1. 求化學論文 燃料電池
燃料電池的演化及發展探析摘要:對燃料電池的工作原理進行了詳細的分析;對其演化過程進行了簡述;對其最新技術進行了詳細的研究;對國內燃料電池技術的發展提供了參考意見。關鍵詞:燃料電池;鹼性燃料電池;磷酸型燃料電池;熔融碳酸型燃料電池;固體氧化物燃料電池;直接醇類燃料電池;固體高分子膜燃料電池隨著工業化過程的進一步加強,大氣中二氧化碳的排放量和污染程度加劇,導致了溫室效應越來越明顯,因此環保問題引起了各國政府的重視。為此,綠色能源技術引起了各國的普遍關注,並且正在逐步成為一種趨勢。經過了各方的互相協作和努力,燃料電池技術正日趨成熟。作為一項重要技術,從本質上講,它是一種電化學的發電裝置,等溫地按電化學方式,直接將化學能轉化為電能而不必經過熱機過程,不受卡諾循環限制,因而能量轉化效率高,且無噪音,無污染,因此正在成為理想的替代能源。1 燃料電池的演化過程1.1 燃料電池的演化過程燃料電池是一種新型的無污染、高效率汽車、遊艇動力和發電設備,在本質上是一種能量轉化裝置。1839年,格羅夫發表了第一篇有關燃料電池研究的報告。1889年,蒙德和朗格爾採用了浸有電解質的多孔非傳導材料為電池隔膜,一鉑黑為電催化劑,以鑽孔的鉑或金片為電流收集器組裝出燃料電池。但此後的一段時間里,奧斯卡爾德等人在探索燃料電池發電過程的實驗都因為反映速度太慢而使實驗沒有成功。與此同時,熱機研究卻取得了突破性進展並成功運用而迅速發展。因此燃料電池技術在數十年內沒能取得大的進展。直到1923年,由施密特提出了多孔氣體擴散電極的概念,在此基礎上,培根提出了雙孔結構電池概念,並成功開發出中溫度培根型鹼性燃料電池。以此為基礎,經過一系列發展,這項燃料電池技術得到了突飛猛進的發展。在20世紀60年代由普拉特一惠特尼公司研製出的燃料電池系統,並成功應用於宇航飛行,使得燃料電池進入了應用階段。1.2 燃料電池的基本工作原理燃料電池是一種能量轉化裝置,它就是按電化學原理,即原電池工作原理,等溫地把貯存在燃料和氧化劑中的化學能直接轉化為電能,因而實際過程是氧化還原反應。從本質上說是水電解的一個「逆」裝置。電解水過程中,通過外加電源將水電解,產生氫和氧;而在燃料電池中,則是氫和氧通過電化學反應生成水,並釋放出電能。因此,燃料電池的基本結構與電解水裝置是相類似的,它主要由4部分組成,即陽極、陰極、電解質和外部電路。其陽極為氫電極,陰極為氧電極。通常,陽極和陰極上都含有一定量的催化劑,目的是用來加速電極上發生的電化學反應。兩極之間是電解質,電解質可分為鹼性型、磷酸型、固體氧化物型、熔融碳酸鹽型和質子交換膜型等類型。
燃料電池的工作原理如下(以磷酸型或質子交換膜型為例):(1)氫氣通過管道或導氣板到達陽極;(2)在陽極催化劑的作用下,1個氫分子解離為2個氫離子,即質子,並釋放出2個電子;(3)在電池的另一端,氧氣(或空氣)通過管道或導氣板到達陰極,同時,氫離子穿過電解質到達陰極,電子通過外電路也到達陰極;(4)在陰極催化劑的作用下,氧與氫離子和電子發生反應生成水;與此同時,電子在外電路的連接下形成電流,通過適當連接可以向負載輸出電能。1.3 燃料電池的特點由上所述可知,燃料電池在本質上是電化學轉化裝置,它能夠通過電化學過程直接將化學能轉化為電能和熱能,因而具有如下優點:1)干凈清潔。利於環保,可減少二氧化碳的排放;無噪音,並自給供水;2)高效。由於其轉化過程沒有經過熱機過程,因此效率高。3)適用性。由於污染小,無噪音,可靠,可使用於終端用戶,因而可減少各種損失,並節省設備投資。4)可調制性。由於它是組合的結構,因而可以調節,以滿足需求。5)燃料多樣性。由於燃料可以是氫氣、天然氣、煤氣、沼氣的功能碳氫化合物燃料。基於以上特點。燃料電池成為綠色能源技術發展的重點。成為本世紀最有發展前途的技術之一。2 國內外燃料電池的最新進展2.1 鹼性燃料電池(AFC)AFC技術是第一代燃料電池技術,已經在20世紀60年代就成功地應用於航天飛行領域。它是最早開發的燃料電池技術。目前德國一家公司開發的AFC在潛艇動力實驗上獲得了成功。國內對AFC的研究工作是從20世紀60年代開始的,主要是集中在中科院的下屬研究機構。武漢大學和中科院長春應化所在上世紀60年代中期即開始對AFC進行基礎研究。上世紀70年代,由於航天工業的需求,天津電源研究所研製出lkW AFX2系統。與此同時,A型號(即以純氫、純氧為燃料和氧化劑)、B型號(即以N2H4分解氣、空氣氧為燃料和氧化劑)燃料電池系統也在中科院大連化物所研製成功。此外,其它的研究機構也都展開了對AFC的研究。2.2 磷酸型燃料電池(PAFC)PAFC也是第一代燃料電池技術,也是目前最為成熟的應用技術。已經進入了商業化應用和批量生產。目前美國、日本、歐洲各國已有100多台200KW 發電機組投入使用或在安裝中,最長的已經運行了37000小時。因此已經證實了PAFC是高度可靠的電源。只是由於其成本太高,目前只能作為區域性電站來現場供電、供熱。國內對PAFC的研究工作相對較少。盡管如此,在對PAFC的研究過程中仍進行了卓有成效的工作,取得了不俗成績。如國內學者魏子棟等人在對氧化還原發應的電催化劑研究過程中發現了Fe、Co對Pt的錨定效應。2.3 熔融碳酸型燃料電池(MCF℃)MCFC是屬於第二代燃料電池技術。目前對MCF℃ 的研究國家有美國、日本和西歐,主要是應用於設備發電,目前還處於試驗階段。美國對MCFC的研究單位有國際燃料電池公司和能源研究公司及M—C動力公司。而日本對MCFC的主要是NEIX)公司、電力公司、煤氣公司和機電設備廠商組成的MCFC研究開發組。大坂工業技術研究所從1991年開始10kW的MCFC單電池的長期運行試驗,到1995年l1月止,累計運行了4萬小時,確證了MCFC實用化的可能。德國MTU宣布在MCFC技術方面取得了突破。由該公司開發出來的世界上最大的280kW 的單電池還在運行。國內對MCFC的研究是中科院大連化物所從1993年開始的。現在正處於組合電池的研究階段。而經過多年的艱苦努力與創新突破,上海交通大學科研人員率先在國內成功進行了1~1.5l 的熔融碳酸型燃料電池(M ℃)發電實驗,取得了在國外一些國家至少需要6年甚至10年左右時間才能獲得的成果。參加項目評審的專家認為,它整體水平達到了當前國內領先水平、國際20世紀90年代初同類技術的先進水平。2.4 質子交換膜型燃料電池系統(PEMF℃)PEMFC是屬於第三代燃料電池技術。20世紀60年代,美國就已將PEMFC應用於宇航飛行,但由於技術問題,使得在其發展過程中受到了影響。直到20世紀80年代,加拿大Ballad公司才展開對PEMFC的研究工作。並取得了突破性進展。目前開發出來的電池組合功率達到了1000W/L、700W/kg的指標,因此這一技術引起了各國的廣泛關注。目前Ballad公司在這一技術領域處於領先地位。
國內對PEMFC的研究是從20世紀70年代天津電源研究所展開一聚苯乙烯蟥酸膜為電解質的PEM—FC基礎研究。但進展緩慢。而國外在這一領域發展較快。因此在90年代開展了PEMFC的跟蹤研究。目前,在PEM 方面,國內技術在多個方面取得了突破,北京富原新技術開發總公司已出現了50W、75W、150W、5KW 等樣機。而上海神力科技有限公司已研製出5KW,10KW 的大功率型質子交換墨燃料電池系統,這大大縮小了與世界先進水平的距離。
2. 關於新能源的調查論文
新能源又稱非常規能源。是指傳統能源之外的各種能源形式。指剛開始開發利用或正在積極研究、有待推廣的能源,如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等。能源世界有最全面的資料免費下載
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[編輯本段]分類
新能源的各種形式都是直接或者間接地來自於太陽或地球內部伸出所產生的熱能。包括了太陽能、風能、生物質能、地熱能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出來的生物燃料和氫所產生的能量。也可以說,新能源包括各種可再生能源和核能。相對於傳統能源,新能源普遍具有污染少、儲量大的特點,對於解決當今世界嚴重的環境污染問題和資源(特別是化石能源)枯竭問題具有重要意義。同時,由於很多新能源分布均勻,對於解決由能源引發的戰爭也有著重要意義。
據世界斷言,石油,煤礦等資源將加速減少。核能、太陽能即將成為主要能源。
聯合國開發計劃署(UNDP)把新能源分為以下三大類:大中型水電;新可再生能源,包括小水電、太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能(潮汐能);穿透生物質能。
一般地說,常規能源是指技術上比較成熟且已被大規模利用的能源,而新能源通常是指尚未大規模利用、正在積極研究開發的能源。因此,煤、石油、天然氣以及大中型水電都被看作常規能源,而把太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能以及核能、氫能等作為新能源。隨著技術的進步和可持續發展觀念的樹立,過去一直被是做垃圾的工業與生活有機廢棄物被重新認識,作為一種能源資源化利用的物質而受到深入的研究和開發利用,因此,廢棄物的資源化利用也可看作是新能源技術的一種形式。
新近才被人類開發利用、有待於進一步研究發展的能量資源稱為新能源,相對於常規能源而言,在不同的歷史時期和科技水平情況下,新能源有不同的內容。當今社會,新能源通常指核能、太陽能、風能、地熱能、氫氣等。
按類別可分為:太陽能 風力發電 生物質能 生物柴油 燃料乙醇 新能源汽車 燃料電池 氫能 垃圾發電 建築節能 地熱能 二甲醚 可燃冰等
[編輯本段]新能源概況
據估算,每年輻射到地球上的太陽能為17.8億千瓦,其中可開發利用500~1000億度。但因其分布很分散,目前能利用的甚微。地熱能資源指陸地下5000米深度內的岩石和水體的總含熱量。其中全球陸地部分3公里深度內、150℃以上的高溫地熱能資源為140萬噸標准煤,目前一些國家已著手商業開發利用。世界風能的潛力約3500億千瓦,因風力斷續分散,難以經濟地利用,今後輸能儲能技術如有重大改進,風力利用將會增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水溫差能等,理論儲量十分可觀。限於技術水平,現尚處於小規模研究階段。當前由於新能源的利用技術尚不成熟,故只佔世界所需總能量的很小部分,今後有很大發展前途。
[編輯本段]常見新能源形式概述
(具體內容詳見各能源形式所對應的詞條)
太陽能
太陽能一般指太陽光的輻射能量。太陽能的主要利用形式有太陽能的光熱轉換、光電轉換以及光化學轉換三種主要方式
廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,如風能,化學能,水的勢能等由太陽能導致或轉化成的能量形式。
利用太陽能的方法主要有:太陽電能池,通過光電轉換把太陽光中包含的能量轉化為電能;太陽能熱水器,利用太陽光的熱量加熱水,並利用熱水發電等。
太陽能可分為2種:
1.太陽能光伏 光伏板組件是一種暴露在陽光下便會產生直流電的發電裝置,由幾乎全部以半導體物料(例如硅)製成的薄身固體光伏電池組成。由於沒有活動的部分,故可以長時間操作而不會導致任何損耗。簡單的光伏電池可為手錶及計算機提供能源,較復雜的光伏系統可為房屋照明,並為電網供電。 光伏板組件可以製成不同形狀,而組件又可連接,以產生更多電力。近年,天台及建築物表面均會使用光伏板組件,甚至被用作窗戶、天窗或遮蔽裝置的一部分,這些光伏設施通常被稱為附設於建築物的光伏系統。
2.太陽熱能 現代的太陽熱能科技將陽光聚合,並運用其能量產生熱水、蒸氣和電力。除了運用適當的科技來收集太陽能外,建築物亦可利用太陽的光和熱能,方法是在設計時加入合適的裝備,例如巨型的向南窗戶或使用能吸收及慢慢釋放太陽熱力的建築材料。
核能
核能是通過轉化其質量從原子核釋放的能量,符合阿爾伯特·愛因斯坦的方程E=mc^2;,其中E=能量,m=質量,c=光速常量。核能的釋放主要有三種形式:
A.核裂變能
所謂核裂變能是通過一些重原子核(如鈾-235、鈾-238、鈈-239等)的裂變釋放出的能量
B.核聚變能
由兩個或兩個以上氫原子核(如氫的同位素—氘和氚)結合成一個較重的原子核,同時發生質量虧損釋放出巨大能量的反應叫做核聚變反應,其釋放出的能量稱為核聚變能。
C.核衰變
核衰變是一種自然的慢得多的裂變形式,因其能量釋放緩慢而難以加以利用
核能的利用存在的主要問題:
(1)資源利用率低
(2)反應後產生的核廢料成為危害生物圈的潛在因素,其最終處理技術尚未完全解決
(3)反應堆的安全問題尚需不斷監控及改進
(4)核不擴散要求的約束,即核電站反應堆中生成的鈈-239受控制
(5)核電建設投資費用仍然比常規能源發電高,投資風險較大
海洋能
海洋能指蘊藏於海水中的各種可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽度差能等。這些能源都具有可再生性和不污染環境等優點,是一項亟待開發利用的具有戰略意義的新能源。
波浪發電,據科學家推算,地球上波浪蘊藏的電能高達90萬億度。目前,海上導航浮標和燈塔已經用上了波浪發電機發出的電來照明。大型波浪發電機組也已問世。我國在也對波浪發電進行研究和試驗,並製成了供航標燈使用的發電裝置。
潮汐發電,據世界動力會議估計,到2020年,全世界潮汐發電量將達到1000-3000億千瓦。世界上最大的潮汐發電站是法國北部英吉利海峽上的朗斯河口電站,發電能力24萬千瓦,已經工作了30多年。我國在浙江省建造了江廈潮汐電站,總容量達到3000千瓦。
風能
風能是太陽輻射下流動所形成的。風能與其他能源相比,具有明顯的優勢,它蘊藏量大,是水能的10倍,分布廣泛,永不枯竭,對交通不便、遠離主幹電網的島嶼及邊遠地區尤為重要。
風力發電,是當代人利用風能最常見的形式,自19世紀末,丹麥研製成風力發電機以來,人們認識到石油等能源會枯竭,才重視風能的發展,利用風來做其它的事情。
1977年,聯邦德國在著名的風谷--石勒蘇益格-荷爾斯泰因州的布隆坡特爾建造了一個世界上最大的發電風車。該風車高150米,每個漿葉長40米,重18噸,用玻璃鋼製成。到1994年,全世界的風力發電機裝機容量已達到300萬千瓦左右,每年發電約50億千瓦時。
生物質能
生物質能來源於生物質,也是太陽能以化學能形式貯存於生物中的一種能量形式,它直接或間接地來源於植物的光合作用。生物質能是貯存的太陽能,更是一種唯一可再生的碳源,可轉化成常規的固態、液態或氣態的燃料。地球上的生物質能資源較為豐富,而且是一種無害的能源。地球每年經光合作用產生的物質有1730億噸,其中蘊含的能量相當於全世界能源消耗總量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。
地熱能
地球內部熱源可來自重力分異、潮汐摩擦、化學反應和放射性元素衰變釋放的能量等。放射性熱能是地球主要熱源。我國地熱資源豐富,分布廣泛,已有5500處地熱點,地熱田45個,地熱資源總量約320萬兆瓦。
氫能
在眾多新能源中,氫能以其重量輕、無污染、熱值高、應用面廣等獨特優點脫穎而出,將成為21世紀的理想能源。氫能可以作飛機、汽車的燃料,可以用作推動火箭動力。
海洋滲透能
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如果有兩種鹽溶液,一種溶液中鹽的濃度高,一種溶液的濃度低,那麼把兩種溶液放在一起並用一種滲透膜隔離後,會產生滲透壓,水會從濃度低的溶液流向濃度高的溶液。江河裡流動的是淡水,而海洋中存在的是鹹水,兩者也存在一定的濃度差。在江河的入海口,淡水的水壓比海水的水壓高,如果在入海口放置一個渦輪發電機,淡水和海水之間的滲透壓就可以推動渦輪機來發電。
海洋滲透能是一種十分環保的綠色能源,它既不產生垃圾,也沒有二氧化碳的排放,更不依賴天氣的狀況,可以說是取之不盡,用之不竭。而在鹽分濃度更大的水域里,滲透發電廠的發電效能會更好,比如地中海、死海、我國鹽城市的大鹽湖、美國的大鹽湖。當然發電廠附近必須有淡水的供給。據挪威能源集團的負責人巴德·米克爾森估計,利用海洋滲透能發電,全球范圍內年度發電量可以達到16000億度。
水能
水能是一種可再生能源,是清潔能源,是指水體的動能、勢能和壓力能等能量資源。廣義的水能資源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量資源;狹義的水能資源指河流的水能資源。是常規能源,一次能源。水不僅可以直接被人類利用,它還是能量的載體。太陽能驅動地球上水循環,使之持續進行。地表水的流動是重要的一環,在落差大、流量大的地區,水能資源豐富。隨著礦物燃料的日漸減少,水能是非常重要且前景廣闊的替代資源。目前世界上水力發電還處於起步階段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水運動均可以用來發電。
[編輯本段]新能源的發展現狀和趨勢
部分可再生能源利用技術已經取得了長足的發展,並在世界各地形成了一定的規模。目前,生物質能、太陽能、風能以及水力發電、地熱能等的利用技術已經得到了應用。
國際能源署(IEA)對2000~2030年國際電力的需求進行了研究,研究表明,來自可再生能源的發電總量年平均增長速度將最快。IEA的研究認為,在未來30年內非水利的可再生能源發電將比其他任何燃料的發電都要增長得快,年增長速度近6%在2000~2030年間其總發電量將增加5倍,到2030年,它將提供世界總電力的4.4%,其中生物質能將占其中的80%。
目前可再生能源在一次能源中的比例總體上偏低,一方面是與不同國家的重視程度與政策有關,另一方面與可再生能源技術的成本偏高有關,尤其是技術含量較高的太陽能、生物質能、風能等據IEA的預測研究,在未來30年可再生能源發電的成本將大幅度下降,從而增加它的競爭力。可再生能源利用的成本與多種因素有關,因而成本預測的結果具有一定的不確定性。但這些預測結果表明了可再生能源利用技術成本將呈不斷下降的趨勢。
我國政府高度重視可再生能源的研究與開發。國家經貿委制定了新能源和可再生能源產業發展的「十五」規劃,並制定頒布了《中華人民共和國可再生能源法》,重點發展太陽能光熱利用、風力發電、生物質能高效利用和地熱能的利用。近年來在國家的大力扶持下,我國在風力發電、海洋能潮汐發電以及太陽能利用等領域已經取得了很大的進展。
新能源(或稱可再生能源更貼切)主要有:太陽能、風能、地熱能、生物質能等。生物質能在經過了幾十年的探索後,國內外許多專家都表示這種能源方式不能大力發展,它不但會搶奪人類賴以生存的土地資源,更將會導致社會不健康發展;地熱能的開發和空調的使用具有同樣特性,如大規模開發必將導致區域地面表層土壤環境遭到破壞,必將引起再一次生態環境變化;而風能和太陽能對於地球來講是取之不盡、用之不竭的健康能源,他們必將成為今後替代能源主流。
太陽能發電具有布置簡便以及維護方便等特點,應用面較廣,現在全球裝機總容量已經開始追趕傳統風力發電,在德國甚至接近全國發電總量的5%-8%,隨之而來的問題令我們意想不到,太陽能發電的時間局限性導致了對電網的沖擊,如何解決這一問題成為能源界的一大困惑。
風力發電在19世紀末就開始登上歷史的舞台,在一百多年的發展中,一直是新能源領域的獨孤求敗,由於它造價相對低廉,成了各個國家爭相發展的新能源首選,然而,隨著大型風電場的不斷增多,佔用的土地也日益擴大,產生的社會矛盾日益突出,如何解決這一難題,成了我們又一困惑。
早在2001年,MUCE就為了開拓穩定的海島通信電源而開展一項研究,經過六年多研究和實踐,終於將一種成熟的新型應用方式MUCE風光互補系統向社會推廣,這種系統採用了我國自主研製的新型垂直軸風力發電機(H型)和太陽能發電進行10:3地結合,形成了相對穩定的電力輸出。在建築上、野外、通信基站、路燈、海島均進行了實際應用,獲得了大量可靠的使用數據。這一系統的研究成果將為我國乃至世界的新能源發展帶來了新的動力。
新型垂直軸風力發電機(H型)突破了傳統的水平軸風力發電機啟動風速高、噪音大、抗風能力差、受風向影響等缺點,採取了完全不同的設計理論,採用了新型結構和材料,達到微風啟動、無噪音、抗12級以上台風、不受風向影響等性能,可大量用於別墅、多層及高層建築、路燈等中小型應用場合。以它為主建立的風光互補發電系統,具有電力輸出穩定、經濟性高、對環境影響小等優點,也解決了太陽能發展中對電網沖擊等影響。
隨著能源危機日益臨近,新能源已經成為今後世界上的主要能源之一。其中太陽能已經逐漸走入我們尋常的生活,風力發電偶爾可以看到或聽到,可是它們作為新能源如何在實際中去應用?新能源的發展究竟會是怎樣的格局?這些問題將是我們在今後很長時間里需要探索的。
[編輯本段]新能源的環境意義和能源安全戰略意義
我國能源需求的急劇增長打破了我國長期以來自給自足的能源供應格局,自1993年起我國成為石油凈進口國,且石油進口量逐年增加,使得我國接入世界能源市場的競爭。由於我國化石能源尤其是石油和天然氣生產量的相對不足,未來我國能源供給對國際市場的依賴程度將越來越高。
國際貿易存在著很多的不確定因素,國際能源價格有可能隨著國際和平環境的改善而趨於穩定,但也有可能隨著國際局勢的動盪而波動。今後國際石油市場的不穩定以及油價波動都將嚴重影響我國的石油供給,對經濟社會造成很大的沖擊。大力發展可再生能源可相對減少我國能源需求中化石能源的比例和對進口能源的以來程度,提高我國能源、經濟安全。
此外,可再生能源與化石能源相比最直接的好處就是其環境污染少。
新的能源是什麼
1
新能源,包括太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物質能和其他可再生能源。合理的開發利用新能源,可以改善和優化能源結構,保護環境,提高人民生活質量,促進國民經濟和社會可持續發展。
新能源開發利用主要包括新能源技術和產品的科研、實驗、推廣、應用及其生產、經營活動。新能源的開發利用,應當與經濟發展相結合,遵循因地制宜、多能互補、綜合利用、講求效益和開發與節約並舉的原則,宣傳群眾,典型示範,效益引導,實現能源效益、環境效益、經濟效益和社會效益的統一。
2
隨著科學技術和社會生產力的不斷發展,能源的問題顯得越來越重要。目前,全世界的能源仍以煤、石油和天然氣等化石燃料為主。這些化石燃料儲量有限,同時它們又是極其寶貴的化工原料,可以從中提煉和加工出各種化學纖維、塑料、橡膠和化肥等化工產品。將這樣重要的化工原料作為能源來使用實在可惜。隨著社會生產力的發展和人類生活水平的提高,世界能源的消耗量愈來愈大。據估計,全世界石油、天然氣和煤的儲量最多隻能供給人類使用一、二百年。因此,擺在人類面前的一項緊迫的戰略任務就是探索新能源。目前研究開發的新能源主要有以下幾種:
1.地熱能與潮汐能
可利用的地熱資源是地下熱水、地熱蒸氣和熱岩層。地下熱水層一般在地下兩千多米深處,溫度80℃左右。將地下熱水降低壓力使之變成蒸氣(在47.34 kPa時水80℃沸騰),可推動汽輪發電機發電。
潮汐能利用的是海水漲落造成的水位差。此種能量可以作為動力來推動水輪機發電。地球上潮汐漲落中蘊藏的能量是巨大的,但建造大規模的潮汐電站技術上有很多困難,成本也較高。
2.太陽能
太陽每年輻射到地球表面的能量約為5×10^22J,相當於目前世界能量消耗的1.3萬倍,可以說太陽能是取之不盡用之不竭的無污染的理想能源。因此,太陽能的收集利用是當代科學家十分感興趣的問題。
目前太陽能利用主要有三種形式。一種是直接利用太陽輻射熱,建成太陽灶、太陽能熱水器,太陽房(用於採暖)和塑料大棚等,或利用太陽能來發電。太陽能電站是利用集熱器吸收太陽輻射的熱量,其蓄熱材料(液態金屬)溫度可高達1000℃左右。所吸收的熱量通過熱交換器將水變成水蒸氣推動汽輪機發電。這種轉換方式稱之為光-熱轉換。第二種是光-電轉換,即利用太陽能電池將太陽能直接轉換成電能。太陽能電池種類較多,主要有單晶硅電池、砷化鎵電池、磷化銦電池和多晶硅電池等。目前太陽能電池效率還比較低,成本也比較高。它主要用於人造衛星等宇宙飛行器作為各種儀器設備的動力。第三種是光-化學轉換,即將太陽輻射直接轉換成化學能。綠色植物的光合作用就是光-化學轉換,但它還不能完全受人控制。因此,研究各種完全可控的光-化學轉換方法也是當今世界重大的研究課題之一。近年來發現,太陽能輻射到某一光化學反應體系後,能形成動力學上穩定的光產物,使光能轉化為化學能而儲存起來。另外,在催化劑存在時,由太陽光直接分解水而製得氫和氧的方法也是太陽能利用較有發展前途的一條途徑。發展氫能具有獨特的優越性。首先,氫的原料是水,資源豐富。另外氫燃燒後的熱值較高,1g 氫燃燒後可放出143 kJ的熱量,而1g煤燃燒只有31~32kJ,1g汽油燃燒也只有48kJ。還有氫燃燒生成水,它來源於水又還原於水,是順應自然的一種循環,不會打亂自然界的平衡。又因燃燒產物無煙塵以及其它污染物,所以氫能又是無污染的清潔能源。
雖然,地球接受太陽的總能量很大,但是由於其能量密度很低,取得單位能量的一次投資大,能量轉換效率有待提高。
3.核能
原子核裂變和聚變時都放出巨大的能量。原子核能是一種比較理想的能源。
(1)核裂變能
裂變是較重的原子核在足夠能量的中子轟擊下分裂成較輕原子核的過程。當235U原子核發生裂變時,分裂成兩個不相等的碎片和若干個中子。裂變過程相當復雜,已經發現裂變產物有35種元素,放射性核素有200種以上。下面是235U裂變中的一種方式:
[編輯本段]未來的幾種新能源
波能:即海洋波浪能。這是一種取之不盡,用之不竭的無污染可再生能源。據推測,地球上海洋波浪蘊藏的電能高達9×104TW。近年來,在各國的新能源開發計劃中,波能的利用已佔有一席之地。盡管波能發電成本較高,需要進一步完善,但目前的進展已表明了這種新能源潛在的商業價值。日本的一座海洋波能發電廠已運行8年,電廠的發電成本雖高於其它發電方式,但對於邊遠島嶼來說,可節省電力傳輸等投資費用。目前,美、英、印度等國家已建成幾十座波能發電站,且均運行良好。
可燃冰:這是一種與水結合在一起的固體化合物,它的外型與冰相似,故稱「可燃冰」。可燃冰在低溫高壓下呈穩定狀態,冰融化所釋放的可燃氣體相當於原來固體化合物體積的100倍。據測算,可燃冰的蘊藏量比地球上的煤、石油和天然氣的總和還多。
煤層氣:煤在形成過程中由於溫度及壓力增加,在產生變質作用的同時也釋放出可燃性氣體。從泥炭到褐煤,每噸煤產生68m3氣;從泥炭到肥煤,每噸煤產生130m3氣;從泥炭到無煙煤每噸煤產生400m3氣。科學家估計,地球上煤層氣可達2000Tm3。
微生物:世界上有不少國家盛產甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物發酵,可製成酒精,酒精具有燃燒完全、效率高、無污染等特點,用其稀釋汽油可得到「乙醇汽油」,而且製作酒精的原料豐富,成本低廉。據報道,巴西已改裝「乙醇汽油」或酒精為燃料的汽車達幾十萬輛,減輕了大氣污染。此外,利用微生物可製取氫氣,以開辟能源的新途徑。
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新能源又稱非常規能源。是指傳統能源之外的各種能源形式。指剛開始開發利用或正在積極研究、有待推廣的能源,如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等。
長期以來,在中國對於「新能源」的定義存在著比較含混,范圍不夠清晰的問題,人們對於「新能源」的認識存在著一些爭議,一些定義存在著過於狹義化趨勢。所謂「新能源」,確實包涵著狹義化和廣義化的兩層定義。關鍵是「新」字的界定對象,這個「新」主要是想區別於傳統的「舊」能源利用方式和能源系統,我們以為這個「新」不僅區別於工業化時代的以化石燃料為主的能源利用形態,而且區別於舊式的只強調轉換端效率,不注重能源需求側的綜合利用效率;只強調經濟效益,不注重資源、環境代價的傳統能源利用理念。
目前對於新能源的狹義化定義,主要是將新能源局限在可再生能源技術之中,客觀的說,僅僅談可再生能源,而不強調「新」與「舊」的本質區別,將會嚴重束縛我們的創造性和新能源自身的健康發展。嚴格地講,可再生能源不是新的能源利用形式,在人類進入工業革命以前,是沒有大規模利用化石能源的,自我們的祖先開始利用火之後,數十萬年來,可再生能源一直支撐著人類的文明進程。它是最古老的能源利用方式,只是今天當人類無法承受化石能源所帶來的環境和資源的巨額代價時,我才重新賦予可再生能源以「新」的含義,它的新不在於它的形式,而在於它在今天對於環境和資源的新的意義。然而,對於環境和資源的新的意義能源利用方式不僅僅局限在可再生能源技術。
為了不斷滿足日益增強的能源需求,工業時代的基本法則是「規模效益」,生產形態同時強調社會分工的細化。在細化分工之後,要想提高能源的轉換效率,唯一的方法就是不斷擴大生產規模。因為所有的效率評價僅僅基於單一產品的轉換端,而不能從能源利用的終端進行綜合評價和系統優化。這種傳統的能源生產利用形態,必然導致企業不斷擴大能源轉換裝置的規模,不斷大量消耗能流密度高的資源,同時造成污染物的集中排放。在電力方面的主要表現是:「大電網、大電廠、超高壓」;在熱力行業是追求:大型熱力廠、大型管網系統等。
傳統能源生產利用形態造成了一系列的問題,首先是終端能源利用效率無法提高,轉換系統加大,輸送能源的電網、熱網、鐵路、管網等都要加大,中間損失自然會增加;其次是必須大規模利用資源,一方面造成小規模的資源被忽略或浪費,另一方面被資源的規模所局限,造成利用資源供應瓶頸;之三是由於效率無法提高,導致環境污染加劇。特別是集中排放二氧化硫造成酸雨問題和大量排放溫室氣體導致全球變暖。全球溫度升高,造成極端氣候變化頻發,不是酷暑就是嚴寒,又進一步加大了能源的消耗,整個能源系統和生態系統同時陷入惡性循環。這種規模化的能源大生產格局,無法調動社會和民眾的積極性來參與節約和優化能源系統,使能源的經營者成為孤家寡人和眾矢之的。因此,人類需要在能源問題上尋找到一條新的出路,需要有多種新的能源轉換利用形態,建立多個新的能源供應系統,來解決人類文明的動力問題,這就是我們所說的「新能源」將新能源狹義化而桎梏在可再生能源的狹小區間,是對新能源的曲解,其中也反映了傳統能源經營者對於新興能源形態可能構成的挑戰的擔憂。將新能源狹義化可以使新能源無法達到整合目的,難以形成協同效應,永遠只能成為傳統能源形式的「補充」,也就不可能對傳統能源經營者的利益格局構成真正意義上的威脅,能夠確保他們既得利益的長期穩定合不斷增值。
然而,「長江後浪推前浪」是歷史的規律,新的技術必然要替代落後的生產方式,這是不以人們意志為轉移的。蒸氣機代替牛馬,內燃機代替蒸氣機,新的能源體系和由新技術支撐的能源利用方式、以及新的能源利用理念最終會替代傳統的能源利用方式。所以,新能源的關鍵是針對傳統能源利用方式的先進性和替代性。由此分析,廣義新能源將主要包涵了以下幾個方面:1、高效利用能源;2、資源綜合利用;3、可再生能源;4、代替能源;5、節能。
1、高效利用能源
目前中國的能源綜合利用效率為35%左右,丹麥的能源綜合利用效率超過60%,而且丹麥經過分析研究,認為該國的能源利用效率最少可以再提高20%。盡管這中間存在著統計口徑問題,但是丹麥是全世界公認的已經實現能源與環境可持續發展的國家,是全球的一個樣板。丹麥的第一個經驗就是改變傳統的能源生產利用形態,打破行業分工局限,對能源的利用已經實施了「溫度對口,梯級利用」,加大了能源的整合優化利用空間,有效提高了資源的綜合利用效率。
熱電聯產雖然是一種傳統的能源技術,但在丹麥得到了非常廣泛應用和高度的重視,並賦予它可持續發展的新含義。到目前為止,丹麥沒有一個火力發電項目不供熱,也沒有一個工業供熱鍋爐不發電。通過化石燃料轉換能源的綜合利用效率一般超過70%,是提高全社會能源利用效率的重要技術。丹麥的熱電聯產燃燒利用多種燃料,秸稈、垃圾、天然氣和煤炭等資源,基本上是有什麼燒什麼,什麼便宜燒什麼,能源綜合利用效率60%是依靠熱電聯產對能源實現梯級利用實現的,從60%再往上增加主要依靠可再生能源實現(利用不增加溫室氣體的燃料,不計算其消耗的能量)。工業化國家在發展熱電聯產的同時,由於燃料結構向氣體化和非礦物燃料轉化,熱電聯產的規模也越來越小型化,多功能化。這種小型、微型的熱電聯產被國際上稱之為——分布式能源。它的優點是靠近需求側,將輸送損耗降至最低,並充分利用了低品位的熱能,將燃料燃燒溫度的利用空間進一步擴大,有效實現了「分配得當,各得其所,溫度對口,梯級利用」。因此,分布式能源的能源綜合利用效率將提高到80%~90%,而下一步的發展趨勢是將分布式能源燃燒後的廢煙氣供應植物大棚,一方面進一步吸收利用能量,另一方面減少二氧化碳的排放,實現全能量的利用。國際分布式能源聯盟的主席在不久前訪問北京時,面對中國政府的一些官員大惑不解地說:我不明白為什麼在中國會認為燃煤熱電聯產不屬於分布式能源,在全世界凡事所生產的能源能夠被直接或間接就地利用的能源設施,其能源綜合利用效率高於傳統能源分產方式的系統,都應該被認為屬於分布式能源。如果按照這一判斷,中國的熱電聯產裝機容量超過5000萬千瓦,其中屬於就近綜合利用能源的項目不少於4000萬。
分布式能源技術對能源的利用方式與傳統的能源利用存在很大的區別,它不再追求規模效益,而是更加註重資源的合理配置,追求能源利用效率最大化和效能的最優化,充分利用各種資源,就近供電供熱,將中間輸送損耗降至最低。由於小型化和微型化,使能源需求者可以根據自己對於多種能源的不同需求,設置自己的能源系統,調動了終端能源用戶參與提高能源利用效率的努力。分布式能源可以和終端能源用戶的能源需求系統進行協同優化,通過信息技術將供需系統有效銜接,進行多元化的優化整合,在燃氣管網、低壓電網、熱力管網和冷源管網上,以及信息互聯網路上實現聯機協作,互相支持平衡,構成一個多元化的能源網路,使能源供應與能源的實際需求更加匹配。所以也有國家認為分布式能源是信息能源系統的核心環節,並稱之為:第二代能源系統。對於傳統能源形式,分布式能源毫無疑問是一種新型的能源生產利用形式,是信息時代能源技術的核心。它不僅是一些傳統能源技術的集合,也是全新的能源綜合應該系統。
目前,國際能源技術發展的一個重點,也是分布式能源未來最主要的技術方向之一,這就是「燃料電池」技術。燃料電池的能源利用效率更高,污染更小(可以在能源轉換現場實現零排放),理論上燃料電池使用的是氫能,屬於可再生能源。但自然界中可以直接利用的氫根本不存在,氫能屬於二次能源,制氫需要其他外部能量實現。利用太陽能和風能制氫,或者利用生物細菌制氫,還僅僅停留再理想或試驗階段,缺乏廣泛的經濟性和可操作性。現實的技術方向還是如何利用天然氣、煤氣化、甲醇、乙醇等能源,特別有前途的是利用廢棄地下煤炭資源進行地下可控氣化再制氫技術。燃料電池不僅可以解決人類發展的電力難題,同時也可以解決對於石油的替代難題。雖然,就燃料電池技術本身應該屬於新能源,但是大多數燃料電池將不會依賴於可再生能源。此類例子非常之多,他們都是立足於新技術、新工藝,或者新理念構架的新型的能源利用技術,雖然不是可再生能源,但是針對傳統的大規模分離生產的能源系統而言,大大提高了能源的綜合利用效率,有效減少了污染的排放。
2、資源綜合利用
中國和世界,每天有著大量資源沒有能夠被綜合利用,不僅浪費資源,而且污染環境。城市污水處理廠和垃圾塡埋場的沼氣、礦井瓦斯、煉焦和煉鋼的可燃性廢氣、工業廢熱、余壓等資源都可以轉換成為能源,特別是電力。這些資源的特性是分散、資源量小,對於大規模商業化開發利用是沒有價值的,但是對於一些先進的小型模塊化能源轉換設備,卻大有用武之道。對於這些技術,我們不得不將其歸入新能源技術,但是它所消耗的卻不是可再生能源。
中國每年在礦井中因為各種事故而喪失數以千計礦工的生命,其中最大的殺手是瓦斯爆炸,瓦斯的主要成分是甲烷,與天然氣沒有什麼差異,僅僅是濃度有所降低。瓦斯可以成為非常優質的能源,但是在煤礦開采中瓦斯的產量是有限的,不可能支持大規模的利用技術,只能參與分布式解決方案,就近利用瓦斯發電,就近並網銷售電量,就近利用所發電能。我們可以給生物質發電每千瓦0.25元的補貼,為什麼不能同樣給予瓦斯發電呢?相比之下,生物質發電可能沒有二氧化碳排放問題,但是瓦斯發電可以將溫室效應更強的甲烷氣體進行資源化處理,比生物質發電貢獻更大,因為甲烷的溫室效應比二氧化碳高24倍。此外,瓦斯利用還可以挽救無數生命。對此,我們誰能否認利用礦井瓦斯不是一種新的能源?
隨著城市化的進程,集中居住的城市居民製造和排放了大量的垃圾和污水,這些垃圾和污水中豐富的有機質可以製造大量的沼氣,或者轉換成有機和燃物質通過焚燒增加能源供應,同時實現垃圾的減量化目標,節約更多的土地,減少環境和水污染。對於這些不可再生資源的利用的工程,當然是增加了新的能源供應,它所供應能源的形式難道不是「新能源」嗎?所以,對於各種廢棄資源的再利用,以增加能源供應的形式都應該屬於新能源的范疇。
3、可再生能源
可再生能源當然是沒有爭議的新能源,它所涵蓋的范圍也是非常廣泛。實際上,國際間對於可再生能源的利用形式已經進行了全新的分類。今年春天,國際分布式能源聯盟在中國召開了一次年會,從世界各地與會的專家不僅包括熱電冷三聯供的企業和專家,更多的是可再生能源方面的企業和專家。對於那些集中大規模生產的可再生能源,例如:大型風力發電場、規模化的水能利用、以及一些國家准備進行規模化的太陽能利用以增加現有大型電力系統的能量供應的模式,均列入中央供能系統,或者稱之為集中能源系統。
與之相對應的另外一種模式也被稱之為:分布式能源。例如:樓宇式的光電、光熱和直接光能,以及儲光等能源利用系統,以減少對外部能源的消耗;水源、地源、空氣源、污水源和排氣源熱泵能量回收技術對於樓宇建築空調的能源供應系統;小型風力發電或光電系統對於獨立能源用戶的電力供應等。就近獲取能源,就近供應能源,因地制宜地利用可再生能源增加需求測能源供應的系統,都屬於分布式能源系統的范疇,其涵蓋范圍和內容極為廣泛。小型水電站被認為是典型的分布式能源系統,它在中國有4000萬千瓦的裝機容量,主要指10萬千瓦級裝機容量以下的水電站。這樣的小型水電設施主要通過較低壓力輸電系統對周邊地區進行電力供應,他們對於生態環境影響比較小,沒有溫室氣體排放,盡管是非常傳統的發電形式,但是屬於可再生能源,所以在新能源范疇中是應該涵蓋其中的。
4、代替能源
對於替代能源是否屬於新能源的問題,也是一個有意思的命題。從利用可再生能源替代化石能源的層面討論,替代能源當然是新能源。例如:利用秸稈替代煤炭;利用生物柴油或乙醇替代石油;利用太陽能熱水器替代電力或燃氣熱水器等。但是,在替代能源戰略中,往往存在利用一些較為豐富的資源,替代更為希缺的資源,例如:利用煤炭製造甲醇、二甲醚,或者直接煤制油來替代對於石油資源的過度依賴。
在替代燃料中,一些新型的煤制燃料也被專家們普遍稱之為新能源,二甲醚就是其中的一種。目前,一些專家積極發展綜合性煤化工技術,而且建議建造一些規模並非很大的煤碳資源綜合利用和梯級利用的「化工—煤氣—電力—熱能」多聯產系統,同時利用煤炭向城市供應各種煤化工產品,向城市電網供電,向城市工業區和採暖系統供應熱能,同時向城市燃氣管網供應煤氣或二甲醚燃氣,並將多於的二甲醚轉換成為液體燃料供應城市交通系統,最後將灰渣製造各種建築材料。這種多聯產工藝,以及所製造的二甲醚均應該成為新能源所接受的范疇。垃圾和廢舊塑料都不是可再生能源,但是利用他們製造石油的技術正在發展之中,利用廢棄資源製造石油這樣具有一定希缺性的能源的技術無疑也是新能源技術。所以,替代性能源也應該納入廣義新能源的總體范疇。
5、節 能
國際上稱節能為煤炭、石油、可再生能源、核能之後的第五能源。各國利用市場化機制,將節能作為增加能源供應的新的手段,將節約的能源變為「商品」,進行交易,並為節約者贏利。也有人將節能稱謂:「負瓦特」革命,即減少瓦特的革命。
目前,在發達國家能源服務公司(ESCo)極為活躍,他們通過能源合同管理機制幫助能源用戶改造、管理、運營能源系統,將節約的能源費用與用戶分享,從中贏取商業利潤,將節省下來的電力負荷出售給新的需求者,甚至還將減排的溫室氣體拿到市場上銷售。這些企業在金融市場上被非常看好,股票市值一路飆生,成為繼IT產業之後,全球金融市場的有一個閃光點。在美國、歐洲和日本,能源服務公司大量投資經營分布式能源系統,將生產的電力、熱力、冷能和衛生熱水銷售給周邊能源用戶。將一個能源用戶的廢棄能源回收後,銷售給另一個能源需求者,將節能構成一個巨大的產業進行經營。他們通過這種有效的經營,為社會節約了大量的能源和資源,也增加了整個社會的能源有效供應總量。
目前國內電力體系積極宣揚推廣的「電力需求測管理」(DSM),其實更加正確的說法應該是「能源需求測管理」,對用戶的能源系統進行綜合管理,實現綜合優化,使各種能源需求進行互補,使各個能源供應系統實現協同優化。在國外能源需求測管理實際上主要通過能源服務公司實現,而由於中國的電力系統實行行業壁壘的壟斷經營,所以自成體系,主要以鼓勵低谷用電和平衡負荷為目標。
鼓勵消耗低谷電力並不符合節約型社會要求的,也與國際發展趨勢不同步。但是,平衡電力負荷對於提高電力以及相關能源系統的效率,減少能源和資源浪費都是非常有效的方法。而這一努力的結果將會大量增加電力系統的供電能力,實現發電、輸電、配電、供電資源效益最佳化。因此,這是一種利用知識、管理和技術來增加電力保障的新方式,也是一種新的能源供應方式。
最近,歐洲中國商會能源委員會主席、BP中國公司副總裁陳新華博士對於中國節能問題發表了一篇影響重大的文章——《節能工作需要明確理論基礎 避免戰略誤區》,他深入解讀了著名熱物理學家馬克斯韋對於「信息不遵守熱力學第二定律」的立論,進一步解釋了「信息就是能源」的學說。陳新華博士認為,信息技術的發展最終將逐步轉變人類對於能源密度和強度的日趨增強的方向,有效的信息互動可以減緩「熵增」的趨勢。信息將成為能源的一個組成部分,也就是我們正在追求的信息能源合二而一時代,通過不斷精確有效的能源供應,實現能源的可持續發展,而「信息能源」必將成為未來新能源的靈魂所在。
最近,全國工商聯成立的新能源商會是中國首次將「新能源」作為一個正式名稱授予一個組織。新能源商會應該如何定位新能源的概念,不僅對這一組織自身的健康發展意義重大,對於中國新能源事業,以及中國的可持續發展將具有更深遠的意義。
熱力學第一定律告訴我們能量是守恆的,而且是可以相互轉換的,這一定律深層的涵義是告訴我們各種能源是相互關聯、互相轉化和互相作用的。對於新能源而言,無論採用狹義化的范圍,還是廣義化的范圍,與提高能源綜合利用效率,加強資源綜合利用效能,強化對於希缺資源的替代能力和努力節約能源資源,以及依靠信息化最終實現能源的可持續發展,最終只能是我們齊頭並進的共同選擇
從地球蘊藏的能源數量來看,自然界存在有無限的能源資源。僅就太陽能而言,太陽每秒鍾通過電磁波傳至地球的能量達到相當於500多噸煤燃燒放出的熱量。這相當於一年中僅太陽能就有130萬億噸煤的熱量,大約為全世界目前一年耗能的一萬多倍。不過,由於人類開發與利用地球能源尚受到社會生產力,科學技術、地理原因及世界經濟、政治等多方面因素的影響與制約。包括太陽能、風能、水能在內的巨大數量的能源,可以利用的僅占微乎其微的比例,因而,繼續發展的潛力巨大。人類能源消費的劇增、化石燃料的匱乏至枯竭以及生態環境的日趨惡化,逼使人們不得不思考人類社會的能源問題。國民經濟的可持續發展,依仗能源的可持續供給,這就必須研究開發新能源和可再生能源。
太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源,也是人類可利用的最豐富的能源。太陽每年投射到地面上的輻射能高達1.05×1018千瓦時(3.78×1024J),相當於1.3×106億噸標准煤。按目前太陽的質量消耗速率計,可維持6×1010年。所以可以說它是「取之不盡,用之不竭」的能源。但如何合理利用太陽能,降低起開發和轉化的成本,是新能源開發中面臨的重要問題。
風能是利用風力機將風能轉化為電能、熱能、機械能等各種形式的能量,用於發電、提水、助航、製冷和致熱等。風力發電是主要的開發利用方式。中國的風能總儲量估計為1.6×109千瓦,列世界第三位,由廣闊的開發前景。風能是一種自然能源,由於風的方向及大小都變幻不定,因此其經濟性和實用性由風車的安裝地點、方向、風速等多種因素綜合決定。
對於核電站,人們有許多誤解,其實核能發電是一種清潔、高效的能源獲取方式。對於核裂變,核燃料是鈾、鈈等元素,核聚變的燃料則是氘、氚等物質。有些物質,例如釷,本身並非核燃料,但經過核反應可以轉化為核燃料。我們把核燃料和可以轉化為核燃料的物質總稱為核資源。
近年來,許多發展中國家雖然都制訂了一系列鼓勵民企投資小水電的政策。由於小水電站投資小、風險低、效益穩、運營成本比較低,在國家各種優惠政策的鼓勵下,全國掀起了一股投資建設小水電站的熱潮,尤其是近年來,由於全國性缺電嚴重,民企投資小水電如雨後春筍,悄然興起。國家鼓勵合理開發和利用小水電資源的總方針是確定的,2003年開始,特大水電投資項目也開始向民資開放。2005年,根據國務院和水利部的「十一五」計劃和2015年發展規劃,我國將對民資投資小水電以及小水電發展給予更多優惠政策。
氫是一種二次能源,一種理想的新的含能體能源,在人類生存的地球上,雖然氫是最豐富的元素,但自然氫的存在極少。因此必需將含氫物質加工後方能得到氫氣。最豐富的含氫物質是水,其次就是各種礦物燃料(煤、石油、天然氣)及各種生物質等。氫不但是一種優質燃料,還是石油、化工、化肥和冶金工業中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精煉需要氫,如烴的增氫、煤的氣化、重油的精煉等;化工中制氨、制甲醇也需要氫。氫還用來還原鐵礦石。用氫製成燃料電池可直接發電。採用燃料電池和氫氣-蒸汽聯合循環發電,其能量轉換效率將遠高於現有的火電廠。隨著制氫技術的進步和貯氫手段的完善,氫能將在21世紀的能源舞台上大展風采。
地熱是指來自地下的熱能資源。我們生活的地球是一個巨大的地熱庫,僅地下10千米厚的一層,儲熱量就達1.05×1026焦耳,相當於9.95×1015標准煤所釋放的熱量。地熱能在世界很多地區應用相當廣泛。老的技術現在依然富有生命力,新技術業已成熟,並且在不斷地完善。在能源的開發和技術轉讓方面,未來的發展潛力相當大。地熱能是天生就儲存在地下的,不受天氣狀況的影響,既可作為基本負荷能使用,也可根據需要提供使用。
海洋能通常指蘊藏於海洋中的可再生能源,主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽差能等。海洋能蘊藏豐富,分布廣,清潔無污染,但能量密度低,地域性強,因而開發困難並有一定的局限。開發利用的方式主要是發電,其中潮汐發電和小型波浪發電技術已經實用化。波浪能發電利用的是海面波浪上下運動的動能。1910年,法國的普萊西克發明了利用海水波浪的垂直運動壓縮空氣,推動風力發動機組發電的裝置,把1千瓦的電力送到岸上,開創了人類把海洋能轉變為電能的先河。目前已開發出60~450千瓦的多種類型波浪發動裝置。
此外,正在研究開發的還有氫能。主要是用電解法、熱化學法、光電化學法、等離子體化學法等制備氫氣,用壓縮、低溫液化或貯氫合金吸收等方法貯存,或直接用作燃料,或製成氫燃料電池,用於發電河用作各種機動車、飛行器燃料及家用燃料等;還有生物質能,是指植物葉綠素將太陽能轉化為化學能貯存在生物質內部的能量,目前發展中的開發利用技術主要是,通過熱化學轉換技術將固體生物質轉換成可燃氣體、焦油等,通過生物化學轉換技術將生物質在微生物的發酵作用下轉換成沼氣、酒精等,通過壓塊細蜜成型技術將生物質壓縮成高密度固體燃料等。
能源是現代社會賴以生存和發展的基礎,清潔燃料的供給能力密切關系著國民經濟的可持續性發展,是國家戰略安全保障的基礎之一。我國是能源消耗大國,2000年一次能源消費量為7.5億噸油當量,僅次於美國成為世界第二人能源消費國,到本世紀中葉我國全面達到小康水平時,一次能源的消費量將達到30多億噸油當量。然而目前我國人均一次能源的消費量不到美國的1/18,僅為世界平均水平的1/3。與世界一次能源構成不同的是我國以煤為主,煤佔一次能源的比例為63.6%,由於煤的高效、潔凈利用難度大,使用過程中已對人類的生存環境帶來嚴重的污染。另一方面我國人均能源資源嚴重不足,人均石油儲量不到世界平均水平的1/10,人均煤炭儲量僅為世界平均值的1/2。預計到2010年,我國石油供需缺口 1億噸,天然氣缺口 400億立方米。因此,開發潔凈可再生能源已成為緊迫的課題。
第一部分:研究部分
第一段:市場調研
一、 研究目標與內容。
l 區域性房地產行業及競爭對手研究
1、 已購房者特徵研究
2、 目標消費者研究、分析
(1) 目標消費者的基本購房特徵
(2) 目標消費者對目標地區及樓盤的評價
(3) 目標消費者購買競品特徵分析
(4) 消費者對目標樓盤的認知情況與認知途徑
二、 研究方法的確定
三、 工作計劃
四、 待購買者調查配額
五、 二手咨訊收集
六、 費用預算及明細
七、 研究品質控制
第二段:項目檢示
一、 項目的初步設想、目的
二、 可行性研究,卻是最大不確定性和機動性
三、 經濟性研究
四、 合理性
五、 投資決案可行性報告(45個要項檢示)
六、 籌資狀況,制約營銷戰略的制定
第三段:項目規劃、設計檢示(四大因素分析)
l 規劃檢視:
一. 社會因素
二. 家庭因素
三. 自然因素
四. 指標因素
l 設計檢視
一. 面積趨向
二. 功能配置
三. 功能分區
四. 戶型設計
五. 設計觀念
第四段:環保建築的設計理念與措施檢示
一、 自然
二、 資源與能源
三、 使用周期
四、 人類
第二部分:營銷戰略、計劃制定
l 戰略部分:
一、 市場:
目標市場區隔
(1) 細分市場
(2) 行業細分
二、 外部環境
1、 社會環境
2、 法律環境
3、 經濟環境
4、 競爭環境
三、 對手
顯在(或潛在)分割有限購買力
四、 COST分析
自立和主要競爭對手的問題、機會、優勢、劣勢
五、 行動選擇
用頭腦風暴法列出戰略選擇方案
l 計劃部分:
一、 目標
二、 戰略
1、 投資需求點
2、 本項目的最大化利益點(利益群)
3、 制價
4、 何種管道最方便滿足
三、 計劃:
1、 利潤計劃、銷售計劃
2、 資源計劃、成本控制
3、 詳盡、分階段的部分計劃
4、 盈利業績
5、 投資回報與運營資本回報分析
6、 人員配置與組織設置
7、 培訓
8、 激勵與報酬方案
第三部分:廣告傳播策略、計劃
l 廣告傳播策略:
一、 廣告目標
二、 廣告受眾
三、 廣告核心概念創意
四、 廣告表現風格
五、 媒介組合策略
l 廣告傳播計劃
一、 媒介排期
二、 廣告效果評估
三、 廣告費用預算
第四部分:營銷推廣策略及計劃
l 營銷推廣策略
一、 推廣目標
二、 推廣對象
三、 推廣主題創意
四、 推廣之廣告配合
五、 推廣階段及細化
六、 推廣費用
七、 推廣效果評估
4. 氫雲研究:誰將主宰未來新能源汽車:氫燃料電池 or 固態鋰電池
作者|tom高級新能源分析師
我國油氣資源匱乏,大幅度以來國外進口。為了保證國家能源安全,採取多元化能源發展路線。早期嘗試了甲醇等生物質燃料,後又發展天然氣、液化石油氣燃料。隨後又探索了超級電容、鋰電池、燃料電池等技術,鋰電池已經成功應用到交通領域,成為近年來新能源發展主力軍。
鋰電池能量密度,續航里程偏低,加之安全性存疑,一直備受業內外爭議。而氫燃料電池技術突破,超高能量密度,成為業內外關注焦點。本文將從全新一代鋰離子電池技術——固態電池,與氫燃料電池技術發展,分析二者優劣勢,預判未來應用前景,供讀者參考。
首先從全新一代鋰電池技術——固態電池開始,分析目前固態電池技術產業化進程,及其技術優劣勢。
1、固態電池產業化只差臨門一腳,但續航改善有限
近一年多,台灣輝能開始與各大主機廠進行合作,測試電池包,這在氧化物固態電池領域具有標志意義。在10月22日東京車展上,豐田汽車CTO寺師茂樹也表示,2020年東京奧運會示範運營固態電池汽車,2025年左右可以大規模生產固態電池汽車。以這些信息來看,輝能似乎在半固態電池產品和豐田硫化物全固態電池離量產越來越近。
2、輝能半固態鋰電池初步具備小批量生產能力
近日,輝能CEO在某論壇上透漏了最新電池技術進展。通過論壇信息,我們可以看到目前輝能所謂固態電池並非全固態電池,而是採用添加少量有機電解液的半固態電池。添加少量有機電解液,可以大幅改善界面接觸問題,使得電池性能幾乎達到液態電池水平,同時在安全性、高低溫性能、散熱等方面還具有明顯優勢。這種半固態電池解決了目前液態鋰電池安全問題,但沒有解決能量密度問題。由於負極不能採用金屬鋰,其能量密度將不會有領先優勢。
表1主要鋰電池技術路線特徵
圖6兩種電池成本-續航里程對比
6、超長續航,長途、重載場景氫燃料電池優勢明顯
氫燃料電池由於能量密度高,長續航優勢明顯,可以運用於大載荷場景,如大型遠洋船舶、重型長途車輛,而動力電池是難以勝任這些應用場景的。在燃料電池發展早期,我們已經看到其在大型船舶、火車、重載車輛領域的應用嘗試,筆者認為氫燃料電池在這些領域應用更具有優勢。而固態電池延續了液態鋰電池優點,同時在一定程度上彌補了其續航里程(能量密度)不足問題,但其仍然難以與燃料電池相比。
氫燃料電池和鋰電池在很多應用領域是相互補充的,比如在電網儲能領域,氫燃料電池容量大,而鋰電池響應快,在電網儲能中起到作用也不盡相同。鋰電功率密度大、氫電能量密度高,電-氫混合技術成為目前氫燃料電池汽車主要採用技術路線。能源領域從來都是受到政府管制的,未來不排除政府通過稅收及相關管制措施,調節氫燃料電池使用成本,使得氫氣使用成本具有比較優勢。筆者認為不能單純否定某一種技術,二者具有非常好的互補性,協調二者發展才能更好促進新能源產業發展。
本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。
5. 國外各大汽車廠商的研究燃料電池汽車的進展
近幾年來,燃料電池技術已經取得了重大的進展。世界著名汽車製造廠,如戴姆勒-克萊斯勒、福特、豐田和通用汽車公司已經宣布,計劃在2004年以前將燃料電池汽車投向市場。目前,燃料電池轎車的樣車正在進行試驗,以燃料電池為動力的運輸大客車在北美的幾個城市中正在進行示範項目。在開發燃料電池汽車中仍然存在著技術性挑戰,如燃料電池組的一體化,提高商業化電動汽車燃料處理器和輔助部汽車製造廠都在朝著集成部件和減少部件成本的方向努力,並已取得了顯著的進步。
6. 誰有《2010年中國氫燃料電池價格走勢及影響因素深度調研報告》
2010年中國氫燃料電池價格走勢及影響因素深度調研報告
報告關鍵詞: 氫燃料電池 電子
2009年10月26日君略產業咨詢網 共有收藏到:
[報告名稱]:2010年中國氫燃料電池價格走勢及影響因素深度調研報告
[交付方式]:EMAIL電子版或特快專遞
[價 格]:文本版:9800元PDF電子版:9600元
[傳真訂購]:010-62351146 下載 訂購合同
[購買熱線]:010-62353824 010-62351146
報告目錄:
【報告撰寫思路及價值體現】
2010年中國氫燃料電池行業發展迅速,國內生產技術不斷提升。國內企業為了獲得更大的投資收益,在生產規模和產品質量上不斷提升。但是來自國際金融危機、外部政策環境惡化、產業上游原料價格上漲,下游需求萎縮等眾多不利因素使得氫燃料電池行業在2010年的市場狀況及價格走勢備受關注。
國際經濟大環境:
2010年國際金融危機全球影響是否仍將加劇蔓延?
2010年國際進出口市場有何新趨勢?
2010年國際產業轉移如何影響中國?
國家宏觀經濟層面:
2010年中國經濟是否已經走出金融危機影響逐步回暖?
2010年中國經濟通脹壓力將如何變化?
2010年中國宏觀調控政策趨勢怎樣?
2010年中國4萬億投資及十大產業振興規劃對經濟走勢有何影響?
氫燃料電池產業環境:
2010年氫燃料電池產業上游原料價格漲幅如何?
2010年氫燃料電池下游需求產業發展趨勢如何,市場需求有何變化?
2010年氫燃料電池價格主要影響因素及供需格局變化趨勢怎樣?
2009年2月以來為了應對全球金融危機,國家出台了一系列產業振興規劃。通過本報告您可以清晰把握2010年中國刺激經濟發展政策陸續出台大背景下中國氫燃料電池產業全景式發展脈絡,從宏觀國際經濟環境、中觀產業環境到微觀企業內部環境三個層面對其內在傳導機製做出科學判斷。尤為重要的是,2010年是「十一五」規劃的最後一年,是全面總結「十一五」規劃執行經驗,科學制定「十二五」規劃的關鍵一年,當前國家各部門、各地區、各行業正積極開展氫燃料電池產業「十二五」規劃前期重大課題的研究工作。因此全面解析下一個五年規劃要點及趨勢從而准確把握「十二五」投資機會尤為重要。
本調查報告由北京君略產業研究院依據市場調查資料、行業統計數據、國內外企業訪談結果、科研院所技術進展、業內專業期刊雜志、研究院產業資料庫(JLceir-Data)等多方面情報數據撰寫而成。作為從事中國氫燃料電池事業的專業人士的參考資料,深信本調查報告能在您制訂經營戰略時發揮一臂之力。
【數據說明】
【目 錄】
第一章 氫燃料電池行業基本背景及發展概述
第一節 氫燃料電池行業國內外發展現狀對比分析
1. 全球發展重點區域分析
2. 全球發展階段及周期分析
3. 國內發展現狀及中外對比分析
第二節 中國氫燃料電池產業鏈上下游分析
1. 氫燃料電池產業鏈模型介紹
2. 氫燃料電池產業鏈模型分析
2.1 產業鏈主要環節分析
2.2 產業鏈各環節傳導機制分析
第三節 氫燃料電池行業主要細分產品構成及相關技術標准
第四節 氫燃料電池行業主要產品應用領域及替代品分析
第五節 氫燃料電池行業生產技術對比分析
1. 技術應用現狀
2. 國內外技術差距對比分析
3. 最新技術發展前沿展望
第六節 中國產業發展的「波特五力模型」分析
1. 「波特五力模型」介紹
2. 氫燃料電池產業環境「波特五力模型」分析
第二章 國外氫燃料電池行業生產需求情況分析(2009年度)
(本章對國外氫燃料電池產品市場進行全面分析,以產銷結構分析來說明國外同類產品的供需格局,下游需求結構及市場份額。本章對把握國外市場動向,制定進出口策略具有很強的參考作用。另外對未來2年國外市場發展趨勢預測則讓您更加全面把握氫燃料電池行業的整體發展態勢。)
第一節 2009年國外產品生產總體概況
第二節 2009年國外產品消費總體情況
第三節 國外產品主要生產企業分析
第四節 國外產品下游各消費領域消費特點
第五節 2010-2013年國外氫燃料電池產品生產消費情況預測
第三章 國內氫燃料電池行業生產需求情況介紹(2009年度)
第一節 2009年國內氫燃料電池產品總體供給分析
1. 主要區域產量情況
2. 2000-2009年市場供給趨勢及影響因素分析
3. 2009年氫燃料電池行業新增產能分析
3.1 新增產能分布情況
3.2 2009年市場整體產能分析
第二節 2009年國內氫燃料電池行業產品消費總體情況分析
1. 區域消費市場分析
2. 2000-2008年市場需求趨勢及影響因素分析
3. 2009年市場需求領域及構成分析
3.1 主要需求行業及需求份額分析
3.2 下游需求結構變化情況分析
第三節 國內氫燃料電池行業主要生產企業分析
(選取2-3家業內標桿企業進行調研分析,主要從企業內部核心財務指標、產品產銷量,市場競爭策略及企業自身SWOT分析)
第四節 國內主要氫燃料電池行業經銷企業與國內產品貿易分析
第五節 2009年氫燃料電池行業重點在建、擬建項目
1. 在建項目區域分布情況
2. 在建項目規模分析
第六節 2010-2013年國內氫燃料電池產品未來供需格局預測
1. 市場供給預測(2010-2013年)
2. 市場需求預測(2010-2013年)
3. 影響市場供需結構主要因素分析及預測
第四章 國內氫燃料電池行業產品價格走勢及影響因素分析(2009-2010年度)
第一節 國內產品2008-2009年價格回顧
1. 2008-2009年價格走勢整體趨勢分析
2. 影響2008-2009年價格走勢主要因素分析
2.1 政策因素分析
2.2 市場因素分析
2.3 技術因素分析
2.4 突發事件因素分析
2.5 其他因素分析
第二節 中國氫燃料電池行業產品經銷模式分析
1. 銷售主要渠道分析
2. 價格傳導機制分析
第三節 2010年氫燃料電池行業價格走勢及影響因素預測
1. 2010年產品價格走勢預測
1.1 原材料價格預測
1.2 成本價格變動預測
1.3 供需格局趨勢預測
2. 2010年氫燃料電池行業價格走勢影響因素
2.1 全球金融危機影響分析
2.2 人民幣匯率變化影響
2.3 全球產業轉移影響分析
2.4 其他因素分析
第五章 中國氫燃料電池行業進出口市場分析及趨勢預測(根據具體產品不同本章有刪節)
第一節 亞洲、歐盟、北美自由貿易區市場分析
第二節 國內產品2009年進口數據分析
第三節 國內產品2009年出口數據分析
第四節 2010-2013年國內產品未來進出口情況預測
1. 2010-2013年氫燃料電池行業進出口市場有利因素分析預測
2. 2010-2013年氫燃料電池行業出口市場不利因素分析預測
第六章 2010年氫燃料電池行業上游原材料供應狀況對價格走勢影響深度分析
第一節 氫燃料電池產品主要原材料構成分析
第二節 主要原材料2008-2009年價格及供應情況
1. 主要原材料價格變化趨勢分析
2. 原材料行業產能及供給分析
第三節 2010-2013年主要原材料未來價格及供應情況預測
1. 價格預測
2. 供給量預測
3. 上游原材料產業議價能力分析
第七章 2010年中國氫燃料電池市場整體運行趨勢預測
第一節 2010-2013年市場盈利預測
1. 氫燃料電池行業主要財務指標分析
2. 氫燃料電池行業市場盈利趨勢及影響因素預測
第二節 國內生產、營銷企業投資運作模式
第三節 外銷與內銷優勢分析
第八章 中國氫燃料電池行業項目投資風險及可行性分析
第一節 產品技術應用注意事項
第二節 項目投資注意事項
第三節 產品生產開發注意事項
第四節 產品銷售注意事項
第五節 行業分析基本結論
第六節 項目投資可研報告基本框架
第九章 本課題報告主要結論及策略建議
第一節 本報告主要結論及觀點
第二節 君略研究院獨家策略建議
1. 宏觀策略角度
2. 中觀產業角度
3. 微觀企業角度
【圖表目錄】
圖表 氫燃料電池產業鏈結構圖
圖表 氫燃料電池行業主要下游市場需求構成
圖表 2009年中國氫燃料電池下游市場分布
圖表 氫燃料電池行業產品質量標准
圖表 氫燃料電池部分產品價格情況
圖表 氫燃料電池的產業環境「波特五力」分析模型
圖表 2008-2009年國內氫燃料電池產量變化圖
圖表 2008-2009年中國氫燃料電池行業產能利用情況
圖表 2009年各主體國內的氫燃料電池銷售量
圖表 2010-2013年國內氫燃料電池產量預測圖
圖表 2010-2013年國內氫燃料電池消費量預測圖
圖表 2008-2009年中國氫燃料電池供需狀況變化圖
圖表 2009年中國各種經銷模式市場份額對比圖
圖表 2010-2013年中國氫燃料電池供需狀況預測圖
圖表 2009年中國氫燃料電池市場不同因素的價格影響力對比
圖表 2010-2013年中國氫燃料電池上游原料的價格走勢圖
圖表 2009年氫燃料電池上游原料價格變動情況
圖表 2010-2013年中國氫燃料電池上游原料價格預測圖
7. 氫燃料電池生產廠家:中科院大連化學物理研究所,我想獲得貴所研發製造的氫燃料電池樣板及其技術解說!敬
《血討禽獸不如的淫賊~陳志和》
【全民動手消滅淫賊~陳志和,人人有責】
(血討天下第一淫賊~陳志和)
我本人叫李彩珍,湛江市人,1976年出生,在1993年高中畢業來到廣州打工,在數日後經朋友介紹進了海珠區江南西路一家婚紗店當售貨員,店裡有一工友叫陳少娟,廣寧縣人,1974年出生,單親家庭成長,父親在80年代下海當裝修工人,暴發後與村中多名婦女有染,後來發展到開了一家小規模的裝飾公司後趁招工之名把一名剛大學畢業的姑娘偷情並育有一子一女後徹底將農村中的女人拋棄了,也即是陳少娟之母。婚紗店隔壁是一家比較大型的發廊的所以有著十多位的年輕女工的,而這個喪盡天良毫無人性的畜牲般的淫賊在長期光顧的同時經過花言巧語以及送點小禮物的連哄帶騙的謊稱說與妻子周慧早已毫無感情了隨時會離婚的所以騙得了數位姑娘的信任後讓陳志和這個淫賊一一糟蹋了這些姑娘的。在93年底的一次偶然機會陳志和約請了陳少娟外出喝茶後承諾給陳少娟名份並盡快離婚後娶陳少娟的,陳少娟喜出望外的將一個女人的所有都毫無保留的為陳志和付出了身體以及辛辛苦苦打了兩年多的工資幾千塊全讓陳志和騙走了的,陳少娟在與陳志和同居期間多次懷孕的在多次做人流後身體已不能再做人流手術的時候陳少娟又懷上了陳志和的骨肉的,陳志和不顧陳少娟的生死一定要打掉孩子的,於是在走投無路的時候陳少娟懷孕到7個多月身體無法再堅持上班了,多年的打工積蓄又讓陳志和騙走了拿去哄女人騙女人用已全揮霍完了,而這個時候陳志和已不再出現在陳少娟的視線里了於是被逼無奈的情況下向工友李彩珍借了一百塊後拖著懷孕臃腫與疲憊不堪的身體回到了家鄉廣寧縣的一個小山村裡,不久就找了村裡一個老太婆來幫陳少娟接生了,在產後十來天的陳少娟由於懷孕生孩子早就沒有了經濟的來源了所以顧不了身體還沒恢復的情況下回到了廣州的,可是婚紗店已請了另外一名姑娘上班了,於是屋漏偏逢連夜雨的孩子要吃她也要吃還要交房租的於是多次尋找r也從不出現過在陳少娟的面前的,為了生計陳少娟聯系了當時還在婚紗店上班的李彩珍合夥在西湖路夜市租了一個檔位賣婚紗的,由李彩珍背著老闆私自將婚紗店的客戶帶走後拿到單後再由陳少娟到婚紗店拿貨給客戶的以取賺差價的,由於不用找客戶的所以利潤還挺大的,這個時候陳志和發現有利可圖後就天天來到了陳少娟的租房處做飯煮菜煲湯的天天獻殷勤的,陳志和在與陳少娟同居的時候又把他的狼爪伸向了年幼無知單純到傻逼一樣的李彩珍,在多次的挑逗與勾引不成功後經常在陳少娟不在場的時候趁著李彩珍洗澡的時候突然間串進去進行調戲與輕薄的,李彩珍由於膽小怕事所以就沒有向陳少娟說過的,可是淫心不死的陳志和經常在深夜鬼混後就開車到陳少娟和李彩珍的租房處進行裝酒醉進錯房的借口進行多次的強奸的,由於陳志和的獸行引起了陳少娟的注意所以就不再給機會單獨與李彩珍相處了。此時的陳志和腦怒成羞的想出了一個簡直滅絕人性、喪盡天良毫無人性的禽獸不如的畜生的行為的,借著向陳少娟說讓他把孩子帶著讓陳少娟專心做生意賺更多的錢的,陳少娟信以為真就把女兒交給了陳志和的,陳志和就把孩子帶到從化賣給了他的一個做建築包工頭的,這個包工頭與禽獸不如的淫賊陳志和曾經有著多次的互相轉讓情婦的歷史的,由於風流好色他的妻子和兩個兒子已和他分清關系了的所以就想著收養一個女兒防老的陳少娟在數日後一直要求陳志和把孩子帶回來給她看看的,在陳志和一再推塘的時候陳少娟才感覺到不對勁的,於是逼陳志和將孩子帶回來給她的,毫無人性的淫賊陳志和就撒謊說買私彩欠了人家兩萬多塊的所以人家把孩子帶走逼他還錢的。此時的陳少娟出於母愛的天分毫不猶豫的將所有的錢全拿了出來還欠五千的就向李彩珍借錢湊夠給了陳志和的,可是過了多天還不見陳志和把孩子帶回來的於是急了向陳志和說你再不把孩子帶回來就到陳志和的家裡去要孩子了,陳志和這個披著人皮的禽獸不如的畜生般的淫賊厚顏無恥的提出要求陳少娟幫他把李彩珍搞到手後孩子就自然會回來的。此時的陳少娟為了孩子已失去了理智的竟然答應了禽獸不如的淫賊陳志和的滅絕人性的要求的,次日陳少娟以生日為理由將李彩珍約到了濱海路的一家夜總會去玩的,陳志和和陳少娟這對姦夫淫婦的一起將李彩珍灌醉的迷迷糊糊的,然後就讓陳志和開著嘉信房地產公司蔡佳玲的名車「賓士」350將李彩珍帶到了從化一家別墅客房裡進行強暴污辱了的,李彩珍在事後決意報警的,因為在農村裡的女人視貞潔為生命的,李彩珍一個黃花閨女的初夜就這樣給這個禽獸不如的淫賊糟蹋了的,這個時候陳志和就信誓旦旦的撒謊的說是真心喜歡李彩珍的,一直都在暗戀著她的為了她什麼都願意付出的,給他一點時間的他回去就和他的老婆周慧離婚後就和李彩珍結婚了的,李彩珍這個單純幼稚的一個農村姑娘就信以為真了,然後也就默默的接受了陳志和為男朋友了的,此時的陳志和真是魚和熊掌都兼得了同時玩弄兩個女人的,陳志和把陳少娟的錢騙走後全部用來給李彩珍購買衣服飾物哄她開心好讓李彩珍死心塌地的當他的情婦的,在生意越來越好的時候陳少娟請了一個潮州佬鄧致袢1965年,與合法妻子育有兩兒一女,與情婦育有一兒,在陳少娟與鄧致祥的日夜相處共同工作和同居一租房的,很快陳少娟在對陳志和的絕望後與鄧致祥勾搭上了,而鄧致祥馬上由一個裁縫工變身為陳少娟的所謂的老公了也即是升級為老闆了,整天不願意工作了在不久就和陳少娟育有一個兒子了,這就是陳少娟口中所說的老公了,李彩珍在這個時候就退了股不合夥一起經營了因為陳志和要經常和陳少娟偷情的,陳志和也只有服侍好陳少娟哄得陳少娟開心的才會給錢給陳志和去給李彩珍買衣服和其它禮物的甚至給李彩珍交房租的,因為陳志和在東山口的龜崗市場的四樓租了一套單房給李彩珍住的也是他們這對狗男女偷歡的地方來的。在這十年有多的同居生活中陳志和一騙再給的從一開始說兒子太小不方便提出離婚的否則他老婆周慧的弟弟是在太和鎮的黑社會包工頭的會報復他的,陳志和1962年出生於廣州市白雲區太和鎮,在1984年經人介紹與同是太和鎮人的周慧1963
年,在1984年結婚次年即1985年生下孽種兒子後就開始守生寡的,在周慧的苦苦哀求與相逼後與陳志和達成,周慧對外稱夫妻感情不和已分居了協助陳志和在外欺騙女性玩弄女人的。陳志和即不定期回來太和服侍周慧以求讓周慧必定享受性高潮為條件的。後來又以陳志和的父親中風久病在慶需要周慧的服侍照顧更加不能提出離婚的,在一騙再騙的時候與陳志和一樣同是披著人皮的禽獸不如的淫蟲之類的豬朋狗友的其中一個叫小玲的女人淫蟲介紹偷渡出國一起打工生活就可以不用結婚就能生孩子了的,在同居的這十多載中李彩珍數次為陳志和懷上孩子的由於陳志和怕負責任的一直都是不顧李彩珍的死活的做著人流手術的,次數多到已嚴重損害女人的生育能力了,而李彩珍也一直想要一個孩子的了畢業女人年紀大了都想要個孩子的,在准備著一起偷渡的時候由於一個人要十萬塊的偷渡費的,於是陳志和就哄李彩珍到處借錢的甚至回家騙她老爸說要做生意的把她老爸的五萬塊棺材本也騙走了,由於錢不夠偷渡費的於是陳志和就讓李彩珍拿一部分的錢去拚命的買私彩的,越輸越多的再加上陳志和到處欺騙女人的揮霍已所剩無幾了,最後偷渡的事也不了了之了的,事後才得知偷渡是陳志和聯系外國人販賣女人偷渡出國賣淫以獲得巨額報酬的。李彩珍在禽獸不如的畜生般的淫賊陳志和一騙再騙的情況下已對陳志和失去了信心了於是到處託人介紹對象另找男人結婚的了,可是每相了一個對象陳志和就以李彩珍的老公出現來破壞的所以每次都以失敗告終的。在2006年的時候李彩珍已和陳志和同居了人生中最寶貴的年華後經人介紹找了對象結婚了的,可是陳志和這喪盡天良、滅絕人性的禽獸不如的畜牲淫賊多次纏住李彩珍要求婚後也要和他保持情人關系的,因為他為了李彩珍付出了很多的了,因為他和李彩珍同居的時候在外面沾花惹草後玩了女人的還是要堅持著過來陪李彩珍的,不管在外面玩了多少個女人的一個晚上都要堅持著來服侍著李彩珍的,讓李彩珍每時每刻都要有著女人的性高潮與性享受的,否則陳志和就不能過來陪她睡的,陳志和這個滅絕人性的畜生淫賊在外面玩了女人後過來陪李彩珍的時候就要服用偉哥和其它壯陽葯了的。陳志和在李彩珍婚後繼續保持著姘夫淫婦的關系的,在沒多久後由於陳志和不願意再陪陳少娟過夜了的時候只是陪上床的然後就匆匆的離開的所以陳少娟心有不滿就將陳志和和李彩珍的過去的同居和婚後的偷情告訴了李彩珍的老公的。陳少娟在為潮州佬鄧致祥生下一兒一女後因她和陳志和的淫盪經常吵架的後來鄧致祥又找了一個情婦為他生了一個兒子後就將陳少娟一腳踢飛的了所以又回來和陳志和一起淫盪偷情的在李彩珍的老公的努力下在陳志和欺騙了李彩珍十多年的都不讓她知道的家庭地址和信息的,淫蟲陳志和規陳志和終身為廣州嘉信房地產開發公司的總經:蔡佳玲當商務司機,即陳志和之妻周慧的大嫂的,家庭地址:廣州市越秀區建設五馬路38號803房
8. 燃料電池的現狀
在中國的燃料電池研究始於1958年,原電子工業部天津電源研究所最早開展了MCFC的研究。70年代在航天事業的推動下,中國燃料電池的研究曾呈現出第一次高潮。其間中國科學院大連化學物理研究所研製成功的兩種類型的鹼性石棉膜型氫氧燃料電池系統(千瓦級AFC)均通過了例行的航天環境模擬試驗。1990年中國科學院長春應用化學研究所承擔了中科院PEMFC的研究任務,1993年開始進行直接甲醇質子交換膜燃料電池(DMFC)的研究。電力工業部哈爾濱電站成套設備研究所於1991年研製出由7個單電池組成的MCFC原理性電池。「八五」期間,中科院大連化學物理研究所、上海硅酸鹽研究所、化工冶金研究所、清華大學等國內十幾個單位進行了與SOFC的有關研究。到90年代中期,由於國家科技部與中科院將燃料電池技術列入"九五"科技攻關計劃的推動,中國進入了燃料電池研究的第二個高潮。在中國科學工作者在燃料電池基礎研究和單項技術方面取得了不少進展,積累了一定經驗。但是,由於多年來在燃料電池研究方面投入資金數量很少,就燃料電池技術的總體水平來看,與發達國家尚有較大差距。我國有關部門和專家對燃料電池十分重視,1996年和1998年兩次在香山科學會議上對中國燃料電池技術的發展進行了專題討論,強調了自主研究與開發燃料電池系統的重要性和必要性。近幾年中國加強了在PEMFC方面的研究力度。 2000年大連化學物理研究所與中科院電工研究所已完成30kW車用用燃料電池的全部試驗工作。北京富原公司也宣布,2001年將提供40kW的中巴燃料電池,並接受訂貨。科技部副部長徐冠華在EVS16屆大會上宣布,中國將在2000年裝出首台燃料電池電動車。此前參與燃料電池研究的有關概況如下:
1:PEMFC的研究狀況
中國最早開展PEMFC研製工作的是長春應用化學研究所,該所於1990年在中科院扶持下開始研究PEMFC,工作主要集中在催化劑、電極的制備工藝和甲醇外重整器的研製已製造出100WPEMFC樣機。1994年又率先開展直接甲醇質子交換膜燃料電池的研究工作。該所與美國CaseWesternReserve大學和俄羅斯氫能與等離子體研究所等建立了長期協作關系。 中國科學院大連化學物理所於1993年開展了PEMFC的研究,在電極工藝和電池結構方面做了許多工作,現已研製成工作面積為140cm2的單體電池,其輸出功率達0.35W/cm2。
復旦大學在90年代初開始研製直接甲醇PEMFC,主要研究聚苯並咪唑膜的制備和電極制備工藝。廈門大學與香港大學和美國的CaseWesternReserve大學合作開展了直接甲醇PEMFC的研究。
1994年,上海大學與北京石油大學合作研究PEMFC(「八五」攻關項目),主要研究催化劑、電極、電極膜集合體的制備工藝。
北京理工大學於1995年在兵器工業部資助下開始了PEMFC的研究,單體電池的電流密度為150mA/cm2。
中國科學院工程熱物理研究所於1994年開始研究PEMFC,主營使用計算傳熱和計算流體力學方法對各種供氣、增濕、排熱和排水方案進行比較,提出改進的傳熱和傳質方案。
天津電源研究所1997年開始PEMFC的研究,擬從國外引進1.5kW的電池,在解析吸收國外先進技術的基礎上開展研究。
1995年北京富原公司與加拿大新能源公司合作進行PEMFC的研製與開發,5kW的PEMFC樣機現已研製成功並開始接受訂貨。
2:MCFC的研究簡況
在中國開展MCFC研究的單位不太多。哈爾濱電源成套設備研究所在80年代後期曾研究過MCFC,90年代初停止了這方面的研究工作。
1993年中國科學院大連化學物理研究所在中國科學院的資助下開始了MCFC的研究,自製LiAlO2微粉,用冷滾壓法和帶鑄法制備出MCFC用的隔膜,組裝了單體電池,其性能已達到國際80年代初的水平。
90年代初,中國科學院長春應用化學研究所也開始了MCFC的研究,在LiAlO2微粉的制備方法研究和利用金屬間化合物作MCFC的陽極材料等方面取得了很大進展。
北京科技大學於90年代初在國家自然科學基金會的資助下開展了MCFC的研究,主要研究電極材料與電解質的相互作用,提出了用金屬間化合物作電極材料以降低它的溶解。
3:SOFC的研究簡況
最早開展SOFC研究的是中國科學院上海硅酸鹽研究所他們在1971年就開展了SOFC的研究,主要側重於SOFC電極材料和電解質材料的研究。80年代在國家自然科學基金會的資助下又開始了SOFC的研究,系統研究了流延法制備氧化鋯膜材料、陰極和陽極材料、單體SOFC結構等,已初步掌握了濕化學法制備穩定的氧化鋯納米粉和緻密陶瓷的技術。吉林大學於1989年在吉林省青年科學基金資助下開始對SOFC的電解質、陽極和陰極材料等進行研究組裝成單體電池,通過了吉林省科委的鑒定。1995年獲吉林省計委和國家計委450萬元人民幣的資助,先後研究了電極、電解質、密封和聯結材料等,單體電池開路電壓達1.18V,電流密度400mA/cm2,4個單體電池串聯的電池組能使收音機和錄音機正常工作。
1991年中國科學院化工冶金研究所在中國科學院資助下開展了SOFC的研究,從研製材料著手製成了管式和平板式的單體電池,功率密度達0.09W/cm2~0.12W/cm2,電流密度為150mA/cm2~180mA/cm2,工作電壓為0.60V~0.65V。1994年該所從俄羅斯科學院烏拉爾分院電化學研究所引進了20W~30W塊狀疊層式SOFC電池組,電池壽命達1200h。他們在分析俄羅斯疊層式結構、美國Westinghouse的管式結構和德國Siemens板式結構的基礎上,設計了六面體式新型結構,該結構吸收了管式不密封的優點,電池間組合採用金屬氈柔性聯結,並可用常規陶瓷製備工藝製作。
華南理工大學於1992年在國家自然科學基金會、廣東省自然科學基金、汕頭大學李嘉誠科研基金、廣東佛山基金共一百多萬元的資助下開始了SOFC的研究,組裝的管狀單體電池,用甲烷直接作燃料,最大輸出功率為4mW/cm2,電流密度為17mA/cm2,連續運轉140h,電池性能無明顯衰減。 發達國家都將大型燃料電池的開發作為重點研究項目,企業界也紛紛斥以巨資,從事燃料電池技術的研究與開發,已取得了許多重要成果,使得燃料電池即將取代傳統發電機及內燃機而廣泛應用於發電及汽車上。值得注意的是這種重要的新型發電方式可以大大降低空氣污染及解決電力供應、電網調峰問題,2MW、4.5MW、11MW成套燃料電池發電設備已進入商業化生產,各等級的燃料電池發電廠相繼在一些發達國家建成。燃料電池的發展創新將如百年前內燃機技術突破取代人力造成工業革命,也像電腦的發明普及取代人力的運算繪圖及文書處理的電腦革命,又如網路通訊的發展改變了人們生活習慣的信息革命。燃料電池的高效率、無污染、建設周期短、易維護以及低成本的潛能將引爆21世紀新能源與環保的綠色革命。如今,在北美、日本和歐洲,燃料電池發電正以急起直追的勢頭快步進入工業化規模應用的階段,將成為21世紀繼火電、水電、核電後的第四代發電方式。燃料電池技術在國外的迅猛發展必須引起我們的足夠重視,它已是能源、電力行業不得不正視的課題。
磷酸型燃料電池(PAFC)
受1973年世界性石油危機以及美國PAFC研發的影響,日本決定開發各種類型的燃料電池,PAFC作為大型節能發電技術由新能源產業技術開發機構(NEDO)進行開發。自1981年起,進行了1000kW現場型PAFC發電裝置的研究和開發。1986年又開展了200kW現場性發電裝置的開發,以適用於邊遠地區或商業用的PAFC發電裝置。 富士電機公司是日本最大的PAFC電池堆供應商。截至1992年,該公司已向國內外供應了17套PAFC示範裝置,富士電機在1997年3月完成了分散型5MW設備的運行研究。作為現場用設備已有50kW、100kW及500kW總計88種設備投入使用。下表所示為富士電機公司已交貨的發電裝置運行情況,到1998年止有的已超過了目標壽命4萬小時。
東芝公司從70年代後半期開始,以分散型燃料電池為中心進行開發以後,將分散電源用11MW機以及200kW機形成了系列化。11MW機是世界上最大的燃料電池發電設備,從1989年開始在東京電力公司五井火電站內建造,1991年3月初發電成功後,直到1996年5月進行了5年多現場試驗,累計運行時間超過2萬小時,在額定運行情況下實現發電效率43.6%。在小型現場燃料電池領域,1990年東芝和美國IFC公司為使現場用燃料電池商業化,成立了ONSI公司,以後開始向全世界銷售現場型200kW設備"PC25"系列。PC25系列燃料電池從1991年末運行,到1998年4月,共向世界銷售了174台。其中安裝在美國某公司的一台機和安裝在日本大阪梅田中心的大阪煤氣公司2號機,累計運行時間相繼突破了4萬小時。從燃料電池的壽命和可靠性方面來看,累計運行時間4萬h是燃料電池的長遠目標。東芝ONSI已完成了正式商用機PC25C型的開發,早已投放市場。PC25C型作為21世紀新能源先鋒獲得日本通商產業大獎。從燃料電池商業化出發,該設備被評價為具有高先進性、可靠性以及優越的環境性設備。它的製造成本是$3000/kW,將推出的商業化PC25D型設備成本會降至$1500/kW,體積比PC25C型減少1/4,質量僅為14t。2001年,在中國就將迎來第一座PC25C型燃料電池電站,它主要由日本的MITI(NEDO)資助的,這將是我國第一座燃料電池發電站。
質子交換膜燃料電池(PEMFC)
著名的加拿大Ballard公司在PEMFC技術上全球領先,它的應用領域從交通工具到固定電站,其子公司BallardGenerationSystem被認為在開發、生產和市場化零排放質子交換膜燃料電池上處於世界領先地位。BallardGenerationSystem最初產品是250kW燃料電池電站,其基本構件是Ballard燃料電池,利用氫氣(由甲醇、天然氣或石油得到)、氧氣(由空氣得到)不燃燒地發電。Ballard公司正和世界許多著名公司合作以使BallardFuelCell商業化。BallardFuelCell已經用於固定發電廠:由BallardGenerationSystem,GPUInternationalInc.,AlstomSA和EBARA公司共同組建了BallardGenerationSystem,共同開發千瓦級以下的燃料電池發電廠。經過5年的開發,第一座250kW發電廠於1997年8月成功發電,1999年9月送至IndianaCinergy,經過周密測試、評估,並提高了設計的性能、降低了成本,這導致了第二座電廠的誕生,它安裝在柏林,250kW輸出功率,也是在歐洲的第一次測試。很快Ballard公司的第三座250kW電廠也在2000年9月安裝在瑞士進行現場測試,緊接著,在2000年10月通過它的夥伴EBARABallard將第四座燃料電池電廠安裝在日本的NTT公司,向亞洲開拓了市場。在不同地區進行的測試將大大促進燃料電池電站的商業化。第一個早期商業化電廠將在2001年底面市。下圖是安裝在美國Cinergy的Ballard燃料電池裝置,正在測試。
圖是安裝在柏林的250kW PEMFC燃料電池電站:
在美國,PlugPower公司是最大的質子交換膜燃料電池開發公司,他們的目標是開發、製造適合於居民和汽車用經濟型燃料電池系統。1997年,PlugPower模塊第一個成功地將汽油轉變為電力。PlugPower公司開發出它的專利產品PlugPower7000居民家用分散型電源系統。商業產品在2001年初推出。家用燃料電池的推出將使核電站、燃氣發電站面臨挑戰,為了推廣這種產品,1999年2月,PlugPower公司和GEMicroGen成立了合資公司,產品改稱GEHomeGen7000,由GEMicroGen公司負責全球推廣。此產品將提供7kW的持續電力。GE/Plug公司宣稱其2001年初售價為$1500/kW。他們預計5年後,大量生產的燃料電池售價將降至$500/kW。假設有20萬戶家庭各安裝一個7kW的家用燃料電池發電裝置,其總和將接近一個核電機組的容量,這種分散型發電系統可用於尖峰用電的供給,又因分散式系統設計增加了電力的穩定性,即使少數出現了故障,但整個發電系統依然能正常運轉。 在Ballard公司的帶動下,許多汽車製造商參加了燃料電池車輛的研製,例如:Chrysler(克萊斯勒)、Ford(福特)、GM(通用)、Honda(本田)、Nissan(尼桑)、VolkswagenAG(大眾)和Volvo(富豪)等,它們許多正在使用的燃料電池都是由Ballard公司生產的,同時,它們也將大量的資金投入到燃料電池的研製當中,克萊斯勒公司給Ballard公司注入4億5千萬加元用於開發燃料電池汽車,大大的促進了PEMFC的發展。1997年,Toyota公司就製成了一輛RAV4型帶有甲醇重整器的跑車,它由一個25kW的燃料電池和輔助干電池一起提供了全部50kW的能量,最高時速可以達到125km/h,行程可達500km。這些大的汽車公司均有燃料電池開發計劃,雖然燃料電池汽車商業化的時機還未成熟,但幾家公司已確定了開始批量生產的時間表,Daimler-Benz公司宣布,到2004年將年產40000輛燃料電池汽車。因而未來十年,極有可能達到100000輛燃料電池汽車。
熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)
50年代初,熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)由於其可以作為大規模民用發電裝置的前景而引起了世界范圍的重視。在這之後,MCFC發展的非常快,它在電池材料、工藝、結構等方面都得到了很大的改進,但電池的工作壽命並不理想。到了80年代,它已被作為第二代燃料電池,而成為實現兆瓦級商品化燃料電池電站的主要研究目標,研製速度日益加快。MCFC的主要研製者集中在美國、日本和西歐等國家。預計2002年將商品化生產。
美國能源部(DOE)2000年已撥給固定式燃料電池電站的研究費用4420萬美元,而其中的2/3將用於MCFC的開發,1/3用於SOFC的開發。美國的MCFC技術開發一直主要由兩大公司承擔,ERC(EnergyResearchCorporation)(現為FuelCellEnergyInc.)和M-CPower公司。他們通過不同的方法建造MCFC堆。兩家公司都到了現場示範階段:ERC1996年已進行了一套設於加州聖克拉拉的2MW的MCFC電站的實證試驗,正在尋找3MW裝置試驗的地點。ERC的MCFC燃料電池在電池內部進行無燃氣的改質,而不需要單獨設置的改質器。根據試驗結果,ERC對電池進行了重新設計,將電池改成250kW單電池堆,而非原來的125kW堆,這樣可將3MW的MCFC安裝在0.1英畝的場地上,從而降低投資費用。ERC預計將以$1200/kW的設備費用提供3MW的裝置。這與小型燃氣渦輪發電裝置設備費用$1000/kW接近。但小型燃氣發電效率僅為30%,並且有廢氣排放和雜訊問題。與此同時,美國M-CPower公司已在加州聖迭戈的海軍航空站進行了250kW裝置的試驗,計劃在同一地點試驗改進75kW裝置。M-CPower公司正在研製500kW模塊,計劃2002年開始生產。
日本對MCFC的研究,自1981年"月光計劃"時開始,1991年後轉為重點,每年在燃料電池上的費用為12-15億美元,1990年政府追加2億美元,專門用於MCFC的研究。電池堆的功率1984年為1kW,1986年為10kW。日本同時研究內部轉化和外部轉化技術,1991年,30kW級間接內部轉化MCFC試運轉。1992年50-100kW級試運轉。1994年,分別由日立和石川島播磨重工完成兩個100kW、電極面積1m2,加壓外重整MCFC。另外由中部電力公司製造的1MW外重整MCFC正在川越火力發電廠安裝,預計以天然氣為燃料時,熱電效率大於45%,運行壽命大於5000h。由三菱電機與美國ERC合作研製的內重整30kWMCFC已運行了10000h。三洋公司也研製了30kW內重整MCFC。石川島播磨重工有世界上最大面積的MCFC燃料電池堆,試驗壽命已達13000h。日本為了促進MCFC的開發研究,於1987年成立了MCFC研究協會,負責燃料電池堆運轉、電廠外圍設備和系統技術等方面的研究,它已聯合了14個單位成為日本研究開發主力。
歐洲早在1989年就制定了1個Joule計劃,目標是建立環境污染小、可分散安裝、功率為200MW的"第二代"電廠,包括MCFC、SOFC和PEMFC三種類型,它將任務分配到各國。進行MCFC研究的主要有荷蘭、義大利、德國、丹麥和西班牙。荷蘭對MCFC的研究從1986年已經開始,1989年已研製了1kW級電池堆,1992年對10kW級外部轉化型與1kW級內部轉化型電池堆進行試驗,1995年對煤制氣與天然氣為燃料的2個250kW系統進行試運轉。義大利於1986年開始執行MCFC國家研究計劃,1992-1994年研製50-100kW電池堆,義大利Ansodo與IFC簽定了有關MCFC技術的協議,已安裝一套單電池(面積1m2)自動化生產設備,年生產能力為2-3MW,可擴大到6-9MW。德國MBB公司於1992年完成10kW級外部轉化技術的研究開發,在ERC協助下,於1992年-1994年進行了100kW級與250kW級電池堆的製造與運轉試驗。現在MBB公司擁有世界上最大的280kW電池組體。
資料表明,MCFC與其他燃料電池比有著獨特優點:
a.發電效率高比PAFC的發電效率還高;
b.不需要昂貴的白金作催化劑,製造成本低;
c.可以用CO作燃料;
d.由於MCFC工作溫度600-1000℃,排出的氣體可用來取暖,也可與汽輪機聯合發電。若熱電聯產,效率可提高到80%;
e.中小規模經濟性與幾種發電方式比較,當負載指數大於45%時,MCFC發電系統成本最低。與PAFC相比,雖然MCFC起始投資高,但PAFC的燃料費遠比MCFC高。當發電系統為中小規模分散型時,MCFC的經濟性更為突出;
f.MCFC的結構比PAFC簡單。
固體氧化物燃料電池(SOFC)
SOFC由用氧化釔穩定氧化鋯(YSZ)那樣的陶瓷給氧離子通電的電解質和由多孔質給電子通電的燃料和空氣極構成。空氣中的氧在空氣極/電解質界面被氧化,在空氣燃料之間氧的分差作用下,在電解質中向燃料極側移動,在燃料極電解質界面和燃料中的氫或一氧化碳反應,生成水蒸氣或二氧化碳,放出電子。電子通過外部迴路,再次返回空氣極,此時產生電能。
SOFC的特點如下:
由於是高溫動作(600-1000℃),通過設置底面循環,可以獲得超過60%效率的高效發電。
由於氧離子是在電解質中移動,所以也可以用CO、煤氣化的氣體作為燃料。
由於電池本體的構成材料全部是固體,所以沒有電解質的蒸發、流淌。另外,燃料極空氣極也沒有腐蝕。l動作溫度高,可以進行甲烷等內部改質。
與其他燃料電池比,發電系統簡單,可以期望從容量比較小的設備發展到大規模設備,具有廣泛用途。
在固定電站領域,SOFC明顯比PEMFC有優勢。SOFC很少需要對燃料處理,內部重整、內部熱集成、內部集合管使系統設計更為簡單,而且,SOFC與燃氣輪機及其他設備也很容易進行高效熱電聯產。下圖為西門子-西屋公司開發出的世界第一台SOFC和燃氣輪機混合發電站,它於2000年5月安裝在美國加州大學,功率220kW,發電效率58%。未來的SOFC/燃氣輪機發電效率將達到60-70%。
被稱為第三代燃料電池的SOFC正在積極的研製和開發中,它是正在興起的新型發電方式之一。美國是世界上最早研究SOFC的國家,而美國的西屋電氣公司所起的作用尤為重要,現已成為在SOFC研究方面最有權威的機構。 早在1962年,西屋電氣公司就以甲烷為燃料,在SOFC試驗裝置上獲得電流,並指出烴類燃料在SOFC內必須完成燃料的催化轉化與電化學反應兩個基礎過程,為SOFC的發展奠定了基礎。此後10年間,該公司與OCR機構協作,連接400個小圓筒型ZrO2-CaO電解質,試制100W電池,但此形式不便供大規模發電裝置應用。80年代後,為了開辟新能源,緩解石油資源緊缺而帶來的能源危機,SOFC研究得到蓬勃發展。西屋電氣公司將電化學氣相沉積技術應用於SOFC的電解質及電極薄膜制備過程,使電解質層厚度減至微米級,電池性能得到明顯提高,從而揭開了SOFC的研究嶄新的一頁。80年代中後期,它開始向研究大功率SOFC電池堆發展。1986年,400W管式SOFC電池組在田納西州運行成功。
燃料電池
另外,美國的其它一些部門在SOFC方面也有一定的實力。位於匹茲堡的PPMF是SOFC技術商業化的重要生產基地,這里擁有完整的SOFC電池構件加工、電池裝配和電池質量檢測等設備,是目前世界上規模最大的SOFC技術研究開發中心。1990年,該中心為美國DOE製造了20kW級SOFC裝置,該裝置採用管道煤氣為燃料,已連續運行了1700多小時。與此同時,該中心還為日本東京和大阪煤氣公司、關西電力公司提供了兩套25kW級SOFC試驗裝置,其中一套為熱電聯產裝置。另外美國阿爾貢國家實驗室也研究開發了疊層波紋板式SOFC電池堆,並開發出適合於這種結構材料成型的澆注法和壓延法。使電池能量密度得到顯著提高,是比較有前途的SOFC結構。 在日本,SOFC研究是「月光計劃」的一部分。早在1972年,電子綜合技術研究所就開始研究SOFC技術,後來加入"月光計劃"研究與開發行列,1986年研究出500W圓管式SOFC電池堆,並組成1.2kW發電裝置。東京電力公司與三菱重工從1986年12月開始研製圓管式SOFC裝置,獲得了輸出功率為35W的單電池,當電流密度為200mA/cm2時,電池電壓為0.78V,燃料利用率達到58%。1987年7月,電源開發公司與這兩家公司合作,開發出1kW圓管式SOFC電池堆,並連續試運行達1000h,最大輸出功率為1.3kW。關西電力公司、東京煤氣公司與大阪煤氣公司等機構則從美國西屋電氣公司引進3kW及2.5kW圓管式SOFC電池堆進行試驗,取得了滿意的結果。從1989年起,東京煤氣公司還著手開發大面積平板式SOFC裝置,1992年6月完成了100W平板式SOFC裝置,該電池的有效面積達400cm2。現Fuji與Sanyo公司開發的平板式SOFC功率已達到千瓦級。另外,中部電力公司與三菱重工合作,從1990年起對疊層波紋板式SOFC系統進行研究和綜合評價,研製出406W試驗裝置,該裝置的單電池有效面積達到131cm2。
在歐洲早在70年代,聯邦德國海德堡中央研究所就研究出圓管式或半圓管式電解質結構的SOFC發電裝置,單電池運行性能良好。80年代後期,在美國和日本的影響下,歐共體積極推動歐洲的SOFC的商業化發展。德國的Siemens、DomierGmbH及ABB研究公司致力於開發千瓦級平板式SOFC發電裝置。Siemens公司還與荷蘭能源中心(ECN)合作開發開板式SOFC單電池,有效電極面積為67cm2。ABB研究公司於1993年研製出改良型平板式千瓦級SOFC發電裝置,這種電池為金屬雙極性結構,在800℃下進行了實驗,效果良好。現正考慮將其製成25~100kW級SOFC發電系統,供家庭或商業應用。
9. 求6000字論文,題目三選一;1.高溫高壓技術合成材料的發展概況 2、燃料電池的研究現狀 3太陽能電池的研究現
高轉換效率太陽能電池模擬設計
【摘要】: 隨著各國對環境保護的力度加大,再生清潔能源的市場需求巨大,發展太陽能利用技術前景廣闊。太陽能利用領域眾多,目前主要通過太陽能電池片把太陽能轉換為電能加以利用。太陽能電池是利用太陽輻射能切實可行的方法之一,目前能夠獲得較高的光電轉換效率,成本也得到了一定程度的降低,由最初僅應用在航天科技等軍工領域擴展到民用方面,以滿足日常應用需求。但也應該看到,由於太陽能利用技術目前還不是十分的完善,太陽能的轉換利用效率相對常規能源較低,因此,有效提高作為太陽能利用載體的太陽能電池的光電轉換效率成為了一個日益迫切的問題。 本文對太陽能電池的開發與利用進行了簡要的闡述,分析了太陽能電池發電的優點和前景,就提高太陽能電池轉換效率的方法進行了探討,提出了論文的研究目標,分析了其實現方法。對寄生電阻、擴散長度和表面復合速率等影響太陽能電池轉換效率的主要因素進行了深入分析。 介紹了太陽能電池模擬軟體AMPS和PC-ID,選取PC-ID軟體並對其特性和參數設置做了簡要介紹,分析了利用該軟體進行太陽能電池效率分析的具體方法。針對各因素對太陽能電池轉換效率的影響,在掌握PC-ID使用方法的基礎上,就太陽能電池轉換效率的影響因素進行了具體的模擬分析,驗證了各因素對太陽能電池轉換效率的影響規律。通過模擬優化設計,得出了較高轉換效率的多晶硅薄膜太陽能電池模擬參數,該方案實現了0.7818填充因子、15.82%光電轉換效率的太陽能電池模擬設計,完成了0.75填充因子、15%光電轉換效率的預期目標。 根據模擬所得電池參數,設計了一款SSP襯底多晶硅薄膜太陽能電池,探討了工藝過程和條件。該電池工藝首先使用區熔再結晶的方法制備較好結晶質量和表面平整度的SSP襯底,然後通過光刻穿透襯底表面SiO2層(磷擴散層)後使用PECVD工藝燒結鋁漿穿透該層,形成背電場,再使用快速熱化學氣相沉積工藝進行多晶硅薄膜的沉積,採用低成本的酸腐蝕法工藝進行電池表面制絨處理並採用等離子氣相沉積法制備SiNx材質減反膜。最後分層蒸鍍、燒結制備電極,去邊處理後完成電池片的制備。通過工藝條件的控製得到與設計結構相符的電池片。
【關鍵詞】:多晶硅太陽能電池 PC-1D 轉換效率 影響因素 模擬
摘要
目錄
第1章 緒論
1.1 太陽能概述
1.2 太陽能電池的優點
1.3 太陽能電池應用前景
1.4 太陽能電池材料
1.5 太陽能電池研究現狀及其效率的提高
1.6 太陽能電池電學模型
1.6.1 太陽能電池工作原理
1.6.2 太陽能電池主要技術參數
1.6.3 光照下太陽能電池等效電路
1.7 研究目標
1.8 本文結構和特點
第2章 多晶硅太陽能電池效率影響因素
2.1 寄生電阻
2.2 擴散長度
2.3 表面復合速率
2.3.1 表面復合成因
2.3.2 表面復合的影響
2.4 本章小結
第3章 太陽能電池模擬分析方法
3.1 太陽能電池模擬軟體簡介
3.1.1 AMPS-1D
3.1.2 PC-1D
3.2 模擬軟體的選取
3.3 太陽能電池的PC-1D參數界面
3.4 使用PC-1D優化太陽能電池設計
3.4.1 器件參數設置思路
3.4.2 輸入激勵設置
3.5 模擬數據處理過程
本章小結
第4章 PC-1D模擬分析
4.1 影響因素的模擬分析
4.1.1 寄生電阻的影響
4.1.2 擴散長度的影響
4.1.3 復合速率的影響
4.2 模擬結論
4.3 本章小結
第5章 多晶硅薄膜電池設計
5.1 薄膜電池參數
5.2 多晶硅薄膜電池制備
5.2.1 SSP襯底的制備
5.2.2 PN結的制備及制絨減反處理
5.2.3 背電極的蒸鍍和燒結
5.2.4 正電極蒸鍍及Forming Gas燒結
5.3 本章小結48-49
第6章 全文總結
6.1 本文主要工作
6.2 結論及展望
致謝
參考文獻
自己擴展……