西交大能源环境学讲义第8章 节能及其它

PAGEPAGE2第8章节能及其它8.1节能概述一.节能市场目前全世界都在提倡节能。许多工业化国家也大力施行节能措施。所有能源开发、转换、使用的地方都应节能。1）煤矿：自燃，煤田气排放；油井：采油率低，排放油田气；2）电站、锅炉效率低；3）终端能源消费：产业、交通运输、民用等方面（滨川p80）a）社会体系的节能（管理）能源—环境友好城市（生态城市、生态环境城市）；集中供热与分散供热；生活方式转变（节约行动，在家办公，夏时制，奢侈能源税费制度等）；消除交通拥堵（城市结构，住处靠近单位、在家办公，时差上班，共同乘车，优势公交车，短路收费）；物流高效化（共同配送）b）技术能源利用系统优化（从高能到低能综合利用——热电联产）能量回收（余热利用，垃圾发电）各种技术产业：高效率技术、装备、工艺；交通运输：提高发动机效率，降低阻力、摩擦力民用：家电、办公机器（节能灯泡，空调），住宅及办公楼供热与制冷（建筑保温、遮光、隔热隔音）；太阳能房。节能技术无处不在：磁悬浮列车——超导（低温氦气）；海水淡化——多层蒸发（底下加热，下层蒸发；凝结放热给上一层，是上层海水蒸发；如此数（4）层）；轿车车身钢材——质轻且满足强度，减轻自重以节油。我国节能潜力非常大。管理水平低；设备落后；发展阶段特点。节煤、节电二.节能原理1能质（书p244）用Exergyand无Anergy的定义任何能都可表示为：En=E+A能质系数表示能的质量的高低：=E/En即单位能中所具有的拥。用“拥”表述热力学二定律：2热平衡3拥平衡8．2个别节能技术家电；节能电动机；风机水泵节能；工业锅炉节能；建筑节能8.3热电联产联合热电（又称“同时发热发电”）就是比较热门的话题之一。普通发电厂的能源效率低于35％，而多达65％的能源都作为热白白浪费掉了。联合热电就要将这部分热用来发电或者为工业和家庭供热，因此可使能源利用率提高到85％以上，大大节约了初级能源。8.4能量回收热管技术（小温差）、热泵技术（提高能量品位）；垃圾发电（回收利用能源且环保）8.5能源结构调整8.6可持续发展战略三、混合动力车一种新型混合动力悍马车可以节省燃料，可以肯定混合动力技术的时代将要到来了。混合动力车集成内燃机和电动机，可以捕获刹车时的能量，并把闲置能量储存起来，同时减少发动机自重以提高效率。而新一代并联式混合动力车，晚上可在车库充电，大大减少了燃料使用量。能源专家预计，如果目前美国车辆都由并联式混合动力车代替，石油消耗量将减少70－90%，这将使美国未来能够自给自足，无需进口石油。而且即使这些车辆的电能来自燃煤火力发电站，二氧化碳排放量也可降低一半以上。如果这些能量来自于可再生能源，燃料又是生物柴油或乙醇，其效果还会大大提高。

能源专家指出，无论用传统发动机还是混合发动机，减轻车辆自重在节省燃料方面的潜力经常遭到忽视。用高强度的轻型复合材料代替钢材，可以把混合动力车的燃效提高一倍左右。这大概是最有效、最可行的办法。四、纤维素乙醇2006年，美国将向市场投放100万辆可变燃料车，乙醇加油站也将增加33%，达到1000个左右。目前美国生产的乙醇多数来自玉米，其生产过程需要消耗大量矿物燃料。能源专家认为，以玉米为原料的乙醇是一种过渡性燃料，想让乙醇对减少汽油消耗和缓解全球变暖等问题发挥作用，需要在大范围内从玉米乙醇转向纤维素乙醇。纤维素乙醇可由柳枝稷、木屑和玉米穗轴一类的农业废料制成，但需采用生物制酶技术，通过微生物能把植物纤维素转化为碳水化合物。有朝一日，汽车将由生物液体燃料提供动能。五、转向氢燃料氢经济潜力巨大，但实施起来却绝非易事。大自然没有直接提供纯氢燃料，目前最经济的办法是从石油或天然气中提取，而这无助于减少二氧化碳的排放。但是，氢动力燃料电池的效率已经比内燃发动机高一倍以上。在冰岛，可再生能源使氢经济变得可行。在美国有朝一日，额外的风能或许将制造出氢。科研人员甚至还可能对有机体进行基因改性，直接把太阳光转化为氢。这或许将带给世界一个光明的氢未来。目前全球能源形势比较严峻，能源工业所面临的经济增长、环境保护和社会发展的压力愈来愈大。虽然许多工业化国家能源消耗已经基本趋于稳定，但是发展中国家由于工业化进程速度加快，使得能源消耗呈增加的态势，导致全球能耗平均呈指数增长趋势，其后果将非常严重，不仅使地球气候变暖，造成生态环境恶化，引发自然灾害，同时还将加速消耗常规化能源储量。最终解决能源的需求问题显得越来越紧迫。专家们认为，寻找和开发利用清洁高效可再生能源，走能源与环境和经济发展良性循