新能源技术与应用心得.doc

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1、新能源技术与应用心得 新能源又称非常规能源，指的是传统能源之外的各种新型能源形式。开始开发利用或正在研究、有待推广的如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能、可燃冰和核聚变能等。新能源开发具有重要的战略意义和经济意义。传统能源逐渐消耗，未来工业和经济发展需要的能源量越来越大，开发新能源是解决能源短缺问题的核心内容。传统能源例如石油、煤炭等化石能源使用时污染严重，温室气体排放量大，对环境和气候造成很大损害，因此通过新能源开发来解决这些问题也是新能源的重要意义。 选修这门课内容有绿色建筑、可燃冰、石墨烯、太阳能、页岩油等多个方面了解了新能源的发展现状和面临问题，了解了能源对于经济、社会、科技等发展

2、的重要意义。 中国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家，位于南海北部神狐海域的天然气水合物试开采自5月10日正式出气已累计产出超12万立方米，甲烷含量高达99.5%的天然气。采气点位于水深1266米海底以下200米的海床中。可燃冰是天然气水合物，分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由主体分子（水）和客体分子（甲烷、乙烷等烃类气体，及氮气、二氧化碳等非烃类气体分子）在低温（-10+28）、高压（19mpa）条件下形成。可燃冰的形成机制是在低温高压环境下范德华力作用形成晶体状物质。可燃冰主要成分是甲烷，燃烧污染物远远小于传统化石能源。可燃冰能量密度很高，很具有能源价值。可

3、燃冰的开采难点在于开采中如果造成大量甲烷气体泄露可能引发严重的温室效应。 石墨烯也是近些年来获得广泛关注的新材料，是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。未来更高性能的电池将可能要依靠石墨烯。中国科学院宁波材料所近期宣布利用石墨烯研制出千瓦级铝空气电池。 未来的经济和工业机会将有很大部分来自于新能源技术的发展。 第二篇：新能源新技术培训学习心得新能源技术培训心得体会化德县职业中学孙玉红 我有幸参加了德国汉斯-赛德尔基金会，山东-巴伐利亚职教师资培训中心，全国职教师资培训重点建设基地甘肃酒泉职业技术学院的新能源技术培训。从2021年6月13号23号为期10天计80课时的学

4、习。先后在学院的新能源实训基地，进行一周的理论学习，一周的实训和参观风电场，设备生产流程。安装一套风光互补实验装置。期间还处理了光能，风能各一起运行故障，整个培训过程，理论传授和实例解析紧密结合，知识学习和实地考察紧密衔接，思想启迪和思维引导相辅相成，思想教育和能力培养同步引领。专家学者的讲课不但层次高、信息量大、启发性强，而且能够理论见之于实践，理念见之于思路，思维具体于方法。使我们更新了知识也更新了观念，开阔了眼界也开化了思维，见识了发展也见识了转型，体会了创新也体会了拼搏，感受了奇迹也感悟了使命。 一、通过参加培训，深感集中培训在学习中的重要作用。 来自山东的王志国，通辽的安钢，甘肃高台

5、的王占国老师他们已经开了新能源这门课有了一定的实践经验。来自中旗的赵桂珍，湖北的严姝婷，西宁的马永红老师电力电子技术理论方面比较突出。西宁的任锡林，甘肃武威的颜鲁薪，锡盟的朱立国，湖北的徐保权，酒泉的岳耀虎，尉蓉老师和我善于探讨问题，呼市和林的赵秀春，青海湟源的高万利，湖北的刘少卿等都是新手但学习态度很端正，动手能力强。还有赤峰的于晓庆，郭光宇，酒泉的刘花，格尔木的张世真等，大家 和睦相处，不耻下问，整个学习培训过程中理论与实际紧密结合，让每个人的思想都经历了一次新的洗礼和升华，同时也储备、更新了知识，更为更新观念奠定了基础。 二、通过学习，深感知识经济时代知识的重要性。 这次短暂的学习，让我

6、接触到了区域发展、经济模式、新型产业、国策方针、行政管理、科学思维等众多领域的相关知识，其中贯穿的一条主线是知识经济是经济高端发展和高速发展的充分条件，另一条主线是掌握知识是掌舵经济的必要条件。发展新能源我国研发技术有了很大突破，但是风光发电的核心技术现在我国还依赖进口，成本居高不下。授课中老师在发展模式评价中都充分显示了这一条；参观点在介绍成功经验中也强调了这一条。 三，这次学习的主要内容包括1）风力发电与光伏发电的原理2）电力电子技术整流，斩波3）电力电子技术逆变，变频4）风力发电与光伏发电的数据采集5）风力发电与光伏发电工程概述6）电力电子与发电机实验7）风力发电系统分析8）光伏发电系统

7、分析 （1）风力发电主要是利用风力机把风的动能转换为另一种形式能即电能，在这一转换过程中存在着两种物质流，一种是能量流：当风以一定的速度吹向风力机时，在风轮上产生的力矩驱动风轮转动。另一种是信息流：就是围绕控制系统进行传递过程控制信息，两者的相互作用，使机组完成发电功能;光伏发电中太阳电池是将太阳能转变为电能的最基本器件，是以光生伏打效应为基础制备的，就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。 （2）电力电子技术中整流，斩波，逆变，变频这一系列中也是新能源发电系统的核心。前三者在整个风力或光伏发电系统中包含其中的一种或几种。变频技术是应用在交流电动机的调速

8、，pwm技术一直是变频技术的核心技术之一，在各种应用场合仍占主导地位，并一直是人们研究的热点。 （3）设备在运行中的数据采集是必不可少的包括电网三相电压，发电机输出的三相电流，电网频率，发电机功率因数等。这些数据无论发电机组是处于并网状态还是脱网状态都被监测，用于发电机组的启动条件，工作状态及故障情况，还用于统计发电机组的有功功率，无功功率和总发电量。还据参数来确定补偿电容的投入与切出。 （4）电力电子与发电机实验其实就是最简单的整流，斩波，逆变，变频等，利用示波器通过plc编程来演示各种状态下的波形，达到理想效果并展示出内在的变化。这点我校的设备还有差距。 （5）系统分析其中光伏发电包括收集

9、负载，气象，气候，用户等 信息，实际上，设计太阳能光伏发电系统在计算前后要涉及大量的判断，由计算机所做的任何方案都必须根据经验，不可预期因数和环境因素进行调整。风力发电系统中，容量小于750kw的系统可以用定桨距失速调节技术，当容量大于750kw时，大多要采用主动失速调节，变桨调节或变速恒频调节技术。因此，对风力发电中变速恒频双馈发电技术在理论和实践中进行系统深入的研究，是十分必要和迫切的，对我国的风电事业的发展有着十分重要意义。 四，通过这次学习体会到我们学校相对于部分兄弟学校的设备还是差些，我这块以前的高配电脑换出去了，现在需要希望领导予以重视，因为很多程序现在无法运行。我们如果开这门课，

10、初级阶段风电可以间接结合外部设备让学生了解其结构和性能。光伏发电就需要配备电池板，蓄电池，控制系统等设备。理论部分自己需要加强，对学生不必讲解太深但要求其懂得基本的运行原理，各部件的结构，性能。五，这次学习理论课教师：鲁巴职教师资培训中心的冀协义老师，酒泉职业技术学院的陈明杰老师。实训课教师：上海宝徕科技公司的陆锦楚老师。班级管理由我负责。 根据集团公司产业发展的规划，为保障“四气合一”的战略顺利实施，集团公司研究决定于2021年11月和12月分两阶段进行以“天然气氢气”为主的新能源课程的相关培训。我非常荣幸能够作为第二期新能源培训班的成员前往阳泉进行学习，在为期半个月的学习培训中使我有了学习

11、理论知识，增长见识，开阔思路的机会。 11月19日，集团公司党委书记、董事长。，总经理。，党委副书记、纪检书记。，副总经理。慰问了我们第二期新能源培训班的全体学员。董事长在培训班上作了重要讲话，从培训的重要性、迫切性、必要性三方面入手，强调了培训的重要意义，提出了强化培训的有效措施。 董事长的殷切希望，谆谆教诲极大的鼓舞了我们每一位学员。使大家清醒地意识到培训是提高创新能力，提高整体素质的需要。培训不是单纯的扩大知识面，而是培养跳跃式思维，多元化思维。培训不是一种福利，更不是一种享受，而是充实自己、超越自己、完善自己的一个过程，也是自我启发、自我调整和自我提高的重要途径，这次学习是我成长中的“

12、加油站”、工作中的“充电器”。通过这次培训，使我对公司的主营业务，以及公司未来的发展有了更加明确的方向。随着科学技术的不断进步，人类的不断发展，“低碳经济”必将是未来发展的重中之重，也是世界发展的必然趋势。 本次培训分为了两个单元。为我们授课的老师有清华大学核研院责任教授毛宗强，清华大学核研院副教授苏明山，清华大学热能系教授姚强，北京建筑工程学院副教授詹淑慧，中国石油管道学院副教授黄春芳，中国石油大学副教授刘毅军等。在第一单元中我学习了制氢加氢站实务、天然气经济专题、热工基础、新能源与氢能、天然气长输管道、企业能源管理与节能减排。在第二单元中我们学习了天然气加气站实务、氢能工程、天然气管道节能

13、、城市燃气输配工程、四气合一战略专题等专业新能源知识。 在不断的学习中使我明白了“低碳经济”到来的必然性，低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。低碳经济实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色gdp的问题，核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。从世界范围看，全球已探明的石油、天然气和煤炭储量将分别在今后40、60和100年左右耗尽。因此，在“碳素燃料文明时代”向“太阳能文明时代”（风能、生物质能都是太阳能的转换形态）过渡的未来几十年里，“低碳经济”、“低碳生活”的重要含义之一，就是节

14、约化石能源的消耗，为新能源的普及利用提供时间保障。特别是从中 国的能源结构来看，低碳意味节能，低碳经济就是以低能耗低污染为基础的经济。作为有着强烈的社会责任感的国新能源发展集团有限公司，为了适应国家可持续发展的发展战略，正在努力贡献着自己的一份力量。而我们就是这其中的一份子，汇集起我们的星星之火，必将开创出国新能源美好的未来。 在授课的同时，来自清华大学的老师还组织我们做了几个小游戏，其中让我印象最深刻的是一个叫“能量传递”的游戏。在这个游戏中，每一位成员手中都拿着一张对折后的a4纸，将一个乒乓球传递到终点的一个小纸杯里。由于路程较长，第一个队员传给第二名后要马上跑到队伍的末尾，而后一步步将小

15、球传递到小纸杯中。这样看似简单的一个游戏我们小组却最终没能完成。我们静下心来，一起分析了失败的原因：一是每个人对到自己手上的小球的控制能力不一样，稍不小心小球就会滑落；二是两个人在衔接的时候配合不好就会让小球掉落。通过对失败原因的分析，使我们充分认识到了团队力量的伟大，感受到了个人的能力再强，离开了团队也是不行的，而一个优秀的团队对于一个企业来说又是多么的重要。 这次培训我被分在了第三小组。我们组在经过了半个月的学习后，创作出了“氢”装上阵勇攀高峰国新能源氢能发展战略构想的小组论文。中国是世界氢气大国， 但是合成氨是目前中国氢气生产和消费的主要领域，而中国又是一个以煤为主要一次能源的国家，以煤

16、为原料生产的氢气占很大比重，所以，面对氢气生产和应用的新经济发展，就要应用“环境、能效、经济”的生命周期研究方法，结合国情和地区的实际，用系统工程的眼光来全面地评估中国氢的生产和应用；要结合地区的实际，选择先进的技术，合理的方法来生产和应用氢能，以获得最大的经济和环境效益。我们小组从氢能的发展、制备、应用、战略规划等方面做了分析，希望能对国新能源的氢能发展起到促进作用。 南方电网新能源发电技术培训总结 系统运行部毛伟涛 7月31日至8月1日，我有幸参加了南网总调组织的南方电网新能源发电技术培训班，为期2天的学习，紧张而充实，整个培训过程，理论传授和实例解析紧密结合，知识学习和实地考察紧密衔接，

17、思想启迪和思维引导相辅相成，思想教育和能力培养同步引领。使我们对电力发电由传统的火力、水力发电技术观念向新能源发电技术的进一步转变，开阔了眼界也开化了思维，见识了发展，也见识了转型，未来电力发电技术电力创新应用的必然，感受了压力也感悟了使命。让我对新能源发电技术有了更深一步的了解。现总结如下：20世纪以来，随着社会经济的发展和生活水平的提高，使人们对能源的需求量不断增长。同时由于化石能源资源的有限性，以及他们在燃烧过程中对全球气候和环境所产生的影响日益为人们所关注，因此从资源、环境、社会发展的需求来看，开发和利用新能源和可再生能源是必然的趋势。利用清洁的可再生能源来加以替代，是人类迫切希望，同

18、时也意味着目前正处于能源变革的过渡时期。新能源是指常规能源之外的太阳能、风能、生物质能、地热能和海洋能等一次能源，是在高新技术基础上开发利用的可再生能源，它的开发利用不会污染环境，是清洁的能源，然而新能源具有能量密度低且高度分散的共同特点，新能源发电技术是多学科交叉、综合性强的高新技术。 那么对于新兴的能源发电技术。国家有什么政策和相关措施呢（以光伏发电为例）。 光伏电价政策。设定光伏电站标杆上网电价（云南为0.95元/千瓦时，其余四省区为1.0元/千瓦时），电网企业按照当地燃煤机组标杆上网电价收购，差价部分通过可再生能源发展基金予以补贴。对分布式光伏发电实行按照全电量补贴的政策，电价补贴标准

19、为每千瓦时0.42元，通过可再生能源发展基金予以支付，由电网企业转付。分布式光伏发电系统自用有余上网的电量，由电网企业按照当地燃煤机组标杆上网电价收购。对分布式光伏发电系统自用电量免收随电价征收的各类基金和附加，以及系统备用容量费和其他相关并网服务费。 根据关于下达2021年光伏发电年度新增建设规模的通知（国能新能202133号）明确了全国各省2021年新增光伏发电建设规模指标：全国全年新增备案总规模1400万千瓦，其中分布式800万千瓦，光伏电站600万千瓦。其中南方五省区情况如下表： 二、什么是光伏发电站。光伏发电并网有什么要求和规范。 光伏发电站是利用光伏电池的光生伏特效应，将太阳辐射能

20、直接转换成电能的发电系统，一般包含变压器、逆变器和光伏方阵，以及相关辅助设施等。 光伏发电示意图 并网点pointofinterconnection对于有升压站的光伏发电站，指升压站高压侧母线或节点，对于无升压站的光伏发电站，指光伏发电站的输出汇总点。并网点的定义可参见下图。 光伏发电基本要求： 装机容量10mw及以上的光伏发电站应配置光伏发电功率预测系统，系统应具备0h72h短期光伏发电功率预测以及15min4h超短期光伏发电功率预测功能。 光伏发电站每15min自动向电网调度机构滚动上报未来15min4h的光伏发电站发电功率预测曲线，预测值的时间分辨率为15min。 光伏发电站每天按照电网

21、调度机构规定的时间上报次日024时光伏发电站发电功率预测曲线，预测值的时间分辨率为15min。 光伏发电站发电功率预测曲线应通过技术支持系统自动上传到电网调度机构。光伏发电站的无功电源包括光伏并网逆变器及光伏发电站无功补偿装置。光伏发电站安装的并网逆变器应满足额定有功出力下功率因数在超前0.95滞后0.95的范围内动态可调，并应满足在图1所示矩形框内动态可调。 光伏发电站要充分利用并网逆变器的无功容量及其调节能力；当逆变器的无功容量不能满足系统电压调节需要时，应在光伏发电站集中加装适当容量的无功补偿装置，必要时加装动态无功补偿装置。 光伏发电站接入系统，我们需要监测以下内容： 测试应按照国家或

22、有关行业对光伏发电站并网运行制定的相关标准或规定进行，应包括但不限于以下内容： 光伏发电站电能质量测试； 光伏发电站有功/无功功率控制能力检测； 光伏发电站低电压穿越能力验证；光伏发电站电压、频率适应能力验证。 第三篇：新能源技术论文3.1.2节能减排与新能源汽车是世界各国的共同追求 汽车作为日常生活必不可分的一种交通工具为人们提供便利的同时也成为环境污染的主要元凶之一，因此汽车节能减排问题近来引起了越来越多人的关注。 汽车是支柱产业，也是基本的交通工具，各国政府都力求用保持汽车的发展来促进经济的发展和民众生活福利的提高。发展节能减排和新能源汽车可以在保持汽车增长的状况下降低石油消耗、保护大气

23、环境，因此各国政府普遍把发展节能减排和新能源汽车看成实现其能源环境政策和汽车工业可持续发展的重要组成部分。因此，节能减排与新能源汽车是世界各国的共同追求 3.2我国的汽车节能减排与新能源的措施 3.2.1我国汽车工业的节能减排战略3.2.1.1优化现有的车用能源动力系统 我国巨大的汽车保有量和节能空间决定了传统汽车领域的节能潜力依然很大。柴汽油发动机作为传统能源动力，因其在动力性、经济性诸方面具备的显著优势，仍会在相当长的时间内具有节能减排的巨大挖掘潜力和广阔的发展空间。尤其是大功率、低排放柴油发动机在公交以及运输工具配套方面扮演的重要角色日益凸显，其节能减排 贡献为世界所公认。提高传统能源汽

24、车节能水平意义重大，势在必行。当前全社会都在关注节能环保，国家已将节能减排作为国策，积极发展节能环保汽车。符合我国能源供给的实际和大众的消费水平，是建设资源节约型、环境友好型社会的重要措施，不仅有利于落实国家的能源发展战略，缓解能源紧张的状况，保护环境，而且有利于我国汽车产业国际竞争力的提高，促进汽车产业可持续发展。 通过建立完善相应的支持政策体系，优先发展高品质的节能环保型汽车，是汽车行业贯彻落实国家节能减排要求的必然选择，这对于缓解我国快速进入汽车社会所面临的节能环保的巨大压力，顺应国家经济增长方式转变的新形式，实现我国经济社会又好又快及和谐发展 具有重要的现实意义。 据专家分析，2021

25、年全国民用汽车保有量为7619.31万辆，到2021年预计汽车保有量将较2021年翻番，轿车在汽车保有量中所 占比例将超过60% 3.2.1.2开发新一代车用能源动力系统 大力发展新能源汽车已成为低碳能源供应、交通运输节能的重要举措，在有效实现交通能源消费的结构优化的同时，带来巨大的经济和社会效益。从汽车产业调整和振兴规划到“十城千辆”工程，国内一系列新能源汽车扶持政策的出台，预示着新能源汽车在中国将迎来实质性的发展。中国三大石油巨头纷纷涉水新能源汽车，电网公司计划在全国范围内大规模建充电站。新能源汽车制造及零部件制造更是如火如荼地展开。预计到2021年，中国的新能源汽车要形成50万辆的产能，

26、新能源汽车销量要占到乘用车销售总量的5%左右。到2021年中国新能源汽车的比例将占全部汽车的二分之一。 3.2.2我国新能源汽车的战略定位 纯电动汽车：车用能源转型的战略重点和主要方向 在使用阶段实现零排放，综合能源利用效率高，并能够彻底摆脱车辆使用阶段对石油的依赖，是解决我国汽车能源和环境问题的最重要途径。 混合动力汽车：近中期满足市场的重点产品 集合了电池和内燃机优点，是传统汽车技术升级的重要方案，有助于在较短时间内实现显著的节能减排效果。 燃料电池汽车：面向未来的战略储备 具有能量转化效率高、零排放、不污染环境等优点，但技术开发难度大，世界对其商业化预期较低，是面向未来的战略制高点。 4

27、结语 随着我国经济实力的不断强大，中国汽车行业前景将更加广阔，预计我国汽车产量20 10、2021年将持续保持增长，预计增长率在19%至20%之间。在2021年左右国内汽车销售有望超过美国，成为 第一大汽车消费市场。 未来各种节能减排和新能源汽车将逐步崭露头角，新能源汽车将逐步取代传统的燃油汽车，成为主要的汽车类型。参考文献： 【1】 戴胜利等.汽车节能减排的若干对策研究j.武汉理工大学出版社，2021， 4. 【2】 王涛，张友芹.论我国节能与新能源汽车的发展战略j.汽车工业研究，2021， 6. 【3】 华云云，毕向芬.新能源为未来汽车提供绿色动力j.中国新技术新产品，2021， 5. 【

28、4】 刘永和，冯赞.节能与新能源汽车的发展j.客车技术与研究，2021， 1. 【5】 袁哲.发展我国新能源汽车的新机遇j.汽车工业研究，2021， 11.【6】 汽车驾驶员前方视野测量系统软件开发.吉林大学.2021中国优秀硕士学位论文全文数据库. 【7】 雷鸣.美日汽车巨头的困境与我国新能源汽车发展机遇j.未来与发展，2021， 2. 第四篇：能源与节能技术课论文生物技术在新能源开发上的应用erect课程的学习心得及生物技术在新能源开发中的应用 引言。能源是人类赖于生存的物质基础之一，是地球演化及万物进化的动力，它与社会经济的发展和人类的进步及生存息息相关。如何合理地利用现有的能源资源，始

29、终贯穿于社会文明发展的整个过程。能源的人均占有量及使用量，是衡量一个国家现代化的重要标志之一，但人们在利用能源的同时又给环境带来了巨大的灾难。如今，如何能在不破坏环境的情况下而更好利用能源已成为世界各国的焦点。学习能源与节能技术可以使我们更深刻的了解能源以及它与环境的关系，从而更好的节约与利用现有的能源，开发利用新的绿色能源，我所学的专业是生物技术，生物技术与能源有着密切的关系。现在生物技术在能源领域已取得辉煌的成果，各种新能源与新技术不断产生。显然，在不远的将来，能源主要来自生物技术的看法将成为事实。 正文： 1.课程学习内容。能源是国民经济的基础，在社会可持续发展中起着举足轻重的作用。在能

30、源与节能技术课程上老师详细地阐述了能量与能源的概念，能源资源，能源与社会发展的关系，能源与环境，能量的转换与储存，各种化石燃料，电能、核能、可再生能源、氢能等与能源有关的问题。特别是对新能源与节能进行了详尽地介绍，包括先进的节能技术、热能和电能的节约、重点耗能领域的节能等。 2.课程学习意义。我国的能源发展面临十分严峻的形势和挑战，特别是为保证2021年实现经济翻两番的目标，能源的供应形势将非常紧张;实现减排目标，新能源的开发、利用急需大量懂得相关知识的人才;随着常规能源资源的日益枯竭以及大量利用化石能源带来的一系列环境问题，人类必须寻找可持续的能源道路，开发利用新能源无疑是出路之一。从国际国

31、内能源形势分析，中国能源领域的体制创新和技术创新所具有的巨大潜力，以及中国政府将实行的一系列促进能源可持续发展的政策措施来分析，中国仍能在未来相当长时期内实现能源的可持续供应。关键是中国必须坚持加强节能和提高能源效率为核心的可持续能源发展战略，并且不断开发新能源。 3.学习心得。通过本课程的学习我知道了许多有关能源的概念，知道了能源的分类，各种能源的发展现状，特别是一些常规能源的现状。而且深入了解了化石燃料的形成，分布，开采，与利用。了解了我国的能源利用现状以及存在的能源问题，此外我们还学习了一些有关能量转化的知识，见识了一些的最新开发的能源与当代最先进节能技术。这不仅使我们学到了有关能源的专

32、业知识，拓展了思维开阔了眼界而且增加了我们的能源危机意识，促使我们不断提高对能源问题的关注程度以及相关知识的学习力度。 4.能源与生物技术 能源分为不可再生能源和可再生能源。不可再生能源是指地球上现有的三大库存的化石原料，即煤、天然气和石油（包括核能）。可再生能源是指太阳能、风能、地热能、生物能、海洋能和水能等。据有关专家预测，如按现有开采不可再生能源的技术和连续不断地日夜消耗这些化石燃料的速率来推算，煤、天然气和石油的可使用有效年限分别为100120年、3050年和1830年。显然，21世纪所面临的最大难题及困境可能不是战争及食品，而是能源。因为目前整个人类发展和工农业生产，几乎都是依赖于这

33、些很有限的化石能源。随着地球上化石能源的不断耗尽，寻找、改善及提高可再生能源利用率和发明创造新技术以最大限度地开采不可再生能源的做法很可能是今后几十年内人类从地球上获取能源的有效举措。虽然以水力、潮汐、风力为动力的发电设备及太阳能捕获器、地热已为人类提供一定的能源，但离人类对能源的需求还相差甚远。设法利用新技术创造更多的能源并代替不可再生的化石燃料，用于满足人类生存的需求，也将是人类寻找新能源惟一明智的做法。然而，这种新技术实际上已被和正在被人类所利用，即生物技术创造能源。 从目前市场能源消耗的品种及速率分析，利用生物技术创造更多可再生能源将是本世纪产能的有效技术之一。因而生物技术与能源的研究

34、及开发已日益倍增地受到各国的重视，并已投人大量的人力及物力。现在生物技术在能源领域已取得辉煌的成果，各种新能源与新技术不断产生显然，在不远的将来，能源主要来自生物技术的看法将成为事实。 5.生物技术开发的新能源的介绍 目前生物技术开发的新能源，其大部分所用原料为生物质，下面我先对生物质做一番简单介绍，然后在介绍几种运用生物技术开发的新能源。 5.1生物质能概述 生物质是指一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质。包括除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排泄与代谢物等。 生物质能（biomassenergy），即以生物质为载体的能量。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能

35、是太阳能的一种表现形式。 5.2、生物质能的特点 1）可再生性 与风能、太阳能等同属可再生能源，可保证能源的永续利用；2）低污染性 生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的sox、nox较少生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应3）广泛分布性 缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能；4）总量丰富 据估算，地球陆地每年生产10001250亿吨生物质；海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量，相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源2021年可达3亿吨。随

36、着农林业的发展，特别是炭薪林的推广，生物质资源还将越来越多。 5.3、生物质能的利用技术 生物质能的利用技术主要包括三种。1）直接燃烧技术直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是我国生物质能利用的主要方式。当前改造热效率仅为10%左右的传统烧柴灶，推广效率可达20%- 30%的节柴灶这种技术简单、易于推广、效益明显的节能措施，被国家列为农村新能源建设的重点任务之一。2）热化学转换 热化学转换是指在一定的温度和条件下，使生物质汽化、炭化、热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。 生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。通过气化过程，生物质原

37、料在高温下被分解为一 氧化碳和氢气，氢气可以被制成各种生物燃料，包括各种碳氢化合物等。3）生物化学转换 包括生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。沼气转化是有机物质在厌氧环境中，通过微生物发酵产生沼气。沼气无色、有臭、有毒混合气体。其中甲烷占60%-70%；二氧化碳25%-40%；硫化氢、氮、氢和一氧化碳等占5%。 6.新能能源的简介6.1生物柴油 生物柴油是指以动植物油或其水解的脂肪酸为原料，与一元醇通过醇解或酯化生产的脂肪酸一元酯。它可以替代石化柴油，是一种可再生的、清洁的生物燃料。商业化生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯。 6.1.1生物柴油特点 清洁环保。生物柴油无毒性，不含硫、铅、卤等有

38、害物质，燃烧彻底，污染排入少。 2.点火性能佳，燃烧更充分。生物柴油的关键指标十六烷值较高，大于45（普通柴油为45）抗爆性能优于普通柴油。 3.兼容性好，适应性广。无须改动柴油机，可直接使用或与任何比例的普通柴油混合使用，同时可直接使用普通柴油加油机加油，储运设备。 4.经济、原料广泛。生物柴油是一种可再生能源，不会枯竭，适合大面积推广，而且价格低廉，极有市场竞争力。 5.保护发动机，机械磨损小。生物柴油较普通柴油的运动粘度稍高，在不影响燃油雾化的情况下，更容易在气缸内壁形成一层油膜，从而提高运动机件的润滑性，降低机件磨损。 6.运输储存安全。生物柴油的闪点是普通柴油的两倍，故属非危险品，运

39、输储存更安全。 6.1.2生物柴油的生产方法 生物柴油的生产方法分为物理法、化学法、物理化学法和生物法等多种，但目前真正用于工业生产并有实用价值的主要是化学法。 化学法生产生物柴油的过程主要包括。酯交换，即油脂的醇解或脂肪酸的酯化；甲醇的精馏回收；粗品脂肪酸甲酯的精馏提纯；副产品甘油的提纯等。 生物柴油是清洁的可再生能源，它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型“绿色能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。

40、6.2乙醇 随着煤、天然气和石油等不可再生能源不断被消耗的同时，人类一直在寻找新的能源和替代物。迄今为止，已有水力、潮汐和风力为动力的发电设备及太阳能捕获器、地热等许多特殊的产能工具，并已为人类提供了一定数量的能源。但希望通过这些特殊的产能工具提供的能源来替代石油还相差甚远。从目前人类正在开发的许多产能的技术和效益来看，乙醇很可能是未来的石油替代物。 乙醇作为燃料的益处有。产能效率高；在燃烧期间不生成有毒的一氧化碳，其污染程度低于其他常用燃料所造成的污染；可通过微生物大量发酵生产，其成本相对低些。因而这项技术很容易被人们所采纳和推广。 6.2.1乙醇制备乙醇发酵和操作实际上是一种相当传统的工艺

41、，因而一直被人们认为是人类首次从事微生物发酵工艺的典例之一。乙醇发酵所需的原材料可选用蔗糖或淀粉，发酵所需的微生物主要是酵母菌。酵母菌含有丰富蔗糖水解酶和酒化酶。蔗糖水解酶是胞外酶，能将蔗糖水解为单糖（葡萄糖、果糖）。酒化酶是胞内参与乙醇发酵的多种酶的总称，单糖必须透过细胞膜进入细胞内，在酒化酶的作用下进行厌氧发酵并转化成乙醇及c02，而后乙醇及c02通过细胞膜被排出体外。 6.2.2乙醇替代汽油的实例 乙醇替代汽油的例子并不是一件新鲜事。早在第二次世界大战期间，欧洲就曾用混有少量甲醇的乙醇作为摩托车的燃油。事后，福特公司设计了可用乙醇、汽油或两者混合的燃料的汽车。但由于当时采油技术已比较发达

42、，全球石油采油量每年都以较大增产幅度上升，另外大量工业乙醇都可用石油的衍生物加工而获得，不必靠微生发酵合成。因而从1940年起，微生物生产乙醇的规模及产量也随着石油生产乙醇的产量大幅度递增而减少。而用发酵法生产的乙醇仅仅供应于加工市场所需的饮料产品。在近二十年来，由于全球石油的采油量急剧下降，发达国家仍利用他们的强大的财力和先进的合成工艺，采用化学法生产乙醇。而在发展中国家由于原材料廉价，因而依然采用传统的发酵工艺生产乙醇。 太阳能转化为化学能的生物材料中最理想的是甘蔗。它产能有效系数高达2.6（理论值6.0）。据有关资料报道，每公顷耕地平均可产甘蔗干物质3540吨，所产生的能量相当于14。5

43、吨石油或2426吨煤所产生的热值。巴西是盛产甘蔗的国家，也是一个利用发酵工艺生产乙醇替代部分石油的典型国家。乌拉圭靠种植65万公顷的甜高粱并用于发酵生产酒精，其产量可替代大约45的石油。这65万公顷土地只相当该国领土面积的4，并不会影响用于产粮和饲养牲畜所需的土地。 非洲的马拉维杜瓜酒厂早在1982年就投产生产乙醇并用于燃料。它的年产量为1000万升。而该国每年所需的汽油量仅5000万升，可满足市场所需汽油量的20。 此外，发达国家也种植一些适合其本国气候的燃料农作物。像澳大利亚、美国、瑞士和法国，也开始利用大量农作物剩余物及森林的废弃物发酵乙醇。1987年，美国用玉米作原料发酵生产大约3万亿

44、升的乙醇，到1989年已达到32万亿升乙醇产量。此外，根据有关研究报道，用乙醇来代替汽油的作法还有许多间接好处。如把乙醇加入到汽油中，可消除对十四乙基化合物的需求，这种做法很显然对减缓地球升温起到积极的作用。此外，用乙醇发动机作为动力机，消耗的乙醇燃料所排出的co、碳氢化合物和氧化氮含量，比使用汽油发动机所排放出的量分别减少57、64及13。因而可知，使用乙醇燃料不仅仅起着替代石油的作用，而且对环境保护也起到积极的作用。. 6.3甲烷与燃料源 甲烷气可产生机械能，电能及热能。目前甲烷已作为一种燃料源，并可通过管道进行输送，供给家庭及工业使用或转化成为甲醇作为内燃机的辅助性燃料。天然气气源是由远

45、古时代的生物群体衍变而来，通过钻井开采获得的，是一种不可再生的能源。在地表也存在甲烷，它主要来自于天然的湿地、稻根及动物的肠道内发酵而释放的，其相对总量大约分别为20、20及15。家养的牲畜是动物释放甲烷的主要来源，大约占所有动物释放甲烷量的75。而人类仅占0.4。甲烷被认为是起着温室效应的主要气体之一。它很有可能对未来温室效应起着总效应的1820的作用。 6.3.1生产甲烷的生化机制 厌氧微生物可通过厌氧发酵途径生产甲烷。整个发酵过程分为三个主要步骤。初步反应：利用芽孢杆菌属（bacillus）、假单胞菌属（pseudonmnas）及变形杆菌属（proteus）等微生物把纤维素、脂肪和蛋白质

46、等很粗糙的有机物转化成可溶性的混合组分。微生物发酵过程：低相对分子质量的可溶性组分通过微生物厌氧发酵作用转化成有机酸。甲烷形成：通过甲烷菌把这些有机酸转化为甲烷及c02。农村常用于发酵生产甲烷的原材料及沼气的产量。从表中可看出，甲烷生产所需原材料几乎都是来自农家天然有机物，所需反应池结构相当简单，建造成本低。因此，很适合在农村发展小规模家庭式甲烷生产。生产沼气的场所不管规模大小都可把它看成是一个生物反应器。发酵所获得沼气是一种可燃的混合气，即5080的甲烷、1545的c02及5的水及微量气体组成。图10-2是一个简单的生产沼气的反应器。如在理想状态下，10kg的干燥有机物能产生3m3的气体。这

47、些气体能提供3h的炊煮、3h的照明或l0h适当的冷冻设备工作。 6.3.2应用举例 我国是沼气生产量最大的国家，生产量高达7x10生物气单位，相当于2.2x10 67吨煤的能量。如按目前国内物价分析，在农村建造一个粪便发酵池来生产沼气供家庭使用的造价，很可能会低于一辆自行车的价格。据报道国内农村正在使用的厌氧发酵反应器（沼气池）超过500万个。此外，工厂和大型畜牧场还有10000个大中型沼气池。印度也是一个生产沼气的大国。到1981年底，已有的沼气池总量高达11万个，现已有近百万个。按印度现有沼气的发展计划及规模，预测到21世纪初可建立1千万2千万个。到时印度的燃料源很可能以沼气为主。 在美国加州，采用牛粪生产甲烷