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造成能源危机的主要原因范文1
当前世界各国都在关注金融危机,部分人认为金融危机与能源问题是毫不相关的两个问题,在制定应对金融危机的措施时不需要考虑能源问题。笔者认为这两个问题是相互交织在一起的,不能够把它们截然分开,如果只关注金融危机而不考虑能源问题那么金融危机也是难以解决的,本文就对二者的关系作一探讨。
能源问题与金融危机的成因
对于金融危机的成因,通常认为包括以下几点:房价的下降、利率上升、抵押贷款条件过于宽松、贷款者的过度借贷以及监管不力等。在所有这些因素中,贷款者的还款能力超出自己的收入水平是个最基本的原因,而贷款者还款额超出自己能力的原因除了还款数目过高外,能源价格上涨造成的贷款者支出扩大也是个重要原因,因而能源问题与金融危机的爆发也存在一定的联系。
最近几年能源价格总体大幅上涨,而随着能源价格上涨,能源消费在总的消费中所占比例大幅上升,2002年美国个人消费总支出为73507亿美元,其中能源商品与服务支出占4.51%,2007年这一数字升至6.03%,能源消费的增幅为76.8%,而消费总支出的增长比例只有32.1%。能源消费因而成为美国人一个沉重的负担,如果再考虑到能源价格上涨是这些年物价上涨的主要原因,那么能源问题对消费者收入的销蚀作用就更大,能源问题成为除过高的房贷负担外,又一个造成贷款人无力还贷的主要原因。
美联储提高利率被认为是金融危机的导火线,这也表明能源问题与金融危机具有内在的联系性。自2004年以来,随着能源价格大幅上涨,通货膨胀压力加大,这导致美联储在2004年6月到2006年6月间连续加息,联邦基金利率从1%提高至5.25%。同时由于大部分次级抵押贷款采取可调整利率的形式,随着利率提高,贷款人还款数额也大幅增加,最终导致贷款人无力还贷。制止能源危机的政策却导致了金融危机,这表明二者具有某种内在联系并且在政策上也是互相关联的。
能源问题与金融危机的解决措施及其效果
尽管从2007年下半年以来,美国政府陆续出台多个应对金融危机的措施,然而金融危机仍然不断恶化。这固然是由于金融危机的发展需要一个过程,政策的效果也需要一个较长的时间才能显现出来,而2008年以来能源价格暴涨也是金融危机恶化、政策难以奏效的一个重要原因。
进入2008年以来,能源价格暴涨,德克萨斯中质原油从2008年1月份的每桶92.97美元升至6月份的133.88 美元,所有等级汽油零售价(含税)2008年1月份为每加仑309分,6月份升至411分,居民用天然气由每千立方英尺12.12美元增至7月份19.83美元,居民用电由1月份每千瓦时10.2分增至8月份11.9分。能源消费在总的消费中所占比例继续上升,2007年第四季度美国能源商品和服务占个人消费总支出的比例为6.33%,2008年第二季度这一数字升至6.69%,多支出517亿美元,由于食品价格上涨在很大程度上是由能源价格上涨造成的,如果把食品也计算在内,则能源和食品消费支出在这半年内增加了1082亿美元;对于所有商品和服务而言,通过计算可得2007年第四季度到2008年第二季度的CPI上升了大约3.36%,即在2008年第二季度仅要维持2007年第四季度的消费水平就要多支出3300多亿美元。与此相对,2007年全年的CPI涨幅只比2006年上升了2.85%,物价的过快上涨导致更多人收入缩水及无力还贷,恶化了宏观经济形势并在相当程度上抵消了美国救市计划本应具有的作用,因而金融危机的恶化和油价暴涨几乎同时发生决不是偶然的。
另外,解决金融危机需要扩张性的财政、金融政策,而解决能源价格上涨则需要实行紧缩政策,处理不好,则可能在解决一个问题的同时引发或加重另一个问题。事实正是如此,金融危机从某种程度上可以说是美国实行紧缩政策的结果,而2008年以来的油价暴涨从某种程度上也是美国为应对2007年金融危机的发生而实行扩张性政策的结果。目前,美国仍在实行扩张性的经济政策,但扩张性政策会导致流动性增加,可以预见,如果美国经济状况得以改善,大量资金将涌入石油期货市场从而推动油价迅速上升,反过来又导致经济的衰退。由此可见,能源问题的存在加大了解决金融危机的难度,如果在解决金融危机与能源问题二者之间无法取得平衡,美国经济有可能陷入复苏—油价上涨—衰退这样的恶性循环。
能源问题与金融危机的未来走向
随着陷入金融危机,美国许多经济指标都在恶化。在私人国内投资总量中,除了住宅建设大幅下降外,固定资产投资也连续出现下滑,非住宅建设增幅出现下降,使2008年第二季度私人国内投资总量下降达11.5%;制造业劳动生产率出现大幅下降,2008年第二季度降幅达2.2%,是2006年第一季度以来的首次下降,并且是1989年第二季度以来的最大降幅;与此同时,制造业的单位劳动力成本却大幅上升,2008年第二季度增幅达6.2%,每小时实际收入自2008年以来连续下降;制造业国民收入自2007年第二季度以来一直在下降,到2008的第二季度降幅达7.89%;物价持续上涨,2008年上半年美国城市消费者CPI增幅为4.24%,远高于2007年同期1.02%的增幅, 2008年8月份制成品的PPI同比上升9.69%,而2007年8月同比只上升了2.34%;失业率也不断上升,2008年8、9两个月的失业率均高达6.1%,2008年9月份美国共损失15万9千份工作,是5年多来就业机会减少最多的一个月,也是2001年911恐怖袭击以来就业市场的第二大单月降幅。
当前金融危机已蔓延到实体经济,其解决尚需时日。这些指标还表明,能源问题对经济的影响也在日益加深,比如在各产业GDP的变化中,汽车生产从2007年第四季度以来连续下降达25.7%、14.2%和33.8%,成为拉动GDP增幅下降乃至负增长的主要因素;2008年上半年与2007年上半年相比,除食品和能源外的其他商品CPI增幅只有2.35%,这表明食品和能源对CPI上升的贡献达45%,而2008年8月能源类制成品的PPI同比涨幅高达27.4%,远远高于制成品的平均涨幅。目前油价已回归到一个相对合理的水平,从而使油价对美国经济的负面影响有所削弱,同时,随着美国政府承担起更多的维护金融市场稳定的责任,金融体系将重新获得稳定,金融机构也将得以正常运转,由金融危机导致的美国金融体系混乱局面将逐渐结束。
然而由于金融危机已蔓延至实体经济,金融体系的稳定并不表明金融危机的结束。由于金融危机的影响将会持续存在,市场信心难以在短期内恢复,美国政府的巨额财政赤字也阻碍着经济的复苏,美国经济困难局面将持续很长一段时间。同时能源问题持续存在,并且由于美国经济的任何复苏迹象都可能带来油价的迅速上涨从而使美国经济重返困境,能源问题将因此而成为阻碍经济发展的首要因素,如果不能有效解决能源问题,金融危机最终将会转化为能源危机。
结论及启示
笔者在研究中发现,在金融危机与能源问题二者中,金融危机只是一个偶然性和暂时性的历史事件,能源问题则更具有长期性和根本性,从某种程度上可以说是能源问题引起了金融危机,并影响和制约着金融危机的发展变化,就象能源问题引起粮食危机那样。这是因为能源是世界经济的基础,能源领域的变化是根本性的变化,必然要求对世界经济进行调整以适应这种变化,如果人类不主动进行调整,经济自身就要进行调整,在当前就表现为粮食危机和金融危机。目前调整仍在进行之中,未来世界经济还将遇到各种各样的挑战。因而必须高度重视能源问题并采取措施应对,如果认识不到这一点,世界经济困难局面将会持续更长时间,过程更曲折,代价也更昂贵。
金融危机对中国有一定影响,但相比之下,能源问题对中国经济的影响更全面、更深刻、更具有根本性。因此在应对金融危机对中国消极影响的同时,更需要关注能源问题,并采取诸如严格厉行节约、转变经济增长方式、降低能源利用强度、积极开发新能源等措施积极应对这一挑战,从而使中国经济能够持续、健康地向前发展。
参考文献
造成能源危机的主要原因范文2
关键词:LNG-柴油;双燃料发动机;燃油替代率;可行性;经济性;
一、引言
石油作为全球经济发展引擎的原材料,具有储量大、分布广等优势,长期以来在能源中占主导地位,是汽车、轮船等交通工具的优质动力燃料。但随着世界经济的飞速发展,人类对石油的需求越来越大,导致石油总储量逐年递减,能源危机日益加重,环境污染加剧等问题。
石油燃料发动机排放气体污染严重,特别是氮氧化物和硫氧化物及温室气体二氧化碳等气体的排放尤为突出。其中,汽车、船舶等燃油发动机所排放的颗粒污染物(PM)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOX)、硫氧化物(SOX)等有害物是大气污染的主要污染源,对人体和环境造成严重的损害[1]。为了控制石油燃料发动机废气排放并缓解能源危机等问题,各国都制定了严格的排放法规。同时,积极寻找新型、节能减排的替代燃料,开发新能源发动机。LNG-柴油双燃料发动机的推广使用,可以解决石油资源短缺的问题,减少有害气体排放,达到节能减排的目的。
二、LNG特性
(一)LNG基本特性
常温常压下天然气是无色、无味、无毒、无腐蚀,是一种以饱和烃类为主的混合气体。其主要成分是甲烷,约含有85%-95%,并含有少量的氮气、硫化物。随着天然气的加工、储存、运输、应用等技术的不断成熟,天然气应用范围不断拓展,其中在汽车、船舶等发动机上的使用最为显著。
液化天然气(Liquefied Natural Gas简称LNG)是天然气经压缩、冷却,在-160℃下液化而成,主要成分是甲烷。天然气在液化过程中进一步净化,甲烷纯度高,几乎不含氮气和硫化物。其作为一种优质燃料,具有洁净、经济、高效、资源丰富和方便储运等优点。天然气用作汽车、船舶等设备的替代燃料,与汽油、柴油相比,其二氧化碳、硫氧化物和氮氧化物的排放量明显降低,几乎不含颗粒物,是一种理想的发动机绿色替代燃料;其燃料、维护保养成本较低,具有显著的经济效益[2]。经过长期的发展,LNG产业已经形成了液化、储存、运输及终端使用一整套工艺技术和装备。
LNG的密度取决于其组分,由于LNG产地不同其密度通常在430kg/m3-470kg/m3之间。其主要特点如下[3]:
1、LNG体积是同质量天然气的1/625,重量仅为同体积水的45%,可以使用汽车、火车、轮船等常规设备运输。
2、LNG储存效率高,占地少。
3、LNG作为优质的发动机燃料与石油相比,它具有辛烷值高、抗爆性能好、燃料费用低、节能环保等优点。LNG-柴油双燃料发动机尾气中,HC减少72%,NOx减少39%,CO减少90%,几乎不含有Sox及颗粒物。
4、LNG汽化潜热高,液化过程中的冷量可回收利用。
(二)LNG燃烧特性
石油燃料燃烧排出的废气主要成分是NOX、CO、CO2、SOX和颗粒物等有害气体[4]。二氧化碳(CO2)加剧温室效应,温室效应导致海平面上升、土地面积减少,且使气温上升,厄尔尼诺现象严重,造成极大的经济损失。NOX和SOX在空气中氧化,生成NO2和SO2是酸雨形成的主要原因,大气中氮氧化物和硫氧化物浓度高了就会产生烟雾和酸雨,刺激人的呼吸道和肺部,引起肺炎和支气管炎。
LNG燃烧与汽油相比,CO2排放减少27%左右;与柴油燃烧相比,CO2排放减少35%左右。
(三)LNG发动机的类型及特点
根据最新国内内河船舶规范――2013年01月01日,《内河绿色船舶规范》船级社要求,内河船舶柴油机排放要求如下[5]:
1、氮氧化物(NOX)
凡输出功率超过130KW的柴油机(应急发动机以及安装在救生艇上或只在应急情况下使用的任何设备或装置上的柴油机除外),其NOX的排放量(按总的NOX加权排放量计算)应在下列限制内:
14.4g/kwh当n
40ng/kwh当130r/min
7、7g/kwh当n>2000r/min时
其中,n为柴油机额定转速
2、硫氧化物(SOX)
船上使用的任何燃油的含硫量,应不超过3.5%。也可采用清洁后处理装置将排放废气中SOX排放量控制在14.0g/kwh以下。因此,建设绿色船舶,节能减排是航运业面临的重大课题。
由于LNG-柴油所具有的优势,天然气发动机在汽车、船舶等领域得到推广应用。为了适应不同的应用要求,各机构和企业开发了多种燃料供给方式的天然气发动机,主要有进气道喷射、缸内直喷等方式[6]。
(1)进气道喷射:空气/天然气进气总管混合、柴油引燃双燃料发动机,天然气直接喷射入进气总管,天然气与空气混合均匀,有利于充分燃烧。缺点是未经燃烧的混合气容易进入排气管,造成气体浪费和排气管爆炸等危险。
(2)缸内直喷:发动机可燃烧较稀的混合气体提高经济性;发动机不安装节气门,节流损失小;可以抑制爆燃,可以采用较高的压缩比改善发动机经济性和动力性;可通过喷射正时、空燃比和点火提前角等手段优化匹配,改善燃烧过程。采用压燃式工作方式,喷入少量引燃柴油,该方式保留了柴油机高效率的特点,同时具有较好的机动性,天然气的使用又很好地达到了经济性和环保的目的。该类型的柴油机在原来发动机的基础上进行改造,只需增加一套燃气供给系统即可解决问题,这是目前柴油机改造和生产最主要的模式。
三、结论
根据实际装船使用的LNG-柴油双燃料发动机在运行中数据分析,LNG燃料替代柴油燃料平均替代率最高可达60%-70%[7]。同时,与柴油燃料相比,LNG-柴油双燃料发动机二氧化碳排放量可减少18%-22%,氮氧化物、硫氧化物减少均达到90%,颗粒物排放基本为零,运行成本减少30%左右。LNG-柴油双燃料发动机的使用很大程度上解决了船舶、汽车等运输工具的污染问题,同时也符合国家节能减排的要求。但因为LNG-柴油双燃料发动机需要在原燃油系统上增加一套供气系统,存在控制系统复杂,可靠性下降等问题,需要进一步完善。(作者单位:贵州交通职业技术学院)
参考文献:
[1] 曲伟东.重型LNG发动机配气相位及凸轮型线优化[J].武汉:武汉理工大学,2010.
[2] 王遇冬.天然气处理原理与工艺[M].北京:中国石化出版社,2007,221-222.
[3] 顾安忠,鲁雪生.液化天然气技术手册[M].北京:机械工业出版社,2010,21.
[4] 段长晓.LNG船主推进装置的选择和双燃料发动机的经济性研究[J].上海海事大学,2007.
[5] 中国船级社.内河绿色船舶规范[M].北京:机械工业出版社,2013,21.
造成能源危机的主要原因范文3
关键词:节能减排;新能源汽车;发展现状;主要障碍
中图分类号:U469 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2016)025-000-02
目前,我国面临严重的能源危机环境危机,传统化石能源消耗严重而面临枯竭,与此同时温室气体排放等又导致环境严重污染,气候恶化,自然灾害频发。因此,节能减排也已成为我国实现可持续发展所面临的重大主题。大力发展低/零排放的新能源汽车是解决当前能源和环境危机的重要手段,已成为当前汽车工业发展的主流方向。
一、我国发展新能源汽车的必要性
作为国民经济的支柱产业,汽车工业在国民经济中占有举足轻重的地位,其发展能够带动150多个行业的技术进步。然而,在给国民经济和人类生活带来极大便利的同时,汽车工业的发展也造成了诸多问题,如交通拥堵、能源过度消耗、环境污染加剧。据统计,作为能耗大户的交通运输领域在全球总能耗及对空气污染的分担率均超过60%。
就国内而言,作为世界第二能耗大国,我国油气资源消耗量逐年上升,且本国资源相对匮乏,油气资源进口依赖度高,且主要的油气资源进口通道无法100%保证,能源安全已经成为我国经济发展的重大障碍。在环境污染方面,全球空气污染最严重的十大城市中我国有7个城市赫然在列,调查显示汽车尾气无疑是导致雾霾和PM2.5超标的主要原因。
从国际舆论看来,作为一个崛起中的发展中国家,勇于担负起一个大国对世界经济和环境方面的责任是成为一个强国的必要因素。为了降低温室效应对世界环境的影响,我国在2009年丹麦哥本哈根世界气候大会上承诺到2020年将国内单位GDP的碳排放量降低到2005年的45%,2020年乘用车燃油经济性指标降低到百公里5.0L,压力巨大。
从我国汽车市场的发展来看,截至2015年底全国机动车保有量达2.79亿辆,其中汽车1.72亿辆,私家车总量超过1.24亿量。而且,随着国民经济进一步发展,群众购车刚性需求旺盛,汽车保有量将继续呈现快速增长的趋势。这将导致交通领域导致的能耗和环境问题愈加严峻,大力发展低能耗、低排放的新能源汽车势在必行。
二、我国新能源汽车的发展现状
新能源汽车主要是指在传统化石能源的基础上采用了电能、氢能等清洁能源,从而提高燃油经济性,实现低/零排放的新型车辆,目前主要有混合动力电动汽车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车。新能源汽车自面世以来就因其低能耗、环境友好等优点而备受瞩目。我国自“八五”(1991-1995)以来即将其列入国家发展战略,之后在“九五”至“十三五”计划中推出一系列针对新能源汽车的重点科技研发计划,并相继实施了“十城千辆”运营工程、北京奥运示范工程等一系列推广计划。
在国家政策的大力支持下,我国新能源汽车产业迅速取得了长足的发展。根据国家工信部的《节能与新能源推荐车型目录1-76》统计,共计有1162款新能源车型入选。在技术方面,各大车企纷纷推出了自己的新能源车型,如比亚迪E6、上汽荣威E50、北汽E150等,主要技术指标已经达到或接近国际先进水平。在市场方面,我国新能源汽车销售在2014年实现飞跃,销量高达7.47万辆,成为继美国之后的全球第二大市场;2015年销量超过34万辆,同比增长3.4倍。
但与新能源汽车市场发展的表面繁荣相比,新能源汽车的实际推广效果却有些不尽人意。尽管2014和2015年国内新能源汽车销售形势喜人,但与科技部规定的目标却差距很大。与国家政策推动的公务用车相比,个人消费者对这一新兴事物大多仍持观望态度。有些地方甚至出现了利用新能源汽车骗补而伪造销售数据的恶性事件。
三、我国新能源汽车发展存在的主要障碍
新能源汽车节能减排效果显著,已经成为公认的未来汽车发展方向,国家也在价格和上牌照等发面给予了适度的政策倾斜,但目前的推广难度仍然很大,效果差强人意。总体而言,目前制约我国新能源汽车发展的主要问题如下:
续驶里程短:目前除了混合动力电动汽车可以结合燃油和电两种能源,实现较高的燃油经济性、较低排放和较长的续驶里程外,其余的新能源汽车均依靠纯电驱动。然而,纯电驱动虽然具有零排放的优点,但受制于目前电池的能量密度和功率密度,其续驶里程和动力性与传统汽车均有较大差距,这严重影响了消费者的购买意愿。
成本高:尽管国家对新能源汽车购买实行了政策倾斜,提供了惠民补贴,然而新能源汽车的价格仍然较高。国家为购买纯电动汽车的消费者提供了5万元左右的补贴,对插电式混合动力电动汽车提供补贴3万元左右,然而去除补贴后其销售价格一般也为同款传统汽车的2-3倍。尽管新能源汽车后期运行和维护(基本免维护)成本远低于传统汽车,但一次购买价格高企却令众多消费者望而却步。
安全性差:新能源汽车与传统汽车最大的差别是采用了电驱动模式,因而也引入了电池这类重要的新型能量源。但是,新能源汽车的电池包一般是通过成千上万快小的单体电池串并联组成,这对电池成组和电池管理技术提出了更高的要求。成组精度低将直接导致电池组的不匹配,管理不当会导致电池组不均衡甚至失控,从而引发安全事故,譬如近年来频发的电动汽车电池组自燃和爆炸事故。
配套设施不完善:目前我国新能源汽车充电站等相关配套设施的建设还远滞后于新能源汽车的推广普及,充电难成为令消费者望而却步的重要原因。尽管京沪高速依托高速服务区全程开通了新能源汽车快速充电系统,平均每50建设一个快速充电站,但单次充电时间均在1小时以上。某些城市市区内的示范型充电站多处于缺乏维护的半弃置状态。充电难成为一直困扰着大量消费者,并影响新能源汽车推广的一大问题。
四、结语
当前我国的能源和环境危机已经使节能减排问题到了刻不容缓的程度,而新能源汽车能有效提高车辆燃油经济性,降低排放,其节能减排效果显著,对改善我国乃至世界的环境意义重大。毋庸置疑,发展新能源汽车已经成为未来汽车工业发展的重要趋势。此外,由于新能源汽车是一新兴事物,国内外在技术和服务各方面差距较小,这对我国汽车工业也是一次重大机遇,有望借助于新能源汽车发展打破发达国家对汽车工业的垄断,实现我国从汽车大国到汽车强国的蜕变。
参考文献:
[1]US Energy Information Administration, 2010. International energy outlook, 2010.
[2]中国石油集团经济技术研究院.国内外油气行业发展报告,2014.
[3]张庆丰,罗伯特.克鲁克斯.迈向环境可持续的未来:中华人民共和国国家环境分析.中国财政经济出版社,2012.
[4]中国新能源汽车产业发展现状及未来趋势.http://.
[5]中华人民共和国工业和信息化部.节能与新能源汽车产业规划.2011.
造成能源危机的主要原因范文4
关键词:工业厂区;电气自动化;节能;电机
1 新时期工业厂区电气自动化节能设计的重要性
资源能源危机已成为当今人类面临的主要问题之一,加之我国是发展中国家,粗放型的经济增长模式一定程度上加重了我国的资源能源危机,进而出现了环境公害事件和温室效应等,形成了对资源的浪费和对环境的污染,想要有效减轻资源等的短缺对我国社会发展造成的严重影响,应当不断改善粗放型的经济增长方式,在生产生活活动中实施有效的节能减排对策,通过一系列的措施减少对资源的浪费,并通过对有限资源的合理高效利用来实现经济的发展与繁荣。我国工业用电占全国用电量的65%~70%,但是运行效率低,比先进国家低20%~30%,如何在其生产发展中推广和引用电气自动化节能设计,实现工业生产与自然资源的和谐发展,已成为了新时期人们关注的焦点,电气自动化节能设计已成为节能降耗的主力军。
2 企业设备自动化节能设计
2.1 电机运行中的节能设计
电机拖拽系统是电气系统一个较大的电能消耗单元,运行方案的不合理及综合维护不到位等,都会致使其运行低效,造成大量的电能浪费。大量的发热降低电机系统综合使用寿命,基于此,在进行电机运行的节能设计时应当采用高效可靠、节能经济的电气控制方案。(1)对于运行工况偏离高效区的功率大、运行时间较长的用电系统利用变频调速控制方式改变传统的继电器控制方式,进而进行动态调节电源输入端电源频率,利用对电机转速的调控让整个电机拖拽系统的输出与输入达到平衡状态,实现节能降耗。(2)交流电机串级调速实现电机无级平滑调速,低速时机械特性比较硬,特别是晶闸管低同步串级调速系统。双闭环串级调速系统框图如图1所示。
以上调速系统一方面使系统参数便于调整,另一方面接近于理想过渡,调整性能好,动态响应快,起动时间短,系统抗干扰能力强,节能效果也很理想,应当推广应用。(3)为达到电机的最佳运转工况,可改变电机的动容量,通过构筑合理群控呼梯节能控制系统,对电机进行合理的调度分配管理,降低其系统能耗,达到节能降耗的目的。
从(1)、(2)式可见风机节能三要素是流量Q(t)、扬程(t)、整体运行效率%(Q、H)在运行水泵、风机时,为达到节能目标只有减少流量、降低扬程、提高效率三个手段。
(1)在满足工艺情况下,尽量降低扬程和流量。(2)使用高效调速装置,如变频器、串级调速、液力耦合器、内反馈调速器、电磁滑差调速器。(3)降低电机的富裕容量,提高电机运行效率,减少无功损耗。(4)改造管路,减少阻力扬程损失,减少水泵、风机的总扬程和压力。(5)根据用户的实际使用情况,对原有风机进行改造,改变风机的气动性能,使风机在高效区工作。
2.3 配电线路的节能设计
在工业厂区的建设方面,配电线路承载着为设备输送电力重担,用电系统不仅存在因集肤效应而产生的线损,还存在功率因素低下、谐波干扰电能质量等问题。根据电力系统构架和其他特点,充分考虑对现场实际情况实施谐波治理改造,安装节电器、省电霸,对电源优化处理,同时优化用电系统。为了降低线路传输中的电能损耗,减小导线的电阻值极为重要,应当从以下几个方面来进行:(1)导线材质的选用方面,应当选电阻率非常小的材料,这样有利于线路传输中的电能损耗的降低。(2)缩短导线的长度,特别是在布线的时候尽量减少弯路。(3)减小负荷中心与变压器的距离,进而缩短供电距离。(4)选用一些横截面积比较大的导线,增加导线的横截面积,使得线路传输过程中的电能损耗通过降低导线的电阻值而得到有效减少,完成节约电能的目标。
2.4 空调节能设计
空气湿度是造成被控参数变化的主要原因,加之风的大小会改变空气湿度,在进行空调节能设计方面,可设计为变风控制系统,这样可改变风量的大小,却不会改变风的温度。运用时,根据室内人数的变化而变化逆风的转速,使得送入房间的风量不会出现太大的波动,始终控制在参数之内。另外,在变风量的末端采用风机代替风阀的形式,使得风量的需求可及时反馈给风机,实现风转速的调节控制,在不同需求下,根据传感器监控的得出的参数指标,进行风转速的改变,这样就不会出现系统的过载现象,也在一定程度上减少了维护的费用。
2.5 照明设施的节能设计
厂区照明设施的设计方面,应重点考虑到工业生产对光照的需求,如进行光源强度的合理设置,避免工业厂区因太追求照明条件而造成的能源浪费情况。在设计时的灯具选择方面,首先应保证灯具的配光曲线在深、广照方面趋于平衡,使其发挥最佳的照明效果,促进节能;此外,应采用LED灯替代老式的照明装置,LED灯是依靠半导体发光器件将电能直接转化为光能的,剔除了一些中间转化环节,减少了电能损耗,还具有发光的亮度高这一特点,且克服了传统的老式灯具频繁闪烁的问题,达到了节能减排的目的。
2.6 弱电系统的节能设计
电气自动化工业厂区内部布设安保系统对工业企业的发展也有一定的积极意义,诸如入侵报警系统、监控系统以及门禁系统等等,使用这些弱电系统,将其供电线路与其他设备的供电线路区分开来,采用节能效果良好的UPS不间断电源,实现弱电系统的稳定运行,可对工业厂区生产过程进行有效监督和管理,在降低能耗方面也实现了节能减排的效果,从而达到工业厂区生产的良好运行[3]。
3 结束语
综上所述,新时期工业厂区的电气节能设计是一项复杂的系统化工程,需要从各个方面来进行设计,文章本着节能减排及促进工业企业发展的目的,对新时期的工业厂区进行了低压配电线路的节能设计、照明设施的节能设计等一系列设计措施,实现了工业厂区电气节能目的,有效节省了工业厂区建设的费用,促进了人与自然的可持续发展,对促进我国经济社会的不断发展具有很重要的现实意义。
参考文献
[1]赵亚建.智能楼宇建筑电气节能现状及节能设计研究[J].华章,2012,22:278.
[2]刘静.谈建筑电气节能设计技术的合理利用[J].山西建筑,2013,5:186-188.
造成能源危机的主要原因范文5
关键词:新能源汽车 电力汽车 发展
1、新能源汽车的研究背景
起初各个国家开始尝试发展新能源汽车的主要原因是因为石油价格持续飙升造成能源紧缺,次要原因是石油价格与日俱增,环境污染日趋严重“人、车、自然”之间的矛盾愈加突出,人们不得不把目光重新放在节能与新能源汽车上。继而提出了新能源汽车这个概念,并且尝试电动汽车,太阳能汽车,燃料电池汽车,混合动力汽车、等等。不过经过了几年的探索之后,人们发现这些模式都没法从根本上解决问题,只有纯电动汽车才能够满足代替石油消耗的根本目标。面对全球越来越严峻的能源形势和环保压力,世界上主要的汽车生产国都开始把新能源汽车产业化发展作为保持社会经济的可持续发展,提高产业竞争力、创造力的重大战略举措。全球碳排放标准的推出强化了主要国家推动纯电动汽车产业普及的动力的欲望,由于汽车排放的尾气和工业进程所带来的污染给地球的生存环境带来了日益严重的破坏,人类务必在未来三十年内尽可能的将碳排放量的指标降到合理水平,而减低碳排放量保护生态环境很显然比赚钱来的更为迫切更为紧急。推广和普及纯电动汽车是非常有效手段而且也是降低碳排放量,减缓人与自然矛盾的重点方向。
近年来,曾支撑20世纪人类文明高速发展的以煤炭、石油、太阳能和天然气为主的能源出现了前所未有的危机,除了因为它们的储藏量不断减少以外,更加严重的是经过科学家仔细科研发现,这些能源在使用后所产生的二氧化碳气体是温室效应的罪魁祸首,作为温室效应气体排放到大气中后,人为的导致了全球变暖,引发了人类对未来社会发展来源的广泛关注和思考。
2、新能源汽车的发展现状
世界上最早的一辆可供人们实用的电动汽车诞生于19世纪后半叶的1873年的英国,发明者是英国人罗伯特・戴维森。这比卡尔本茨(Karl Benz)和戴姆勒发明以汽油作为动力的汽车还早了至少10年以上。戴维森发明的电动汽车是一辆最为搭载货物的货车,只是用于日常生活运送货物需要,使用的技术是运用化学原理将锌、铁、汞合金与硫酸进行反应成为一次电池。然后再从一次电池发展成二次电池,这样看起来视乎稀松平常,并没有什么很高的技术含量,但在当时,这对于当时的汽车行业来讲是一次重大的技术变革,为后来的电动汽车以及其他新能源汽车的发展产生了深刻的历史意义。
进入20世纪以后,随着科技水平的不断提高,内燃机技术的不断进步,美国福特公司在1908年推出了T型车,而T型车的问世代表着以流水线这样的工厂式的发展方式大规模的批量生产汽车致使汽油机汽车大量普及,这样一来在技术上存在着技术问题和经济性能上的不足,使得电动汽车一直处于萎缩态势。即便如此,发展新能源汽车逐步代替汽油汽车依然是各国争相研究突破的课题。
发达国家得益于其雄厚的财力和科学技术水平还有政府给予高度的重视和支持,出台了一系列鼓励研发,批量化生产的支持,优惠,补贴,减免的扶持政策,使得一些发达国家已经初步建立了一些纯电动汽车系统,并且正在进行实用化运行和试运营。
3、我国的新能源汽车发展现状
自从我国实行改革开放以来,随着我国国力的不断增强,国际地位的不断提高,人民的生活水平和购买能力的不断提高,国民对汽车的需求急剧增长,达到了可以用爆炸式的词语来形容的程度,汽车现阶段烧掉了石油的75%左右,这还不算未来拥有汽车的人越来越多还可能形成的新的需求。 现在中国石油短缺,很大程度上都需要依靠进口,来弥补国内市场石油短缺的人,但进口石油价格高涨昂贵不谈,其来源还没有保障。从长远来看,中国的汽车必须要找到石油的替品。而这么一来,对烧油的汽车车来说纯电动车在未来就很有可能就会代替石油。并且如果纯电力汽车普及了势必会引起一场新的技术革命,并且会成为未来汽车的发展趋势。
我国的新能源汽车-纯电动汽车的研究起步较发达国家来说起步较晚,开始于20世纪60年代,在90年代时掀起了一股电动汽车热,国内的一些汽车研究所和部分高校,还有一些汽车生产企业联合开发纯电力汽车,并且取得了一些成。而在过去的十年里,中国已经取得了纯电力摩托车全球老大的位置,但在汽车工业里却始终都落后于发达国家。不过在电力汽车的技术开发上,我国与发达国家的差距并不明显,甚至可以说是处于同一起跑线上,有不少的国内专家预测,我国的电力汽车研发水平同发达国家的水平最大的差距也不会超过六年,并且在未来很有可能会超越这些国家,达到世界领先水平。
4、新能源汽车的原理与分类
新能源汽车包括电动汽车、生物燃料汽车、氢燃料、气体燃料汽车。新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。电动车是以电能作为原始动力、由电动机驱动的机动车辆。一般采用高效率的充电电池或者燃料电池来作为电动汽车的动力源。电能一般来说是二次能源,是通过一次能源转化而来,它可以来源于自然界风能、水能、热能、太阳能等多种方式。在其形态上,电动汽车与传统的汽车并没有明显的区别,它们主要的区别也就在于动力和驱动系统,其他部分无异。
同电动汽车不同的地方是,传统以燃烧汽油作为动力来源的汽车是以液态的汽油或柴油为燃料,以燃油发动机为驱动系统。而生物燃料汽车是指燃用掺有生物燃料之燃油抑或是燃用生物燃料的汽车。氢燃料汽车是指以氢为主要能量驱动的汽车。气体燃料汽车则是利用可以燃烧的气体作能源驱动的汽车。汽车上的气体代用燃料种类有很多,最为常见的是液化石油气和天然气。而气体燃料汽车分为双燃料汽车和两用燃料汽车、专用气体燃料汽车。除此以外,还有利用太阳能、原子能等其它能量形式驱动的汽车。多种多样的新能源汽车究竟哪一种会成为21世纪新能源汽车的主流大势,就目前还看,还不明显。
新能源汽车的发展面临的许多问题,技术问题,市场环境问题,配套设施问题,消费观念问题,环保问题,这一系列得以妥善的解决,新能源汽车才会又好又快的发展。
造成能源危机的主要原因范文6
关键词:温差发电;汽车尾气;基本效应
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.124
0 引言
随着汽车产业的发展,汽车消耗能量也逐步地增加,因此对于车辆的能源进行节约显得尤为重要,所以利用发动机的余热发电成为了大家所公认的一个对于节能的一个行之有效地途径[1]。现如今,汽车的作为动力只占消耗能量的40%[2]左右,剩下的60%的能量没有被充分利用,而在这部分能量中,被发动机废气排放所带走的能量却为30%-45%[3],这些能量大部分通过热量散发出去,造成了严重的空气污染。另外,汽车发动机的排气压力大,温度高,排气温度可达800℃左右。如果将这些余热用来进行温差发电,不仅可以节约能源,还会因为利用热量进行温差发电,提高燃机热效率和在一定程度上减低汽车的噪声震动。所以,通过汽车的余热发电这项技术显得尤为重要。
1 温差发电理论基础
塞贝克效应、珀尔帖效应、汤姆逊效应、焦耳效应和傅立叶效应称为温差发电的五种基本效应,其中塞贝克效应、珀尔帖效应、汤姆逊效应中电和热的转化是可逆的,而焦耳效应和傅立叶效应是不可逆的。这五种效应构成了温差发电研究的理论基础,下面依次进行介绍。
1.1 塞贝克效应
塞贝克效应,又被人称为热电的第一效应,作为发现者的塞贝克认为,所谓的塞贝克效应就是因为接触材料的温度不同,存在了相应地温度差,这就使得接触材料所形成的回路存在了一定量的电动势,这种电动势也被塞贝克叫做温差电动势。这种效应经常被作为温差发电理论基础被学者广泛使用。
1.2 珀尔帖效应
珀尔帖效应,常常又叫做热电的第二效应,法国珀尔帖认为,假如两种不同材料的金属所形成的闭合回路中存在了直流电流的话,它们的接触处就会相应地产生放热和吸热地现象。同时珀尔帖经过实验分析发现,接触处地热量在很大程度上与电流的强度成正比。通过比较塞贝克效应和珀尔帖效应可知,珀尔帖效应是塞贝克效应的逆过程,塞贝克效应应用于温差发电,珀尔帖效应应用于温差制冷。
1.3 汤姆逊效应
汤姆逊效应,同样地也常常被人称为第三效应,英国科学家汤姆逊认为,如果接触的材料存在的一定的温度梯度的时候,导体会相应地放出和吸收热量,同样在其冷热的过度区间就会产生相应地电动势,这种现象经常被研究者称为汤姆逊效应。随着后人对该效应地研究,人们发现,在一定长度上所吸收和放出的热量与在该封闭回路上所通过的电流与温度的乘积成正比。同时为了辨别何时为吸热,何时为放热,常将温度梯度的变化方向和电流走向作为参考,如若一致,则定义为吸热,反之,则为放热。
1.4 焦耳效应
焦耳效应定义为单位时间内由稳定电流产生的热量等于导体电阻和电流平方的乘积。
1.5 傅立叶效应
傅立叶效应定义为单位时间里沿均匀介质某一方向传导的热量正比于垂直这个方向的面积和该方向上温度梯度的乘积。
2 温差发电的发展及应用
温差电从发现到现在已有100余年的历史,但是由于金属之间的温差发电效应比较微弱难以扑捉,所以对于其在实际生活中却很难应用。但是随着研究的不断深入,对于温差发电这一技术也随着人们对金属替代物――半导体和金属性地氧化物的发现被广泛地应用。这种广泛性最大程度表现在军工行业以及航天航空行业。但是在民用方面,其显著地优势也逐渐被应对于缓解能源危机和空气污染。
3 现如今存在的主要问题
尽管随着人们对于温差发电的研究不断取得进展,但是如果要实现温差发电的技术在实际生活中取得广而有效地成绩,却还有许多问题急需解决,它主要表现在以下的几个方面:
(1)发电的效率不高。根据现在研究学者们的研究成果来看,利用温差发电技术所设置地温差发电装置效率仅仅为5%-7%,这种问题的主要原因就是,对于温差发电的装置还需要很大地优化和改进。
(2)材料散热的情况。对于温差发电来说,它的基础原理就是通过温度差从而造就电动势,所以这就会出现冷热两端散热不均匀性,使得两端地温度差降低的很快,在一定程度减低了发电量。
(3)可靠性。这种情况也是很多机械装置存在的,由于受热不均和机械震动造就了应力。此外,还有受如高温、湿气、油污灰尘等环境因素的影响。
参考文献:
[1]张征.温差发电技术及其在汽车发动机排气余热利用中的应用[J].能源技术,2004,25(03):120-123.
[2]刘忠宝,王浚.发动机排气取热换热器动态特性分析[J].辽宁工程技术大学学报,2003(05):559-661.