新能源概论论文电厂3000字

能源概论

能源的意义

能源［Source of energy］是人类藉以克服困难，维持生存的原动力，譬如太阳给我们光热，风吹动风车可以发电，燃烧汽油可用以推动汽车，使用瓦斯可以烹调、取暖，凡此种种如太阳、风、汽油、瓦斯等都是能源。

至於能源存在於自然界中，不需经过转换处理，直接可用的称为「初级能源」［Primary Energy］，例如太阳能、水力等，但凡必须经过转换才可提供使用的能源，称之为「次级能源」［Secondary Energy］，例如：汽油、电能等。

【各类能源转换系统图】

能源的种类众多，近年来，无论核分裂(fission)、核融合(fusion)和太阳能的研究发展，均呈现出一片蓬勃景象，但目前依赖最重，使用最多的还是化石性燃料［Fossil fuel］，如煤、石油和天然气等，占有90％以上的今日能源供应市场由於这类燃料其蕴藏量有限且日益枯竭、分布不均，使用时又污染严重，鉴於目前已经投置的生产设备和应用技术，预计化石燃料尚可以维持在能源主流的地位直至本世纪之末，因此人类当务之急便是寻求更好用的燃料，并加紧改良现有能源的利用技术。

由於人口增加，每人耗费的能源用量也不断升高，但自然界的能源蕴藏并非无穷，於传统能源逐渐枯竭之际，［目前的估计是煤大约可再维持100年左右，石油、天然气亦只有数十年的存量］，对各种形式再生能源的开发研究正被各国重视，现今社会人类终於体悟到能源不容我们的任意挥霍，因此除了积极开发新能源、改善能源利用的效率外，也应研究如何在不降低生活水准、不减缓工业发进步及经济成长的前题下，努力节约能源。

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地球的能源

一、 地球上可取用的能源：

1. 人类在地球上可取用的能源，绝大部分来自太阳能，如化石燃料(包括石油、煤、天然气)、水 力、风力、生质能。

2. 小部分来自於核能，这是源自於宇宙的演化过程，在地球形成时就已存在的放射性元素，例如铀。

3. 余下的小量来自於地热(地球内部的热量)和月球运动引致的潮汐作用。

二、 能源分类：

地球能源若依起源来分类，可区分成自有能源和外来能源(来自外太空)两种。自有能源主要包括地热和核燃料；外来能源主要包括月球能(月球对地球之万有引力作用而产生潮汐能)和太阳能等。若依使用结果来分类，可分为：

1. 再生能源（非耗竭能源）：太阳能、水力、风力、生质能、潮汐、地热、海浪能、海洋热能转换、核融合能等能源，在短期内能自行补充，能反覆使用持续供应者 ，称之。

2. 非再生能源（耗竭能源）：煤、石油、天然气、废热、铀等能源，用过即无的，必须另外设法开发转换采取，无法自行补充者，称之。

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能源的开发与应用：

一、 太阳：

1. 每年照射到地球表面的太阳能，估计为1.78×1017瓦-年，约为目前全世界每年所需能量的一万多倍。

2. 其中有30%之太阳能被反射回太空。

3. 约有50%为地球表面吸收后，再重新辐射出去，因此得以维持地球表面的温度。

4. 约20%的太阳能将地表的水蒸发成水蒸气，形成云、雨及空气的流动(水力和风力的由来)，同时也造成海洋表面和底层的温差。

5. 只有很小的比例(约0.06%)用於进行植物生长所需的光合作用，太阳能被转化储存在植物体内碳氢化合物的化学能。

6. 太阳能可经由太阳电池直接转换为电能，或是利用反射镜，将太阳光焦聚直接转换为热能。直接取用的太阳能，没有造成任何污染，是非常乾净的能源。(但成本高，经济价值不高，仅适合在沙漠或偏远地带)。

【太阳能板】

二、 水力与风力发电：

本质上都是太阳能的间接利用，发电过程不会产生污染性废物，是相当理想的清洁能源。(在开发中国家，水力发电资源已趋饱和。且造成对生态环境的影响广受争议，风力发电之风车叶片会产生很大的噪音，使人不安，且对自然景观有负面的影响。)

【风力发电】

三、 潮汐与地热发电：

潮汐发电以及地热发电都是善於利用地区和地形的特性，以产生乾净能源。

【潮汐发电】

四、 生质能的应用：

植物本身、农作物的残渣、动物牲畜的排泄物等，可经化学处理合成为液体燃料，或经微生物的发酵作用产生沼气，可用於燃烧产生热能，这种能量称为生质能。

利用甘蔗或玉米可制成酒精，是当今最主要的生质能能源。而生质能的供应需要依赖大面积种植，因此制作成本甚高，不适合地狭人稠的国家。尽管如此，生质能仍是一个值得选择的替代化石燃料的能源。酒精燃烧固然会产生二氧化碳，但因大量植物的种植，经由光合作用，可回收大气中的二氧化碳而达到平衡。

五、 核能反应发电：

核能和一般火力发电一样，从特定的燃料中，发出大量的能，利用核反应产生巨大的核能，制造高温高压的蒸气或气体，导入输机，驱动发电组发电。

核能所用的燃料，乃是可分裂或融合的放射性物质，例如铀235、钸239、铀233等

核能在近年来由於日本和法国研究发展快滋生核反应炉，利用快速中子撞击铀-238，使转化成可分裂的钸-239，作为核反应的燃料。使先前含量高达99.3%的铀-238，可充分的利用。

核分裂：核能的产生首先是以中子撞击可分裂物［如铀235］使分裂，变成钡及氪等原子，并发出能量以及快速中子，这些中子又会去撞击旁的铀原子核使分裂进行下去，称为连锁反应［或链反应］，为了有效控制反应速率，因此需要「缓和剂」［例如水、石磨、重水等］来吸收中子的能量，使之减速，以及「控制棒」［例如锆金属管中贮存石墨等可以吸收中子的物质］以使参与反应的中子数降低，直到反应以等速进行，反应时发出的能量是靠「冷却剂」来移走，常用的冷却剂有二氧化碳、水、氦、液态钠等，冷却剂流经「热交换器」把热量送出制造高温蒸气，送往汽机，产生动力。

核融合：目前人类只会应用融合时的巨大核能，当作杀伤武器［如氢弹］，由於核子融合［聚变］往往需要摄氏1亿度的高温因此欲将核融合发电，投入的能量比发出的多，迄今能停於研究阶段，但是核融合的生成物很安全，燃料又便宜［例如1m3的水电解所得的天然重氢，采融合反应所发的核能，就超过200吨石油的能量］，所以核融合发电仍是很有发展潜力。

核分裂式的反应器种类很多，例如：

1. 沸水反应器［BWR，Boiling Water Reactor］，以水为冷却剂及缓和剂，让水在炉心沸腾，所生蒸气亦可直接通往汽涡轮发电机。

2. 压水反应器［PWR，Pressurized Water Reactor］，以水为冷却剂及缓和剂，并加压不使水沸腾，极高温的水经热交换器把热量送出，以供制造蒸气，发往汽涡轮发电机发电。

3. 气冷反应器［GCR，Gas-Cooled Reactor］，以气体为冷却剂，以石墨为缓和剂，产生能量亦经热交换器送出。

4. 重水反应器［HWR，Heavy-Water Reactor］，以重水为缓和剂，又分「重水气冷式［HWGCR］」即气体冷却，「沸腾轻水式［HWLWR］」即重水缓和，一般水冷却及「加压重水式［PHWR］」即以重水为缓和剂及冷却剂并加压。

5. 高温反应器［HTR HTGR，High Temperature Reactor］，采用稀有气体为冷却剂，核心采用陶瓷材料，通常采用石墨为缓和剂，其冷却剂出口温度甚高。

6. 钠冷却反应器［Sodium-Cooled Reactor］，以液态钠为冷却剂。

7. 轻水反应器［LWR，Light-Wter Reactor］以天然纯水为冷却剂，分沸水式［SWR］及压水式［PWR］。

8. 快孳生反应器［FBR，Fast Breeder Reactor］，能进行快速孳生［使铀包围钸经反应后，除发出能量，兼产生钸239，产生的可分裂放射性物多於所分裂的反应物］，以液态钠或钠钾为冷却剂，反应生成物仍可再利用。

国内核能发电厂有三，其中金山、国圣附近的核能一厂、二厂所采用的反应器是沸水式，垦丁附近的三厂采用的是压水式。这三个核能电厂发电机组之装机容量，分别为核一厂636MW，核二厂两部各985MW，核三厂两部各951MW。

核能发电成本较火力为低，以核一厂为例每度约4角，燃煤［以深澳、南部火力为例］约每度1元，燃油［以协和、大林火力为例］约每度1.5元。

六、 石油和天然气：

人类应用的最多，依赖得最重的能源，就是石油［又称原油］，由於石油和天然气往往相伴而生，又可互相转化或代用，是所有能源中最方便使用的燃料，它可视需要量的多寡而调节生产量，便於输送，也便於储藏，可直接燃烧用於发电或驱动引擎。因此通称之为「油气」，目前在估计石油之蕴藏及产量时，也往往将天然气，合并计算。(可惜地球的蕴藏量有限，人们开采使用石油的速率远远超过它形成的速率。)

石油和天然气不仅是优良的燃料，而且可供做化工生产之原料［如制造肥料等］。石油经沈淀、过滤、离心处理去除水份及固体，再送入蒸馏槽加温，可依次分馏出各种汽化气约200℃时，汽油已经完全分馏出，称为「分馏汽油」，然后再增高温度可分馏出灯油、轻油、机油、重油等，剩下沥青；轻油及重油在高温高压之下再予化学处理又可得汽油，称为「分解汽油」，总共自石油中可提炼日汽油量约30%。

汽油又是目前机械动力最主要的来源，交通工具［车、船、飞机等］大多以汽油为燃料，汽油含碳83~85%、氢14~15%，另含硫磺、抗燥剂等，在10℃遇火即燃，380℃时能自然，燃烧时空气与汽油之混合比为14.5：1，每燃烧1公斤汽油可发出热量约1万千卡。

天然气开发利用较晚，但蕴藏丰富，使用方便且污染较不严重，而且用途广泛，因此能源价值日益升高。天然气是自然界一切天然生成可燃性气体的统称，譬如火山、温泉、矿山、油田、煤田之气体以及地下腐败物质发酵生成之气体，主要成分可说是各类碳氢化合物［ 如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等］及硫化氢等。

天然气液化卸称为液化天然气［LNG］，液化是为了缩小体积以利运送及贮存，一般而言，液化天然气主要成分是甲烷。若将丙烷、丁烷液化则称为液化石油气［LPG］，俗称煤气，常用做城市住宅工商加热取暖之燃料。目前各国有大量采用天然气取代石油之趋势！

七、 煤：

能源危机主要的是因为石油蕴藏日益短少之故，而煤和石油同样是开发使用历史悠久的燃料，更因为煤具有存量丰富、用途广泛之优点，因此在发电及工业加热应用上，也常用来取代石油，煤及古代植物，埋在地下经长时间作用碳化而成，煤可分无烟煤、烟煤、次烟煤、褐煤等，发热量每磅约可发6300~14000英热单位，比重在1.25~1.7之间，比热在351℉以下约1.32B.T.U./磅℉。

直接利用系采用各种燃烧器［煤炉］，转化利用是经液化或气化等手续，先把煤变成燃气或液化燃料［如乙炔、醇类、汽油等］再燃烧使用，加工处理是把煤研磨成煤粉，炼成焦煤，制成碳原料或制煤、油混合燃料，以供燃用。

煤燃烧所产生的污染比石油和天然气严重得多，不过近年来工业界已积极在研究如何将煤转化成便宜的、清洁的液体燃料，或转化为可燃气体，以提升煤的应用价值。

目前世界各留大多设法多用煤、天然气，核能及其他能源，以减轻对石油的依赖；我国在能源供应之长期规画中；亦预备将来提高煤、天然气、核能之供应，预定增加情形为煤11.6%，天然气5%，核能7.3%。

八、 化石燃料：

动植物死亡后，埋葬在地下，经过数百万年以上的地压、地热和细菌引致的化学变化后，累积形成煤、石油、天然气等化石燃料。目前全世界每年消耗的能量约有90%来自於化石能源，其余主要由核能和水力发电提供。

【化石能源形成过程】

http://ge.tcivs.tc.edu.tw/kinds/summary.html

参考.

新能源是指传统能源之外的各种能源形式。我整理了浅谈新能源技术论文，欢迎阅读!

浅谈新能源技术论文篇一

论新能源发电技术

摘要：本文从全球能源的现状，介绍了中国能源发电技术的应用情况，发现中国新能源发电对现代化建设具有重要战略意义。进一步介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统两种新能源发电技术。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是近期发展的重点。燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的装置，它能量转化效率高，几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。

关键词：新能源风能燃料电池发电技术

中图分类号： F206 文献标识码： A

能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈，如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。欧盟就首先提出了20-20-20计划：到2020 年，可再生能源占欧盟总能源消耗的20%。2007年12月，美国前总统布什也签署了《能源独立和安全法案》(EISA)，从而大力推动新能源的使用和节能计划。另外，从环境的角度来看，为了保护人们赖以生存的地球，开发新能源也是必由之路。

一、我国能源和发电技术的现状

2011年，我国新能源发电继续保持快速发展态势，并网装机容量持续增长，发电量不断增加。截至2011年底，我国新能源安装容量达到7000万kW，居世界首位，并网新能源装机容量达到5409万kW，同比增长47.4%，约占全部发电装机容量的5.1%。其中，风电并网容量约占并网新能源装机总量的85.5%并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的4.4%生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的10.1%。

2011年，我国新能源发电量约为1016亿kW?h，同比增长29.9%，约占全部发电量的2.2%。其中，风电发电量约占新能源发电总量的72.0%太阳能光伏发电约占0.9%生物质及其他新能源发电约占27.1%。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW?h)计算，相当于节约3241万tce，减排二氧化碳9030万t。

电能是国民生活和生产的根基，无论是从能源角度，还是电力系统自身方面来看，研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。

二、风力发电技术

风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是目前新能源发展的重点方向。

1.发展现状

近年来，我国风力发电产业取得了长足发展，这与我国的风能资源丰富密不可分。据有关资料显示，陆地上离地面10米高度处，我国风能资源理论储量约为43亿千瓦，技术可开发量约为3亿千瓦，离地面50米，估计可能增大一倍近海资源10米高经济可开发量约7.5亿千瓦，50米高约15亿千瓦。从我国联网风电场总装机量来说，到2006 年底，我国已建成约91个风电场，装机总容量达到约260万千瓦，比2005年新增装机134万千瓦，增长率为105%。根据国家中长期规划，2015年风能发电要达到1500万千瓦，2020年要达到3000万千瓦。但是，与风电发达国家相比，我国的发展规模还很小，发展速度也较缓慢。制约我国风电发展的重要因素包括技术和制度两个方面。技术方面，风电机组的制造水平较低，风电机组性能测试设备和技术也相对落后，并缺少相应的认证机构制度方面，风电场的运行维护水平和制度与国外风电场及国内火电生产相比有明显差距，缺乏对运行过程中出现的问题和故障的详细记录、分析。

2.对电力系统的影响

风力发电机是以风作为原动力，风的随机波动性和间歇性决定了风力发电机的电能输出也是波动和间歇的。所以，风电场的大规模接入将会带来波动功率，从而加重电网负担，影响电网供电质量和电网稳定性等。

(1)对电能质量的影响。空气气流运动导致的风速波动周期一般为几秒到几分钟，这种短周期的风速波动以及风电机组本身的运行特性可能影响电网的电能质量。首先会对频率产生影响：风力发电有功功率波动引起电磁功率的波动，由于发电机组转子惯性，调节系统很难跟上电磁功率的瞬时变化，造成功率不平衡，使发电机转速变化，系统频率也将改变。此外，风电还会对电压产生影响：并网风电机组输出功率的波动导致电压的波动，而其输出功率的频率范围正处于电压闪变的范围之内(25Hz)，因此又会造成电压闪变，最后会产生谐波电压和谐波电流。

(2)对电网稳定性的影响。对较为薄弱的电网，风电功率波动将导致瞬间电压跌落以及风力发电机的频繁掉线。在故障清除之后，发电机的磁化和转差率的增加会消耗大量无功，导致电网电压恢复困难。

(3)对调频调峰能力的影响。气流长时间、季节性运动导致的风速波动周期一般为数小时，甚至数天、数月，这种长周期的风速波动会增加现有电网调频调峰的负担。负荷曲线的低谷期常常对应了风电出力的高峰期，风电场的并网发电使电网的等效负荷峰谷差增大，大大增加了电网调频调峰负担。

三、太阳能光伏电池发电技术

1. 1 太阳能光伏电池

太阳能光伏电池发电也简称为太阳能光伏发电，被认为是未来世界上发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。太阳能光伏电池的基本原理是利用半导体的“光生伏打效应”( 光伏效应) 将太阳的光能直接转换成电能。能利用光伏效应产生电能的物质，称为光伏材料。利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件叫太阳能光伏电池或光伏电池。光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。

1839 年，法国物理学家贝克勒尔 ( Edmond Bec-qurel) 发现: 将两片金属浸入电解液中所构成的伏打电池，当接收到太阳光照射时电压升高，他在所发表的论文中把这种现象称为“光生伏打效应( PhotovohaicEffect) ”。“光生伏打效应”是不均匀半导体或半导体与金属混合材料在光照作用下，其内部可以传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化，因而在不同部位之间产生电位差的现象。1941 年，奥尔在硅材料上发现了光伏效应，从而奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。1954 年，美国贝尔实验室的科学家恰宾( Darryl Chapin) 和皮尔松( Gerald Pearson) 研制成功世界上第一个实用的单晶硅光伏电池。同年，韦克尔发现砷化镓具有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成世界上第一块薄膜光伏电池。我国2010 年 12 月投入运行的大丰 20 MW 光伏电站，是目前全国最大的薄膜光伏电站，年发电量2 300 万 kW·h。

太阳能光伏电池的工作原理如图 1 所示。

在半导体中掺加杂质制成 PN 结，以形成在平衡状态时具有的内建电场，在该内建电场的作用下分离由外界激发而生成的过剩载流子，从而形成外部电压。在光照条件下，半导体中的电子吸收光子能量从价带跃入导带，形成电子———空穴对，成为载流子。生成载流子所需要的最低能量是半导体的禁带宽度 Eg，使用禁带宽度较小的材料制作的太阳能电池可以形成较大的电流。

基于单晶硅的第一代光伏电池是目前太阳能光伏电池市场的主流，其光电转换率已达 24. 7%基于薄膜技术的第二代光伏电池的光电转换效率已达到16. 5% ～ 18. 8% 。由于薄膜光伏电池大大减少了半导体材料的消耗，因此具有很好的发展前景。应该指出，光伏电池在光电转换过程中，光伏材料既不发生任何化学变化，也不产生任何机械磨损，因此太阳能光伏电池是一种无噪音、无气味、无污染的理想清洁能源。2006 年，我国太阳能电池生产总量首次达到400 MW，从而超过美国成为全球第三大生产国，也是世界上发展最快的国家。

1. 2 太阳能光伏电站

太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件，再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列，并与储能、测量、控制装置相配套，构成太阳能光伏电站。

太阳能光伏电池具有很大的灵活性，不仅可以用其建设零星规格的电站，而且可以组成应用于小型、分散电力用户的太阳能光伏发电系统。这种独立运行的太阳能光伏发电系统称之为离网型太阳能光伏发电系统。

由于受昼夜日照变化及天气的影响，离网型光伏发电系统通常需要和其他电源形式联合使用，比如柴油发电机组以及蓄电池组，从而增大了电站的投资和维护费用。离网型光伏发电系统往往建在距离电网较远的偏远山区及荒漠地带，向独立的区域用户供电。西藏措勒 20 kW 光伏电站是我国建设较早的离网型光伏电站，总投资 290 万元，1994 年 12 月正式投产发电。

离网型太阳能光伏电站系统如图 2 所示。

电站的发电系统由太阳能光伏电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流 - 交流逆变器、交流配电柜和备用电源系统( 包括柴油发电机组和整流充电柜) 等组成。其工作原理为太阳能光伏电池方阵经过直流控制柜向蓄电池组供电，并根据需要整定蓄电池组的上限和下限电压，由直流控制柜自动控制充电。蓄电池组通过直流控制柜向直流 - 交流逆变器供电，经逆变器将直流电变换成三相交流电，再通过交流配电柜以三相四线制向用户供电。当蓄电池组的电压下降到下限电压时，为不造成蓄电池组的过渡放电，直流控制柜将自动切除其输出电路，使直流 - 交流逆变器停止工作。柴油发电机组为电站的备用电源，必要时由备用电源通过整流充电柜向蓄电池组充电，或在光伏发电系统出现故障及停运时直接通过交流配电柜向用户供电。直流 - 交流逆变器和柴油发电机组不能同时向用户供电，为此必须在交流配电柜中设置互锁装置以保证供电电源的唯一性。

当太阳能光伏电站的容量达到一定规模时，还可与电网相联，即所谓的并网型光伏电站。这时，如果本地负荷不足，则可将多余的电能输送给电网。当本地太阳能发电量不足时，则由电网向用户提供电能。因此，并网型光伏电站可以不需要使用蓄能装置，减少系统投资和维护费用。同时由于与电网的互济，提高了发电设备的利用率和供电用电的安全可靠性，是大规模开发太阳能发电技术的必然趋势。我国第一座并网型光伏电站是 2006 年建成投运的西藏羊八井可再生能源基地 100 kW 高压并网光伏电站。2010 年底全国首个光伏并网发电项目敦煌 2 ×10 MW 光伏发电项目建成投产。

四、结论与展望

本文从全球和我国的能源现状出发，分析说明了新能源发电技术是当前迫切而有实际价值的研究课题，进而具体介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统的特点以及我国在这两个方面的发展现状。新能源不仅仅指风能和燃料电池，还包括生物质能、海洋能、地热能和光伏电池等。我国乃至全世界的新能源发电技术发展的潜力都是巨大的。在人类明天的舞台上，新能源将取代化石燃料，扮演重要的角色。

参考文献：

[1] 徐德鸿 . 新能源电力电子导论 [D]. 杭州 : 浙江大学 ,2009.

[2] 郝伟, 舒隽, 张粒子. 新能源发电技术综述 [C].华北电力大学第五届研究生学术交流年会 ,2007.

[3] 施涛.燃料电池发电系统的建模与仿真 [D].南京:东南大学,2007:5-6,63-64.

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PDI(PreDeliveryInspection)即交车前检查的英文缩写，PDI是轿车的一部分，是车辆交付给客户前的质量检查，能够确保车辆整体完好无内损、各项功能工作正常。为了使初始车况符合质量要求，交车前服务是非常重要的环节，也是为提高客户满意度、降低客户抱怨容、减少车辆售出后发生不必要纠纷的重要措施。

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21世纪新能源 概述：本文将主要围绕21世纪中期的主要能源和人类如何最终解决能源问题做出探讨。电的发明彻底改变了人的生产、生活方式，但同时为了满足不断增加的电量需求人必须不断的建发电厂；发明各种交通工具解决了人移动自己位置的方便,但是同时又产生汽车的污气排放问题……种种问题,太老套了。能源需求量日益增加，环境破坏加重，使得大力发展无污染清洁能源，改善能源结构，成为当务之急。人类社会发展所需的主要能源基本是按照含碳量越来越低的趋势演变的，先是木材，然后是煤炭，现在主要是石油，接着将是天然气，最后则是不含碳的氢气、太阳能、风能等。 经济全球化带来的是能源的紧缺。随着世界经济和社会的迅速发展，人类对能源的需求量急剧增加，可以说人类从来没有像现在这样对能源有这么大的依靠度。常规能源价格节节攀升，使新能源成为世界关注的焦点，出于战略的考虑，各国会越来越重视新能源行业的发展，无论从政策还是资金上都会加大对其的扶持力度。可以预见的是，依赖科技的发展，太阳能、风能等替代能源和新能源行业将获得良好发展机遇。关于21世纪中期的主要能源的问题，我的观点是到21世纪中期，人来还是会以天然气、石油、煤炭为主要能源，核能、风能、水能、太阳能、氢能等新能源将会得到很大发展并且做为辅助能源。为什么把天然气放在第一位，且天然气、石油和煤炭仍然会作为主要能源的原因在下面会做详细分析。而关于人类如何最终解决能源问题的探讨，我认为，人类最终的能源来源很难判定，因为“技术是解决能源问题的途径”，未来的科技发展到何种地步产生出何种新能源是一个未知数。但是就目前而言，我们可以断定，在不久的将来，各种清洁高效的新能源将会作为人类的主要能源，尤其是太阳能和氢能。技术是解决能源问题的途径，而不是资源本身。这是我在学习了“21世纪新能源”之后，有了新的认识所形成并且坚持的观点。 正文 ： 1. 21世纪中期天然气、石油、煤炭依然是人类的主要能源，而各种新能源将会得到很大发展，作为辅助能源。 天然气：在未来新能源发展成为人类的主要能源之前，石油和天然气的主力能源地位还将维持相当长的时间。根据计算，石油资源在未来两个世纪是不会枯竭的，而天然气将成为21世纪的主导能源形式。天然气是21世纪消费量增长最快的能源，石油和煤炭消费领域里有70%以上都可以用天然气取代。由于天然气具有较好的经济性与环保性，成为市场上最受欢迎的能源品种，在传统能源中增长最快。预计天然气需求年均增长近2%，到2030年将占能源供应总量的25%。《石油的色彩》中说“到2020年，石油和煤炭在世界能源消费中的比例将分别降到18%和23%，但是天然气的比重就将增加到48%”，我认为石油的地位不会下降得那么快，但天然气毋庸置疑将会很大部分上取代石油的位置。“天然气——21世纪的能源主角”已成为人们的共识。我国、俄罗斯、中亚、中东和亚太地区天然气储量都极为可观。除了常规天然气外，世界上还存在储量巨大的非常规天然气储量，如天然气水合物，即“可燃冰”，它被视为未来的清洁能源。我国南海海底的天然气水合物储量就相当于我国现有石油储量的一半。然而，虽然由于天然气水合物大部分赋存于低温高压的深海海域，开采和利用难度大，还容易扰动海底环境，一旦开采不当，导致甲烷气体大量泄漏，可能会造成海啸、海底滑坡、海水毒化、温室效应等灾害。所以开发“可燃冰”的技术还不够成熟，在它成为人类能源之前还需要一定的科技发展。天然气将是21世纪的能源主角，加快天然气工业的发展将成为不可扭转的趋势。 石油 ：纵观全球石油供求的形势，一个基本的判断是：预计在21世纪中叶，全球石油供求基本平衡的大格局不会发生根本性的变化，石油仍将是世界的主要能源。全球经济和交通运输业的发展，也将会导致石油需求增长而不是下降。据国际能源机构的预测，全球石油可采资源总量预测为5000亿吨，目前探明的剩余可采石油储量1700多亿吨。按年产油38亿吨计算，石油储采比40：1。也就是说，即使今后不再发现新的石油资源，理论上还可以开采40年。市场需求增长、新技术出现与地缘政治事件等正一起改变着石油能源作用与地位。“从商业上讲，不需要没完没了地进行石油勘探开发，勘探开发到一定程度，石油企业的积极性就会下降。”金融危机改变了前几年石油消费增加趋势的状态，现在国际油价并没有往下落，而且保持在一个相对比较高的程度，这是因为石油供应方在控制产量。即使天然气取代石油成为最主要能源，石油也将在世界能源格局中占据极其重要的位置。 煤炭：21世纪煤炭仍是人类赖以生存的主要能源之一，作为主要基础能源的地位不会改变。原因主要有：煤炭资源丰富，全球探明可采煤炭储量10316．1亿吨， 按目前生产水平可开采200年以上，而石油仅45年，天然气仅65年；煤炭作为传统能源，开采、使用技术成熟，并已形成规模的生产、应用链；洁净煤技术的推广应用已可能使煤炭成为清洁、无污染燃料。煤炭在能源发电、生产、消费中仍处于不可替代的重要地位。煤炭是是保障安全供应的最可靠的能源，同时也是目前最廉价的可利用能源；煤炭本身不是污染，是可以通过技术进步实现洁净利用的；从可采资源、保障供应、经济性和技术等方面看，煤炭仍将是不可替代的基础能源，提供优质煤炭、保障能源供应、提高煤炭效率、减少煤炭污染，是21世纪煤炭工业的重要责任。我们应当坚持用发展的观点来解决煤炭工业存在的问题，结构调整，积极进行产业结构和产品结构的调整，大力发展高产高效生产技术，提高煤炭竞争力，发展洁净煤技术，解决环境污染问题，推动煤炭工业向高效、安全、洁净、优质的方向持续、稳定、健康发展。 2. 核能、风能、水能、氢能、太阳能等新能源将会得到很大发展并且做为辅助能源。 核能：在新能源开发中比较现实的是核能，它将逐渐发展成为新世纪的一种重要能源。我们可以预测在不久的将来，核聚变能可能成为核能新秀。利用核裂变，人们已经通过反应堆加以人工控制，实现了原子能发电。要使核聚变释放出的巨大的能量转变为电能，即实现核聚变发电。也必须对核聚变实行人工控制，使其按照人们的需要有的序地进行，这就是受控核聚变。核能发电具有很多优点：不会造成空气污染，不会加重温室效应，核能发电所需要的原料铀储量丰富提炼成本低。但同时也存在问题：资源利用率低，核废料成为危害生物圈的潜在因素，处理技术不完善，核电建设投资费用大，风险较高。风能：风能未来将会取得非常迅速的发展，全球风能产业的前景相当乐观，各国政府不断出台的可再生能源鼓励政策，将为该产业未来几年的迅速发展提供巨大动力。风能具有可再生、永不枯竭、无污染等特点，综合社会效益高。但尽管在理想条件下，虽然风能利用的成本比较低，但仍高于化石燃料，风能受地形、气候、风力的变化影响较大，连续性较差，转换效率较低，技术还不够成熟。所以风能的发展也值得期待。水能：水能是一种可再生能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能资源指河流的水能资源。水能资源最显著的特点是可再生、无污染，它是常规能源。开发水能对江河的综合治理和综合利用具有积极作用，对促进国民经济发展，改善能源消费结构，缓解由于消耗煤炭、石油资源所带来的环境污染有重要意义，因此世界各国都把开发水能放在能源发展战略的优先地位。人们目前最易开发和利用的比较成熟的水能也是河流能源。水能主要用于水力发电，其优点是成本低、可连续再生、无污染。缺点是分布受水文、气候、地貌等自然条件的限制大。氢能：氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，越来越多的国家开始将开发氢能列为重要的新能源项目，开发高效率、低成本生产氢的工艺。氢能被认为具有长期利用的潜力，具有高温高能，热能集中，可再生，来源广泛，应用范围广的刚有点，但也存在几个问题。首先，氢不是一种能源来源，在自然界不能自由存在；氢必须从石油、天然气或水等其它物质中分离出来，成本比较昂贵；氢的分离也要消耗能量，从水中分离氢则能耗更高；与等量的石油相比，氢的热值也较低。第三，氢既不容易储存，也没有相关设施来生产、运输和销售氢燃料。氢燃料利用各环节的安全性也值得关注。在《石油的色彩》一书中作者预见，在未来的两个世纪里，氢将会作为从碳氢化合物中衍生出来的烯料进入到世界经济领域中来，而它最终将会从碳氢化合物中产生出来，并且主要将来源于水。太阳能：太阳能以其清洁环保、取之不竭在全球范围受到了追捧，被认为是二十一世纪的新能源之首，发展前景极为被看好。只有太阳能才能满足人们更进一步的需求，这种更加清洁的能源将会取之不尽，用之不竭。太阳能具有普遍，无害，利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。太阳能储量巨大可再生。但同时太阳能具有分散性和不稳定性，开发成本高效率低等缺点。太阳能具有巨大的利用潜力，但成本目前大大高于风能，数倍于化石燃料，利用也是断断续续的。太阳能开发难度大，短时间内很难实现大规模利用；太阳能利用还受矿物能源供应，政治和战争等因素的影响，发展道路比较曲折。尽管如此，从总体来看，20世纪取得的太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都大。太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合，全球共同行动，为实现世界太阳能发展战略而努力，保证太阳能事业的长期发展，注意科技成果转化为生产力，发展太阳能产业，加速商业化进程，扩大太阳能利用领域和规模，太阳能在人类的未来能源结构中必将占据着主导地位。 3. 太阳能和氢能等清洁高效能源将会成为未来人类的主要能源。 新能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。但新能源短期内根本发展不起来，短期内无法取代石油，这是一种社会时代的惯性。太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。在新实际中，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。太阳能发电具有安全可靠、无噪声、无污染、制约少、故障率低、布置简便以及维护方便等特点，应用面较广，现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电，在德国甚至接近全国发电总量的5%-8%，随之而来的问题令我们意想不到，太阳能发电的时间局限性导致了对电网的冲击，如何解决这一问题成为能源界的一大困惑。 未来太阳能资源的集中开发无疑会使使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。在太阳能的利用方面，出了太阳能发电之外目前国际上已经从晶体硅、薄膜太阳能电池开发进入了有机分子电池、生物分子筛选乃至于合成生物学与光合作用生物技术开发的生物能源的太阳能技术新领域。在将来研发出利用太阳能能源制造氢的技术，将会成为一个很大的热门。人类面对未来的能源危机和日益加重的环境问题，新能源的开发和利用，逐渐替代传统能源的主导地位，成为一个必然趋势。我们期待着科学技术完全转化为产业优势。 结论科学技术主导能源未来。

短时间内我们的主要任务，是利用先进的科学技术在设施齐全成熟油田扩大产量和加快新产地生产能力建设，以满足石油和天然气不断增长的需要。以促进石油和天然气的勘探、开发和利用。科技发展与技术进步，逐渐提高新能源应用技术水平，推动新能源取得新发展，新能源的开发方案和商业应用都是建立在依靠技术进步的基础之上。在新能源的开发过程中，新技术的综合应用将会降低生产成本，使消费市场得到较经济实惠的能源，推进新市场的开发。

总之，当前能源供应正处于更加激烈的竞争环境中，为世界和人类提供充足的能源是一项非常艰巨的任务，但历史发展表明，我们有理由相信能取得最后的成功。只有逐渐抛弃污染环境的能源开发新能源，一个清洁美丽的星球才能持久一点, 当然太阳也早晚会耗尽的,不过到时候, 如果允许的话, 我可以去其他星系去采集能量, 去其他星体上去居住，那就是很远之后的事情了。 参考资料：《新能源与可再生能源概论》 苏亚新 化学工业出版社 2006-03《新能源与可再生能源技术——21世纪能源与动力》 李传统2005-9-1 《新能源概论》王革华 化学工业出版社 2006-08《石油的色彩》(美)迈克尔·埃克诺米迪斯石油工业出版社 2002-01《性能源：后石油时代的必然选择》 钱伯章　 化学工业出版社 2007-5　

量子论和广义相对论直接冲突的地方是：广义相对论假设了一个无限可分得平滑时空存在；但是量子论的基本观点之一：不确定性原理 却告诉我们 时间和能量这对共轭物理量满足不确定关系，同时 动量和坐标之间也满足之，所以就产生了这样的情况，当空间尺度非常小 时间跨度非常短时 我们的时空由于不确定原理的作用，会变得非常具有很大的能量和动量波动，所以十分不平坦！于是这两者在普朗克尺度（h/2*3.1415）以下是直接抵触的！

现在比较有前途的结合这两者的理论是弦理论，它假定组成物质的最小的组成：弦 是处在普朗克尺度的 弦的不同震动模式产生了各种性质的粒子，只是这种弦尺度小 我们无法辨别这时一根弦还是一个粒子。这样就避免了遭遇普朗克尺度下的量子泡沫 用一种近似于回避的方式 解决了两者的矛盾 但是这个理论由于涉及过于高深的数学 所以最近发展很慢~~

新能源材料与器件专业

——国家级特色专业建设点

修业年限及授予学位：四年、工学学士学位

培养目标：本专业旨在培养德、智、体全面发展，具备良好的数理化基础、优秀的英语与计算机应用能力、合理的认知结构和综合素质、国际化的视野和眼界，在电能源获取、传输和应用等方面具备优秀的专业知识与技能，能在太阳能发电、先进电源设计与管理、电动汽车动力电池和关键电子技术、以及节能环保等领域从事研究、设计、制造、建设、以及运行与管理等工作的复合型新能源工程专业人才。

专业特色：针对未来世界能源供应体系以电能源为主要载体的特点，结合电子科技大学在电子信息科技领域的既有优势，本专业特色定位在电子信息技术与能源产业的全面结合，面向解决电能源生产消费链（“发电-蓄电-输电-配电-用电”等）中的关键科学与技术问题，亦即“电能源科学与技术”问题。通过整合加强在电子信息材料与元器件、功率电子芯片、自动控制、微波技术等领域的既有优势，以及在国防科研领域的良好基础，建立了特色鲜明的电能源学科科研人才培养体系，涵盖了电能源科学与技术的“材料—器件—电路—系统—应用”各个环节。本专业在2010年获教育部首批批准成立，并被评为国家级特色专业建设点，紧密依托原有的微电子与固体电子国家级特色专业，突出与国家新能源发展战略与需求的紧密联系，为学生构建新型能源领域发电、蓄电和用电环节完整的知识与能力体系，培养学生较全面地掌握新能源获取、传输和应用的专业知识与技能，使学生具有从事新能源产业、电动汽车及相关电子工程专业较宽口径的工作能力。

课程体系：新能源材料与器件专业的课程体系包括通识课程、学科基础课程、学科拓展课程、专业核心课程、个性化课程等五个课程模块，主干课程有：

电路分析基础、模拟电路基础、信号与系统、工程热力学、固体物理、半导体物理、软件技术基础、化学与物理电源基础、能源控制原理、电能源器件、电源管理技术、新能源系统设计导论、能源获取与传输技术、太阳能电池基础及应用、电动汽车基础、节能技术与应用。

毕业走向：本专业毕业生可以攻读“材料科学与工程”、“微电子学与固体电子学”、“电子科学与技术”、 “电子工程”、“光电工程”及其它电子信息和电气类相关学科的硕士学位；能到国外一流研究机构进行相关专业的留学深造；能在新能源企业、研究所、汽车公司等从事太阳能光伏发电、动力蓄电池、电动汽车设计与制造、燃料电池、节能环保等热门领域的前沿研究、设计、制造、建设、运行与管理等工作。

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。，以下为详细分类：

1、纯电动汽车 纯电动汽车(Blade Electric Vehicles，BEV)是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。

2、混合动力汽车 混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle，HEV)是指驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或多个驱动系共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同，混合动力汽车有多种形式。

3、燃料电池电动汽车 燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV)是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下．在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的汽车。

燃料电池电动汽车实质上是纯电动汽车的一种，主要区别在于动力电池的工作原理不同。一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。

4、氢发动机汽车 氢发动机汽车是以氢发动机为动力源的汽车。一般发动机使用的燃料是柴油或汽油，氢发动机使用的燃料是气体氢。氢发动机汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染、零排放、储量丰富等优势。

5、 其他新能源汽车 其他新能源汽车包括使用超级电容器、飞轮等高效储能器的汽车。目前在我国，新能源汽车主要是指纯电动汽车、增程式电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池电动汽车，常规混合动力汽车被划分为节能汽车。

热能与动力工程专业是经天津市教委批准,于2000年成立,2001年秋季开始正式招生,并于2006年通过天津市教委的新专业评估,目前正积极申报硕士点。招生伊始,为服务于天津市及周边地区,作为专业特色,将含盖于建筑环境与设备工程内的城市燃气输配工程作为主要专业方向。为加强本专业的建设,系领导决定将原燃气教研室更名为热能与动力工程（以下简称热动）教研室,调整部分专业教师补充到热动教研室,使教研室的师资力量得以加强。2005年末学校再次修订本科培养计划之时,为理顺专业关系,进一步加强专业建设,将燃气工程方向从热动教研室剥离,重新成立燃气教研室。本专业的培养方向也从当初的燃气输配工程、制冷与空调工程和热力发电厂工程三个专业方向调整为热力发电厂工程和制冷与空调工程二个专业方向。

目前热动教研室主要承担本系三个专业的工程热力学、传热学以及热工学等专业基础课程,热动专业的专业课程以及认识实习、生产实习、课程设计、毕业设计等实践教学环节。此外还开设了多门院级选修课程。主要开设的课程包括工程热力学、传热学、热工学、热工测量技术、汽轮机原理、电厂锅炉、热力发电厂、发电厂热力过程调节、制冷原理与设备、制冷压缩机、制冷与空调工程、制冷装置自动化、换热器原理与设计、热泵技术、冷库技术、热能动力机械基础、热动专业设计CAD等专业必修和选修课程,以及能源工程导论、新能源技术、能源战略与能源经济等院级选修课程。本专业在课程建设和教学改革方面成绩突出,其中“工程热力学”被评为学院重点建设课程,“传热学”被评为市级精品课。

热动教研室现有在籍专职教师8人,其中：教授1人,副教授3人,讲师4人。具有硕士以上学历者占100%。通过采取引进、培养相结合的办法,逐步扩大师资队伍的规模,提高师资队伍的质量,建设一支学术水平较高、结构合理、满足教学科研工作需要的师资队伍。

在科研方面,形成了以下三个主要研究方向,包括可再生能源及新能源的开发利用技术研究；新型制冷与热泵技术的研究；废弃物处理及其资源化利用技术研究。目前主持的各类科研项目共13项,其中国家自然科学基金项目1项,省部级和局级自然科学类项目7项；承担市教委和学院的教改项目5项；在国内外学术期刊发表学术论文50多篇,其中SCI收录3篇,EI收录12篇。

本专业在科研中注重与城市建设紧密结合,积极与企业、科研单位、其它高等院校进行学术交流和合作,充分发挥专业教师的专业特长,服务于行业。毕业生能脚踏实地、迎难而上、求实创新,目前主要工作在天津市及周边地区制冷空调、热电等技术领域,他们凭借优异的综合能力赢得社会的承认。