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能源方面科普性论文范文

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能源方面科普性论文范文

新农村建设是我国现代化进程中的重大历史任务,目的在于改善农村生态环境,提高农民生活质量。其中一项重要措施就是大力发展循环农业,开发使用新能源。过去对于农村能源有一个十六字方针,即“因地制宜,多能互补,综合利用,讲求效益”,这是在短缺经济的背景下,针对能源危机而提出来的。目前,我国农村的社会、经济及其能源供需结构形势发生了重大变化,大量商品能源进入农村市场,农村能源面临着结构升级和如何现代化的问题,原十六字方针因缺少生态观和市场观,已不符合现时和未来农村能源可持续发展的实际。2006年,北京市政府确立了让农村“亮起来、暖起来、循环起来”的建设目标,把新能源的开发利用作为新农村建设的一个重点发展方向,在农村推广应用先进、适用的生物质能和太阳能利用技术,并制定标准,规范其发展与应用,不断改善农村生态环境、提升农民生活质量,促进了郊区循环经济发展。目前,在政府的大力支持和农民的积极响应下,北京地区农村应用生物质能和太阳能的技术得到了长足发展,提高了新能源的利用水平,缓解了农村能源供应和环境保护的压力。新能源技术的开发利用为弥补传统能源的不足、缓解能源紧张局面、改善广大农村的生产生活状况起到了重要作用,产生了巨大的经济效益、社会效益和生态效益。值得关注的是,在日前公布的国家《能源法》(征求意见稿)中,“农村能源”作为第九章的内容,在“农村能源发展原则”、“农村能源规划实施”、“优惠政策”、“农村能源保障”、“农村能源消费结构优化”、“边远农村电力扶持”、“农村生物质能源发展”、“农村节能”、“农村能源技术推广与服务”几方面做了详细解释。因此,待《能源法》正式出台后,包括生物质能、风能、太阳能等新能源和可再生能源利用在农村将拥有更为广阔的发展前景。

能源未来的发展之路 能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。“能源”这一术语,过去人们谈论得很少,正是两次石油危机使它成了人们议论的热点。能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。自工业革命以来,能源安全问题就开始出现。在全球经济高速发展的今天,国际能源安全已上升到了国家的高度,各国都制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里,在稳定能源供应的支持下,世界经济规模取得了较大增长。但是,人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时,也遇到一系列无法避免的能源安全挑战,能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。 能源种类繁多,而且经过人类不断的开发与研究,更多新型能源已经开始能够满足人类需求。根据不同的划分方式,能源也可分为不同的类型。按来源分为3类:地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。 ①来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)。除直接辐射外,并为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外,水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。②地球本身蕴藏的能量。如原子核能、地热能等。③地球和其他天体相互作用而产生的能量。如潮汐能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层,它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层,一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔,它大部分是熔融状的岩浆,厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核,地核中心温度为2000度。可见,地球上的地热资源贮量也很大。 中国目前的能源利用困难主要表现为:能源资源总量比较丰富但人均能源资源拥有量较低;能源资源赋存分布不均衡;能源资源开发难度较大;资源约束突出,能源效率偏低;能源消费以煤为主,环境压力加大;市场体系不完善,应急能力有待加强等。 因此开发新能源是能源发展的必要途径,而在我看来在开发新能源当中,核能应重点开发;理由如下: 一,由人类研究核的发展历程来看,核由难以被人发现的不可再分粒子演变成可以释放巨大能量的核反应堆,这说明每一个阶段的科学家都在埋头于发现核的秘密,从另一个角度看,核能越来越重要了。 二,核能之所以受到科学家的关注,不仅是因为人类的能源缺乏,更重要的是核能本身的巨大能量,如我们看到的太阳就是通过核聚变释放能量的,甚至我们现在利用的化石能源都是来自太阳内部的核聚变! 三,核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中,因此核能发电不会造成空气污染。 四,核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。 五,核能发电所使用的铀燃料,除了发电外,没有其他的用途。 六,核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍,故核能电厂所使用的燃料体积小,运输与储存都很方便,一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料,一航次的飞机就可以完成运送。 七,核能发电的成本中,燃料费用所占的比例较低,核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响,故发电成本较其他发电方法为稳定。 基于以上的优点,在当下每一个国家都在大学设立了相关的课题研究核能;在我国,几所著名大学如北大,清华,浙大,中大等大学都设立了和工程与核技术专业;这再一次证明了核能就是能源未来的发展! 然而,我认为使核能不能成为目前的主要能源的原因主要是: 1.核能电厂会产生高低阶放射性废料,或者是使用过之核燃料,虽然所占体积不大,但因具有放射线,故必须慎重处理,且需面对相当大的政治困扰。 2.核能发电厂热效率较低,因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏,故核能电厂的热污染较严重。 3.核能电厂投资成本太大,电力公司的财务风险较高。 4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。 5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争。 6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质,如果在事故中释放到外界环境,会对生态及民众造成伤害。 7.核能的释放主要通过裂核反应和热核反应(即核反应堆),但是热核反应是要利用裂核反应来实现的,而裂核反应是需要不稳定的重核,不稳定的重核主要是铀-235,这是一种很稀小资源!所以在资源方面也造成了一定的困难。 8.核技术的难度极高,所以需要尖端的技术人才,这也是一个困难。 总的来说,能源未来的发展之路即使很模糊,但这就像法拉第当年发现电磁感应定律一样,核能的未来将是不可估计的巨大!

中华民族是一个有着勤俭质朴的优良传统的民族,中国人民自古以来就保持着这一种良好的作风。无论是在生产劳动还是在日常生活中,也都体现出这个特点,总要力图以最节省的方式,尽可能办好每件事情。正是由于这一良好思想观念,我们才懂得去节省能源。能源问题对我国这样的人口大国有着非同寻常的意义,随着经济的发展,资源的大规模开发,能源紧缺问题就显得更加突出,在很大程度上影响我国的现代化建设。我们国家到目前为止仍旧提倡节俭的作风,在奥林匹克场馆的重大建设中,国家就是从实际需要考虑,提出了“节俭办奥运”的口号;在今年的55周年国庆相继提出“节俭办国庆”的口号。我们国家就是从顾全大局的角度出发,从节省能源方面做到勤俭的作风的。节省能源可以减少开支,促进经济的增长,还可以保护自然环境,也是走“可持续发展”道路的先决条件,更是为了我们的子孙后代。 在城市的夜晚,公路的两旁都亮着密集而又整齐的路灯,看上去宛如一条巨龙腾空,虽然这是一道亮丽的风景,但是许多时候这些路灯的光亮都白白浪费了,因为很大一部分时间里,路上是空荡荡的,这种情况尤其出现在经济、交通不是很发达的地区。电力资源的极大浪费,给这些地区的经济带来负面影响,无一利而有百害。那么,有没有既方便晚上行人和车辆通行,又节省能源的自动控制装置呢? 节省能源,实际上就是尽可能减少能源损失。偏僻的公路上,交通流量极少,长时间的打开路灯,不管是有车辆,还是没有车辆,有行人,还是没有行人,都造成能源的极大的浪费。即使有车辆经过,也不应该全线路灯都开亮,只应在车辆行驶的有效范围内打开路灯,否则那会造成多么巨大的损失!行人在路上走路也是如此,只应在行人走路的相应范围内打开路灯,满足照明的需要即可。这个问题可以类比现在常见的声控开关,只要有人在楼梯间走路,发出声音,声音产生的震动传递到声控开关,灯就会发亮,并且只在行人走路的范围内的灯亮了,而不是长期不灭的。从这里得到启示,当车辆和行人在公路上通过时,不就对路面产生了压强吗?要是有一种感应器能够在受到压强的作用下能自动控制开关,控制相应范围内的灯的亮和灭,这就达到了节省能源的目的。 那么这个感应器不能是通过声音产生的空气震动控制的,而是要通过车辆和行人对路面的冲击和压强而产生的路面震动控制,这两种震动是不同的,否则就会阴差阳错,说不定是动物的叫声,路以外的喧哗声就把灯亮了,同样达不到节省能源的目的。倘若车辆、行人发出的声音很小,灯不会亮呢?那么就形同虚设,毫不起作用。汽车的行驶、行人的走路,自然而然会对地面产生冲击和压强,使路面震动,这就可以利用路面的震动来控制路灯亮还是熄灭。假如有这样的一个装置:它可以安装在路灯的灯箱内,各个装置用一根金属棒与路面相连,当路面受到冲击和压强产生震动时,对应的路灯就会发光,哪里有车辆或行人,哪里的灯就会亮起来,震动停止,灯在一定时间限定内自动熄灭。这个装置就是利用冲击和压强产生的震动来控制路灯的,能够起到很好的节省能源的作用。当然,为了减少装置的安装数量,可以由这样的一个装置控制多盏路灯,装置与装置之间并联连接在一个电路中,也就是每隔一段路程安装一个,然后通过导线把装置与相应的路灯连接起来。我们不妨先把它命名为“震动感应器”。我们再来看一看“震动感应器”的工作原理:首先,金属棒就是用来感应路面上有无震动的。当汽车或行人在某一路段上经过,对路面施加压力的冲击,产生震动时,金属棒将震动传到“震动感应器”,“震动感应器”受到震动的刺激,命令由它控制的几盏路灯闭合开关发亮;车辆和行人继续经过下一路段,下个路段的“震动感应器”同样受到震动刺激也使对应的路灯发亮,依此类推。同时,车辆和行人经过以后的路段的“震动感应器”由于没有继续受到金属棒传给它的震动信息而断开开关,不再使相应路灯继续发光。但要求这种“震动感应器”灵敏度要高,而且还能够判别震动的来源。比如遇到特殊情况,遇到雷电天气或者工厂产生的高分贝声响使空气剧烈震动,也会经过金属棒传到“震动感应器”,“震动感应器”误以为震动是由路面传来的,使路灯发光。因此,我们要调用科学技术钻研出一龀绦蚧蛞桓鲂〔考�诶锩妫�埂罢鸲�杏ζ鳌被崤卸险鸲�锹访娲�吹模�故鞘艿娇掌�鸲�挠跋齑�吹摹? 好了,只要在有路灯的公路上安装这种“震动感应器”,就不需要大量的人力来控制供电了,一切工作就交给机器来自动控制吧。我们可以想象,随着汽车或行人在路面经过,路灯次第发光与熄灭的情景,熠熠夺目,应接不暇,不也是夜间一道独特而又亮丽的风景吗?在方便交通的同时,最大的好处就是大大的节省了能源。 这种“震动感应器”是为节省能源而设计,希望这种装置能够应用到实际中去,发挥巨大的作用。在我们发展经济的同时,千万不要忽视了保护能源的重要性,节省能源,走可持续发展之路,已经成为人类的共

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发展速度与能源供求,是中国经济现在和未来都必须面对的一个难题。一方面,我国人均资源相对不足,现在又处在资源消耗比较多的工业化中期阶段,伴随着工业化和城市化快速推进,城乡建设广泛开展,经济规模不断扩大,资源需求量与日俱增;另一方面,由于增长方式粗放,经济结构矛盾突出,资源利用效率低,加之社会生活消费结构迅速升级,经济全球化和国际贸易壁垒等因素,节能降耗和污染减排的任务十分艰巨,能源问题已经成为制约我国经济和社会发展的主要因素。一、对当前我国能源结构、资源利用的效率分析1、产业结构不合理,经济增长方式粗放:进入新世纪以来,我国经济连续5年达到10%的高速增长,但经济增长过多地依靠投资拉动和高耗能行业为主的重工业,2007年我国能源消费总量26.5亿吨标准煤,比上年增长7.8%。其中,煤炭消费量25.8亿吨,增长7.9%;原油3.4亿吨,增长6.3%;天然气673亿立方米,增长19.9%等,尽管在过去的20年里,中国已在能源利用上取得了GDP翻两番而能源消费仅翻一番的令世界瞩目的成绩,但能源效率低依然是制约中国经济社会发展的突出矛盾,我国一吨煤产生的效率仅相当美国的28.6%,欧盟的16.8%,日本的10.3%,单位能耗仅能创造不到0.7美元的GDP,而世界平均水平为3.2美元,日本更是达到了10.5美元,分别是我国的4.6倍和15倍。同时资源浪费现象严重,工业用水重复利用率要比发达国家低15至25个百分点,我国矿产资源的总回收率大概是30%,美国、澳大利亚、德国、加拿大等发达国家,资源回收率能达到80%左右。中国综合能源利用效率约为33%,比发达国家低10个百分点,使用效率若能达到先进国家水平,则相当于可节约3亿吨的石油,或相当于4.3亿吨标准煤。国际经验表明,进入到资本密集型工业化阶段后,经济增长潜力进一步提高的同时,能源和资源的消耗也必然要出现高增长,尤其是我国的工业化是一个13亿人口的发展中大国的工业化,这在人类历史上是史无前例的,目前,我国已成为世界上煤炭、钢铁、铁矿石、氧化铝、铜、水泥消耗最大的国家,是世界上能源消耗的第二大国,我国自2003年以来,能源矿产资源消耗占全球的30%,但在这些资源定价方面,我国还不具备主导权。2、节能和减排任务十分艰巨,环境污染居高不下:当前科技进步对我国经济增长的贡献率只有40%左右,除了能源消费过程中的污染物排放外,能源在开采、炼制及供应过程中,也会产生大量有害气体。截至2007年底,全国发电装机容量达到71329万千瓦,同比增长14.36%。火电达到55442万千瓦,约占总容量77.73%,同比增长14.59%;煤炭约占能源消费构成近70%,石油占23.45%,天然气仅占3%,能源资源条件决定了我国以煤为主的能源消费结构在短期内难以转变,这也决定了中国节能减排任务的艰巨性和长期性。"十五"期间,中国主要污染物排放量原计划到2005年比2000年减少10%,但2005年的统计数据表明,烟尘、化学需氧量等相当一部分污染物的减排量均未实现预期目标。2006年全国二氧化硫排放量2594万吨,比2005年又增长1.8%,全年全国化学需氧量(COD)排放总量1431万吨,增长1.2%,我国与发达国家相比,每增加单位GDP的废水排放量要高出4倍,单位工业产值产生的固体废弃物要高出10倍以上,造成三分之一的国土遭受酸雨污染,每年经济损失达1000亿元以上,直接威胁13亿人口和16亿耕地的安全。2007年,在监测的557个城市中,有389个城市空气质量达到二级以上(含二级)标准,占监测城市数的69.8%;有152个城市为三级,占27.3%;有16个城市为劣三级,占2.9%。世界银行曾根据我国经济发展趋势预计,2020年中国燃煤污染导致的疾病需付出经济代价达3900亿美元,占国内生产总值的13%。3、从我国资源条件和对外贸易结构分析:我国资源价格水平长期偏低,近年来一直扮演着"世界工厂"的角色,不仅导致了高耗能、高污染和资源性产品甚至是能源资源的直接出口,扩大了贸易顺差和人民币升值的压力,"政绩"和成本意识的缺失,还使我国原本稀缺的资源更加稀缺。有关部门统计:我国历年贸易顺差商品的生产中所需要的能源,即间接能源出口量,1980年至2005年年均增长14.22%,2005年达到3.3亿吨标油。扣除能源进口量,近几年我国能源净出口逐年递增,由1999年的0.77亿吨标油,增长到2005年的2.22亿吨标油,生态环境付出的巨大代价,已造成一些地方经济的慢性自杀。中国是目前世界第二位能源生产国和消费国,但能源资源并不富余,根据国家发改委公布的数据,我国煤炭、石油、天然气探明储量分别占世界的11%、1.4%和1.2%,人均占有量分别为世界人均水平的55%、11%和5%。其次能源资源赋存分布不均衡,开采条件较差,石油进口依存度高达到40%以上。专家测算,到2020年,我国人口按14-15亿计算,则需要26-28亿吨标准煤;到2050年,人口按15-16亿计算,则需要35-40亿吨标准煤。按专家的估计,我国煤炭剩余可采储量为900亿吨,可供开采不足百年;石油剩余可采储量为23亿吨,仅可供开采14年,天然气剩余可采储量为6310亿立方米,可供开采不过32年,能源供应已成为制约经济增长的基本因素,这一现象在我国将长期存在。二、落实节能降耗,保持可持续发展的几点思考1、加快产业结构调整,坚持开发与节约并举:"十一五"期间,我国单位GDP能源消耗指标将从2005年的1.22吨标煤/万元下降到2010年的0.98吨标煤/万元,降幅20%左右,节约能源已经被专家视为与煤炭、石油、天然气和电力同等重要的"第五能源"。因此,我们首先要从调整产业结构和转变经济增长方式入手,提高关键技术和重大装备制造水平,加快淘汰落后的工业生产技术和工艺,将能源使用效率和环境评价作为产业发展政策的重要量化指标,这是缓解中国能源紧张的长远之策。2007年我国全年共关停小火电1438万千瓦,据测算,60万千瓦的大机组和10万千瓦、5万千瓦以下的小机组,一千瓦时的发电煤耗要差100到150克标准煤。因此,我们一方面要抓紧落实"十一五"期间关停小火电机组5000万千瓦,炼钢能力5500万吨,水泥生产能力2.5亿吨的任务,鼓励实行煤电联营或煤电运一体化经营,大力开展煤炭的清洁利用,这意味着每年能节约6000万-9000万吨标准煤,并大大减少污染的排放。另据测算,如果我国第三产业增加值的比重提高一个百分点,第二产业中工业增加值比重相应降低一个百分点,那么万元GDP能耗就可降低约1个百分点。在能源的开发上,应借鉴西方发达国家的经验,充分利用国内外两种资源、两个市场,政府宜鼓励更多的有实力企业投资境外开采石油,积极推动国际能源合作。2、加快能源结构调整,大力开发可再生能源和清洁能源:2007年我国水电达到14526万千瓦,约占总容量20.36%,同比下降了0.53个百分点,核能发电量突破600亿千瓦时,但所占比重仍然偏小。如今太阳能、风能、沼气、地热能、海洋能等为代表的新能源技术已在发达国家大量开发,2006年全球新能源已占能源消费总量的13.6%,如法国的核电量已占装机容量的70%。我国新能源的发展速度和水平不仅远远低于大多数发达国家,甚至落后于印度、巴西等国,以一种能源为主的单一能源供应模式已不能有效保障中国经济全面可持续的发展。我国幅员辽阔,必须走出一条中国特色的能源发展新路,在积极推进核电建设的同时,我国可开发利用的风能资源约2.53亿千瓦,地热资源的远景储量为1353.5亿吨标准煤,探明储量为31.6亿吨标准煤,太阳能、生物质能、海洋能等储量更是属于世界领先地位,水力资源理论蕴藏量折合年发电量为6.19万亿千瓦时,经济可开发年发电量约1.76万亿千瓦时,相当于世界水力资源量的12%,列世界首位,已具备了规模化和产业化发展的基础。目前新能源技术由于成本较高,进入市场的竞争力有限,因此国家必须制定切实可行的优惠政策,加大扶持国产新能源技术的开发和利用,推进能源结构向可再生能源调整。据专家推算,每利用一吨可再生资源,可节约原生资源120吨,少生产垃圾废水100吨,增加产值约300元,产生利润500元。3、利用价格杠杆和资源监管,调整产品出口结构:从经济成本上看,随着环境保护和对污染排放的要求越来越严格,这就使原来的外部成本,或原来是由社会承担的成本,转化成企业生产经营方面的成本,从而加大整个经济运行的成本。同时随着中国和一些发展中国家相继步入工业化阶段,全球资源性产品将形成新一轮需求高峰,这在全球自然资源分布极不平均、少数发达国家的跨国公司垄断全球主要资源供给的情况下,将使资源性产品的价格上涨呈现长期化趋势,资源约束将伴随我国工业化的整个进程。因此,我们必须尽快将资源、环境约束纳入到我国参与国际分工的战略构架之中,逐步形成符合我国现实国情以及长远利益的国际分工体系,禁止能源直接出口和严格限制高能耗产品的出口,进一步加快将资源型产品的出口为高附加值产品的出口,放开我国紧缺资源的物质进口配额,降低进口税率。在资源监管上,当前尤其需要建立推进我国矿产资源产权改革和生态补偿机制,让价格真实反映要素的稀缺程度,促进节能减排和结构调整的价格形成机制和价格体系。同时,改变能源税的计量依据,由现在的按企业产量征收改为按划分给企业的资源可采储量征收,促使企业尽量提高资源的回采率。4、2007年12月26日,我国发布了《中国的能源状况与政策》白皮书,节能、减排决不能前松后紧,GDP的增长必须建立在确保完成节能减排指标的基础上。美国在工业化的100年中,消费了390多亿吨石油,近73亿吨钢铁和大量其他矿产品,我国从来没有将来也不可能有发达国家重化工业高速发展时期享有的廉价资源供应量和环境容量,中国已经加入多个国际环境公约,必须承担起与发展水平相适应的国际环境义务。今年4月1日新修订的节能法已开始实施,同时,要加快体现能源战略和政策导向的《能源法》、《循环经济法》的立法工作,制定相关的配套法规和实施细则,真正把节能减排纳入法制化的轨道,做到依法行政和依法治企。另一方面,要尽快出台中国能源可持续发展及其评价指标体系,完善国内生产总值和能源消耗指标体系,将能源消耗纳入各地经济社会发展综合评价和年度考核,建立和完善节能信息的发布制度,构建统一、高效的能源监督管理和问责体系。要加大舆论宣传力度,逐步推动建筑节能和交通节能,倡导资源节约型的生活方式,树立全民节能环保意识,最后,加快建立中国的能源期货市场,力争实现由能源的需求方来制定能源的期货价格,进而引导现货价格,促进经济增长由主要依靠增加物质资源消耗向主要依靠科技进步、劳动者素质提高、管理创新转变,从而实现经济、社会、环境又好又快的协调发展。

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重视排污 节约能源摘要:本文从与排污有关的水垢、排污率的计算、排污余热利用三个方面用数字说明排污与节能的关系。目的是把排污问题作为锅炉水质管理的一个重要环节,引起有关运行操作管理人员的高度重视。 关键词:排污 余热利用 节能 一、概述 1、排污分连续排污和定期排污。连续排污又称表面排污,它是连续不断地将汽包中水面附近高浓度的盐分(与溶解固形物近似相等)的锅水排出锅炉外,使锅水的碱度、溶解固形物符合锅炉水质标准的要求;定期排污又叫间断排污,它是定期地从锅炉水循环系统中的最低点(锅筒、下集箱的底部)排放锅水中的悬浮物、水渣及其它沉积物。 正确地进行排污是保持锅内水质良好,减少锅内结垢、防止金属腐蚀和蒸汽污染的有效措施。但是排污不当,操作不合理,轻者损坏阀门管道,排污量增加,浪费燃料;重者形成水垢腐蚀,影响传热,降低受压元件的强度或造成锅炉严重缺水,危及锅炉的安全运行。因此,锅炉的排污意义重大,应当得到设计、安装、运行操作管理人员的特别重视,从排污中减少损失,节约能源。二、水垢与节能 搞热的人士都知道水垢的导热系数约1.2w/m�6�1℃,而钢板的导热系数约48w/m�6�1℃,则1mm厚的水垢热阻相当于40mm厚的钢板热阻,水垢不仅影响传热,几毫米厚的水垢会使传热量下降一半,而且金属计算壁温随着水垢加厚而明显升高(当q=175×103w/m3时,1mm厚水垢使壁温升高约180℃,3mm厚水垢使壁温升高约350℃)。因此水垢能使热负荷高的锅筒下部过热鼓包,水冷壁管变形、爆管,还会形成垢下腐蚀,降低受压元件的强度,严重影响锅炉的安全运行;同时由于水垢影响传热会大量浪费燃料,水垢的厚度与燃料损失对比如下表:水垢的厚度(mm)0.5123456燃料的损失(%)1.12.244.76.36.88.2 对于一台4t/h锅炉,燃用二类烟煤,燃料消耗量约740kg/h,如果积有1.5mm厚的水垢,则每小时浪费燃料740 kg/h×3%=22.2kg,全年运行6000小时,则浪费6000×22.2=133.2吨煤。三、计算排污率与节能 排污量的大小,和给水的品质直接有关。给水的碱度及含盐量越大,锅炉所需要的排污量愈多。 锅炉排污的指标用排污率表示,排污率即排污水量(Q污)占锅炉蒸发量(Q汽)的百分数。如下式表示:K= Q污/Q汽 ×100 % 当锅炉水质稳定时,根据物量平衡的关系可知,某物质随给水带入炉内的量等于排污水排掉的量与饱和蒸汽带走的量之和。则 (Q污+Q汽)×S给=Q汽×S汽+Q污×S污 式中S给、S汽、S污分别表示给水中、饱和蒸汽中、排污水中某物质的含量,式中的S值可以按含盐量,也可按某一组分(如碱度、氯离子)的含量来计算。则 K= Q污/Q汽=(S给-S汽)/(S污-S给)×100 % 由于测定氯离子比较方便,且氯离子与含盐量有较固定的比例关系,通常用氯离子代替含盐量来计算锅炉排污率,则: K= (S给-S汽)/(S污-S给)=(CL-给-CL-汽)/(CL-污-CL-给) 式中CL-给、CL-污、CL-汽分别表示给水中、排污水中、饱和蒸汽中氯离子的含量,而排污水就是锅水,因而S污=S锅炉水,CL-污=CL-锅炉水。式中S锅炉水、CL-锅炉水分别表示锅水中某物质的含量、氯离子的含量。 对于容量较大的锅炉,由于其汽水分离装置效果好,蒸汽的湿度很小。这样饱和蒸汽中的含盐量远远低于给水中的含盐量,所以在这类锅炉的排污率计算中均可以忽略蒸汽中的含盐量,即 K=S给/(S污-S给)=CL-给/(CL-污-CL-给)×100 % 对于大多数工业锅炉,特别是汽包容积小,汽水分离装置简单,饱和蒸汽的带水量较大的锅炉,蒸汽湿度常在3%左右,(这个值与排污率控制在5%~10%的范围比较,已经是不算低了)这种条件下计算锅炉排污率时不能忽略蒸汽中的含盐量。因为 K=(CL-给-CL-汽)/(CL-污-CL-给) =CL-给/(CL-污-CL-给)- CL-汽/(CL-污-CL-给)< CL-给/(CL-污-CL-给)-CL-汽/CL-污 这里CL-汽/CL-污为蒸汽湿度。可见,如果忽略了蒸汽中的含盐量,则计算所得的排污率将偏大(差值大于蒸汽湿度)。工业锅炉的排污率每增大1%,燃料的消耗量就增加0.3%。 对于一台4t/h锅炉,燃用二类烟煤,燃料消耗量约740kg/h,蒸汽湿度取3%,如果排污率计算中忽略了蒸汽中的含盐量,则排污率的计算值就至少增大了3%(湿度值),相应地燃料的消耗量就增加了0.9%,每小时浪费燃料740 kg/h×0.9%=6.66kg,全年运行6000小时,则浪费6000×6.66=39.96吨煤。

表面活性剂科普文章

它应该有活性炭在里面充当吸附剂,是利用物理现象进行工作!

1.概念: 表面活性剂(surfactant)是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质。 2.组成:分子结构具有两亲性 非极性烃链: 8个碳原子以上烃链 极性基团:羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,也可是羟基、酰胺基、醚键等。 3.吸附性: 溶液中的正吸附:增加润湿性、乳化性、起泡性 固体表面的吸附:非极性固体表面单层吸附, 极性固体表面可发生多层吸附编辑本段表面活性剂的分类 表面活性剂的分类方法很多, 根据疏水基结构进行分类,分直链、支链、芳香链、含氟长链等; 根据亲水基进行分类,分为羧酸盐、硫酸盐、季铵盐、PEO衍生物、内酯等; 有些研究者根据其分子构成的离子性分成离子型、非离子型等,还有根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等各种分类方法。但是众多分类方法都有其局限性,很难将表面活性剂合适定位,并在概念内涵上不发生重叠。 按极性基团的解离性质分类 1、阴离子表面活性剂 :硬脂酸,十二烷基苯磺酸钠 2、阳离子表面活性剂:季铵化物 3、两性离子表面活性剂:卵磷脂,氨基酸型,甜菜碱型 4、非离子表面活性剂: 脂肪酸甘油酯,脂肪酸山梨坦(司盘),聚山梨酯(吐温) 阴离子表面活性剂 1、肥皂类 系高级脂肪酸的盐,通式: (RCOOˉ)n M。脂肪酸烃R一般为11~17个碳的长链,常见有硬脂酸、油酸、月桂酸。根据M代表的物质不同,又可分为碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂。它们均有良好的乳化性能和分散油的能力。但易被破坏,碱金属皂还可被钙、镁盐破坏,电解质亦可使之盐析 。 碱金属皂:O/W 碱土金属皂:W/O 有机胺皂:三乙醇胺皂 2、硫酸化物 RO-SO3-M 主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类。脂肪烃链R在12~18个碳之间。 硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油。 高级脂肪醇硫酸酯类有十二烷基硫酸钠(SDS、月桂醇硫酸钠) 乳化性很强,且较稳定,较耐酸和钙、镁盐。在药剂学上可与一些高分子阳离子药物产生沉淀,对粘膜有一定刺激性,用作外用软膏的乳化剂,也用于片剂等固体制剂的润湿或增溶。 3、磺酸化物 R-SO3 - M 属于这类的有脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物和烷基萘磺酸化物。它们的水溶性和耐酸耐钙、镁盐性比硫酸化物稍差,但在酸性溶液中不易水解。 常用品种有:二辛基琥珀酸磺酸钠(阿洛索-OT),十二烷基苯磺酸钠,甘胆酸钠 阳离子表面活性剂 该类表面活性剂起作用的部分是阳离子,因此称为阳性皂。其分子结构主要部分是一个五价氮原子,所以也称为季铵化合物。其特点是水溶性大,在酸性与碱性溶液中较稳定,具有良好的表面活性作用和杀菌作用。 常用品种有苯扎氯铵(洁尔灭)和苯扎溴铵(新洁尔灭)等。 两性离子表面活性剂 这类表面活性剂的分子结构中同时具有正、负电荷基团,在不同pH值介质中可表现出阳离子或阴离子表面活性剂的性质。 1、卵磷脂:是制备注射用乳剂及脂质微粒制剂的主要辅料 2、氨基酸型和甜菜碱型: 氨基酸型:R-NH+2-CH2CH2COO- 甜菜碱型:R-N+(CH3)2-COO—。 在碱性水溶液中呈阴离子表面活性剂的性质,具有很好的起泡、去污作用;在酸性溶液中则呈阳离子表面活性剂的性质,具有很强的杀菌能力。 非离子表面活性剂 1.脂肪酸甘油酯: 单硬脂酸甘油酯; HLB为3~4,主要用作W/O型乳剂辅助乳化剂。 2.多元醇 蔗糖酯:HLB(5~13)O/W乳化剂、分散剂 脂肪酸山梨坦(Span) :W/O乳化剂 聚山梨酯(Tween) : O/W乳化剂 3.聚氧乙烯型:Myrij(长链脂肪酸酯);Brij (脂肪醇酯) 4.聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物: Poloxamer 能耐受热压灭菌和低温冰冻,静脉乳剂的乳化剂编辑本段表面活性剂的基本性质 1.临界胶束浓度(CMC):表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。当其浓度高于CMC值时,表面活性剂的排列成球状、棒状、束状、层状/板状等结构。 2.亲水亲油平衡值(HLB):表面活性剂分子中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力。根据经验,将表面活性剂的HLB值范围限定在0-40,非离子型的HLB值在0-20。 混合加和性:HLB=(HLBa Wa+HLBb /Wb) / (Wa+Wb) 理论计算:HLB=∑(亲水基团HLB值)+∑(亲油基团HLB)-7 表面活性剂的基本性质 3、增溶作用 1)胶束增溶:水不溶性、微溶性药物在胶束溶液中溶解度显著增加 非洛地平-----0.025%吐温-----10倍 (表)亲水基团---亲油基团, (药)极性基团---非极性基团 cmc,“表”的量,胶束,增溶量,最大增溶浓度(MAC)编辑本段表面活性剂的应用 1.增溶:C>CMC ( HLB13~18) 增溶体系为热力学平衡体系 CMC越低、缔合数越大,增溶量(MAC)就越高 温度对增溶的影响:温度影响胶束的形成,影响增溶质的溶解,影响表面活性剂的溶解度 Krafft点:离子型表面活性剂的溶解度随温度增加而急剧增大这一温度称为Krafft点, Krafft点越高,其临界胶束浓度越小 昙点:对于聚氧乙烯型非离子表面活性剂,温度升高到一定程度时,溶解度急剧下降并析出,溶液出现混浊,这一现象称为起昙,此温度称为昙点。在聚氧乙烯链相同时,碳氢链越长,浊点越低;在碳氢链相同时,聚氧乙烯链越长则浊点越高。 2.乳化: HLB:3-8 W /O型乳化剂:Tween;一价皂 HLB:8-16 O/W型乳化剂:Span;二价皂 3.润湿:(HLB:7-9) 4.助悬: 5.起炮和消泡 6.消毒、杀菌 7.去污剂编辑本段表面活性剂的结构 传统观念上认为,表面活性剂是一类即使在很低浓度时也能显著降低表(界)面张力的物质。随着对表面活性剂研究的深入,目前一般认为只要在较低浓度下能显著改变表(界)面性质或与此相关、由此派生的性质的物质,都可以划归表面活性剂范畴。 无论何种表面活性剂,其分子结构均由两部分构成。分子的一端为非极亲油的疏水基,有时也称为亲油基;分子的另一端为极性亲水的亲水基,有时也称为疏油基或形象地称为亲水头。两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接,形成了一种不对称的、极性的结构,因而赋予了该类特殊分子既亲水、又亲油,便又不是整体亲水或亲油的特性。表面活性剂的这种特有结构通常称之为“双亲结构”(amphiphilic structure),表面活性剂分子因而也常被称作“双亲分子”。 根据所需要的性质和具体应用场合不同,有时要求表面活性剂具有不同的亲水亲油结构和相对密度。通过变换亲水基或亲油基种类、所占份额及在分子结构中的位置,可以达到所需亲水亲油平衡的目的。经过多年研究和生产,已派生出许多表面活性剂种类,每一种类又包含众多品种,给识别和挑选某个具体品种带来困难。因此,必须对成千上万种表面活性剂作一科学分类,才有利于进一步研究和生产新品种,并为筛选、应用表面活性剂提供便利。编辑本段表面活性剂的历史发展 表面活性剂和合成洗涤剂形成一门工业得追溯到本世纪30年代,以石油化工原料衍生的合成表面活性剂和洗涤剂打破了肥皂一统天下的局面。经过60余年的发展,1995年世界洗涤剂总产量达到4300万吨,其中肥皂900万吨。据专家预测,全世界人口从2000年到2050年将翻一番,洗涤剂总量将从5000万吨增加到12000万吨,净增1.4培,这是一个令人鼓舞的数字。 中国的表面活性剂和合成洗涤剂工业起始于50年代,尽管起步较晚,但发展较快。1995年洗涤用品总量已达到310万吨,仅次于美国,排名世界第二位。其中合成洗涤剂的生产量从1980年的40万吨上升到1995年的230万吨,净增4.7倍,并以年平均增长率大于10%的速度增长。据中国权威部门预测,2000年洗涤用品总量将达到360万吨,其中合成洗涤剂将达到65.5万吨。其中产量超万吨的表面活性剂品种计有:直链烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵(AESA)、月桂醇硫酸钠(K12或SDS)、壬基酚聚氧乙烯(10)醚(TX-10)、平平加O、二乙醇酰胺(6501)硬脂酸甘油单酯、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐(石油磺酸盐)、扩散剂NNO、扩散剂MF、烷基聚醚(PO-EO共聚物)、脂肪醇聚氧乙烯(3)醚(AEO-3)等。 表面活性剂的化学结构与性能的关系 1.亲疏平衡值与性能之间的关系 H·L·B值:表示表面活性剂的亲水疏水性能 (Hydrophile-Lipophile Balance) 表面活性剂要呈现特有的界面活性,必须使疏水基和亲水基之间有一定的平衡。 石蜡HLB值=0(无亲水基) 聚乙二醇HLB值=20(完全亲水) 对阴离子表面活性剂,可通过乳化标准油来确定HLB值。 HLB值 15~18 13~15 8~8 7~9 3.5~6 1.5~3 用途 增溶剂 洗涤剂 油/水型乳化剂 润湿剂 水/油乳化剂 消泡剂 HLB值可作为选用表面活性剂的参考依据。 3. 疏水基种类与性能 疏水基按应用分四种 (1) 脂肪烃: (2) 芳烃: (3) 混合烃: (4) 带有弱亲水性基 (5) 其他:全氟烃基 疏水性大小:(5)>(1)>(3)>(2)>(4) 3.亲水基的位置与性能 末端:净洗作用强,润湿性差;中间:相反。 4.分子量与性能 HLB值、亲水基、疏水基相同,分子量小,润湿作用好,去污力差; 分子量大,润湿作用差,去污力好。 5.浊点 对非离子表面活性剂来说,亲水性取决于醚键的多少,醚与水分子的结合是放热反应。 当温度↑,水分子逐渐脱离醚建,而出现混浊现象,刚刚出现混浊时的温度称浊点。此时表面活性剂失去作用。浊点越高,使用的温度范围广。

十二醇硫酸钠、烷基苯磺酸钠的泡沫最为丰富。

表面活性剂的类型是决定起泡性的主要因素。通常,阴离子表面活性剂的起泡力最大,其中以十二醇硫酸钠、烷基苯磺酸钠的泡沫最为丰富,非离子表面活性剂次之,脂肪酸酯型非离子表面活性剂起泡力最小。影响起泡力的因素还有温度、水的硬度、溶液的pH值和添加剂等。

泡沫的形成主要是洗涤剂中表面活性剂的定向吸附作用,是气体—溶液两相界面的张力所致。泡沫的产生对洗涤剂的洗涤效果一般影响不大,但是一部分污垢质点可以被泡沫膜黏附,随同泡沫漂浮到溶液的表面,因此泡沫对洗涤剂的携污作用还是有帮助的。

简介:

中国洗涤用品工业协会在其官微上发表的科普文章表明,泡沫与洗涤剂去污力之间的关系不是确定的关系。文章同时也称,近年来普遍生产的低泡或无泡洗涤剂对降低或减轻环境污染是有利的。

有一种泡沫去污法,就是利用固体吸附于气泡的原理,可以有效地抹去汽车内饰、羽绒服表面的污粒而不会擦伤物品。高泡地毯清洗机利用泡沫携带污垢。虽然泡沫对织物的去污有一定帮助,但是泡沫过多或泡沫经久不消除,对洗涤各种器具是不利的。

科普中国·科学百科:阳离子表面活性剂

线性电源方面毕业论文

[电子机械论文] 电力电子技术论文现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具 体应用。 当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经 济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。3.2 模块化 模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块,含有一单元、两单元、六单元直至七单元,包括开关器件和与之反并联的续流二极管,实质上都属于“标准”功率模块(SPM)。近年,有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了“智能化”功率模块(IPM),不但缩小了整机的体积,更方便了整机的设计制造。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了“用户专用”功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线连接,这样的模块经过严格、合理的热、电、 机械方面的设计,达到优化完美的境地。它类似于微电子中的用户专用集成电路(ASIC)。只要把控制软件写入该模块中的微处理器芯片,再把整个模块固定在相应的散热器上,就构成一台新型的开关电源装置。由此可见,模块化的目的不仅在于使用方便,缩小整机体积,更重要的是取消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件承受的电应力降至最低,提高系统的可靠性。另外,大功率的开关电源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考虑,一般采用多个独立的模块单元并联工作,采用均流技术,所有模块共同分担负载电流,一旦其中某个模块失效,其它模块再平均分担负载电流。这样,不但提高了功率容量, 在有限的器件容量的情况下满足了大电流输出的要求, 而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块,极大的提高系统可靠性,即使万一出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作,而且为修复提供充分的时间。 3.3 数字化 在传统功率电子技术中,控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代,电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。但是,现在数字式信号、数字电路显得越来越重要,数字信号处理技术日趋完善成熟,显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等技术的植入。所以,在八、九十年代,对于各类电路和系统的设计来说,模拟技术还是有用的,特别是:诸如印制版的布图、电磁兼容(EMC) 问题以及功率因数修正(PFC)等问题的解决,离不开模拟技术的知识,但是对于智能化的开关电源,需要用计算机控制时,数字化技术就离不开了。 3.4 绿色化 电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电, 这意味着发电容量的节约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以节电就可以减少对环境的污染;其次这些电源不能(或少)对电网产生污染,国际电工委员会(IEC)对此制定了一系列标准,如IEC555、IEC917、IECl000等。事实上,许多功率电子节电设备,往往会变成对电网的污染源:向电网注入严重的高次谐波电流,使总功率因数下降,使电网电压耦合许多毛刺尖峰,甚至出现缺角和畸变。20世纪末,各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生,有了多种修正功率因数的方法。这些为2l世纪批量生产各种绿色开关电源产品奠定了基础。 现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现,现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。在传统的应用技术下,由于功率器件性能的限制而使开关电源的性能受到影响。为了极大发挥各种功率器件的特性,使器件性能对开关电源性能的影响减至最小,新型的电源电路拓扑和新型的控制技术,可使功率开关工作在零电压或零电流状态,从而可大大的提高工作频率,提高开关电源工作效率,设计出性能优良的开关电源。 总而言之,电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。这几年,随着通信行业的发展,以开关电源技术为核心的通信用开关电源,仅国内有20多亿人民币的市场需求,吸引了国内外一大批科技人员对其进行开发研究。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋,因此,同样具有几十亿产值需求的电力操作电源系统的国内市场正在启动,并将很快发展起来。还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发。

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你这个电源功率有点大,而且电流要可调节。已经比较专业了。估计在学校的学生很难完成,主要是高频变压器的设计。估计你这个论文现成的难找。我设计过,没有这么大功率,电流也不可调节。要科技调节,我想到用单片机来控制结合运放电路和比较器来完成

现代电力电子技术浅探电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学,是介于电气工程三大主要领域——电力、电子和控制之间的交叉学科,在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面,成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术,可以有效地节约能源。一、电力电子技术的发展现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。1、整流器时代大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。2、逆变器时代七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。3、变频器时代进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。二、电力电子技术的应用1、一般工业工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能,给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来,由于电力电子变频技术的迅速发展,使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美,交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机,小到几百W的数控机床的伺服电机,以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置,以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置,这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源,电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。2、交通运输电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置,交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中,电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外,车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制,其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机,它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源,因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输,那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统,而近年来交流变频调速已成为主流。3、电力系统电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计,发达国家在用户最终使用的电能中,有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中,电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说,如果离开电力电子技术,电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势,其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔性交流输电(FACTS)也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器(SVG)、有源电力滤波器(APF)等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统,电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等,以进行电能质量控制,改善供电质量。在变电所中,给操作系统提供可靠的交直流操作电源,给蓄电池充电等都需要电力电子装置。4、电子装置用电源各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源,现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中,以前大量采用线性稳压电源供电,由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高,现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源,所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。5、家用电器照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源,通常被称为“节能灯”,它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外,有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。6、其他不间断电源(UPS)在现代社会中的作用越来越重要,用量也越来越大,在电力电子产品中已占有相当大的份额。航天飞行器中的各种电子仪器需要电源,载人航天器中为了人的生存和工作,也离不开各种电源,这些都必需采用电力电子技术。传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来兴起的核能发电。能源危机后,各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电、风力发电的发展较快,燃料电池更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约,发出的电力质量较差,常需要储能装置缓冲,需要改善电能质量,这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时,也离不开电力电子技术。为了合理地利用水力发电资源,近年来抽水储能发电站受到重视。其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。超导储能是未来的一种储能方式,它需要强大的直流电源供电,这也离不开电力电子技术。核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时,需要大容量的脉冲电源,这种电源就是电力电子装置。科学实验或某些特殊场合,常常需要一些特种电源,这也是电力电子技术的用武之地。以前电力电子技术的应用偏重于中、大功率。现在,在1kW以下,甚至几十W以下的功率范围内,电力电子技术的应用也越来越广,其地位也越来越重要。这已成为一个重要的发展趋势,值得引起人们的注意。总之,电力电子技术的应用范围十分广泛。从人类对宇宙和大自然的探索,到国民经济的各个领域,再到我们的衣食住行,到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源,因此也可以说,电力电子技术研究的也就是电源技术。电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速方面,在使用量十分庞大的照明电源等方面,电力电子技术的节能效果十分显著,因此它也被称为是节能技术。相关论文,仅供参考。希望对您有帮助。

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中国新能源汽车产业竞争力分析 [2010-04-29 03:35]新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为动力来源(或使用常规车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器)汽车等。在能源紧缺,环境污染越来越严重的今天,新能源汽车已成为汽车产业未来发展的趋势。一、中国新能源汽车产业发展现状中国新能源汽车产业始于21世纪初。经过“十五”、“十一五”的努力,中国新能源汽车研发能力由弱变强,实现了电动汽车自主创新和技术集成,形成了比较完整的产业布局。但中国新能源汽车产业仍面临着不容忽视的瓶颈问题:一是新能源汽车整车集成开发和产业化技术方面有待提高;混合动力汽车发动机技术、自动变速箱技术有自主产权的不多;纯电动汽车和燃料电池汽车在发展中还面临动力蓄电池、电机控制器、燃料电池发动机等零部件上的技术挑战。二是市场推广有一定难度。新能源汽车虽然清洁,但面临着产品可靠性、稳定性、成本高等方面的问题。三是配套设施建设缓慢,严重制约着产业发展。纯电动汽车、可充电式混合动力汽车和燃料电池汽车在应用中面临着充电、加氢困难的问题。二、基于“钻石模型”的中国新能源汽车产业要素分析(一)“钻石模型”简介哈佛大学商学院迈克尔·波特提出了著名的“钻石”理论模型和相应的分析框架。波特认为,一国的特定产业是否具有国际竞争力主要取决于生产要素,需求条件,相关及支持产业,企业战略、结构和竞争四个关键要素。这四个要素具有双向作用,形成“钻石”体系,在四大要素之外还存在两大变数——机会和政府。机会是无法控制的,政府政策的影响是不可忽视的。“钻石”模型为我们分析中国新能源汽车产业竞争力的形成与保持,提供了重要的方法。(二)影响中国新能源汽车产业竞争力的因素1、生产要素。波特将生产要素分为初级要素和高级要素。初级要素是指一个国家先天拥有的天然资源、非技术工人、资金等;高级要素通常是人力创造出来的,包括受过高等教育的人力、技术、科研机构等。新能源汽车产业作为先进制造业,对先进技术和人力资源的依赖性很强。同时,作为新兴产业,其发展离不开配套的基础设施建设。2、需求条件。波特认为,国内需求是提高产业国际竞争力的原动力,良好的需求条件能够迅速促进产业规模化,达到降低成本、提高效率的最终目的。对新能源汽车产业来说,强劲的需求有利于加快市场推广和产业化发展的速度。3、相关及支持性产业。任何产业竞争优势的形成都离不开相关及支持性产业。对新能源汽车来说,动力系统的转型将强烈依赖电池技术的突破,因此新型电池技术产业已成为新能源汽车产业最重要的支持产业。4、企业战略、结构及竞争。面对国家同时推进混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车的局面,国内企业在技术路线的选择上迷失了方向,缺乏清晰的近期、中远期发展规划。波特指出,强有力的国内竞争对手普遍存在于具有国际竞争力的产业中。激烈有效的竞争可以促进发明创造、提高产品质量、降低成本、增强国际竞争力。中国新能源汽车产业的内部竞争主要体现在国内汽车企业与跨国汽车企业的竞争上。5、机会。波特指出,机会可以打破原来的竞争状态,提供新的竞争空间,落后国家可以借此获得竞争优势。同时他认为,基础科技的发明创造;传统技术出现断层;外因导致生产成本突然提高(如石油危机);金融市场的重大变化等都可以给企业带来机会。6、政府。波特认为,政府对一国某产业是否具有竞争力有着重要影响。政府可以通过制定相关政策,刺激“钻石”体系的四个关键要素,来影响该国的产业竞争力。三、提升中国新能源汽车产业竞争力的对策针对制约中国新能源汽车产业发展的因素,本文给出如下对策:(一)加快基础设施建设基础设施建设应以政府投资为主,多方共同参与。政府应重点建设一批企业无法承担的项目,如公用充电站、能源补充站、维修设施、交通配套设施等。天然气总公司和石化企业可以参与兴建一批加气站来服务燃气车辆,电网公司可以在自己的低压电网上建立公用充电站系统。(二)积极扩大内需,提高消费者成熟度促进新能源汽车消费的关键是降低生产成本和使用成本。企业和相关科研单位应加快技术研发的步伐,在技术上最大限度地降低生产成本、提高产品质量。政府应对新能源汽车的研发与生产给予财税支持,出台针对普通消费者的优惠政策,如减免车辆购置费、提供补贴等,来降低新能源汽车的使用成本。同时,要进一步调整燃油税政策,提高传统汽车的持续性支出。另外,政府还要加大宣传教育力度,提高整个社会的环保意识,培育崇尚购买、使用新能源汽车的文化,扩大新能源汽车用户基础。(三)加大研发力度、掌握核心技术在新能源汽车技术研发和产业化发展的初期,政府要起到主导作用,通过整合国内科技和资金资源,确定关键技术领域,与企业、研究机构共同推动关键技术研发。要加大知识产权保护力度,保护企业相关权益。在支持自主创新的前提下,鼓励企业到海外注册专利和购买外国专利,增加产品的技术创新和竞争力。此外还要加快建立国家技术标准体系,以建立和维护中国新能源汽车产业的竞争优势。(四)以市场为导向、明确阶段性战略重点中国的新能源汽车研发应借鉴国际经验,以市场为导向,选择战略重点,采取近期开发与中长期发展并重的策略。近期发展柴油机、汽油直喷、汽车轻量化、混合动力等技术,中长期着眼于高水平混合动力、燃料电池及替代燃料汽车的研发。汽车企业要根据自身情况及其所在区域拥有的资源、文化、习俗等条件,因地制宜地研发相应的新能源汽车产品。同时应根据市场形势的变化不断调整、完善企业战略结构及经营策略。(五)推动产业重组、发展产业集群为把中国未来的新能源汽车产业做强、做大,建议国家推动跨国、跨地区、跨行业、跨所有制的收购与兼并活动,通过资本市场对现有企业实现整合与重组。积极探索中资主导型、外资主导型、中资控股型、外资控股型的新能源汽车发展模式。优化和规范公司治理结构,鼓励中外企业以多种形式的合作创新和创业,促进新能源汽车产业联盟的形成与发展,同时要实施严格的公平竞争与反垄断环节的重组审查制度。

摘要:随着我国汽车保有量的持续增长,汽车排放污染跟能源问题将会越来越严峻。现在我们国家提 摘要 倡低碳生活和可持续发展,为了响应国家的政策。我们必须寻找一种对环境零污染或低污染的汽车,而目 前公认最为理想可行的就是纯电动汽车了。而作为内燃机跟纯电动汽车的过渡产物就是混合动力汽车,混 合动力汽车已经不是什么新鲜的产物了,目前已经有很多车企生产了。在近两年,我国的车企对纯电动汽 车的热情很高,可惜都只是雷声大雨点小。大都只是处于概念车的阶段。发动纯电动汽车还有一段很曲折 艰辛的路要走。 关键词:内燃机:混合动力: 电动汽车:汽车: 关键词 内燃机 像我们这代人,对于汽车并不会感到很陌生.特别是近几年中国车市出现井喷的现象,据保 守的估计,中国现在的机动车保有量已经超过两亿.而且还保持上升的趋势,去年的产销量达 1360 万辆,首次超过美国而位居世界第一.今年 1 到 9 月份的产销已经达到去年全年的水平了, 保守估计今年的产销量将达 1700 万辆.而且在接下来的几年会稳居榜首,产销量持续增长.在 这数据中,又有多少是属于电动汽车的呢?统计数据显示是非常非常的少,几乎可以被忽视. 汽车的产销量不断的增长,这也将引起一系列的问题.内燃机技术发展到今天已经可说是 炉火纯青的地步了,想到再进一步改善是非常的困难了.我们都是知道无论是汽油机还是柴油 机,都会排放一些对大气有害的气体,如:CO HC Nox 等.虽然说排放标准不断的在提高,但是污 染还是存在的.这将跟我们提倡的低碳生活有点格格不入,因此我们就必须找出其它代替品. 就目前而言,就有新燃料发动机,如:醇燃料 氢燃料 石油气燃料 天然气燃料 太阳能燃料混合动力汽车 电动车等等.在这些新能源汽车中,纯电动汽车将是我们发展的趋势.因为其它 的,不是技术太难攻关,就是使用经济性和燃料来源困难等等.电动汽车的优点是零排放 零污 染 燃料来源方便 动力性良好等.但就目前的现状而言,电动汽车的缺点也是显而易见的, 目 前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善,尤其是动力电源(电池)的寿命短,使用成本高。 电池的储能量小,一次充电后行驶里程不理想,电动车的价格较贵。但从发展的角度看,随 着科技的进步,投入相应的人力物力,电动汽车的问题会逐步得到解决。扬长避短,电动汽 车会逐渐普及, 其价格和使用成本必然会降低。 现在处于内燃机跟纯电动汽车的过渡产物是HEV 混合动力汽车, 混合动力汽车的种类目前主要有 3 种。一种是以发动机为主动力,电 动马达作为辅 串联混合动力电动汽车原理。 另外一种是, 在低速时只靠电动马达驱动行驶, 速度提高时发动机和电动马达相配合驱动的“串联、并联方式” 。还有一种是只用电动马达 驱动行驶的电动汽车“串联方式” ,发动机只作为动力源,汽车只靠电动马达驱动行驶,驱 动系统只是电动马达,但因为同样需要安装燃料发动机,所以也是混合动力汽车的一种。 现在车市的混合动力车主要有,PRIUS 思域 凯美瑞 凯越 LS600H S400 SMART F3DM 等等. 由于我们国家提倡低碳生活,国家的政策便大力的支持发展纯电动汽车.目前几乎所有的车企都积极的响应国家的号召,如:比亚迪的 E6 奇瑞 S18 众泰 2008EV 长安奔奔 MINI 日 产的 LEAF 通用的 VOLT 等等.虽然推出的车型很多,但也只是雷声大雨点小.技术都不啥的, 而且销量也是少之又少. 电动汽车并不是现代才有的产物, 早在 19 世纪后半叶的 1873 年,英国人罗伯特·戴维 森 (Robert Davidsson) 制作了世界上最初的可供实用的电动汽车。 这比德国人戴姆勒 (Gottlieb Daimler)和本茨(Karl Benz)发明汽油发动机汽车早了 10 年以上。戴维森发明的电动汽车 是一辆载货车,长 4800mm,宽 1800mm,使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的一次电池。 其后,从 1880 年开始,应用了可以充放电的二次电池。从一次电子表池发展到二次电池, 这对于当时电动汽车来讲是一次重大的技术变革,由此电动汽车需求量有了很大提高。在 19 世纪下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车需求量有了很大提高。在 19 世纪 下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车在人类交通史上的辉煌一页。1890 年法 国和英伦敦的街道上行驶着电动大客车,当时电动汽车生产的车用内燃机技术还相当落后, 行驶里程短,故障多,维修困难,而电动汽车却维修方便. 电池是电动汽车发展的首要关键,汽车动力电池难在 “低成本要求”“高容量要求”及 、 “高安全要求”等三个要求上。要想在较大范围内应用电动汽车,要依靠先进的蓄电池经过 10 多年的筛选,现在普遍看好的氢镍电池,铁电池,锂离子和锂聚合物电池。氢镍电池单 位重量储存能量比铅酸电池多一倍, 其它性能也都优于铅酸电池。 但目前价格为铅酸电池的 4-5 倍,正在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料,成 本得到大幅度降低,也有厂家采用。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属,锂离子电池单位 重量储能为铅酸电池的 3 倍,锂聚合物电池为 4 倍,而且锂资源较丰富,价格也不很贵,是 很有希望的电池。 我国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。 电 动汽车其他有关的技术,近年都有巨大的进步,如:交流感应电机及其控制,稀土永磁无刷 电机及其控制,电池和整车能量管理系统,智能及快速充电技术,低阻力轮胎,轻量和低风 阻车身,制动能量回收等等,这些技术的进步使电动汽车日见完善和走向实用化。我国大城 市的大气污染已不能忽视,汽车排放是主要污染源之一,我国已有 16 个城市被列入全球大 气污染最严重的 20 个城市之中。我国现今人均汽车是每 1000 人平均 10 辆汽车,但石油资 源不足,每年已进口几千万吨石油,随着经济的发展,假如中国人均汽车持有量达到现在全 球水平---每 1000 人有 110 辆汽车, 我国汽车持有量将成 10 倍地增加, 石油进口就成为大问 题。因此在我国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施,而是意义重大的、长远的战略 考虑。 下面是一些专家对我国发展电动汽车的看法: 锂电池大规模用于电动车还需一定时间 河南环宇集团锂电池产业技术副总工程师邓伦浩 目前国内锂电池的研究工作和国外相比,差距主要体现在电池的控制系统和电源 管理系统上。邓伦浩对记者说,现在国内对锂电池的研究处于各自开发的状态。目前,有的公司已经能 够为电 动汽车提供相应 的锂电 池配套产品,配 套的锂 电池一般能跑 200~500 公里左右。 邓伦浩告诉记者,现在国内锂电池的价格太高,电源管理系统的问题还没得到很 好地解决。电动汽车还面临充电的问题。目前,家里的一般线路不能为电动汽车锂电 池充电,必须配一个小型的专用充电器,而且充电的时间很长,很麻烦。在国外,为 了解决这一问题,一般都把充电站和加油站放在一起。现在国内的充电站还没有大规 模地建立起来。 国内锂电池研究存在三大问题 中国汽车工程学会电动汽车分会主任陈全世 陈全世告诉记者,目前国内锂电池研究存在三大问题。首先是制造的一致性问题。 由于在锂电池的制造工艺和设备上存在差距,使得国内锂电池的生产工艺参差不齐, 制造标准还达不到一致性。电动汽车所用的锂电池都是串联或并联在一起,如果一致 性问题解决不好,那么所生产的锂电池也就无法大规模应用于电动汽车。 其次是知识产权问题。目前国内在磷酸铁锂电池的研究上已经取得突破,但是由 于美国在这方面有专利,所以虽然我们在一些环节上能够自主研发,但是在知识产权 问题上,还不知如何应对。 第三是原材料的筛选问题。现在用于锂电池生产的原材料不可能全部进口,主要 还是取自国内, 但是国内的原材料要通过国际认证, 生产出的锂电池才能被国际认可, 所以在原材料认证环节上目前还存在一些问题。 大力发展电动汽车将增加能源供需紧张形势 中国国际经济合作学会经济合作部副主任杨金贵 目前中国 80%的二氧化碳排放来自燃煤,超过 50%的煤炭消费用于火力发电,而同时, 火力发电量占到总发电量的 70%以上。加之目前我国煤炭发电平均效率只有 35%,在这样 的情况下,发展电动汽车,无异于增加电力消耗,同时也就意味着增加碳排放量。随着我国 城镇化、工业化步伐的加快,电力资法律论文 源将更为紧张。而在风能、核能发电尚在发展阶段的我 国而言,大力发展电动汽车,势必将增加能源供需紧张形势,相反不利于低碳产业的发展布 局。对于政府来说,在不遗余力地支持电动汽车发展、支持相关企业开发新产品的同时,更 需要解决源头问题。以电动汽车为例,用煤炭替换石油的作为并不可取,电动汽车成为低碳 经济时代先锋的前提是解决电力资源问题,否则,前景并不乐观。 从以上各个专家的看法,可以看出我国要发展电动汽车是非常艰辛的和曲折的。但这并 不代表不可能, 只是时间问题, 只要我们攻关了那些技术难题, 电动汽车将会造福我们国民, 甚至全人类。因此,发展纯电动汽车势不可挡。

新能源大规模发展,一个字----难!成本过高,基础设施不完善,中国的消费者思想还处于封闭阶段

战略性新兴产业之新能源汽车:中国车企冲顶 2010年10月18日发布的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》规划到2020年,新能源汽车将成为中国国民经济的先导产业。发改委随后在对有关决定解读时指出,新能源汽车是全球汽车行业升级转型的方向。我国要在未来形成具有世界竞争力的汽车工业体系,必须超前部署新能源汽车的研发和产业化。当前,要充分发挥社会各方面的积极性,以产业联盟系列化为途径,着力突破动力电池、驱动电机和电子控制领域关键核心技术,加速形成知识产权,推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化。而有关规划实际上已经将中国新能源汽车10年内的发展目标定为全球第一。若这一规划成真,中国汽车企业将有望通过新能源汽车的跨越发展一举登上全球汽车产业的王者宝座。 2009年9月,我国在联合国气候变化峰会上提出,争取到2020年非化石能源占一次能源消费总量的比重达到15%左右。同年12月,我国在哥本哈根气候变化大会上承诺到2020年,我国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40-45%。这意味着未来10年我国节能减排任务艰巨。我国工业能耗大约占70%,而汽车是工业能耗大户,我国每年新增石油需求的2/3用于交通运输业。截至2010年10月,全国机动车保有量约1.99亿辆。若未来国内机动车完全更新换代为新能源汽车(价格按每车10万元计算),则整个市场规模将高达20万亿元(这还未考虑到出口)。因此,发展新能源汽车不但有助于节能减排目标的实现,同时也代表了汽车产业的发展方向,其市场空间极其惊人。 根据《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》,到2015年中国电动汽车保有量计划达到100万辆,动力电池产能约达到100亿瓦时。 此外,根据《节能与新能源汽车产业规划》,到2015年我国新能源汽车将初步实现产业化,动力电池、电机、电控等关键零部件核心技术实现自主化;纯电动汽车和插电式混合动力汽车市场保有量达到50万辆以上;到2020年,我国新能源汽车实现产业化,新能源汽车产业化和市场规模达到全球第一,其中新能源汽车(插电式混合动力汽车、纯电动汽车、氢燃料电池汽车等)保有量达到500万辆;以混合动力汽车为代表的节能汽车销量达到世界第一,年产销量达到1500万辆。 因此,我国新能源汽车产业即将面临爆发期,可以预计该产业中将会涌现出许多高速成长的企业,而这些企业也将会在资本市场获得良好的表现,极具投资价值。 新能源汽车产业政策支持全面加强 现代电动汽车一般可分为三类:纯电动汽车(PEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)。近些年在传统混合动力汽车的基础上,又衍生出一种外接充电式(Plug-In)混合动力汽车(PHEV)。目前全世界各国对电动汽车都非常重视,许多国家都开始投入大量资金开发电动汽车。 我国对新能源汽车产业支持政策由来已久。“十五”期间,投入8.8亿元设立电动汽车重大科技专项,并取得重要进展,形成了“三纵三横”的研发布局,基本形成电动汽车自主开发的技术平台。所谓“三纵”是指开发燃料电池汽车、混合动力电动汽车、纯电动汽车;“三横”是指多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池。此外,电动汽车也被列入我国“863”计划12 个重大专项之一。 目前我国汽车产业支持政策包括两个方面:一是鼓励节能环保和小排量汽车,减少现有汽车能源消耗和排放;二是鼓励新能源汽车发展。主要补助插电式(plug-in)混合动力车和纯电动车。支持政策的走向是: (1)一揽子政策推动整个产业发展、补贴范围扩展到私人购车领域 节能与新能源汽车产业发展规划和一揽子扶持政策将于近期上报国务院审议,如审议通过,最快年内有望实施。一揽子扶持政策将从研发生产、市场推广、售后服务和回收利用等各个环节入手,制订产业政策、财政政策、税收政策、投融资政策等。我国还准备设立国家层面的节能与新能源汽车研发与产业化专项,重点支持节能与新能源汽车关键技术研发和技术改造。这将是我国第一次针对一个产业提出一揽子扶持政策。 近期我国对新能源汽车的补贴范围从对公交、公务、市政、邮政等政府采购补贴逐步扩展到对私人购买新能源汽车进行补贴。 2009年1月,国家启动“十城千车” 节能与新能源汽车示范推广试点,计划用3年左右的时间,每年发展10个城市,每个城市推出1000辆新能源汽车,首批列入了13个城市。09年底试点城市由13个扩大到20个,选择5个城市对私人购买节能与新能源汽车给予补贴试点。 2010年5月,政府在全国范围内开展“节能产品惠民工程”,消费者在6月18日之后,每购买一辆节能型汽车,将获得3000元的补贴。6月,出台对于私人购买新能源汽车补贴办法,对满足支持条件的新能源汽车,按3000元/千瓦时给予补助。插电式混合动力乘用车最高补助5万元/辆;纯电动乘用车最高补助6万元/辆。 (2)通过补贴扶持和引导新能源汽车产业链整体的发 展,并重点支持关键环节 新能源汽车的补贴政策通过规定补助范围、对象,并需要满足一系列的支持条件,来引导试点城市建立相关配套设施和示范推广工作。通过《推荐车型目录》和国家标准,来引导申请补助的汽车生产企业及其新能源汽车产品,提高和保证产品性能参数,重点扶持具备一定产能规模和完善售后服务体系,具有自主知识产权的企业。 目前,发改委正在修订《产业结构调整指导目录(2010年本)》,在鼓励类产品中,新增新能源汽车关键零部件。其中包括电池管理系统、电机管理系统、电动汽车驱动电机、电路集成以及充电设备等。 在配套设施方面,国家电网2010年将建设75个电动汽车充电站和6200个充电桩,2015年前将建设1700个充电站。南方电网也宣布2010年将建设超过80座充电站。 在国家和行业标准方面,我国已制定并发布了新能源汽车相关国家标准和行业标准共计42项,其中22项已列为新能源汽车产品准入的专项检验标准。2012年前,我国将基本建立与产业发展和能源规划相适应的节能与新能源汽车及充电设施标准体系。 新能源汽车技术路线:近期以混合动力汽车为重点,未来以纯电动车为主要发展方向 面对纯电动汽车(PEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)等不同的技术选择,根据《节能与新能源汽车产业规划》,我国新能源车发展路线将以纯电动汽车作为主要战略取向,近期以混合动力汽车为重点,大力推广普及节能汽车。考虑到技术发展现状,而将燃料电池电动汽车作为未来长期的发展方向。 经过近10年的自主研发和示范运行,中国在电动车产业技术方面与世界先进水平的差距在大幅度缩小;中国电动车领军企业与国外电动车技术的先行车企正在同一起跑线上成长。小型纯电动乘用车将是3到5年内中国电动车产业发展的主导方向。在“十二五”电动车发展规划中,小型纯电动车将得到充分重视。 动力电池:以锂电池为主要发展方向、以锰酸锂+钛酸锂为正负极搭配方式 动力电池、电机、电控等关键部件成本占电动车整车成本的30%至50%,同时也是新能源汽车的关键核心技术。根据《节能与新能源汽车产业规划》,到2015年,动力电池、电机、电控等关键零部件核心技术实现自主化;到2020年,节能与新能源汽车及关键零部件技术将达到国际先进水平。 在动力电池环节,我国力争突破动力电池瓶颈。到2015年,动力电池系统能量密度达到120瓦时/公斤以上,成本降低至2元/瓦时,循环寿命稳定达到2000次或10年以上。到2020年,动力电池系统能量密度达到200瓦时/公斤以上,成本降低至1.5元/瓦时以下。 目前二次电池包括铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂电池等。虽然影响电池性能及决定其相对优势的因素很多,但是比能量是最重要最直观的一个指标。从铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池到锂电池,比能量越来越高。与铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池比较,锂电池的优势明显,因此作为发展方向的锂电池将会在电动汽车领域广泛应用。我们预计2015年国内新能源汽车动力锂电池的市场规模达到180亿元。到2020年,新能源汽车已经进入普及期,新能源汽车动力锂电池规模将达到2880亿元。市场容量巨大,且增长迅速。 锂电池单元主要由正极、负极、隔膜和电解液四部分组成。正极材料是决定电池性能的关键,目前市场应用的主流正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、三原材料和磷酸铁锂,其中锰酸锂和磷酸铁锂可以说是各领风骚。由于磷酸铁锂产品存在一致性、低温性能、高倍率放电性能和成本等问题,因此我们认为未来新能源汽车将主要选择锰酸锂路线。从目前市场主流新能源汽车看,除了比亚迪坚持使用磷酸铁锂电池,其他公司也基本都选择了锰酸锂路线。 在负极材料方面,虽然碳材料一直处于主导地位,但是我们预计钛酸锂的出现将会颠覆行业格局。钛酸锂是一种性能优异的负极材料,由于电位过高,钛酸锂并不适合与磷酸铁锂搭配,反而锰酸锂+钛酸锂体系是较优的一种选择。锰酸锂+钛酸锂体系的优势包括:近乎完美的安全性、使用寿命更长、可以快速充放电、结合锰酸锂具备整体成本优势等。因此我们认为锰酸锂+钛酸锂体系将会是未来正负极材料的主要搭配方式。 电解液约占锂电池成本的15%,电解液中关键材料六氟磷酸锂约占成本一半,目前六氟磷酸锂国产化程度很低,毛利率更高达70%;隔膜是锂电关键材料中技术壁垒最高的一种高附加值材料,占锂电池成本的20%左右,由于技术含量高,目前国内80%的隔膜需要进口。可以预计动力锂电池用隔膜的发展方向是耐高温、多层隔膜、高强度、高保液能力。 驱动电机:我国驱动电机技术进步明显 驱动电机是电动汽车的关键部件,直接影响整车的动力性及经济性。驱动电机主要包括直流电机和交流电机。目前电动汽车广泛使用交流电机,主要包括:异步电机、开关磁阻电机和永磁电机(包括无刷直流电机和永磁同步电机)。其中,异步电机主要应用在纯电动汽车,永磁同步电机主要应用在混合动力汽车中,开关磁阻电机目前主要应用在客车中。 车用电机的发展趋势包括:第一、电机本体永磁化:永磁电机具有高转矩密度、高功率密度、高效率、高可靠性等优点。我国具有世界最为丰富的稀土资源,因此高性能永磁电机是我国车用驱动电机的重要发展方向。第二、电机控制数字化:专用芯片及数字信号处理器的出现,促进了电机控制器的数字化,提高了电机系统的控制精度,有效减小了系统体积。第三、电机系统集成化:通过机电集成和控制器集成,有利于减小驱动系统的重量和体积,可有效降低系统制造成本。 在驱动电机方面,经过“九五”、“十五”、“十一五”国家对电动汽车用电机系统的集中研发和应用,我国已自主开发了满足各类电动汽车需求的驱动电机系统产品,获得了一大批电机系统的相关知识产权,形成具有核心竞争能力的车用驱动电机系统批量生产能力。 目前,我国自主开发的永磁同步电机、交流异步电机和开关磁阻电机已经实现了与国内整车产业化技术配套,电机重量比功率显著提高,电机系统最高效率达到93%以上,系列化产品的功率范围覆盖了200kW以下电动汽车用电机动力需求,各类电机系统的核心指标均达到相同功率等级的国际先进水平。但是与国际先进水平相比,在产品集成度、可靠性和系统应用技术方面,仍存在较大的差距。

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