传统能源优点范文

导语：如何才能写好一篇传统能源优点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

[关键词] 汽车新能源产业技术体系变革发展战略电动汽车

一、引言

汽车作为现代重化工业技术体系的代表产品,不仅是不可再生石油资源的主要消耗者,而且也是造成城市空气污染的主要祸首。汽车所排放的尾气中含有大量NOX(氮氧化物)、CO(一氧化碳)、PM(颗粒物)和HC(碳氢化合物)等有害物质,对城市大气环境造成了严重的污染和破坏。解决汽车的环境污染和石油的短缺问题需要寻找可替代石油燃料的洁净能源或改变传统的内燃机技术。然而,由于方法众多,每一种方法都存在各自的优缺点,众说纷纭,争执不下。究竟哪一种新能源适合我国汽车未来能源的发展方向呢?

我们认为,内燃机技术以及汽车产业在产业技术体系中占有核心地位,从整个产业技术体系的发展战略角度出发,分析现有的汽车各种替代能源的优缺点,分阶段实施汽车新能源的发展战略,对于我国实现产业技术的跨越发展具有十分重要的现实意义。

二、汽车代用能源的分类及特点

目前,可代替传统汽油和柴油的汽车代用能源有许多种,可将其归纳为三类:第一类是不可再生能源,包括液化石油气、天然气、煤基液体燃料、甲醇;第二类是可再生能源,包括乙醇、生物柴油、太阳能;第三类是性质不确定能源,其性质的归属取决于生产该能源的原料,包括燃料电池、电能和氢能。

1.不可再生能源

(1)液化石油气(LPG)。LPG分为石油炼制过程中的副产品和油田伴生气两种。

LPG的优点:①能效高。与汽油相比,LPG辛烷值较高;②减少污染。LPG可降低CO2排放25%、CH80%、SO270.5%、SO99.99%、Pb100%、CO89.72%、颗粒物41.67%、噪音40%;不需改变内燃机;石油废弃物利用,有一定的经济价值。

LPG的缺点:能量密度低;车用LPG的质量要求较高,需要提纯处理;存在一定的爆燃危险性,安全性较差;仍然以石油资源为依托,属于不可再生资源。

(2)天然气(NG)。汽车使用的天然气按储存方式主要分:压缩天然气(CNG )、液化天然气(LNG)和吸附天然气(ANG)三种。

①压缩天然气(CNG)。CNG是将常态下的天然气以20MPa以上压力压缩在高压罐内供汽车使用。

CNG的优点:污染排放低。天然气汽车尾气中NOX及CO2排放量很低,且无PM固体微粒排放;工艺简单。供汽车使用的CNG是用压缩机将天然气压缩储存,燃烧时通过减压装置减压释放,工艺比较简单;天然气储量相对丰富。我国目前天然气资源量约为54万亿立方米,探明的天然气地质储量为3.9万亿立方米,资源探明率为7.2%。并且,天然气的勘探潜力很大,储量较石油丰富。

CNG的缺点:存储体积较大,能量密度低;汽车充气时间较长,一次行驶里程短;储气钢瓶因压力大,有一定的危险性;车用充气源受天然气管网限制;属不可再生资源。

②液化天然气(LNG)。LNG是将天然气在-161℃的低温下液化,并进行净化处理而成。

LNG的优点:更洁净环保。LNG燃尽后无灰渣和焦油,主要排放物是二氧化碳和水蒸气,NO2、CO2等有害物质的含量极少;能量密度大。LNG液化后的体积仅是原气态体积的1/625,能量密度高于CNG三倍多;安全性能好。LNG无需高压,不易自燃自爆,安全性能好;车用充气源不受天然气管网限制;具有循环利用能源效应。LNG在汽化至常态过程中将释放出大量的冷能,可回收用于汽车空调或汽车冷藏。

LNG的缺点:生产与运输成本较高。LNG是在低温下液化、缩小体后装入特殊运输设备运送到目的地,并再次气化后方可使用。因此,LNG在中短途运输方面成本过高。属不可再生资源。

③吸附天然气(ANG)。吸附储气的原理是在储气容器中以特殊方法装填超级活性炭作为吸附剂。利用吸附剂表面分子与气体之间的作用力吸附气体分子。

ANG的优点:储存压力低。ANG的压力一般只有4~6MPa,有利于安全;不必使用笨重的钢瓶,减少储气设备重量。

ANG缺点:能量密度低;ANG技术难度较大,目前还处于研究阶段。

(3)煤基液体燃料。煤基液体燃料是将煤炭通过直接或间接方法液化成液体燃料油,俗称“煤变油”。

煤基液体燃料的优点:我国富煤少油,利用煤变油技术可缓解石油紧张。

煤基液体燃料的缺点:煤变成液态燃料单位成本高;煤转化成液态燃料的生产过程中要消耗大量的能源;煤变油技术仅是将一种不可再生能源转化为另一种形式,不符合能源发展方向;煤变成液体燃料只是将煤炭转变为汽油、柴油,依然不能降低环境污染。

(4)甲醇。甲醇是一种含氧化合物,溶解性强,可与汽油、柴油溶解混合为新型燃料。甲醇可从煤、天然气和油页岩中制取。

甲醇的优点:甲醇作为燃料具有辛烷值高、汽化潜热大、热值较低等特点;作为车用燃料,甲醇的CO、HC和NOx排放较汽油和柴油低,几乎无碳烟排放;溶解性好,可与汽油、柴油混合使用。

甲醇的缺点:对环境即有正面影响也有负面影响。甲醇汽油可以减少尾气中CO、CH、NOx排放,但尾气中总醛排放增加;甲醇具有毒性。人摄入5～10毫升就会发生急性中毒,30毫升即可致死;甲醇对金属有腐蚀作用,对橡胶皮革有溶胀作用;制取甲醇要消耗不可再生资源。

2.可再生能源

(1)乙醇。乙醇是玉米、小麦、薯类、高粱、甘蔗、甜菜等经发酵、蒸馏、脱水后再在其中加入变性剂而成。车用乙醇汽油是将燃料乙醇和组分汽油按一定比例混配而成。

乙醇的优点:减少污染。使用乙醇汽油的汽车尾气中CO降低30%,NOX减少10%,苯系物质、氮氧化物、酮类等污染物浓度明显降低;属可再生能源。

乙醇的缺点:乙醇需要与汽油混合使用,不能成为汽油的完全替代品;燃烧乙醇会产生悬浮颗粒,不是完全的绿色燃料;消耗大量土地资源。

(2)生物柴油。生物柴油是采用动物或植物油脂与甲醇(或乙醇)经酯交换反应而得到的脂肪酸甲(乙)酯,是一种可以替代石油柴油的可再生清洁燃料。

生物柴油的优点:环保特性优良。根据美国科学家的研究结果,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,二氧化碳排放要比柴油减少60%;车辆成本低。使用生物柴油的汽车与普通柴油车相同,车辆无须任何修改;安全性好。生物柴油的闪火点较高,毒性较低;是一种环境友好的可再生燃料。

生物柴油的缺点:燃烧效果差。生物柴油的粘度约为#2石化柴油的12倍,影响喷射时程,导致喷射效果不佳。由于生物柴油的低挥发性,造成燃烧不完全,影响汽车燃烧效率;制取生物柴油的成本较高;消耗大量耕地资源。

(3)太阳能。太阳能资源丰富,随处可得,无需运输,对环境无任何污染,是未来汽车能源的发展方向。

目前,制约太阳能汽车发展的主要障碍:一是汽车的动力常受时间、地点、季节、气候影响;二是太阳能的采集与转换效率难以满足汽车高速行驶所需要的足够动力;三是太阳能电池板造价昂贵。

3.性质不确定能源

(1)燃料电池。燃料电池是直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的一种装置。燃料电池常用的燃料有氢、天然气、甲醇等,常用的氧化剂有氧气、空气。

燃料电池的优点:洁净、污染低。纯氢和氧结合的燃料电池,可实现零放排。以甲醇、天然气为燃料的燃料电池汽车造成的大气污染仅为内燃机汽车的5%;燃料电池能量转换效率较高;噪音低。燃料电池属于静态能量转换装置,除了空气压缩机和冷却系统以外无其他运动部件,噪音小;燃料多样化。燃料电池所使用的燃料可以是氢、甲醇、天然气,也可以是丙烷、汽油、柴油、煤以及可再生能源;利用生物制氢、水制氢的燃料电池可实现能源再生化。

燃料电池的缺点:成本高。质子交换膜电池中的膜材料和催化剂均十分昂贵;燃料的质量不过关。质子交换膜燃料电池必须使用没污染的氢燃料,而目前纯净氢的制取技术还存在困难。

(2)电能。以电能为动力的汽车分为三种:纯电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCV)和混合动力电动汽车(HEV)。纯电动汽车是指以车载蓄电池为电源,用电动机驱动的车(本文中的电动汽车指的是纯电动汽车)。

电能是一种洁净能源,电动汽车完全可以实现零排放、无污染,但是,目前的电能还不属于可再生能源,主要是因为电能还有相当一部分是通过煤炭、石油等化石类能源转换而来。

电动汽车的优点:洁净无污染。目前,只有电动汽车完全符合零排放,而且电动汽车噪音很低;电能是取之不尽、用之不竭的能源。如果用再生能源(太阳能、水能、风能、生物质能、潮汐)发电,电能可永续使用;电能的利用技术成熟。人类利用电能已有很长一段历史,遍布全国的电网可为电动汽车的充电带来极大的方便;电动汽车结构简单,维修方便。

电动汽车的不足:电池性能还无法满足电动汽车产业化的要求。目前,电动汽车的蓄电池主要有:铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池等。铅酸蓄电池比能量低,质量和体积太大,一次充电行驶里程较短,且寿命短,污染严重;镍镉蓄电池中的重金属镉对环境有污染;镍氢蓄电池有高温使用电荷量急剧下降的缺点;锂离子的问题是安全性和稳定性,此外,大功率锂电池存在技术难度;价格昂贵。蓄电池的价格是目前制约电动汽车产业化的障碍;电池充电时间长,蓄电能力有限;动力性差;电能还没有解决完全可再生和无污染问题。电能的生产还大量依赖煤炭、石油等不可再生资源,此外,汽车废弃蓄电池还有污染问题。

(3)氢能。氢是自然界存在最普遍的元素,在自然界中多以化合物形态出现,主要贮存于水,特别是海水中富含大量的氢,石油、天然气、煤炭、动植物体也含氢。氢的发热值是所有燃料中最高的,而且燃点高,燃烧速度快,是十分优质的二次能源。以氢气为能源驱动汽车,主要有三种方法:汽车携带贮氢罐,以氢气在发动机中直接燃烧产生动力;汽车电池放电电解出氢作燃料;以氢作燃料电池的燃料,用电力驱动汽车。

氢能的优点:氢是洁净能源。氢燃烧非常清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生其他对环境有害的污染物质;氢是高效燃料。每公斤氢燃烧产生的能量为33.6kW・h,是汽油的2.8倍;不需要对现有的技术装备作重大的改造。现在的内燃机稍加改装即可使用氢。

氢能的缺点:廉价的制氢方法是氢能利用的一大障碍。目前,氢的制取需要大量能量,而且制氢效率很低;氢的安全性能差。氢气是一种无色无臭的气体,而且着火界限宽、着火能低、燃烧速度快,容易引发火灾及爆炸。此外,氢特别容易泄漏,加油站、管道和纯化工厂很难完全消除泄漏隐患。

三、发展我国汽车新能源的思路

汽车产业在整个工业体系中占有核心地位,汽车新能源的发展战略不仅关系到汽车产业的可持续发展,而且对于整个工业的发展方向具有举足轻重的作用,因此,我们还需要从产业技术体系角度考虑汽车新能源的发展战略。

产业技术体系是指在工业生产部门各个产业领域所使用的各种产业技术,因其生产过程中的必然联系而构成的统一的有机整体。产业技术体系中的产业技术因其在生产部门生产过程中的影响范围和程度不同而分为源技术、主干技术、旁支技术三个层次。其中,源技术是最核心的、最具影响力的技术,它决定整个工业部门产业技术体系的性质和本质特征,决定了工业部门内部其他产业部门核心技术的产生、变革和地位。而主干技术是在源技术之下,直接与源技术配套的工业部门内部各产业技术,它们只是对一个或几个工业部门有重大作用。而旁支技术则是为主干技术服务的、处于次要地位的各产业技术。

人类历史上的历次产业技术革命都因产业技术体系中的源技术发生重大变革,推动产业技术体系中各层次的产业技术逐步改变,最终导致整个产业技术体系发生变革。第一次工业技术革命正是因蒸汽机的出现,导致人类生产的重心从农业转向工业;第二次工业技术革命由于内燃机和电力技术的发明,使人类生产走上了重化工业道路,也导致今天的资源危机和环境恶化;以微电子、新材料、新能源、生物工程、航天技术、海洋技术等为代表的第三次工业技术革命,并没有改变第二次工业技术革命所奠定的重化工业技术体系性质,却使消耗不可再生资源、污染环境的重化工业技术体系加速发展。今天,人类经济社会面临的生存危机,在本质上是产业技术体系性质造成的,是迄今为止历次产业技术革命都在产业技术开发与应用上忽视了人与自然的关系,从而导致产业技术体系各层次的产业技术都消耗不可再生资源、排放污染环境的废弃物造成的。

当前的产业技术体系还属于重化工业技术体系。重化工业技术体系中的源技术――电力技术和内燃机具有消耗不可再生资源、破坏环境的性质,带动了汽车、钢铁、能源、化工、机械加工等主干技术以及旁支技术也具有同样的性质。因此,要实现人与自然和谐相处,必须从根本上针对重化工业技术体系的源技术――电力技术和内燃机进行革命。

传统的内燃机是直接建立在石油、天然气等不可再生能源结构上的工业动力,是现代大工业各种产品生产的母机。汽车发动机是内燃机最突出的代表。汽车不仅是不可再生资源主要消耗者,也是城市环境恶化的主要元凶,此外,汽车产业更是在整个产业技术体系中关联最多的产业。因此,汽车洁净能源的开发应朝着改变传统的内燃机技术,使其由消耗不可再生资源、污染环境向使用可再生资源、对环境无害的方向发展,以推动整个产业技术体系向生态化变革,从而实现可持续发展的目标。因此,未来汽车的新能源应具备如下条件:

第一,新能源必须是可再生资源。不可再生资源终究会枯竭,用较丰富资源替代紧张资源只能作为短期权宜之计。

第二,新能源必须是洁净的。新能源不应对环境产生任何污染,应完全实现零排放。

第三,新能源有利于变革传统的内燃机技术。变革传统的消耗不可再生资源的内燃机技术不仅对于汽车产业发展有利,也会推动整个产业技术体系向可持续发展的方向努力。

四、我国汽车新能源的发展战略

综上所述,我们认为电能是汽车未来最佳的能源。但是,用电动机取代目前广为使用的传统内燃机不是一蹴而就的事情,因此,汽车新能源的发展战略还需要分阶段实施。

1.用电动机取代使用化石类能源的传统内燃机可作为远期终极目标

选择电能作为汽车未来能源的理由是:第一,电能是完全洁净的能源,电动汽车完全可以实现零排放;第二,电能完全有可能转变为可再生能源。尽管目前电能还不是可再生能源,但是随着太阳能发电、风能发电、生物质能发电、潮汐发电等的普及,电能会迅速转变成可再生能源;第三,有利于产业技术体系变革。传统内燃机被电动机取代,将导致化工、石油、煤炭等行业逐步萎缩,而太阳能发电、风力发电、生物质能发电以及潮汐发电等产业将得到大力发展。层层推进,可推动整体产业技术体系发生变革,有望改变重化工业技术体系消耗不可再生资源、污染环境的本质。

2.发展燃料电池汽车是中期目标

将燃料电池汽车作为中期发展目标的理由是:第一,燃料电池汽车技术已相当成熟,极有可能先于电动汽车进入市场。近几年,世界各大汽车公司都纷纷推出以氢或甲醇为燃料的燃料电池汽车;第二,燃料电池汽车有利于环境保护和节省能源。氢燃料电池可实现零排放,即使使用其他燃料(如甲醇)的燃料电池汽车也是常规汽车排放的30%。另外,燃料电池能效高有利于节省能源;第三,燃料电池完全可能实现由不可再生能源向可再生能源的转化。水解氢燃料电池可以实现资源的循环使用,因为氢与氧的燃烧产物就是水,水可以循环使用,取之不尽,用之不竭。另外,可利用太阳能、风能、潮汐能等可再生能源制氢,实现能源可再生化。目前,制约燃料电池成为可再生能源的是水解氢的制取技术,但是,甲醇等燃料电池技术的使用与推广,可为氢燃料电池的发展奠定良好的基础。第四,燃料电池汽车发动机是传统内燃机的变革,可为电动机最终取代传统内燃机提供经验。

尽管,目前的甲醇燃料电池、通过煤或天然气制取氢的燃料电池与我们所倡导的能源的可再生化发展方向违背。但是,只要太阳能、风能、潮汐能发电技术、水解氢技术一旦成熟,燃料电池实现可再生能源的目标就十分容易。因此,我们将燃料电池作为中期发展目标。

3.液化天然气汽车可作为短期发展目标

液化天然气(LNG)属不可再生资源,不符合能源的发展方向,也与我们的倡导的终极目标相悖。我们将其作为短期发展目标的理由是:第一,液化天然气有助于解决汽车尾气的严重污染问题。液化天然气与汽油、柴油相比,更洁净环保;第二,液化天然气有助于解决目前的石油紧张问题。我国的天然气储量较石油丰富,而且天然气的探明储量在不断增加。此外,使用液化天然气不受天然气管网限制,可充分利用世界天然气资源,这对于我国的能源安全有利;第三,液化天然气使用技术与现存的内燃机技术衔接较好。

但是,天然气资源是不可再生资源,长期过量开发与使用将会导致与石油资源一样的命运。因此,发展液化天然气汽车只可作为短期发展战略。

参考文献:

[1]赵学伟:关于我国发展燃气汽车的几点思考[J].国际石油经济,2005(7):46

[2]李丹:我国能源问题解析:煤炭、石油与天然气[J].中国科技财富,2005(8):42～46

[3]李昌珠蒋丽娟程树棋:生物柴油研究现状与商业化应用前景.中国生物质能技术研讨会论文集[C].南京:太阳能学会生物质能专业委员会,2002

[5]赵儒煜杨振凯:从破坏到共生――东北产业技术体系变革道路研究[M].长春:吉林大学出版社,2004年12月第一版.第80页

[6]黄海波:燃气汽车结构原理与维修[M].北京:机械工业出版社,2002年第1版,第30～39页

篇2

1.2015轩辕奖提名参选里有新能源汽车，新能源汽车同传统燃油车的获奖比例是什么样的？还有，轩辕奖为什么有许多外国评委，是否成立之初你们就考虑到走出国门？

贾可（轩辕奖总监）：我们对所有的车都是一视同仁，我们整个轩辕奖大奖就是一款车，另外还有几个特别奖，

去年是上汽荣威550插电式混合动力获得了轩辕奖可持续发展技术奖。我们觉得它技术的领先性各方面都还不错。

但是轩辕奖是根据三个标准来选择获奖车型，它还没有达到获得轩辕奖大奖的水平，所以我们定义它获得的是轩辕奖可持续发展技术奖。

我们并不会在判断标准上分配获奖名额，不会说必须有一个或几个新能源汽车要获奖，我们对所有的车都是一视同仁。

第二个，为什么要选择外国评委，因为我们是希望做一个全世界独一无二的评奖，有公信力的评奖，从这个角度考虑，我们希望能够有最广泛的从汽车发达国家来的专家评委。这样的话，―方面能够增加评奖的科学性跟客观性，另外一方面也能够给我们带来新鲜的空气。

至于走出国门的问题，你知道，我们这个奖的正式名称是中国汽车产业年度贡献奖，轩辕奖要走出国门也是影响力走出国门，但是不会评到国外去，我们只在中国国内做，而且把它做好。这个也很不容易。

许敏（轩辕奖评委）：轩辕奖就是一个奖，奖的是一辆车。当然，新能源汽车是一个很重要的发展方向，没有被选上轩辕奖只能说，在这个年度，我们还没有这样一个新能源产品符合这样的要求。并不是轩辕奖不支持新能源，也不是因为它是新能源车，我们国家推新能源，新能源这么热，必须把这个奖给新能源车。另外，新能源也是一种车，从客户的角度来说，都是汽车，不可能是只有燃油车是汽车。

关于特别奖，我代表评委解释一下。既然轩辕奖只有一个奖，为什么设特别奖？要不要特别奖？我们专门讨论过这个问题，有过很多的不同意见，最后觉得在中国这个市场上，轩辕奖一年只评一辆车出来，但还是要意识到，还有一些产品反映了很多产业的优秀特质，值得我们去认可，值得我们去宣传。

另外，这个特别奖也没有规定，今年奖什么，明年奖什么。新能源车也不是每年都有特别奖。如果今年没有一个新能源车，值得去作为一个特别奖去认可的话，那也就没有这个奖了。特别奖的具体名称是不一定的，如果是设计非常好，我们觉得需要认可一下。就会有一个设计特别奖。但是，特别奖不是轩辕奖。轩辕奖只有一个。

2.毕竟传统汽车和新能源车有区别，现在是新能源车发展之初，咱们在评选的流程或者是细节方面，有区别于传统车的地方吗？区别在什么地方？

许敏：没有区别，我们评价的三个标准，对传统车新能源汽车都是同样适用的，不需要有特别的东西。虽然技术路径不一样，但是评价技术的要求是一样的。

我们是对在核心竞争力上，技术本身发挥有多好，做的多么精致，效益多么高进行评价，不是一定是评出油耗最低的车。我们做的不是关于电动车的评价，而是关于这个车本身的评价。

3.雷霆生先生怎么用外国人的视野看中国这个车？对中国车的发展速度是怎么一个客观的评价？上一届轩辕奖评选，评委之间因为一些争端有甩门而去，我想知道这当中的故事。

雷霆生（轩辕奖评审团主席）：很多年前，中国的汽车在欧洲那边参加车展的时候，欧洲人看了中国的车会笑，就觉得这个车，是车吗？但是近几年来，欧洲人乃至全世界的人对中国的车设计都在刮目相看。中国汽车在世界上的认可度和知名度越来越高。

评审过程实在是非常艰难，每一个专家、每一位评委都特别的认真，每个人有自己的观点，每个人来自不同的领域，有不同擅长的地方，评审环节非常的棘手。现在我们新加了马钧评委，未来会更加的困难。

4.今年要测试油耗，请问，要是纯电动或者是插电混动，怎么去做这项测试？是和传统汽车分开，单拎出来还是说怎么样？

马钧（轩辕奖评委）：大家可能没听明白，轩辕奖谈的不是量化的指标，我们谈的是竞争。我们现在定下来轩辕奖的评奖标准，适用于所有汽车，纯电动汽车也会有它的行业竞争力，如果有一个非常好的适合这个市场的有合适价格的好产品，照样可以得奖，没有问题。

5.荣威550插电式混合动力为什么获得2015轩辕奖可持续发展技术奖？

许敏：关于去年荣威550插电式混合动力获得可持续性发展技术奖，这个有一定的社会背景。去年中国大力推进新能源汽车，可以说新能源汽车的元年，因此有各种各样的新能源汽车市场，有的在北京卖得很好，有的在上海卖得很好。

我们评委在分析的时候，发现里面有很多值得怀疑的地方，到底什么样的路线才是可持续发展的？什么样的车型才是真正从长远的角度、技术的角度，更值得我们去鼓励和推广？什么是当前在新能源汽车领域舆论界存在的问题？

所以，我们要设置一个特别的奖鼓励中国新能源汽车走正确路线。荣威550插电式混合动力不一定卖得多好，不一定技术方面多优异，但是已经是非常不错了。我们觉得，在当时那种背景下，对它表示这样一个认可，能够表达我们评委对新能源汽车领域里面的一个观点，就是对于社会上出现的一种我们认为不太正常的现象，借这个机会从侧面给予回答，指出荣威走的是正确路线。

这是我们澄清一些事情的很好的机会。我们认为在那个时候，给它这样一个奖是会对这个行业发展有―定的影响，有_定的作用。现在看结果，某种程度上也达到了这样一个作用。

6.前两届轩辕奖有什么优点和不足，打算怎么改进？

付于武（轩辕奖评委）：前两届是公正公开透明，有三个独立，没有被商业绑架，这是优点，这是最大的公信力，我们希望能够持续这最大的优点。

如果说有问题，就是我们更多是主观评价，客观评价不够。今年我们将有量化的指标体系。这一届客观评价指标都要给各位评委来参考，这就弥补了我们以前的不足。

贾可：上一届评奖，我们已经引入了动态的评价，但是动态评价不够，没有给出绝大部分车型的量化指标，定型分析多了，量化不够。这次的话，我们会做一个很翔实的动态评价。

7.轩辕奖具体的评测标准和体系能否再细说一下？

雷霆生：关于评奖的标准，我们现在说是有三个标准，但没有把它细分成100条或者是多少条更容易评价，我们只给了三个。因为我们邀请的评委都是非常专业，非常高级的一些专家人士，所以他们对每一条标准的看法，实际可能是不一样的。

篇3

关键词：新能源技术；分布式电源；电力系统

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.139

目前，全球济和科技已经发展到了一定的阶段，人们生活水平较之以往有了非常大的提升，电能作为人民生活和工业生产的重要能源，其需求量在日益增长。在这种形势下，基于新能源的分布式电源在电网中的应用可以增强电力企业在市场中的竞争优势，使其在电网系统中的地位愈发凸显。

1 分布式发电技术的基本概念

分布式发电是在集中式发电方式的基础上提出的一种相对技术，一般指的是发电功率大约为50kW，分散布置在用户周围的一种发电技术，该技术具有小型模块化、可靠性高、运行效率高等特点。从广义上来讲，分布式电源是指安装在电力用户周边的一种小型发电设备，与传统的电厂相比，该技术拥有着更加强大的任意性与自主性。

2 分布式电源在电网中的实际应用以及其特征分析

2.1 实际应用

基于新能源技术的分布式电源主要包括下面几种发电类型：内燃机、燃气轮机、光伏发电设备、生物发电设备以及风力发电设备等。这些技术产生电能使用的都不是传统的煤炭等能源，也不是应用核能，而是采用新技术和新能源来实现电能的转化，具有优良的环保性能，与现代环保理念非常契合。

（1）燃料电池发电技术。该技术的基本工作原理为：在电能转化的过程中，使用天然气以及甲醛等氢元素含量比较高的燃料，这些燃料在在与氧气相互作用的过程中可以生成H2O。在氢氧元素转化成水的过程中，氢氧离子会发生定向转移，从而形成电流。与传统的氢元素燃烧生成水相比，该技术的燃料中的氢元素在不进行燃烧的状况下，发生电化学反应，进而使得燃料中的化学能直接转化成了电能。目前，随着新技术以及新材料的发展，燃料电池发电技术正在日益成熟，其应用的燃料种类正变得愈来愈丰富。比如固体磷酸型燃料电池、电解质燃料电池、碱性燃料电池等。

（2）风力发电技术。该技术的能量转化原理为：在风力的作用下，风力发电机的扇叶发生转动，进而驱动发电机的轮毂发生同步转动，在此过程中齿轮箱的高速轴、联轴器、刹车盘和异步发电机转子进行运转，将机械能转化为电能，完成电能的转化。

（3）微型燃气轮机技术。就单独的微型燃气轮机发电来讲，该技术并不成熟，不适合在实际生活中进行推广，因为该技术将化学能转化为电能的效率仅仅为百分之三十，远远低于同类型发电技术。然而在实际生产中假如可以采用热电联产的方式将其联结，那么微型燃气轮机的发电效率就能够上升到百分之七十五，远高于同类型技术，且其还具备体积小、质量轻、操作简便等优点。从本质上来讲，微型燃气轮机仍然是汽轮机的一种，它使用的燃料主要为天然气、甲烷以及石油。目前，该技术已经比较成熟，具有一定的商业应用潜力。

（4）光伏发电技术。光伏发电技术的原理为通过光伏电池或者光伏设备将太阳能转化成人们生活和实际生产可以直接运用的电能。和传统的一些发电技术比较，光伏发电技术的发展已经较为成熟，其在电网中的应用正在逐渐增多，并且由于光伏发电技术使用的是环保、零污染以及取之不尽用之不竭的太阳能，因此其应用前景非常良好。

2.2 基于新能源技术的分布式电源在电网中的应用特点

与传统的发电技术相比，分布式电源具有高效率、高环保性、能源来源广泛以及节能等优点，因此，在电力需求不断增长，电网系统承受压力不断增大的情况下，分布式电源受到了人们极大的关注。当电力系统由于某些突发的原因产生故障影响其正常运行后，使用分布式电源，可以确保用户对电力的正常使用，还可以有效避免故障的进一步扩大，增强了电力系统运行的机动性与稳定性，可以为电力用户提供更优质的供电服务。另外，基于新能源技术的分布式电源的应用，还可以有效的降低配电站的建设成本以及输电成本，有效减少输电过程中对电能造成的消耗。

3 基于新能源技术的分布式电源在电网中应用的影响分析

分布式电源在电网中应用之后，使得传统的电网系统由辐射状转变成了高度交叉联结状态的电源网络系统，该系统实现了与用户之间的高度互联，对电力系统拥有十分重要的影响。

（1）明确分布式电源的具置以及电源容量是组建分布式电源系统的必要前提，在结合客户终端的具体容量要求以及所处的地理位置的基础上，综合分析所有的衡量指标，从而明确分布式电源采取何种发电方式。其分布式电源采取灰色并联、小波分析以及神经网络等技术，其发电容量要求是以满足负荷正常运作情况下所需具体能量为主，同时还能够承受突发事件，构建负荷模型。

（2）分布式电源在电网中应用之后，会引发一些电能质量以及输送问题。在应用分布式电源的过程中，配电系统潮流单向模式发生了改变，无法维持电压，造成有载调压变压器以及开关电容器等配电网电压调整设备出现了异常反应，进而影响到电能质量以及系统的稳定运行。所以在将来对分布式电源的研究过程中，要增强对电能质量以及电网运行问题的研究。

4 结束

基于新能源技术的分布式电源拥有环保性好、灵活度高、安全节能等优点，并且可以很好的满足电力系统以及用户的需求，因此，在将来，分布式电源在电力系统中的应用与推广是一种必然的趋势，对其进行研究具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]崔岩.我国分布式电源发展规划与现状分析[J].电气应用， 2015（09）.

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关键词：冷热电三联供；节能减排；冷热电转化；环境保护；应用

Pick to: Distributed cold hot electric installations, is an important developing direction of energy utilization. In order to reveal the cold hot electricity co-generation of potential characteristics of production cost and environment cost, this paper introduces the performance, thermal equivalent coefficient of cold, heat, electricity equivalent conversion, proposes a new cogeneration objective function of the production cost and environmental cost. Mismatch and random thermal and electric load demand, in the production of cold and heat in different operation consideration, on the combination of the electricity price time, thermal coordination cost function is established. To the multi-purpose energy saving scheduling model, the cost of production environment cost and coordination cost building cooling heating power. Fuzzy algorithm of membership function of the target, is transformed into single objective optimization, by using two methods of programming is solved. The simulation results show that the model and distributed heat and cold electric power plant energy saving methods, the proposed scheduling, the effective use of energy and power economic dispatch and pollution reduction is effective.

Key words: cold hot power trigeneration; Energy conservation and emissions reduction; Cold and hot electricity transformation; Environmental protection; application

一、冷热电三联供系统

（一）概述

常用的能量一般电，煤，天然气，油，不同的能量级点，电是能量的档次最高，其次是天然气，煤气，蒸汽，热水，如终端能源，从高到低还设有低温热水质量。节能的两个基本概念是根据合理用能的不同的能量级和提高能源转换和利用效率。各种形式的空调系统，能源消费水平差别很大，各种不同的系统的应用，不仅使限制性措施。同时，该链接的系统组件，包括冷热源，设备，传输系统和终端的冷热源约占整个系统的能源消耗量的50%，是挖掘节能潜力的重要环节。近年来国内外出现的季节性电力短缺的现象，除了电力消费的绝对值继续上升，也表明了峰谷网络效应越来越严重，让网格满足高峰电力需求是不可能的，不合理的，也就是说没有改变电源电流模式，季节高峰电力短缺的现象就会出现，当这一切发生的时候，在火车站，势必会造成对铁路运输影响很大。

（二）总体情况

1、系统优势

热电冷联供系统通常采用的方法是由内燃机或燃气轮机发电技术，一方面，另一方面，余热回收，通过烟气吸收式制冷机的冷（热），实现在夏季和冬季采暖效果冷却。可以实现能源梯级利用，提高整个系统的能源利用率的主要。也可以作为能源互补提供电网连接的电力，经济效益和整个系统的效率提高。

冷热电联产系统是一种分布式能源，具有节能，改善环境，提高供电综合效益等，是城市空气污染和提高能源综合利用率的必要手段之一，与国家可持续发展战略相一致。1998年1月1日起实施的《中华人民共和国中国节约能源法》九分之三十条规定，“国家鼓励的通用节能技术的发展：能量梯级利用技术，热，电，冷热电联产技术，提高热能综合利用率”。热电联产系统可以充分利用天然气，能源效率可以达到90%以上。在同一时间可以用于加热燃料成本降低，天然气，电力的成本的一部分，降低经营成本，与传统的系统设计是合理的比较，超出了最初的投资，节省运行费用5年内可收回。

2、国内外发展情况

热电联产具有能量转换效率的巨大优势，所以，在世界能源领域最重要的地位。丹麦1980，主要发展分布式能源。能源发展规划热电冷联供美国，分布式能源的比例逐年上升，小型热电联产2010的能力，增加46000000千瓦的装机容量达到2020，总发电装机容量29%。日本制定了相应的法律和政策，确保第二十一世纪冷热电联产系统的发展。冷热电联供系统已应用在上海浦东国际机场和北京燃气集团调度指挥中心项目。

(三)系统配置

1、全年冷热电负荷

最大冷热负荷分别为12·5MW和12MW,相关变压器总容量为18·4MW,全年冷热电负荷变化情况如图2、图3、图4所示。

2、系统设置

用于发电机的形式三联供系统主汽轮机和内燃机，大容量机组的优势，小容量的引擎有优势。汽轮机发电效率的主要缺点是低，小容量发电效率大大削弱，在环境温度在夏季和衰减的高，低NOx排放的主要优点。内燃机的主要优点是发电效率高，有利于节能和经济运行，主要的缺点是，NOx排放高，但其绝对值不高。由于高的发电效率是最关键的数据，综合比较后得出结论，使用燃气内燃机冷热电联产机组具有更多的优点。余热发电主要有两个部分，烟气余热和废物的水套水热。烟气余热可以利用2种方式。高温空气发生器为余热锅炉（加力），产生蒸汽，蒸汽吸收式制冷机，冷热空调或加热产生水。本系统是一个典型的系统，特别适用于蒸汽需求情况。高温空气发生器直接进入烟气（加力）溴化锂吸收式制冷机，空调或加热冷热水。本系统是一个新的系统，消除余热锅炉中间，使系统更紧凑的，简单的，家里有几个应用实例外。通过综合比较，北京新机场的建议直接烟气余热利用型溴化锂吸收式制冷机的使用。由仍然高设备的烟气余热利用烟气的温度，在150 ~ 170℃温度，约10%的能量损失，利用烟气溴化锂吸收式冷热水机组在北京新机场，在冬季热泵运行，感热和潜热烟气中提取热量，提高约7%的能源利用率。

3、设备容量

在一般情况下，冷热电联供系统满足建筑冷、热负荷是不合理的，因此，确定发电机容量的热电联产系统的核心。不同于传统的空调系统设备容量确定（只需要确定最大设计荷载），需要逐时冷，热，电负荷准确模拟和操作策略在各种负载情况下，通过复杂的计算过程近似，选择最经济合理的能力。

二、 结论

本文从热（冷）相互转化和分布式供能协调多目标优化调度模型，经济调度的权力，微网节能减排和提高能源利用率具有重要的意义，拓宽了冷却加热的热电联产的进一步研究视野。基于热协调成本电价的制定，更好地处理由于热（冷）负荷需求不匹配的随机性引起的经济问题，不仅降低了微网运行成本，而且对净峰填谷起促进作用，但也反映了一个热冷，用电负荷不匹配的能源生产和调度方式的变化引起的。分布式冷热电联产系统节能发电调度协调优化调度的传统带来了新的挑战，迫切需要发展应重视环境价值而且节能调度的追求。节能调度模型不仅能定量反映环境价值，能源效率，使分布式冷热电联产系统得到了进一步的体现。

参考文献

[1] 钱科军，袁越，石晓丹，等．分布式发电的环境效益分析[J]．中国电机工程学报，2008，28(29)：13-14．

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关键词：新能源电动汽车；校园租车；汽车租赁

0 引言

随着2017年工信部《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》的出台，新能源电动汽车行业日趋成熟。同时，与新能源汽车契合度极高的汽车分时租赁行业市场也逐渐完善。越来越多的传统租赁公司逐渐转型成为新能源汽车租赁公司。作为当之无愧的“朝阳产业”，新能源电动汽车租赁已经逐步进入人们的视线。然而，当前新能源电动汽车租赁市场仍然面临基础设施不足等问题尚未解决。大学生作为“有照无车”，出行频繁的群体，无疑将会是新能源电动汽车租赁的受益者。

1 新能源电动汽车校园租赁市场背景分析

1.1 新能源电动汽车校园租赁环境概述

近年，随着汽车行业的迅猛发展及人们节能环保绿色出行观念的日益加深，新能源电动汽车应运而生，开始进入现有的汽车市场中。因其节能环保、价格低廉、政府政策大力引导、价格补贴等优点，使得推广新能源电动汽车成为汽车行业发展的刚性需求。目前，因传统租车价格过高且手续繁琐等问题，导致大学生群体的主要出行方式只能是公共交通。但是，公共交通方式由于出行时间路线固定、搭乘拥挤、人员繁杂等问题，往往存在诸多不便和安全隐患。此时，新能源电动汽车出现了，因其租赁费用便宜、出行时间自由的的特点，在大学生受到较高关注。借此机会，将电动汽车引入校园，提前将绿色出行理念根植于学生心中，更响应了政府节能环保政策的号召。

1.2 新能源电动汽车基础设施搭建情况

新能源电动汽车自推广以来存在最大问题就是充电设备问题，但现有新能源电动汽车所配套的分布式直流桩群及移动式充电设施已经可以保障分时租赁车辆的充电需求，目前全天津市充电桩数量已达1698个，充电设备功率已达20～40kW，充电速度20分钟可达80%，行程达150～200km，并目标在2020年建设5.5万个充电桩。传统汽车租赁行业日前虽已日趋成熟，但新能源电动汽车由于兴起时间短，租赁体系还不成熟，还面临着诸多困境。目前新能源电动汽车租赁产业存在的主要问题有：（1）产业总体规模偏小；（2）缺乏具有行业影响力的新能源汽车龙头企业；（3）本地市场规模有待进一步扩大，基础设施瓶颈尚需突破。而如果想在校园中推广新能源汽车的租赁，目前待解决的问题就是在校园范围内搭建足够的充电设备，构建出完善的租赁体系，将新能源电动汽车租赁带入校园。

1.3 当前在校大学生校园出行情况

道路条件的改善，消费观念的转变和旅游心理的日益成熟，自驾旅游正逐渐成为大众旅游的重要形式。大学生作为旅游大军中的特殊群体当然也紧追潮流，他们当中有很大一部分人在结束课业压力的周末、法定节假日都以会出游来放松身心、增强朋友之间的感情，从长时间枯燥的学习生活中解脱出来。

然而，大学生出游往往面临很多问题。如图1所示，大部分人在选择公共交通工具出游时，被行李携带不便和拥挤，无法直达等问题所困扰。对于追求个性、享受过程他们来说，自驾游因其灵活自由，活动范围大，涉及景点多等特点无疑是最适合他们的出行方式。无论旅游市场如何细分，旅游产品都不可能满足所有人的个性化需求，此时，自驾出行的观念开始萌发，这种在自己大学所在市区、市内旅游景点以及周边城市旅游的自助式出行方式，系统化地解决选择公共交工具时所面临的一系列问题。

另外，学生出游往往很注重过程，也很注重社会尊重，驾车游能把自己与无车族区分开来，这是一种很常见的心理作用，而这种心理作用不同程度地推动了他们选择自驾游方式。如表1所示：有很大一部分人表示如果在校内可以租车的话，外出旅游将会选择自驾方式。

1.4 学生是否具备自驾出行的能力

自驾出行的必要条件就是持有驾照，如图2所示，目前大学生持有驾照一年以上的占8.51%，持有驾照一年以内的占12.77%，准备考取的占35.46%，无驾照占43.26%。驾照持有率为21.28%，无驾照大学生中准备考取人数占45.04%。

持有驾驶证的大学生中，愿意租车的人占大多数。这说明，在持有驾照的学生中，短途自驾游是大学生乐于接受的出行选择。而关于其它几个硬性指标包括：（1）关于新能源汽车是否能上高速公路的问题，根据《机动车驾驶证申领和使用规定》，新能源汽车属于自动挡汽车，可以上高速；（2）新能源汽车的续航能力，绝大多数新能源汽车的续航能力在150～200km，已能够满足学生出行的需求；（3）新能源汽车驾照考取难度，适用的驾驶证有C1、C2两种类型。C2驾驶证相较C1驾驶证相对约考容易，练车时间充裕，具有易学、考取周期短、考试车型与实际使用车型一致等优点，有助于缓解大学生放假在家考不完驾照，在校期间练车实践不足的尴尬；（4）关于学生驾驶机动车安全隐患，新能源汽车多为自动挡，容易上手，在一定程度上也规避了大学生冲动驾驶风险。

2 新能源电动汽车校园租赁的潜在市场需求

2.1 新能源电动汽车享受的政策支持

汽车工业政策的大力支持。汽车产业成为国民经济的重要支柱产业后，2012年国务院又了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》，明确地指出了未来汽车的发展方向，引导产业往新能源方向进行突破与发展，提升我国汽车工业核心竞争能力。科技部计划在2008年至2012年，用3年时间在10个有条件的大城市进行“十城千辆”推广新能源汽车的示范运行，为我国新能源汽车的产业化奠定基础。与传统汽车租赁公司相比，更加环保，节能化[1]。与“优步”等现在受大众欢迎的出现方式相比，自驾游会针对学生提供出行路线更自由、更加贴近消费者的服务。

2.2 在校大学生选择租车出行的原因

首先，对于如今的大学生来说，大学已经不仅是学习专业知识的地方，更是培养综合素质、提前体验社会生活之地，因此，各种社交活动对大学生也一样重要。而⒓由缃换疃，无论是出游，约会，或是聚会，有车自然就会方便许多。但是，让没有独立经济收入的大学生都自购车毕竟不太现实，家境优越的大学生也大多因为异地读书而放弃，这样一来，租车就成了大学生们更佳的选择。

其次，租车出行能够弥补公共交通出行的不便。在大学生出行方式的调查中显示，选择自驾游出行的大学生占8.51%，打车占41.84%，选择公交车和地铁这类公共交通方式的分别占到62.41%和79.43%，在四种交通方式中显然占比最高，然而50%以上的大学生都表明在使用公共交通工具的时候，有交通拥挤、行李不方便携带、无法直达、换乘繁琐以及难以精确到达目的地的困扰，这一点表明公共交通工具并不能很好的满足大学生的旅行需求。同时在另一项关于大学生对于租车优点的认识的调查中，50%以上的人表示租车有无须等待、点对点直达、出行便利，方便携带大量行李的优点，刚好弥补了公共交通出行的弊端。

根据问卷调查结果显示，有49%的大学生会在校园内有租赁点的前提下考虑租车出行，而选择其他方式出行的大学生中，有82%是不持有驾照的，而是否持有驾照恰恰是消费者能否选择租车出行的重要因素。同时，在准备考取驾照的大学生中，有半数以上会考虑租车出行，这个数据说明，在大学生群体中，租车服务的需求量还是相当可观的。

2.3 新能源电动汽车相比传统汽车的竞争优势

在调查到大学生不想租车的原因时，除了不熟悉路况（54.61%）这一主观因素以外，其他四项诸如对安全隐患（75.18%）、手续繁琐（46.1%）、押金高（31.21%）、租金高（44.68%）的担忧都是基于对校园租车的流程、手续、费用等等不了解所导致的。针对于以上四点，新能源电动汽车对比社会市场上传统汽车租赁的营运模式，已经有了相对完善优化和调整方案。在安全方面，有着完善的安全保险体系；手续方面，仅首次购买租车服务时所需的办理时间较长，但已经能够确保控制在半小时以内，再次租赁时的时间会大幅缩短，五分钟左右即可办理完全套流程；费用方面，就社会市场上的定价以及大学生的实际购买能力二者之间权衡，在将租赁价格调整到亲民低廉的同时，还拥有丰富多样的优惠方案，与其他方式相比价格更加实惠。

2.4 新能源电动汽车的潜在市场分析

根据这次的调查显示，能够接受的价位在80～140元/天的大学生占比为60.99%，比率远超其他选项。大学生租车时长偏好于“按天租赁”，占比为77.3%。在租车时长的相关选择中，所有选项的占比相差不是很大，可见租车时长这一变量较其他变量而言，更容易受其他因素干扰。而其中，达到“半天到一天”的比重较其他选项而言最大，为39.72%。同时数据也显示了大学生更青睐租用轿车及SUV车型。

产品策略上，根据市场调查结果，制定多维化产品，实现产品定制化。价格策略上，以价值导向定价方法为主，成品加成定价与竞争导向定价方法为辅进行定价。渠道策略上，采用“即用即提”的方式，直接和新能源汽车公司建立联系，取消中间商，长线渠道扁平化。促销策略则可以主要围绕打开市场展开。

因此，可以预见到，当新能源电动汽车租赁服务引进校园之后，其可以凭借租车出行费用相对低廉，定价标准符合大学生承受能力等优势，极大地为大学生出行带来便利以及实惠，具有庞大的市场容量。

3 新能源电动汽车校园租赁的发展前景

新能源电动汽车租赁有别于传统汽车租赁，是一种新型的租赁模式，与传统租车相比，新能源电动汽车具有租赁网分布更多，更适合短途出行，私人租赁成本更低等优势。同时，从大学阶段便让学生接触新能源电动汽车，有助于改变年轻人的思维，并对降低机动车保有量，缓解空气污染等有着积极的作用。在平时的出行中，学生们会遇到各种各样的麻烦，而当中很大一部分可以随着新能源电动汽车校园租赁的开展得到解决。将新能源汽车租赁项目带入校园，更能够弥补一部分公共交通的空白，为在校大学生的出行增添一种全新的方式。

目前，新能源电动汽车基础设施建设技术已经成熟，租赁模式逐步完善，正是将其引入大学校园的最佳时机。相信在不久的将来，会有一排排充电桩与新能源电动汽车出现在各大高校的校园内，学生们将受益于这种新兴出行方式，结伴出游，安全而又舒适。学校也能通过新能源电动汽车校园租赁业务将学生日常公共交通的费用转化，更多的反馈到基础教学设施的建设之中。

作为新能源电动汽车租赁推广的突破口，校园租赁服务获得广泛认可并日臻完善之后，可将进一步拓展其影响范围，扩大推广至全社会，为更多更广泛的用户带去实惠与便利。同时，也有望通过电动汽车租赁找到一条从根源上缓解日趋严重的城市空气污染问题的新途径，让我们的家园常享蓝天。

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[关键词]天然气；汽车加气站；发展趋势

中图分类号：F426.22；U473.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0266-01

随着我国经济迅速发展以及人口急剧增加，汽车拥有量也急剧增长，导致能源消耗量、温室气体和各种有害物质排放量激增。在这种形势下，清洁高效的天然气能源日益受到重视，随着天然气汽车工业的不断发展，加气站应运而生，发展汽车加气站逐渐成为改善环境和促进经济可持续发展的最佳选择。

1 以天然气作为汽车燃料的优缺点

作为汽车燃料的天然气通常分为压缩天然气（CNG）和液化天然气（LNG）两种，其成分90%以上是甲烷，并经脱水、脱硫净化处理。与传统汽柴油燃料相比，天然气作为新兴的汽车燃料有其不可取代的优势，但不可避免的也存在着一些劣势。下面分别进行对比分析：

1.1 优点

1.1.1 环保

因为天然气几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，其分子较小且结构简单，燃烧完全，燃烧后释放的碳氢化合物，几乎不会合成臭氧。而传统的汽柴油燃料，其分子较大，具有多重碳-碳键，燃烧时会伴随着更为复杂的一系列反应，这些反应增加了不完全燃烧的可能性并且易于放出未燃烧的、易发生光化合反应的碳氢化合物，从而加剧环境的污染。由此可见，以天然气代替传统的汽、柴油作为汽车燃料，可以有效降低尾气污染物的排放量，从根本上改善环境质量。

1.1.2 经济

①节省燃料费：以压缩天然气（CNG）汽车为例，通常情况下，压缩天然气的平均价格约为4.3元/Nm3，92#汽油的平均价格约为7.6元/L，而1Nm3CNG的热值相当于0.95L93#汽油，每辆燃气汽车年平均用气量约为11000Nm3，那么在提供相同热值的情况下，燃气费每年仅需要约47300元，而燃油费每年则需要约79420元，即每辆燃气汽车每年可节省约40%的燃料费。②降低维修费：传统汽、柴油中的蜡和胶质等杂物是形成积碳的主要成分，使用天然气作为汽车燃料能有效减少积碳，保护发动机免受伤害，延长发动机的使用寿命，可以延长大修时间20%以上，油更换周期延长到15000km。与使用常规燃料相比，可节约50%左右维修费用。

1.1.3 安全

就天然气本身而言，无毒，且不含有一氧化碳，比重p于空气，一旦泄漏会立即向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。而车用天然气（CNG、LNG）的燃点也都比汽、柴油高，不宜点燃；密度低，很难形成遇火燃烧浓度，稍有泄漏即挥发扩散。且抗爆性能好，爆炸极限仅为5%～15%，由此可见以天然气作为汽车燃料比传统的汽、柴油安全性更高。

1.2 缺点

以天然气作为汽车燃料虽然拥有上述诸多优点，但实际上我国不仅是“相对贫油国”，还是“相对贫气国”，人均天然气资源量只相当于世界平均水平的1/7，随着天然气消费量的逐年增长，供需缺口也将逐年增大。因此，如果找不到能部分替代天然气的新能源，用天然气作为汽车燃料来缓解当前的石油资源供需矛盾只能是暂时可行的战略路径，不会持久。除此之外，在燃气汽车应用的过程中，用户普遍也发现了一些问题：例如动力不足；车身太重；加气不方便，只能跑短途等。但相信经过不断的技术改进和加气站的开发建设，这些问题都可以得到解决。

2 汽车加气站的发展趋势

由于天然气具有低碳环保、经济实惠等诸多优点，近几年被广泛应用于车用燃料，国内的很多城市都在大力发展天然气汽车。预测近几年，天然气汽车在我国仍将呈“爆炸式”增长。这就要求加气站无论从数量还是规模上都跟上这个增长速度，以满足供应需求。此外随着我国西气东输工程的不断推进，更多的地方可以使用到廉价的天然气，也确保了加气站可以得到充足的气源。因此在未来的几年稳步推进数量适度、分布均衡的加气站十分有必要。

加气站类型主要分为油气合建站、单纯加气站和加气母站三种。现如今，全国范围内加油站的布局网络已经基本形成，所以加气站在选址时可以充分利用现有加油站的布局，建设适当数量的油气合建站，油气合建站主要建于干道和社区，占加气站总数的90%左右。针对单纯加气站即CNG加气站、LNG加气站、L-CNG加气站和LNG/L-CNG加气站的建设，需根据站区现场或附近是否有管线天然气。CNG加气站一般又可分为母站、常规站和子站：加气母站在城市门站储配站或天然气高压主管道上取气，气源稳定且压力波动小，不受工业民用天然气用气的影响，一般建于靠近城市门站的远郊；常规加气站一般建于靠近城镇燃气管道的城市中心区、城郊；加气子站基本没有土建工程，采用撬装设备，搬迁容易，受土地资源约束少，占地少，主要建于附近无城镇燃气管道的城市中心区、城郊；LNG加气站主要建于高速公路、城郊及公交停车场、物流站场等有LNG加气需求的场所；L-CNG加气站和LNG/L-CNG加气站主要建于附近无城镇燃气管道或母站的城市中心区、城郊。

今后在加气站建设方面，稳步推进加气站建设极为关键。需综合考虑各类加气站的特点，选择最合适的加气站类型。发展加气站的前提是要尽快做好前期调研和发展规划研究，对市场环境和供需群体进行透彻分析，然后通过对天然气汽车用户的用气需求预测进一步确定加气站的规模和数量，避免在加气站发展过程中出现盲目选址、布局混乱、种类单一、结构不合理等情况。

3 结语

天然气是一种洁净的能源，燃烧后的主要生成物为CO2和H2O，其产生的温室气体只有煤炭的一半，石油的2/3，天然气是一种优良的汽车发动机绿色代用燃料。大力发展包括城市公交车、出租车、物流配送车、载客汽车、环卫车和载货汽车等以天然气为燃料的运输车辆，符合政府提出的以城市公交车、出租车和环卫车为重点，推广使用天然气燃料汽车，倡导私家车采用天然气作为汽车燃料。加快建设车用天然气加气站，满足市场发展和实际运行的战略要求。

参考文献

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[关键词]供热 采暖 热电联产

1前言

北方寒冷地区冬季供热是以燃煤为主，这种局面在短期内不会得到根本改变，燃煤的最大缺点是对环境的影响是巨大的，同时还造成一些能源的浪费。因此供热能耗高，是制约我国供热事业发展和造成城市大气污染的重要因素，而供热节能，是降低能耗总量和减少污染的有效措施。

2几种采暖供暖方式的优缺点分析

近几年，本地区燃油、燃气以及电等清洁能源的用量逐年增多，但能源消费结构以煤为主的格局并未发生变化。长期以煤炭作为主要能源对我国的大气环境造成严重的破坏。本地区采暖以热电联产、区域锅炉房为主的集中供热和分散小锅炉、小采暖炉灶、燃煤燃气锅炉，电采暖等方式并存。各种方式的优缺点分析如下。

2.1热电联产供热

是利用燃料的高品位热能发电后，将其低品位热能供热的综合利用能源的技术。具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益。热电厂集中供热与分散供热相比，具有如下优点。

2.1.1节约燃料：热电联产与热电分产比较，由于用能合理，提高了热能的利用率，其供热效率约为中小型锅炉房供热效率的2倍，从而节约了大量燃料。2.1.2减少分散小锅炉房及其煤场、灰场所占用的土地。

2.1.3热电厂可采用先进的脱硫装置和消烟除尘设备，同样产热量造成的空气污染远小于中小型锅炉房。减少了对环境(土地、大气和水源)的污染。

2.1.4热电联产的问题是：

①长距离输送，管网初投资高，输送水泵电耗为所输送热量的2～4%，维护、管理费用高。

②由于末端无计量方式和调节手段，导致30～40%的热量浪费。

2.2区域锅炉房供热

区域锅炉房具有投资小，建设期短，技术要求低等特点。是我国的传统供热方式。区域锅炉房集中供热同样因末端无计量和调节手段，导致30～40%的热量浪费。与热电联产相比，区域锅炉房热量输送距离短，水泵电耗为输送热量的1～1.5%，但其热源效率却低于热电联产方式。总体供热效率不如热电联产。

2.3小锅炉供热

和区域锅炉房集中供热相比，分散小锅炉供热效率低，一般为15～20%[4]。占地面积大，管理与维护人员多，燃料费用高，除尘设施处理效率低，环境污染严重。

2.4小炉灶采暖

在本地区，小炉灶采暖占有比例为11.4%，和其它方式相比，小炉灶采暖效率低，单位面积耗标煤指标高，随着城市供热集中化程度的提高，相信小炉灶会逐渐被取缔。

2.5其它供暖方式

2.5.1石油、天然气、电能等清洁能源用于采暖对保护环境是有利的。这些采暖方式作为集中供热的补充为本地区的供热提供了多种选择。

2.5.2电能，在室内采用各种电暖气、电热膜等方式，尽管末端装置热利用率为100%，并且调节灵活，但使用高品位电能直接转换为低品位热能，是很大的能源浪费。

2.5.3燃油锅炉具有占地面积小，燃料运输方便，节省人力等优点；缺点是燃料价位较高，初投资较高。

2.5.4燃气锅炉具有占地面积小，节省人力的优点，缺点是不安全，燃料不便运输。

总之，对清洁能源的使用应该综合考虑节能环保和用户的经济承受能力等，要因地制宜。

燃煤对应的热电联产方式对大气污染最低，运行费最低，是燃煤对应的最佳方式。如果在本地区实现热电联产集中供热，经计算年节约标煤528.6万吨，当然这是理想情况。但是供热普及率达到90%还是可实现的，这时可年节约标煤424.6万吨，节能效益是显著的，同时对环境的保护和改善也起到了很大作用。

3对采暖供暖方式发展的建议

3.1以城市总体规划为依据，建设以热电联产的热电厂为主热源，区域锅炉房为辅的集中供热热源，逐步实现城市供热集中化。在集中供热区域内不再新建燃煤分散的小采暖热源。

3.2对生产热源，挖掘现有热电厂(站)和现有蒸汽锅炉房的潜力，对生产负荷不集中的地区不搞集中供热，由生产用热单位依据用热参数和用热量自行解决。随着俄罗斯天然气的引入考虑市中心地区生产用热采用清洁能源。

3.3对集中供热区域以外的街区实施联片并网改造，利用相邻详尽容量大的锅炉房取代效率低、能耗高、污染重的分散小锅炉房。对不能实现集中供热的街区，考虑采用清洁能源。

3.4近期和远期相结合，新建和改建相结合，对现有燃煤锅炉房依次从小到大的顺序实行拆除并网。

3.5坚持环保、节能、效益统一的原则，积极开发利用新能源.。

3.6对于有条件的生产企业鼓励利用其工业余热。鼓励有条件的单位采暖用热采用清洁能源。

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关键词 船舶；新能源；供电；应用技术

中图分类号：U664 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）04-0103-01

1 新能源及其在船舶上应用的优点

随着新能源不断的开发和应用技术的推广完善，将其应用于船舶成为一种发展趋势，并且有着较为广阔的前景。新能源应用于船舶有着诸多的优势，这主要体现为以下几个方面。

1）新能源应用与船舶能够有效的实现成本的降低。新能源及其复合型新能源的推广应用，能够实现造船成本的降低。在船舶的设计和建造中，新能源的应用能够将相关电器设备的电力来源由新能源或者是复合型的新能源来代替，实现船舶照明和应急系统供电形式的转变，从而实现船舶能耗的降低。以新能源来代替传统船舶供电设备，能够有效的降低船舶的自身重量等，实现生产成本的总体降低。

2）新能源的应用能够保证船舶供电的安全性，降低对于人力的需求并且能够实现环保的目的。新能源的优势之一在于无污染，清洁性，将新能源应用于船舶供电时，能够避免船舶供电所产生的大气污染等。而这种新能源供电系统的建设和应用，有效的减少了传统供电模式下对于人工的需求，降低了人工成本。利用新能源实现船舶供电，能够传统供电形式下所带来的噪声污染和对工作人员身体健康的不良影响，实现供电的安全。

3）新能源的来源丰富，供应充足。当前开发利用的风能和太阳能等资源具有取之不尽用之不竭的特点，在船舶供电中，对于该种新能源的充分开发和利用能够有效的保证供电机组的持续运作，以蓄电池的形式来实现对电能的存储，保证供电的持续性和对新能源的有效利用。

4）新能源广阔的应用范围为其在船舶供电系统中的应用提供了条件。将新能源应用于船舶中，可以不受环境等影响，实现船舶供电的持续性。在船舶供电系统的设计时，根据船舶条件及其供电方式的设计，选择应用风能或者太阳能或者将两者综合应用，对供电能蓄积方式进行科学的设计，保证任何环境下都能够实现电能的持续供应，保证供电的充足。

2 新能源发电应用系统

为保证船舶供电的持续性和安全性，便要在船舶设计的时对于供电体系做出科学合理的设计，从发电能源的选择出发，设计科学的电能采集系统和供电系统，实现新能源的充分利用。

从当前船舶供电系统建设情况看，一般是利用风能或者是太阳能资源进行发电来满足船舶的用电需求。具体系统的建设时，采用风光互补的发电系统，即在船舶上安装太阳能装置的同时也设置风力发电装置，通过两者的结合应用来实现船舶的供电。这两种装置能够实现对光照和风力的充分应用，能够有效的满足船舶的用电需求。在该系统建设中，需要一定的风力发电机，同时要设置相应的太阳能电池板，并且配置相应的风力发电控制器以及光伏发电控制器等，实现对风力发电和太阳能发电的有效控制，此外，还要建设与电能想匹配的蓄电池组，实现对发电机组所发电能的及时有效的存储。

在船舶发电系统建设时，要对每个构成部件进行精心的选择和设计，保证供电的持续性和安全性。对于太阳能电池板的选择，要从行业发展的前瞻角度出发，选择具有较好的环境适应性能和较好的电力归集效果的太阳能电池板，保证光伏组件的先进性，使其能够更好的满足发电和供电的需求。对于控制器的选择上，根据风力发电所需构建的相关参数，选择较好的构建，实现对风机的有效控制，从而保证风力发电机电流输出的持续性和稳定性，有效的控制风机的速度和发电功率。而对于光伏控制器的选择上，从而输出电流与太阳能电池工作量的关系出发，选择能够性能较好的控制器，实现对太阳能发电的有效控制。而对于蓄电池的选择上，对于电池的容量等予以充分考虑，保证发电系统所产生的电力能够及时予以储存，同时能够实现供电补偿的效果。

此外，要注意供电系统安全监测和控制相关模块的建设。在新能源供电系统建设中，供用电的安全也是不同忽视的，通过安全监测与控制模块的建设，能够实现对新能源系统安全的实施维护。该模块通过对新能源供电系统平台实时监测，对相关数据进行综合分析的基础上，及时发现系统运行中的一些故障，从而采取有效措施进行解决，保证供电系统的正常运作。

3 船舶新能源供电应用的技术分析

新能源应用于船舶供电中时，在供电系统建设中除了注重相关构件的选择外，还应该注重所使用的技术方式。

为保证供电的持续性和安全性，要对发电机组的功率进行跟踪观察。综合运用多种测量方法来获取发电的功率，并且进行相应的计算分析，实现对太阳能光伏发电及其风力发电功率的跟踪监测和控制，保证其在一定的限度范围内，从而实现船舶用电的持续和安全。这一目标的实现要选择恰当的方式，对系统控制器的运作等实现有效的控制，保证发电机的转速和功率都处于可控范围内，实现供电的可控制性。

供电系统建设的另一技术要点是对于电能的储存和异变等问题的处理。在新能源供电系统中所产生的电能储存有化学电能储存和直接储存的区别，前者是将电能转化为化学能的形式进行储存，比如蓄电池的形式，后者是以超级电容的方式来对电能进行储存。因此，在蓄电池的选型设计时，便要充分考虑船舶新能源发电中可能出现的各种问题，培养较好的能够满足电能储存需求的蓄电池，保证多余电能得到及时有效的存储。对于电池选择时，充分考虑其容量、电能储存的形式以及其在后续使用中的供电量等，为船舶用电的持续性提供保障。

船舶新能源供电应用中的技术，还应该包括供电系统的安全维护。对于新能源应用中可能出现的问题做出科学合理的应急预案，及时解决风力发电和太阳能光伏发电中的一些技术盲点问题，对于系统构件的故障进行及时的修复，保证供电的持续性和用电的安全性。

参考文献

[1]汤天浩.新能源与电力电子在船舶电力推进中的发展和应用[J].上海海运学院学报，2004（1）.

[2]陈明志.谈新能源在船舶上应用的现状和展望[J].珠江水运，2013（13）.

[3]顾益民.船舶电力系统的供电连续性及其实现[J].南通航运职业技术学院学报，2008（1）.

篇9

关键词：LED；城市道路；照明；优势；应用

引言

随着我国国民经济的迅猛发展和人民生活水平的不断提高，照明用电将会不断增长，城市道路照明、城市夜景照明、城市亮化工程等所消费的电力在照明用电中的比重越来越大。照明领域的能源消耗在总的能源消耗中占了相当大的比例。节约能源和提高照明质量是当今非常重要的课题，而且已引起国际组织的重视。LED技术的出现为降低能耗带来了较大的潜力空间，且其光源特性更加易于被人们接受，从而受到广泛关注。

1 常规照明与LED技术

LED是一种半导体，能够将电能转化为光能，目前，LED已应用于计算机屏幕、室外显示屏、手机背光源、汽车照明以及室内外照明等多个领域，取得较好的经济效益和社会效益。LED作为室内外照明光源相对于传统白炽灯、高压钠灯以及金属卤化物灯而言，具有节能、环保、寿命长等明显的优势。我国道路照明政策也正在积极推进LED技术的应用，并于2009年由科技部对国内21个城市进行核定，推动LED路灯的应用。

2 LED路灯优势分析

我国现阶段适用于道路照明的光源有高压钠灯、陶瓷金卤灯等气体放电灯，以及近几年新开发的光源LED灯。这三种代表性的光源性能参数比较如下：

特点

优点：启动时间较快，可任意点燃，点燃后可在较低电压下工作；光效较高；价格低廉。

缺点：显色性差、寿命较短，整灯光通利用系数一般。

优点：显色性好，宽型配光。

缺点：寿命较短，整灯光通利用系数一般。

优点：启动时间最快，点燃后可在更低电压下工作；高效节能、寿命长、耗电少、整灯光通利用系数高、配光曲线好、照度可补偿、路面照度均匀度非常好、可变色、可无级调光、绿色环保。

缺点：价格较贵。

从上表可以看出LED光源相对对于传统光源在光效上与高压钠灯相当，但是高压钠灯在使用过程中需采用反光罩，令其使用效率大大降低；另外在使用寿命、显色指数、利用系数方面对于传统光源均有较大优势。

为节约能源我国在传统的市电作为路灯电源外也开发了太阳能（风光互补）作为路灯电源，但因为传统气体放电灯启动电流的需求难以与太阳能蓄电池配合使用，LED采用限流电源供电则不会对电池有任何冲击。

2.1反射损失低

LED定向发光，在灯具中不需要反光罩，反射以及散射损失少，大部分光线可直接照射到目标，光能利用效率高，因此LED灯具在使用的过程中效率高，在满足相同照度的条件下，LED灯具可以选择低功率的灯具，从而达到节能目的。另外因LED为定向发光，其灯具的光损失主要为透镜，其灯具的光效一般在90%左右。

但是气体放电灯光源照射方式为360度球形发光照射，因此在通过反光罩反射，会有较大的光损失，通常灯具的光效仅为40%至75%间。

2.2 LED光源恒定，灯具亮度可线性调整

LED光源为恒流驱动，受电网电压波动影响较小，即使电网发生较大波动，灯具依然能够获得恒定的直流输入，保证LED灯具使用的安全，延长其寿命。此外，由于LED灯具能耗低，在进行线路设计时，可采用相对较小规格的线缆，以节省部分成本费用。

LED灯具输入电流可以通过电源控制模块进行调整，以发出不同亮度的光，尤其是当加入外界照度传感器后，可以随时精确调整光源强度，达到最佳照射效果，而不会影响灯具寿命。

2.4 光源特性好

LED光源在制作PN结时，用能够发射蓝光的InGaN为基础，在灯罩内涂不同的荧光粉可产生不同颜色的光。此外，LED灯发出的光线色温在2800K至5600K范围内可调，显色指数可达到70左右，能够给行人提供较好的、辨识度高的照明。

2.5 使用寿命长，维护成本低

LED灯与普通钠灯相比，具有使用寿命长、故障率低、易于维护等特点，耐打击和碰撞，灯具抗机械性损坏能力强，运行过程中所需维护成本较低，考虑到LED灯在应用时的数量，节约的维护成本相当可观。

2.6 其他特性

LED灯还具有较高的功率因数，单个LED灯可达到0.95，与高压钠灯以及金属卤化物灯的补偿后功率因数0.95相当，因此可以减少大量的功率补偿设备投入以节省费用。此外，LED等具有很好的瞬间启动和再启动能力，能够有效的保证城市交通的安全。

3某地 LED路灯应用分析

某城市主干道主线按30lx以上平均照度考虑，照度均匀度不低于0.4，照明功率密度值（LPD）小于0.85W/m2，主线车行道照明采用双臂路灯中间布置。设计车行道单侧机动车道标准横断面宽16m，路灯采用13m双臂钢杆灯，臂长2.0m，灯杆布置在道路中央分隔带内，灯间距为30m左右，光源采用305W LED路灯。每公里的造价约100W。同等条件下，高压钠灯每公里造价约66万。

因LED可自由调整亮度，在预置调整曲线后，LED可在其使用寿命期间自动调整灯具功率以达到节能目的。则LED产品周期期内（如6年），每天点亮10小时，总体节能效果如下：

分类

总安装功率（kW）

第一年耗电量（度）

第二年耗电量（度）

第三年耗电量（度）

第四年耗电量（度）

第五年耗电量（度）

第六年耗电量（度）

按LED低标准

21.35

54549（按功率70%计算）

58445（75%计算）

62342（80%计算）

66238（85%计算）

70134（90%计算）

77927（100%计算）

高压钠灯

30.8

112420

112420

112420

112420

112420

112420

节省电能

57871

53974

50078

46182

42285

34493

合计

284883度

折算标准煤

28.48*1.229=35吨

节省电费

28.48*0.9=25.63万元

另高压钠灯按10000小时使用寿命计算，每三年更换光源，400W钠灯按2000元计算，则在LED使用寿命期间，高压钠灯更换光源费用尚需增加14万元，则除更加环保外，LED总体费用也低于高压钠灯。

4 结语

LED灯作为城市道路照明光源具有较为明显的优势，在能源危机的大背景下，能够比传统高压钠灯节省更多的能源，同时能够提供显色性好、恒定度高、瞬间重复启动能力强的特性，可以预见，LED灯作为城市道路光源的前景广阔，发展潜力巨大。

参考文献：

[1]车兆浚. LED光源在城市道路照明中的应用研究[D].华南理工大学，2012.

[2]翁奕华. 高压钠灯与LED在城市道路照明中的应用分析及前景展望[J]. 中国照明电器，2012，04：17-21.

篇10

【Abstract】 The effect of energy saving of water-loop heat pump system which is used in HVAC system is preferable when there is plenty of remainder heat in the building.The heating-peripheral is boiler in water-loop pipeline of traditional water-loop heat pump system,the energy is not utilized absolutely or the waste air occurs in boiler.hence,we should purse new recycled resourse to replace the traditional heat source.I will discuss the actuality,prospect,principle,advantage and disadvantage of recycled energy in water-loop heat pump system briefly in the following paper.

【keywords】 energy saving;recycled resource;water-loop heat pump system

【关键词】 节能；可再生能源；水环热泵

中图分类号 TU831 文献标识码 A

前言

水环热泵空调系统可利用的外部能源有太阳能、水（井水、河水、湖水、海水）、土壤能、空气等。这些能源具有资源无限、可以再生、与生态环境和谐的特点。因此提出可再生能源水环热泵空调系统对解决暖通空调的能源与环境问题有长远的战略意义。

上世纪50年代以来国外就有很多把可再生能源作为低位热源应用到水环热泵当中，其中土壤源作为水环热泵的低位热源是在二战以后就引起人们的重视，20世纪70年代末至80年代美国和欧洲一些国家对土壤源水环热泵进行各种理论和试验研究，瑞典早在20世纪70年代末就开始生产专供冬季采暖的土壤源热泵机组并已商品化［1］。我国的暖通空调工作者近年来对土壤源水环热泵开展广泛的理论和试验研究。水源热泵在欧美国家的建筑中也已经有30年的历史了，日本早在1932～1955年间就装设35座深井水为热源的水环热泵系统［2］，近年来，在我国黄河流域和北方地区开始广泛采用以井水源热泵冷热水机组作为冷热源的空调系统，我国的青岛还曾提出建造以海水为低位热源的大型热泵站的方案。我国的太阳能资源十分丰富，居世界第二位，年日照时间大于2000小时的地区占全国面积的2/3，处于利用太阳能较有利的区域。哈尔滨工业大学、天津大学曾进行过太阳能水环热泵系统的模拟研究。在空气源利用方面进来我国也进行了双级耦合水环热泵空调系统的研究和应用，这种系统就是利用空气/水热泵和水/空气热泵的耦合，把空气/水热泵作为水环热泵的辅助热源。

20世纪80年代初，我国一些外商投资的项目中开始采用闭式环路水环热泵空调系统，20世纪90年代水环热泵空调系统在我国得到广泛的应用。据统计，1997年国内采用水环热泵空调系统的工程共52项［3］，到1999年，全国约有100个项目，2万台水源热泵机组在运行［4］。进入21世纪水环热泵将得到新的兴旺发展，同时21世纪人类也面临着能源问题的严重压力，为此我们有必要研究探讨新型可再生能源在水环热泵中的应用。

水环热泵及可再生能源在水环热泵中的应用

1.1 传统水环热泵空调系统的组成

热泵是一种利用高位能使热量从低位热源（低温热源）流向高位热源（高温热源）的节能装置［5］。那么所谓的水环热泵空调系统是指小型水/空气热泵机组的一种应用方式，既用水环路将小型水/空气热泵机组（水源热泵机组）并联在一起，构成以回收建筑物内部余热为主要特征的水泵供暖、供冷的空调系统。该系统于20世纪60年代在美国加利福尼亚州出现，故也称为加利福尼亚系统。该系统于1955年在美国申请专利，很快传遍美国并早已商品化［5］。

在夏季建筑物的内区和周边区都供冷的情况下建筑物内部的余热通过水/空气热泵机组由水环路散发到室外。首先，室内侧的空气与制冷剂换热（此时室内换热设备为蒸发器）使空气冷却下来，热泵机组里的制冷剂通过压缩机后进入循环水和制冷剂侧（此时的换热设备为冷凝器）此时制冷剂把热量传到循环水中。在冬季建筑物内区需要供冷而周边区需要供热，内区排向循环水中的热量就可以通过循环水带到需要供热的周边区从而达到节能的目的。但是往往在冬季内区向水环路中散发的热量小于周边区需求的热量，使循环水的温度逐渐降低，当温度小于13℃时就需要外加的辅助热源向循环水加热以补充周边区的热需求。而夏季由于热泵不断把室内的热量散发到循环水中，循环水的温度就不断升高，当循环水温升高到32℃时就需要辅助的散热设备向外界排热以保持循环水温在13℃～32℃范围变化。传统的散热和加热设备是冷却塔和锅炉（燃油、燃煤、燃气、电热锅炉）。采用这种高位能（电、燃气、油等）通过锅炉转变为循环水的低位能，再有室内水/空气热泵提升后向室内供热的方式不符合按质用能的原则，是对能源的极大浪费。

1.2太阳能水环热泵空调系统

太阳能是21世纪人类可期待的能源，我国的的太阳能资源又十分的丰富，因此把太阳能应用到水环热泵空调系统中就有着非常广阔的前景。在水环热泵空调系统中主要是将太阳能代替传统的锅炉等辅助加热设备。太阳能水环热泵空调系统又分为闭式和开式两种， 在闭式系统中当冬季水温低于13℃时就利用太阳能热水系统通过板式换热器对循环水加热。开式系统又包括三个子系统，既太阳能集热系统、水环热泵空调系统、热水供应系统。三系统通过建筑物的消防水池为蓄热水池连接起来。这样可以解决太阳能的间歇性和不稳定性。当循环水温高于32℃时打开冷却塔散热，当循环水温低于13℃利用蓄热水池中的水作为循环水给系统供热。

1.3 土壤源水环热泵空调系统

土壤源水环热泵空调系统就是利用地下埋管换热器作为辅助热源的水环热泵空调系统。地表浅层是一只巨大的太阳能集热器，它收集约47%的太阳能［1］，尽管其中有一半能量以长波的形式辐射出去，但剩余的能量也十分丰富。在缺乏地下水或者利用地下水源不经济的地区这种形式尤为显得可观。该系统有两个环路组成，即一次环路、二次环路。当冬季周边区供热量大于内区向二次环路中排热量时，至到二次环路温度降低13℃时开启二次环路从土壤中吸收热量以保证环路水温。当夏季机组都处于制冷工况时，机组向二次环路中不断的放出热量，至到温度达到32℃时开启一次环路，此时一次环路向土壤中散热，以保证整个系统的水温。

1.4 井水源水环热泵空调系统

根据地下水循环系统和水环热泵空调系统水环路（建筑物内循环水环路）是否分隔开，可以分为闭式和开式二种。闭式就是通过板式换热器把地下水环路和建筑物内循环水环路分开，如图1.4.1所示；开式就是直接把地下水和室内的小型水/空气热泵机组连接起来，如图1.4.2所示。之所以应用地下水作为低位热源是因为地下水终年基本水温维持在一个固定的范围内，是很好的天然热/冷源。

在闭式系统中，夏季制冷工况运行时当水环热泵循环水温度高于32℃时打开井水源循环系统，二者通过板式换热器把热量散发给地下水。冬季当水环热泵循环水系统的水温低于13℃时打开井水源循环水系统，二者通过板式换热器把地下水的热量传给室内循环水以保证室内循环水的温度。开式系统同闭式系统原理相同，不同的是开式系统中室内的水环热泵循环水就是直接应用地下井水。（附加我国不同地区深井水温度如下表）

东北北部 中部 南部 华北 华东 西北

深井水温（常年） 4℃ 8℃～12℃ 12℃～14℃ 15℃～19℃ 19℃～20℃ 18℃～20℃

1.5 双级耦合水环热泵空调系统

该系统是空气/水热泵和水/空气热泵机组的结合供暖，与传统的水环热泵空调系统相比，差异在于是用空气/水热泵机组代替传统系统中的锅炉。

夏季制冷工况运行：当水环热泵空调室内循环水系统的温度高于32℃时打开冷却水系统，室内循环水系统和室外开式冷却塔系统循环水通过板式换热器实现散热的。冬季制热工况运行: 当循环水温度低于13℃时带开室外的空气/水热泵机组，此设备也是通过板式换热器把热量传给室内循环水系统以达到加热循环水的目的。

可再生能源在水环热泵应用中的优缺点

2.1 太阳能在水环热泵空调系统应用中的优缺点

优点：①我国太阳能资源丰富可用空间大。②太阳能水环热泵拓宽了水环热泵空调系统的应用范围，使内部余热小或无余热的建筑物也可以运用该系统。③用消防水池做蓄热池既节省投资又解决了太阳能的不稳定性，同时多余热量还可以供生活用水。缺点：①太阳能热水供应不足或阴天时需要设置辅助加热器。②夏季仍需冷却设备

2.2 土壤源在水环热泵空调系统应用中的优缺点

优点：①地表浅层土壤源是一个巨大的太阳能集热器，蕴含巨大天然能量。②省去传统的辅助加热（锅炉）和散热设备（冷却塔）。缺点：占地面积大，如果埋设浅了土壤温度和受热特性易受季节等因素影响，深埋时施工要求和钻井费用高。

2.3 井水源在水环热泵空调系统应用中的优缺点

优点：①我国大部分地区常年地下水温度保持稳定，冬夏均可利用。②省略辅助加热和散热设备节省投资。缺点：①钻井时费用高，抽水井和回灌井的维护要求高。②在采用开式系统时管道容易堵塞和腐蚀。

2.4 双级耦合水环热泵空调系统的优缺点

优点：①空气的利用没有污染，有利于实现能源、供暖、和环境的协调发展。②有利于降低室外大气温度避免“热岛效应”的产生。缺点：①整个系统仍需要冷却设备。②在我国北方寒冷地区冬季空气/水热泵机组容易结霜。

可再生能源在水环热泵空调系统中应注意的问题

3.1 太阳能水环热泵利用方面

①太阳能的利用具有间歇性和不可靠性，因此设计水环热泵空调系统时应设置蓄热曹。②可以将太阳能和其他热源共同作为热泵的低位热源使热泵的低位热源多元化，例如将太阳能与土壤源结合。③太阳能是稀薄的能源，在地球表面上的能源密度极低，因此利用太阳能与目前所利用的矿物能相比需要较大的设备投资。

3.2 土壤源水环热泵利用方面

此系统最关键的就是土壤源热交换器的埋设问题，在使用该系统前首先应对现场进行勘测，先确定热交换器是采用竖井还是水平方式布置，其次应考虑建筑物的高度，最后还应考虑垂直式或水平式热交换器的预定位置［6］。地下埋管设计中应注意几个问题：①土壤的传热性能取决于土壤的热导率、密度和比热容。②地下埋管换热器中各管内水流量要分配均匀。③注意换热器的承压问题，尤其是垂直埋管，设计中应注意系统最下端管道的静压在管路最大额定承压范围之内。④注意管沟回填材料的使用。⑤地下埋管换热器的最小埋设深度也应在冻土层以下。

3.3 井水源水环热泵利用方面

该系统最大的问题就是地下水的回灌, 回灌一般都存在堵塞问题，也就是说不能100%的回灌，究其原因有如下几点：一、悬浮物堵塞，因此回灌前要控制悬浮物的含量。二、微生物的生长，因此要回灌前去除水中的有机质或进行消毒杀死微生物。三、化学沉淀，在碳酸盐地区加酸改变PH值防止化学沉淀生成。四、气泡阻塞。五、粘性颗粒膨胀或扩散，在水中可注入氯化钙来解决。另外腐蚀和水质问题也是普遍存在的问题。

3.4 双级耦合水环热泵利用方面

该系统目前主要存在的问题就是北方寒冷地区冬季室外温度过低造成室外的空气/水热泵机组压缩比过大问题，压缩比过大最终导致供热量急剧减小，系统性能系数变小。另外北方寒冷地区冬季室外的空气/水热泵机组也存在结霜问题。

结束语

能源和环保是人类生存和发展的两大主题，是全球关注的问题。进入21世纪人类面临着的是常规能源的过度消耗与枯竭，可再生能源的利用就显得尤其宝贵。可再生能源在水环热泵空调系统中的应用达到了即节能又保护环境的目的。是新世纪我们应该大力探讨研究和应用推广的新型节能措施，但对于目前设计和施工过程中存在的技术难题应该深入研究，本文就太阳能、土壤源、井水源、双级耦合水环热泵空调系统的理论给予了介绍，加深了对这方面理论理解的同时也为更深一步研究试验奠定了理论基础。

通过上述我们应该根据当地自然条件和建筑物的实际情况，经过多方的实际经验和模拟理论分析选择利用那种可再生能源的水环热泵空调系统。

参考文献

[1] 马最良.水环热泵空调系统设计[M].北京：化学工业出版社，2004.

[2] 蒋能照.空调用热泵技术及应用[M].北京：机械工业出版社，1997.

[3] 汪训昌.水环热泵系统的热回收特性及其设计方法[C]. 殷平.空调设计（1）.湖南：湖南科学技术出版社，1997：61-72.

[4] 谢汝庸.我国水源热泵机组应用的现状与发展[C].现代空调（2）. 北京：中国建筑工业出版社，1999：66-77.