los alamos national laboratory是哪里

管红香1,2,3,4，冯东3,5，吴能友1,2,ROBERTS H.Harry5，陈多福1,3

管红香（1981－），女，博士，主要从事冷泉碳酸盐岩的地球化学研究，E-mail:guanhx@ms.giec.ac.cn。

注：本文曾发表于《科学通报》2010年第4～5期，本次出版有修改。

1.中国科学院广州天然气水合物研究中心，广州　510640

2.中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室，中国科学院广州能源研究所，广州　510640

3.中国科学院边缘海地质重点实验室，中国科学院广州地球化学研究所，广州　510640

4.中国科学院研究生院，北京　100049

5.Coastal Studies Institute,Louisiana State University,Baton Rouge,LA 70803,USA

摘要：对墨西哥湾北部水深约540m的上陆坡GC185区（GC-F样品）和水深约2 200 m的下陆坡AC645区（AC-E样品）冷泉碳酸盐岩中的脂肪酸及其单体化合物的δ13C进行了分析。在AC-E和GC-F冷泉碳酸盐岩样品中检测到了30多种脂肪酸化合物，均以主峰碳为C16的低碳数（<C20）脂肪酸为主，具偶碳优势，主要包括正构脂肪酸、异构（i－）/反异构（ai－）脂肪酸以及带支链的奇碳数脂肪酸（iso/anteiso）。其中n-C12:0、n-C13:0、i-C14:0和n-C14:0具有明显偏低的δ13C值（－39.99‰～－32.36‰），可能来源于冷泉生物。n-C18:2和C18:1△9具有相同的碳同位素值，可能来源于冷泉渗漏区贝氏硫细菌属/辫硫菌属。支链奇碳数脂肪酸（iso/anteiso C13～C17）具有特别负的δ13C值（－63.95‰～－44.17‰），明显不同于其他类别脂肪酸的碳同位素值，推断这类化合物是海底渗漏区甲烷厌氧氧化过程中的硫酸盐还原细菌生命活动的产物。

关键词：脂肪酸；单体化合物稳定碳同位素；硫酸盐还原菌；甲烷厌氧氧化；冷泉碳酸盐岩；墨西哥湾

Fatty-acids and their 613C Characteristics of Seep Carbonates from the Northern Continental Slope of Gulf of Mexico

Guan Hongxiang1,2,3,4,Feng Dong3,5,Wu Nengyou1,2,Roberts Harry H.5,Chen Duofu1,3

1.Guangzhou Centerfor Gas Hydrate Research,CAS,Guangzhou 510640,China

2.Key Laboratory of Renewable Energy and Gas Hydrate,Guangzhou Institute of Energy Conversion,CAS,Guangzhou 510640,China

3.Key Laboratory of Marginal Sea Geology,Guangzhou Institute of Geochemistry,CAS,Guangzhou 510640,China

4.Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

5.Coastal Studies Institute,Louisiana State University,Baton Rouge,LA 70803,USA

Abstract:Here we reported the fatty-acids and their δ13C values in seep carbonates collectedfrom Green Canyon 185(GC 185Sample GC-F)at upper continental slope(water depth：～540 m),and Alaminos Canyon 645(GC 645Sample AC-E)at lower continental slope(water depth：～2 200 m)of the Gulf of Mexico.More than thirty kinds of fatty acids were detected in both samples.Thesefatty acids are maximized at C16.There is a clear even-over-odd carbon number predominance in carbon number range.The fatty acids are mainly composed of n-fatty acids,iso-/anteiso-fatty acids and terminally branched odd-numberedfatty acids(iso/anteiso).The depleted δ13C values(－39.99‰～－32.36‰）of n-C12:0、n-C13:0、i-C14:0and n-C14:0suggest that they may relate to the chemosynthetic communities at seep sites.The unsaturated fatty acids n-C18:2and C18:1△9have the same δ13C values,they may originatefrom the Beggiatoa/Thioploca.Unlike otherfatty acids,the terminally branched fatty acids(iso/anteiso)show more depleted δ13C values(as low as-63.95‰）suggesting a possible relationship to sulfate reducing bacteria,which is common during anaerobic oxidation of methane at seep sites.

Key words:fatty acids,carbon isotope of individual lipid,sulfate reducing bacteria,anaerobic oxidation of methane,seep carbonate,Gulf of Mexico

0 引言

墨西哥湾是一个油气大量聚集的盆地，在晚三叠世－中侏罗世时期，盆地在断裂作用下发生张裂，沉积形成了巨厚的膏盐层，膏盐层的变形和活动断层为流体从盆地深部的油气系统向海底渗漏运移提供了有效通道，控制着海底冷泉的发育[1-3]。近年的研究表明墨西哥湾海底至少有几百个正在活动的天然气渗漏系统，发育于整个陆坡环境[4-5]。陆坡区的冷泉活动导致海底广泛发育天然气水合物、冷泉生物群和自生碳酸盐岩[4,6-12]。冷泉碳酸盐岩的形成是由于海底渗漏甲烷等碳氢化合物在海底沉积层缺氧带被微生物所消耗，由甲烷氧化古菌（anaerobic methane-oxidizing archaea,MOA）将渗漏CH4氧化为 ，同时硫酸盐还原菌（sulfate-reducing bacteria,SRB）将孔隙水中的 还原为HS－， 与孔隙水中的阳离子结合形成冷泉碳酸盐岩固结在海底[13-17]。这种甲烷氧化和硫酸盐还原的细菌活动的信息保存在冷泉碳酸盐岩中[14-15,18-21]。

墨西哥湾北部陆坡与冷泉活动相关的水合物、冷泉碳酸盐岩和冷泉生物群（包括甲烷古菌和硫酸盐还原菌及其生物标志物）已有大量的研究成果发表[4-5,10,14-15,18-23]，但有关下陆坡深水区的工作较少，尤其是缺乏冷泉碳酸盐岩中保存的微生物甲烷厌氧氧化作用的生物标志物的对比研究。本文通过研究墨西哥湾上陆坡GC 185区Bush Hill(GC-F样品）和下陆坡AC645区（AC-E样品）的冷泉碳酸盐岩中的脂肪酸及其单体化合物的δ13C组成，证实墨西哥湾上陆坡到下陆坡海底冷泉渗漏区均发生了渗漏烃（甲烷）的微生物厌氧氧化作用。

1 样品和分析方法

1.1 样品采集

图1 研究区域和采样点位置示意图（据[24]修改）

研究样品来源于墨西哥湾上陆坡和下陆坡区（图1）。深水区AC-E冷泉碳酸盐岩样品（图2）是1990年采集于墨西哥湾下陆坡Alaminos Canyon区内水深2 200 m的一个活动冷泉，采样点的地理经纬度坐标为26°21 ' N,94°31 ' W，采样区发育有大量的冷泉生物群落，主要有管状蠕虫、贻贝及呈分散状分布的蛤和微生物菌席等。AC-E冷泉碳酸盐岩结壳中孔洞发育，主要由生物壳碎屑和碳酸盐岩胶结物组成，矿物组成几乎全部为文石（达98％），仅有少量方解石，碳同位素δ13C为－31.3‰～－23.4‰[24]。浅水区GC-F样品（图2）是1998年在墨西哥湾上陆坡Green Canyon 184和185区块分界线附近的Bush Hill (27°46' N,91°30' W）采集的，水深约为540m，海底温度约为7℃在Bush Hill冷泉渗漏系统中，在海底能观察到正在活动气泡渗漏、冷泉生物群、自生碳酸盐岩及出露的天然气水合物[4,22,25-26]。GC-F冷泉碳酸盐岩可见管状serpulid蠕虫碎片，保存有Lucinid-vesycomyid双壳类冷泉生物的壳体，碳酸盐岩基质胶结物部分几乎全部由文石组成，仅有少量的方解石和白云石，碳同位素δ13C为

图2 墨西哥湾上、下陆坡区冷泉碳酸盐岩样品外貌

a.AC-E样品，采集于水深2 200 m的下陆区Alaminos Canyon区内的一个活动冷泉；b.GC-F样品，采集于水深约为540m的上陆坡Green Canyon 184区Bush Hill活动冷泉。标尺为1cm

－29.4‰～－15.1‰[27]。

1.2 实验分析

样品磨碎至200目干燥，用二氯甲烷/甲醇混合溶剂索氏抽提72 h。抽提后的残渣自然晾干，用10％的盐酸缓慢溶解，为避免脂交换反应，待样品溶解80％后停止加入盐酸，用二氯甲烷萃取有机质，并与抽提得到的有机质合并。用硅胶－氧化铝柱进行族组分分离，分别用正己烷、6:4正己烷/二氯甲烷和CH3OH溶剂洗脱获得饱和烃、芳烃和极性组分[19-20,28-31]。

将酸解获得的HCl不溶物冷冻干燥，得到的酸解残渣和非烃分别用6% KOH－甲醇溶液皂化，平衡12 h后，用正己烷萃取其中的有机质，萃取出的有机质进行硅胶/氧化铝柱层析，分别用正己烷/二氯甲烷（3:1）混合溶剂和二氯甲烷/丙酮（9:1）混合溶剂填充柱，依次得酮和脂肪醇，余下的溶液进行反萃取获得脂肪酸组分，酸性组分加入HCL-CH3OH饱和溶液，在80℃加热2 h进行甲酯化，并用二氯甲烷萃取脂肪酸甲酯。然后将脂肪酸甲酯组分进行GC-MS、GC/IRM分析。

1.3 仪器分析

GC-MS分析在有机地球化学国家重点实验室HP 6890Ⅱ型气相色谱仪和Platform Ⅱ型质谱仪上完成，离子源为电子轰击源（70 e V），色谱柱为DB-5MS硅熔融毛细柱（30 m×0.25 mm i.d.×0.25 μm涂层）。无分流进样1μL，进样口温度为290℃，升温程序初始温度80℃（5 min），以3℃/min升温至290℃，保留20 min，载气为高纯氦气，流速1.0 m L/min。

GC/IRMS分析在英国GV公司Isoprime色谱－同位素质谱仪上完成，色谱柱为JW-DB-5型60 m×0.25 mm×0.25μm毛细柱，样品直接进入温度为290℃无分流注入器，氦气为载气，升温程序初温80℃（5 min），以3℃/min升温至290℃（40 min）。同位素测定误差小于0.5‰。碳同位素以6表示，V-PDB标准，并依段毅等[31,32]报道的方法对脂肪酸甲酯化增加的碳进行了校正。

2 结果

在墨西哥湾下陆坡深水区的AC-E和上陆坡浅水区的GC-F冷泉碳酸盐岩样品中均检测到30多种脂肪酸化合物，主要由正构脂肪酸、异构（i－）和反异构（ai－）脂肪酸组成，以低碳数（<C20）为主，并有少量的高碳数脂肪酸（表1，图3和图4）。

AC-E样品中正构脂肪酸碳数分布范围为C12- C28,GC-F样品碳数分布范围C12- C24，且均检测到C14:1△7、C16:1△7、C18:1△9和C18:2正构不饱和脂肪酸。A C-E样品中丰度最高的脂肪酸为n-C16:0，其次为C18:1△9、n-C14:0和n-C18:0,G C-F样品中丰度最高的脂肪酸为n-C16:0，其次为n-C14:0、ai-C15:0和n-C18:0。样品AC-E中正构饱和脂肪酸δ13C值为－32.36‰～－27.64‰，正构不饱和脂肪酸C16:1△7和18:1△9的δ13C值分别为－19.97‰和－25.48‰。样品GC-F中正构饱和脂肪酸δ13C值－39.99‰～－26.52‰，正构不饱和脂肪酸Cl8:1△9的δ13C为－31.04‰。

图3 墨西哥湾冷泉碳酸盐岩AC-E样品中脂肪酸化合物

图中数字编号与表1中编号和脂肪酸相对应，N代表未知化合物

图4 墨西哥湾冷泉碳酸盐岩GC-F样品中脂肪酸化合物

图中数字编号与表1中编号和脂肪酸相对应

表1 墨西哥湾冷泉碳酸盐岩样品中脂肪酸化合物及其碳同位素组成

除正构脂肪酸外，下陆坡深水区AC-E冷泉碳酸盐岩样品中还检测到支链的奇碳数脂肪酸（iso/anteiso-C15:0），其δ13C值分别为－63.95‰和－50.48‰。上陆坡浅水区冷泉碳酸盐岩样品GC-F中支链的奇碳数脂肪酸主要有iso/anteiso-C13:0,－C15:0和－C17:0，其δ13C范围为－48.62‰～－44.17‰。

3 讨论与结论

墨西哥湾是一个油气大量聚集的盆地，盆地中沉积形成了巨厚的膏盐层，GC185和AC645区断裂发育，盐层变形和活动断层为流体从盆地深部的油气系统向海底渗漏运移提供了有效通道。以烃类化合物为主的流体通过断裂等通道渗漏到海底附近的沉积层中发生微生物的氧化，在海底发育有大量的微生物细菌席、管状蠕虫，双壳类等冷泉生物[1-3]，并通过这些冷泉生命活动形成了冷泉碳酸盐岩[24-27]，同时形成了一些特殊的脂肪酸。

本文所研究的冷泉碳酸盐岩样品中饱和脂肪酸以低碳数（<C20）脂肪酸为主，n-C15:0、i-C16:0、n-C16:0、n-C17:0和n-C18:0的δ13C在AC-E样品中为－28.99‰～－27.64‰，在GC-F为－31.11‰～－30‰，这些脂肪酸的δ13C范围在同一样品中小于±2‰，反映同一样品中这些不同的脂肪酸可能来源于相同生态环境条件下的细菌或海洋浮游生物[32-33]。

在所分析的AC-E样品中还存在有异构饱和脂肪酸i-C14:0和正构饱和脂肪酸n-C14:0，它们的δ13C为－36.6‰～－32.36‰。同时GC-F样品存在异构饱和脂肪酸i-C14:0和正构饱和脂肪酸n-C12:0、n-C13:0和n-C14:0， 它们的δ13C为－39.99‰～－33.7 1‰。这些脂肪酸的δ13C值明显比前述脂肪酸的低。墨西哥湾北部冷泉渗漏区双壳类软体组织δ13C为（－43.2±4.1）‰[34]，管状蠕虫的软体组织δ13C为（－45.6±5.2）‰[35]，墨西哥湾GC185区海底渗漏区的Bathymodiolus childressi的软体组织613C为（－38.9±1.2）‰[36]，这些生物体的δ13C值都比正常海洋生物体的低，表明冷泉区的这些生物主要是以化能自养生物（如嗜甲烷细菌等）为食物的[34]。最近的研究表明双壳类和管状蠕虫等大生物体常与细菌微生物共生，贻贝类依赖甲烷氧化菌和/或硫酸盐还原菌，管状蠕虫依赖于硫酸盐还原菌[37]。因此在冷泉碳酸盐岩样品中存在的n-C12:0、n-C13:0、n-C14:0和i-C14:0可能来源于冷泉区的大生物体。

在正构脂肪酸中均检测到C14:1△7、C16:1△7、C18:1△9和C18:2正构不饱和脂肪酸，其中GC-F样品的n-C18:2和C18:1△9的δ13C均为－28.04‰，AC-E样品的n-C18:2和C18:1△9的δ13C均为－25.48‰。在同一个样品中n-C18:2和C18:1△92个脂肪酸均具有相同的δ13C值，说明n-C18:2和C18:1△9的生物来源和合成途径相近[32]。最近研究表明在冷泉渗漏区的贝氏硫细菌属/辫硫菌属发育有n-C18:2和C18:1△9脂肪酸[38]。此外，海洋浮游生物尤其是硅藻也存在n-C18:2和C18:1△9[39]。考虑到所分析的样品是天然气渗漏区形成的冷泉碳酸盐岩，且这些样品中浮游生物化石非常少，这2个n-C18:2和C18:1△9脂肪酸很可能来源于冷泉渗漏区贝氏硫细菌属/辫硫菌属。

此外，AC-E样品还存在δ13C为－19.97‰的正构不饱和脂肪酸C16:1△7，它具有与其他脂肪酸明显不同的δ13C，而与中低纬度典型海洋现代沉积有机质的δ13C值－23.10‰～－19.10‰一致[32,40]，表明很有可能来源于海洋现代沉积有机质，如在海洋微藻中检测到很高含量的C16:1△7脂肪酸[41]。

除上述的脂肪酸外，所分析的样品均存在δ13C值极负的支链奇碳数脂肪酸iso/anteiso-C13:0,－C15:0和－C17:0。其中下陆坡深水区AC-E冷泉碳酸盐岩样品中检测到的i-C15:0和ai-C15:0的δ13C值为－63.95‰～－50.48‰。上陆坡浅水区冷泉碳酸盐岩样品GC-F中iso/anteiso-C13:0,－C15:0 和－C17:0的δ13C 为 －48.62‰ ～ －44.17‰。这些奇碳数异构（is－）/反异构（ai－）脂肪酸δ13C比所分析样品中的其他脂肪酸的碳同位素显著的低，也低于冷泉碳酸盐岩的碳同位素值（－31.3‰～－15.1‰）、冷泉渗漏烃（－28‰～－26‰）和GC区渗漏甲烷的δ13C值（－44.1～－46.7‰）[22,24,27]，说明奇碳数异构（is－）/反异构（ai－）脂肪酸在形成过程中产生了同位素的分馏。目前对海底天然气渗漏区沉积物和细菌席的脂肪酸的研究表明，这种具有极低碳同位素的奇碳数异构（i）/反异构（ai）脂肪酸主要来源于甲烷厌氧氧化作用中的硫酸盐还原菌的生命活动[15,18,20-21,42-44]。因此，本文所研究的冷泉碳酸盐岩样品中具有极负δ13C值的支链奇碳数脂肪酸（iso/anteiso-C13:0,－C15:0和－C17:0）来源于硫酸盐还原菌。

致谢：冷泉碳酸盐岩样品由美国路易斯安那州立大学H H Roberts教授提供，实验分析是在中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室完成，并得到徐世平副研究员、贾蓉芬研究员和胡建芳副研究员的帮助。

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[44]Hopmans E C,Schouten S,Pancost R D,et al.Analysis of Intact Tetraether Lipids in Archaeal Cell Material and Sediments by High Performance Liquid Chromatography/Atmospheric Pressure Chemical Ionization Mass Spectrometry[J].Rapid Commun Mass Spectrom,2000,14:585-589.

感谢邀请

这几年 ，漫威电影可谓经营得风生水起，超级英雄电影隔三差五就出来一部。加之漫威有着一套漫威宇宙体系，故事的发展有一定先后顺序。很多没有一部部追的观众，想要按照一定的剧情脉络，来观看漫威电影，很容易摸不着头脑，有很大的难度。那么漫威电影，我们应该怎么去看？正确的观影顺序是怎样的呢？

本期，我就带着大家一起捋一捋漫威电影的正确观影顺序，带你一起领略其宏大的漫威宇宙！

漫威宇宙之所以诞生，还是因为福克斯和索尼凭借《X战警》《蜘蛛侠》收获了数十亿美元，而作为品牌授权方的漫威却还不足一亿的收入，所以不甘于一直为别人做嫁衣的漫威，正式开始了漫威宇宙计划。漫威电影的观看顺序遵循电影的上映顺序。

首先是2003年的《绿巨人浩克》，虽然该片是环球影业出品，但是对于了解绿巨人的前世今生，还是比较有帮助的，之后就是漫威自己制片的电影，2008年的《钢铁侠》和《无敌浩克》分别讲述了钢铁侠的诞生和浩克的早期经历。你会较为全面地了解这两位英雄。

再之后就是2010年的《钢铁侠2》会让你对钢铁侠有更深的认识，也许是第一部过于完美，续集的评价不少都是“本来可以更好”。

2011年《雷神》登场，是一次科幻遇到神话的尝试。同年的《美国队长》算是美国的主旋律大片吧

到了2012年《复仇者联盟》横空出世，漫威宇宙正式开始连接成一个体系。此后又陆陆续续出了《钢铁侠3》（2013）、《雷神2》（2013）、《美国队长2：冬日战士》（2014）、《银河护卫队》（2014）这些单独的超级英雄电影。

2014年继续复仇者的故事《复仇者联盟2：奥创纪元》上映。2015年新的超级英雄蚁人亮相，为终局之战埋下伏笔。之后又是一大堆超级英雄的个人秀。《美国队长3：内战》（2016）、《奇异博士》（2016）、《银河护卫队2》（2017）、《蜘蛛侠：英雄归来》（2017）、《雷神3：诸神黄昏》（2017）、《黑豹》（2018）、《复仇者联盟3：无限战争》、《蚁人2：黄蜂女现身》（2018）、《惊奇队长》（2019）。

此阶段塑造了大量超级英雄，丰富了漫威宇宙，为后续的复仇者剧情展开做了铺垫。

直到2018年《复仇者联盟3：无限战争》才出场，讲述了最大的BOSS灭霸。而《复仇者联盟4：终局之战》则将漫威宇宙推上了最高峰。再有就是《蜘蛛侠：英雄远征》是在终局之战结束后的故事。

这就是漫威宇宙的正确观影顺序。如果你有没看过的，那么就快去补一补吧。

可再生能源产业发展态势良好 光伏发电未来成长空间很大

可再生能源时代正在加速到来

可再生能源正在以前所未有的速度达到高度的经济性，其成本已经低于传统电力，可再生能源时代正在加速到来。目前在墨西哥、沙特，已经出现了度电成本3美分、2美分的风电，我国内蒙古的风电已经可以实现2美分的度电成本。以风能、太阳能为代表的可再生能源正在以前所未有的速度达到高度的经济性。

依靠可再生能源可以实现我国东部发达地区的电力自给，改变目前以外来电为主、外来电以煤电为主的局面。经他计算，如果将中东部地区现有房屋占地面积的1/4用于安装光伏电站，就可满足2050年全国总用电量的1/4。

可再生能源投资在全球发电投资中的份额保持在65%以上

自2014年全球新能源投资超过传统能源之后，可再生能源与化石能源投资此消彼长的结构性变化趋势一直在加速。据前瞻产业研究院发布的《可再生能源产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》统计数据显示，2017年全球电力投资额达7500亿美元，同比下降6%。可再生能源投资在全球发电投资中的份额保持在65%以上。其中，太阳能光伏和海上风电投资上升至创纪录水平，陆上风电和水电投资下降，分别下降15%和30%。从政府招标计划来看，竞标太阳能光伏项目的平均规模在截至2017年的五年间增长了3.5倍，而海上风电规模增加了一半。2017年，中国在可再生能源方面的投资总额达到1260亿美元，创历史新高，占全球绿色能源投资的45%。

我国可再生能源今年来仍然保持快速增长态势。2018年1~6月，我国新增风电并网容量794万千瓦，累计风电并网容量达到1.716亿千瓦风电发电量1,917亿千瓦时，同比增长28.7%我国光伏发电新增装机2,430.6万千瓦，分布式光伏1,224.4万千瓦，同比增长72%光伏发电量823.9亿千瓦时，同比增长59%。

太阳能、风能是可再生能源的主体，尤其是光伏发电未来成长空间很大。政府强力的新能源扶持补贴政策，推动了我国光伏、风电产业快速发展，目前风电累计装机量和太阳能累计装机量均位居世界首位，已成为全球最大可再生能源生产国。

绿色能源补贴政策强力推动发展

我国可再生能源产业2012年以来的快速发展，主要是由政府发展绿色能源补贴政策强力推动，而其自身能否持续发展，最终要取决于可再生能源的成本竞争力。经过这些年来的技术进步，光伏、风电的成本都降低了70%以上，目前初步具备了在成本上与煤电竞争的能力。在南欧、印度等日照资源优异地区，光伏发电已具备较好的经济性。

政策发布加速光伏行业补贴退坡，实现2020年光伏发电“平价上网”的目标

2018年5月31日，国家发展改革委、财政部和国家能源局联合出台《关于2018年光伏发电有关事项的通知》，提出新投运的光伏电站标杆上网电价每千瓦时统一降低0.05元，暂不安排2018年普通光伏电站建设规模，有补贴的分布式光伏指标从过去的没有限制，收紧为全年仅有10GW指标。这被称为“史上最严厉光伏政策”，其主要目的是加速光伏行业的补贴退坡，结束企业靠补贴生存的日子，通过优胜劣汰，实现2020年光伏发电“平价上网”的目标。

国家能源局正在组织制定《光伏发电平价上网示范项目建设工作方案(草案)》，推进光伏发电平价上网示范项目，各地政府也在积极组织实施无补贴光伏发电项目。可以预期，这些措施将会促进我国光伏产业制造成本的降低、高性价比产品的推广、非技术成本的控制，推动我国光伏早日迈入“平价上网”时代。有业内人士预测，最快2019年下半年我国光伏发电将会实现大面积“平价上网”。

风力发电科技名词定义

中文名称：风力发电 英文名称：wind power generation，wind powerwind power generation 其他名称：风电 定义1：将风所蕴含的动能转换成电能的工程技术。 所属学科：电力（一级学科）；可再生能源（二级学科） 定义2：以风力作为动力，带动发电机将风能转化为电能。 所属学科：资源科技（一级学科）；能源资源学（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。

目录

简介

原理多大的风力才可以发电

风力发电的输出

风力发电的节约程度

种类概述

水平轴风力发电机

垂直轴风力发电机

达里厄式风轮

双馈型感应发电机

马格努斯效应风轮

径流双轮效应风轮

中国的风能资源概况

中国自主知识产权产品的介绍

风能市场概况全球风电市场状况

中国风电总体市场

中国风电区域发展状况

风力发电的前景

优缺点优点

缺点

简介

原理 多大的风力才可以发电

风力发电的输出

风力发电的节约程度

种类 概述

水平轴风力发电机

垂直轴风力发电机

达里厄式风轮

双馈型感应发电机

马格努斯效应风轮

径流双轮效应风轮

中国的风能资源 概况

中国自主知识产权产品的介绍

风能市场概况 全球风电市场状况

中国风电总体市场

中国风电区域发展状况

风力发电的前景

优缺点 优点

缺点

展开

风是一种潜力很大的新能源，十八世纪初，横扫英法两国的一次狂暴大风，吹毁了四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并有数千人受到伤害，二十五万株大树连根拔起。仅就拔树一事而论，风在数秒钟内就发出了一千万马力(即750万千瓦；一马力等于0．75千瓦)的功率!有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。 利用风力发电的尝试，早在二十世纪初就已经开始了。三十年代，丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术，成功地研制了一些小型风力发电装置。这种小型风力发电机，广泛在多风的海岛和偏僻的乡村使用，它所获得的电力成本比小型内燃机的发电成本低得多。不过，当时的发电量较低，大都在5千瓦以下。 目前，据了解，国外已生产出15，40，45，100，225千瓦的风力发电机了。1978年1月，美国在新墨西哥州的克莱顿镇建成的200千瓦风力发电机，其叶片直径为38米，发电量足够60户居民用电。而1978年初夏，在丹麦日德兰半岛西海岸投入运行的风力发电装置，其发电量则达2000千瓦，风车高57米，所发电量的75%送入电网，其余供给附近的一所学校用。 1979年上半年，美国在北卡罗来纳州的蓝岭山，又建成了一座世界上最大的发电用的风车。这个风车有十层楼高，风车钢叶片的直径60米；叶片安装在一个塔型建筑物上，因此风车可自由转动并从任何一个方向获得电力；风力时速在38公里以上时，发电能力也可达2000千瓦。由于这个丘陵地区的平均风力时速只有29公里，因此风车不能全部运动。据估计，即使全年只有一半时间运转，它就能够满足北卡罗来纳州七个县1%到2%的用电需要。

原理

把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。 风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电所需要的装置，称作风力发电机组。这种风力发电机组，大体上可分风轮(包括尾舵)、发电机和铁塔三部分。（大型风力发电站基本上没有尾舵，一般只有小型（包括家用型）才会拥有尾舵） 风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。（现在还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同） 由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向经常变化着，这又使转速不稳定；所以，在带动发电机之前，还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱，再加一个调速机构使转速保持稳定，然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得最大的功率，还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。 铁塔是支承风轮、尾舵和发电机的构架。它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。铁塔高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及风轮的直径大小而定，一般在6-20米范围内。 发电机的作用，是把由风轮得到的恒定转速，通过升速传递给发电机构均匀运转，因而把机械能转变为电能。 风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；中国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机＋充电器＋数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。

多大的风力才可以发电

一般说来，三级风就有利用的价值。但从经济合理的角度出发，风速大于每秒4米才适宜于发电。据测定，一台55千瓦的风力发电机组，当风速为每秒9.5米时，机组的输出功率为55千瓦；当风速每秒8米时，功率为38千瓦；风速每秒6米时，只有16千瓦；而风速每秒5米时，仅为9.5千瓦。可见风力愈大，经济效益也愈大。 在我国，现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转。 我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区，发展风力发电是很有前途的。

风力发电的输出

风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13～25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。 通常人们认为，风力发电的功率完全由风力发电机的功率决定，总想选购大一点的风力发电机，而这是不正确的。目前的风力发电机只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。功率的大小更主要取决于风量的大小，而不仅是机头功率的大小。在内地，小的风力发电机会比大的更合适。因为它更容易被小风量带动而发电，持续不断的小风，会比一时狂风更能供给较大的能量。当无风时人们还可以正常使用风力带来的电能，也就是说一台200W风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合使用，获得500W甚至1000W乃至更大的功率输出。

风力发电的节约程度

使用风力发电机，就是源源不断地把风能变成我们家庭使用的标准市电，其节约的程度是明显的，一个家庭一年的用电只需20元电瓶液的代价。而现在的风力发电机比几年前的性能有很大改进，以前只是在少数边远地区使用，风力发电机接一个15W的灯泡直接用电，一明一暗并会经常损坏灯泡。而现在由于技术进步，采用先进的充电器、逆变器，风力发电成为有一定科技含量的小系统，并能在一定条件下代替正常的市电。山区可以借此系统做一个常年不花钱的路灯；高速公路可用它做夜晚的路标灯；山区的孩子可以在日光灯下晚自习；城市小高层楼顶也可用风力电机，这不但节约而且是真正绿色电源。家庭用风力发电机，不但可以防止停电，而且还能增加生活情趣。在旅游景区、边防、学校、部队乃至落后的山区，风力发电机正在成为人们的采购热点。无线电爱好者可用自己的技术在风力发电方面为山区人民服务，使人们看电视及照明用电与城市同步，也能使自己劳动致富。

种类

概述

尽管风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类：①水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；②垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。

水平轴风力发电机

水平轴风力发电机科分为升力型和阻力型两类。升力型风力发电机旋转速度快，阻力型旋转速度慢。对于风力发电，多采用升力型水平轴风力发电机。大多数水平轴风力发电机具有对风装置，能随风向改变而转动。对于小型风力发电机，这种对风装置采用尾舵，而对于大型的风力发电机，则利用风向传感元件以及伺服电机组成的传动机构。 风力机的风轮在塔架前面的称为上风向风力机，风轮在塔架后面的则成为下风向风机。水平轴风力发电机的式样很多，有的具有反转叶片的风轮，有的再一个塔架上安装多个风轮，以便在输出功率一定的条件下减少塔架的成本，还有的水平轴风力发电机在风轮周围产生漩涡，集中气流，增加气流速度。

垂直轴风力发电机

wind turbine

垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。 利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型，其中有利用平板和被子做成的风轮，这是一种纯阻力装置；S型风车，具有部分升力，但主要还是阻力装置。这些装置有较大的启动力矩，但尖速比低，在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下，提供的功率输出低。

达里厄式风轮

是法国G.J.M达里厄于19世纪30年代发明的。在20世纪70年代，加拿大国家科学研究院对此进行了大量的研究，现在是水平轴风力发电机的主要竞争者。达里厄式风轮是一种升力装置，弯曲叶片的剖面是翼型，它的启动力矩低，但尖速比可以很高，对于给定的风轮重量和成本，有较高的功率输出。现在有多种达里厄式风力发电机，如Φ型，Δ型，Y型和H型等。这些风轮可以设计成单叶片，双叶片，三叶片或者多叶片。

双馈型感应发电机

随着电力电子技术的发展，双馈型感应发电机（Double-Fed Induction Generator）在风能发电中的应用越来越广。这种技术不过分依赖于蓄电池的容量，而是从励磁系统入手，对励磁电流加以适当的控制，从而达到输出一个恒频电能的目的。双馈感应发电机在结构上类似于异步发电机，但在励磁上双馈发电机采用交流励磁。我们知道一个脉振磁势可以分解为两个方向相反的旋转磁势，而三相绕组的适当安排可以使其中一个磁势的效果消去，这样一来就得到一个在空间旋转的磁势，这就相当于同步发电机中带有直流励磁的转子。双馈发电机的优势就在于，交流励磁的频率是可调的，这就是说旋转励磁磁动势的频率可调。这样当原动机的转速不定时，适当调节励磁电流的频率，就可以满足输出恒频电能的目的。由于电力电子元器件的容量越来越大，所以双馈发电机组的励磁系统调节能力也越来越强，这使得双馈机的单机容量得以提高。虽然，部分理论还在完善当中，但是双馈反应发电机的广泛应用这一趋势将越来越明显。 风力发电，不合国情国内纷纷上马的风力发电厂大多是形象工程。工信 风力发电原理图

部副部长苗圩近日语出惊人，他认为中国风沙伴存，风电设备受风沙磨损大，上马太多风电项目不合我国国情。苗圩说，国外有风地方没有沙，比如说是海洋风。苗圩说：中国是有风的地方就有沙，风沙对风力发电设备磨损非常厉害。现在风能发电风机应该是20年的寿命，但是如果有风沙的侵蚀寿命还到不了20年。再过5年，寿命肯定要出问题，特别是甘肃那个千万千瓦级的风力发电站典型的形象工程。就此话题，苗圩表示，能源布局的重点，应该是供给端和使用端要做到平衡。而现状是高级能源拉着低级能源运转。苗圩举例说，湖北本来水电是优势，三峡的电应该更多留在湖北用，这是最好的清洁能源。但是现在却把湖北的电运到东部区，湖北再从周边买煤运到湖北，引发一连串的效应，河南就不够用了，就再到山西、山东甚至到新疆去运煤。进行全国大旅行，全国铁路货运一半用来运送煤炭。这是多大的物流成本，多大的浪费。据报道，甘肃酒泉千万千瓦级风电基地于2008年8月全面启动，标志着中国正式步入了打造风电三峡工程阶段。据气象部门最新风能评估结果表明，酒泉风能资源总储量为1.5亿千瓦，可开发量4000万千瓦以上，可利用面积近1万平方公里。

马格努斯效应风轮

马格努斯效应风轮，由自旋的圆柱体组成，当它在气流中工作时，产生的移动力是由于马格努斯效应引起的，其大小与风速成正比。有的垂直轴风轮使用管道或者漩涡发生器塔，通过套管或者扩压器使水平气流变成垂直气流，以增加速度，偶写还利用太阳能或者燃烧某种燃料，是水平气流变成垂直方向的气流。

径流双轮效应风轮

径流双轮效应或叫双轮效应是一种新型风能转化方式。 首先它是一种双轮结构，相对于水平轴流式风机，它是径流式的，同已有的立轴式风机一样都是沿长轴布设桨叶的，直接利用风的推力旋转工作的,单轮立轴风轮因轴两侧桨叶同时接受风力而扭矩相反，相互抵消，输出力矩不大。设计为双轮结构并靠近安装，同步运转，就将原来的立轴力矩输出对桨叶流体力学形状的依赖进而改变为双轮间的利用转动产生涡流力的利用，两轮相互借力，相互推动；而对吹向两轮间的逆向风流可以互相遮挡，进而又依次轮流将其分拨于两轮的外侧，使两轮外侧获得有叠加的风流，因此使双轮的外缘线速度可以高于风速，双轮结构的这种互相助力，主动利用风力的特点产生了“双轮效应”。 相比有些单轮式结构风机中采用外加的遮挡法、活动式变桨矩等被动式减少叶轮回转复位阻力的设计，体现了积极利用风力的特点。因此这一发明的不仅具有实用作用，促进风力利用的研究和发展，而且具有新的流体力学方面的意义。它开辟了风能发展的新空间，是一项带有基础性质的发明，这种双轮风机具有的设计简捷，易于制造加工，转数较低，重心下降，安全性好，运行成本低，维护容易，无噪音污染等明显特点，可以广泛普及推广，适应中国节能减排需求，大有市场前景。

中国的风能资源

概况

我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW（陆地上离地10m高度资料计算），海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW，共计10亿kW。而2003年底全国电力装机约5.67亿kW。 风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。

中国自主知识产权产品的介绍

二十世纪九十年代，我国的独立电源系统主要采用水平轴风力发电机和太阳能光伏系统来供应电力，主要应用于通信基站、边防哨所、海岛部队等特殊场合，主要是面向部队的一套后勤保障系统。 经过一定时间的应用后，发现诸多问题。如台风期间的设备损坏严重；噪音大，影响人员正常休息；对通信设备的干扰，使得某些设备无法正常运转。这些问题的各种风力发电设备(5张)发生使得部队正常通讯受到了影响。 2001年，为了解决这些问题，召集相关单位展开讨论，作为部队通信产品配套厂家的上海模斯电子设备有限公司也受到了邀请。会后，经过一定时间的调研和研究，MUCE公司提出承担此项科研攻关的重任，得到了部队领导的同意，并下达指示，必须尽快拿出技术方案并作出样机。 在西军电、西交大、上复旦、上同济等高校一批专家的配合下，上海模斯电子设备有限公司成功研制出了世界上第一台新型(H型)垂直轴风力发电机，并装机试验成功，获得了基础数据和实际经验。（这也成为了全球首台新型垂直轴风力发电机诞生日）在后续的一年里，MUCE对产品进行无数次改进和测试，2002年底产品通过了各项测试，并达到了各项设计要求。 2002年底至今，MUCE先后在部队安装了60多套垂直轴风力发电机和风光互补系统。 由深圳诚远公司生产的风光互补路灯供电系统是综合利用太阳能和风能的一种新兴的道路照明系统。单独的太阳能或风能供暖系统，由于受时间和地域的约束，很难全天候利用太阳能和风能资源。而太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性，白天光照强时风小，夜间光照弱时，风能由于地表温差变化大而增强，太阳能和风能在时间上的互补性是风光互补路灯供电系统在资源利用上的最佳匹配。该系统节能环保、可再生、取之不尽、用之不竭，必将成为今后替代其它道路照明系统成为主流。系统工作时，太阳能集热器收集太阳辐射能量发电（白天），通过专用线路传入电力控制系统，蓄存、派发。风力发电机全天候使用风能，将风能转化成电能，再通过控制器整流，给蓄电池组充电。 上海麟风风能科技有限公司是一家将会改变行业结构和产业格局的创新型风能科技公司，从2005年起开始进入上海，对垂直轴风力发电机包括从空气动力学，到材料、结构、发电机等多方面进行系统研发，现已在垂直轴风力发电机这一世界级难题的项目中取得突破。2007年12月28日迁入上海市金山工业区进行规模化生产。 上海麟风200瓦、300瓦、500瓦、1000瓦、3000瓦和10千瓦的产品已经开始规模化销售，超小型10瓦机型已完成样机制作并通过风洞实验，进入规模化销售阶段，同时开始已经开始设计、制造可变“攻角”50千瓦风机，并着手500千瓦和1000千瓦产品机构设计。

风能市场概况

全球风电市场状况

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。 随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。自2004年以来，全球风力发电能力翻了一番，2006年至2007年间，全球风能发电装机容量扩大27%。2007年已有9万兆瓦，这一数字到2010年将是16万兆瓦。预计未来20-25年内，世界风能市场每年将递增25%。随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。

中国风电总体市场

“十五”期间，中国的并网风电得到迅速发展。2006年，中国风电累计装机容量已经达到260万千瓦，成为继欧洲、美国和印度之后发展风力发电的主要市场之一。2007年我国风电产业规模延续暴发式增长态势，截至2007年底全国累计装机约600万千瓦。2008年8月，中国风电装机总量已经达到700万千瓦，占中国发电总装机容量的1%，位居世界第五，这也意味着中国已进入可再生能源大国行列。 2008年以来，国内风电建设的热潮达到了白热化的程度。2009年，中国（不含台湾地区）新增风电机组10129台，容量13803.2MW，同比增长124%；累计安装风电机组21581台，容量25805.3MW。2009年，台湾地区新增风电机组37台，容量77.9MW；累计安装风电机组227台，容量436.05MW。

中国风电区域发展状况

从各地区发展来看，截止到2009年12月31日，中国风电累计装机超过1000MW的省份超过9个，其中超过2000MW的省份4个，分别为内蒙古（9196.2MW）、河北（2788.1MW）、辽宁（2425.3MW）和吉林（2063.9MW）。内蒙古2009年当年新增装机5545.2MW，累计装机9196.2MW，实现150%的大幅度增长。 省（自治区、直辖市）和地区 2008年累计 2009新增 2009年累计

内蒙古 3650.99 5545.17 9196.16

河北 1107.7 1680.4 2788.1

辽宁 1224.26 1201.05 2425.31

吉林 1066.46 997.4 2063.86

黑龙江 836.3 823.45 1659.75

山东 562.25 656.85 1219.1

甘肃 639.95 548 1187.95

江苏 645.25 451.5 1096.75

新疆 576.81 443.25 1002.56

宁夏 393.2 289 682.2

广东 366.89 202.45 569.34

福建 283.75 283.5 567.25

山西 127.5 193 320.5

浙江 190.63 43.54 234.17

海南 58.2 138 196.2

北京 64.5 88 152.5

上海 39.4 102.5 141.9

云南 78.75 42 120.75

江西 42 42 84

河南 48.75

48.75

湖北 13.6 12.75 26.35

重庆

13.6 13.6

湖南 1.65 3.3 4.95

广西

2.5 2.5

香港 0.8

0.8

小 计 12019.6 13803.2 25805.3

台湾地区 358.15 77.9 436.05

总 计 12377.75 13881.1 26341.35

资料来源：中国风能专业委员会 2010年统计

风力发电的前景

中国新能源战略开始把大力发展风力发电设为重点。按照国家规划，未来15年，全国风力发电装机容量将达到2000万至3000万千瓦。以每千瓦装机容量设备投资7000元计算，根据《风能世界》杂志发布，未来风电设备市场将高达1400亿元至2100亿元。 中国风力等新能源发电行业的发展前景十分广阔，预计未来很长一段时间都将保持高速发展，同时盈利能力也将随着技术的逐渐成熟稳步提升。2009年该行业的利润总额将保持高速增长，经过2009年的高速增长，预计2010、2011年增速会稍有回落，但增长速度也将达到60%以上。 风电发展到目前阶段，其性价比正在形成与煤电、水电的竞争优势。风电的优势在于：能力每增加一倍，成本就下降15%，近几年世界风电增长一直保持在30%以上。随着中国风电装机的国产化和发电的规模化，风电成本可望再降。因此风电开始成为越来越多投资者的逐金之地。

优缺点

优点

1、清洁，环境效益好； 2、可再生，永不枯竭； 3、基建周期短； 4、装机规模灵活。

缺点

1、噪声，视觉污染； 2、占用大片土地； 3、不稳定，不可控； 4、目前成本仍然很高。

100千瓦。

世界上第一座陆上式海水温差电站被安装在瑙鲁共和国海岸。R—22被用作闭式循环电站的工质，对于平均海水温差为20℃时，可产生大约为100千瓦的总电功率。电站采用壳管式换热器，总传热系数较高。

利用海洋温差产生电力的理论研究和技术研究已有120多年的历史，特别是在上世纪70年代的全球能源危机时期尤其得到重视，近年来研究更是取得了实质性进展。

在热带海洋地区大约有6000万平方公里适宜发展海洋温差发电，利用海洋温差发电将能产生世界能源需求几倍的发电量。美、印、日等国都建有海洋温差发电站。

扩展资料：

温差发电站优势：

用海水温差发电，还可以得到副产品——淡水，所以说它还具有海水淡化功能。一座10万千瓦的海水温差发电站，每天可产生378立方米的淡水，可以用来解决工业用水和饮用水的需要。

另外，由于电站抽取的深层冷海水中含有丰富的营养盐类，因而发电站周围就会成为浮游生物和鱼类群集的场所，可以增加近海捕鱼量。

或许在未来，二氧化碳这种毁坏地球环境的气体也能帮助我们戒掉对石油的依赖二氧化碳（CO2）早已被戴上了邪恶分子的头衔。它们源源不断地从汽车排气管和发电站烟囱喷出，是全球变暖的最大原因。因此，人们普遍将它当作一种坏东西。可是，一组先驱研究人员却愿意让人们看到CO2作为一种有价值资源的另一面。他们研究出一种收集技术，可以回收那些可能污染大气的CO2，利用其中的碳原子合成碳氢化合物 （烃），这些烃可用作汽车燃料，以及制造塑料的原料或其他化工原料??目前这些原料都是从原油中提取的。这个想法其实很简单。找到一种去掉CO2分子中一个氧原子的办法，即可得到一氧化碳（CO）分子，不过，这仅仅是变成烃财富的一小步，下一步还要将CO与氢气混合，再将这种混合气体通过一种催化剂催化，才能变成液体的烃燃料。这种化学反应，叫做费-托法过程，是在上世纪20年代发明的。早在第二次世界大战期间，当原油供应短缺的时候，德国人就曾经用汽化煤制造过汽油。在种族隔离的年代，当南非被制裁封锁原油进口时，也曾这样制造过液体燃料。捕捉太阳能要变有害的CO2为有用的CO，第一步的难处在于：找到一种价格上和能源上同时有效率的办法。最简单的途径就是在2400℃左右加热CO2，在这个温度，CO2会自动地裂解为CO和氧气。不过，困难的就是寻找到能够做到这一点的能源。很显然，太阳光是最合适做这种能源的候选者。在美国新墨西哥州的帕瓦奇，有一家叫做劳斯阿拉莫斯可再生能源（LARE）的公司，该公司已经建成了一个以 CO2提供能源的小型原型反应器。在这个反应器中，CO2被投放到一个密闭在反应室中，反应室被固定在聚集太阳光的一个镜面碟片的焦点上，聚集的太阳光通过反应室的小窗到达安装在反应室内部一个用来收集热量的陶瓷棒上。随着进入气体接触到温度升高为2400℃左右的陶瓷棒，二氧化碳分解为一氧化碳和氧气。里德?詹森是LARE的主管，他透露，他们的一个更大的原型反应器即将在一年的时间内投入实验，但是他没有说明这个反应器到底有多大，能产生多少的一氧化碳。美国新墨西哥州阿布奎基的圣地亚国家实验室的内森?西格说：这种方法的缺点是操作温度太高。圣地亚国家实验室有一个竞争的研究小组也在从事这个方向的研究。高温会导致很严重的热损失，因此会减低效率。虽然太阳能是免费的，但建造这些产生和耐受高温的设备是很昂贵的。所以，要想让整个生产过程更经济，就需要效率更高的操作。正因为牢记住这一点，圣地亚小组正在开发一个与LARE抗衡的系统，叫做反向旋转环状接受反应蓄热器（CR5），这个系统的操作温度没有那么高。与LARE反应器一样，这个系统也有聚集太阳光的聚能器碟，不过，高温是在一组14个钴铁氧陶瓷环的一端产生的。这种陶瓷在加热时，会从其分子晶格中释放出氧，但不会破坏晶格的完整性。阳光通过一个窗子聚焦在反应室较热的一侧，将环加热到1500℃，导致陶瓷的晶格释放出氧原子。随着环的旋转，热的部分渐渐转到反应室的后面，这里温度降到1100℃左右，在这个温度下，当室内充满CO2时，失去氧的陶瓷就会和CO2分子发生反应，为的是将其分子晶格中丢失的氧原子再夺回来，这样一来，CO分子就产生了。随着环的继续旋转，再氧化的部分又回到了反应室较热的一端，于是，循环再次开始。CR5最初是为了制氢而研究出的一种方法，不过，制氢利用的是冷却室里的蒸汽而不是CO2，但是，这种方法的发明者里奇?戴弗估计，裂解CO2将需要一个更有效率的捕捉太阳能方式。想要燃烧利用在太阳能反应器中形成的一氧化碳，至少需要给出10%的能量来生产它。所以，在今年4月，戴弗和他的同事要用一个原型反应器来试验他们的预测。他们已经计算出，这个装置每小时能产生100吨的CO。改良燃料电池意大利墨西拿大学化工和材料工程系的加布里耶勒?山悌将这种用太阳能来转化二氧化碳为碳基燃料的想法进一步发展了。不过，他不是制备CO，而是做出了更有用的东西??一种能够产生像壬烷和乙烯等（目前多是从石油中提取的、制造塑料的重要化学原材料）烃分子的电化学电池。山悌的电池可算是那种靠氢或甲醇和氧发生反应产生电力的燃料电池的远亲，不过，其化学反应是可逆的。在电池的一端有一种二氧化钛作为催化剂，会促使接受光子的水分子裂解，产生氢离子和氧气。当氢离子通过质子交换膜迁徙到装有包含铂纳米管催化剂的电池另一端时，催化剂促使二氧化碳发生产生烃的化学反应。目前，这些烃燃料电池所产生的能量尚不超过它们所接收到太阳能的1%。山悌说，这可能不算太高，但比植物通过光合作用获得的能量转化率高，而且人们还有改进催化剂的空间。埃伦?斯泰切尔是圣地亚燃料能源转化部门的经理，她估计，要让足够量的CR5工厂给一亿辆家用汽车提供合成汽油，则需要大约有5800平方公里的土地。她说：“这个数字实际上并不是很大。”最近在美国西南部7个州所做的调查显示，大约有135000平方公里的适用地都可以加以利用。斯泰切尔说：“这些土地别无他用。”相反地，生物燃料却要和粮食作物竞争土地资源。此外，斯泰切尔还称，生物燃料中实际可获得的太阳能比例更是少得惊人，如果你算上灌溉、收获、运输和加工等耗能过程，其太阳能的利用率只有0.1%。为了充分利用可利用的土地，詹森建议将LARE的碳捕捉器与发电站联合起来，这样就能用上反应器本身的热损耗。他估计这种联合的装置能将48%的太阳能转化为可利用的能量。随着原油和天然气越来越昂贵和短缺，石油化学公司对寻找可替换石油的新原材料的兴趣越来越大。假如在价格上有竞争优势，有一天，由工业废气二氧化碳制造的烃，也有可能用作生产塑料或其他产品。那么，这些碳将不再直接排放到大气中，而是将在材料中固定若干年。到那个时候，二氧化碳分子的恶名也就被拨乱反正了。

在大约五十个国家里勘探石油天然气，在三十四个国家里提炼石油，把石油销往100多个国家。这样，一个地方发生动乱对该公司的其他部分不会有大的影响。在政治气候微妙的国家，公司通过垄断市场以确保产获得高额利润。否则便马上撤走。产品多样化限于相互紧密关联和协同的能源和化工行业，极少越出熟悉的行业范围。此结构极易有效的拉平季度不同的收益。在勘探和生产、提炼、销售以及相关化工产品之间保持了良好的平衡态势。

应变力强是公司成功的关键。公司密切注视世界各地政治、经济形式的变化，以及对国际石油市场的影响，并随时准备应付一切不测。公司经常向各地分公司灌输危机意识，分公司每年都要举行4次石油供应突然中断的演习。壳牌船队会随时遇到突如其来的模拟意外。这种能力给公司带来了巨大益处。例如，海湾战争给世界石油市场造成了巨大冲击，但由于壳牌公司从以往的演习中摸出一套应付危机的办法，所以没有受到致命的创伤。

壳牌重视研究开发采油投资。这是由于污染带来的风险不断增大，在深海和在北极钻井使采油成本不断上升等因素决定的。同时公司采用先进技术，改进设备，减少生产人员的生命危险，还降低了钻井费用。目前，壳牌在世界的研究机构达16个，研究人员达6900人。安全和环保问题是各研究所综合研究课题中的重要部分。壳牌的勘探和生产公司在全世界45多个国家有勘探和生产活动，每天总计生产400多万桶原油和4亿多立方米天然气，其中壳牌的份额约占半数。壳牌的油品业务包括全球油品的运输、贸易、炼油和经销。壳牌在50个炼油厂有股权，并在航煤、润滑油和加油站业务方面居世界领先地位，全球加油站总数约有5万个。壳牌的承诺是为客户提供最高质量的产品和服务。

最近化工业务重新定位集中发展具有世界规模的大项目，包括壳牌已经或能够实现全球领先地位的主要化工结构单元。壳牌集团的目标是发展其在亚洲的化工地位，使之与壳牌在美国和欧洲地位相匹敌。壳牌天然气公司每年销售800多亿立方米天然气，并在20多个国家有天然气权益（一般是通过与当地政府或其他石油公司合资的方式）。世界上某些主要天然气市场大量依靠进口天然气，供应方式或采用液化天然气或通过长距离管道运输。壳牌在三个世界主要液化天然气工厂（文莱、马来西亚和澳大利亚）与一些正在建设中的液化天然气工厂（尼日利亚和阿曼）有权益，并在欧洲、美国和其他地区的主要天然气管输公司有权益。1996年起壳牌开始拓展发电业务的权益，主要是通过在英国、墨西哥、菲律宾、哥伦比亚、中国和巴西等国正在运转和建设中总计发电能力为3百32万千瓦的电厂中拥有权益，并计划在另外6百68万千瓦的发电厂中拥有权益。可再生能源是壳牌的第五大核心业务，壳牌有20年左右的造林业经验，70年代起就开始进行太阳能发电研究。壳牌在今后5年中将投资5亿多美元发展可再生能源，初期集中发展太阳能发电、生物质能和造林业，同时目前还在开发面向市场的风力发电项目。

壳牌于2011年2月将金属加工油及金属轧制润滑油业务转让给好富顿（美国、总部宾夕法尼亚州、费城），自此壳牌的金属加工油及金属轧制润滑油业务将停止。为适应旨在提高壳牌经营业绩的改革，壳牌同时加强了对遵守集团经营宗旨和实行严格的健康、安全和环保标准的承诺，并且现在还将这种承诺延伸到可持续能源的发展。尽管目前全球各大石油公司合并风潮迭起，壳牌采取的种种举措将继续牢固地保持自己在国际石油工业界的领先地位。

荷兰皇家壳牌公司（Royal Dutch Shell）创立的政策指导矩阵，主要是用矩阵来根据市场前景和竞争能力定出各经营单位的位置。市场前景分为吸引力强、吸引力中等，无吸引力3类，并用赢利能力、市场增长率。市场质量和法规形势等因素加以定量化。竞争能力分为强、中、弱3类，由市场地位、生产能力、产品研究和开发等因素决定。由矩阵可看出，对落入不同区域的产品，用了不同的关键词指明应采用的战略类型。这里必须指出，由那些矩形组成的区域并未精确地加以限制。

该公司的经验是：

一．各区域的形状是不规则的；

二．区域的边界不固定，可以相互变化；

三．在某些情况下，区域之间允许重叠。

处于矩阵中不同位置的拟议战略可概括如下：

1． 领先地位。应优先保证该区域产品需要的一切资源，以维持其有利的市场地位。

2． 不断强化。应通过分配更多的资源，努力使该区域产品向下一区域（领先地位区）移动。

3． 加速发展或撤退。该区域产品应成为公司未来的高速飞船。不过，只应选出其中最有前途的少数产品加速发展，余者放弃。

4． 发展。这个区域中的产品一般会遇到2~4个强有力的竞争对手，因此，没有一个公司处于领先地位。可行战略是分配足够的资源，使之能随着市场而发展。

5． 密切关注。该区域产品通常都有为数众多的竞争者。可行战略是使其能带来最大限度的现金收入，停止进一步投资。

6．分期撤退。这些区域应采取的战略是缓慢地退出，以收回尽可能多的资金，投入盈利更大的经营部门。

7．资金源泉。可行战略是只花极少投资于未来的扩展，而将其作为其他快速发展的经营部门的资金来源。

8．不再投资。所应采取的战略是尽快清算，将其资金转移到更有利的经营部门。他们的先进的管理方法主要是在以下几个方面： 采用EP--5500勘探与生产安全手册

SP--5500安全手册是为下属公司和所雇请的承包商而制定的。这个手册体现了壳牌公司的HSE管理的政策、原则和做法。要求下属作业公司和承包商在施工设计和作业过程中的HSE管理标准写成文件时，要把公司总部的SP--5500手册建议作为一个指导原则。下属制定的标准或建议，凡不符合手册中的具体建议和做法，都应加以更新和修改，目的是能有效地加强和增进人身安全和环境保护。

EP--5500手册的范围

这套手册主要向勘探与生产作业公司管理部门的安全顾问和专业人员提出了一整套的指导原则和意见。其中包括：

管理部门的体制；包括培训、审查、承包人安全、工程安全及鼓励职工参与HSE的指导原则；

介绍具体的工程项目；包括对所有的新工程项目，都应采用其范围；⑶提出作业方面的指导原则；其中包括勘探、钻井、维修、运输和物资装备，以及消防的指导原则和要求。 壳牌公司HSE管理的主要特点显示在11条原则上，这11条原则为：

HSE管理的具体保证；

HSE管理的政策；

HSE是行业管理的责任；

有效的HSE培训；

能胜任的HSE倾向；

通俗易懂的HSE高标准；

测定HSE实施情况的技术；

HSE标准的实践的检验；

现实可行的HSE目标管理；

人员伤害和事故的彻底调查与跟踪；

有效的HSE鼓励和交流。

壳牌的HSE政策

壳牌认为HSE的政策是HSE规划中心不可少的组成部分。要求其政策做到简明易懂；同时适用于每个人；分发到每个人并要张贴；下属承包商都应根据自己的具体情况制定自己的HSE政策。强调必须有下列的政策。

预防发生各种人身伤害；

HSE是业务经理的责任；

HSE目标同其它经营目标一样，具有同样的重要意义；

建立一个安全和健康的工作营地（基地)

保证有效的安全、健康训练；

培养HSE的兴趣和热情；

对HSE要承担个人责任；

对环境要给予应有的重视。 壳牌集团考虑到技术、商业风险和法律责任这三个主要因素而采取HSE措施，提出必须要舍得花费人力和财力来预防事故的发生，这是明智的做法。为了做到地震作业行之有效的HSE管理，必须制定一个明确的计划和建立一个必不可少的管理机构，应把其看作是承担法律责任，也是技术上不可缺少的条件和所承担的商业风险。这个组织的管理任务有四个方面：

⑴通过野外观察看来发现风险，如进行安全观察；医疗和职业保健评价；环境评价和审查；事故和事件报告；HSE检查报告；地方类型统计报告等等。

⑵通过HSE委员会去制定管理层的正确措施和政策。这个委员会应包括：

壳牌公司和承包商的高级管理人员

指定一个协调员来执行委员会的决议和建议。

⑶通过协调员（如直升南等驾驶、 医疗顾问或医生）与有关部门共同执行的行动计划，这些计划包括；

发展或更新工艺过程；

供应或更换个人防护用品（用具)

制定和改进培训计划。

⑷检查结果，对事故或事件进行审查，根据统计数分析发展趋势，派安全管理小组去进行全面的现场检查。地震队安全审查工作可由壳牌公司派医务、 环保顾问专家来完成。程序为现场检查/审查事故/事故分析安全委员会会议业务管理员安全会议组长/组员安全会议发现危险

制定政策

实施和修改

检查结果。 壳牌公司认为；不安全的作业及其由此引起的伤亡事故或职业病的责任，在于从主管人员到各级负责人和业务管理机构。全体职工都应该知道他们对HSE所产生的具体作用和所负的责任。要求以上各项要求必须在任务上和对他们的业绩期望中写的清清楚楚。要适当地考虑到每位经理和负责人对HSE的态度和表现。

⑴经理和负责人对HSE责任；

向下属发出指示，并明确HSE目标和目的；

必须采取相应的措施加以执行；

提供各种资源，如设备、培训、人力、财力等。

检查和监督这些指示和落实情况；⑤坚持进行监视，记录和审查。

⑵管理部门包括公司管理部门和工地管理部门。管理人员包括现场管理人员和所有员工。

他们的任务主要是；

1）提出意见或建议；

2）协调和监督。这些部门所聘请的HSE顾问，应当是受过充分训练和有经验的人来担任；

公司管理部门的职责；

1）制定HSE政策和重点；

2）明确执行范围；

3）提供人力、财力和物力资源

4）监督落实执行情况；

工地管理部门的职责；

1）规定具体的实施办法；

2）选择目标、标准和实施步骤；

3）检查和组织人力、物力、财力和培训；

现场管理人员的职责；

1）对HSE进行鼓励、动员和交流；

2）执行现场监督检查；

3）贯彻执行安全规程和为员工树立榜样。

员工的职责；

1）执行HSE管理规程、标准；

2）了解不安全因素事故；

3）向上面提出改进意见。

HSE规划和目标

⑴提出的HSE规划和目标必须是合理，可以达到的适当的。

⑵一个好的HSE管理部门其目标是：

实现和保持事故频率、严重程度和费用应是向下发展的趋势；

尽量减少对环境的影响；

尽量减少职业和对健康的危害。

⑶公司加强安全规划时，应对生产事故、财产损失和停工损失要有明确的目标。实现这些目标的方法应尽可能用数字表示，其内容：

HSE会议的频率和次数；

检查和审查的频率和次数；

编导或审查的工艺规程文件及完成的进度表。

⑷制定规划的要求：

为落实HSE规划的详细方法，每个部门都应编写一份局面的时间表；

各部门的HSE规划与壳牌公司的HSE总体规划相一致。 ⑴HSE规划中最重要的因素是：明确规定的期望所作出的业绩标准和管理部门应有明确的表现。好坚持达到规定的标准。这些标准通常写成指导原则和步骤去强调如何完成任务。其中多数是技术方面的，但也必须包括HSE方面的内容，这些内容必须切实可靠，并随时得到执行者的补充。使它们能够被人们所接受和执行。

⑵HSE管理部门如果没建立审查制度或制度执行得很差，则往往使HSE计划失败或无效。

⑶壳牌石油集团把野外停工时间列为事件,把事件的出现频率作为检验HSE实施情况的一个重要尺度，这也是壳牌所有工伤统计数字的基础。他们认为：即使对一些小作业公司，在短时间内完成地震作业任务，情况也往往如此。壳牌还认为；一个更加灵敏的显示尺度是把所有的如：停工事件、保密工作案件、医疗案件、死亡事故案件加上差点发生的事件都要记录下来，并成为一个惯例的做法。我们应把工作重点放在基础，即放在不安全做法上，就是直接努力预防事故的发生。检查不安全的行为和条件是一个费力的重要阶段，因为任何衡量技术的主要目的都要通过消除事故来提高安全性能。不管危险性类型和特点如何，只要采用行为或工程手段就能加以控制。但最好采用工程的手段。在某些情况下用两种手段去同时采用也是可以的。行为手段包括培训、挑选和强制执行等作法。工程手段重点应放在工作场所和生产实践中进行技术政策来消除不安全因素。如机器设备的维护和改进防护措施等。一般处理短期内的不安全因素应采用行为手段去实施。总之，为了保持有效的HSE规划的成功，必须用行为或工程手段去作出不懈的努力。 HSE管理规划成功必须要取决于有关各方的积极参与和交谈。如果靠现以下三种情况，说明可能鼓励与交谈方面存在着问题：一是安全性能指标未显示出稳步的改善；二是工作人员不了解或不关心HSE；三是工作人员不能自由和积极地发表意见，或者不能经常地提出改进工作方法意见和建议。因此要采取如书面通知、报告、业务通讯、提高活动、奖励等办法，鼓励大家关心HSE。

想方设法消除不安全因素及行为；

要求职工为HSE做出贡献；

参与并保证执行HSE规划；

解决大家关心的事情和出现的问题。 ⑴最重要HSE培训是对新雇员和承包商进行诱导式培训，要求对新来的人员都必须参加。

⑵实践证明培训职工进行急救，能使工伤事故率降低。

⑶应该把具体的安全培训纳入规划之中。培训要安排得当，并使行为与完成任务相结合。

⑷公司和承包商的业务经理必须接受HSE管理技能的培训，这是十分必要的。