損耗
當電能傳輸時,在電路網絡中就產生功率損耗,一般來說,其與線路的長度和負載的大小相關聯。因此,應當盡量提高系統的功率因數、減少導線的電阻,從而降低其損耗。其措施主要有以下幾種:①線路路徑的選擇要合理。為減小導線長度,線路盡可能不走彎路,盡量走直線:②合理選擇導線截面積:導線的截面積大小的確定應根據電流指標與經濟條件來確定。對于線路較長的電路,在滿足電流以及電壓降要求的情況下,可使導線的截面積加大1~2級:③合理確定電氣用房所在的位置。其遵守的基本原理就是盡量減小供電路徑。
1.2.4 空調系統的節能
公共建筑暖通空調系統的能耗至少占建筑總能耗的50%以上,系統節能潛力巨大。具體應遵循一下原則:機電設備啟停優化控制;變風量、變流量系統最優控制:冬夏季部分負荷時水泵分設控制:與冰蓄冷相結合的低溫送風系統控制:參數設定節能控制,包括溫度標準設定、焓值控制、利用室內C02濃度控制新風量等。
2 電力新能源的開發
面對當今國際社會嚴峻的能源形勢,中國政府高度重視新能源的開發利用,把加快發展可再生能源作為“十一五”時期能源發展的一項重要任務。我國新能源產業目前呈現良好的發展前景,預計到2015年所規劃的新能源提供的電力、熱水和燃氣終端能源產品的總量將達到4300萬噸標準煤,并將直接拉動相關行業的發展,帶來明顯的環境效益。新能源的發展現狀有機遇更有挑戰,技術與經濟問題并存。
2.1 風能
就風電而言,我國規劃的風電基地所在地區電網規模偏小,需要依托更高電壓等級、大規模遠距離輸送因而由此帶來了復雜的電網技術和經濟問題。大規模發展風力發電,使我們不得不面對系統調峰調頻問題。目前,我國平均峰谷差約為30%,部分地區達40%,未來還有可能進一步加大:而系統調峰主要依靠煤電。新能源的大規模開發,將使得系統調峰面臨更加嚴峻的考驗。
2.2 太陽能
太陽能發電技術的發展也亟待社會的支持。以天和家園太陽能試點工程為例,若要收回投資成本,則每千瓦時上網電價應高于3元,遠遠高于煤電的上網電價:如按現行居民用電價計算,收回投資成本需100年以上。雖然我國光伏產業產品組裝能力躋身世界前三,但晶體硅提純、鑄錠切片、逆變控制等核心技術卻被國外壟斷。中國的光伏產業“兩頭在外”知識產權掌握度不高,實質上是受制于國外研發企業為其“代工”。雖然我國新能源的發展形勢總體上良好,但其事業起步晚、發展快,相關政策法規不夠完善,標準體系不夠健全,與電網及其他電源的發展不夠協調。
2.3 大力發展新能源有助于共建和諧社會
(1)大力發展新能源可以解決能源危機、緩解運輸緊張局面。即使新能源短期內難以占據能源市場的主要份額,但卻可以很大程度減輕用電壓力,也可以很大程度上減輕電煤緊張的局面,不會出現為了搶運電煤中斷其他貨物的運輸造成的運輸緊張。
(2)大力發展新能源有利于節能減排,保護環境。新能源的迅速崛起將使人們對化石能源需求一定程度上減少,小煤窯的開采就會減少,對周邊環境的影響也會降低。火力發電對大氣的污染也會減輕。
(3)大力發展新能源可以減低通貨膨脹。新能源作為能源的重要提供者后,對傳統能源如煤、石油的需求就會大幅降低,煤和石油的緊缺情況會得到改善:一旦煤的價格下降,電力的價格就會下降,工業產品價格就會下降。隨之許多生產資料和生活資料價格也可能下降。
3 結語
我國目前主要還是火電和水力發電為主,消耗的電能很大,而且也存在著一定的環保問題,這就要求電氣產業做好節能降耗工作,就要考慮降各種主流電能開發方式的效益,采取一系列實用措施來降低能耗。在進行電氣節能的同時,前提還是要保證能源的供應能夠滿足實際需要,不能單純地追求降低能源損耗而損害了集體利益。作為電氣產業的工作人員,需要認真研究電氣節能的新技術、(下轉第61頁)(上接第88頁)新方法,努力為我國電氣節能和新能源開發貢獻自己的力量。
【參考文獻】
Abstract: High-rise building electrical system comprises the power supply and distribution system, lighting system, elevator system, elevator system, also includes HVAC system and solar energy, wind energy and other new energy power generation system. The HVAC system in cold cogeneration and " ice " new air conditioning and electrical energy-saving technology, as well as the solar energy and wind energy new energy saving technology for detailed analysis research.
Key words: building electrical air conditioning system; new energy; new technology
1.冰蓄冷空調電氣節能技術
冰蓄冷空調電氣節能技術原理,是在電力負荷較低的夜間,利用“低谷”區的電能資源采用制冷機進行制冷,將電能轉換為冷量,然后利用冰的潛熱特性,利用相應儲存容量將冷量儲存起來。而在電力負荷較高的白天電能需求高峰期,把冰中所儲存的冷量有機釋放出來,以滿足建筑物制冷空調系統或其它制冷生產工藝的需求,從而達到添補高峰電能供應不足、利用峰谷電價差節省電費、以及降低空調設備容量等目的。高層樓宇建筑中廣泛采用冰蓄冷空調系統,主要是利用水-冰-水轉換變成中伴隨著熱量遷移的功能特性,盡可能利用夜間電力負荷低谷區的廉價電能資源,讓制冷機在最優工況條件下運轉制冰,將樓宇制冷空調系統所需全部或部分冷源以潛熱形式儲存于固態或結晶狀冰體中,這樣當空調系統出現過負荷工況時,冰就會自動吸收相應熱量融化,以低溫能量水提供空調系統運轉所需的冷源,從而實現將低谷電能資源向高峰電能資源轉換的目的,達到電能能源的充分利用,提高空調制冷設備的綜合利用率。在現代分時電價的廣泛實施過程中,有效將低谷廉價電能資源轉換到高峰時利用,將會取得非常顯著的節約電費的經濟效益。冰蓄冷空調電氣節能技術主要包括以下優點:
(1)有利于電網峰谷電力負荷調節,減緩電廠和供配電設施的供電壓力;
(2)利用冰蓄能技術,在空調過負荷期間,將冷量水提供給制冷主機,從而減少了制冷主機容量,同時減少空調系統相應的配套系統增容費用,減少了空調系統綜合投資;
(3)將低谷期的電能資源有效儲存起來,利用電網峰谷荷電價差額,降低空調系統在高峰期的電能消耗,減少了高層樓宇建筑的空調運行費用;
(4)冷凍水溫度可以降到1-4℃,從而實現了高層樓宇大溫差、低溫送風空調系統的構造,同時節省了水、風輸送系統的綜合投資和系統能耗;
(5)冰蓄冷空調相對濕度較低,空調制冷品質得到有效提高,可有效防止常規中央空調綜合癥,增強空調系統的人性化服務水平;
(6)冰蓄冷空調系統為高層樓宇空調系統提供了一個應急冷源,從而提高了空調系統的運行可靠性;
(7)冰蓄冷空調冷量全年均按一對一配置,系統電能資源綜合利用率較高,節約空調系統綜合能耗經濟效益十分明顯。
冰蓄冷空調電氣節能技術是高層樓宇建筑削峰填谷、緩解供配電系統電能供應壓力和新增用電點矛盾的有效解決節能降耗解決途徑,在建筑電氣節能領域具有非常廣泛的應用前景,有效推動著建筑節能工作的順利開展。
2.冷熱電聯產電氣節能技術
冷、熱、電聯產(BCHP)技術是一種建立在能源梯級綜合利用理念的基礎上,集制冷、供熱(建筑物采暖與供熱水)、以及發電三個過程為一體的多聯產能量綜合分配利用高效系統,與遠程單獨送電工程相比,使能源資源利用效率得到了大大提高。據大量文獻資料和實際工作經驗可知,大型發電廠的能源綜合利用發電效率僅有30%~55%,扣除廠用電和電能輸送線損率,到達終端的能源利用效率大約只有35%~47%,而BCHP三聯產技術其能源綜合利用效率大約可達80%~90%,且由于三聯產工程耗能用戶通常較近,幾乎沒有任何電能輸送損耗。對于熱電聯供系統而言,如果向系統輸入100個單位的能量,則一般可以獲得30個單位的電能輸出,也就是發電效率為30%;但同時還可以收獲50單位的熱量資源,即獲得50%的熱量,這樣整個系統能量轉化率可以高達80%,總能量的損失率大約只有20%。對于常規獨立能量供應系統而言,如果需要30個單位的電能輸出,如果按照能量轉換效率為35%計算,則需要85個單位的能量輸入,總損失能量為55個單位;同理如果要獲得50個單位熱量,按照鍋爐能量轉換效率為90%計算,則需要大概56個單位的能量輸入,熱轉換損失能量約為6個單位。這樣同樣獲得30個單位電能和50個單位熱量,熱電聯產需要100個單位熱量,而獨立供應系統則需要141個熱量,比熱電聯產供應系統多消耗41個單位的能童,總的能源利用效率也只有57%,比起熱電產系統的80%要低23個百分點。冷熱電三聯產能源供應系統與大型熱電聯產能源供應系統相比,熱電聯產能源轉換效率也沒有冷熱電三聯產能源轉換率高,而且大型熱電聯產能源供應網絡還存在輸電線路和供熱管網等能量損失,而冷熱電三聯產供應系統由于能源采用能源就地使用原則,可以減大大減少電能輸配電系統和熱能供熱管網的投資及相應能源傳輸損耗,無論從減少綜合投資成本還是從節能環保等方面來講,冷熱電三聯產系統均是十分有利的。有關專家對冷熱電三聯產作了一些節能估算,如果我國從2000年起每年有4%的樓宇建筑的供電、供暖、以及供冷采用BCHP冷熱電三聯產供應系統,從2005年起有25%的新建樓宇建筑到2050年起有50%的新建建筑采用冷熱電三聯產系統進行能量供應的話,則到2020年我國二氧化碳的總排放量將減少19%,若將現有建筑實施冷熱電三聯產系統的比例從4%提高到8%的話,則我國到2020年二氧化碳的總排放量將減少30%,也就是說冷熱電三聯產系統不僅節能效果十分明顯,而且其在環境保護方面的應用效果也十分明顯。
對用于高層樓宇建筑物的BCHP冷熱電三聯產系統而言,由于冷暖空調系統的負荷變動較大,系統不可避免會有相當大比例的時間內運行在較低負荷工況區,因此在進行BCHP冷熱電三聯產系統設計或改造時,應采取一些必要的措施(例如增加蓄熱裝置或適當蒸汽回注等技術措施),無論從系統節能還是經濟運行角度均十分必要。BCHP尤其適應于一幢樓宇或一個小區的集中冷熱電聯供,因此,對于高層樓宇建筑而言具有非常強大的節能經濟效益。上海中心大廈也采用了2.2MW的熱、電、冷三聯供系統,其詳細分析見第五章。
3.風能太陽能新能源電氣節能技術
在進行新能源電氣節能系統設計時,需要注意風能太陽能等新能源與建筑功能結構的一體化設計。
3.1太陽能電氣節能技術
太陽能熱水和采暖電氣節能技術目前在建筑中已經得到廣泛推廣使用,并獲得較大的節能效果。由于高層樓宇建筑中光熱利用對太陽能集熱器的安裝角度、采集面積、以及周圍的遮擋物等因素有十分嚴格要求,因此在進行太陽能熱水和采暖系統設計時,應考慮采用太陽能建筑一體化設計方案,實現太陽能集熱系統與建筑功能結構間完美結合。根據工程項目的實際情況,太陽能熱水和采暖系統的光熱采集裝置可以考慮安裝在建筑物坡屋面上,利用樓宇建筑屋頂面積可以解決整個樓宇一部分熱水供應需求。
3.2風力發電電氣節能技術
開發可再生綠色能源是建筑節能工作開展的重要組成部分,風能作為一種新型可再生能源,已稱為建筑電氣節能研究的一個重要課題。在建筑環境中利用風能不僅具有免于輸送的優點,所產生的風力電能資源可以直接用于高層樓宇建筑本身,而且其具有節能環保等特性,有望成為一個城市的節能環保工作開展的標志性景觀,有效增強市民節能保護意識。
參考文獻:
“泛能網”構建生態園區
近年來,關于生態園區、能源生態城的說法不絕于耳,但很多人并不清楚真正意義上的生態園區。這種新型的能源生態城概念不僅強調環境的生態,更關注能源的生態。也就是說,更多考慮的是能源的循環,對能量實現梯級利用、余能最大回收,對能源全生命周期進行智能化管理,實現“能源的綜合利用”,并最終將能源全部“榨干吃凈”。
舉個例子,用煤發電的有效溫度在1000~1300℃之間,如果繼續沿用傳統的利用方式,1000℃之下和1300℃以上的煤炭能量就被白白浪費了。這導致能源利用效率低下,同時還會產生極大的環境污染。
“過去,能源是單一的生產,造成效率低下的本質是能源、資源和職能的過度浪費,未被開發的資源錯位。對此,我們提出了一個概念,就是泛能網技術。它是實現能量流、信息流和非能源物質流相互耦合的智能協同網絡化技術,關注能源生產、應用、儲運和再生的全過程。”新奧集團首席技術官甘中學博士表示,新奧志在建立真正的新能源體系,打造“能源新常態”。
根據甘中學的描述,基于泛能網技術,我們可以看到生態園區的內能源將呈現一種“智慧”狀態:在園區內天然氣、太陽能、氣電聯產、煤氣化生產、微藻生物能源、地熱等多種能源生產方式并存,以最佳方式保障整個城市的能源穩定供應。城市中的泛能站,則將天然氣、電能轉化為汽、電、熱等能量,并根據不同消費載體的能源用量、時間段、使用形式等,實現能源的優化補給和調度。而這些調度、優化、傳輸、使用、流轉等環節,都能在泛能服務平臺上一覽無余。
這樣的畫面,未來將會在中德生態園中真實上演。中德生態園控制性能源詳細規劃由新奧集團編制,它是利用泛能網技術將能源、資源和信息耦合在一起,實現區域內的節能減排和可持續發展。在中德生態園的泛能網規劃中,我們將建設一個大型的能源供應站,在各個小區再建一些小型的泛能站,實現1拖N的整體能源供應系統,保證整個能源系統的穩定。
新奧泛能技術中心技術人員以辦公和居民用電系統舉例說明:居民用電系統晚上負荷高,白天負荷則接近于零;而辦公用電恰與之相反。原有的居民區與辦公區需要分別建設1個100萬千瓦時的配電設施才能滿足用電需要,而利用泛能網技術,完全可以各建一個50萬千瓦時的配電設施,根據白天居民區用電少而辦公區用電多的特點,可以把居民區盈余能量傳送到辦公區,夜晚則做反向傳送,將辦公區盈余能量傳回到居民區,如此可以在降低能源設施建設成本的前提下,滿足兩個不同區域的用能需求,從而在總體上減少能源浪費。
技術創新“制造”能源
在化石能源面臨枯竭的警鐘下,如何利用技術創新“制造”能源,成為所有政府和能源企業必須思考的問題。
事實上,能顯著達到節能減排效果的“能效改進”本身即是一種新的能源。來自國際能源署的報告顯示,工業部門消耗了世界1/3的能源,而工業部門中高達1/4的能耗可以通過應用節能技術和行為優化來加以避免。以新奧泛能網技術為代表的能效改進工程,在應用端解決了能源的高效利用問題,在一定意義上等于“增加了”能源。這些被稱為沒有“剪彩”的能效改進工程,雖然不是一種直接性的可再生能源,但是它的意義卻絲毫不亞于新能源的開發。
當然,能效改進并不能徹底解決能源枯竭的問題,如何在能源生產端找更好的新型能源和替代能源?新奧通過不斷創新和探索,形成了清潔能源循環生產技術。這是一系列以煤為基礎的清潔轉化技術總稱,主要包括地下氣化、煤催化氣化及微藻生物吸碳技術等。煤炭通過催化氣化和地下氣化兩種方式,被轉化為合成氣,這種合成氣可以直接用于發電,或轉化為甲烷(天然氣的主要成分)等產品,轉化過程中產生的二氧化碳、廢水等物質,通過微藻生物吸碳技術吸收利用,又可以轉化為生物柴油、化工原料及其他高附加值產品。
中圖分類號 F407.2 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104(2008)03-0108-06
改革開放以來,中國經濟持續快速增長,與之相應中國能源的需求也穩步增加,從1985年的60 894萬t標準煤增加到2005年的223 319萬t標準煤,增幅近3.7倍。隨著人口增加、工業化和城鎮化進程的加快,特別是重化工業和交通運輸業的快速發展,能源需求量大幅上升,經濟發展面臨的能源制約和環境壓力將更加嚴峻。因此,從定量的角度研究經濟增長與能源消費之間的關系具有重要的現實意義。
目前,學術界對經濟增長與能源消費定量研究的重點是經濟增長與能源消費的互動關系。Yang(臺灣,2000)、韓智勇等(中國、2004)、Lee(美國,2006)、Mahadevan和AsafuAdjaye(澳大利亞、日本、瑞典等,2007)[1~4]等的研究表明經濟增長與能源消費之間存在雙向因果關系;Masih A.M.M.和 Masih R(馬來西亞、新加坡、菲律賓,1996)、Altinay 和 Karagol(土耳其,2004)[5~6]的研究則表明兩者沒有因果關系;林伯強等運用協整和誤差修正模型揭示中國能源消費與經濟增長之間的長期均衡關系和短期波動關系[7~8]。國內外學者進行的有益探索,已經取得了一些很有價值的研究成果,但是在新的歷史階段,節能減排已經被提到了新的高度,能源消費的研究還需要繼續深入,不僅要了 解經濟增長與能源消費之間的因果關系,而且要分析經濟發展與能源消費之間的內在機理,為節能減排工作提供政策建議。
近年來,隨著我國進入重化工業加速發展階段,人們開始不斷深化經濟發展和能源環境之間的認識。我國長期形成的經濟結構不合理、經濟增長質量不高的問題依然存在,能源和資源短缺、環境污染、生態失衡成為國家工業化、現代化越來越嚴重的制約因素,所以轉變經濟發展方式是貫徹科學發展觀的中心環節,而產業結構調整又是經濟發展方式轉變的重點。通過產業結構調整一方面可以降低高能耗產業比重,減少能源消費,減輕環境壓力;另一方面可以提高知識密集型產業比重,增強創新能力,提高能源效率。
產業結構調整對能源消費影響研究的結果表明,產業結構的變化會直接影響能源的消費需求、改變能源的消費結構[9~11],然而,在產業結構調整、減少能源消費、提高能源效率的過程中,技術創新是關鍵因素。技術創新不僅能夠通過新的生產組合直接提高能源效率,影響能源消費,還會通過新技術發展新興產業,改造傳統產業,優化產業結構等方式間接影響能源消費。但是技術創新作為影響能源消費的重要因素,一直沒有得到學界的重視,未被納入到現有的分析框架中。本文試圖建立技術創新、產業結構調整對能源消費影響的分析模型,通過實證分析中國技術創新、產業結構調整對能源消費的影響。
1 技術創新、產業結構調整與能源消費分析模型
中國經濟的快速增長伴隨著能源消費的急劇增加,在經濟增長的過程中,技術創新與產業結構調整對能源消費將會產生怎樣的影響,是急需要解決的現實問題。本研究在經濟增長與能源消費、產業結構調整與能源消費模型的基礎上,引入技術創新因素,建立新的分析框架(見圖1)。
該分析框架中各要素之間的關系相對比較復雜,首先產業結構升級和優化是促進經濟增長的重要途徑,產業結構調整一定程度上會影響綜合經濟發展;其次新經濟增長理論和知識經濟的研究已經達成共識,技術創新是促進經濟增長的核心動力,所以技術創新也會影響經濟發展;最后正如上文所言,技術創新也會促進產業結構升級和優化。此外,很多文獻已經闡述了經濟綜合發展和產業結構調整會影響能源消費,技術創新不僅直接影響能源消費,而且還間接通過產業結構調整和經濟發展影響能源消費。為了清晰地反映各種因素對于能源消費的影響,這里首先將各種因素進行單獨分析,然后再考慮因素之間的協同作用。基于上述分析提出基本假設,進而建立技術創新、產業結構調整與能源消費的基本模型。
H1:經濟綜合發展促進能源消費。根據現有實證研究結果,經濟增長是形成能源消費的重要原因[12~14] 。技術創新和產業結構調整協同作用的效果就是經濟的綜合發展,所以這里假設經濟綜合發展促進能源消費。經濟發展對于能源消費的影響主要由經濟發展模式所決定,以能源和資源消耗驅動的經濟發展模型,能源消費和經濟增長之間的相關性很高;以創新驅動的經濟發展模型,能源消費就會和經濟增長脫鉤。具體模型如式(1)所示,EC表示能源消費,GDP表示經濟綜合發展。
H2:技術創新節約能源消費。1968年羅馬俱樂部提交的研究報告《增長的極限》認為,全球的增長將會因為糧食短缺、能源枯竭、環境破壞等原因達到極限,并且預測1992年石油將被消耗怠盡,而避免世界崩潰的最好方法是限制增長,即“零增長”的結論。實踐表明羅馬俱樂部的預言沒有實現,其主要原因就是技術進步在改變能源消費結構、提高能源效率等方面發揮了重要作用。能源消費的增加不僅是需求拉動的結果,還涉及到能源生產效率、能源消費效率、能源市場價格等多方面的原因。技術創新在轉變經濟增長方式、能源生產方式和能源消費方式中發揮著無可替代的作用。技術創新可以通過改造傳統技術、引進新技術,提高能源生產和消費效率,減少能源消費,還可以通過開發可再生新能源,替代傳統化石能源,影響能源市場價格和能源消費結構。除此之外,通過產業結構調整的間接影響也很顯著,這里主要考慮直接影響。具體模型如式(2)所示,IN表示技術創新。
H3:產業結構升級、優化減少能源消費。由于不同的產業(或行業)能源消費水平不同,在產業結構中,如果能源消費水平高的產業比重大,整個國民經濟的能源消費量就會提高。反之,能源消耗的水平則會下降。中國過去幾次大規模的產業結構調整使能源消費水平發生了很大波動。產業結構升級和優化是經濟增長方式轉變的重要表現,同時也是減少能源消費的重要手段。但是產業結構升級和優化不是自發行為,經濟發展階段和技術創新水平是兩個重要影響因素。任何一個國家的產業結構都難以逾越其特定的經濟發展階段,所以產業結構的升級自身就體現了經濟發展,自然會影響到能源消費。具體模型如式(3)所示,IP表示產業發展,IP/GDP表示產業結構。
[WTBX]EC=α+β3IP/GDP[WTBZ](3)
H4:經濟增長、技術創新和產業結構調整協同影響能源消費。在單因素分析的基礎 上,還要考慮各因素的協調效果。經濟增長、技術創新和產業機構調整是整個經濟系統運行的不同側面,三者存在一定程度的互動關系,其協同機理相對比較復雜,難以簡單判斷影響結果。從運行機理上看,經濟增長從需求總量上對能源消費的影響比較模糊,技術創新從技術上節約能源消費,產業結構升級和優化從需求結構上減少能源消費。經濟增長、技術創新和產業結構調整三者協同影響能源消費,具體模型如式(4)所示。
[WTBX]EC=α+β1GDP+β2IN+β3IP/GDP[WTBZ](4)
2 模型指標選擇和數據來源
對模型進行實證檢驗,需要確定模型中變量的具體指標和數據來源,本研究選擇的具體指標及其解釋如下:
能源消費指標:能源消費總量是指一定時期內全國物質生產部門、非物質生產部門和生活消費的各種能源的總和,包括原煤和原油及其制品、天然氣、電力,不包括低熱值燃料、生物質能和太陽能等的利用。這里的能源消費指標不僅包括終端能源消費量,還包括能源加工轉換損失量和損失量二部分,也就是通常定量研究使用的指標能源消費總量(萬噸標準煤)(EC);
綜合經濟指標:經濟發展的直接體現就是產出的增加,但是從不同的角度也會有不同的衡量指標。國家層面主要是采用國內生產總值(GDP)相關指標,產業(企業)層面主要采用產業增加值、產業利潤率等相關指標,個人層面主要采用人均可支配收入、人均消費水平等相關指標。這里主要選擇國家層面的指標,國內生產總值(億元)(GDP)表示經濟增長的總量規模、R&D經費支出占國內生產總值比重(%)(R&D/GDP)表示技術進步水平和經濟增長質量、人均國內生產總值(元)(AGDP)表示經濟增長的人均規模。
技術創新指標:技術創新過程是一個知識創造、流動、應用和擴散的過程,從具體時間而言很難進行測度。但是人們為了更好地了解創新能力和創新績效,就采用黑箱的方法忽略創新過程,延續生產函數的傳統,從創新的投入和產出兩端測量技術創新。技術創新投入的指標包括R&D經費支出和R&D活動人員投入;產出指標包括論文、專利、技術市場成交額和新產品產值等,其中專利是核心指標,大量的經驗研究表明論文、技術市場成交額等指標與專利的相關性較高,所以通常采用專利作為技術創新的衡量指標,這里選擇專利授權量和發明專利授權量作為產出指標。技術創新具體指標包括R&D經費支出(億元)(R&DC)、R&D活動人員全時當量(萬人年)(R&DP)、專利授權量(件)(Pa)、發明專利授權量(件)(IPa)。
產業結構調整指標:產業結構調整是一個動態過程,所以只能用產業結構指標進行描述。產業結構是指各產業占所有產業的比重,通常衡量產業結構的指標有產值、從業人員數,從業人員數通常用來反映產業結構對于就業和失業的影響,產值指標主要反映經濟結構。所以這里采用各產業產值占國內生產總值的比重反映產業結構。第一產業產值比重(%)(PIP/GDP)、第二產業產值比重(%)(SIP/GDP)、第三產業產值比重(%)(TIP/GDP)、工業產值比重(%)(In/GDP)、建筑業產值比重(%)(Co/GDP)、交通運輸倉儲和郵政業產值比重(%)(TSP/GDP)、批發與零售業(%)(WIT/GDP)。
數據來源:能源消費、經濟綜合和產業結構調整指標數據來自《2006年中國統計年鑒》,技術創新指標數據來自《2006年中國科技統計年鑒》。
3 模型計量結果分析
本研究采用1987-2005年中國能源消費、經濟、技術創新和產業結構的相關數據,運用EVIEWS3.1軟件對模型進行了實證分析。在實證分析之前,考慮到原始數據的單位和量級存在較大的差異,為了避免數據中其他因素的干擾,保證數據的平穩性,對原始數據進行取對數處理。模型實證具體結果如表1、表2、表3所示。
為了避免解釋變量之間的多重共線性,建立單變量回歸模型,具體結果見表1。從表1可以看出,所有的模型擬合度都比較好,F統計量也比較顯著。通過模型1,我們發現能源消費具有顯著的自相關性,前期能源消費量將會影響當期消費量。從結果來看,能源消費量滯后一期和滯后二期對當期的影響較大,但是一期系數為正,二期系數為負。這表明能源消費量的變化受外界的影響比較明顯,自我依賴程度較低,前期對后期的影響時間較短。能源消費不僅受到能源系統自身的影響,需求和供給的大幅度結構性變化都會影響消費變化。
在三個綜合經濟變量中,人均國內生產總值的顯著性水平不高,說明中國的能源消費并沒有隨著人民生活水平的提高而顯著增加。國內生產總值的彈性系數為0.103,大于R&D/GDP的彈性系數,這一結果表明我國的經濟規模總量越大、活躍程度越高,對能源的消費需求就越大,但是R&D對于能源消費的影響還比較小。基于上述結果我們可以看出,中國的經濟增長方式主要屬于能源和資源推動型,經濟結構不合理的問題依然存在,經濟規模的擴張一定程度上拉動能源消費量的增長,與此同時研發強度對于能源消費的影響很小,表明研發支出在推動產業結構升級和提高能源效率方面的貢獻還比較小。
表2為技術創新對能源消費影響模型的實證結果。從表2我們可以看出,所有的模型都沒有常數項,表現在彈性系數上,能源消費不能獨立于技術創新而存在。也就是說,能源消費自身是技術進步的產物,而能源消費節約也離不開技術創新活動,兩者關系非常緊密。從模型5可以看出,R&D經費、人員投入和專利產出對能源消費彈性系數的顯著性水平都比較低,只有發明專利和能源消費水平呈正相關關系。從模型6、7、8、9我們可以得出類似的結論,發明專利與能源消費水平呈正相關關系。根據模型假設,技術創新能力的提升能夠節約能源消費,但是實證結果表明發明專利數對能源消費影響的系數為正(雖然比較小),發明專利數與能源消費同向變動,也就是說技術創新能力提升并沒有節約能源消費。
上述分析表明如果直接考察技術創新與能源消費之間的關系,中國的技術創新對于能源消費的影響還比較小,并且處于技術創新與能源消費的同步上升期。中國在能源領域的技術創新力量還比較薄弱,能源領域技術進步比較緩慢,急需要加強。但是我們應該看到技術創新一方面是直接作用于能源消費領域,提高能源效率,另一方面是通過對產業結構調整和經濟增長的影響,間接影響能源消費。技術創新對于能源消費的間接影響還有待進一步考察。筆者認為隨著技術創新能力的增強,兩者之間的關系應該有一個拐點,呈現技術創新與能源消費脫鉤的情況。
表3為產業結構調整對能源消費影響模型的實證結果。從模型10可以看出,第一產業和第二產業的彈性系數都不太顯著,第三產業比重和能源消費呈正相關關系。從模型11、12可以看出,在有滯后項的情況下,各產業與能源消費的彈性系數都不顯著;在沒有滯后項的情況下,只有交通運輸倉儲和郵政業對應的彈性系數比較顯著。根據模型12,第一產業、建筑業、批發與零售業的彈性系數為負,而工業的彈性系數為正,完全驗證了模型假設。第一產業、建筑業、批發與零售業能源消耗相對較少,所以這些產業的比重上升將會減少能源消費;工業是國家能源消費的重點,工業產值比重對能源消費的彈性系數達到了4.213。這表明中國的工業發展還處于粗放型階段,工業產值增加主要依賴人力、資本和能源投入,知識和技術投入較少,工業整體技術創新能力較弱。
式(5)為模型13,模型的擬合度R2=0.993 ,DW檢驗值=2.16 ,F統計量顯著性水平=0.0000。從式(5)可以看出在多變量協同作用的情況下,各變量的彈性系數有較大變化,其中專利和第三產業的彈性系數為負,即專利授權量增加能夠節約能源消費,第三產業產值比重的增加能夠減少能源消費。這表明技術創新和產業結構調整協同作用的情況,有利于減少能源消費,技術創新通過革新產業設備和改變產品工藝而節約能源,同時也說明中國的技術進步對能源消費間接影響比直接影響更顯著。技術創新在提供優化產業結構、提升產業競爭力的同時也節約了能源消費。
式(6)為模型14,擬合度R2=0.997,DW檢驗值=2.86,F統計量顯著性水平=0.0000。從式(6)可以看出,在三次產業進一步細化后的產業結構調整綜合模型中,交通運輸倉儲和郵政業對能源消費的彈性系數為負,而批發與零售業的彈性系數為正。其余變量雖然彈性系數有所變化,但是符號沒有改變。該結果和表3分析有所出入,技術創新和產業之間作用機理比較復雜,該結果的解釋有待進一步的深入探討。
4 簡要結論和政策建議
通過上述分析我們可以得出以下簡要結論:
(1)能源消費具有一定的自相關性,前期消費將會影響后期消費,但是影響時間較短。從能源系統自身來看,能源消費應該存在一定的路徑依賴,具有顯著的自相關現象,但是就實證結果而言,目前的能源消費受到眾多系統外因素的沖擊。中國的能源消費不可再生化石能源占絕大多數,可再生能源比例相對較小,這一能源消費結構決定了能源消費量很大程度上依賴國家固有的資源稟賦和國際能源市場的變化,通過技術創新提高可再生能源消費結構是提高能源消費系統穩定性的基本路徑。
(2)經濟增長是拉動能源需求、增加能源消費的重要因素。中國正處于重化工業發展階段,工業仍然是經濟發展的主導,并且仍然是粗放型的工業發展模式,所以經濟規模的擴張,勢必會拉動能源需求、增加能源消費。正如前文所述,經濟結構是影響能源消費的重要因素,當知識密集型產業成為經濟的主導部門,經濟增長將會和能源消費脫鉤,經濟規模的擴展將不會出現能源約束和環境壓力。所以節約能源消費,根本上是要轉變經濟發展方式,將知識作為社會生產的核心要素,建設創新驅動的國家發展模式。
(3)技術創新、產業結構調整對能源消費產生協同作用。技術創新能力提高(專利授權量增加)一定程度上能夠節約能源消費,第一產業、建筑業、批發與零售業產值比重的增加能夠減少能源消費,工業產值比重的增加對能源消費的影響較大。從實證結果來看,技術創新對于能源消費的直接影響并不顯著,但是與產業結構調整的協同作用比較顯著。這充分說明技術創新對于能源消費的影響不僅局限在提高能源效率,而且還體現在很多其他的方面,包括對于經濟發展方式的改變、產業結構調整的影響等。同時也表明,技術創新是經濟增長、產業結構調整與能源消費關系分析的關鍵因素。
據此筆者認為,在中國經濟高速增長的情況下,降低能耗、減少能源消費,使經濟增長和能源消費脫鉤的重要途徑是基于技術創新的產業結構升級和優化,轉變經濟增長方式。首先通過技術創新,把依賴人力、資本和能源投入的外延式發展,轉變為依賴知識和技術的內涵式發展,在工業領域積極倡導并幫助企業來自覺、合理、有效地使用能源,關閉那些嚴重浪費能源的企業和工廠;其次大力發展高新技術產業、現代服務業等知識密集型產業,通過高新技術改造傳統產業,促進產業升級和優化;最后大力扶植和鼓勵節能型企業,要加大和鼓勵對節能技術的投資,直接通過能源技術創新,提高能源使用效率,同時通過立法來監督維護能源合理有序的開發利用。
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Effect of Innovation,Industrial Change on Energy Consumption
LIU Fengchao SUN Yutao