可再生資源的優(yōu)點精選(九篇)

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第1篇：可再生資源的優(yōu)點范文

關(guān)鍵詞：循環(huán)經(jīng)濟；人力資本；路徑選擇；教育

自工業(yè)革命以來，最受歡迎的憂慮對象是能源，不像股票，人們對能源的預期總是過分悲觀，然而除去一些非經(jīng)濟因素造成的影響，能源危機從沒真正出現(xiàn)過，相反，從長期來看，自然資源相對于勞動力的價格卻下降了。第一次“能源危機”發(fā)生在19世紀50年代，那時人們的想法是世界上的煤即將耗盡。人們想出了種種解決方案，包括禁止擴修鐵路。但最終什么也沒做，并且，什么也沒發(fā)生。上世紀70年代，石油是“能源危機”的根源，當時的解決方法是開發(fā)更多的油田?，F(xiàn)在的石油危機也將以同樣方式得到解決。中國作為一個巨大的新石油消費國登場后，帶來了我們需要適應的、永久存在的新問題，適應的方式可能是克服我們對核能源非理性的恐懼。無論如何，能源供應總會跟上需求。

一般來說，就大多數(shù)自然資源而言，生產(chǎn)率的提高和新的發(fā)明抵消了現(xiàn)存資源的消耗，但未來卻存在太多的不確定性。隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，生產(chǎn)要素結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，不可再生自然資源逐漸減少，如果不可再生自然資源獲得了充分的補償，那么從理論上來說，經(jīng)濟系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展是可以實現(xiàn)的。下面我們要找出維持經(jīng)濟系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的充分條件。

一、一個循環(huán)經(jīng)濟模型

自然資源分為可再生資源（renewable resources）與不可再生資源（nonrenewable resources）。不可再生資源從量上看是有限的，隨著時間的推移它的存量會逐漸減少直至耗盡；可再生資源的再生或者更新取決于其自身能力和一定的圍在條件，如果可再生資源的使用量超過其可持續(xù)產(chǎn)量，它的存量就不足以更新，表現(xiàn)為過度利用，將會導致該可再生資源的逐漸減少甚至耗盡。

一些資源耗盡并不會中止人類社會的發(fā)展，因為在不斷循環(huán)的再生產(chǎn)過程中，不可再生資源與人類創(chuàng)造出的新資源和積累的資本可以互相替代。

在圖1中，橫軸代表未來的自然資源數(shù)量，它等于自然資源總存量減去當前的資源消耗量，縱軸代表未來的新資源和資本數(shù)量。未來的新資源和資本數(shù)量取決于當前的資源消耗量，因為在消耗當前的資源的同時，能開發(fā)出許多新資源，還能積累大量的人力資源和實物資本?？梢杂靡剞D(zhuǎn)化函數(shù)FR = f( NR )表示現(xiàn)有資源轉(zhuǎn)化成新資源新資本的能力。為便于分析，可以簡單的假設(shè)為：

FR = a + b( NR ) = a + b( TR – FNR )

其中，F(xiàn)R為未來新資源資本的數(shù)量，NR為當前的資源消耗量，TR為資源的總存量，F(xiàn)NR為未來的自然資源數(shù)量。a和b為常數(shù)項，其中b表示資源轉(zhuǎn)化能力，人力資源結(jié)構(gòu)越好，人力資本積累得越多，b越大。圖1中，AEB曲線為等產(chǎn)量線，C點表示當前耗盡所有的資源，同時為未來創(chuàng)造出了大量的新資源和資本，D點表示當前不消耗資源，也不能為未來創(chuàng)造資源。

                            圖1

人類選擇B點意味著現(xiàn)在應為未來儲備充足的自然資源，同時意味著現(xiàn)在必須減少產(chǎn)出；選擇A點意味著現(xiàn)在消耗了大量資源，但要求人類能創(chuàng)造出新能源與新資本。未來生產(chǎn)的最優(yōu)點在E點，選定該點，可以計算出現(xiàn)在的能源消耗量。

因為b表示資源轉(zhuǎn)化能力，人類應該謹慎估算b的大小，若估算不出，就不該盲目地大量消耗自然資源。

根據(jù)上面的分析，可以得出維持經(jīng)濟系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的充分條件：當人類擁有足夠的資源轉(zhuǎn)化能力時，經(jīng)濟系統(tǒng)是可持續(xù)的；當人類沒有擁有足夠的資源轉(zhuǎn)化能力時，人類應為未來儲備充足的資源。

二、我國發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的一個路徑選擇

考慮到資源與資本存量，我國很難達到美國的人均存量水平，但從理論上不能否認我國能在人均生活水平逐漸提高的同時實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。本文的循環(huán)經(jīng)濟模型為我國發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟提供了一種思路。西方學者自1980年代中期以來的研究成果提供的大量證據(jù)表明實物資本的增加和人力資本的增加在單位工人產(chǎn)出隨時間增加的過程中起到了大致相同的作用。這給了我們啟示，如果我國重視人力資本的積累，人均資本存量將能達到相當高的水平。

人力資本的積累與實物資本的積累有很大的區(qū)別，有兩個方面對我們有很大的啟發(fā)：

1、實物資本的積累需要大量的資源，而人力資本的積累需要相對少的資源——維持人類基本生存所需和積累知識所需的自然資源；

2、人力資本相對于自然資本的折舊速度很慢，并且人力資本使用得越頻繁，不但可改變生產(chǎn)函數(shù)的技術(shù)水平，而且還能增加自身的存量。

經(jīng)濟增長理論說明人均產(chǎn)出取決于人均資本存量，兩者之間的關(guān)系用生產(chǎn)函數(shù)表示。人均資本存量取決于人均儲蓄與人均資本存量的折舊，當人均儲蓄大于人均資本存量的折舊時，人均資本存量會增加，當二者相等時，人均資本存量就會處于穩(wěn)定的狀態(tài)，此時也決定了穩(wěn)態(tài)的人均產(chǎn)出。人均產(chǎn)出(AP)、人均儲蓄(AS) 、人均資本存量折舊(AKD)和人均資本存量(AK)之間的函數(shù)關(guān)系可以簡單的表示為：

AP = F(AK)

AS = s(AP)

第2篇：可再生資源的優(yōu)點范文

關(guān)鍵詞：太陽能技術(shù)；現(xiàn)狀；原則；建筑設(shè)計；形式

隨著城市發(fā)展進程的加快，我國對建筑行業(yè)也提出了更高的要求，在城鎮(zhèn)中建筑工程項目的數(shù)量不斷增多，建筑企業(yè)的規(guī)模也在不斷擴大。隨著建筑行業(yè)的崛起，建筑企業(yè)之間的競爭越來越激烈，為了提高自身的競爭力，管理者必須不斷的降低施工成本，提高施工效率，還要在施工設(shè)計中加入環(huán)保的技術(shù)理念。建筑是比較耗能的工程，施工人員如果缺乏環(huán)保意識，會增加資源的消耗率，還可能破壞當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。為了促進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在建筑設(shè)計時，可以多引進太陽能等可再生資源，提高施工的技術(shù)水平，這樣才能提高建筑設(shè)計的質(zhì)量。

1 我國建筑耗能的現(xiàn)狀

建筑施工需要利用多種能源與材料，所以，建筑行業(yè)也是我國比較耗能的一大產(chǎn)業(yè)，根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，建筑耗能占全社會耗能的1/3以上，而且隨著建筑行業(yè)的崛起，耗能情況仍處于上升趨勢。建筑設(shè)計方案涉及的內(nèi)容比較廣，比如施工設(shè)計、施工材料、施工環(huán)節(jié)等等，在設(shè)計的過程中，設(shè)計人員需要結(jié)合當?shù)氐臍夂颦h(huán)境，這樣才能提高施工的效率與質(zhì)量。不單是建筑施工過程，建筑拆除工程也是比較耗能的，其中采暖工程、空調(diào)、照明都是耗能較大的項目。如果施工單位不注意環(huán)保，會極大的消耗資源，還會增加建筑施工的成本。建筑施工中大多數(shù)資源都是不可再生的，這不符合可持續(xù)發(fā)展的要求，而利用太陽能技術(shù)，可以有效的降低不可再生資源消耗率，對環(huán)境保護也能起到一定促進作用。

2 應用太陽能技術(shù)是建筑發(fā)展的必然趨勢

太陽能是一種可再生的資源，而應用在建筑設(shè)計中，可以增加建筑的保暖功能，還能有效的降低建筑企業(yè)的施工成本。應用太陽能技術(shù)是提高企業(yè)競爭力的重要措施，而且還能降低我國煤炭資源的消耗量。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，應用可再生綠色資源也是必然的趨勢，這樣可以緩解我國的資源緊缺的現(xiàn)狀。下面筆者對建筑設(shè)計中應用太陽能技術(shù)的原則進行簡單的介紹。

2.1 降低建筑能耗

建筑施工會消耗大量的資源，應用太陽能資源，會降低對煤炭資源的消耗量，有助于維持生態(tài)環(huán)境的平衡。應用太陽能技術(shù)，可以在保證建筑質(zhì)量的前提下，降低建筑能耗問題，在滿足用戶對建筑功能要求的同時，對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境有著環(huán)保作用，所以，施工單位應該大力宣傳這一措施。

2.2 節(jié)約資源消耗

太陽能是一種可循環(huán)使用的資源，將其應用在環(huán)境循環(huán)系統(tǒng)中，可以促進資源的重復利用，具有經(jīng)濟節(jié)省的作用，而且節(jié)省了大量的建筑材料。利用太陽能技術(shù)，可以降低建筑施工對環(huán)境的破壞，其屬于天然的資源，應用太陽能這種綠色資源可以有效的提高建筑企業(yè)的競爭力。

2.3 滿足用戶的需求

建筑的光照問題影響著居住的舒適度，建筑采光問題也是人們購房比較關(guān)注的問題，光照可以降低室內(nèi)細菌的滋生，使人們身體更加健康。所以，在建筑設(shè)計中應用大量的太陽能技術(shù)，可以給人們提供身體所需的能量，還可以有效的提高室內(nèi)的溫度與舒適度，從而更好的滿足人們對住房環(huán)境的要求。

3 太陽能技術(shù)在建筑設(shè)計中的利用形式

太陽能技術(shù)可分為主動式與被動式兩種，其中被動式太陽能技術(shù)在建筑設(shè)計中應用比較多，被動式太陽能建筑根據(jù)利用方式的不同，可以概括為以下一種形式：直接受益式、附加陽光間式、集熱蓄熱墻式、組合式太陽房。

3.1 直接受益形式

主要是讓光照通過建筑透光材料直接進入到室內(nèi)的一種采暖形式，在被動式太陽能技術(shù)中的采暖與普通建筑之間差別兩最小的太陽房?？梢允固柟馔高^玻璃直接射入到建筑室內(nèi)，將熱能存儲到地板與內(nèi)墻上，在夜晚，地板與墻體的存儲能借助于對流輻射與熱傳導，將熱量釋放出來，從而維持室內(nèi)溫度。并且，被圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面對太陽能進行大量吸收，其中一部分能量用在輻射對流方式的空間傳遞上，另一部分是儲存在蓄熱體重，在晚上和夜晚上逐漸的釋放出存儲熱量，使室內(nèi)溫度保持平衡。在房屋建筑南面設(shè)置大面積直接受益墻，保證寒冷季節(jié)室內(nèi)溫度的均衡與平均空氣波動，維護結(jié)構(gòu)室內(nèi)構(gòu)造采用的是重質(zhì)材料，用于儲存熱量與充分吸收太陽能。

3.2 附加陽光間形式

在房屋建筑的主體南面修建玻璃溫室，是一種直接受益窗與集熱蓄熱墻相結(jié)合的方式。基本結(jié)構(gòu)：將建筑陽光間式的太陽房修建在房屋主體的南面，使用墻體將陽光與房屋相隔，陽光以太陽熱能形式提供給建筑，并且起到緩沖效果，降低房屋熱損程度，從而使房屋建筑室內(nèi)溫度均衡。

3.3 集熱蓄熱墻形式

根據(jù)房屋建筑的南面垂直型集熱蓄熱墻對太陽能進行吸收，并且以輻射、傳導和對流形式將太陽能傳輸?shù)绞覂?nèi)?；窘Y(jié)構(gòu)：在建筑主體墻外部覆蓋玻璃罩，并在主墻體上和下部均設(shè)置通風口。光照透過玻璃被集熱墻吸收，少數(shù)被玻璃吸收。集熱墻所吸收的太陽能主要通過兩種方式傳輸?shù)绞覂?nèi)：①墻體熱傳導，建筑墻體借助于對流輻射將太陽能傳輸?shù)绞覂?nèi)。②集熱墻的外表面借助于對流方式將吸收的太陽能傳輸給玻璃罩與墻體之間的夾層空氣，再通過房間空氣與夾層空氣產(chǎn)生的對流將熱量傳送到室內(nèi)。

3.4 組合型太陽房

太陽房在設(shè)計雖然有很多優(yōu)點，但是在使用性能上依然存在一定的限制。因此，可以將兩個或者是兩個以上被動式的太陽房進行組合，形成組合型太陽房。通過多種采暖方式相結(jié)合的太陽房，太陽房之間的優(yōu)勢互補，提高了太陽能采暖系統(tǒng)的有效性，即將直接受益窗與集熱墻相結(jié)合的組合型太陽房，并且這種組合型太陽房的白天照明與太陽能供熱上均有很大的優(yōu)勢。

結(jié)束語

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，越來越多的設(shè)計師在建筑設(shè)計中引入了環(huán)保的理念，建筑比較耗能的行業(yè)，實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，有利于降低建筑的能耗問題，對環(huán)境保護也起著積極影響的作用?，F(xiàn)代建筑設(shè)計需要在傳統(tǒng)的設(shè)計方案中加入綠色環(huán)保的措施，太陽能是一種可再生資源，利用太陽能技術(shù)，可以在提高建筑質(zhì)量與功能的基礎(chǔ)上，降低建筑施工的成本，還能提高房屋的光照性，使室內(nèi)的環(huán)境更加健康、舒適。

參考文獻

[1]王長貴， 鄭瑞澄等著.新能源在建筑中的應用[M] .北京：中國電力出版社，2003（1）：74-80.

第3篇：可再生資源的優(yōu)點范文

關(guān)鍵詞：環(huán)保；木材膠黏劑；應用進展

我國的消費者權(quán)益日剛剛結(jié)束，如今的消費者對于自身的合法消費權(quán)益以及消費品的質(zhì)量越來越看重，無論是食品方面還是生活用品方面，包括衣食住行方面都有著更高的要求，然而在實際生產(chǎn)中，很多商家為了節(jié)省資本，獲取更多的商業(yè)利益，在消費品中投放入不合標準的化學成分，對于消費者的身心健康都造成了嚴重的損壞，有的不正規(guī)的制造商生產(chǎn)的不合格的木材膠黏劑，其甲醛的釋放量已經(jīng)嚴重超出標準，為人類以及社會帶來了雙重傷害。

1 木質(zhì)素膠黏劑

纖維素是當前自然界的第一大可再生資源，木質(zhì)素同樣也是一種可再生資源，根據(jù)木質(zhì)素的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球范圍內(nèi)的木質(zhì)素的生產(chǎn)量在6萬噸左右，人們應用木質(zhì)素的時間也很長了，雖然木質(zhì)素很早之前就被投入到工農(nóng)業(yè)中，進行生產(chǎn)活動，但是其投入使用一直存在局限性，因為木質(zhì)素具有反應活性不高的特點，因此木質(zhì)素的相關(guān)研究學者一直對其活化進行研究。木質(zhì)素的性能與結(jié)構(gòu)決定了它自身的特點，它是一種聚酚類的呈現(xiàn)三維網(wǎng)狀形態(tài)的高分子化合物，碳碳鍵以及醚鍵是其主要連接方式，由于碳碳鍵與醚鍵都是鍵能較高極性略小的鍵分子，因此難以進行反應，另外木質(zhì)素的含甲氧基量偏高，含羥基量小，苯環(huán)上位阻大，通過合成木質(zhì)素膠黏劑的過程就能發(fā)現(xiàn)，苯酚、酚醛樹脂、甲醛與木質(zhì)素在發(fā)生反應時，木質(zhì)素的活性明顯不夠，因此我們能夠得出這樣一個關(guān)于木質(zhì)素的結(jié)論，即：木質(zhì)素能夠產(chǎn)生良好反應的基礎(chǔ)條件是：在保證甲氧基量減少時保持羥基的含量增加來對木質(zhì)素的反應活性進行刺激，將木質(zhì)素應用于膠黏劑中主要可以通過兩種不同的方法：在長時間的熱壓作用后，其溫度與酸度都居高不下，膠黏劑呈現(xiàn)黑色，另外其耐水性能與力學以及物理的性能都偏低；另外一種方式就是將其他原料與木質(zhì)素混合在一起后，通過改變樹脂的原有性質(zhì)進行制作膠黏劑。

在大力開發(fā)使用木質(zhì)素作為膠黏劑的原材料時要注意改變其活性的問題，實現(xiàn)木質(zhì)素從三維網(wǎng)狀的高分子化合物向芳香環(huán)狀的分子量小的混合物的分解，有效地改變其羥基，增強其發(fā)生反應時的活性，在進行木質(zhì)素的活化工作時，要注意對其反應機理展開深入地探討與分析。從木質(zhì)素中得到的啟示是在進行膠黏劑制作時，還可開發(fā)其他的可再生資源，如蛋白質(zhì)、淀粉等無害資源。

我國對于將木質(zhì)素應用于膠黏劑的研究雖然晚于其他國家，但是仍舊對其投入大量的科研力量，但是處于探索階段的木質(zhì)素膠黏劑的研究還存在一些問題，我國對于木質(zhì)素膠黏劑的加工工藝與設(shè)備并不是最先進的，我國投入生產(chǎn)的木材膠黏劑的制作原材料一般都是一些不可再生資源，而現(xiàn)在國際膠黏劑的制作大方向是使用可再生資源，因此我國未來一定會對木質(zhì)素膠黏劑的制作加大研究的力度。未來我國的膠黏劑市場份額也一定有很大一部分是木質(zhì)素膠黏劑。

2 淀粉基膠黏劑

淀粉作為膠黏劑的勢在于成本相對比較低，價格低廉，并且與木質(zhì)素相同也是一種可再生資源。然而一般的淀粉并不能對木材的黏合起到很大的作用。再過去，使用淀粉作為膠黏劑主要是通過一定條件下的反應井淀粉向低分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化，來作為填料。淀粉的生產(chǎn)特點一般都是大規(guī)模、高速度利用淀粉的這一優(yōu)勢，可以進行環(huán)保型膠黏劑的生產(chǎn)制作。

淀粉類是以大規(guī)模、高效率生產(chǎn)與提純的廉價天然高分子聚合物，淀粉本身具有作為膠黏劑的潛力。人類從古至今圍繞淀粉類膠黏劑開發(fā)的努力一直沒有停止。我國秦朝就以糯米漿與石灰制成的漿黏結(jié)長城的基石。但由于受到科學水平的限制，一直到20世紀中葉，天然高分子膠黏劑被合成高分子聚合物取代前，傳統(tǒng)淀粉基膠黏劑的制作水平都無突破性的進展。傳統(tǒng)淀粉基膠黏劑因為耐水性能差、膠接強度低而被局限于紡織業(yè)、造紙業(yè)、包裝紙箱、瓦楞紙板等工業(yè)生產(chǎn)上使用，用于木材加工工業(yè)的則極為少見。隨著對淀粉理化特性認識越來越清楚，淀粉作為膠黏劑的很多弱點通過改性得到了有效的改善。利用這一廉價、可再生的天然高分子材料開發(fā)價格、性能、環(huán)保諸方面可以完全替代“三醛膠”的新型木材膠黏劑已指日可待。傳統(tǒng)意義上淀粉基膠黏劑包括各類糊精膠、低氧化度變性淀粉膠、淀粉磷酸酯膠等，其制造方法多種多樣，性能差異也十分懸殊。但可用于木材黏結(jié)的傳統(tǒng)淀粉基膠黏劑則少之又少。主要原因是向淀粉引入的活性基團效率很低，故傳統(tǒng)淀粉基膠黏劑黏結(jié)力主要來源于淀粉鏈上為數(shù)眾多的羥基之間產(chǎn)生的氫鍵接合力，以及依賴硼砂對羥甲基的絡合作提高淀粉基膠黏劑的耐水膠接性能，應在淀粉分子鏈之間均勻?qū)脒m量接合牢固的化學鍵，如氨酯鍵、醚鍵、縮醛鍵和酯鍵等。

3 環(huán)保性脲醛膠

脲醛樹脂膠由于價格低廉，膠合強度好，具有一定耐水性等優(yōu)點，被廣泛應用于木材加工行業(yè)，尤其是室內(nèi)裝飾裝修材料人造板的加工，用量最大。但是，在使用脲醛樹脂制板過程中，以及人造板裝飾裝修使用中，會釋放出大量的游離甲醛，刺激人的眼睛及呼吸系統(tǒng)，危害人體健康，我國政府于2001年12月制定強制性標準GB18580-2001（室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量），GB18583-2001（室內(nèi)裝飾裝修材料膠黏劑中有害物質(zhì)限量）等10項國家標準，要求國內(nèi)脲醛樹脂膠黏劑生產(chǎn)廠家必須生產(chǎn)E2和E1級環(huán)保產(chǎn)品。目前采用國內(nèi)技術(shù)已能生產(chǎn)E2環(huán)保產(chǎn)品，但生產(chǎn)E1級產(chǎn)品只能靠引進技術(shù)，這就需要國內(nèi)脲醛樹脂膠黏劑生產(chǎn)廠家和科研部門積極攻關(guān)，以解決目前存在的技術(shù)難題。國際脲醛樹脂膠黏劑生產(chǎn)企業(yè)一方面生產(chǎn)液體膠供應本地木材廠，另一方面大規(guī)模生產(chǎn)E1粉膠，降低成本進行國際化銷售。

結(jié)束語

無論是在哪一個發(fā)展中國家，綠色環(huán)保的膠黏劑的大量投入使用無疑是一個不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，雖然我國現(xiàn)階段所使用的大部分木材膠黏劑還有環(huán)保問題，因此我國研制膠黏劑的相關(guān)化工人員，應當積極學習國外先進的膠黏劑相關(guān)技術(shù)，在原料的選擇上盡可能地選用環(huán)保型綠色的可再生資源，研制的膠黏劑必須是多種功能綜合的膠黏劑，而不是只有一種性能的單一膠黏劑。

參考文獻

第4篇：可再生資源的優(yōu)點范文

關(guān)鍵詞：建筑施工；建筑能耗；關(guān)系

21世紀是一個經(jīng)濟快速發(fā)展的時代，在該經(jīng)濟條件影響下，我國的建筑行業(yè)獲得了快速發(fā)展，但我國仍是發(fā)展中國家，較之發(fā)達國家，經(jīng)濟水平仍較低，且經(jīng)濟發(fā)展方式多為粗放型經(jīng)營，建筑企業(yè)過度追求施工效率，不重視建筑過程中節(jié)約能耗方面工作，大量能源嚴重消耗，造成了資源的浪費，同時嚴重威脅人們賴以生存的自然環(huán)境，在這樣環(huán)境的影響下，造成正常平衡的生態(tài)環(huán)境遭到破壞。我國現(xiàn)倡導建設(shè)和諧生態(tài)環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展道路，在這其中，必然要解決當前的建筑消耗方面的問題。當前人們在實踐的基礎(chǔ)上，不斷對建筑施工技術(shù)與建筑能耗進行研究分析，提出了一種全新的思路，通過建筑施工技術(shù)對當前建筑能耗粗放型使用問題進行有效解決。

1我國建筑能耗發(fā)展現(xiàn)狀

隨著當前社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人口流動不斷增加，城市人口呈現(xiàn)不斷增長的趨勢，這為高層建筑的形成提供了條件。高層建筑的涌現(xiàn)可有效解決城市人口的工作環(huán)境問題以及居民的可居住環(huán)境，但高層建筑在施工建造過程中，會出現(xiàn)嚴重的建筑能耗問題。在我國當前的能源消耗中，建筑行業(yè)的能耗量所占比重較大，對我國經(jīng)濟社會的健康發(fā)展造成嚴重影響，對于我國實施可持續(xù)發(fā)展以及環(huán)境保護產(chǎn)生嚴重的威脅。同時，在工程建設(shè)施工過程中，由于施工企業(yè)過于追求經(jīng)濟效益，工程效率，在整個工程施工中，忽視了施工過程中的能耗問題，施工工作的著重點放在工程質(zhì)量和工程實施時間的監(jiān)督控制管理方面，這樣必然導致能源消耗問題產(chǎn)生，嚴重影響了相關(guān)能源供給企業(yè)。因此，在施工中，應盡量保證減少能源消耗，改善提高施工技術(shù)，在提高施工工作效率同時，減少施工過程中的能源消耗問題，保證當前的建筑施工行業(yè)的健康發(fā)展，同時有利于我們社會環(huán)境的健康發(fā)展。這是全國建筑行業(yè)的能耗普遍現(xiàn)狀，其中也包括天津地區(qū)。

2建筑能耗以及施工過程的表現(xiàn)形式

2.1分析建筑能源消耗

建筑能耗問題主要是指在工程施工中對電力能源等消耗浪費。經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國國土資源日益短缺，在工程項目建設(shè)中，應該對土地資源進行高效利用，提高對土地資源利用率。在土地資源有效利用時，相應會出現(xiàn)工程施工中采光度不夠充足等問題。在進行室內(nèi)建設(shè)時，必須使用照明設(shè)備，這樣就造成了電力能源的消耗。而且，當前我國的經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提高，相應改善了人們的生活水平，居民在物質(zhì)生活水平不斷提高，家家戶戶普遍使用大量電氣，這也造成了電力資源消耗，在建筑施工的能耗問題不斷增多。尤其現(xiàn)在經(jīng)濟和科技水平不斷發(fā)展，越來越多高科技電氣產(chǎn)品產(chǎn)生，其中有空調(diào)、冰箱等廣泛應用于居民生活中，造成二氧化碳增多，形成城市的熱島效應，在整個建筑中可能惡性循環(huán)，導致建筑能耗不斷增多，對工程建設(shè)施工造成嚴重的影響。

2.2施工設(shè)備的能源消耗

在工程施工建設(shè)過程中，其主要的問題就是施工建設(shè)設(shè)備的能耗問題。當前的經(jīng)濟科技水平不斷發(fā)展，施工單位在施工建設(shè)時，所應用的設(shè)備多為先進的高效和智能化的設(shè)備機械，在機械水平以及施工效率不斷提高的情況下，造成了嚴重的環(huán)境污染問題以及能耗問題。這是因為我國現(xiàn)在仍處于發(fā)展中國家，資源利用水平較為低下，多為粗放型經(jīng)濟發(fā)展模式，在工程建設(shè)施工過程中，重視管理工程質(zhì)量以及工程工期，但忽略了對工程材料以及工程施工設(shè)備進行有效管理節(jié)約利用，工程材料出現(xiàn)大量浪費，工程設(shè)備年久失修，設(shè)備能耗不斷提升。同時，在施工過程中，因工程施工管理人員對工程施工監(jiān)督不夠，可能會導致設(shè)備老化工作效率地下，造成資源能耗浪費。

3減低建筑施工技術(shù)和建筑能耗方面的相關(guān)措施

在我國社會經(jīng)濟的發(fā)展中，建筑能耗對其有著重要的影響作用，因此，在施工建設(shè)中，可采取一定的措施實施降耗節(jié)能，同時提高對建筑能源的有效利用率，在此基礎(chǔ)上，提高我國對建筑能源的有效利用率，避免出現(xiàn)資源能耗浪費的出現(xiàn)。為有效提高建筑能源的利用率，一般可設(shè)定合理的建筑方案，并選用合理的施工建設(shè)技術(shù)，有效降低建筑能耗，促進我國經(jīng)濟社會的發(fā)展。同時，我們需要合理控制建筑施工中的能源消耗，在工程建設(shè)施工中，約束資源的利用情況，避免出現(xiàn)過度浪費的情況發(fā)生，通過對資源的合理利用，可有效保證施工建設(shè)的健康順利發(fā)展。

3.1減少施工建設(shè)的能源消耗

在施工環(huán)節(jié)中，造成能源消耗的主要環(huán)節(jié)為施工設(shè)備在施工運行減少中所消耗的能源。因此，要保證能源的有效利用，需對施工過程中運用的設(shè)備進行有效控制管理。首先，施工企業(yè)應該在施工之前，對施工設(shè)備進行檢修，防止出現(xiàn)年久失修，設(shè)備老化，運行緩慢，造成能源的不必要浪費。尤其要對施工效率低或所消耗能源大的設(shè)備進行定期檢修，如設(shè)備損壞過于嚴重，應更換設(shè)備，選擇一些能源消耗小、施工運行效率高的設(shè)備，投入施工建設(shè)工作中。施工企業(yè)也可組建施工小組，對施工過程中可能出現(xiàn)的問題進行定期維修護養(yǎng)，對設(shè)備定期巡檢，如出現(xiàn)問題，及時采取措施進行解決，避免出現(xiàn)影響工作效率的情況，同時施工小組可對施工活動進行有效的監(jiān)督和管理。通過這些活動，可有效延長設(shè)備的使用壽命，同時提高工作效率，降低工程施工中所造成的能源嚴重損耗問題，有效提高施工設(shè)備在施工中對能源的有效利用率，達到工程施工中節(jié)能創(chuàng)收的效果。

3.2規(guī)劃工程施工項目

隨著城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，可使用的土地面積不斷縮小，建筑施工在設(shè)計過程中，應充分保證在工程施工中，對土地資源的充分利用，盡量避免出現(xiàn)因不合理規(guī)劃利用土地，造成土地資源的嚴重浪費。而且，在工程施工建設(shè)階段中，不應過度重視土地資源的使用效率，同時應兼顧工程施工整個工程項目中土地資源的實際可使用情況，如只重視對土地資源的使用率，會嚴重影響在工程施工建設(shè)中土地的使用問題。在施工工程建設(shè)中，應充分運用綠色環(huán)保節(jié)能理念，在進行施工建設(shè)時，對施工環(huán)境進行有效維護，保護施工環(huán)境以及維持周圍環(huán)境其穩(wěn)定性，保證在施工中，不會對周邊的綠色區(qū)域造成破壞影響，也可以多增加施工區(qū)域

綠色植被的覆蓋率，可有效改善施工環(huán)境質(zhì)量以及施工周圍空氣質(zhì)量，同時綠色植被可對區(qū)域環(huán)境起到有效的調(diào)節(jié)作用。同時，在工程建設(shè)施工中，對于照明問題，一定要設(shè)計考慮到，保證工程施工建設(shè)項目的內(nèi)部環(huán)境有足夠良好的采光條件，在自然光條件下，室內(nèi)可保持一定的明亮度，可有效減少照明設(shè)備的使用，這在一定程度上會大大節(jié)約資源，有效提高資源利用率。同時保持室內(nèi)的通風性良好，保證室內(nèi)空氣的有效流通，維持室內(nèi)環(huán)境處于一個合適的水平，減少居民用戶對空調(diào)等電氣設(shè)備的依賴性，減少使用電氣設(shè)備，降低資源能耗。

3.3施工建設(shè)中合理選用優(yōu)質(zhì)材料

經(jīng)濟不斷發(fā)展，同時推動了科技水平的不斷發(fā)展，以高新技術(shù)為基礎(chǔ)，一系列新型建筑不斷被研發(fā)和應用，這在一定程度上促進了我國建筑行業(yè)的發(fā)展，也將建筑功能效果不斷提升。在工程建設(shè)施工中，一般可選用節(jié)能環(huán)保的材料，保證對室內(nèi)環(huán)境有一定改善作用的施工材料。根據(jù)天津地區(qū)具體氣候特點，在選用門窗材料時，多選用可有效保持室內(nèi)溫度，起到較好反光效果的玻璃材料，可減少陽光對室內(nèi)環(huán)境的直接照射，減少因光照造成的室內(nèi)溫度的變化，保持室溫的相對穩(wěn)定，營造良好的適合人們居住生活的環(huán)境，降低用戶對采暖方面的需求，減少使用采暖設(shè)備，有效實現(xiàn)能源利用的降低減少。同時，在進行墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計中，較為保溫性良好、隔音效果良好的建筑材料，可有效保持室溫，使室內(nèi)可冬暖夏涼，適于居住，減少用戶對空調(diào)使用依賴性，實現(xiàn)節(jié)能減排，降低建筑能源的消耗問題。

3.4增強對可再生資源的利用

當前，粗放型經(jīng)濟發(fā)展模式將直接導致未來的能源枯竭，嚴重影響人們正常的生產(chǎn)生活。因此，在降低能源同時，可對再生資源進行有效利用，減少使用非可再生資源，促進可再生資源的循環(huán)利用，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。其中較為常見的可再生資源中包括水力能源、地熱能、潮汐能、風能、太陽能等，這些能源中具有污染率低、清潔、可再生循環(huán)利用等優(yōu)點。因此，在進行施工建設(shè)中，應對這些可再生資源進行循環(huán)有效利用。天津地區(qū)為嚴重缺水城市，在對可再生水資源利用方面，天津市進行有效規(guī)劃。天津市政府為有效促進對水資源的可再生利用，編制了相關(guān)的水資源利用規(guī)劃，其中對天津市的供水情況進行分析介紹，同時向居民講解了未來利用可再生水資源的方向，以及如何更好利用可再生水資源。通過對水資源進行有效重復利用，將其應用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城市雜用水、景觀補充水資源，有效提高水資源利用效率，避免出現(xiàn)建筑能耗的損失。天津是北方城市，北方城市多干旱，冬日酷寒，開采利用太陽能，可有效節(jié)約生活用水能源，同時對地熱能源進行開采，避免取暖過程中造成的能源浪費，有效解決區(qū)域的供暖問題。隨著當前我國科學技術(shù)水平不斷發(fā)展，對新型能源的利用水平也越來越高。因此，在今后的施工建設(shè)中，應該結(jié)合科學技術(shù)水平對資源進行有效利用，促進我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施和落實。

4建筑施工技術(shù)方面策略轉(zhuǎn)變

在實施建筑規(guī)劃設(shè)計，以及建造和使用的各個階段，創(chuàng)造一個健康、衛(wèi)生、舒適的環(huán)境，同時采用合理有效的施工技術(shù)，減少能源的損耗，以低碳環(huán)保為目標。首先，在工程實施過程中，保證規(guī)劃的合理科學性，利用建筑自身的特點，減少建筑自身所消耗的不必要的能源消耗，其次，采用新型技術(shù)，提高對能源的有效利用率，減少建筑設(shè)施中能耗的損失；最后，綜合利用可再生新興能源，可實現(xiàn)環(huán)保同時，減少對建筑能耗的損失。

4.1科學性實施建筑規(guī)劃和設(shè)計

在進行建筑施工設(shè)計時，因根據(jù)具體的地理條件，選擇合適的地理位置，并充分利用建筑外部環(huán)境，改善室內(nèi)環(huán)境，保持室內(nèi)空氣的質(zhì)量，同時可有效減少室內(nèi)的光照以及電氣能源的消耗。

4.2對能源利用增加維護力度

通過選用特別的建筑材料，實施建造后，保證室內(nèi)環(huán)境冬暖夏涼，冬日減少熱氣流失，夏日阻擋炎熱空氣的進入。

4.3提高利用可再生新興能源

在當前資源的嚴重損耗試用下，能源面臨著枯竭的危險，在使用過程中，應盡量降低非可再生能源的利用，同時提高對可再生新興能源開發(fā)利用，有效持續(xù)能源的可持續(xù)利用發(fā)展，同時較好實現(xiàn)資源的節(jié)約利用。

5結(jié)語

當前，建筑行業(yè)能源消耗不斷快速發(fā)展，而且我國的能源資源并不是無限可利用發(fā)展的，經(jīng)濟的不斷高速發(fā)展，導致現(xiàn)階段能源生產(chǎn)的增長速度與能源的消耗速度不相持平的，這是一種不利于持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)模式。建筑施工技術(shù)和建筑能耗如今受到越來越多人的關(guān)注。在有限的資源和環(huán)境下，如何創(chuàng)造更大的價值，如何更持久應用使用能源，是如今人們越來越重視的問題。因此，在建筑施工中，施工企業(yè)應加強對建筑能耗現(xiàn)象進行節(jié)約控制，實現(xiàn)能源能耗的節(jié)約利用。從工程設(shè)計角度出發(fā)，提高建筑的通風性和建筑的采光性，確保用戶對建筑的有效使用效果，從而降低住戶建筑對用電設(shè)備方面的依賴，降低能耗的損失，可有效促進當前我國經(jīng)濟的快速可持續(xù)發(fā)展。在工程實施中，對建筑施工中技術(shù)水平進行有效提高，同時減少建筑能耗的損失，有效提高能源利用率，緩解實現(xiàn)可持續(xù)綠色發(fā)展能源問題，更好促進我國經(jīng)濟的長久持續(xù)發(fā)展，保證經(jīng)濟向著多元化角度方向發(fā)展，實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用發(fā)展，保證經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展。

參考文獻：

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[2]劉貴清.淺議建筑施工技術(shù)與建筑能耗[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，7（11）：425-426.

[3]覃秀富.淺議建筑施工技術(shù)與建筑能耗[J].建材與裝飾，2012，56（22）：125-126.

第5篇：可再生資源的優(yōu)點范文

關(guān)鍵詞：新能源；時間與速度；經(jīng)濟

前言

伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，中國對能源的巨大需求正在對世界經(jīng)濟產(chǎn)生巨大的影響。在中國出口增長的同時，高耗能高污染的發(fā)展模式也日益成為中國人擔憂的對象。

為此，本版近期特推出“可持續(xù)發(fā)展”系列，共8篇，聚焦新能源及環(huán)保主題，希望引起讀者的進一步關(guān)注。

新能源是相對于長期廣泛使用、技術(shù)上成熟的常規(guī)能源(如煤、石油、天然氣、水能、核能等)而言，已經(jīng)開發(fā)但還不能大規(guī)模使用或正在研究試驗、尚需進一步開發(fā)的能源。

新能源開發(fā)空間有待拓展

新能源包括海洋能、太陽能、風能、地熱能、生物質(zhì)能、氫能等等。也就是目前通常說的可再生能源(水電除外)。新能源技術(shù)在世界上得到不同程度的應用，例如太陽能的光熱轉(zhuǎn)換，光電轉(zhuǎn)換，地熱直接應用，生物發(fā)酵及熱分解以制取沼氣和氣體燃料，潮汐發(fā)電技術(shù)等等。

中國《可再生能源法》確立了可再生能源(新能源)發(fā)展的基本法律制度體系。自2006年1月1日正式實施以來，對可再生能源投資投入和可再生能源制造業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動作用。它比較完整地規(guī)定了可再生能源開發(fā)利用的法律制度，有益于解決中國日益突出的能源供需矛盾和環(huán)境惡化問題。

除了《可再生能源法》，國家發(fā)改委還牽頭在可再生能源發(fā)展的政策措施方面做了許多工作。例如制定了2010年可再生能源發(fā)展目標，頒布了《可再生能源發(fā)電有關(guān)管理規(guī)定》、《可再生能源發(fā)電價格和費用分攤管理試行辦法》、《可再生能源電價附加收入調(diào)配暫行辦法》和《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導目錄》。發(fā)改委還與財政部等有關(guān)部門聯(lián)合頒布了《促進風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施意見》、《關(guān)于加強生物燃料乙醇項目建設(shè)管理，促進產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》和《關(guān)于發(fā)展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》。此外，風能和生物質(zhì)能資源的普查工作也正在進行中。

可再生能源是指在自然界中可以再生的能源資源。它清潔且對環(huán)境無害或危害很小，其另一特性是分布廣泛，適宜就地開發(fā)利用。2007年中國風電裝機累計已達到605萬千瓦，在建420萬千瓦，該年的裝機比過去20年總和還要多。但相對于中國目前的能源資源和環(huán)境問題，業(yè)界對可再生能源的發(fā)展速度仍不滿意?？稍偕茉丛谥袊娏I(yè)中僅占很小的比例。到2006年底，全國水電裝機容量1.3億千瓦，占全國總發(fā)電裝機容量的21%。對于大型水電是否列為可再生能源，仍有爭論。然而，除水電以外的可再生能源所占比重尚不足1%。

可再生能源發(fā)展緩慢的原因

可再生能源發(fā)展緩慢的原因主要是它相對高的成本和所需的電價?？稍偕茉吹陌l(fā)電成本一般比煤電高，生物質(zhì)能發(fā)電為1.5倍，風力發(fā)電為1.7倍，光伏發(fā)電為11-18倍?？稍偕茉窗l(fā)展遲緩，與快速增長的火發(fā)電裝機容量相比微乎其微，因此比例可能進一步減小。以風能為例，中國風能資源相對豐富，據(jù)估計可開發(fā)利用的風能儲量約10億千瓦，其中，陸地風能資源約2.5億千瓦，海上7.5億千瓦。中國推動風能發(fā)電近十年了，盡管近期增長較快，然而風電裝機容量也只有約605萬千瓦。

可再生能源發(fā)展的焦點集中在降低成本，這是共識。然而，過度關(guān)注成本和所需的電價，是中國可再生能源戰(zhàn)略的一個誤區(qū)。表現(xiàn)在，一是過于迫切降低成本而急切要求設(shè)備國產(chǎn)化，二是對可再生能源電價控制過緊。中國的可再生能源必然有一個大發(fā)展，這一點不應當懷疑。但是，開發(fā)時間和速度很重要，這應當是可再生能源戰(zhàn)略乃至能源戰(zhàn)略的一個重點。簡單地說，無論利用不利用，風一直在吹，陽光普照。但是，煤越挖越少，大氣污染排放越來越多。

大規(guī)模地降低可再生能源成本，顯然需要設(shè)備國產(chǎn)化。但是，設(shè)備國產(chǎn)化有一個先引進技術(shù)還是先做成市場規(guī)模后再國產(chǎn)化的選擇。在市場規(guī)模很小的情況下，引進技術(shù)需要政府行為和干預。除了扭曲市場之外，引進可能是一個相對漫長的談判過程。相反，有了市場規(guī)模，國產(chǎn)化必然隨之而來，且速度很快。以火電30萬和60萬千瓦機組設(shè)備為例，當筆者10年前做30萬千瓦和60萬千瓦機組的電廠項目時，設(shè)備基本進口，政府并沒有刻意要求國產(chǎn)化。事實是，幾年前30萬和60萬千瓦設(shè)備已基本國產(chǎn)化。大市場吸引了技術(shù)，造就了中國30萬和60萬千瓦發(fā)電設(shè)備的制造能力。

另一個問題是行政控制電價。行政主管部門對于風能項目的電價實行特許權(quán)招標，企業(yè)則為了獲取項目壓低競標電價，以不到0.4元/kWh中標。而根據(jù)風電的基本情況測算，除了自然條件特別好的風場，加上特別樂觀的假設(shè)之外，能夠達到商業(yè)要求的風電價格都應該超過0.6元/kWh。經(jīng)驗證明，中標企業(yè)可能沒有想真正地按建設(shè)承諾經(jīng)營這些風電場，而是先拿下項目，慢慢做，或等待政策，或再與政府討價還價。當然，為裝飾門面，虧本建設(shè)經(jīng)營風電的企業(yè)，可能有，但不多。

在可再生能源的成本和價格問題上，必須包括環(huán)境治理成本以及資源耗盡溢價。環(huán)境治理成本很容易理解，資源耗盡溢價則需要解釋。涉及對能源礦藏等不可再生資源的開采，經(jīng)濟分析中要計算資源利用的經(jīng)濟成本。由于這些資源無法再生，被耗盡時必須用進口或國內(nèi)替代品來替代，因此資源利用的機會成本包括了資源耗盡后其替代品的成本。耗盡溢價或費用可根據(jù)經(jīng)濟價格和年開采量占總儲量的比例來確定，該溢價與經(jīng)濟開采成本相加后就得到使用不可再生資源的總經(jīng)濟成本。如果在可再生能源定價時，將目前的可再生能源成本價格，扣去用煤發(fā)電的環(huán)境治理成本和資源耗盡溢價，可再生能源的價格不會比煤電高。

此外，還應當動態(tài)地來看可再生能源成本和價格問題，不應當將目前國家批給可再生能源的價格看成是一成不變。長遠的看，不可再生能源發(fā)電價格會上漲。因為，不可再生能源資源價格會因為稀缺和增加環(huán)境治理成本而上行，而可再生能源的價格則可能由于技術(shù)進步和市場規(guī)模帶來的迅速國產(chǎn)化而下行?，F(xiàn)在認為被批高了的電價，以后可以下調(diào)。除非價格當局認定已經(jīng)批復的價格永遠不變，但是這樣一來，那能源價格還改革什么？

當然，許多價格上的考慮是出于對提高目前電價水平的擔憂。這種擔憂是合理的，但至少在現(xiàn)階段不能成為阻礙可再生能源發(fā)展的原因。因為，以目前可再生能源占發(fā)電

的極小份額(大水電除外)來看，可再生能源電價再高一些并不足以影響整個電價水平。

可再生能源的優(yōu)點已為越來越多的人所了解和接受。推廣應用可再生能源，對促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展以及構(gòu)建和諧社會舉足輕重。在資源緊張的現(xiàn)實條件下，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，大力發(fā)展可再生能源是中國社會的共同選擇，也是電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展之路的重要途徑。近年來，中國政府已經(jīng)從戰(zhàn)略高度采取了一系列重大舉措，加快可再生能源的開發(fā)利用。

《可再生能源法》2006年1月1日正式生效以來，雖然不盡人意，但為可再生能源發(fā)展提供了一個法律框架。中國可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃也明確提出，到2020年可再生能源發(fā)電裝機容量(包含大水電)將占總裝機容量的30%以上。實現(xiàn)這個目標，必須加快可再生能源發(fā)展的步伐。國家發(fā)改委決定在2005-2007年間設(shè)立可再生能源和新能源高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項資金，主要用于鼓勵風力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、太陽能供熱和地熱泵供熱。這些政策和規(guī)劃為可再生能源的大發(fā)展奠定了良好的政策基礎(chǔ)。在降低可再生能源成本方面，還有其他一些措施，如通過平攤電價或?qū)嵭袃r格補償?shù)葯C制，計劃增加科技投入，提高可再生能源的市場競爭力。

推廣可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵因素

經(jīng)驗證明，可再生能源的發(fā)展相對緩慢，需要特殊政策和努力去推廣應用。顯然，科技攻關(guān)，降低生產(chǎn)成本，是推廣可再生能源應用和發(fā)展的關(guān)鍵。但是，當前中國經(jīng)濟發(fā)展的高投入、高能耗、高污染、低效率的粗放式增長方式造成中國能源后備儲量不足，資源過快消耗，從而影響能源安全和長遠發(fā)展。發(fā)展可再生能源勢在必行，而且時間和速度都很重要。

“十一五”計劃確定了單位GDP能耗比“十五”期末降低20%左右的發(fā)展目標。發(fā)展可再生能源是有助于實現(xiàn)這一目標的一項重要措施。目前風電裝機容量已經(jīng)超過了“十一五”末期的500萬千瓦規(guī)劃目標，但是與可開發(fā)利用的約10億千瓦風能儲量和每年8000萬千瓦火電裝機相比，是一個小數(shù)字。發(fā)展速度是不是能再快一些，政策能不能更優(yōu)惠些，措施能不能更有力些？比如，采取風電強制入網(wǎng)和收購政策，強制某一電網(wǎng)范圍可再生能源的份額，還有其它一些激勵可再生能源發(fā)展的稅收優(yōu)惠政策和貸款優(yōu)惠政策。

目前可再生能源發(fā)展還有其它障礙?？稍偕茉窗l(fā)電規(guī)模小而且分散、成本高，會給電網(wǎng)帶來一系列運行、負荷匹配、增容和成本增加等問題，實踐中存在上網(wǎng)問題。另一方面，可再生能源設(shè)備和產(chǎn)品的技術(shù)論證、檢查及監(jiān)督，也缺乏有資質(zhì)認證的專業(yè)公司，增加運行風險。因此，可再生能源企業(yè)風險較大、盈利較差，較難吸引社會資金的投入。

第6篇：可再生資源的優(yōu)點范文

循環(huán)制氫和利用生物質(zhì)轉(zhuǎn)化制氫等, 不僅對各項技術(shù)的基本原理做了介紹, 也對相應

的環(huán)境, 經(jīng)濟和安全問題做了探討. 對可再生氫能系統(tǒng)在香港的應用前景做了展望.

關(guān)鍵詞: 可再生能源, 氫能, 電解水, 光伏電池, 太陽能熱化學循環(huán), 生物質(zhì)

引言

技術(shù)和經(jīng)濟的發(fā)展以及人口的增長, 使得人們對能源的需求越來越大. 目前以石

油, 煤為代表的化石燃料仍然是能源的主要來源. 一方面, 化石燃料的使用帶來了嚴

重的環(huán)境污染, 大量的co2, so2, nox氣體以及其他污染物, 導致了溫室效應的產(chǎn)生和

酸雨的形成. 另一方面, 由于化石燃料的不可再生性和有限的儲量, 日益增長的能源

需求帶來了嚴重的能源危機. 據(jù)估計, 按照目前的消耗量, 石油僅僅能維持不到50年,

而煤也只能維持200年. kazim 和 veziroglu (2001)[1]指出, 做為主要石油輸出國的阿拉

伯聯(lián)合酋長國, 將在2015年無法滿足石油的需求. abdallah 等人(1999)[2]則宣布, 埃

及的化石燃料資源, 在未來的20年內(nèi)就會耗盡! 而作為能源需求大國的中國, 目前已

經(jīng)有超過31%的石油需要進口, 而到2010年, 這一數(shù)字將會增長到45-55%[3]!

基于以上所述環(huán)境污染和能源短缺的雙重危機, 發(fā)展清潔的, 可再生的新能源的

要求越來越迫切. 太陽能, 風能, 生物質(zhì), 地熱能, 潮汐能, 具有豐富, 清潔, 可再

生的優(yōu)點, 今年來受到了國際社會的廣泛關(guān)注. 尤其以太陽能, 風能以及生物質(zhì)能,

更被視為未來能源的主力軍. 根據(jù)簡單估算, 太陽能的利用率為20%時, 利用陸地面積

的0.1% 就足以提供滿足當前全球的能量需求[4]. 而中國僅僅依靠風力發(fā)電, 就足以

使目前的發(fā)電量翻一番[5].然而, 這些可再生資源具有間歇性, 地域特性, 并且不易

儲存和運輸?shù)奶攸c. 氫, 以其清潔無污染, 高效, 可儲存和運輸?shù)葍?yōu)點, 被視為最理

想的能源載體. 目前各國都投入了大量的研究經(jīng)費用于發(fā)展氫能源系統(tǒng). 在中國, 清

華大學已經(jīng)進行了在2008年奧運會使用以氫為燃料的汽車的可行性分析,綠色奧運將成

為2008年北京的一道靚麗的風景線 [6]. 在香港政府和香港中華電力(clp)的支持和資

助下, 可再生氫能源系統(tǒng)在香港的可行性研究也已經(jīng)在香港大學機械工程系展開. 本

文屬于clp資助的項目的部分內(nèi)容, 主要歸納總結(jié)了利用可再生資源制氫技術(shù)的基本原

理, 分析了各項技術(shù)的經(jīng)濟性, 對環(huán)境的影響以及安全性等關(guān)鍵問題. 通過對比分析

并結(jié)合香港的實際情況, 對于香港發(fā)展可再生氫能源系統(tǒng)進行了展望.

基于經(jīng)濟因素的考慮, 目前的氫主要是通過化石燃料的重整來制取, 比如天然氣汽

化重整(natural gas steam reforming), 只有大約5%的氫是通過可再生資源的轉(zhuǎn)換制取.

利用太陽能電池和風力發(fā)電驅(qū)動的電解水反應, 利用太陽能的熱化學反應和利用生物質(zhì)

制氫是最主要的從可再生能源中制取氫的技術(shù). 其他可再生氫的制取技術(shù), 比如生物制

氫, 光電化學技術(shù), 光催化技術(shù)和光化學技術(shù), 雖然具備很大發(fā)展前景, 但由于還處于

很早期的發(fā)展階段, 其技術(shù)發(fā)展, 經(jīng)濟性等都還不明朗, 本文不做詳細討論.

1. 電解水制氫

1.1. 電解水基本原理及分類

電解水制氫是目前最為廣泛使用的將可再生資源轉(zhuǎn)換為氫的技術(shù). 當兩個電極(陰

極和陽極)分別通上直流電, 并且浸入水中時, 水將會被分解并在陰極和陽極分別產(chǎn)生

氫氣和氧氣. 這個過程就是電解水. 這樣的裝置則為電解槽.

電解水由分別發(fā)生在陰極和陽極的兩個化學反應組成, 如式(1),(2)和(3):

anode: h2o + electrical energy

2

1 o2 + 2h+ + 2e- (1)

cathode: 2h+ + 2e- h2 (2)

overall: h2o + electrical energy h2 +

2

1 o2 (3)

電解水的基本原理見圖1. 在催化劑和直流電的作用下, 水分子在陽極失去電子, 被分

解為氧氣和氫離子, 氫離子通過電解質(zhì)和隔膜到達陰極, 與電子結(jié)合生成氫氣.

o2 h2

diaphragm anode cathode

e-

h+

圖1. 電解水的基本原理示意圖

fig.1. schematics of basic principle of water electrolysis

最早的電解水現(xiàn)象是在1789 年被觀測到. 之后, 電解水技術(shù)得到了較快的發(fā)展. 到

1902 年, 世界上就已經(jīng)有超過400 臺電解槽裝置. 目前市場上的電解槽可以分為三種: (1)

堿性電解槽(alkaline electrolyzer); (2) 質(zhì)子交換膜電解槽(proton exchange membrane

electrolyzer)和(3)固體氧化物電解槽(solid oxide electrolyzer). 表1. 總結(jié)和對比了這三

種電解槽技術(shù)的特點.

表1. 不同電解槽技術(shù)的對比

table 1. comparison between different electrolyzer technologies

electrolyzer type electrolyte operating temperature (oc) carriers efficiency cost (us$/kw)

alkaline electrolyzer

20-30% koh

70-100

oh-

80%

400-600

pem electrolyzer pem polymer

50-90 h+ 94% 2000

solid oxide

electrolyzer

yttria-stabilized

zirconnia

600-1000 o2- 90% 1000-1500

堿性電解槽是最早商業(yè)化的電解槽技術(shù), 雖然其效率是三種電解槽中最低的, 但

由于價格低廉, 目前仍然被廣泛使用, 尤其是在大規(guī)模制氫工業(yè)中. 堿性電解槽的缺

點是效率較低和使用石棉作為隔膜. 石棉具有致癌性, 很多國家已經(jīng)提出要禁止石棉

在堿性電解槽中的使用. 據(jù)報道, pps(poly phenylene sulfide), ptfe(poly tetra

fluorethylene), psf(poly sulfone) [7]以及zirfon [8]等聚合物在koh溶液中具有和

石棉類似的特性, 甚至還優(yōu)于石棉, 將有可能取代石棉而成為堿性電解槽的隔膜材料.

發(fā)展新的電極材料, 提高催化反應效率, 是提高電解槽效率的有效途徑. 研究表明

raney nickel 和 ni-mo 等合金作為電極能有效加快水的分解, 提高電解槽的效率

[9,10].

質(zhì)子交換膜電解槽由于轉(zhuǎn)換效率很高而成為很有發(fā)展前景的制氫裝置. 由于采用

很薄的固體電解質(zhì)(pem), 具有很好的機械強度和化學穩(wěn)定性, 并且歐姆損失較小. 在

日本, 效率達94.4%的質(zhì)子交換膜電解槽已經(jīng)研制成功 [11]. 但由于質(zhì)子交換膜(目前

常用的是由杜邦公司的nafion)和使用鉑電極催化劑, 價格昂貴, 制約了其廣泛使用.

今后研究的重點是降低成本, 和進一步提高其轉(zhuǎn)換效率. 成本的降低主要是通過降低

貴重金屬鉑在催化層中的含量和尋找廉價的質(zhì)子交換膜材料. 目前這個兩個領(lǐng)域都已

經(jīng)取得了一定成效. 印度的電化學和能源研究所(ceer)成功將鉑的含量在沒有影響電

解槽整體性能的情況下從0.4mg/cm2降到了0.1mg/cm2 [12]. 使用噴濺沉積法(sputter

deposition)制備催化層也同樣獲得了成功, 并且使鉑的含量降到了0.014 mg/cm2

[13,14]. 其他廉價的替代材料, 如polyphosphazene [15]和sulfonated polystyrene

(sps) [16]等也被證實具有和nafion類似的特性, 有可能被用到質(zhì)子交換膜電解槽中用

做電解質(zhì). 可以預見, 隨著質(zhì)子交換膜電解槽技術(shù)的成熟和價格的降低, pem電解槽將

成為制氫的主要裝置.

固體氧化物電解槽(solid oxide electrolyzer)是另一種新興的電解槽技術(shù). 這種

電解槽的缺點是工作在高溫, 給材料的選擇帶來了一定限制. 優(yōu)點是較高的反應溫度

使得電化學反應中,部分電能被熱能代替, 從而效率較高, 尤其是當余熱被汽輪機, 制

冷系統(tǒng)等回收利用時, 系統(tǒng)效率可達90%. 目前的研究重點是尋找在高溫下具有對氧離

子良好導電性的電解質(zhì)材料和適當降低電解槽的工作溫度.

1.2. 電解海水制氫

海水是世界上最為豐富的水資源, 同時也是理想的制氫資源. 尤其在沿海的沙漠

地區(qū), 比如中東和非洲, 淡水資源缺乏, 電解海水制氫則成了唯一的選擇. 但海水富

含鹽份(nacl)和其他雜質(zhì), 并且通常電解槽的電極電勢超過了產(chǎn)生氯氣所需的電勢,

這使得在電解海水時, 往往是氯氣從陽極析出, 而非氧氣. 雖然氫氣的產(chǎn)生不會受此

影響, 但產(chǎn)生的氯氣具有強烈的毒性, 需要完全避免. 在所有常用的電極材料中, 只

有錳和錳的氧化物及其化合物在電解海水時可以在陽極產(chǎn)生氧氣, 而抑制氯氣的產(chǎn)生.

ghany 等人[17]用mn1-xmoxo2+x/iro2ti作為電極, 氧氣的生成率達到了100%, 完全避免

了氯氣的產(chǎn)生, 使得電解海水制氫變得可行.

1.3. 利用可再生資源電解水制氫

如前所述, 電解水需要消耗電. 由化石燃料產(chǎn)生電能推動電解槽制氫由于會消耗

大量的不可再生資源, 只能是短期的制氫選擇. 由可再生資源產(chǎn)生電能, 比如通過光

伏系列和風機發(fā)電, 具有資源豐富, 可再生, 并且整個生命周期影響較小等優(yōu)點, 是

未來的發(fā)展趨勢.

光伏電池在吸收太陽光能量后, 被光子激發(fā)出的自由電子和帶正電的空穴在pn結(jié)

的電場力作用下, 分別集中到n型半導體和p型半導體, 在連接外電路的情況下便可對

外提供直流電流. 光伏電池可以分為第一代光伏電池(wafer-based pv)和第二代光伏電

池(thin film pv). 目前市場上多是第一代光伏電池. 第一代電池具有較高的轉(zhuǎn)換效率

(10-15%), 但成本較貴, 限制了其大規(guī)模使用. 第二代電池雖然效率較低(6-8%), 但

由于采用了薄膜技術(shù), 使用較少的材料, 并且易于批量生產(chǎn), 制作成本大大降低, 目

前的研究方向是進一步提高薄膜光伏電池的轉(zhuǎn)換效率[18]. 由于光伏電池產(chǎn)生的是直

流電,可以直接運用于電解水, 但為了保證光伏陣列工作在最大功率狀態(tài), 在光伏電池

和電解槽之間往往需要接入一個最大功率跟蹤器(mppt)和相應的控制器.

風能發(fā)電由于具有較高的能量利用效率和很好的經(jīng)濟性, 在最近幾年得到了很快

發(fā)展. 風力發(fā)電機組利用風的動能推動發(fā)電機而產(chǎn)生交流電. 根據(jù)betz law, 風力發(fā)電

的最大效率理論上可達59% [19]. 在風力充足的條件下, 風力發(fā)電的規(guī)模越大, 其經(jīng)濟

性越好. 因此, 近幾年風力發(fā)電朝著大規(guī)模的方向發(fā)展. 另外, 由于海上風力較陸地

大, 并且不占陸地面積, 最近也有將風力發(fā)電機組建在海上的趨勢. 風能發(fā)電只需交

流-直流轉(zhuǎn)換即可與電解槽相接產(chǎn)氫, 經(jīng)濟性較好, 目前不少風力資源充足的國家都將

風能-電解槽系統(tǒng)列為重點發(fā)展的方向.

另外, 地熱能, 波浪能所發(fā)的電都可以作為電解槽的推動力, 但和太陽能與風能

一樣, 都受地域的限制.

1.4. 電解水制氫的現(xiàn)狀

目前所用到的電解槽多為堿性電解槽. 加拿大的stuart是目前世界上利用電解水

制氫和開發(fā)氫能汽車最為有名的公司. 他們開發(fā)的hesfp系統(tǒng)包括一個能日產(chǎn)氫25 千

克的堿性電解槽, 一個能儲存60 千克氫的高壓儲氫罐和氫內(nèi)燃機車. 他們用于汽車的

氫能系統(tǒng)能每小時產(chǎn)氫3千克, 可以為3輛巴士提供能量. hamilton是另一個有名的電解

槽開發(fā)制造商, 他們的es系列利用pem電解槽技術(shù), 可以每小時產(chǎn)氫6-30nm3, 所制氫

的純度可達99.999%. 在日本的we-net計劃中, 氫的制取也是通過pem電解槽來實現(xiàn),

并且pem電解槽在80oc和1a/cm2的工作條件下, 已經(jīng)以90%的效率連續(xù)工作了超過4000小

時 [11].

1.5. 電解水技術(shù)的環(huán)境, 經(jīng)濟和安全問題

從電解水的整個生命周期來看, 電解水制氫會對環(huán)境造成一定的負面影響, 并且

也有一定的危險性. 下面將做定性分析.

對堿性電解槽而言, 由于使用了具有強烈腐蝕性的koh溶液作為電解液, koh的滲漏

和用后的處理會造成環(huán)境的污染, 對人體健康也是一個威脅. 并且目前的堿性電解槽

多采用石棉作為隔膜, 石棉具有致癌性, 會對人構(gòu)成嚴重的危害. pem電解槽使用質(zhì)子

交換膜作為電解質(zhì), 無須隔膜. 但當pem電解槽工作溫度較高時(比如150oc), pem將會

發(fā)生分解, 產(chǎn)生有毒氣體. 固體氧化物電解槽雖然沒有上述問題, 但工作在高溫, 存

在著在高溫下生成的氧氣和氫氣重新合并發(fā)生燃燒甚至爆炸的危險, 需要引起注意.

此外, 電解槽生產(chǎn), 比如原材料的開采,加工, 以及最終的遺棄或廢物處理, 都需要消

耗一定的能量, 并且會釋放出co2等溫室氣體和其他污染物.

當電解槽由光伏電池驅(qū)動時, 光伏電池可能含有有毒物質(zhì)(比如cdte pv), 將帶來

一定的環(huán)境污染和危險性. 尤其當系統(tǒng)發(fā)生短路出現(xiàn)火情, 有毒物質(zhì)將會釋放出來,危

害較大. 另外, 光伏陣列的安裝會占用較大的土地面積. 這點也需要在設(shè)計安裝時加

以考慮. 風能-電解槽系統(tǒng)和光伏-電解槽系統(tǒng)相比, 則對環(huán)境的影響要小很多, 并且

也相對安全. 但也有需要注意的地方, 比如噪音, 對電磁的干擾, 以及設(shè)計時需要考

慮到臺風的影響.

盡管電解水制氫具有很高的效率, 由于昂貴的價格, 仍然很難大規(guī)模使用. 目前

三種電解槽的成本分別為: 堿性電解槽us$400-600/kw, pem電解槽約us$2000/kw, 固體

氧化物電解槽約us$1000-1500/kw. 當光伏電池和電解水技術(shù)聯(lián)合制氫時, 制氫成本將

達到約us$41.8/gj(us$5/kg), 而當風力發(fā)電和電解水技術(shù)聯(lián)合制氫時, 制氫成本約為

us$20.2/gj (us$2.43/kg) [20].

2. 太陽能熱化學循環(huán)制氫

太陽能熱化學循環(huán)是另一種利用太陽能制取氫燃料的可行技術(shù). 首先, 由太陽能

聚光集熱器收集和匯聚太陽光以產(chǎn)生高溫. 然后由這些高溫推動產(chǎn)氫的化學反映以制

取氫氣. 目前國內(nèi)外廣泛研究的熱化學制氫反應有: (1) 水的熱分解(thermolysis);

(2) h2s的熱分解和(3) 熱化學循環(huán)水分解.

2.1. 水的熱分解制氫

由太陽能聚光器產(chǎn)生的高溫可以用于對水進行加熱, 直接分解而產(chǎn)生氫氣和氧氣.

反應式如(4)

2h2o 2h2 + o2 (4)

在這個反應中, 水的分解率隨溫度的升高而增大. 在壓力為0.05bar, 溫度為2500k時,

水蒸汽的分解率可以達到25%, 而當溫度達到2800k時, 則水蒸汽的分解率可達55%. 可

見提高反應溫度, 可以有效產(chǎn)氫量. 然而, 反應所需的高溫也帶來了一系列的問題.

由于溫度極高, 給反應裝置材料的選擇帶來了很大限制. 適合的材料必須在2000k以上

的高溫具有很好的機械和熱穩(wěn)定性. zirconia由于其熔點高達3043k而成為近年來在水

的熱分解反應中廣泛使用的材料 [21,22]. 其他可選的材料及其熔點見表2.

表2. 作為熱化學反應裝置備選材料及其熔點 [22]

table 2 some materials and their melting points [22]

oxides t oc carbides t oc

zro2 2715 b4c 2450

mgo 2800 tic 3400-3500

hfo2 2810 hfc 4160

tho2 3050 hbn 3000 (decomposition)

另一個問題就是氫和氧的分離問題. 由于該反應可逆, 高溫下氫和氧可能會重新結(jié)合

生成水, 甚至發(fā)生爆炸. 常用的分離方法是通過對生成的混合氣體進行快速冷卻(fast

quenching),再通過pd或pd-ag合金薄膜將氫和氧分離. 這種方法將會導致大量的能量

損失. 近幾年有研究人員采用微孔膜(microporous membrane)分離也取得一些成功

[22,23], 使得直接熱分解水制氫研究又重新受到廣泛關(guān)注.

2.2. h2s的熱分解

h2s是化學工業(yè)廣泛存在的副產(chǎn)品. 由于其強烈的毒性, 在工業(yè)中往往都要采用

claus process將其去除, 見式(5)

2h2s + o2 2h2o + s2 (5)

這個過程成本昂貴, 還將氫和氧和結(jié)合生成水和廢熱, 從而浪費了能源. 對h2s的直接

熱分解可以將有毒氣體轉(zhuǎn)化為有用的氫能源, 變廢為寶, 一舉兩得. h2s的熱分解制氫反

應式見(6)

2h2s 2h2 + s2 (6)

該反應的轉(zhuǎn)化率受溫度和壓力的影響. 溫度越高, 壓力越低, 越有利h2s的分解. 據(jù)報

道, 在溫度1200k,壓力1 bar時, h2s的轉(zhuǎn)化率為14%, 而當溫度為1800k, 壓力為0.33bar

時, 轉(zhuǎn)化率可達70% [24]. 由于反應在1000k以上的高溫進行, 硫單質(zhì)呈氣態(tài), 需要與氫

氣進行有效的分離. 氫與硫的分離往往通過快速冷卻使硫單質(zhì)以固態(tài)形式析出. 同樣,

這種方法也會導致大量的能量損失.

2.3. 熱化學循環(huán)分解水制氫

水的直接熱分解制氫具有反應溫度要求極高, 氫氣分離困難, 以及由快速冷卻帶

來的效率降低等缺點. 而在水的熱化學分解過程中, 氧氣和氫氣分別在不同的反應階

段產(chǎn)生, 因而跨過了氫氣分離這一步. 并且, 由于引入了金屬和對應的金屬氧化物,

還大大降低了反應溫度. 當對于水直接熱分解的2500k, 水的熱化學循環(huán)反應溫度只有

1000k左右, 也大大減輕了對反應器材料的限制. 典型的2步熱化學循環(huán)反應式見

(7)-(10).

2 y x o

2

y xm o m + (7)

2 y x 2 yh o m o yh xm + + (8)

或者 2 o o m o m y x y x + ′ ′ (9)

2 y x 2 y x h o m o h o m + + ′ ′ (10)

其中m 為金屬單質(zhì), mxoy 或1 1 y x o m 則分別為相應的金屬氧化物. 適合用做水的熱化學

循環(huán)反應的金屬氧化物有tio2, zno, fe3o4, mgo, al2o3, 和 sio2等. zno/zn 反應溫度較

低, 在近幾年研究較多 [24-29]. fe3o4/feo 是另一對廣泛用于熱化學分解水制氫的金屬

氧化物. 該循環(huán)中, fe3o4 首先在1875k 的高溫下被還原生成feo 和 o2, 然后, 在573k

的溫度下, feo 被水蒸汽氧化, 生成fe3o4 和 h2. 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn), 用mn, mg, 或co 代替

部分fe3o4 而形成的氧化物(fe1-xmx)3o4 可以進一步降低反應溫度 [4], 因而更具發(fā)展

前景.

除了以上所述2 步水分解循環(huán)外, 3 步和4 步循環(huán)分解水也是有效的制氫方式.

is(iodine/sulfur)循環(huán)是典型的3 步水分解循環(huán), 該循環(huán)的反應式見(11)-(13):

4 2 x 2 2 2 so h hi 2 o h 2 so xi + + + at 293-373k (11)

2 2 i h hi 2 + at 473-973k (12)

2 2 2 4 2 o

2

1 so o h so h + + at 1073-1173k (13)

在is 循環(huán)中,影響制氫的主要因素就是單質(zhì)硫或硫化氫氣體的產(chǎn)生等副反應的發(fā)生. 為

盡量避免副反應的發(fā)生, x 的值往往設(shè)置在4.41 到11.99 之間[30]. ut-3 則是典型的

4 步循環(huán)[31]. 其反應式見(14) - (17):

2 2 2 o

2

1 cabr br cao + + at 845 k (14)

hbr 2 cao o h cabr 2 2 + + at 1,033 k (15)

2 2 2 4 3 br o h 4 febr 3 hbr 8 o fe + + + at 493 k (16)

2 4 3 2 2 h hbr 6 o fe o h 4 febr 3 + + + at 833 k (17)

熱化學循環(huán)分解水雖然跨過了分離氫和氧這一步, 但在2 步循環(huán)中, 生成的金屬在

高溫下為氣態(tài)并且會和氧氣發(fā)生氧化還原反應而重新生成金屬氧化物, 因此, 需要將

金屬單質(zhì)從產(chǎn)物混合物中分離出來. 金屬單質(zhì)的分離一般采用快速冷卻使金屬很快凝

固從而實現(xiàn)分離. 同樣, 在3 步循環(huán)中, 氫和碘也需要及時的分離. 采用的分離技術(shù)都

類似.

2.4. 熱化學循環(huán)分解水制氫的現(xiàn)狀

熱化學循環(huán)制氫在歐洲研究較多, 但由于產(chǎn)物的分離一直是一個比較棘手的問題,

能量損失比較大, 此種制氫方法還沒有進入商業(yè)化的階段. 在swiss federal institute of

technology zurich,對zno/zn 循環(huán)制氫研究已經(jīng)比較深入. 他們的研究目前主要集中在

產(chǎn)物的分離以及分解水反應的機理方面 [32]. swiss federal office 則已經(jīng)啟動了一個

“solzinc”的計劃, 通過zno/zn 循環(huán)制取氫氣以實現(xiàn)對太陽能的儲存. 目前正在進行

反應器的設(shè)計, 將于2004 年夏季進行測試[33].

2.5.太陽能熱化學循環(huán)制氫的環(huán)境, 經(jīng)濟和安全問題

太陽能熱化學循環(huán)采用太陽能聚光器聚集太陽能以產(chǎn)生高溫, 推動熱化學反應的

進行. 在整個生命周期過程中, 聚光器的制造, 最終遺棄, 熱化學反應器的加工和最

終的廢物遺棄以及金屬,金屬氧化物的使用都會帶來一定的環(huán)境污染. 其具體的污染量

需要進行詳細的生命周期評價(lca)研究. 此外, 在h2s 的分解中, 以及在is 循環(huán)和

ut-3 循環(huán)中, 都使用了強烈腐蝕性或毒性的物質(zhì), 比如h2s, h2so4. 這些物質(zhì)的泄漏

和最終的處理會帶來環(huán)境的污染和危險, 需要在設(shè)計和操作過程中加以考慮. 另外, 由

于反應都是在高溫下進行, 氫和氧的重新結(jié)合在反應器中有引起爆炸的危險, 需要小

心處理.

由于熱化學循環(huán)制氫尚未商業(yè)化, 相關(guān)的經(jīng)濟信息都是基于估算. steinfeld

(2002)[29]經(jīng)過估算指出, 對于一個大型的熱化學制氫工廠(90mw), 制的氫氣的成本為

大約us$4.33-5/kg. 相比之下, 由太陽能熱電 – 電解水系統(tǒng)制取氫氣的成本則約為

us$6.67/kg, 而通過大規(guī)模天然氣重整制氫的成本約為us$1.267/kg [20]. 可見太陽能熱

化學循環(huán)制氫和天然氣重整制氫相比雖然沒有經(jīng)濟優(yōu)勢, 但和其他可再生制氫技術(shù)相

比則在經(jīng)濟性方面優(yōu)于太陽熱電-電解水和光伏-電解水技術(shù).

3. 利用生物質(zhì)制氫

生物質(zhì)作為能源, 其含氮量和含硫量都比較低, 灰分份額也很小, 并且由于其生

長過程吸收co2, 使得整個循環(huán)的co2 排放量幾乎為零. 目前對于生物質(zhì)的利用, 尤其

在發(fā)展中國家, 比如中國, 印度, 巴西, 還主要停留在對生物質(zhì)的簡單燃燒的低效率

利用上. 除燃燒外, 對生物質(zhì)的利用還有熱裂解和氣化, 以及微生物的光解與發(fā)酵. 利

用生物質(zhì)熱裂解和氣化產(chǎn)氫具有成本低廉, 效率較高的特點, 是有效可行的制氫方式.

3.1. 生物質(zhì)熱裂解制氫

生物質(zhì)熱裂解是在高溫和無氧條件下對生物質(zhì)的熱化學過程. 熱裂解有慢速裂解

和快速裂解. 快速裂解制取生物油是目前世界上研究比較多的前沿技術(shù). 得到的產(chǎn)物

主要有: (1) 以氫(h2), 甲烷(ch4), 一氧化碳(co), 二氧化碳(co2)以及其它有機氣

體等氣體成分; (2) 以焦油, 丙酮, 甲醇, 乙酸等生物混合油液狀成分; (3) 以焦碳為主

的固體產(chǎn)物[34]. 為了最大程度的實現(xiàn)從生物質(zhì)到氫的轉(zhuǎn)化, 需要盡量減小焦碳的產(chǎn)量.

這需要盡量快的加熱速率和傳熱速率和適中的溫度.

熱裂解的效率和產(chǎn)物質(zhì)量除與溫度, 加熱速率等有關(guān)外, 也受反應器及催化劑的

影響. 目前國內(nèi)外的生物質(zhì)熱裂解決反應器主要有機械接觸式反應器, 間接式反應器

和混合式反應器. 其中機械接觸式反應器包括燒蝕熱裂解反應器, 旋轉(zhuǎn)錐反應器等,

其特點是通過灼熱的反應器表面直接與生物質(zhì)接觸, 以導熱的形式將熱量傳遞給生物

質(zhì)而達到快速升溫裂解. 這類反應器原理簡單, 產(chǎn)油率可達67%, 但易造成反應器表面

的磨損, 并且生物質(zhì)顆粒受熱不易均勻. 間接式反應器主要通過熱輻射的方式對生物

質(zhì)顆粒進行加熱, 由于生物質(zhì)顆粒及產(chǎn)物對熱輻射的吸收存在差異, 使得反應效率和

產(chǎn)物質(zhì)量較差. 混合式反應器主要以對流換熱的形式輔以熱輻射和導熱對生物質(zhì)進行

加熱, 加熱速率高, 反應溫度比較容易控制均勻, 且流動的氣體便于產(chǎn)物的析出, 是

目前國內(nèi)外廣泛采用的反應器, 主要有流化床反應器, 循環(huán)流化床反應器等[35]. 這

在國內(nèi)各科研院所都已經(jīng)開展了大量的研究, 如廣州能源所, 遼寧省能源所等都開發(fā)

研制出了固定床, 流化床反應器.

催化劑的使用能加速生物質(zhì)顆粒的熱解速率, 降低焦炭的產(chǎn)量, 達到提高效率和

產(chǎn)物質(zhì)量的目的. 目前用于生物質(zhì)熱裂解的催化劑主要有以ni 為基的催化劑, 沸石

[36], k2co3, na2co3, ca2co3[37]以及各種金屬氧化物比如al2o3, sio2, zro2, tio2[38]

等都被證實對于熱裂解能起到很好的催化作用.

熱裂解得到的產(chǎn)物中含氫和其他碳氫化合物, 可以通過重整和水氣置換反應以得

到和提高氫的產(chǎn)量. 如下式所示:

合成氣 + h2o h2 + co (18)

co + h2o co2 + h2 (19)

利用生物質(zhì)熱裂解聯(lián)同重整和水氣置換反應制氫具有良好的經(jīng)濟性, 尤其是當反

應物為各種廢棄物時, 既為人類提供了能量, 又解決了廢棄物的處理問題, 并且技術(shù)

上也日益成熟, 逐漸向大規(guī)模方向發(fā)展. danz (2003 年)[39]估算了通過生物質(zhì)熱裂解制

氫的成本約為us$3.8/kg h2 (因氫的熱值為120mj/kg, 這相當于us$31.1/gj), 這和石

油燃油的價錢us$4-6/gj 相比還沒有任何優(yōu)勢, 但carlo 等[40]指出, 當熱裂解制氫的規(guī)

模達到400mw 時, 氫的成本會大大降低, 達到us$5.1/gj. 可見實現(xiàn)大規(guī)模的利用生物

質(zhì)制氫, 將會是非常有潛力的發(fā)展方向.

3.2. 生物質(zhì)氣化制氫

生物質(zhì)氣化是在高溫下(約600-800oc)下對生物質(zhì)進行加熱并部分氧化的熱化學過

程. 氣化和熱裂解的區(qū)別就在于裂解決是在無氧條件下進行的, 而氣化是在有氧條件

下對生物質(zhì)的部分氧化過程. 首先, 生物質(zhì)顆粒通過部分氧化生成氣體產(chǎn)物和木碳,

然后, 在高溫蒸汽下, 木碳被還原, 生成co, h2, ch4, co2 以及其他碳氫化合物.

對于生物質(zhì)氣化技術(shù), 最大的問題就在于焦油含量. 焦油含量過高, 不僅影響氣化

產(chǎn)物的質(zhì)量, 還容易阻塞和粘住氣化設(shè)備, 嚴重影響氣化系統(tǒng)的可靠性和安全性. 目前

處理焦油主要有三種方法. 一是選擇適當?shù)牟僮鲄?shù), 二是選用催化劑加速焦油的分解,

三是對氣化爐進行改造. 其中, 溫度, 停留時間等對焦油分解有很重要的作用. milne ta

(1998 年)[41]指出, 在溫度高于1000oc 時, 氣體中的焦油能被有效分解, 使產(chǎn)出物中的

焦油含量大大減小. 此外, 在氣化爐中使用一些添加劑如白云石, 橄欖石以及使用催化

劑如ni-ca 等都可以提高焦油的分解, 降低焦油給氣化爐帶來的危害[42,43]. 此外, 設(shè)

計新的氣化爐也對焦油的減少起著很重要的作用. 遼寧省能源研究所研制的下吸式固定

床生物質(zhì)氣化爐, 在其喉部采用特殊結(jié)構(gòu)形式的噴嘴設(shè)計, 在反應區(qū)形成高溫旋風動力

場, 保證了焦油含量低于2g/m3.

由氣化所得產(chǎn)物經(jīng)過重整和水氣置換反應, 即可得到氫, 這與處理熱裂解產(chǎn)物類似.

通過生物質(zhì)氣化技術(shù)制氫也具有非常誘人的經(jīng)濟性. david a.bowen 等人(2003)[44]比較

了生物質(zhì)氣化制氫和天然氣重整制氫的經(jīng)濟性, 見圖2. 由圖可見, 利用甘蔗渣作為原

料, 在供料量為每天2000 噸的情況下, 所產(chǎn)氫氣的成本為us$7.76/gj, 而在這個供料量

下使用柳枝稷(switchgrass)為原料制得的氫氣成本為us$6.67/gj, 這和使用天然氣重整

制氫的成本us$5.85-7.46/gj 相比, 也是具有一定競爭力的. 如果將環(huán)境因素考慮進去,

由于天然氣不可再生, 且會產(chǎn)生co2, 而生物質(zhì)是可再生資源, 整個循環(huán)過程由于光合

作用吸收co2 而使co2 的排放量幾乎為0, 這樣, 利用生物質(zhì)制氫從經(jīng)濟上和環(huán)境上的

綜合考慮, 就已經(jīng)比天然氣重整更有優(yōu)勢了.

biomass feed to gasifier (tonnes/day)

hydrogen cost ($/gj)

500 1000 1500 2000

5

6

7

8

9

10

11

natural gas $3/gj

natural gas $4.5/gj

10.23

8.74

7.76

8.76

7.54

6.67

5.85

7.46

bagasse

switchgrass

圖2. 生物質(zhì)制氫與天然氣制氫經(jīng)濟性的比較

fig. 2. comparison of hydrogen cost between biomass

gasification and natural gas steam reforming

以上分析的利用生物質(zhì)高溫裂解和氣化制氫適用于含濕量較小的生物質(zhì), 含濕量高

于50%的生物質(zhì)可以通過光合細菌的厭氧消化和發(fā)酵作用制氫, 但目前還處于早期研究

階段, 效率也還比較低. 另一種處理濕度較大的生物質(zhì)的氣化方法是利用超臨界水的特

性氣化生物質(zhì), 從而制得氫氣.

3.3. 生物質(zhì)超臨界水氣化制氫

流體的臨界點在相圖上是氣-液共存曲線的終點, 在該點氣相和液相之間的差別剛

好消失, 成為一均相體系. 水的臨界溫度是647k, 臨界壓力為22.1mpa, 當水的溫度和

壓力超過臨界點是就被稱為超臨界水.在超臨界條件下, 水的性質(zhì)與常溫常壓下水的性

質(zhì)相比有很大的變化.

在超臨界狀態(tài)下進行的化學反應, 通過控制壓力, 溫度以控制反應環(huán)境, 具有增強

反應物和反應產(chǎn)物的溶解度, 提高反應轉(zhuǎn)化率, 加快反應速率等顯著優(yōu)點, 近年來逐漸

得到各國研究者的重視 [45,46]. 在超臨界水中進行生物質(zhì)的催化氣化, 生物質(zhì)的氣化

率可達100%, 氣體產(chǎn)物中氫的體積百分比含量甚至可以超過50%, 并且反應不生成焦

油, 木碳等副產(chǎn)品, 不會造成二次污染, 具有良好的發(fā)展前景. 但由于在超臨界水氣中

所需溫度和壓力對設(shè)備要求比較高, 這方面的研究還停留在小規(guī)模的實驗研究階段. 我

國也只進行了少量的研究, 比如西安交大多相流實驗室就研究了以葡萄糖為模型組分在

超臨界水中氣化產(chǎn)氫, 得到了95%的氣化效率 [47]. 中科院山西煤炭化學研究所在間隙

式反應器中以氧化鈣為催化劑的超臨界水中氣化松木鋸屑,得到了較好的氣化效果.

到目前為止, 超臨界水氣化的研究重點還是對不同生物質(zhì)在不同反應條件下進行實

驗研究, 得到各種因素對氣化過程的影響. 表3 總結(jié)了近幾年對生物質(zhì)超臨界水氣化制

氫的研究情況. 研究表明, 生物質(zhì)超臨界水氣化受生物質(zhì)原料種類, 溫度, 壓力, 催化劑,

停留時間, 以及反應器形式的影響.

表3. 近年來關(guān)于生物質(zhì)超臨界水氣化制氫的研究

table 3

recent studies on hydrogen production by biomass gasification in supercritical water

conditions

feedstock gasifier type catalyst used temperature and

pressure

hydrogen yield references

glucose not known not used 600oc, 34.5mpa 0.56 mol h2/mol of feed

glucose not known activated carbon 600 oc, 34.5mpa 2.15 mol h2/mol of feed

glucose not known activated carbon 600 oc, 25.5mpa 1.74 mol h2/mol of feed

glucose not known activated carbon 550 oc, 25.5mpa 0.62 mol h2/mol of feed

glucose not known activated carbon 500 oc, 25.5mpa 0.46 mol h2/mol of feed

[48]

glycerol not known activated carbon 665 oc, 28mpa 48 vol%

glycerol/methanol not known activated carbon 720 oc, 28mpa 64 vol%

corn starch not known activated carbon 650 oc, 28mpa 48 vol%

sawdust/corn starch

mixture

not known activated carbon 690 oc, 28mpa 57 vol%

[49]

glucose

tubular reactor koh 600 oc, 25mpa 59.7 vol% (9.1mol

h2/mol glucose)

catechol tubular reactor koh 600 oc, 25mpa 61.5 vol% (10.6mol

h2/mol catechol)

sewage autoclave k2co3 450oc, 31.5-35mpa

47 vol%

[50]

glucose tubular reactor not used 600 oc, 25mpa 41.8 vol%

glucose tubular reactor not used 500 oc, 30mpa 32.9 vol%

glucose tubular reactor not used 550 oc, 30mpa 33.1 vol%

glucose tubular reactor not used 650 oc, 32.5mpa 40.8 vol%

glucose tubular reactor not used 650 oc, 30mpa 41.2 vol%

sawdust tubular reactor sodium

carboxymethylcellulose

(cmc)

650 oc, 22.5mpa 30.5 vol%

[47]

生物質(zhì)的主要成分是纖維素, 木質(zhì)素和半纖維素. 纖維素在水的臨界點附近可以快

速分解成一葡萄糖為主的液態(tài)產(chǎn)品, 而木質(zhì)素和半纖維素在34.5 mpa, 200-230oc 下可以

100%完全溶解, 其中90%會生成單糖. 將城市固體廢棄物去除無機物后可以形成基本穩(wěn)

定, 均一的原料, 與木質(zhì)生物質(zhì)很相似. 由表可見, 不同的生物質(zhì)原料, 其氣化效率和速

率也有所不同. 溫度對生物質(zhì)超臨界水中氣化的影響也是很顯著的. 隨著溫度的升高,

氣化效率增大. 壓力對于氣化的影響在臨界點附近比較明顯, 壓力遠大于臨界點時, 其

影響較小. 停留時間對氣化效率也有一定影響, 研究表明, 生物質(zhì)在超臨界水中氣化停

留時間與溫度相關(guān), 不同的溫度下有不同的一個最佳值. 使用催化劑能加快氣化反應的

速率. 目前使用的催化劑主要有金屬類催化劑, 比如ru, rh, ni, 堿類催化劑, 比如koh,

k2co3, 以及碳類催化劑 [51,52]. 反應器的選擇也會影響生物質(zhì)氣化過程, 目前的反應

器可以分為間歇式和連續(xù)式反應器. 其中間歇式反應器結(jié)構(gòu)簡單, 對于淤泥等含固體的

體系有較強適應性, 缺點是生物質(zhì)物料不易混合均勻, 不易均勻地達到超臨界水下所需

的壓力和溫度, 也不能實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn),. 連續(xù)式反應器則可以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn), 但反應時間

短, 不易得到中間產(chǎn)物, 難以分析反應進行的情況, 因此今后需要進行大量的研究, 研

制出更加有效的反應器以及尋求不同生物質(zhì)在不同參數(shù)下的最佳氣化效果, 實現(xiàn)高效,

經(jīng)濟的氣化過程.

4. 其他制氫技術(shù)

除熱化學方法外, 生物質(zhì)還可以通過發(fā)酵的方式轉(zhuǎn)化為氫氣和其他產(chǎn)物. 此外,

微藻等水生生物質(zhì)能夠利用氫酶(hydrogenase)和氮酶(nitrogenase)將太陽能轉(zhuǎn)化為

化學能-氫. 這些生物制氫技術(shù)具有良好的環(huán)境性和安全性, 但還處于早期的研究階段,

制氫基理還未透徹理解, 尚需大量的研究工作.

太陽能半導體光催化反應制氫也是目前廣泛研究的制氫技術(shù). tio2 及過渡金屬氧化

物, 層狀金屬化合物如k4nb6o17, k2la2ti3o10, sr2ta2o7 等, 以及能利用可見光的催化

材料如cds, cu-zns 等都經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)能夠在一定光照條件下催化分解水從而產(chǎn)生氫氣.

但由于很多半導體在光催化制氫的同時也會發(fā)生光溶作用, 并且目前的光催化制氫效

率太低, 距離大規(guī)模制氫還有很長的路要走. 盡管如此, 光催化制氫研究仍然為我們

展開了一片良好的前景.

5. 制氫技術(shù)總結(jié)以及在香港的應用前景

前面討論了利用可再生資源制取清潔燃料-氫的各項主要技術(shù). 這些技術(shù)的特點,

經(jīng)濟性, 環(huán)境和安全方面的特點總結(jié)于表4.

表4. 利用可再生資源制氫技術(shù)比較

table 4. characteristics of candidate hydrogen production technologies

pv-electrolysis wind-electrolysis solar thermochemical cycle biomass conversion

development

status

pv technology almost mature,

electrolysis mature,

some demonstrations of

pv-electrolysis system been done

wind system mature, electrolysis mature,

wind-electrolysis demonstration needed

r&d pyrolysis and gasification r&d, biological

processes at early r&d

efficiency pv efficiency:

first generation, 11-15%,

second generation, 6-8%

solar to hydrogen around 7%

36% from wind to hydrogen, assuming wind

to electricity efficiency of 40% and

electrolyzer 90%

29% for zn/zno cycles conversion ratio up to 100% can be

achieved for gasification, efficiency of

10% for biological processes

economic

consideration

hydrogen cost about us$40-53.73/gj

depends on the pv type, the size

hydrogen cost about us$20.2/gj,

corresponding to 7.3cents/kwh

us$0.13-0.15/kwh, equivalent to

us$36.1-41.67/gj

us$6.67-17.1/gj for thermochemical

conversion depends on biomass types,

capacity size, for biological processes,

remain to be demonstrated

environmental

consideration

almost no pollution emission during

operation, energy consumption

intensive during construction, disposal

of hazardous materials

no pollution during operation, construction

energy consumption intensive, some noise

during operation

emission of hydrogen sulfide, use and

disposal of metal oxide, reactors

whole cycle co2 neutral, some pollution

emission during the stage of constructing

reactors

safety

consideration

handling hazardous materials during

fabrication, short circuit and fire during

operation, but not significant

relatively safe, a little danger exist during

maintenance

operating at high temperature, risk of

explosion exists; leakage of hydrogen

sulfide

operating at high temperature, explosion

may occur

由表可見, 生物質(zhì)氣化技術(shù)和風能-電解制氫技術(shù)具有良好的經(jīng)濟性. 對于環(huán)境的污染

以及危險性也相對較小, 極具發(fā)展前景, 可以作為大規(guī)模制氫技術(shù). 而光伏-電解水技

術(shù)則目前還未顯示出經(jīng)濟優(yōu)勢. 但由于太陽能資源豐富, 在地球上分布廣泛, 如果光

伏電池的效率能進一步提高, 成本能大幅降低, 則是未來很有潛力的制氫技術(shù). 太陽

能熱化學循環(huán)也是可行的制氫技術(shù), 今后的發(fā)展方向是進一步降低分解產(chǎn)物的能量損

耗以及發(fā)展更為經(jīng)濟的循環(huán).

香港地少人多, 沒有自己的煤, 石油, 天然氣, 也沒有大規(guī)模的農(nóng)業(yè), 所有能源

目前都依賴進口. 但香港具有豐富的風力資源和充足的太陽能資源, 利用可再生資源

部分解決香港的能源問題是一條值得探討的思路.

香港總?cè)丝?81 萬, 總面積2757km2, 其中陸地面積1098 km2, 海洋面積1659 km2.

但香港絕大多數(shù)人口集中在港島, 九龍等面積較小的市區(qū), 而新界很多區(qū)域以及周邊

島嶼則人口較少. 由于香港地處北回歸線以南, 日照充足(13mj/m2/day), 風力強勁

(>6m/s), 具有很大的發(fā)展可再生能源的潛力. 簡單計算可知, 如果將香港所有陸地面

積安裝上效率為10%的光伏電池, 則年發(fā)電量可達144.7twh, 這相當于香港1999 年電

消耗量35.5twh 的4 倍! 這說明發(fā)展光伏技術(shù)在香港有很大潛力. 考慮到香港市區(qū)人

口稠密, 可以考慮將光伏電池安裝在周邊島嶼發(fā)電, 通過電解槽制氫. 由于光伏-電解

水成本很高, 這一技術(shù)還難以大規(guī)模應用, 如果光伏成本能大幅度降低, 則在香港發(fā)

展光伏制氫具有非常誘人的前景. 另外, li(2000)[53]進行了在香港發(fā)展海上風力發(fā)電

的可行性研究. 研究表明, 利用香港東部海域建立一個11 × 24 km 的風力發(fā)電機組, 可

以實現(xiàn)年發(fā)電2.1 twh, 這相當于香港用于交通的能源的10%. 此外, 香港周邊島嶼,

如橫瀾島等, 平均風力都在6.7 m/s 以上, 在這些島嶼發(fā)展大規(guī)模的風力機組也是值得

進一步探討的問題. 除此之外, 香港每年產(chǎn)生的大量有機垃圾, 也可以通過氣化或熱

解制氫. 這些技術(shù)在香港的成功應用還需要更深入的研究, 本文不作深入探討.

6. 小結(jié)

本文綜述了目前利用可再生資源制氫的主要技術(shù), 介紹了其基本原理, 也涉及到

了各項技術(shù)的經(jīng)濟性和環(huán)境以及安全方面的問題. 對各項制氫技術(shù)進行了對比分析,

總結(jié)出利用風能發(fā)電再推動電解水, 以及利用生物質(zhì)的熱化學制氫具有良好的經(jīng)濟性,

對環(huán)境的污染較小, 技術(shù)成熟, 可以作為大規(guī)模制氫的選擇. 利用光伏-電解水技術(shù)具

有誘人的發(fā)展前景, 但目前還未顯示出其經(jīng)濟性. 而太陽能熱化學制氫則處于研究階

段, 還難以用于大規(guī)模制氫. 香港具有比較豐富的可再生資源, 利用風力發(fā)電和有機

廢物制氫是可行的制氫技術(shù), 而光伏電池還需要大量研究以進一步降低成本. 盡管還

有大量的研究和更深入的分析要做, 利用可再生資源制氫以同時解決污染和能源問題

已經(jīng)為我們展開了一個良好的前景.

致謝:

本文屬<可再生氫能在香港的應用研究>項目, 該課題受香港中華電力公司(clp)及香港

特別行政區(qū)政府資助, 在此表示感謝!

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第7篇：可再生資源的優(yōu)點范文

[關(guān)鍵詞]地熱能 監(jiān)測系統(tǒng) 應用

[中圖分類號] P314 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-7-343-1

0引言

隨著我國經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展及人口的不斷增加，能源消耗越來越大，能源供給越來越緊張。其節(jié)約能源及保護環(huán)境的壓力越來越大，并已成為國家戰(zhàn)略需求。淺層地熱能是一種新型的優(yōu)質(zhì)環(huán)保能源，具有可再生、儲量大、清潔環(huán)保等優(yōu)點。

1項目概況

為合理開發(fā)利用安徽省淺層地熱能資源，安徽省國土資源廳、安徽省財政廳下達安徽省淺層地熱能調(diào)查與評價項目任務書（皖國土資[2009]295號文），立項開展安徽省淺層地熱能調(diào)查與評價工作。簽訂了安徽省公益性地質(zhì)工作項目委托合同（編號：公益項目合同2009-11），項目起止時間為2009年11月～2011年5月（后續(xù)作）。根據(jù)安徽省淺層地熱能調(diào)查評價總項目的統(tǒng)一部署，淮北市工作區(qū)淺層地熱能調(diào)查與評價是該項目子項目之一。

淮北市淺層地熱能調(diào)查與評價的工作區(qū)范圍包括相山、烈山、杜集三區(qū)的建成區(qū)、濉溪縣城和周邊因城市發(fā)展需要實施控制范圍，。地理坐標：116°37@18″～116°58@25″、北緯33°52@52″～34°06@29″。工作區(qū)（規(guī)劃區(qū)）面積約420km2。

2淺層地熱能賦存條件

工作區(qū)地層屬華北地層大區(qū)晉冀魯豫地層區(qū)淮河地層分區(qū)淮北地層小區(qū)。根據(jù)區(qū)內(nèi)鉆孔和區(qū)域資料，本區(qū)北東―西南大部均被第四系松散層覆蓋，僅東南及北部基巖出露。

依據(jù)全省淺層地熱能賦存的地質(zhì)條件及其開發(fā)利用特點，總項目將150m以淺地層巖性主要按不同地質(zhì)時代及其固結(jié)程度進行了分類，即將第四系、新近系劃分為松散巖類地層，古近系、白堊系劃為半固結(jié)巖類地層，除松散巖類、半固結(jié)巖類之外的為固結(jié)巖類巖石。

根據(jù)地下水的賦存條件及含水介質(zhì)的空隙類型，本區(qū)地下水類型分為松散巖類孔隙水、碳酸鹽巖類巖溶裂隙水及碎屑巖類裂隙水三類。

地溫在地層中的變化就是巖土體熱導率的效應，恒溫帶以下地層主要受地球內(nèi)部熱能控制。根據(jù)地溫場溫度隨深度的變化，將200m以淺自上而下劃分為變溫帶、恒溫帶和增溫帶。

3淺層地熱能資源開發(fā)利用

淺層地熱能資源分別賦存于巖土體、地下水及地表水中，針對不同的賦存條件借助地源熱泵系統(tǒng)采取不同的開發(fā)利用方式。分為地源型（地埋管）、地下水源型和地表水源型三種開發(fā)利用方式。

4開發(fā)利用適宜性分區(qū)及資源評價

淺層地熱能開發(fā)利用適宜性分區(qū)是調(diào)查評價工作的基本任務，貫穿于整個工作的全過程;其目的是為勘查評價方法和開發(fā)利用方式的選擇、資源評價以及能源建設(shè)規(guī)劃的編制提供技術(shù)依據(jù)。

5地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)

5.1地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測布置方案

在渠溝鎮(zhèn)鐘樓村和劉橋鎮(zhèn)附近松散層厚度50-100m區(qū)內(nèi)，布置2處監(jiān)測（井）孔，監(jiān)測第二雙層結(jié)構(gòu)150m以淺地溫場地質(zhì)環(huán)境;選取南湖塌陷積水區(qū)為地表水監(jiān)測點，監(jiān)測地表水水溫、水質(zhì)及氣溫變化情況。

5.2地溫場監(jiān)測技術(shù)要求

5.2.1區(qū)域性監(jiān)測

監(jiān)測孔（井）原則上不是開采井，孔（井）深100―150米。如遇在抽水井中測溫時，要在停泵24小時后測量。數(shù)字化測溫工具屬于精密儀器，需要妥善使用和保管。測量記錄使用專用表格，監(jiān)測地溫前，先測氣溫和水位;然后測地溫（水溫），50m以淺每2.5m測一次溫度，50m以下每5m測一次溫度。每月10日測一次，溫度值讀取記錄以數(shù)字不跳躍，并穩(wěn)定5秒后為準。氣溫、地溫均精確到0.1℃。同時記錄坐標、地理位置、天氣狀況、水位（精確到0.01m）、孔口（井臺）高度（精確到0.01m）、是否為開采井等。在測量過程中及時進行數(shù)據(jù)分析，如遇異常，需查找原因，確保測溫數(shù)據(jù)真實可靠。監(jiān)測資料于當月完成后及時交專人整理、保管。

5.2.2地表水水溫監(jiān)測

選取南湖公園塌陷積水區(qū)為地表水觀測點，位置確定湖心水深大于3m處，每次測量的物理量位置和深度相同。地表水體溫度監(jiān)測點為地表水面以下1、3、5、7、9、11m……水底各測量一次水溫，并測即時氣溫。測溫數(shù)據(jù)記錄在“地表水地溫監(jiān)測記錄表”內(nèi)，氣溫觀測、地理位置、坐標、天氣狀況及水體名稱等同時填寫。每次在同一固定地點測量，監(jiān)測時間為每月10日，如遇極端氣溫，適當加密測量。監(jiān)測資料于當月完成后及時交專人整理、保管。

6 GPRS遠程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)建設(shè)

6.1系統(tǒng)組成

中心服務站：發(fā)出命令和接受數(shù)據(jù)。

中心站計算機配置：為品牌計算機，主流配置。

系統(tǒng)軟件的操作平臺是WindowXP，采用128點組態(tài)軟件。

6.2系統(tǒng)功能

以光電直讀的方式讀取流量計所計量的水量值 ，并將其轉(zhuǎn)換為相應的數(shù)字信息。;

接收由變送器輸入的信號，并將其轉(zhuǎn)換為相應的數(shù)字信息。

將所采集信息通過天線以短信的方式發(fā)送至中心站。

將溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)自動保存、自動形成曲線。

6.3測量元件精度要求

溫度傳感器：PT1000電工電阻，4～20ma輸出，防磁防腐，加長導線調(diào)試標定，精度0.1℃;巡檢儀：24路，4～20ma輸入，0.2%FS;控制箱：巡檢箱;軟件：128點組態(tài);編程：自動保存數(shù)據(jù)，自動形成曲線; 數(shù)據(jù)采存卡：ACCESS庫保存，存儲量512K;加長導線：聚四氟乙烯導線，三芯屏蔽，鍍銀;流量計、計量器具名稱：電磁流量計;型號規(guī)格：LDC-15C。量程：10～100L/H;精度：1.0級;傳感器基本誤差：±0.25%。線性度：0.15%，重復性：0.03%;電流輸出：4～20MA。

7結(jié)論

淺層地熱能的開發(fā)利用有著重要的作用，而建立地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)更是重中之重，它不僅為以后的工作開展提供了寶貴的資料也為全面系統(tǒng)的建設(shè)地熱能監(jiān)控系統(tǒng)打下了堅實的基礎(chǔ)，工作中要嚴謹、科學、精確、認真的完成地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測任務獲得準確的數(shù)字為祖國的可再生資源提供可開采依據(jù)，也為了廣大民眾的根本利益，所以地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)具有深遠的意義。

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第8篇：可再生資源的優(yōu)點范文

1.新型節(jié)能型門窗建筑材料。行業(yè)分析指出通過門窗以輻射傳遞、空氣滲漏等方式傳熱損失的能量大約占整個建筑能源的三分之一。近年來市面上新型的門窗制造材料主要以復合材料為主。以玻璃鋼節(jié)能門窗為例，玻璃鋼即玻璃纖維增強材料，是一種新型復合材料。玻璃鋼門窗具有美觀時尚、不易收縮膨脹、使用壽命長等多種良好的性能;又拿鋁塑復合型門窗來說，它把塑料材質(zhì)不易導熱和鋁合金材質(zhì)輕便、堅固、耐腐蝕等特性完美地結(jié)合在一起，使其具有了隔熱性強、耐老化、牢固抗壓等多種優(yōu)點。玻璃性能的良蕎很大程度上決定了門窗耗能量的多少，節(jié)能玻璃必須具有良好地保溫性和隔熱性。比如，以遮陽型低輻射鍍膜玻璃為代表的節(jié)能型鍍膜玻璃裝飾性強、隔熱性好，節(jié)能性強:多孔玻璃則耐火防水、導熱率低、粘結(jié)性好、機械強度高、穩(wěn)定性強，也是吸聲、隔熱、防潮性能良好的新型節(jié)能建筑材料。

2.防水密封材料。防水材料是建筑業(yè)和其他各行業(yè)不可缺少的一部分。目前，我國防水材料逐步多元化、高科技化。隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，對防水密封材料的品質(zhì)要求也日趨嚴苛，而我國防水密封材料行業(yè)還存在著譬如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、質(zhì)量差、施工技術(shù)偏低等問題。因此，要以市場為導向、以節(jié)能環(huán)保為出發(fā)點，重點研究和發(fā)展改性瀝青防水卷材、CPE、Pvc等新型防水材料，擴大其市場占有率。

3、可再生循環(huán)型建筑材料。(l)植物纖維。我國地大物博，農(nóng)作物等植物資源相對豐富，以廢置不用的植物秸稈、木料等為原料研發(fā)建筑材料不僅節(jié)能環(huán)保，還能滿足人們追求綠色、回歸自然的心理。(2)工業(yè)廢渣、建筑垃圾的綜合利用，比如生態(tài)水泥，制造水泥的耗能量在建材行業(yè)中占據(jù)絕大部分比例，因此要大力發(fā)展生態(tài)水泥。它是以各種工業(yè)固體廢料、廢液、尾礦和下水道污泥等多種廢棄物為原料制造的一種生態(tài)型建筑材料。其整個生產(chǎn)流程都與環(huán)境保護相協(xié)調(diào)，既具有實用性又健康，還能在解決廢棄物污染的同時降低生產(chǎn)成本。(3)相變材料。相變材料具有隨著溫度的改變而發(fā)生形態(tài)轉(zhuǎn)變的特性，在此過程中會儲存大量能量，在建材行業(yè)中加以開發(fā)利用，必能在節(jié)能、溫度控制等方面發(fā)揮重大作用。

二、未來新型節(jié)能型建筑材料的發(fā)展方向

1、綜合利用多種材料。各行各業(yè)日新月異地發(fā)展，能源日益緊缺。以可再生資源作為建材原料已刻不容緩。另外各建材企業(yè)要實行有效的節(jié)源措施，提高資源利用率和產(chǎn)品成品率。我國工業(yè)廢棄物和建筑垃圾年產(chǎn)量驚人，加以回收并替代傳統(tǒng)原材料生產(chǎn)新型建材，可以有效控制環(huán)境污染和能源消耗。總之要減少天然資源使用量，多采用無污染生產(chǎn)技術(shù)，盡量多開發(fā)健康、多功能、社會效益好的產(chǎn)品。

2、改變建筑材料功能單一的局面口隨著生活水平的提高，人們更加重視消費質(zhì)量，傳統(tǒng)單一功能的建材己很難應對市場的需求，購買節(jié)能環(huán)保的新型材料己成為大家的全新消費理念。同時加大開發(fā)新技術(shù)的力度，如將納米技術(shù)運用到建材行業(yè)，研發(fā)出具有抗病毒、祛臭、防蟲等多種功效的建筑材料，從而讓人們生活更加舒適、健康。

3、開發(fā)應用低能耗材料。相關(guān)部門要實事求是，制定頒布一系列關(guān)于新型節(jié)能建筑材料的管理規(guī)范和規(guī)章制度，加大資金投入，出臺相關(guān)獎勵政策積極倡導企業(yè)研制低能耗建筑材料，采用先進的生產(chǎn)技術(shù)和優(yōu)良的制造工藝，盡量使用健康綠色的原材料，兼顧多利用可再生資源、回收循環(huán)利用廢舊資源，堅持走資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的可持續(xù)發(fā)展道路，從根本上改變我國在建材工業(yè)發(fā)展中耗能高、效益低、污染重的狀態(tài)。

第9篇：可再生資源的優(yōu)點范文

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計生態(tài)化探索

Abstract: the ecological ideas is human orientation and inevitable choice, the city and the ecological architecture design is the inevitable trend of the development of history. This paper introduces the design characteristics of the ecological construction, and puts forward the ecological architecture design, the main points of the architectural design and the ecological development trend for the exploration.

Key words: ecological architecture design exploration

中圖分類號： TU2 文獻標識碼：A 文章編號：

生態(tài)化的思想是人類的取向和必然選擇，城市和建筑設(shè)計的生態(tài)化是歷史發(fā)展的必然趨勢。一方面它契合了“可持續(xù)發(fā)展”的全球共識;另一面它為城市設(shè)計和建筑設(shè)計發(fā)展開辟了一條新途徑。生態(tài)建筑理論的發(fā)展將導致建筑科學技術(shù)內(nèi)容的極大豐富與建筑藝術(shù)創(chuàng)造的相應發(fā)展，推動整個建筑學不斷向前發(fā)展。

一、建筑設(shè)計生態(tài)化的特征

生態(tài)建筑不僅僅是生態(tài)理念的一種升華和實踐，更涉及社會生活文化領(lǐng)域，是生態(tài)文化的一部分。

1、運用節(jié)能技術(shù)實現(xiàn)生態(tài)建筑節(jié)能技術(shù)。主要是指利用太陽能收集設(shè)施蓄熱、轉(zhuǎn)化為電能等形式的能量儲存起來，為建筑提供充足的光照、電能以及冬季取暖，這不僅減少了能源消耗，還降低了環(huán)境污染。當然節(jié)能技術(shù)還有其他類似的技術(shù)，比如風能的利用不僅可以使建筑內(nèi)的空氣得到更新，還可以轉(zhuǎn)化為電能貯存起來，水能、海洋能發(fā)電，沼氣池發(fā)電以及提供能源物質(zhì)沼氣等。這些節(jié)能技術(shù)都充分利用了再生資源，使得建設(shè)設(shè)計更加的人性化。

2、提高資源的再利用率，減少廢物的產(chǎn)生。在實施生態(tài)建筑的過程中，使用可循環(huán)或再生的資源，比如使用再生的建筑材料，盡可能的減少垃圾廢物的產(chǎn)生。在建筑施工的過程中，經(jīng)常會向外界排放有毒的氣體或者灰塵，生態(tài)建筑的理念要求在這些氣體排放之前采取一定的手段對這些有害的物質(zhì)進行恰當?shù)奶幚怼?/p>

二、建筑設(shè)計生態(tài)化的要點

生態(tài)住宅設(shè)計，指的就是綜合運用當代建筑美學、建筑技術(shù)科學、人工環(huán)境學、生態(tài)學及其它科學技術(shù)的綜合成果，把住宅建造成一個小的生態(tài)系統(tǒng)，為居住者提供舒適、健康、環(huán)保、高效、美觀的居住環(huán)境的一種設(shè)計實踐活動。這里所說的“生態(tài)”絕非一般意義的綠化，而是一種對環(huán)境無害而又有利于人們工作生活的標志。在工程實施過程中，生態(tài)住宅涉及的技術(shù)體系極其龐大，包括能源系統(tǒng)(新能源與可再生能源的利用)、水環(huán)境系統(tǒng)、聲環(huán)境系統(tǒng)、光環(huán)境系統(tǒng)、熱環(huán)境系統(tǒng)、綠化系統(tǒng)、廢棄物管理與處置系統(tǒng)、游憩系統(tǒng)和綠色建材系統(tǒng)等。簡單說來，其技術(shù)策略主要體現(xiàn)在以下幾個方面：住宅區(qū)物理環(huán)境(聲、光、熱環(huán)境)與能源系統(tǒng)設(shè)計，包括建筑規(guī)劃、建筑單體設(shè)計、建筑能源系統(tǒng)的設(shè)計等，同時又與綠化設(shè)計以及建材的選擇息息相關(guān)，是當前生態(tài)住宅設(shè)計中最重要而又最容易被忽視的問題，智能化住宅區(qū)，包括信息管理和通訊白動化、物業(yè)管理自動化、設(shè)備自動化控制、安全防護自動化以及家庭智能化等。

1、利用太陽能資源

太陽能資源是可再生資源，取之不盡用之不竭。一般來說，獲取太陽能的方式主要有兩種。而且太陽能資源利用起來方便、衛(wèi)生、安全。

（1）通過窗戶集熱板建設(shè)太陽能資源系統(tǒng)。運用玻璃盒子單元集熱板、蓄熱裝置、風扇和空氣導管等組合而成。在玻璃盒子里集熱板將太陽的光能轉(zhuǎn)換成熱能，用風扇驅(qū)動加熱的空氣，并從空氣導氣管將集熱板的熱量傳輸?shù)浇ㄖ?nèi)部存儲熱量。

（2）通過空氣集熱板建設(shè)太陽能資源系統(tǒng)。通過空氣集熱板產(chǎn)生的熱來補給空氣供熱系統(tǒng)，不僅是對供熱系統(tǒng)的一種補充，而且能在短時間積聚大量的熱能，提高效率。

2、利用新材料

適合生態(tài)建筑設(shè)計所需的材料很多，而且各自都有自己的利弊，在選擇時要根據(jù)具體的尺寸和自然環(huán)境來選擇。

（1）利用玻璃材料。隨著先進技術(shù)的進一步發(fā)展，玻璃材料不再局限于玻璃的概念，而是出現(xiàn)了很多種類的玻璃，比如，熱反射型玻璃、吸熱玻璃。電敏感玻璃，低輻射玻璃等等。各種類型的玻璃材料為生態(tài)建筑的可持續(xù)發(fā)展提供了一定的保障。

（2）透明熱阻材料組合墻。熱阻材料實際上就是一種透明的建筑材料，并可將其與外部墻面合成透明隔熱墻。

（3）太陽能光電材料。在生態(tài)建筑中提倡用太陽能作為在建筑材料中的主要自然資源用太陽能電池發(fā)電為生態(tài)建筑提供能源，其優(yōu)點是既無污染，也無噪音，并可以利用可再生能源提供可靠的燃料。

（4）利用水的循環(huán)。水是大自然賦予人類的自然資源。大自然界中，水是循環(huán)的，并將其當作中水運用，此外雨水冷卻在建筑設(shè)計構(gòu)建，并可以用雨水冷卻建筑，冷卻的建筑周圍會蒸發(fā)并起到制冷的效果。

（5）利用豐富的地熱資源。地下的地熱資源產(chǎn)生的能量僅次于太陽能，屬于可再生資源的一種，而且地熱資源并與采取和利用。最主要的是為了將來的可持續(xù)發(fā)展，盡可能多的運用可再生資源將有助于構(gòu)建生態(tài)建筑。

三、建筑設(shè)計生態(tài)化的發(fā)展趨勢

1、應走可持續(xù)發(fā)展的建筑設(shè)計道路。21世紀是信息時代，更應該是生態(tài)文明時代。人類運用高新科技，探索生存生產(chǎn)和生活環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的模式，按照國際社會所承認的原則進行設(shè)計。

（1）對涉及的地方性、地域性理解、重視地方場所的文化脈絡。

（2）運用技術(shù)的公眾意識，結(jié)合建筑功能要求，采用簡單合適的技術(shù)。

（3）樹立建筑材料蘊含能量和循環(huán)使用的意識，在最大范圍內(nèi)使用可再生的地方性建筑材料，避免使用高溫能量、破壞環(huán)境、產(chǎn)生廢物以及帶有放射性的建筑材料，盡量利用舊的建筑材料和構(gòu)件。

（4）完善建筑空間使用的靈活性，以便減少建筑體量。將建設(shè)所需的資源降至最少。

（5）減少建筑過程中對環(huán)境損害，避免環(huán)境的破壞、資源的浪費以及建材的浪費。

2、住宅的壽命將要大大的延長，超耐久性住宅將要大量出現(xiàn)。目前，住宅的使用壽命按其設(shè)計方案來說一般是在50年左右，人們用幾十年以至終身的積蓄來購買1棟房屋，在使用之后就要報廢，這種現(xiàn)象實在有點殘忍，所以，人們迫切地要求提高住宅的耐久性，現(xiàn)在超耐久型混凝土的研究正在興起，在不遠的將來有望使混凝土的耐久性達到幾百年以至上千年，當住宅采用框架結(jié)構(gòu)之后，就可以采用超耐久型混凝土從而大大的提高住宅的耐久性，實現(xiàn)擁有超耐久型住宅的夢想，其顯著的經(jīng)濟效益和社會效益是不言而喻的。

3、住宅建筑的舒適性。住宅建筑的本質(zhì)就是為人服務。首先要講舒適性，也就是說住宅建筑要尋求一種在符合購買面積、戶型的基礎(chǔ)上，使得各功能空間安排的合理有效，各得其所，分區(qū)明確，并使各功能的空間有適宜的尺度、比例，方便家具的布置和人的活動，同時要保證各功能空間的相對私密性。為滿足室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，各功能空間要采光充足，通風良好，使用率高，并體現(xiàn)一定的藝術(shù)性和超前性。對于外部空間的環(huán)境，居民交往的空間創(chuàng)建也是居住舒適性的重要體現(xiàn)，應力求把原有的生活納入進來，作為居民生存環(huán)境的重要組成部分。規(guī)劃要結(jié)構(gòu)明朗，形象綱舉目張，群體設(shè)計要多種圍合，變化多變的私密，半私密的空間，配合如一，廣場、綠地、小品、通透環(huán)廊等構(gòu)成統(tǒng)一景觀，做到安全寧靜，溫馨而利于交往。生態(tài)的建筑設(shè)計應具有以下幾方面的特點：尊重設(shè)計地段內(nèi)的土地、環(huán)境及植被的特點，因地制宜；整體考慮，全面的考慮設(shè)計區(qū)域內(nèi)部與外部環(huán)境關(guān)系；強調(diào)人與環(huán)境的和諧共存，不可分割。

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