阳台壁挂太阳能有什么优势?
阳台壁挂太阳能的热效率非常的高,而且不需要经常的维修呢,购买起来也是非常的便宜,容量却不是很大,让您在上水过后,只能够连续最多两个人洗澡使用水资源,如果一个人的话,就不必担心中途突然没水!建议经常上水!这种太阳能占地面积非常的小,与建筑融为一体,有时候甚至还可以当做路人遮风挡雨的地方呢。如此节能的阳台壁挂太阳能至今为止,深得许多消费者的宠爱呢。
阳台壁挂太阳能优点:
与建筑一体化:集热器与水箱相互分离,集热器可灵活安装在屋顶、天窗、阳台或墙壁上,不受位置限制,达到与建筑的完美结合。
光电自动互补,双重享受。辅助电加热,光电自动转换,24小时供应热水,太阳能热水器和电热水器的双重享受。
使用方便:集热器和水箱采用自然温差循环交换,和强制循环,自动上水,温度任意设定,不属人为控制,操作极其简单,打开阀门便能快速使用热水。
承压式设计,出水冲,洗澡更舒适。
防冻、防爆:集热器介质永不结冻,不走水,不会出现炸管现象。
造型美观:水箱为圆柱形,适应于各户型室内安装位置的需要。集热器造型简洁,线条流畅,科学合理用料,精工制作,美观大方,与建筑完美结合,是高层、跃层等现代高档住宅的首选,彰显环保,时尚风格,更能体现主人的高尚品位。
壁挂式太阳能的缺点:
1、壁挂式太阳能热水器价格高 比传统太阳能热水器高出2000-3000元 后续的材料费也相当高,阳台壁挂式太阳能一般在500-800元。
2、阳台壁挂式太阳能容积小,基本维持在80--100升。
众所周知,阳台壁挂太阳能的节能原理是因为光能转换,只有有足够的太阳光,凉水便可以被晒热,而且速度非常的快,您只需要阳光和电,通过光电与光热转换,一切的耗费都变得非常的小!因此,如此环保的阳台壁挂太阳能也非常的适合一个人居住的房子,购买便宜,使用量少!阳台壁挂太阳能可是目前国际上开发的最佳新型能源,这种再生能源非常适宜以后人类的使用。
对于资源短缺而阳光充沛的地区而言,太阳能是再好不过的能源了。事实上,从环保的角度着眼,世界上许多发达国家都把眼光投放到太阳能住宅上。
英国一位建筑学家提出了一种称为“21世纪太阳城市”的构想。他认为,要想为日后的人类和动植物留下未受污染的土地、空气、水以及各种自然资源,人类必须最大限度地利用清洁的太阳能来建筑“太阳城市”和“太阳建筑”,用“太阳时代”取代“机器工业时代”。
这位建筑专家已将有关的理论付诸于实践。他在法国的波尔多港建筑了一幢新型建筑,建筑内部的全部能量都来自于太阳能装置,并且,整幢大楼没有空调设备,而是用一条通往瀑布的通风管道来代替空调器的作用。此外,他还在日本东京设计了另一幢建筑,同样无须使用电能的空调器,就能使整个建筑内部凉爽如春。
太阳能建筑的主要特征是,将太阳能集热板安装在建筑物的外面,利用收集到的太阳能为建筑物内的设施和人员所利用。换句话说,太阳能建筑中的人员,所使用的能源主要是太阳能。
在太阳能建筑方面,走在最前面的是德国。德国每年将在建筑上新增15万平方米的太阳能集热板。1993年12月,德国弗登堡市建成了一座造型独特的“太阳能建筑”:屋顶上共安装了50平方米的太阳能集热板,足以为住宅供应所需的全部电能,包括照明、热水、取暖、空调和其他家用电器用电。该住宅面积为100平方米,造价150万马克,考虑到政府的补贴和优惠,一般市民就买得起这种住宅了。
1994年,德国有12个城镇对安装太阳能集热板的住宅实施优惠政策。德国亚琛市政府规定,凡积极利用太阳能的居民,政府负责其太阳能集热设备费用的一半,而且由政府免费安装;波恩市政府也公布了一个《千户家庭太阳能电站计划》,对拥有太阳能发电设备的住宅,由政府安装与公共电网相连的线路,对住宅多余的太阳能屯力,政府全部收购,而且免收税金。由于这些举措深得人心,居民对使用太阳能建筑表现出很大的热情。
目前,德国正在实施一个宏大的计划:到21世纪初,全国城市住宅有30%以上主要依靠太阳能来供电。
值得一提的是,科学家还根据向日葵的向日特性,设计出高效利用太阳能的住宅。这种新颖的住房最特别的地方,就是能像向日葵一样,“追随”着太阳旋转,因而能最大限度地利用太阳能。它建造在一个钢筋水泥的平台上,而水泥平台则安置在能转动的转向架上。转向架的基座位于地下室内,由6根支撑的柱子组成环形轨道。6个驱动头使整幢住宅每天随太阳转动180°,晚上又返回到初始位置。
这种住房的设计,不仅使房间能始终充满阳光,而且,安装在房顶上的太阳能电池和聚光镜,也能均匀地受到太阳光的照射。成排的太阳能电池板上的光电池,会将太阳能转变成电能。整个建筑由电子计算机来操纵控制,所有的驱动和电脑操纵所需的能源,以及照明、供暖和生活用电,也都是由太阳能提供的。
太阳能是一种廉价而又干净的可再生能源,它取之不尽,用之不竭。假如能将太阳能收起来供人们日常生活使用,那样不仅能节约大量不可再生的能源,而且也避免了其他能源形式可能造成的污染,保护了自然环境。
我国的新能源汽车已经取得了令人瞩目的成绩。无论是生产数量还是销售数量都连续五年高居全球第一。从这样的发展速度来看,未来新能源汽车很有可能会取代燃油车。
但是我认为短时间内新能源汽车取代燃油车还有一定的难度。
新能源汽车是时代下的产物。因为石油一种非可再生能源受到了很多国家的保护,为了防止石油资源过快枯竭,各国已经开始推进新能源汽车。可是新能源汽车是以电能驱动为主,而这些电能有很多也是火石发电,同样消耗了煤炭等不可再生能源。所以日后是否以发展电能为主的新能源车还有待商榷。
单从新能源汽车和燃油车相比,新能源汽车还是有超越燃油车可能的。
首先,从车辆外观上来看,新能源汽车的外观设计语言跟传统的燃油汽车大不相同。新能源汽车前脸大部分采用了封闭式进气格栅设计,整个前脸的造型更加时尚,更加具有未来感。而且新能源汽车为了减低风阻,提高车辆的续航能力,整体的车身设计流线性更好,给人的视觉效果更强一些。
而且从驾驶体验上来看,新能源汽车的加速能力要完爆传统汽车。在现有市场上来看,有多款电动车型百公里加速能力都在四秒左右,并且市场售价仅仅在20~30万左右。而同样加速能力的燃油汽车价格大部分在百万级别。使用相对低廉的价格购买到性能强大的新能源汽车成为了很多车主的选择。
不过,新能源汽车想要彻底超越燃油汽车,还需要在产品配套上努力。作为一个新能源汽车车主,最糟心的就是充电问题。毕竟每家每户有充电桩的现象是不现实的,所以要大力发展公共充电桩。只有各项配套成熟了,新能源汽车才能真正的有所发展。
我相信每个人对选车的要求都是不一样的、我个人就比较喜欢我所选择的这台车,选车有的人注重颜值、有的注重动力、油耗配置等等。虽然说萝卜白菜各有所爱,可是在于这些偏好的选择都必须建立在汽车性能安全性之一的原则上才会考虑这款车,如今随着科技的发展车辆的安全性也越来越高,各种车的配置也越来越多,人们在选车的过程中也很难做出决定、在我买车的时候开始关注荣威RX3有不到3个月的时间、确定要提车的时候跟我表哥一起去店里看车,试驾完后表哥就把这款车给我否了、就因为表哥的一句话、辛辛苦苦研究了半天全完了。
最终选择的名爵HS这款车、听表哥说这款车还不错,也正好在我预算范围之内、到了店里看了下确实整个车设计非常英伦范、看起来好像豪华车的样子、很有气质、第一眼就被他骚气的外观所吸引住了、跟之前选择的其他车型相比颜值、空间、配置还有动力确实性价比提高了很多。而且内饰做工也非常精致、我很满意,开了有2个月时间了确实没有让我失望!值得购买的一款车。
休班跟媳妇来她工作的地方取快递,顺便拍了几张照片,很帅气,这里的风景不错!
先来简单的说说我的爱车,名字是名爵HS、小名叫大白,是一台越野车、演示方面都是裸落在外面的我就不多多的说了,相信大家都知道。就俩字好看!相信我的眼光!
爱车到手后我给他取名叫大白、因为外观看上去就是一个很有活力的大白兔、对于我这个颜值控来说外观是我最喜欢的、外观设计时尚,潮流,造型丰富,不拘一格一眼就能让你爱不释手。
圆润的大屁股看上去很
说真的,我很佩服大白的颜值,尤其是车身的腰线设计,还有前脸的进气格栅和车灯,看上去整个车很有气势。
其实只是一个简简单单的刺绣,看上去就时尚了很多,很精致,我个人特别的喜欢这里的小刺绣。好看给100分[调皮]
我重点讲讲他的斑马系统功能:斑马系统和360度无死角倒车影像,真是为司机师傅们考虑的全面周到、倒车既方便又安全,不需要把头伸出去左右乱看,只需看看中控大屏将就解决了,很方便快捷,还有就是语音控制、现在科技发展越来越快,现在出门都不带什么现金了,只要有一部手机跟一款带有互联网的小车就什么都办了,开导航、开天窗等等只需动动嘴就好了。
侧门采用了大面积的软包设计,红黑搭配简单个性时尚好看,哈哈?
这个尾灯很别致,设计风格很独特,车身上面标注的30T实际就是2.0T的,大家买车的时候一定要知道,这个动力方面杠杠的一点问题都没有,提速加速都很给力!
后备箱可以放到,空间很宽敞日常使用足足有余。
厚实的轮胎,安全感满满的。
这个Torphy的LOGO我很喜欢,正好在车身最显眼的位置,很精致美观。 媳妇还带我小逛了一下,风景还算是可以。
才发现,这里还有教堂??
随手一拍就很漂亮,对面就是一个湖,还有整片的太阳能板??发电的!
每一块板子上都有简单的介绍,诗人的作词。很有感觉!
我所在的这个地方可是国家A4级景区,是国内首家太阳能主题公园,拥有世界级再生能源五大中心,十大太阳能建筑。
拿完东西后媳妇非要带我参观黄明开发的太阳能基地公园。
这是啥生态公园呀!这个季节啥都看不到,媳妇说晚上的时候这里的灯特别好看!
最后启程回家
最后给大家再来2张爱车美照吧!过段时间回家过年打算买个气垫床可以放在车上的,后背箱放平,铺在上面正好,我之前忘了在哪一个名爵的车友群里见过了,别人买的,觉得挺好放在车上正好合适,应该很棒,求推荐[嘻嘻]求推荐…
总结:车子开了有2个月的时间了整体效果不错、希望以后也是一样的让我省心、年前去一趟4S店给爱车做个免费的SP,后期有心得了再来和大家分享下,感谢大家观看,望版主鼓励加精感谢! ??大白再次感谢坛友们前来观看!在此预祝各位2020年,身体健康、财源滚滚 鼠年吉祥!万事总如意、前途千万里!
行业主要上市公司:目前国内新能源行业的上市公司主要有隆基绿能(601012)、晶澳科技(002459)、金风科技(002202)、三峡能源(600905)、晶科科技(601778)、长江电力(600900)和中国中车(601766)等。
本文核心内容:新能源行业市场规模、新能源行业发展现状、新能源行业竞争格局、新能源行业发展前景及趋势。
行业概况
1、定义
新能源又称非常规能源,一般指在新技术基础上,可系统地开发利用的可再生能源,包含了传统能源之外的各种能源形式。一般地说,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源则通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。新能源主要包括水能、太阳能、风能、生物质能、地热能等。
根据国家统计局制定的《国民经济行业分类(GB/T
4754-2017)》,新能源行业被归入电力、热力生产和供应业(国统局代码D44)中的电力生产(D441),包含的统计4级代码有D4413(水力发电)、D4415(风力发电)、D4416(太阳能发电)、D4417(生物质能发电)、D4418(其他电力生产)。
2、产业链剖析
新能源行业上游产业主要包括太阳能、光伏、水能和风能等新能源及可再生能源发电设备制造商,以及太阳能、光伏、水能和风能等新能源及可再生能源的组件及零部件制造商。其中:新能源发电设备制造主要包括太阳能发电设备和风力发电机组、可再生能源发电设备等,目前这一领域领先的上市企业有特变电工(600089)、迈为股份(300751)和中国中车(601766)等组件及零部件制造主要包括电力和光伏组件、太阳电池芯片、太阳电池组件、太阳能供电电源、光伏设备及元器件制造等。目前这一领域领先的上市企业有晶澳科技(002459)、天合光能(688599)和通威股份(600438)等。
新能源行业中游作为整条产业链的重要环节,主要包含氢能、光伏发电、风电和水电等能源供应商该领域目前的代表上市企业有隆基绿能(601012)、金风科技(002202)、三峡能源(600905)和长江电力(600900)等
新能源行业的下游产业主要包括新能源汽车、加氢站、充电桩和输变电等公共及个人应用领域。目前在新能源汽车行业,主要上市公司有比亚迪(002594)、上汽集团(600104)、广汽集团(601238)、东风汽车(600006)和北汽蓝谷(600773)等加氢站行业上市公司主要有蓝科高新(601798)、上海电气(601727)和美锦能源(000723)等电动汽车充电桩行业主要上市公司有特锐德(300001)、国电南瑞(600406)和万马股份(002276)等输变电行业上市公司主要有长缆科技(002897)、金杯电工(002553)和平高电气(600312)等。
我国新能源行业具体产业链布局如下图:
行业发展历程:行业处在突飞猛进阶段
新能源行业在促进社会经济可持续发展方面发挥了重要作用,根据我国“十五”规划至“十四五”规划期间,国家对新能源行业的支持政策经历了从“加快技术进步和机制创新”到“因地制宜,多元发展”再到“加快壮大新能源产业成为新的发展方向”的变化。
“十五”计划(2001-2005年)时期,国家层面提出加快技术进步和机制创新,推动新能源和可再生能源产业迅速发展从“十一五”规划(2006-2010年)开始,规划提出按照“因地制宜,多元发展”的原则,在继续加快小型水电和农网建设的同时,大力发展适宜村镇、农户使用的风电、生物质能、太阳能等可再生能源“十二五”(2011-2015年)时期,国家层面提出以风能、太阳能、生物质能利用为重点,大力发展可再生能源至“十三五”期间(2016-2020年),合理把握新能源发展节奏,着力消化存量,优化发展增量,新建大型基地或项目应提前落实市场空间到“十四五”时期,根据《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》,国家在新能源的开发利用模式、加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统、完善新能源项目建设管理、保障新能源发展用地用海需求和财政金融手段支持新能源发展等方面,对我国新能源行业的发展做出了全面指引。
行业政策背景:政策加持,行业发展迅速
近年来,国务院、国家发改委、国家能源局等多部门都陆续印发了支持、规范新能源行业的发展政策,内容涉及新能源行业的发展技术路线、产地建设规范、安全运行规范、能源发展机制和标杆上网电价等内容,2014-2022年6月,我国新能源行业重点政策及政策解读汇总如下:
注:查询时间截至2022年6月20日,下同。
行业发展现状
1、新能源发电装机容量逐年上升
2017-2021年新能源发电装机容量呈逐年上升趋势。2021年,我国新能源发电装机容量达到11.2亿千瓦,占总发电装机容量的47.10%。其中,水电装机3.91亿千瓦(其中抽水蓄能0.36亿千瓦)、风电装机3.28亿千瓦、光伏发电装机3.06亿千瓦、核能发电装机0.55亿千瓦、生物质发电装机0.38亿千瓦。
2、新能源发电量稳步增长
2017-2021年新能源发电量稳步增长,2021年,全国新能源发电量达2.89万亿千瓦时,较2020年增长11.63%,其中,水电13401亿千瓦时,同比下降1.1%风电6526亿千瓦时,同比增长40.5%光伏发电3259亿千瓦时,同比增长25.1%生物质发电1637亿千瓦时,同比增长23.6%。
3、新能源消费量分析
根据《bp世界能源统计年鉴》(2021)数据显示,2016-2020年,中国新能源消费量呈逐年上升的趋势,从2016年的16.2艾焦增长到2020年的23.18艾焦,复合年增长率达到9.37%。前瞻根据中国新能源行业发展态势初步核算得到,2021年中国新能源行业消费量约为25艾焦。
4、新能源行业消纳情况分析
2022年1月,全国新能源消纳监测预警中心发布2021年12月全国新能源并网消纳情况,其中风电利用率达到100%的省市有北京、天津、上海、江苏、浙江、安徽、福建、湖北、重庆、四川、西藏、广东、广西和海南光伏利用率达到100%的省市有北京、上海、江苏、浙江、安徽、福建、湖北、重庆、四川、广东、广西、海南、江西和湖南。
5、新能源发电占总发电比重逐年递增
根据中国电力企业联合会公布的数据显示,2017-2020年中国新能源发电占总发电比重呈逐年上升的趋势。2020年,中国新能源发电占总发电比重为34.9%,比2017年增长了5.3个百分点2021年,中国新能源发电占总发电比重达到35.6%,同比提高0.7个百分点。
行业竞争格局
因目前新能源行业可量化指标较多,故行业竞争格局中的区域竞争部分仅以:各省份可再生能源电力消纳占全社会用电量的比重进行比较企业竞争格局以:2021年各光伏企业光伏组件出货量2021年各风力发电企业新增装机容量和累计装机容量进行对比2020年各水力发电企业水电装机总量及水电发电量进行对比。
1、区域竞争:青海、四川和云南位列新能源行业第一竞争梯队
根据2021年6月国家能源局发布的《2020年度全国可再生能源电力发展监测评价报告》,30个省(区、市)中,可再生能源电力消纳占全社会用电量的比重超过80%以上的3个,分别为青海、四川和云南40-80%的6个,分别为甘肃、重庆、湖南、广西、湖北和贵州20-40%的10个,分别为上海、广东、吉林、宁夏、江西、陕西、黑龙江、新疆、河南和内蒙古小于20%的11个,分别为浙江、福建、山西、安徽、辽宁、江苏、北京、海南、天津、河北和山东。
注:截至2022年6月22日,国家能源局尚未发布2021年全国可再生能源电力发展监测评价报告。
2、企业竞争格局分析
(1)光伏行业竞争格局
根据PV-Tech发布的《2021年全球组件供应商top10》,以光伏组件出货量来看,2021年光伏组件出货量前十名厂商中,中国企业包揽八席,隆基绿能、天合光能、晶澳科技依次位居2021年组件出货量全球排名前三,光伏组件出货量分别为38.52GW、24.80GW和24.069GW。据PV-Tech介绍,2021年全球光伏行业实现跨越式发展,光伏行业整体产能和出货量均超过190GW前十大组件供应商出货量超过160吉瓦,市场份额超过90%。
(2)风力发电行业竞争格局
中国可再生能源学会风能专业委员会发布的《2021年中国风电吊装容量统计简报》数据显示,新增装机容量方面,2021年中国风电市场有新增装机的整机制造企业共17家,新增装机容量5592万千瓦,排名前5家市场份额合计为69.3%,排名前10家市场份额合计为95.1%累计装机容量方面,2021年前5家整机制造企业累计装机市场份额合计达为57.3%,前10家整机制造企业累计装机市场份额合计达到81.8%其中,金风科技累计装机容量超过8000万千瓦,占国内市场的23.4%远景能源和明阳智能累计装机容量均超过3000万千瓦,占比分别为11.1%和9.6%。
(3)水力发电行业竞争格局
因存在严格的行政准入门槛、资金门槛和技术门槛等,目前,我国水电行业运营企业的数量不多,主要大型集团包括:长江电力、华能集团、华电集团、大唐集团、国家电投和国家能源等。根据企业的公开数据以及国家统计局数据计算,2020年按在水电装机总容量分析,长江电力的市场份额达12.32%,其余五大集团的市占率均在5-7.5%之间。按照水电发电量分析,长江电力的市场份额达16.75%,其余五大集团的市占率均在5.5-8.5%之间。
注:截至2022年6月22日,除大唐集团外的其他五大能源集团均为公布2021年社会责任报告,故此处仅以2020年数据为例,对我国水电行业市场竞争格局进行分析。
行业发展前景及趋势预测
1、“十四五”时期保障新能源发展用地用海需求,财政金融手段支持新能源发展
近年来,我国以风电、光伏发电为代表的新能源发展成效显著,装机规模稳居全球首位,发电量占比稳步提升,成本快速下降,已基本进入平价无补贴发展的新阶段。同时,新能源开发利用仍存在电力系统对大规模高比例新能源接网和消纳的适应性不足、土地资源约束明显等制约因素。2022年5月14日,国家发展改革委、国家能源局发布《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》(以下简称“《实施方案》”)《实施方案》在新能源的开发利用模式、加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统、完善新能源项目建设管理、保障新能源发展用地用海需求和财政金融手段支持新能源发展等方面做出了全面指引:
《实施方案》坚持统筹新能源开发和利用,坚持分布式和集中式并举,突出模式和制度创新,在四个方面提出了新能源开发利用的举措,推动全民参与和共享发展:
传统电力系统是以化石能源为主来打造规划设计理念和调度运行规则等。实现碳达峰碳中和,必须加快构建新型电力系统,适应新能源比例持续提高的要求,在规划理念革新、硬件设施配置、运行方式变革、体制机制创新上做系统性安排:
鉴于新能源项目点多面广、单体规模小、建设周期短等,《实施方案》立足新能源项目建设的规模化、市场化发展需求,继续深化“放管服”改革,重点在简化管理程序、提升服务水平上:
经过多年发展,我国已经形成了较为完善并具有一定优势的新能源产业链体系。新形势下,我国新能源产业必须强化创新驱动,统筹发展与安全,促进形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。为此,《实施方案》从提升技术创新能力、保障产业链供应链安全、提高国际化水平等方面支持引导新能源产业健康有序发展:
与传统能源相比,新能源能量密度较低,占地面积大。随着新能源规模快速扩大,土地资源已经成为影响新能源发展的重要因素。《实施方案》进一步强化新能源发展用地用海保障,通过明确用地管理政策、规范税费征收、提高空间资源利用率、推广生态修复类新能源项目等措施,推动解决制约新能源行业发展的用地困境:
“十四五”风光等主要新能源已实现平价无补贴上网,财政政策支持的方向和模式需要与时俱进,金融支持政策力度需要加大,进一步发挥财政、金融政策的作用。《实施方案》提出三方面政策举措:
2、“十四五”新能源行业发展趋势:基础设施建设能力显著提高,向国际一流水平迈进
作为绿色低碳能源,新能源是我国多轮驱动能源供应体系的重要组成部分,对于改善能源结构、保护生态环境、应对气候变化、实现经济社会可持续发展具有重要意义。
“十四五”期间,新能源发电新增装机容量将成为我国发电新增装机容量增量的主体新能源为主体的新型电力系统加快形成并且新型储能进入规模化发展阶段:
国家能源局新能源和可再生能源司司长李创军表示,在“十三五”的基础上,“十四五”期间可再生能源年均装机规模还将有大幅度的提升,到“十四五”末可再生能源的发电装机占我国电力总装机的比例将超过50%,据此,前瞻初步预测至2025年末,我国新能源装机容量可达到17亿千瓦,至2027年末,我国新能源装机容量或将达到21亿千瓦。
随着新能源装机量的稳步增长,预计至2027年我国光伏、风能、水能、火电等新能源发电量也将随之进一步高增,前瞻根据近年来我国新能源发电量以及新能源行业发展趋势初步预测至2025年末,我国新能源发电量可达到4.28万亿千瓦时,至2027年末,新能源发电量或将突破5.20万亿千瓦时。
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国新能源行业发展前景与投资战略规划分析报告》。
1.1 化石能源带来的问题
(1)能源短缺
由于常规能源的有限性和分布的不均匀性,造成了世界上大部分国家能源供应不足,不能满 足其经济发展的需要。从长远来看,全球已探明的石油储量只能用到2020年,天然气也只能 延续到2040年左右,即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二三百年〔1〕。因此,如不尽早设法解决化石能源的替代能源,人类迟早将面临化石燃料枯竭的危机局面。
(2)环境污染
当前,由于燃烧煤、石油等化石燃料,每年有数十万吨硫等有害物质抛向天空,使大气环境遭到严重污染,直接影响居民的身体健康和生活质量;局部地区形成酸雨,严重污染水土。 这些问题最终将迫使人们改变能源结构,依靠利用太阳能等可再生洁净能源来解决。
(3)温室效应
化石能源的利用不仅造成环境污染,同时由于排放大量的温室气体而产生温室效应,引起全 球气候变化。这一问题已提到全球的议事日程,其影响甚至已超过了对环境的污染,有关国 际组织已召开多次会议,限制各国CO2等温室气体的排放量。
1.2 阳能资源及其开发利用特点
(1)储量的“无限性”
太阳能是取之不尽的可再生能源,可利用量巨大。太阳每秒钟放射的能量大约是1.6×1023kW,其中到达地球的能量高达8×1013kW,相当于6×109t标准煤。按此计算,一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.892×1013千亿t,是目前世界主要能源探明储量的一万倍〔2〕。太阳的寿命至少尚有40亿年,相对于人类历史来说,太阳可源源不断供给地球的时间可以说是无限的。相对于常规能源的有限性,太阳能具有储量的“无限性”,取之不尽,用之不竭。这就决定了开发利用太阳能将是人类解决常规能源匮乏、枯竭的最有效途径。�
(2)存在的普遍性
虽然由于纬度的不同、气候条件的差异造成了太阳能辐射的不均匀,但相对于其他能源来说,太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性,可就地取用。这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。�
(3)利用的清洁性
太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样,其开发利用时几乎不产生任何污染,加之其储量的无限性,是人类理想的替代能源。
(4)利用的经济性
可以从两个方面看太阳能利用的经济性。一是太阳能取之不尽,用之不竭,而且在接收太阳能时不征收任何“税”,可以随地取用;二是在目前的技术发展水平下,有些太阳能利用已具经济性,如太阳能热水器一次投入较高,但其使用过程不耗能,而电热水器和燃气热水器在使用时仍需耗费,有关研究结果表明〔3〕,太阳能热水器已具很强的竞争力。随着科技的发展以及人类开发利用太阳能的技术突破,太阳能利用的经济性将会更明显。
1.3 21世纪后期太阳能将占主导地位
世界各国,尤其发达国家对21世纪的能源问题都特别关注。由于化石能源储量的有限性和利用的污染性,各国专家都看好太阳能等可再生能源,尽管目前太阳能的利用仅在世界能源消 费中占很小的一部分。如果说20世纪是石油世纪的话,那么21世纪则是可再生能源的世纪, 太阳能的世纪。据权威专家估计〔4〕,如果实施强化可再生能源的发展战略,到下世纪中叶,可再生能源可占世界电力市场的3/5,燃料市场的2/5。在世界能源结构转换中, 太阳能处于突出位置。美国的马奇蒂博士对世界一次能源替代趋势的研究结果(如图1所示) 表明,太阳能将在21世纪初进入一个快速发展阶段,并在2050年左右达到30%的比例,次于核能居第二位,21世纪末太阳能将取代核能居第一位〔5〕。壳牌石油公司经过长期 研究得出结论,下一世纪的主要能源是太阳能;日本经济企划厅和三洋公司合作研究后则更 乐观地估计,到2030年,世界电力生产的一半将依靠太阳能〔2〕。正如世界观察研 究所的一期报告所指出:正在兴起的“太阳经济”将成为未来全球能源的主流。其最新一期 报告则指出,1997年全球太阳电池的销售量增长了40%,已成为全球发展最快的能源①①。
2太阳能开发利用技术及其产业化的现状与发展趋势�
人类利用太阳能已有几千年的历史,但发展一直很缓慢,现代意义上的开发利用只是近半个 世纪的事情。1954年美国贝尔实验室研制出世界上第一块太阳电池,从此揭开了太阳能开发 利用的新篇章。之后,太阳能开发利用技术发展很快,特别是70年代爆发的世界性的石油危 机有力地促进了太阳能开发利用。经过近半个世纪的努力,太阳能光热利用技术及其产业异 军突起,成为能源工业的一支生力军。迄今为止,太阳能的应用领域非常广泛,但最终可归 结为太阳能热利用和光利用两个方面。太阳能利用的具体形式和用途如图2所示〔2〕。�
图2太阳能利用系统
2.1太阳能热利用及其产业发展�
根据可持续发展战略,太阳能热利用在替代高含碳燃料的能源生产和终端利用中大有用武之 地。从图2可以看出,太阳能热利用具有广阔的应用领域,可归纳为太阳能热发电(能源产出 )和建筑用能(终端直接用能),包括采暖、空调和热水。当前太阳能热利用最活跃、并已形 成产业的当属太阳能热水器和太阳能热发电。�
2.1.1 太阳能热水器�
在世界范围内,太阳能热水器技术已很成熟,并已形成行业,正在以优良的性能不断地冲击 电热水器市场和燃气热水器市场。国外的太阳能热水器发展很早,但80年代的石油降价,加 之取消对新能源减免税优惠的政策导向,使工业发达国家太阳能热水器总销售量徘徊在几十万平方米。据报道,1992年国外太阳能热水器总量为45万m2,其中日本为20万m2,美国 为12万m2,欧洲为8万m2,其他国家为5万m2。世界环境发展大会之后,许多国家又开 始重视太阳能热水器在节约常规能源和减少排放CO2方面的潜力,仅据美国加州首府萨克 门托市的计划,到2000年太阳能热水器将取代该州47000套家用电热水器;到2000年日本太 阳能热水器的拥有量将翻一番;以色列更是明文规定,所有新建房屋必须配备太阳能热水器 。目前,我国是世界上太阳能热水器生产量和销售量最大的国家。1992年销售量为50万m2 ,为世界其他各国销售量之和;1995年销售量翻番,达100万m2。据初步统计,1997年我 国太阳能热水器销售量300万m2,目前,我国从事太阳能热水器研制、生产、销售和安装 的企业达到1000余家,年产值20亿元,从业人数1.5万人能源工程,1999 ,(1):59。但从房屋的热水器安装率来说,以色列已达80%,日本为11%,台 湾达2.7%.〔6〕.,我国在千分之几左右,其太阳能热水器的推广应用潜力仍很大。国 际上,太阳能热水器产品经历了闷晒式、平板式、全玻璃真空管式的发展,目前其产品的发 展方向仍注重提高集热器的效率,如将透明隔热材料应用于集热器的盖板与吸热间的隔层, 以减少热量损失;聚脂薄膜的透明蜂窝已在德国和以色列批量生产。.
随着世界范围内的环境意识和节能意识的普遍提高,太阳能热水器必将逐步替代电热水器和 燃气热水器。虽然太阳能热水器目前仍存在市场价格高、受季节和天气影响的不利因素,但 太阳能热水器具有不耗能、安全性、无污染性等优势,而且随着技术的发展其经济性也逐渐 显露出来。表1为三种热水器的经济指标比较结果.〔3〕.,从中可以看出,太阳能热水 器在经济上已具有较强的竞争力。��
表1三种热水器经济指标对比
项目品种寿命(年)
使用天数 (天)
购置费用�(元)
运行费用�(元)
总投资�(元)
备 注
太阳能热水器
10~15
300*2300
250
2550
均以日
产水量电热水器
5~8
300
1000
4500
550080kg
水温40燃气热水器
6
300
5003
700420
0~60℃计算
*有关专家认为该数字应为250天左右。��
2.1.2 太阳能热发电技术�
80年代太阳能热利用技术的最大突破是实现了太阳能热发电的商业化。Luz国际公司在美国 南加州自1984年至1991年共建造了9个柱形抛物槽镜分散聚光系统的太阳能热发电站,总功 率为354MW,约占当地电网容量的2%〔7〕。9座电站中最大的容量为80MW,约有900条 聚光槽组成。由于美国政府和州政府先后在1991年取消对太阳能电站的投资减免税优惠政策 ,迫使第10号电站停建,公司宣告破产。另一颇具实力的Solel公司也在致力于太阳能热发 电,它于1992年接收了破产的Luz公司的技术,将开发市场瞄向澳大利亚、以色列和北美洲 。Solel公司自称具有建造300MW大型太阳能热发电站的能力。该公司已开始在澳大利亚建造 一座70MW的槽型太阳能热发电装置,并计划在以色列建一座200MW的电站,同时正在洽谈在 北美洲和另两洲建三座电站,每座200~300MW。Solel公司在澳大利亚的另一目标是2000年 的悉尼奥运会,它和米尔斯公司将合建一个太阳能热发电的联合体,为奥运村旅馆和运动会 主会场提供10MW的电力〔7〕。希腊政府1997年开始实施一项500MW的太阳能热发电 项目,计划于2003年完工,届时将是世界上最大的太阳能电站。此外,它的阿莫科石油公司 将在印度沙漠地区建造一座更大的太阳能热电站沙特阿拉伯《中东报》,1997年12 月1日报道。�
目前,太阳能热发电在技术上和经济上可行的三种形式是:①30~80MW线聚焦抛物面槽式太 阳热发电技术(简称抛物面槽式);②30~200MW点聚焦中央接收式太阳热发电技术(简称塔式 );③7.5~25kW的点聚焦抛物面盘式太阳能热发电技术(简称抛物面盘式)。在上述三种技 术中,抛物面槽式领先一步,美国加州的9座太阳热发电站可以代表槽式热发电技术的发展 现状。塔式太阳热发电技术也是集中供电的一种适用技术,目前只有美国巴斯托建的一座叫 “SolarⅡ”的电站,功率为43MW,该电站成功运行两年后,两家美国电力公司计划建两座1 00MW的电站〔8〕。为了提高塔式电站的效率,有人提出了一种新想法〔8〕, 把带有太阳能塔的定日镜阵列附加到先进联合循环电站上作为燃料节省装置,采用甲烷重整 工艺,以太阳能提高天然气等级。抛物面盘式太阳热发电技术很适合于分散式发电,可以在 偏远地区用作独立系统。作为太阳能供电的一种方式,太阳热发电技术在经济上是可行的, 而且有较大的市场潜力。在美国加州的太阳热发电站建造过程中,由于技术进步及容量的增 大,电站的装机造价和发电成本显著下降,1984年Ⅰ号电站(14MW)造价为5979美元/kW,发 电成本26.5美分/kWh;到1990年的Ⅷ号电站(80MW),造价降至3011美元/kW,发电成本降到 8.9美分/kWh.〔9〕.。因此,抛物面槽式在太阳能丰富的地区,经济上已能与燃油的 火力电站竞争。我国西南电力设计院曾对西藏地区以引进Luz公司太阳能热电站进行估算, 如果考虑设备的折旧和还贷,太阳能热电站和火力发电站的发电成本均为1.1元/kWh,如果 不考虑设备折旧,仅计入运行和维护费用,则太阳能电站的发电成本为0.1元/kWh,而火力 发电站的成本为0.8元/kWh.〔9〕.。有人估算过13种太阳热电站在不同日照射条件下 的发电成本.〔8〕.,结果表明,随着年产电量的增加,主要是随着机组容量的增大、 日射强度的增高、部件和系统的进一步改进,发电成本显著下降。进而对地中海国家的太阳 能热发电应用进行过可行性研究,认为太阳能的热利用在这一地区具有特殊重 要性,具有巨大的市场潜力。一方面,地中海国家技术水平高、资金雄厚,且有很好的太阳 热发电示范和早期商业化基础;另一方面,未来几十年里,地中海国家能源需求量大,每年 要新增5~6GW,加之该地区太阳能资源丰富,年辐射强度大于1700kWh/m\+2的面积达到700 万km\+2,太阳热可发电容量达1200GW,是目前全球电力需求的4倍。所有这一切形成了地中 海地区广阔的太阳能热发电市场。� 2�2太阳能光电技术及其产业�
2.2.1太阳能光电已成为全球发展最快的能源�
50年代第一块实用的硅太阳电池的问世,揭开了光电技术的序幕,也揭开了人类利用太阳能 的新篇章。自60年代太阳电池进入空间、70年代进入地面应用以来,太阳能光电技术发展迅 猛。世界观察研究所在其最近一期研究报告中指出,利用太阳能获取电力已成为全球发展最 快的能量补给方式。报告说,1990年以来,全球太阳能光伏发电装置的市场销售量以年平均 16%的幅度递增,目前总发电能力已达800MW,相当于20万个美国家庭的年耗电量太阳能,1998,(4):22。�
2.2.2提高转换效率、降低成本是光电技术发展的关键�
当前影响光电池大规模应用的主要障碍是它的制造成本太高。在众多发电技术中,太阳能光 电仍是花费最高的一种形式,因此,发展阳光发电技术的主要目标是通过改进现有的制造工 艺,设计新的电池结构,开发新颖电池材料等方式降低制造成本,提高光电转换效率。近年 来,光伏工业呈现稳定发展的趋势,发展的特点是:产量增加,转换效率提高,成本降低, 应用领域不断扩大。目前,世界太阳电池年产量已超过150MW,是1944年产量的两倍还多, 如表2所示。单晶硅太阳电池的平均效率为15%,澳大利亚新南威尔士大学的实验室效率已 达24.4%;多晶硅太阳电池效率也达14%,实验室最大效率为19.8%;非晶硅太阳电池的稳 定效率,单结6~9%,实验室最高效率为12%,多结电池为8~10%,实验室最高效率为11.83 %.〔10〕.。表3��〔11〕�为有关研究人员所做的太阳能电池组件的效率预测。由于 生产规模的扩大,生产工艺的改进,晶体硅太阳电池组件的制造成本已降至3~3�5美元/W �p,售价也相应降到4~5美元/W�p;非晶硅太阳能电池单结售价3~4美元,多结售价为4~5 美元/W�p��〔10〕�。与十年前相比,太阳光电池价格普遍降低了20%。最近,瑞士联邦 工学院M·格雷策尔研制出一种二氧化钛太阳能电池,其光电转换率高达33%,并成功地采用 了一种无定形有机材料代替电解液,从而使它的成本比一块差不多大的玻璃贵不了多少,使 用起来也更加简便��〔12〕�。可以预料,随着技术的进步和市场的拓展,光电池成本及 售价将会大幅下降。表4��〔13〕�为地面用光伏组件成本/价格的预测结果,表5为美国 国家可再生能源实验室对太阳电池成本与市场的关系所做的估计��〔14〕�。对比表4, 表5,可以看出,2010年以后,由于太阳能电池成本的下降,可望使光伏技术进入大规模发 展时期。��
表2世界光电组件的产量及年增长率
年份1989199019911992199319941995199619971998
年产量(MW)42.047.054.058.261.070.781.090.612 2150年增长率(%)12%15%8%5%16%15%12%35%23%�
表4地面用太阳能电池组件成本/价格预测(美元)
电池种类1990199520002010
单晶硅3.25/5.402.40/4.001.50/2.501.20/2.00
多晶硅3.00/5.002.25/3.751.50/2.501.20/2.00
聚光电池3.00/5.002.00/3.301.20/2.001.00/1.67
非晶硅3.00/5.002.00/3.331.20/2.000.75/1.25
薄膜硅2.00/3.331.20/2.000.75/1.25
CIS2.00/3.331.20/2.000.75/1.25
CdTe1.50/2.501.20/2.000.75/1.25�
表5太阳能电池成本与市场的关系
太阳能电池成本�(美元/峰瓦)可进入的市场
>6少量应用2~5通信、边远地区
1~2城市屋顶系统<1大规模发电
表3商品化光伏直流组件效率预测(%)
电池技术199019952000 2010
单晶硅12151822
浇铸多晶硅11141620
带状硅12141721
聚光器(光电池)17202530
非晶硅(包括叠层电池)5~67~91014
CuInSe\-2-8~101214
CdTe-8~101214
低成本基片硅薄膜-8~101215
球粒电池-101214\= 2�2�3光伏新技术发展日新月异�
近年来,围绕光电池材料、转换效率和稳定性等问题,光伏技术发展迅速,日新月异。晶体 硅太阳能电池的研究重点是高效率单晶硅电池和低成本多晶硅电池。限制单晶硅太阳电池转 换效率的主要技术障碍有:①电池表面栅线遮光影响;②表面光反射损失;③光传导损失; ④内部复合损失;⑤表面复合损失。针对这些问题,近年来开发了许多新技术,主要有:① 单双层减反射膜;②激光刻槽埋藏栅线技术;③绒面技术;④背点接触电极克服表面栅线遮 光问题;⑤高效背反射器技术;⑥光吸收技术。随着这些新技术的应用,发明了不少新的电 池种类,极大地提高了太阳能电池的转换效率,如澳大利亚新南威尔士大学的格林教授采用 激光刻槽埋藏栅线等新技术将高纯化晶体硅太阳能电池的转换效率提高到24.4%,他在1994 年5月表示能用纯度低100倍的硅制成高效光电池,约在10年后采用该类电池的太阳能发电成 本可降至5~8美分/kWh.〔15〕.。光伏技术发展的另一特点是薄膜太阳能电池研究取得 重大进展和各种新型太阳能电池的不断涌现。晶体硅太阳能电池转换效率虽高,但其成本难 以大幅度下降,而薄膜太阳能电池在降低制造成本上有着非常广阔的诱人前景。早在几年 前,澳大利亚科学家利用多层薄膜结构的低质硅材料已使太阳能电池成本骤降80%,为此, 澳大利亚政府投资6400万美元支持这项研究,并希望10年内使该项技术商业化.〔16〕.。�
高效新型太阳能电池技术的发展是降低光电池成本的另一条切实可行的途径,近年来,一些 新型高效电池不断问世。专家推断,只要有一二种取得突破,就会使光电池局面得到极大的 改观。�
(1)硒化铜铟(CuInSe\-2,CIS)薄膜太阳能电池..〔17〕.:1974年CIS电池在美国问世,1 993年美国国家可再生能源实验室使它的本征转换效率达16.7%,由于CIS太阳能电池具有成 本低(膜厚只有单晶硅的1/100)、可通过增大禁带宽度提高转换效率(理论值为单晶30%,多 晶24%)、没有光致衰降、抗放射性能好等优点,各国都在争相研究开发,并积极探索大面积 应用的批量生产技术。�
(2)硅-硅串联结构太阳能电池〔18〕:通过非晶硅与窄禁带材料的层叠,是有效利用 长波太阳光,提高非晶硅太阳能电池转换效率的良好途径。研究表明,把1.3ev和1.7ev光 学禁带度组合起来的薄膜非晶硅与多晶硅串联电池转换效率最高。它具有成本低、耗能少、 工序少、价廉高效等优点。�
(3)用化学束外延(CBE)技术生产的多结Ⅲ-Ⅴ族化合物太阳能电池〔19〕:Ⅲ-Ⅴ族化 合物(如GaAs,InP)具有较高的光电转换效率,这些材料的多层匹配可将太阳能电池转换效率 提高到35%以上。而这种多层结构很容易用CBE法制作,并能以低于1美元/W�p的成本获得超 高效率。�
(4)大面积光伏纳米电池〔20〕:1991年瑞士M.Grtzel博士领导的研究小组 ,用纳米TiO\-2粉水溶液作涂料,和含有过渡族金属有机物的多种染料及玻璃等材料制作出 微晶颜料敏感太阳能电池,简称纳米电池。计算表明,可制造出转换效率至少为12%的低成 本电池。这种电池为大面积应用于建筑物外表面提供了广阔的前景。�
2.2.4各国的光伏计划雄心勃勃�
随着太阳能光电技术的日趋成熟和商业化发展,太阳能光电技术的推广应用有了长足的进展 。目前,已建成多座兆瓦级光伏电站,最大的是位于美国加州的光伏电站,容量为6.5MW. p,现正在希腊克里特岛建造的一座阳光电站,容量为50MW.p,估计2003年可建成供电,总 投资1775万美元新能源,1997,19(2):23。而在美国准备建造的另一座电 站规模将达到100MW.p,已与太阳能热发电站容量相匹敌。除此之外,一些国家推出的屋顶 计划将更引人注目,显示了阳光发电的广阔应用前景和强大的生命力。1990年,德国政府率 先推出的“千顶计划”,至1997年已完成近万套屋顶光伏系统,每套容量1~5kW.p,累计 安装量已达33MW.p,远远地超出了当初制定的计划规模。日本政府从1994年开始实施“朝 日七年计划”,计划到2000年安装16.2万套屋顶系统,总容量达185MW.p,1997年又再次 宣布实施“七万屋顶计划”,每套容量扩大到4kW.p,总容量为280MW.p。印度于1997年12 月宣布在2002年前推广150万套太阳能屋顶系统。意大利1998年开始实施“全国太阳能屋顶 计划”,总投入5500亿里拉,总容量达50MW.p。而最雄心勃勃的屋顶计划当属1997年6月美 国总统克林顿宣布实施的美国“百万屋顶计划”,计划从1997年开始至2010年,将在百万个 屋顶上,安装总容量达到3025MW.p的光伏系统,并使发电成本降到6美分/kWh。上述各国屋 顶计划的实施,将有力地促进太阳能光电的应用普及,使太阳能光电进入千家万户。�
与此相呼应,当前世界上实力雄厚的10家光伏公司,虽然目前的生产能力都不大,但都有雄 心勃勃的扩展计划。各公司年产目标为:Kyocera公司和夏普公司60MW,BP太阳能公司50MW ,西门子公司和Solarex公司30MW,壳牌/Pilington公司和ASE公司25MW,Photo wott公司, AP公司和三洋/Solec公司15MW。据美国Spire公司预测,2003年世界光电池的生产能力将达 到350MW,而2010年的光电池组件交易量将达到700~4000MW/年②�。�
光伏技术发展的趋势,近期将以高效晶体硅电池为主,然后逐步过渡到薄膜太阳能电池和各 种新型太阳能光电池的发展。应用上将从屋顶系统突破,逐步过渡到与建筑一体化的大型并 网光伏电站的发展。�
2.3太阳能光电制氢�
70年代科学家发现:在阳光辐照下TiO2之类宽频带间隙半导体,可对水的电解提供所需能 量,并析出O2和H2,从而在太阳能转换领域产生了一门新兴学科--光电化学。随着光 电化学及光伏技术和各种半导体电极试验的发展,使得太阳能制氢成为发展氢能产业的最佳 选择。�
1995年,美国科学家利用光电化学转换中半导体/电介质界面产生的隔栅电压,通过固定两 个光粒子床的方法,来解决水的光催化分离问题取得成功〔22〕。其两个光粒子床概 念的光电化学水分解机制为:�
H2的光反应4H2O+4M°→2H2+4OH-+4M+�
O2的光反应4OH-+M+→O2+2H2O+4M°�
净结果为:2H2O→2H2+O2(其中M为氧化还原介质)�
近来,美国国家可再生能源实验室还推出了一种利用太阳能一次性分解成氢燃料的装置。该 装置的太阳能转换率为12.5%,效率比水的二步电解法提高一倍,制氢成本也只有电解法的 大约1/4〔23〕。日本理工化学研究所以特殊半导体做电极,铂对极,电解质为硝酸 钾,在太阳光照射下制得了氢,光能利用效率为15%左右〔24〕。�
在太阳能制氢产业方面,1990年德国建成一座500kW太阳能制氢示范厂,沙特阿拉伯已建成 发电能力为350kW的太阳能制氢厂〔24〕。印度于1995年推出了一项制氢计划,投资4 800万美元,在每年有300个晴天的塔尔沙漠中建造一座500kW太阳能电站制氢,用光伏-电解 系统制得的氢,以金属氧化物的形式贮存起来,保证运输的安全新能源,17(3),19 95,19。自90年代以来,德、英、日、美等国已投资积极进行氢能汽车的开发。美 国佛罗里达太阳能中心研究太阳能制氢(SH)已达10年之久,最近用SH作为汽车燃料-压缩天 然气的一种添加剂,使SH在高价值利用方面获得成功〔25〕,为氢燃料汽车的实用化 提供了重要基础。其他,在对重量十分敏感的航天、航空领域以及氢燃料电池和日常生活中 “贮氢水箱”的应用等方面氢能都将获得特别青睐。�
由于氢是一种高效率的含能体能源,它具有重量最轻、热值高、“爆发力”强、来源广、品 质纯净、贮存便捷等许多优点
文 智造前研
1934 年,在国际奥委会雅典会议上决定,恢复部分古代奥运会旧制。规定运动会期间,从开幕日期至闭幕式止,在主体场燃烧奥林匹克圣火。火种必须来自奥林匹亚,采取火炬接力方式从奥林匹亚传到主办国。
自此之后,从 1936 年柏林奥运会起,点燃奥林匹克火焰是每届奥运会开幕式不可缺少的仪式之一,延续至今已经经过了 39 届。而在这 39 届奥运会中,奥运火炬从设计、材质以及燃料都发生了巨大的变化,在兼顾美学与实用的平衡中,绿色环保的概念也逐渐渗透在火炬之中,见微知著,奥运火炬变迁的背后是一场能源变革。
柏林奥林匹克 体育 场的主火炬呈三脚架形状,灵感来自古希腊的图案,大约有 2.20 米高。柏林奥运圣火传递为第一次成功举办的圣火传递,媒体、电台和拍摄奥运会官方电影的团队都对此进行了记录和报道。
在第一次奥运火炬传递之前,1928 年阿姆斯特丹奥运会和 1932 年洛杉矶夏季奥运会都有标志性的主火炬点燃仪式。然而,点燃主火炬的火种并非采集自奥林匹亚,也没有通过传递的方式被运送到开幕式现场。
使用火炬传递圣火的想法并不是突发奇想。受到古代方法启发组委会最初的想法是将圣火保存在树茎上,这种树茎取自地中海的一种树,这种树以燃烧缓慢而闻名。但是,从实际出发,最终采用了火炬传递的方式。由于市场上没有符合要求的火炬,组委会决定制作特定火炬。
(图为 1936 年柏林奥运会火炬,银色钢制材质,整个火炬 70 厘米,其中支架 28 厘米,燃料采用镁管、易燃膏。燃烧时间至少为 10 分钟)
现代奥运会火炬传递仪式,经历了三个发展时期 1896 至 1932 年的酝酿萌芽期、1936 至 1980 年的仪式形成期和 1984 年至今的创新发展期。经过 80 余年的发展完善,火炬传递已经形成了完善的仪式。智造前研对过去的 39 届奥运会的火炬细节做了详细的统计。
奥运火炬的传递需路经各种自然环境,冬奥会火炬尤其要注意应对冬季地温、多风、多雨雪的气候条件。历届奥运火炬设计都必须通过极为严苛的环境技术测试,在风雨交加、大雪纷飞的各种恶劣的气候条件下,均需保证火炬熊熊燃烧产生明亮的火焰,且需要考虑手持奔跑的传递姿态下,确保火炬火焰燃烧时火炬手的安全。
此外,对于一些特殊环境,也需针对性的做出技术调整和突破,以使用极端传递环境的严苛挑战。而燃料作为火炬燃烧的核心成分,一直是火炬设计者精心考虑的重要方面,除了受到化学工业发展水平的影响外,节能、环保、燃烧安全及火焰颜色等均是影响火炬燃料选择的因素。
通过上图我们可以看到,早期的奥运会火炬主要是以金属镁作为燃料。镁的熔点为 65.1 摄氏度。在空气中就能点燃燃烧,发出耀眼的白光。但镁十分活泼,同时由于成本较高,燃烧颜色不够美观,后不再采用。
天然树脂松香也曾短暂的出现在奥运会火炬燃料中,但是树脂在燃烧过程中会产生大量有毒气体和烟雾,而且有刺鼻的气味。燃烧中途易熄灭,火焰的焰色也并不美观,因此天然树脂松香也只是昙花一现。
液化石油气出现在了 1972 年慕尼黑奥运会上,但液化石油气是一种易燃物质,空气中含量超标后遇明火即爆炸。同时在燃烧的过程中对附近的观众的身体 健康 和生态环境也造成了不低的危害和污染,之后也淡出了奥运会的火炬之中。
火药、汽油、酒精和特制橄榄油等等也在奥运会的 历史 上短暂的留下了一笔,1996 年亚特兰大夏奥会首次以丙烯作为燃料,丙烯燃烧虽然可以产生清晰显目的火焰,但却会产生污染严重的黑烟。2000 年悉尼夏奥会火炬采了用更为环保的混合燃气,丙烷和丁烷以 35:65 的比例混合燃烧产生的火焰无烟尘且清晰明亮。
此外,丁烷丙烷混合燃料沸点低,在常温常压下易气化的特点大大减轻了燃料罐的重量,且更为经济。在此之后举办的 2004 年雅典夏奥会、2006 年多哈亚运会等,均采用了相似的燃料方案。
近代奥运会的火炬燃料通常采用的是丙烷,价格低廉且温度范围比较宽,常温加压后更易液化,便于贮存在火炬中。丙烷燃烧只形成水蒸气和二氧化碳,没有其他物质,不会对环境造成污染,属于清洁燃料,符合“绿色奥运”的理念。同时丙烷气体燃烧的火焰颜色为亮黄色,这样的颜色便于识别和电视转播、新闻摄影的需要。这也使得丙烷成为了众多奥运会火炬燃料的首选。
2020 年东京奥运会和 2022 年北京冬奥会的火炬燃料都采用了氢气,但两者之间也存在本质上的差别。当时日本计划借助东京奥运势头,大力发展氢能。不仅有丰田车企提供的氢能大巴、作为运动员往返场馆与奥运村之间的工具,同时日本政府还专门在奥运村附近建设了加氢站。但氢能利用涉及“制备、储存、运输、应用”多个环节,对氢能综合利用水平要求很高。最终由于受到氢燃料电池市场空间小,制氢、储氢、运氢等环节仍有技术瓶颈,同时成本层面也面临着很大的压力,再加上疫情控制不力等因素影响,最终奥运氢能源秀只能搁浅。
而北京 2022 年冬奥会却顺利实现了氢能利用的多个场景,开展制、储、运、加氢全供应链建设,氢能发动机已装配在公交、物流等不同车型;试制氢燃料电池发电车作为赛事场馆应急电源备用,配置输出功率为 400kW 氢燃料电池发电系统,可实现无时差供电切换。北京冬奥会将在延庆和张家口赛区投入 789 辆氢燃料大巴车服务赛事,赛后将转换为城市公交。氢能在北京冬奥会的应用,推动了氢能在交通、发电、供能、工业等多领域全场景示范推广应用,带动全产业链技术进步与产业规模化、商业化发展。
(2022 年北京冬奥会火炬设计灵感:北京将是第一个先后举办过夏奥会和冬奥会的“双奥之城”。2022 年北京冬奥会火炬是向中国首都的奥运遗产致敬,设计上和 2008 年北京奥运会主火炬造型相似,看起来像一个大卷轴。)
目前京张尤其是张家口已形成产业链齐全,具备一定发展潜力的氢能产业发展格局。值得一提的是,2 月 4 日,北京冬奥会张家口赛区火炬台创新采用绿氢作为燃料,点亮冬奥史上首支“绿氢”火炬。氢气被认为是最为清洁环保的燃料,其燃烧产物只产生能量和水,是完全的零排放燃料。而根据氢气制备的来源,以煤炭为原料制取的氢气被称作“灰氢”,以天然气为原料制备的氢气被称为“蓝氢”,用可再生能源电解水制备的氢气被称为“绿氢”,是最为环保绿色的氢气。
百年奥运火炬的变迁是全球能源领域大调整、大变革的缩影,全球能源技术创新进入高度活跃期,呈现多点突破、加速应用、影响深远等特点。供给侧的可再生能源、非常规油气已进入大规模应用阶段,需求侧的电动 汽车 和转化环节的智能电网处在市场导入期,可燃冰开发、碳捕获封存等技术有望取得新突破。能源技术革命已经引发了产业革命,将对能源供应结构、生产和利用方式、产业组织、地区格局产生深远影响,并将引领全球进入新一轮工业革命。
1、特斯拉:特斯拉(Tesla)汽车公司成立于2003年,只制造纯电动车,总部设在了美国加州的硅谷地带,特斯拉Tesla汽车集独特的造型、高效的加速、良好的操控性能与先进的技术为一身,从而使其成为公路上最快且最为节省燃料的车子;
2、比亚迪:2003年,比亚迪正式收购西安秦川汽车有限责任公司(现“比亚迪汽车有限公司”),进入汽车制造与销售领域,开始民族自主品牌汽车的发展征程。发展至今,比亚迪产业格局日渐完善并已迅速成长为中国最具创新的新锐新能源汽车品牌;
3、吉利汽车:浙江吉利控股集团有限公司是一家以汽车及汽车零部件生产经营为主要产业的大型民营企业集团,始建于1986年,经过十八年的建设和发展,现如今吉利汽车大力发展新能源汽车,旗下的纯电动汽车和混合动力汽车得到了市场一致肯定;
4、奇瑞汽车:奇瑞汽车股份有限公司成立于1997年1月8日,注册资本41亿元。公司跳出传统汽车能源动力,大力推进研发新能源汽车,旗下S18是目前中国第一款以微型车为平台的电动汽车。据业内人士介绍,该车的单次充电范围可达120公里,足以满足日常城市的使用需求;
5、长安汽车:长安汽车以“引领汽车文明、造福人类生活”为使命,致力于为全球消费者提供节能环保、安全时尚、经济适用的汽车。特别是在新能源领域走在了行业领先水平。2007年,中国第一台氢内燃机在长安成功点火,中国第一辆产业化混合动力轿车杰勋下线。
但是,不能否认新能源车的未来。现在的电动车在新能源 汽车 里边只能算小学生吧,是用来提升技术和用来积累经验的。再怎么说汽油是不可再生能源,加上截止2019年10月14日,全球 230 个国家人口总数为7,579,238,198人。啧啧,每天消耗的能源自己想想。
国内目前的新能源车,造价高,性价比比不上传统 汽车 ,很多车主苦于没摇到号才上了绿牌,很多走以租代售政策,虽然安慰着说充电便宜,而很多日本双擎都非常省油,重要的是安全,可以开很久,修车有技术基础保障。
但是,如果在北上广这些限制拍照的地方,啧啧,新能源还是非常不错的。这一点那些摇号摇了3年甚至更久的应该深有体会吧。
我持正方观点,新能源车好。要知道现在很有家庭都会购车,而现在市面上大部分车都是燃油车,光是油耗这块就是很大的问题。而新能源车就在这块给予了很大帮助,省油还有补贴,挺划算的。
再就是 汽车 市场的新能源车花样百出,一定要选择靠谱的,丰田卡罗拉双擎e+这车就挺不错的。
首先,卡罗拉拥有很辉煌的 历史 ,在全世界也不乏拥戴者,据统计全球的销量已经突破4700万台。大家对卡罗拉的印象也是质量好,技术高,耐久性强等,而卡罗拉双擎E+更是差不了哪去,所以我认为这是一台让消费者放心去买的新能源车。
卡罗拉双擎E+是一汽丰田旗下首款纯电动车型,更是卡罗拉双擎的升级版本。造型上也延续了卡罗拉的风格,只用蓝底标识表明了它新能源车的身份。整体颜值还是很高的。
由于卡罗拉家族的良好传统,所以在起点上也要比同级的竞争对手高一个截,它的续航能力是985KM,百公里的综合也才是1.3L。还有卡罗拉双擎的充电方式也很灵活,它可以在家安装充电桩,在家里就能解决充电问题,可以说做到了正真程度上的省油,省心。单从这一点来说也就卡罗拉双擎E+能做到。
再比如像广州,深圳这个地区,不仅要等摇号还要加上购置税,这也是一笔不小的开销,而卡罗拉双擎E+不限行,不用摇号,还送绿牌,比普通的燃油车要更方便。
所以不是新能源车好不好,而且要看哪个牌子的车性价比更好,而卡罗拉双擎E+凭着卡罗拉家族一直以来的高品质来要求自己,一定能打消消费者的顾虑的
非常感谢悟空邀请!在这里能为你解答这个问题,让我带领你们一起走进这个问题,现在让我们一起探讨一下。
就目前而言,我觉得不算太好,问题有点多,充电速度,充电设施,续航,电池自燃,车位,保值等等
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但是,不能否认新能源车的未来。现在的电动车在新能源 汽车 里边只能算小学生吧,是用来提升技术和用来积累经验的。再怎么说汽油是不可再生能源,加上截止2019年10月14日,全球 230 个国家人口总数为7,579,238,198人。啧啧,每天消耗的能源自己想想。
国内目前的新能源车,造价高,性价比比不上传统 汽车 ,很多车主苦于没摇到号才上了绿牌,很多走以租代售政策,虽然安慰着说充电便宜,而很多日本双擎都非常省油,重要的是安全,可以开很久,修车有技术基础保障。
但是,如果在北上广这些限制拍照的地方,啧啧,新能源还是非常不错的。这一点那些摇号摇了3年甚至更久的应该深有体会吧
在以上的分享关于这个问题的解答都是个人的意见与建议,我希望我分享的这个问题的解答能够帮助到大家。
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我最后在这里,祝大家每天开开心心工作快快乐乐生活, 健康 生活每一天,家和万事兴,年年发大财,生意兴隆,谢谢!
现目前电动车技术不不完善,发展不成熟。尤其是电池这一块,我们国家做得并不是太好,而且有很多企业在骗补贴,没有真正为了造车而造车。如果你想买电动车的话最好买现在的电动领域标杆特斯拉,当然现在电桩少也是一个问题。因此我不建现在买电动车
好啊,北汽新能源EU260这个车就可以,我自己就在开这个车,耗电量相对来说比较的低,而且开着也比较的顺手。
在好的电车也没有五菱宏光好!
厂家得免费送5根拖车绳和一个燃煤炉!
利大于弊,不要永远说续航短,现在手机只能用一天,功能机能待机半个月一样没人用了,总会发展的,理性看待。
说实话不好,
中国科学院广州能源研究所考研试题
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