發(fā)布時間：2023-03-07 15:06:15
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的發(fā)電技術(shù)研究論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：電子技術(shù)；概念；現(xiàn)象；抽象；形象
電子中的概念是反映電子現(xiàn)象和過程的本質(zhì)屬性的思維方式，是電子技術(shù)事實的抽象。它不僅是電子技術(shù)基礎(chǔ)理論知識的一個重要組成部分，也是構(gòu)成電子技術(shù)規(guī)律和公式的理論基礎(chǔ)。論文百事通學生學習電子技術(shù)的過程，其實是在不斷地建立電子技術(shù)概念的過程。因此概念教學是學生學好電子技術(shù)的基礎(chǔ)，更是學好電子技術(shù)的關(guān)鍵。在實際教學中如何才能讓學生有效地掌握、理解并運用好高中電子技術(shù)概念呢，從實際教學的經(jīng)驗中體會到，采用靈活多變的教學方式，激發(fā)學生的學習興趣，變抽象為形象，可以提高概念教學的效果。
一、聯(lián)系、聯(lián)想記憶法
電子技術(shù)中有很多抽象的概念，例如：電場、電力線，磁場、磁力線。電場、磁場看不到但卻實存在(可以利用實驗證明)，而電力線和磁力線不存在為了分析問題方便而畫出來的(可以看到)。利用電力線或磁力線的方向表示電場或磁場的方向，利用電力線或磁力線的疏密來表示電場或磁場的強弱。
半導體中載流子的運動也是如此：一般我們看不到，為了分析方便往往把空穴和自由電子畫出來。空穴帶正電荷，自由電子帶負電荷，主要靠空穴導電的半導體稱為空穴型半導體或P型半導體；主要靠自由電子導電的半導體稱為電子型半導體或稱為N型半導體。空穴通常用圓圈O表示，P去掉尾巴就是O；電子帶負電N就可以想成三個負號。通過總結(jié)空穴、電子，P型半導體、N型半導體就比較容易記了。
二、教學實驗演示法
電子技術(shù)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，在進行概念教學時，演示實驗法是一種行之有效的教學方法，一個生動的演示實驗，可創(chuàng)設一種良好的電子技術(shù)環(huán)境，給學生提供鮮明具體的感性認識，再通過引導學生對現(xiàn)象特征的概括形成自己的概念。
如“整流”概念的教學，用直流電源和單向半波整流電路演示，讓學生體會到外加電源的正極接二極管的正極，電源的負極接二極管的負極，二極管受正電壓，二極管導通，電路中通過大的電流IF；反之外加電源的正極接二極管的負極，電源負極接二極管的正極，電路中幾乎無電流通過。從而揭示了二極管的單向?qū)щ娦浴?/p>
三、電教圖像剖析法
有些高中電子技術(shù)概念，無法實驗演示也無法從生活中體驗。如PN結(jié)的形成，空穴和電子的擴散運動、漂移運動等。可以用圖像、電教手段(如FLASH動畫)展示給學生觀看。電子技術(shù)圖像通過培養(yǎng)學生的直覺，從而培養(yǎng)學生的高層次的形象思維能力，建立起電子技術(shù)概念的情景；電教手段能以生動、形象、鮮明的動畫效果，模擬再現(xiàn)一些電子技術(shù)過程，學生通過觀看、思考，就會自覺地在頭腦中形成建立電子技術(shù)概念的情景。這種方法符合“從生動的直觀，到抽象的思維”的基本認識規(guī)律，是現(xiàn)代教學中提高概念教學效果的一種重要手段。
四、興趣引導法
興趣是最好的老師，實際生活，生產(chǎn)實踐及現(xiàn)代高科技中一些有趣的電子技術(shù)現(xiàn)象會吸引學生的注意力，激發(fā)學生的學習興趣，活躍學生的思維，提高學生的理解能力，有利于知識的掌握。
如對放大概念的認識，以門鈴的工作過程為例?？梢韵炔患臃糯笕龢O管時接好電源和音樂片，門鈴發(fā)聲，聲音很小只能在耳邊才能聽到；接著接好電源、音樂片，門鈴發(fā)聲，聲音比較大，整個班都可以聽到。使學生親身感受到門鈴發(fā)出聲響的明顯變化的現(xiàn)象。說明和分析什么是放大的概念，通過學生對“放大”現(xiàn)象切身的體會來理解掌握這一概念。利用振蕩電路組成的閃光燈電路即提高了學生的學習興趣，有利于學生對電路的分析對知識的掌握。
五、循序漸進法
循序漸進，通過復習舊知識引入新知識，是實際教學中常用的一種教學方法。通過復習已掌握的電子技術(shù)概念，并對此概念加以擴展，延伸，或使其內(nèi)涵、外延發(fā)生變化從而得到新的概念。
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[3]袁婉玲.危機中見機遇 太陽能光伏產(chǎn)業(yè)正和時宜[J].無線電技術(shù),428.
[4]我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的近期進展、挑戰(zhàn)和政策建議[J].宏觀經(jīng)濟研究,2009,(2).
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關(guān)鍵詞：風力發(fā)電；造價；工程建設；可再生能源
由于傳統(tǒng)的化石能源存儲量有限，而且已造成嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)失衡，因此當今世界面臨這嚴峻的能源威脅：首先是以很難以能接受的價格獲來得充足的能源供應；其次是過度消耗不可再生能源而對環(huán)境產(chǎn)生了不可恢復的破壞。所以，保護環(huán)境和利用可再生能源以實現(xiàn)能源安全已成為了新時期能源經(jīng)濟必須面對的現(xiàn)實課題。
風力發(fā)電形勢和現(xiàn)狀綜述
目前在開發(fā)新能源領(lǐng)域，風力發(fā)電技術(shù)的比較成熟，許多國家把利用風力發(fā)電作為減少環(huán)境污染、改善能源結(jié)構(gòu)和保護生態(tài)環(huán)境的有效措施，并將風電建設納入國家發(fā)展規(guī)劃。雖然全球風力發(fā)電發(fā)展的歷史不是很長，但在過去二十多年的時間內(nèi)，人類已在風機設計制造、環(huán)保法律政策、風電裝機容量等方面取得了巨大的進步，風力發(fā)電在許多國家都得到了迅猛的發(fā)展，技術(shù)的進步減少了常規(guī)發(fā)電和風力發(fā)電之間的價格競爭的差距。我國政府也非常重視包括風能在內(nèi)的可再生資源的研究開發(fā)利用。在我國，大規(guī)模發(fā)展風電產(chǎn)業(yè)是有資源基礎(chǔ)的，我國的各種風力資源十分豐富。目前，我國對風力發(fā)電技術(shù)的研究研究已逐漸走向成熟，這其中包括測風設備、風力氣象學的研究和風場建設規(guī)范、軟件的研究、風電機組的技術(shù)開發(fā)和風電并網(wǎng)技術(shù)的研究等?？偟膩碚f，我國的風力發(fā)電技術(shù)的開發(fā)利用始于20世紀的70年代末，而風力發(fā)電技術(shù)得到大規(guī)模的應用則是在20世紀80年代初，從90年代初期開始了風力發(fā)電技術(shù)的商業(yè)化進程。近二十年來，在我國政府的全力支持下，并網(wǎng)的風力發(fā)電工程建設得到了迅速發(fā)展，總裝機容量從1999年的3.8萬KW增長到2010年的1500萬KW，根據(jù)來自中國風能協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)，從2004年未到2009年未，中國風力發(fā)電能力的增長達到了250％，其中，2008年一年的新增裝機占據(jù)了全球新增裝機總量的23％，增長了630萬KW，成為僅次于美國（836萬KW）的世界排名第二。2009年我國首次超過印度成為了第四個裝機總量超過1000萬KW的風電利用大國。這是因為風力發(fā)電成本最接近于火電發(fā)電的成本，并且風電產(chǎn)業(yè)具有規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，而且我國巨大的風能儲量使得風電產(chǎn)業(yè)具有了可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景。
風力發(fā)電工程的成本構(gòu)成分析
通過分析可知，風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)具有以下特點：首先，建設風力發(fā)電項目的投資屬于一次性投資，而投入資本回收周期又比較長。其次，風力發(fā)電機的發(fā)電輸出功率要受到當?shù)仫L力發(fā)電場的風速分布影響，風能資源也成為影響風電成本的主要岡素之一。在技術(shù)上可知，風機能夠有效利用的風速范圍是 3-20米/秒，根據(jù)相關(guān)測算，發(fā)電總量每減少5％，用電價格則增加4．6％以上，因此只有風力發(fā)電機組年利用小時數(shù)超過2000小時的風電場才具有真正的開發(fā)價值，平均年利用小時數(shù)超過2500小時的風力發(fā)電場才具有良好的開發(fā)價值，平均年利用小時數(shù)在3000小時以上的風力發(fā)電站才可以稱之為優(yōu)秀風力發(fā)電場。但是，目前我國還未建立起一套完整的風能資源分布圖，風電工程建設的選址、測風、征地等前期工作還需要投資商自己操作，這大大增加了風電項目的開發(fā)成本。道路成本，風力發(fā)電場往往都在交通不便、人煙稀少的偏遠地方，首先投資方必須升級現(xiàn)有道路必要時候還要新修道路才能達到風電部件的運輸、安裝要求。電網(wǎng)成本，可建設風力發(fā)電場、風力資源豐富的地方往往處于比較偏遠的地區(qū)，因此當?shù)仉娋W(wǎng)建設可能很不完善，風電場配備的輸電線路需由投資商出資自己投建，這也增加了風電建設成本。經(jīng)濟成本，目前，國內(nèi)火電發(fā)電成本大約是5500元/KW，而風力發(fā)電成本則高達8000-10000元/KW，相比于火電成本要高出45％-82％，這也是成為了阻礙我國風力發(fā)電技術(shù)快速產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的重要岡素。融資成本，風力發(fā)電項目所需資金的70％需通過各種信貸手段來解決，貸款條件、還款期、利率、手續(xù)費等對風力發(fā)電項目建設成本影響也比較大。風機設備價格，據(jù)統(tǒng)計，風機設備價格約占風電項目總投入成本的70％以上。根據(jù)相關(guān)研究，同等質(zhì)量的條件下，國產(chǎn)風力發(fā)電設備價格比進口風力發(fā)電設備低20％-30％，因此完全使用國產(chǎn)風機則可使風電建設成本下降15％以上。風力發(fā)電上網(wǎng)電價，目前，風力發(fā)電上網(wǎng)價格仍是制約風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展、投資商發(fā)揮作用的重要薄弱環(huán)節(jié)。一個企業(yè)投資風力發(fā)電項目是否能夠盈利，這主要取決于并網(wǎng)之后的電價，我國政府為促進風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展，規(guī)范風力發(fā)電價格的管理，在2009年7月，國家發(fā)改委公布了規(guī)范風電價格的相關(guān)規(guī)章制度，規(guī)定風力發(fā)電與標桿上網(wǎng)電價同定，這項規(guī)定為投資商提供了一個明確的投資預期，同時也有利于引導投資，限制劣質(zhì)資源的開發(fā)，鼓勵優(yōu)質(zhì)資源的開發(fā)，有利于降低成本，控制造價，保證風力發(fā)電項目開發(fā)的有序進行。風力發(fā)電項目造價越低、價格管理就越好，投資方的收益就越高，因此，激勵風電企業(yè)不斷降低運營成本以及投資成本，具有重要的經(jīng)濟效益和社會效益。
風力發(fā)電項目建設的造價控制
根據(jù)以上對影響我國風力發(fā)電成本的因素分析可知：影響風電項目建設成本的主要因素是電網(wǎng)成本、風機設備價格、道路成本、經(jīng)濟成本、融資成本等因素，而影響風電設備發(fā)電量的主要因素是風電上網(wǎng)價格、風能資源質(zhì)量、風電場運行成本、維護成本等。因此，降低風電成本、控制風力發(fā)電項目建設造價可通過提高發(fā)電量、節(jié)約風力發(fā)電建設投資、節(jié)省建場投資等途徑，具體可采取以下措施：（1）提高風電場的發(fā)電率，選用可靠性高、性能優(yōu)良的風力發(fā)電機組，提高電力輸出率，增加風電場和電網(wǎng)并網(wǎng)的可靠性，提高風電場運營、維修隊伍的水平，保證風電機組的工作率，以提高風電場的發(fā)電效率。（2）由于風電機組設備費用、風電設備的施工安裝費用、風電場并網(wǎng)設備費用以及風電場道路交通建設費用構(gòu)成了風電場項目的主要建設成本，其中購買安裝風電機組設備的費用約占總成本的70％，投資商可通過設備國產(chǎn)化進一步降低風電場項目的建設成本。(3)充分利用風能資源，根據(jù)風電場的風資源分布，合理地安排風力發(fā)電機布局，以便充分利用風能資源。相關(guān)研究表明，同樣環(huán)境條件下， 6.5m/s的風電場的發(fā)電成本比7m/s的風電場的發(fā)電成本增加約14％，8m/s的風電場的發(fā)電成本要比7m/s的風電場要低近30％，另外發(fā)電風機應選用成熟維修體系和優(yōu)秀質(zhì)保的風力發(fā)電機，以便將來出現(xiàn)故障時，能減少維修風機的等待時間。
我國風電工程建設成本仍比較高，風力發(fā)電的商業(yè)化運行尚處于初始階段，有關(guān)風力發(fā)電造價分析控制方面的研究還很成熟，仍然沒有一套有效地對風電項目進行成本管理、造價控制的辦法。建立一個科學、高效的造價分析控制研究體系，對風電項目的成本管理提供系統(tǒng)的、現(xiàn)代化的、全面的指導，從而使我國的風力發(fā)電行業(yè)得到快速健康的發(fā)展。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：師生課外互動；工程創(chuàng)新能力；實踐能力；團隊合作精神
中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）38-0213-02
引言：
我國在“十二五”規(guī)劃中提出了“創(chuàng)新教育方式，突出培養(yǎng)學生科學精神、創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力”。2015年5月4日，國務院辦公廳印發(fā)了《國務院辦公廳關(guān)于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》（〔2015〕36號），全面部署深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革工作。航空工程的先驅(qū)者馮?卡門有句名言“科學家研究已有的世界，工程師創(chuàng)造未有的世界”。然而，目前工程師的技術(shù)創(chuàng)新能力不足，在企業(yè)設備升級改造與生產(chǎn)優(yōu)化中的影響力降低。這與當前的高校工科教育有關(guān)。一方面，工科教育的教學培養(yǎng)計劃變得系統(tǒng)化、學科化；另一方面，大多數(shù)工科教師逐漸遠離工程實踐變得學術(shù)化[1]。為了提升工程師的創(chuàng)新能力，高校必須深化工科教育創(chuàng)新改革。
一、工程創(chuàng)新能力內(nèi)涵
在工程師素質(zhì)模型中，國外比較有影響的有美國工程和技術(shù)鑒定委員會頒布的《工程準則2000》的素質(zhì)模型、澳大利亞工程師協(xié)會的雙層素質(zhì)模型[2]?！豆こ虦蕜t2000》確定了當前企業(yè)工程技術(shù)人員應當具備的11個素質(zhì)要求，波音公司對工程師的素質(zhì)提出十條要求。創(chuàng)新型的工程技術(shù)人員是在企業(yè)生產(chǎn)實踐中進行創(chuàng)新性研究和開發(fā)，對企業(yè)的生產(chǎn)過程優(yōu)化和利潤的提升起到關(guān)鍵作用的創(chuàng)新性人才。現(xiàn)代的工程技術(shù)往往是多學科交叉與融合，需要多個具體技術(shù)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員相互協(xié)作，溝通交流，主動學習，實現(xiàn)知識更新和拓展，完成科技攻關(guān)。對于一個具有工程創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人員而言，喬兵提出須具有七個方面的能力[3]。汪晶晶在對S汽車企業(yè)598名工程技術(shù)人員進行問卷調(diào)查，分析了影響工程創(chuàng)新能力的個人素養(yǎng)、企業(yè)文化與環(huán)境[2]。筆者認為工程技術(shù)人員具備工程創(chuàng)新能力必須包括：（1）對從事工程技術(shù)領(lǐng)域的熱愛和興趣；（2）具有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識；（3）具有項目經(jīng)驗、熟悉項目整體流程；（4）主動學習能力；（5）團隊合作能力。只有具備這五種能力，才能對企業(yè)的復雜工程問題發(fā)現(xiàn)、分析和高效解決。
然而，工科大學生普遍存在專業(yè)知識的應用和創(chuàng)新能力不足，綜合設計、研究開發(fā)能力差，缺乏團隊合作精神等顯著問題。因此，這對高校的工科教育提出了新的要求，需要改進教學培養(yǎng)計劃，更新教學方法和教學資源等，以適應企業(yè)對工程創(chuàng)新人才的需求。周東一等人提出利用校企合作培養(yǎng)學生工程創(chuàng)新能力[4]，許宜申等人以蘇州大學光電測專業(yè)為例，提出大學生工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)措施[5]。為了培養(yǎng)本科學生的工程創(chuàng)新能力，在教學過程中要善于引導學生思考問題、分析問題、發(fā)現(xiàn)問題、主動學習、解決問題。一是要實現(xiàn)以教為主向以學為主轉(zhuǎn)變，使學生成為學習的主人。二是以課堂教學為主向課內(nèi)外結(jié)合轉(zhuǎn)變，使學生充分利用課外時間鍛煉自己。三是以結(jié)果評價為主向結(jié)果與過程并重轉(zhuǎn)變，使學生的綜合能力得到客觀評價。
在此背景下，自2010年以來，筆者在本科教學工作中摸索出一套行之有效的師生課外互動教學模式，并進行實踐應用。該模式積極激勵學生參加教師及教師團隊的科研項目，參加各種學科競賽，設計創(chuàng)新作品并展示、書寫發(fā)明專利等，利用PBL（基于問題的學習，Problem Based Learning）理論，借助各種途徑和媒介實施師生課外互動，有效培養(yǎng)了工科生的工程創(chuàng)新能力、實踐能力和團隊合作精神。
二、基于PBL理論的課外師生互動特點
PBL理論是20世紀60年代由加拿大麥克馬斯特大學首創(chuàng)的，成為國際醫(yī)學教育改革的熱點和趨勢。PBL是建立在建構(gòu)主義學習理論之上的[3]，具有如下特色：以問題為基礎(chǔ)、以學生為中心、以小組為單位的自我導向式學習。強調(diào)學生在知識構(gòu)建過程中的主體地位，重視自主學習、終身學習、潛能挖掘、創(chuàng)新精神、實踐應用等能力的培養(yǎng)?；赑BL理論的課外師生互動應具有如下特點：
1.是基于問題的課外互動教學。問題是積極思考的結(jié)果，也是深入探究的動因，更是調(diào)動學生學習動機和思維主動性的最好刺激物。問題要難易適中，可望可及。問題可以來自日常生活，也可以來自某個工程領(lǐng)域，可以來自教師正在從事的研究課題。問題可以由教師提出，也可以由學生提出。
2.是教師主導和學生主體的實現(xiàn)過程。教師的主導性表現(xiàn)在：教師是問題的設計者、學習形式的組織者、學習的指導者和學習效果評估者。學生的主體性表現(xiàn)在：主動地把教師的教學意圖變成自己的學習意圖和行動要求，不斷深度內(nèi)化知識。PBL評估結(jié)果來自教師對學生、學生對學生、學生自評。評價形式采用作品展示考核、報告考核、答辯考核等。
3.是團隊協(xié)作學習。PBL采用小組的形式將問題進行分解和分配，每個學生都成了特定子問題的“專家”。小組分配要根據(jù)學生的性別、成就、智力、性格、理論理解能力和實踐動手能力等進行靈活搭配。組內(nèi)成員的分工要清楚。PBL小組培養(yǎng)了教師與學生、小組內(nèi)部成員的小組間的合作精神。
4.是不拘一格形式的教學。針對不同的問題內(nèi)容、不同的學生或小組，采用不同的課外互動教學方法，如討論式、學導式、案例式、啟發(fā)式、項目驅(qū)動式、探究式及其多種方法融合等。
三、師生課外互動的教學實施途徑
課外互動取消了時間及空間的約束，可以在教室里，可以在網(wǎng)上，可以是全部學生，可以是少數(shù)學生。
1.積極鼓勵學生參與教師的科研項目。自從2010年以來，借助團隊和省級工程中心“遼寧省光伏發(fā)電控制與集成工程技術(shù)研究中心”，積極鼓勵學生（包括申請者的授課對象、導師制的學生）參與團隊的科研項目。筆者負責的科研團隊積極設計問題。如：如何實現(xiàn)光伏電池板的自動清潔及除雪功能？如何實現(xiàn)光伏電池板像向日葵一樣總是跟著太陽走？如何解決大型光伏電站的電池板故障檢測？為了激勵學生完成問題的分析與解決，對每一個問題，至少安排三組同學來分別完成，達到競爭和知識面的有效拓展效果。在團隊成員和研究生的引導和指導下，制作完成的光伏電池板的智能清潔裝置、光伏發(fā)電系統(tǒng)的智能跟蹤裝置等分別入選國家大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。
2.引導學生完成課程創(chuàng)新實踐作品的設計與展示。以課程《風力發(fā)電技術(shù)》為例，PBL課外互動教學模式簡介如下：
教學目標：培養(yǎng)學生風能資源利用與評估能力、風電場選址建設能力、風力發(fā)電機組選型與設計能力、風電場安全運行與維護能力等，具有創(chuàng)新設計高效風力發(fā)電設備能力，具有標準化意識、工程意識、團隊合作精神等。
定位：風力發(fā)電技術(shù)課程涉及多學科知識，采用學科內(nèi)PBL教學模式和跨學科并行的PBL模式實現(xiàn)課外師生互動。筆者負責的科研團隊是由不同學科專業(yè)背景的教師組成，角色轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W團隊，分擔課程的不同模塊，主導師生課外互動。
教學方法：借鑒了小組討論、案例教學、項目驅(qū)動式等教學方法的理念，有效推行PBL模式的師生課外互動教學。設計的問題綜合性強、真實感強、易于激發(fā)學習興趣和動力。
學生學習成果及評價：學生以小組方式提供創(chuàng)新實踐作品，并進行答辯。教師引導學生設計創(chuàng)新實踐作品教學過程如下：
如以問題“如何提高風力發(fā)電場的發(fā)電效率？”為任務，啟發(fā)了同學們思路，如從提高風能捕獲角度，設計多層風力葉片、利用樹葉原理設計風力發(fā)電樹等；從風光互補發(fā)電、減小棄風現(xiàn)象、設計小型風力發(fā)電機組和移動電源等角度給予同學啟發(fā)。并同時教授學生如何查找資料，如在渤海大學主頁圖書館中查找論文、專利等，如何書寫專利等。經(jīng)過四周時間準備，進行創(chuàng)新設計作品答辯階段。答辯內(nèi)容按照背景、基本思路、關(guān)鍵技術(shù)、推廣價值等準備。特別強調(diào)的是，在這個教學流程中強調(diào)做人，強調(diào)創(chuàng)新作品不要抄襲，要遵守學術(shù)道德，舉例說明知名人士因為抄襲而身敗名裂的事件。在創(chuàng)新作品答辯過程中，由教師和每組選派的代表組成評委團，其他學生旁聽但可以在答辯過程中對作品提問或質(zhì)疑。提問質(zhì)量高的可以獎勵加分，提問者可以與答辯者同臺進行辯論。同學們表現(xiàn)非常積極，準備相當充分。每名學生答辯時，其他學生積極提問，有的竟然問出10多個問題，有的竟要站在講臺上與答辯者共同探討。另外，對優(yōu)秀的創(chuàng)新實踐作品，指導改進，并申請發(fā)明專利或以論文形式發(fā)表。
3.鼓勵學生參加各種學科競賽。積極組織學生參與學科競賽，如全國大學生電子設計大賽、飛思卡爾杯智能車比賽、挑戰(zhàn)杯、全國大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目等。
參考文獻：
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【關(guān)鍵詞】煉焦技術(shù)節(jié)能技術(shù)發(fā)展
中圖分類號： TE08 文獻標識碼： A 文章編號：
一.引言
我國是世界焦炭第一生產(chǎn)大國，同時也是第一焦炭消費大國。近些年來，我國的煉焦技術(shù)得到了較大進步，煉焦技術(shù)的發(fā)展，促進了煉焦行業(yè)節(jié)能技術(shù)的推廣和應用。
二.煉焦技術(shù)的工藝特點。
1.回收煉焦工藝流程簡述。
熱回收煉焦工藝技術(shù)包括備煤、煉焦、篩焦、余熱鍋爐、廢氣脫硫等主要生產(chǎn)設施。煉焦煤由備煤車間制備好后送到煉焦車間，煉焦煤在裝煤推焦車上由搗固機搗成煤餅送入煉焦爐，成熟的焦炭由接熄焦車送到熄焦塔內(nèi)進行熄焦。熄焦后的焦炭由篩焦車間進行粒度篩分和儲存。煉焦爐為負壓操作，煉焦煤煉焦時產(chǎn)生的揮發(fā)份在焦爐內(nèi)全部燃燒，高溫廢氣經(jīng)焦爐集氣管道送到余熱鍋爐回收其熱量產(chǎn)生蒸汽?；厥諢崃亢蟮牡蜏貜U氣脫除二氧化硫后經(jīng)煙囪排放。蒸汽送到工業(yè)、公共設施，或用于余熱發(fā)電車間發(fā)電。
2.回收煉焦工藝主要特點。
（1）.煉焦爐負壓操作，基本消除了煉焦爐對大氣的污染?；厥諢捊巩a(chǎn)生的揮發(fā)份燃燒為高溫廢氣的熱量，并回收其熱量，徹底消除了化學污水的產(chǎn)生。實現(xiàn)了煉焦工業(yè)的清潔生產(chǎn)。
（2）. 煉焦爐內(nèi)煤餅和爐頂空間形成惰性氣體保護層，取代耐火磚作為高溫干餾煉焦煤和空氣的隔離物。教好的解決了煉焦煤表面在高溫干餾時的燃燒現(xiàn)象。
（3）. 煉焦爐煉焦時揮發(fā)性的物質(zhì)在焦炭層中的流程較長，二次裂解產(chǎn)生的具有活性鍵的碳充分和焦餅上的活性鍵起架橋作用，能改善和提高焦炭的物理化學性質(zhì)和冷熱強度。結(jié)合搗固煉焦，對于擴大煉焦用煤的范圍和提高焦炭的質(zhì)量具有重要意義。
（4）. 熱回收煉焦技術(shù)工藝在國際上首次使用具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的液壓搗固，在國內(nèi)首次使用具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的水平接熄焦，充分體現(xiàn)了我國堅持科學發(fā)展觀和科技的創(chuàng)新能力。
三．發(fā)展清潔生產(chǎn)的大型搗固煉焦。
大力研發(fā)和推廣具有完善環(huán)保設施、能夠?qū)崿F(xiàn)清潔生產(chǎn)的大型搗固煉焦技術(shù)。標定、調(diào)試和總結(jié)我國已投產(chǎn)的6.25米大型搗固焦爐，進一步修改和完善并建成6.25米大型搗固焦爐示范工程。
開發(fā)適合中國國情的6.7米搗固焦爐，其每孔年產(chǎn)焦炭1.443萬噸，將是我國乃至世界上最大的搗固焦爐，2×52孔年產(chǎn)焦炭150萬噸，填補我國年產(chǎn)150萬噸級焦炭規(guī)模的大型搗固焦爐空白，并建成能起樣板作用的示范工程，推動我國大型搗固煉焦技術(shù)的發(fā)展，使其達到世界領(lǐng)先水平。
發(fā)國產(chǎn)的適合中國國情的6.25米和6.7米大型搗固焦爐使用的搗固一裝煤一推焦一體車（SCP機），使其機械化、自動化、安全性能和環(huán)保水平等方面達到世界領(lǐng)先水平。
隨著我國大中型鋼鐵企業(yè)逐步接受和采用搗固煉焦技術(shù)，應推動焦化和煉鐵工作者共同研究搗固焦炭的冶煉性能、適宜的焦炭質(zhì)量標準、相應的高爐生產(chǎn)操作工藝和參數(shù)，推動大中型高爐使用搗固焦炭。
1.大力推廣的節(jié)能技術(shù)。
(1). 發(fā)展高效節(jié)能環(huán)保的大型焦油加工裝置。
淘汰耗能高、污染嚴重、裝備水平落后的間歇蒸餾、間歇酸堿洗滌、間歇結(jié)晶和污染大的瀝青成型工藝。
進一步推動我國煤焦油加工的集中處理，建設規(guī)模大、技術(shù)先進、節(jié)能環(huán)保的世界一流煤焦油加工廠。同時通過不斷開發(fā)新產(chǎn)品，擴大產(chǎn)品品種和品級，配合化工、醫(yī)藥、材料等市場要求，開發(fā)出附加值高的洗油深加工產(chǎn)品、蒽油深加工產(chǎn)品和瀝青深加工產(chǎn)品等。對附加值低的殘油，在滿足炭黑生產(chǎn)的同時，可采用加氫催化裂化、加氫裂解等技術(shù)，使其轉(zhuǎn)化成為高附加值的汽油調(diào)和油、柴油調(diào)和油。
(2).推薦采用高效節(jié)能的脫硫脫氰技術(shù)。
新建焦化廠應該首選脫硫脫氰效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、操作可靠的脫硫脫氰工藝，如利用荒煤氣余熱再生的真空碳酸鉀法脫硫工藝等。
推進我國第一套HPF法氧化脫硫工藝廢液與低純度硫磺焚燒制取硫酸的工業(yè)裝置投產(chǎn)，并建成示范裝置，解決全國已有的HPF法氧化脫硫工藝存在的問題，推動其更新?lián)Q代。
推薦采用間接法蒸氨，以減少焦化廢水，有利于實現(xiàn)焦化廢水的近零排放。
(3)積極研發(fā)焦爐煤氣資源化利用技術(shù)。
COG含有54%-59%H2和24%-28%CH4。COG燃料化利用不如資源化利用效益高，因此只有在萬不得已的情況下才用作燃料和發(fā)電。高質(zhì)量地利用COG不僅有利于降低鋼鐵企業(yè)單位產(chǎn)品的能源消耗和排放負荷，甚至能開發(fā)出大量最清潔能源—氫氣，從而引發(fā)鋼鐵制造流程能量流新的供需平衡關(guān)系，甚至會引發(fā)整個社會新的供需關(guān)系。
(4)開發(fā)新型焦化污水深度處理技術(shù).
資源節(jié)約、環(huán)境友好的焦化廠必須使處理后的焦化廢水資源得到最大限度地合理使用，因為生產(chǎn)1噸焦炭通常產(chǎn)生0.48噸焦化污水和0.42噸循環(huán)水排污水（采用CDQ時循環(huán)水排污水為0.53噸）。我國已開發(fā)出成熟可靠的焦化污水生化處理技術(shù)。對鋼鐵企業(yè)焦化廠來說，焦化廢水經(jīng)生化處理后可全部回用于焦化廠和鋼鐵廠的濁循環(huán)水系統(tǒng)。對采用濕法熄焦的獨立焦化廠，生化處理時，可減少或不加稀釋水，減少生化處理水量，使處理后廢水全部作為濕法熄焦補充水，在焦化廠內(nèi)消耗掉。但是，隨著我國獨立焦化廠逐漸采用干法熄焦，處理后廢水無路可去，只能回用于凈循環(huán)水系統(tǒng)。而凈循環(huán)水系統(tǒng)對水質(zhì)要求嚴格，對其補充水的水質(zhì)要求更嚴。若將生化處理后焦化廢水用作凈循環(huán)水系統(tǒng)補充水，必須進行降低有機物和脫鹽的深度處理。
“十一五”期間，進行了大量污水回用深度處理技術(shù)的開發(fā)工作。深度處理一般采用膜分離技術(shù)。即：生物處理（A-A/O）+超濾（UF）+納濾（NF）（或反滲透（RO））；或生物處理（A-A/O）+膜生物反應器（MBR）+納濾（NF）（或反滲透（RO））。深度處理的產(chǎn)水率可達到70%以上，產(chǎn)水水質(zhì)可達到循環(huán)水補充水的要求，用作循環(huán)水補充水。膜深度處理產(chǎn)出占原料水量30%左右的濃縮液。濃縮液不但含有較高的有機物，而且濃縮了大量的鹽。濃縮液可以深度處理回用，也可以蒸發(fā)提鹽，但這些手段成本太高，因此，濃縮液處理將是下一步重點開發(fā)的課題。
(5)研發(fā)焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術(shù)。
離開焦爐炭化室的650-700℃荒煤氣所帶出的顯熱占焦爐輸出熱的36%，與紅焦帶出的顯熱相當，余熱回收利用的潛力巨大。
“十一五”期間，國內(nèi)外許多焦化企業(yè)積極研發(fā)焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術(shù)，如：濟鋼將5個上升管做成夾套管，導熱油通過夾套管與荒煤氣間接換熱，被加熱的高溫導熱油可以去蒸氨、去煤焦油蒸餾、去干燥入爐煤等；寶鋼梅山鋼鐵公司煉焦廠在其4.3米焦爐上升管采用熱管回收荒煤氣帶出熱的試驗；濟鋼和中冶焦耐正在進行用鍋爐回收荒煤氣帶出熱的試驗；無錫焦化廠在其4.3米焦爐上進行用半導體溫差發(fā)電技術(shù)回收上升管余熱的試驗；平煤武鋼焦化進行了高效微流態(tài)傳熱材料作換熱介質(zhì)的上升管余熱回收試驗；日本已在1個上升管和正在3個上升管上進行用荒煤氣帶出熱對焦爐煤氣進行無催化高溫熱裂解和重整試驗，得到了主要含H2和CO的合成氣體；中冶焦耐在初冷器一段用82℃-85℃的荒煤氣加熱真空碳酸鉀法脫硫廢液，用熱廢液閃蒸的蒸汽再生脫硫液；有的焦化廠擬用初冷器一段熱循環(huán)水制冷，所得的低溫水直接用于初冷器三段制冷。
“十二五”期間，應當支持荒煤氣余熱回收和利用技術(shù)的研發(fā)調(diào)試、改進完善、總結(jié)比較，選擇最優(yōu)方法；推動最優(yōu)方法盡快工業(yè)化，總結(jié)經(jīng)驗，建立示范裝置，加以推廣普及。
五．結(jié)束語
煉焦，要做好能源生產(chǎn)和節(jié)能處理的兩手抓，在確保生產(chǎn)的同時，要減少對能源的消耗，提高最終有效產(chǎn)出。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞 生物質(zhì)能源；烤煙；烘烤；應用
中圖分類號 TK6 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）17-0153-03
Abstract To take advantage of the abundant biomass resources in our country adequately，relieving the status of rising costs and curing pollution，this paper reviewed the research progress of the biomass energy in tobacco curing. This study showed that applying biomass energy in tobacco curing benefits the promoting of tobacco quality，debasing the cost of flue-cured tobacco curing and reducing the pollution of curing. Currently the applied forms of biomass energy in tobacco curing included bio-coalbriquette，biomass gasification，biomass briquette and so on，different applied forms showed positive effect，which could be promoted in areas with suitable conditions.
Key words biomass energy；flue-cured tobacco；curing；application
烤煙烘烤是一個大量耗熱的過程，目前烤煙生產(chǎn)上推廣的密集烤房烘烤設備普遍采用燃煤供熱，熱利用率低，煤耗量高，通常1 kg干煙葉煤耗量1.5～2.5 kg標煤，而理論上的耗煤量為0.8 kg，也有研究分析指出，在密集烘烤中，火爐的熱效率為64.95%，烤房熱效率僅為36.08%，總的熱損失達63.92%，能量浪費驚人[1-3]。
愈演愈烈的世界范圍能源危機以及不斷上升的能源價格，使得生產(chǎn)烤煙的成本不斷增加，使烤煙生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展受到嚴重影響。在此背景下研究烤煙烘烤節(jié)能技術(shù)，提高能源利用效率，尋找烤煙烘烤能源替代途徑，降低烤煙生產(chǎn)成本成為烤煙烘烤研究的一個重要課題。目前，此方面的研究主要集中在烘烤設備、烘烤工藝以及新型能源烘烤燃料開發(fā)等方面，其中新型能源烘烤燃料中的生物質(zhì)能源因其本身可再生性、低CO2排放、幾乎不排放SO2、廣泛分布性、使用形式多樣、生物質(zhì)燃料總量豐富等特點成為當下研究的一個熱點，有望成為烤煙烘烤傳統(tǒng)能源的有效替代品[4-5]。
1 生物質(zhì)能源概述
生物質(zhì)能源是植物通過光合作用將太陽能儲藏在有機物中的一種可再生能源。每年全球積累的生物質(zhì)總量達1 730億t，蘊含的能量相當于目前全球總能耗的10～20倍[6]。據(jù)報道，生物質(zhì)能已上升為僅次于化石能源煤、石油和天然氣之后的第4位能源，占世界一次能源消耗的14%[7]。與傳統(tǒng)直接燃燒方式相比，現(xiàn)代生物質(zhì)能源的利用更多的是借助熱化學、生物化學等手段，通過一系列先進的轉(zhuǎn)換技術(shù)，生產(chǎn)出固、液、氣等高品位能源來代替化石燃料，為人類生產(chǎn)、生活提供電力、燃氣、熱能等終端能源產(chǎn)品[8]。在生態(tài)環(huán)境保護方面的研究發(fā)現(xiàn)，提供相同能量，煤的S和NOx排放量分別是秸稈的7.00倍和1.15倍，用1萬t秸稈替代煤炭能量，煙塵排放將減少100 t[9]。生物質(zhì)能源作為一種可再生的低碳能源，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ拈_發(fā)利用對于建立可持續(xù)能源系統(tǒng)、促進國民經(jīng)濟發(fā)展、保護生態(tài)環(huán)境具有重大意義。
2 生物質(zhì)能源在烤煙烘烤上的應用研究
我國擁有居世界首位的生物質(zhì)能源產(chǎn)量，年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈、谷殼等總量約14億t，如開發(fā)用于燃燒，可折合7億t標準煤[10]。以安徽省為例，每年農(nóng)作物秸稈總產(chǎn)量5 000萬t左右，如果能開發(fā)利用其中的1/3轉(zhuǎn)化為燃料，即可消耗秸稈1 700萬t，約相當于建立2座年產(chǎn)500萬t的大型煤礦[11]。目前，烤煙烘烤上研究應用的生物質(zhì)多為農(nóng)作物秸稈，應用方式主要有生物質(zhì)型煤、生物質(zhì)氣化、生物質(zhì)壓塊等，應用效果較為理想。
2.1 應用方式
2.1.1 生物質(zhì)型煤。生物質(zhì)型煤是指在破碎成一定粒度的煤中加入一定比例的秸稈等可燃生物質(zhì)和添加劑后由高壓成型機壓制成型的潔凈能源產(chǎn)品。其充分利用煤和生物質(zhì)各自的優(yōu)勢，具有節(jié)煤和生物質(zhì)代煤的雙重作用，與原煤燃燒相比，生物質(zhì)型煤是提高燃燒效率和減少污染的有效方法之一，目前已進入商業(yè)化生產(chǎn)階段[12]。
孫劍鋒等[13]利用煤和廢棄的植物莖桿生產(chǎn)出與烘烤設備外形、尺寸大小相配套的生物質(zhì)型煤。其在使用過程中容易實現(xiàn)配風的精準控制，進而實現(xiàn)與密集烤房控制系統(tǒng)的配套，且生物質(zhì)型煤在燃燒過程中著火大小容易控制，生火及升降溫速率均較快，能更好地滿足烤煙烘烤工藝的需求。向金友等[14]研究秸稈與煤不同配方壓塊燃料在烤煙烘烤中的應用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)80%秸稈+20%煤混合壓塊代煤烤煙完全可行。
2.1.2 秸稈煤。秸稈煤是一種新型蜂窩煤燃料，沒有煤的加入，以青蒿、煙、玉米等農(nóng)作物秸稈以及廢棄的樹木枯枝、雜草、鋸末、稻殼等生物秸稈為原料，不需粉碎，在厭氧條件下碳化6～8 h，利用秸稈自然進行分解形成生物質(zhì)碳，再加入黏土和其他粘合劑混合后形成。
郭保銀[15]研究發(fā)現(xiàn)各種秸稈碳化率平均約為50%，而通過加配方后，常規(guī)秸稈等材料2 t可生產(chǎn)2 t秸稈煤，其秸稈煤代替煤炭烤煙的技術(shù)研究結(jié)果表明秸稈煤易點火、燃燒效果好、升溫快而且無黑煙和異味，滿足烤煙工藝要求，其代替煤炭及其制品在密集烤房中應用是可行的，可以進行大范圍示范。
2.1.3 生物質(zhì)氣化。生物質(zhì)氣化是采用生物質(zhì)氣化發(fā)生裝置將生物質(zhì)原料在厭氧狀態(tài)下燃燒轉(zhuǎn)化為由氫氣、一氧化碳、甲烷等組成的可燃氣體。生物質(zhì)氣化方式在烤煙烘烤中的應用相對較多，生物質(zhì)氣化烤煙系統(tǒng)開發(fā)設計相對成熟。楊世關(guān)等[16]研究設計了一套新型烤煙設備，主要是以生物質(zhì)燃氣為能源，將間接換熱與直接換熱緊密結(jié)合，該系統(tǒng)的能源利用率及煙葉品質(zhì)都較傳統(tǒng)間接換熱式烤房有顯著提高。飛 鴻等[17]以廢棄煙桿、煙梗以及各類農(nóng)作物秸稈為原料采用生物質(zhì)氣化發(fā)生裝置通過燃氣發(fā)生爐進行厭氧燃燒使其熱解出可燃氣體，經(jīng)管網(wǎng)送往各烤房實現(xiàn)自動控制烘烤煙葉。
2.1.4 生物質(zhì)壓塊。在壓強為50～200 Mpa、溫度為150～300 ℃、或不加熱或不加黏結(jié)劑的條件下，先將木材加工剩余物及各種農(nóng)作物秸稈等粉碎成一定粒度，再壓縮成塊狀、棒狀、粒狀等具有一定密實度的成型物[18]，故又稱為生物質(zhì)固體成型燃料。目前，此燃料在烤煙烘烤中的應用研究較為廣泛。
張聰輝等[19]研究不同清潔能源對烤后煙的化學成分、質(zhì)量感官以及經(jīng)濟效益的影響，其中生物質(zhì)燃料為2012年煙桿壓塊能有效降低烘烤成本，提高烘烤效益，替代煤炭為主要烘烤燃料有較大的潛力。王漢文等[20]用稻殼和玉米秸稈壓塊成燃料進行試驗，將其放在AH密集烤房進行燃燒，能降低烤煙生產(chǎn)成本、滿足烘烤的工藝要求、改善煙葉內(nèi)在品質(zhì)。王文杰等[10]以花生殼為原料加工的生物質(zhì)壓塊為供試燃料，研發(fā)了配套的生物質(zhì)壓塊燃燒爐，研究生物質(zhì)能源在烤煙烘烤中的應用效果，生物質(zhì)壓塊及燃燒爐不僅能替代以煤炭為燃料的普通立式爐用于煙葉烘烤，而且能夠顯著降低煙葉烘烤成本、提高煙葉烘烤質(zhì)量。倪克平等[21]研究生物質(zhì)壓塊燃料在煙葉烘烤中的應用效果，其中生物質(zhì)壓塊燃料是以木材加工的鋸末為主原料，添加輔助化工原料后，用攪拌機攪拌成均勻的混合原料，將混合原料通過壓塊成型機壓制成直徑為2 cm的圓餅，配備自動添加燃料的整套專用燃燒爐，研究結(jié)果表明：生物質(zhì)壓塊用于煙葉烘烤可以充分調(diào)控烤煙烘烤工藝，降低烘烤成本，節(jié)能減耗，提高烤后煙葉品質(zhì)。譚方利等[22]關(guān)于生物質(zhì)壓塊燃料以及煤炭燃料在烤煙烘烤中的應用效果對比研究表明生物質(zhì)壓塊用于烤煙烘烤是可行的，但對于燃料添加技術(shù)要求較高。
2.2 應用效果
生物質(zhì)能源在烤煙烘烤中的不同應用形式對烘烤效果的影響均較好，節(jié)能減排的同時有利于提高烤后煙葉的質(zhì)量。與原煤相比使用生物質(zhì)型煤烘烤煙葉，生產(chǎn)1 kg干煙可節(jié)約用煤約0.15 kg，每爐煙葉可節(jié)約用煤50 kg以上，節(jié)能效果顯著，而且生物質(zhì)型煤中煤矸石含量為零[13]。使用秸稈煤烤煙對烤后煙葉內(nèi)在化學成分無不良影響，而且能夠降低上部葉煙堿含量，提高上部煙葉還原糖含量，氮堿比更加協(xié)調(diào)，香氣量充足，香氣質(zhì)好，余味明顯改善，雜氣減輕，刺激性減少，評吸結(jié)果較好，有利于提高煙葉內(nèi)在品質(zhì)[15]。飛 鴻等[17]的研究中生物質(zhì)氣化烘烤與傳統(tǒng)的燃煤烘烤相比，煙葉的內(nèi)在品質(zhì)得到一定的改善。感官評吸結(jié)果表現(xiàn)為生物質(zhì)氣化烘烤的煙葉其雜氣、香氣質(zhì)、干凈度均優(yōu)于煤炭燃料烘烤的煙葉，而且回味、勁頭、濕潤上也表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。采用秸稈壓塊燃料烘烤，能降低煙葉中含氮化合物含量，提高煙葉中總糖、還原糖，有利于改善煙葉化學成分的協(xié)調(diào)性[20]。譚方利等[22]的研究中生物質(zhì)壓塊燃料與煤炭相比烤后煙葉上等煙比例提高了2.3個百分點，青黃煙、微帶青煙、雜色煙比例分別下降了0.99、0.81、1.53 個百分點。
2.3 應用成本
由于烤煙烘烤中應用的生物質(zhì)原料主要是廢棄的秸稈，來源廣泛、價格低廉，因此利用生物質(zhì)能源燃料降低烤煙烘烤成本效果顯著。生物質(zhì)型煤的應用加上固硫劑、粘合劑以及加工成本，比同等發(fā)熱量的原煤成本低100元/t左右[13]。秸稈煤在酉陽縣烤煙烘烤上的應用，按當?shù)厣a(chǎn)水平以及市場煤炭價格計算，烘烤煙葉1 875 kg/hm2，使用秸稈煤烤煙可降低成本約750元/hm2，以此測算，若在該縣進行推廣應用，每年可節(jié)約煤炭1.8萬t，全縣煙農(nóng)增收480萬元[15]。飛 鴻等[17]利用生物質(zhì)烘烤煙葉的研究中采用的生物質(zhì)氣化發(fā)生裝置上料系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)均為自動化系統(tǒng)，烤房數(shù)量增加到100炕也只需要2人控制，自動化程度高，在大規(guī)模烘烤中將大大降低勞動成本。生物秸稈壓塊在烤煙烘烤中的應用成本以安徽省為例，生產(chǎn)干煙葉2 062.5 kg/hm2（1 875～2 250 kg/hm2），需煤炭275 kg（以500元/t計），計2 062.5元/hm2；需秸稈壓塊206.25 kg（以400元/t計），計1 237.5元/hm2，降低成本825元/hm2[20]。譚方利等[22]的研究中應用生物質(zhì)壓塊燃料與煤炭燃料相比1 kg干煙成本降低0.1元。
3 結(jié)語
烤煙烘烤大量耗熱且熱能利用率低，傳統(tǒng)燃料煤炭在烤煙烘烤中的應用帶來環(huán)境污染的同時，由于燃料資源的緊缺烘烤成本不斷增加。把我國豐富的生物質(zhì)能源應用在烤煙烘烤中既能充分利用資源同時也有望解決烤煙烘烤面臨的問題。
生物質(zhì)能源在烤煙烘烤中的應用研究表明其可以代替煤炭燃料，而且具有清潔、能提高烤煙品質(zhì)、降低烘烤成本的優(yōu)點。生物質(zhì)能源在烤煙烘烤中的不同應用形式中生物質(zhì)型煤的原料中只是減少了煤的用量加入部分生物質(zhì)，秸稈煤加工過程中的厭氧條件碳化工藝相對復雜，而生物質(zhì)氣化裝置包括氣化爐、儲氣罐等，與烤房配合烘烤專用設備復雜，建成后更適合大規(guī)模烘烤。其中生物質(zhì)壓塊研究相對較多，工藝較成熟簡便。生物質(zhì)壓塊加工生產(chǎn)線及配套設備的開發(fā)研究中早在2010年姚宗路等[23]針對生物質(zhì)壓塊過程中存在的系統(tǒng)配合協(xié)調(diào)能力差以及生產(chǎn)率低等問題研發(fā)設計了有強制喂料系統(tǒng)的成型機以及配套設備，可實現(xiàn)自動化大規(guī)模的生物質(zhì)壓塊生產(chǎn)。生物質(zhì)壓塊方式制成的生物質(zhì)原料可以直接應用于烤煙烘烤，基本上不需要對烤房、烤爐等進行改造，應用方便。生物質(zhì)能源的利用形式中生物質(zhì)發(fā)電是我國目前對生物質(zhì)能源應用最為廣泛和普通的方式，但其在烤煙烘烤中的應用研究相對較少，是以后生物質(zhì)能源在烤煙烘烤中的應用研究的一個方向[24-25]。當下的研究表明，烤煙烘烤中的傳統(tǒng)燃料煤炭可以用生物質(zhì)壓塊代替，應用效果較好且成本低，可以在烤煙生產(chǎn)上進行示范推廣。
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關(guān)鍵詞：建筑產(chǎn)業(yè)；低碳經(jīng)濟； 技術(shù)創(chuàng)新；低碳技術(shù)創(chuàng)新
中圖分類號：F407.9 文獻標識碼：A 文章編號：1001-8409（2012）11-0090-04
A Literature Review of Low Carbon Technology Innovation Management in Construction Industry
LAI Xiao-dong， SHI Qian
（School of Economics and Management， Tongji University， Shanghai 200092）
Abstract： This paper examines the literatures research status with the topics regard to low carbon technology innovation management in construction industry of China based on the national requirements on greenhouse gas control and energy conservation and emission reduction target. It presents an overall review for the journal literatures in China with a methodology by classifying the literatures based on five aspects of low carbon technology development roadmap， research theory， low carbon building assessment and energy efficiency with technology progress. To a further step， it has given a brief summary with some recommendations and directions of low carbon technology management with the purpose of aiding the construction industry strategic development.
Key words： construction industry；low carbon economy；technology innovation；low carbon technology innovation
1 引言
建筑產(chǎn)業(yè)高投入、高能耗與低增值性的行業(yè)特征與現(xiàn)行能源危機的矛盾日益突出。研究表明，全球房地產(chǎn)及相關(guān)領(lǐng)域造成了70%的溫室效應，建筑施工、使用以及建材生產(chǎn)過程都是溫室氣體的主要排放源。據(jù)統(tǒng)計，目前中國建筑能耗約占全社會總能耗的三分之一左右，且隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，這個比例將繼續(xù)擴大。在高能耗行業(yè)中，建筑業(yè)成為能耗之首，建筑業(yè)已經(jīng)成為發(fā)展低碳經(jīng)濟的關(guān)鍵領(lǐng)域 [1]。國家“十二五”規(guī)劃明確提出， 要 “加快低碳技術(shù)研發(fā)應用，控制工業(yè)、建筑、交通和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域溫室氣體排放。探索建立低碳產(chǎn)品標準、標識和認證制度，建立完善溫室氣體排放統(tǒng)計核算制度，逐步建立碳排放交易市場。推進低碳試點示范”?！耙种聘吆哪墚a(chǎn)業(yè)過快增長，突出抓好工業(yè)、建筑、交通、公共機構(gòu)等領(lǐng)域節(jié)能，加強重點用能單位節(jié)能管理”。
本文選取高能耗建筑產(chǎn)業(yè)，對國內(nèi)外有關(guān)低碳技術(shù)和綠色、低碳建筑有關(guān)文獻進行梳理。從低碳技術(shù)的技術(shù)路線、研究理論、綠色建筑、低碳建筑、生態(tài)建筑、能源效率等幾方面進行分析。讓相關(guān)從業(yè)者或研究人員對與建筑產(chǎn)業(yè)相關(guān)的低碳技術(shù)創(chuàng)新有個全面了解，以便更好地推進低碳經(jīng)濟發(fā)展和助力“十二五”規(guī)劃節(jié)能減排目標的實現(xiàn)。
2 低碳技術(shù)路線圖的研究
2.1 低碳技術(shù)路線圖的發(fā)展
什么是低碳技術(shù)？國外主流的觀點是，以可再生能源技術(shù)為主體的低碳技術(shù)相對于傳統(tǒng)化石能源技術(shù)而言，是一種突破性創(chuàng)新?！靶碌哪茉醇夹g(shù)是對能源生產(chǎn)技術(shù)的革命性變化”，而現(xiàn)有的技術(shù)（傳統(tǒng)能源技術(shù)）“具有嚴重缺陷，無助于穩(wěn)定全球氣候” [2]。低碳技術(shù)創(chuàng)新是一個通過技術(shù)范式的轉(zhuǎn)變來實現(xiàn)對原有技術(shù)經(jīng)濟系統(tǒng)進行解鎖的過程。他指出“真正的革命性創(chuàng)新起于毫末，但最終將通過技術(shù)與社會系統(tǒng)的共同進化為自己創(chuàng)造出一個新的社會經(jīng)濟系統(tǒng)”。低碳技術(shù)可分為3個類型：一類是減碳技術(shù)，是指高能耗、高排放領(lǐng)域的節(jié)能減排技術(shù)等。另一類是無碳技術(shù)，如核能、太陽能、風能、生物質(zhì)能等。第三類是去碳技術(shù)，如碳捕獲與埋存技術(shù)等[3]。
文獻研究發(fā)現(xiàn)，有關(guān)低碳技術(shù)、低碳產(chǎn)業(yè)的技術(shù)路線圖研究主要采用兩種思路：即以情景分析為核心和以技術(shù)預見為核心，這兩種制定低碳技術(shù)路線圖思路的主要區(qū)別在于關(guān)鍵技術(shù)選擇方法不同。情景分析法主要通過模擬政策措施和技術(shù)發(fā)展情景對未來能源消費和溫室氣體排放所產(chǎn)生的影響，進而發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵問題，對技術(shù)發(fā)展路徑提出建議，如文獻[4]；而技術(shù)預見則在綜合考慮保障能源安全的需求和實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展要求的前提下，以技術(shù)預見結(jié)果為主要依據(jù)，得到的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展目標和實現(xiàn)路徑，如文獻[5]、[6]。
2.2 主要國家的低碳技術(shù)路線
低碳技術(shù)種類繁多，各國家和地區(qū)對低碳技術(shù)的側(cè)重點并不相同。歐盟注重走清潔能源技術(shù)優(yōu)先發(fā)展的低碳技術(shù)路線[7]，日本側(cè)重于節(jié)能技術(shù)[8]，美國則選擇了全面發(fā)展的低碳技術(shù)發(fā)展路線[9]（見表1）。
國家技術(shù)前瞻課題組就低碳發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和大規(guī)模應用時間做了預測，其中建筑節(jié)能和能耗輸配系統(tǒng)被列為關(guān)鍵技術(shù)之一[6]。吳昌華（2010）針對中國低碳創(chuàng)新的技術(shù)發(fā)展路線圖進行分析，分析了各產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展存在的障礙和成本，提出了一個低碳技術(shù)創(chuàng)新鏈條概念解決模型。并指出目前建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新路線的研究仍然停留在建筑節(jié)能、能效提高和新能源開發(fā)的第一階段，未來新概念低碳建筑還處于探索階段[10]。能源與環(huán)境的巨大壓力已經(jīng)不允許中國走傳統(tǒng)的經(jīng)濟發(fā)展模式，必須轉(zhuǎn)型走低碳節(jié)能和開發(fā)可再生能源的低碳發(fā)展之路[11]，有學者采用情景模擬對我國低碳經(jīng)濟技術(shù)路線圖進行分析，透過對28種低碳技術(shù)的模擬分析，認為我國2050年實現(xiàn)減排任務是有可能的 [12]。
由上分析，以低碳技術(shù)路線圖作為脈絡發(fā)展低碳經(jīng)濟在國內(nèi)外都受到推崇。清晰的能源技術(shù)戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)規(guī)劃和明確的減排目標和任務是應對全球氣候變化和實現(xiàn)低碳經(jīng)濟的一個前提。從文獻的研究看來，未來的低碳技術(shù)創(chuàng)新趨勢應該是走“減碳”、“碳中和”、最后到“負碳”的技術(shù)發(fā)展路線。
3 低碳技術(shù)研究理論
學界較著名且具有標志性意義的低碳技術(shù)體系研究理論包括史帝芬·巴克樂的穩(wěn)定楔理論、麥肯錫的全球溫室氣體減排成本曲線和烏恩魯?shù)奶兼i定理論等。
穩(wěn)定楔理論[13]是目前被公認的處理氣候變化問題的最佳策略之一。其創(chuàng)立者史帝芬·巴克樂和羅伯特·索克羅從各種可能的氣候變化減緩技術(shù)中篩選出了15種關(guān)鍵技術(shù)，將其命名為“穩(wěn)定楔”，認為這15種技術(shù)的應用可以像楔子一樣，在穩(wěn)定全球大氣二氧化碳濃度的過程中發(fā)揮重要作用。并把15種“穩(wěn)定楔”技術(shù)分為5類，即：①提高能源效率，加強管理的技術(shù)；②燃料使用的轉(zhuǎn)換與CO2的捕獲及儲存技術(shù)；③核能發(fā)電技術(shù)；④可再生能源及燃料技術(shù)；⑤森林和耕地對CO2的吸收作用技術(shù)。穩(wěn)定楔理論第一次全面審視了人類現(xiàn)有技術(shù)與碳排放之間的相互關(guān)系，按照不同技術(shù)的碳排放貢獻及其減排潛力對各種可能的氣候變化減緩技術(shù)進行了篩選，為人類的減排行動指出了重要方向。
溫室氣體減排成本曲線是麥肯錫在全球10個領(lǐng)軍企業(yè)和組織支持下開發(fā)出的一個全球溫室氣體減排數(shù)據(jù)庫[14]。該數(shù)據(jù)庫包括了至2030年的時間范圍內(nèi)，對10個經(jīng)濟部門和全世界21個地區(qū)的200多種溫室氣體減排潛力和成本的深入評估。該成本報告不僅包括了對低碳技術(shù)發(fā)展的最新評估和宏觀經(jīng)濟評價、對不同地區(qū)和行業(yè)減排潛力、投資和融資需求均做了詳細的評估及成本估算，同時采用情景模擬動態(tài)性地闡述了如何才能實現(xiàn)減排，包括對建筑產(chǎn)業(yè)的分析。
與“穩(wěn)定楔”理論不同的是，麥肯錫評估報告不僅注意了各種氣候變化減緩技術(shù)減排潛力，而且分析了各種減緩技術(shù)的應用成本與投資需求。這對政府和投資決策者具有極重要的參考價值。
碳鎖定理論是由格利高里·烏恩魯最早提出來的，他在《能源政策》陸續(xù)發(fā)表了三篇重要論文[15～17]
等。其中，《理解碳鎖定》一文系統(tǒng)地提出了碳鎖定概念。他認為，對化石能源系統(tǒng)高度依賴的技術(shù)自工業(yè)革命以來一直存在，并與政治、經(jīng)濟、社會結(jié)合成一個“技術(shù)-制度綜合體”，并不斷為這種技術(shù)尋找正當性，為其廣泛商業(yè)化應用鋪設道路。形成了一種共生的系統(tǒng)內(nèi)在慣性，導致技術(shù)鎖定和路徑依賴，阻礙替代技術(shù)的發(fā)展，即“碳鎖定”。其來源主要來自技術(shù)、機構(gòu)、產(chǎn)業(yè)、社會和制度等五個方面。
碳鎖定理論對于低碳技術(shù)創(chuàng)新研究有重要意義。特別是對于高能耗產(chǎn)業(yè)，研究指出，受益于長期遞增報酬的以碳為基礎(chǔ)的能源系統(tǒng)可能會產(chǎn)生“鎖定效應”，進而妨礙低碳、可再生能源等低碳技術(shù)的創(chuàng)新。同時，受益于現(xiàn)有制度的參與者將試圖維持該種制度，這就進一步強化了現(xiàn)存技術(shù)系統(tǒng)的鎖定。目前工業(yè)化國家以碳為基礎(chǔ)的能源和運輸系統(tǒng)形成了鎖定的技術(shù)—制度復合體，相應地也是碳鎖定。
文獻[18]認為，由于內(nèi)部慣性，解除碳鎖定需要外生事件的沖擊。如相關(guān)技術(shù)的危機、政府規(guī)制、技術(shù)突破、消費偏好的改變、“縫隙”市場和科學發(fā)現(xiàn)等6大方面。長遠來看，可再生能源如生物能源和碳封存技術(shù)可有效解決高能耗產(chǎn)業(yè)的碳鎖定僵局[19]。
4 低碳建筑、綠色建筑評估
4.1 生態(tài)建筑、綠色建筑、可持續(xù)建筑和低碳建筑演變
早在19世紀，“生態(tài)建筑”就出現(xiàn)在西方建筑理論與實踐中?！熬G色建筑”則起源于20世紀60年代、70年代或更早
[20]。90年代可持續(xù)發(fā)展理論一經(jīng)提出，即被融入了綠色建筑理論中，以1993年國際建協(xié)在芝加哥通過的《芝加哥宣言》和美國出版的《可持續(xù)發(fā)展設計指導原則》一書列出的“可持續(xù)建筑設計細則”為標志，形成了現(xiàn)代真正意義上的綠色建筑理論體系。2003年英國首次提出低碳概念[21]。低碳建筑隨之出現(xiàn)，學界開始從能源、環(huán)境、經(jīng)濟和政治等方面對低碳建筑和低碳技術(shù)進行研究[22～24]。
國內(nèi)對建筑業(yè)創(chuàng)新研究也經(jīng)歷了生態(tài)、綠色、可持續(xù)和低碳建筑的演變過程。筆者在中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫以“生態(tài)建筑、綠色建筑、可持續(xù)建筑、低碳建筑”為“標題”關(guān)鍵詞分別檢索，其時間序列統(tǒng)計見表2。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，以“低碳建筑”為主題的研究文獻起步較晚，內(nèi)容多集中在建筑設計、施工技術(shù)、建筑機械、智能建筑技術(shù)、建筑材料、綠色建筑和節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新等方面。對表2數(shù)據(jù)基礎(chǔ)進一步分析發(fā)現(xiàn)，以低碳技術(shù)為主題的文獻只有17篇，發(fā)表時間集中在近2年（發(fā)表在國際期刊的未作統(tǒng)計）。說明有關(guān)低碳建筑的研究在我國尚處于起步階段。
4.2 綠色建筑、低碳建筑實現(xiàn)路徑和評估體系
在綠色低碳建筑的實現(xiàn)途徑方面，文獻[25]指出， 很多大型建筑公司采用技術(shù)創(chuàng)新是基于成本競爭和服務考慮，而未考慮經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。綠色建筑的發(fā)展需要從個人、組織和制度上解決目前存在的社會和心理障礙，如“總框架、目標人群、教育、結(jié)構(gòu)調(diào)整、激勵改革和風險補償、綠色建筑標準的改進和稅制改革”等七大方面來解決。建筑技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新也可通過跨學科的研究努力來進行[26]。文獻[27]研究發(fā)現(xiàn)，要有效解決建筑產(chǎn)業(yè)的脫碳，減少碳排放問題，最好的途徑是推行低能耗、零排放的新標準綜合建筑。低碳技術(shù)集成系統(tǒng)（如環(huán)境控制、LED節(jié)能、節(jié)能技術(shù)集成網(wǎng)絡等）的應用可有效減少建筑能耗，減少國家對能源的過度需求[28]。如文獻[29]基于英國建筑產(chǎn)業(yè)評估狀況，指出建筑高能耗產(chǎn)生原因之一是缺乏有效的整合和技術(shù)集成，解決方案是要建立合作伙伴關(guān)系的專家團隊，采用垂直整合設計、價值管理、全壽命周期管理、教育培訓、信息傳遞和研發(fā)工具政策支持、文化教育的改革以實現(xiàn)低碳或零碳建筑，環(huán)境政策的制定要與建筑產(chǎn)業(yè)的改革密切結(jié)合起來。
也有學者從建筑產(chǎn)品創(chuàng)新、設計創(chuàng)新、新型建筑技術(shù)應用等方面論證建筑產(chǎn)業(yè)的低碳可行性。文獻[30]以山西建筑產(chǎn)業(yè)為例，指出“產(chǎn)業(yè)節(jié)能和減排彈性脫鉤是降低二氧化碳排放、實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與碳排放脫鉤的因素，政府應大力支持技術(shù)創(chuàng)新”。好的綠色建筑項目是組織管理和效率管理的典范[31]，地方政府在綠色建筑的推行中扮演極其重要的角色[32]。低碳建筑的實現(xiàn)要解決一系列的問題，如設定碳排放基準線，促進行為節(jié)能和行為減排，分析可行資源，建立高效的系統(tǒng)調(diào)適和運行管理體系，才能有效實現(xiàn)低碳節(jié)能的目標[33]。
國內(nèi)外比較知名的綠色建筑評價體系有美國的LEED，英國的BREEAM、加拿大的SRTool、澳大利亞綠色之星、德國的DGNB、日本的CASBEE評估體系等和中國的綠色建筑評估體系。這些綠色建筑評價體系是基于全壽命周期為主軸構(gòu)建指標，內(nèi)容多集中在綠色節(jié)能和綠色宜居等方面。權(quán)重則根據(jù)評價的側(cè)重點有所不同，但對碳排放和設計中創(chuàng)新的評價指標很少，目前只有LEED和“綠色之星”體系中有單列指標對建筑的技術(shù)創(chuàng)新進行評估。
對建筑評估體系的研究也主要集中在綠色建筑等方面[34，35]。有學者在現(xiàn)有綠色評估體系的基礎(chǔ)上提出了低碳建筑評估內(nèi)容[36]， 全國工商聯(lián)房地產(chǎn)商會聯(lián)合的《中國綠色低碳住宅區(qū)減碳技術(shù)評估框架體系》（討論稿）[37]為我國低碳建筑社區(qū)減碳技術(shù)提供了一個比較明確的方向，但在國家統(tǒng)一的低碳建筑評估體系未權(quán)威公布之前，有關(guān)低碳建筑評估體系仍然需要進一步論證和探討。
5 技術(shù)進步與建筑能源效率提高的研究
5.1 建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與能效提高
隨著能源問題與環(huán)境問題的日益突出，能源效率越來越受到國際社會的重視。有學者把能源效率稱為“第五類能源” [38]。國際性的能源強度比較越來越受到關(guān)注，因為國際性比較可以幫助了解各國能源強度降低的潛力。文獻[39]認為建筑節(jié)能和能效提高在設計階段就要考慮盡可能地減少設備或設施的使用，這也是節(jié)省成本，提高能效的有效途徑?？萍紕?chuàng)新與建筑的能效關(guān)系密切，要輔之以必要的政策支持[40]。
5.2 建筑產(chǎn)業(yè)供應鏈技術(shù)創(chuàng)新與能效提高
作為耗能大戶的建筑產(chǎn)業(yè)，其供應鏈的碳排放控制研究也日益受到學界關(guān)注，文獻[41]對建筑產(chǎn)業(yè)上游鋼鐵行業(yè)的能源效率及節(jié)能減排潛能做實證分析發(fā)現(xiàn)，只有技術(shù)創(chuàng)新，提高行業(yè)技術(shù)水平，才能真正提高我國鋼鐵行業(yè)的節(jié)能減排率。利用科技進步調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，將顯著降低我國鋼鐵行業(yè)能耗和CO2排放量；我國鋼鐵和水泥企業(yè)碳減排潛力還有很大空間[42，43]。 建筑材料產(chǎn)業(yè)采用精益生產(chǎn)的模式可以有效降低成本，減少浪費和能耗[44]；文獻[45]通過對我國6大產(chǎn)業(yè)的能源消耗、經(jīng)濟增長和能源效率的實證研究發(fā)現(xiàn)，從能源效率的長期或短期分析結(jié)果看來， 建筑業(yè)的能源效率都是最低的，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和提升技術(shù)進步勢在必行。
6 結(jié)論與展望
低碳技術(shù)創(chuàng)新研究是一個跨學科、跨專業(yè)的系統(tǒng)研究，而作為集成多技術(shù)的建筑產(chǎn)業(yè)的低碳、控碳技術(shù)的創(chuàng)新管理更是一個復雜系統(tǒng)。建筑產(chǎn)業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新管理涉及社會、經(jīng)濟、能源和環(huán)境等多方面要素，目前的文獻研究仍然有一定的局限性，缺少一個從系統(tǒng)的、全面的角度來分析整個建筑行業(yè)的特征和在當今高能耗產(chǎn)業(yè)“碳鎖定”狀態(tài)下如何從技術(shù)、政策和操作層面來實現(xiàn)低碳建筑產(chǎn)業(yè)的革新，即從技術(shù)創(chuàng)新的本身規(guī)律上來解決當前能源緊張和碳排放問題，以綜合集成、多維度和多種技術(shù)系統(tǒng)集成管理的創(chuàng)新研究顯得尤為必要，以控碳技術(shù)、提高能效為績效指標的評估機制和管理模式也是未來建筑產(chǎn)業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新管理的方向。
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