生物质能怎么做热泵

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计，生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分，到下世纪中叶，采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。

人类对生物质能的利用，包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等；间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等，它们通过微生物作用生成沼气，或采用热解法制造液体和气体燃料，也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440～1800亿吨( 干重 )，其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3～8倍。但是尚未被人们合理利用，多半直接当薪柴使用，效率低，影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷，用热解法生成燃料气、生物油和生物炭，用生物质制造乙醇和甲醇燃料，以及利用生物工程技术培育能源植物，发展能源农场。 2006年(丙戌年)底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处，年产沼气约90亿立方米，为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。

中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2,000万立方米。

发展生物质能源重在解决“五难”

面对全球性的减少化石能源消耗，控制温室气体排放的形势，利用生物质能资源生产可替代化石能源的可再生能源产品，已成为我国应对全球气候变暖和控制温室气体排放问题的重要途径之一，国家出台了具体的补贴措施，并且规划到2015年，生物质能发电将达1300万千瓦的目标。然而受原料收集难、政策补贴不到位等难题，生物质能源产业的发展规模和水平远远低于风能、太阳能的利用。如何发挥生物质能企业的生产积极性，尽快解决这些难题，为此，记者采访了中国农村能源行业协会生物质专委会秘书长肖明松，国家发展和改革委员会能源研究所研究员秦世平教授，以及可再生能源学会生物质能专业委员会秘书长袁振宏。

一难：认识不够

生物质能源正处在一个很尴尬的境地。国家发展和改革委员会能源研究所秦世平研究员开门见山地告诉本刊记者：“要说重要，在可再生能源中生物质能源是最重要的，但相比而言，它的产业化程度，发展规模都是最差的。这其中有一些客观原因，也有一些属于认识问题。”

生物质能源的重要性体现在以下四点，秦世平介绍：第一，我国是地少人多的国家，农林剩余物、城市垃圾等废弃物是生物质资源的主要来源，以往农民处理秸秆大多是一把火点着，城市垃圾多是填埋，但废弃物的处理是个刚性需求，随着国家对CO2的排放限制的提高，生物质的能源化利用成为更为先进和有效的方法；第二，我国化石能源短缺，其中液体燃料是最缺少的，而液体燃料只有利用生物质可以转化；第三，生物质能的各个生产阶段都是可以人为干预的，而风能、太阳能只能靠天吃饭，发电必须配合调峰，而生物质能源则不需要，甚至可以为其他能源提供调峰；第四，生物质原料需要收集，这样能够增加农民收入，刺激当地消费，可以有效促进农村经济的发展。一个2500万～3000万千瓦的电厂，在原料收集阶段农民获得的实惠约有五六千万元。“三农”问题解决好了，对于整个社会发展将起到非常重要的作用。

除了客观上发展规模受限以外，秦世平认为：对生物质能的认识各不相同，对其投资的额度，与地方的GDP增长是不相符的，资源的分散性导致生物质能源在一地的投资，最多也就2亿多；这在某些政府官员那来看，生物质能源有点像“鸡肋”，有呢吃不饱，丢了又有点可惜，并且地方政府还要帮助协调农民利益、禁烧等“麻烦事”。由此导致生物质能源整体项目规模较小，技术投入不足，尽管它是利国利农的好事，却处于发展欠佳的尴尬地位。

可再生能源学会生物质能专业委员会秘书长袁振宏也在电话里向记者表示，相比于煤炭、石油、天然气这些传统能源，生物质能源在技术上的投入显然要低得多。对于生物质能源发展，首先要从上层统一思想，提高对生物质能源重要性的认识，并要在技术上加大投入。

二难：补贴门槛过高

对生物质能源的支持，国家采取了多种补贴手段。但补贴门槛过高，手续繁琐、先垫付后补贴也困扰着不少企业。财政部财建[2008]735号文件规定，企业注册资本金要在1000万元以上，年消耗秸秆量要在1万吨以上，才有条件获得140元/吨的补助。对此，中国农村能源行业协会生物质专委会秘书长肖明松认为：1000万元的注册资金，是国家考虑防范企业经营风险时的必要手段，这对大企业无所谓，但对一些中小公司则很难达到。而1万吨秸秆的年消耗量，需要相当规模的贮存场地，由此带来的火灾隐患，成本增加问题也是企业不得不考虑的事情。事实上，如果扩大鼓励面的话，三五千吨也是适用的。受制于这些现实难题，财政部的万吨补贴政策遭遇落地难。

而参与国家补贴政策制定的秦世平对此解释说，国家制订政策的初衷并不鼓励生物质能源企业因陋就简，遍地开花，而是鼓励企业专门从事生物质能源，培养骨干型企业，这就需要一定的物质基础。一万吨的厂子，固定资产就大概需要400万元，加上流动资金，1000万元并不算多。而万吨规模在能源化利用上，刚称得上有点规模，只要是同一个业主，生产点可以分散，如果规模太小，补贴监管成本也太高。对于补贴方式上，秦世平承认存在一定缺陷，整个机制缺乏能源主管部门、技术部门的参与。制度怎样更有利于监管，公平公开还有待于进一步完善。而该行业的快速发展，补贴政策功不可没，但不能因为出现一些问题，因噎废食，取消这个补贴政策，那将会对刚刚起步的生物质能源化利用产业造成重大的打击。因为国家补贴不仅仅是提供资金，还表明国家对该行业的支持态度，对企业和投资具有强力的引导作用。

除此之外，固定电价也是补贴的重要一块。生物质发电是0.75元/度，垃圾和沼气发电是0.65元/度。增值税实行即征即退，所得税按销售收入的90%来计算。袁振宏则指出政府鼓励生产，生产完了没有销路，这个产业还是发展不起来。所以生产者和用户两头都要鼓励，为企业开拓市场。产业发展了国家才有政策，反过来不给政策，企业也难有市场。

三难：布局不好要吃亏

到底企业要建多大产能的好？秦世平经常碰到有企业负责人向他请教。

“没有最好，只有最适合的，适合的就是最好的。比如苏南地区每人只有几分地，那就没法收，这些地方就没法建大厂，但东北垦区就比较适合建大型电厂，有条件上规模，成本才越低，效益才越高。一定要因地制宜。密集地区可以建气化发电，做成型燃料，不一定去建发电厂。”

肖明松也建议企业要多方考虑，合理布局，否则很容易陷入发展困局。建生物质能电厂首先要考虑可持续发展，原料分散，就需要分散性利用，要考虑水资源、电力、人文环境是不是可以支撑这个项目。

四难：成本价格难控

受耕作制度的限制，我国农村土地高度分散，从资源的收集储存运输带来很大不利因素，在后续的环节上会放大很多倍。“有些人认为收集半径的扩大就是多一个油钱，实际上运输工具、人力成本都不一样。”秦世平解释说，“装机容量3万千瓦的生物质电厂，一年大概需要25万-30万吨秸秆，按我国户均10亩耕地计算，需要大约20万农户来完成，那么收购时你要带秤，光开票都需要20万张。还要一个个装车，不能实现高效的机械化。”

肖明松也非常理解企业的苦楚。“生物质能源要依赖农业，资源掌握在老百姓手里，农民的市场意识很好，完全随行就市。如果收集半径过大，需要农民花费大量时间收集、运输，那农民就会要求按外出打工时计算人力成本，如此一来，企业为原料支出的成本就会大大提高。如果企业坚持不抬价，就可能造成企业吃不饱，缩量生产，影响经济效益。每度电原料成本如果超出一定范围，无论怎么发电都是赔钱。加上人工费用近年来的快速增加，成本成了扼住企业脖子的一道枷锁。”

“所以准备入行的企业首先要考虑的是原料资源的可获得性，如果不成熟千万不要贸然进入。”肖明松认为地方政府可以进行协调，比如利用示范效应，鼓励农民种植秸秆作物，做好企业加农户的结合，平衡好企业和农户之间的利益。

五难：技术投入小

“我国的生物质能源技术与国外有一定的差距，但目前的技术加上国家的补贴可以维持产业化经营。技术进步永无止境，国外的技术、设备成本太高并不一定适合我们，轿车科技水平高，但要是去农田就不如拖拉机。”秦世平笑着向记者打了个比方。科研部门每年都在做前端的研究，力度并不大。从实验室到田间再到工业企业的规模化生产，技术的创新需要一个较长的时间。企业可以一边生产一边进行探索。

“目前存在的问题是，有些研究成果与生产有些脱节，并没有转化为生产力，推向社会。”肖明松说，一方面技术部门因缺少资金，无法进行规模化生产，另一方面为了尽可能多地收回技术成本，企业有意拉长新技术向市场投放的周期。“但是，我们现在面临的是国际化的市场，如果抱着老的技术不放，一旦有新技术投放市场，企业始终面临着效率低下，最终难以维持。”

“生物质能源的技术投入还很小，从宏观方面来说，现有能源还没有用尽。垄断企业控制着部分能源的终端，也限制了中小企业的技术投入。中石油若投入生物质能源，生产乙醇汽油很容易，因为燃料乙醇按标准要求添加到汽油里形成乙醇汽油，整个产业链他们可以控制，别人加不进去。当大能源还能够持续的时候，就不会在生物质能源上下太大的力气。”此外，国际石油、煤炭，天然气价格有一个联动关系，当他们的价格逼近生物质能源的产品价格时，企业就会有更多的利润，当化石能源资源枯竭到一定程度的时候，生物质能源的优势就体现出来了。 1. 直接燃烧

生物质的直接燃烧和固化成型技术的研究开发主要着重于专用燃烧设备的设计和生物质成型物的应用。现已成功开发的成型技术按成型物形状主要分为大三类：以日本为代表开发的螺旋挤压生产棒状成型物技术，欧洲各国开发的活塞式挤压制的圆柱块状成型技术，以及美国开发研究的内压滚筒颗粒状成型技术和设备。

2. 生物质气化

生物质气化技术是将固体生物质置于气化炉内加热，同时通入空气、氧气或水蒸气，来产生品位较高的可燃气体。它的特点是气化率可达70%以上，热效率也可达85%。生物质气化生成的可燃气经过处理可用于合成、取暖、发电等不同用途，这对于生物质原料丰富的偏远山区意义十分重大，不仅能改变他们的生活质量，而且也能够提高用能效率，节约能源。

3. 液体生物燃料

由生物质制成的液体燃料叫做生物燃料。生物燃料主要包括生物乙醇、生物丁醇、生物柴油、生物甲醇等。虽然利用生物质制成液体燃料起步较早，但发展比较缓慢，由于受世界石油资源、价格、环保和全球气候变化的影响，20世纪70年代以来，许多国家日益重视生物燃料的发展，并取得了显著的成效。

4.沼气

沼气是各种有机物质在隔绝空气（还原）并且在适宜的温度、湿度条件下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气的主要成分甲烷类似于天然气，是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即可燃烧。

1） 沼气的传统利用和综合利用技术

我国是世界上开发沼气较多的国家，最初主要是农村的户用沼气池，以解决秸秆焚烧和燃料供应不足的问题，后来的大中型沼气工程始于1936年，此后，大中型废水、养殖业污水、村镇生物质废弃物、城市垃圾沼气的建立扩宽了沼气的生产和使用范围。

自20世纪80年代以来，建立起的沼气发酵综合利用技术，以沼气为纽带，将物质多层次利用、能量合理流动的高效农业模式，已逐渐成为我国农村地区利用沼气技术促进可持续发展的有效方法。通过沼气发酵综合利用技术，沼气用于农户生活用能和农副产品生产加工，沼液用于饲料、生物农药、培养料液的生产，沼渣用于肥料的生产，我国北方推广的塑料大棚、沼气池、气禽畜舍和厕所相结合的“四位一体”沼气生态农业模式，中部地区以沼气为纽带的生态果园模式，南方建立的“猪-果”模式，以及其他地区因地制宜建立的“养殖-沼气”、“猪-沼-鱼”和“草-牛-沼”等模式，都是以农业为龙头，以沼气为纽带，对沼气、沼液、沼渣的多层次利用的生态农业模式。沼气发酵综合利用生态农业模式的建立使农村沼气和农业生态紧密结合，是改善农村环境卫生的有效措施，也是发展绿色种植业、养殖业的有效途径，已成为农村经济新的增长点。

2）沼气发电技术

沼气燃烧发电时随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电具有高效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。沼气发电在发达国家已收到广泛重视和积极推广。生物质能发电并网电量在西欧一些国家占能源总量的10%左右。

3） 沼气燃料电池技术

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它可以连续发电。依据电解质的不同，燃料电池分为碱性燃料电池（AFC）、质子交换膜（PEMFC）、磷酸（PAFC）、溶融碳酸盐（MCFC）及固态氧化物（SOFC）等。

燃料电池能量转换效率高、洁净、无污染、噪声低，既可以集中供电，也适合分散供电，是21世纪最有竞争力的高效、清洁的发电方式之一，它在洁净煤炭燃料电站、电动汽车、移动电源、不间断电源、潜艇及空间电源等方面，有着广泛的应用前景和巨大的潜在市场。

5.生物制氢

氢气是一种清洁、高效的能源，有着广泛的工业用途，潜力巨大，来生物制氢究逐渐成为人们关注的热点，但将其他物质转化为氢并不容易。生物制氢过程可分为厌氧光合制氢和厌氧发酵制氢两大类。

6. 生物质发电技术

生物质发电技术是将生物质能源转化为电能的一种技术，主要包括农林废物发电、垃圾发电和沼气发电等。作为一种可再生能源，生物质能发电在国际上越来越受到重视，在我国也越来越受到政府的关注和民间的拥护。

生物质发电将废弃的农林剩余物收集、加工整理，形成商品，及防止秸秆在田间焚烧造成的环境污染，又改变了农村的村容村貌，是我国建设生态文明、实现可持续发展的能源战略选择之一。如果我国生物质能利用量达到5亿吨标准煤，就可解决目前我国能源消费量的20%以上，每年可减少排放二氧化碳中的碳量近3.5亿吨，二氧化硫、氮氧化物、烟尘减排量近2500万吨，将产生巨大的环境效益。尤为重要的是，我国的生物质能资源主要集中在农村，大力开发并利用农村丰富的生物质能资源，可促进农村生产发展，显著改善农村的村貌和居民生活条件，将对建设社会主义新农村产生积极而深远的影响。

7.原电池

通过化学反应时电子的转移制成原电池，产物和直接燃烧相同但是能量能充分利用。 脂肪燃料快艇（说明：本词条顶部图片即为脂肪燃料快艇）

新西兰业余航海家和环境保护家皮特·贝修恩宣布，他将驾驶以脂肪为动力的快艇“地球竞赛”号，进行一次环球航行。据悉，贝休恩将于2008年3月1日从西班牙的瓦伦西亚出发，开始全长约4.5万公里的环球航行。贝休恩表示，他打算挑战英国船只“有线和无线冒险”号于1998年创造的75天环球航行的世界纪录。

脂肪当燃料“地球竞赛”号被称为世界上最快的生态船，造价240万美元，融合多项高科技。“地球竞赛”号长约23.8米，形似一只展翅欲飞的天鹅。船身有三层外壳保护，内有两个功能先进的发动机，最高时速可达每小时40节（约74公里），即使航行在巨浪中，速度也不会减慢。

虽然动物脂肪种类丰富，但贝修恩计划只利用人类脂肪转化成的生物燃料作为“地球竞赛号”的动力来源，百分之百采用生物燃料完成一次环游世界的环保之旅。

为了能募集到足够的脂肪生物燃料，贝修恩身先士卒，主动躺到了手术台上。然而整形医生尽管做了很大努力，从他体内抽出的脂肪也只够制造100毫升的生物燃料。他的两名助手抽出的10升脂肪能够制成7升生物燃料，可供“地球竞赛”号航行15公里。

而皮特进行“绿色”环游世界之旅，以打破英国“有线和无线冒险者”号于1998年创造的75天环游世界的纪录，总共需要7万升的生物燃料，也就是说，皮特需要胖子志愿者们捐赠出大约7万公斤的脂肪。

煤炭是我国分布最广、储量最多的能源资源，预计到下世纪中叶，我国的能源消费结构中煤炭仍将占主要地位。

但是，煤炭直接燃烧造成严重的环境污染。全国二氧 化硫（SO2）排放量及烟尘排放量中烧煤排放估计分别占90％和70％，还有NOX的污染问题。西南和华南已出现大面积酸雨区，并有扩大趋势。作为世界最大的煤炭消费国，烧煤排放的二氧化碳（CO2） 可能导致全球变暖的问题更是国际社会普遍关注的一个热点。因此，发展洁净煤技术，减少污染物排放，提高煤炭利用效率已成为我国，也是世界的一项重要的战略任务。

（1）先进燃烧和污染处理技术

洁净煤技术可用于燃烧前、中、后的任一阶段。

燃烧前的处理和净化技术

1）洗选处理。这是除去或减少原煤中所含的灰粉、矸石、硫等杂质，并按不同煤种、灰分、热值和粒度分成不同品种等级，以满足不同用户需要的方法。

1991年我国原煤洗选仅18.1％，洗选效率为85％，而发达国家原煤已全部洗选，洗选效率95％以上。

2）型煤加工。这是用机械方法将粉煤和低品位煤制成具有一定粒度和形状的煤制品。高硫煤成型时可加入适量固硫剂，大大减少SO2排放。我国民用型煤比烧散煤热效率可提高一倍。一般可节煤20－30％，烟尘和SO2减少40－60％，CO减少80％。在工业炉窑中使用可节煤15％，烟尘减少50－60％，SO2减少40－50％，NOX减少20－30％，

3）水煤浆。这是70年代发展起来的一种以煤代油的新燃料。它是把灰分很氏而挥发成分高的煤，研磨成250－300微米的微细煤粉，按煤约70％、水约30％的比例，加入0.5-1.0%分散剂和0.02-0.1的稳 定剂配制而成的,水煤浆可以像燃料油一样运输`储存和燃烧.我国制浆工艺已达国际水平，并已建成商业性示范工程。

燃烧中净化

1）先进的燃烧器。先进的燃烧器是通过改进电站锅炉以及工业锅炉和窑炉的设计和燃烧技术，以减少污染物排放，并提高燃烧效率。

国外已商业应用的有低NOX燃烧器，其燃烧过程是燃料和空气逐渐混合，以降低火焰温度，从而减少NOX生成；或者调节燃料与空气的混合比，提供只够燃料燃烧的氧，而不足以和氮结合成NOX。

我国已开发出新型水容量（热功率1兆瓦以上）煤粉燃烧器，燃烧效率达95％以上，在50％负荷条件下仍能稳定燃烧，且煤种适应性广，脱硫装置正在进一步开发。

2）流化床（沸腾炉）燃烧。流化床燃烧是把煤和吸附剂（石灰石）加入燃烧室的床层中，从炉底鼓风使床层悬浮，进入流化燃烧。流化形成湍流混合条件，从而提高燃烧效率；石灰石固硫，减少SO2排放；较低的燃烧温度（830－900℃）使NOX生成量大大减少。

流化床有鼓泡床和循环床两类，鼓泡床使煤保持在燃烧中心，流化燃烧主要在床内进行。循环床通过高速空气夹带固体颗粒进入并返回燃烧室，进行辅助燃烧，促使煤 粒沸腾燃尽。我国已出口巴基斯坦5万千瓦机组的沸腾炉。煤含硫6%,正在引进配12.5万千瓦机组的循环流化床。

燃烧后净化－烟气净化，包括SO2、NOX和颗粒物的控制。烟尘，SO2变成亚硫酸钙浆状物。干法是用浆状脱硫剂（石灰石）喷雾，与烟气中的SO2反应，生成硫酸钙，水分被蒸发，干燥颗粒用集尘器收集。这两种方法脱硫效率达90％。

烟气除尘，目前大型电站一般采用静电除尘器，除尘效率可达99％以上。

国外目前正在研究开发先进的脱硫工艺，以及可以同时脱除90％以上SO2和NOX的烟气净化新技术。

我国电站烟气净化尚处于初级阶段。90％的火电站装了除尘器，平均除尘效率90％，其中静电除尘仅占总数的12％，除尘效率96％。新建大型电站靠高烟囱（210米以上）扩散，扩散效果虽不差，可减轻城市空气污染，但不能解决地区的污染问题。

（2）煤的气化与液化

1）煤炭气化。煤炭气化是把经过适当处理的煤送入反应器，在一定的温度和压力下通过气化剂（空气或氧和蒸气），以一定的流动方式转化成气体。气化技术可将各类煤转化成各种气体产品，包括城市民用和工业用燃料气、发电燃料气、化工燃料气等。

煤的气化主要产生CO与H2灰分形成废渣排出。煤气化的好处是可在燃烧前脱除气态硫和氮组分。

1990年，我国煤制气消费量为235.9亿立方米。目前采用常压水煤气工艺、常压固体床－－段气化工艺等。正在开发常压循环流化床和常压固体床两段气化工艺。

国外正开发多种煤气化新工艺，目的是扩大气化煤种，提高处理能力和转换效率，减少污染物排放。还有地下煤层气化技术已引起各国重视，也有发展前途，值得研究。

2）燃气－－蒸汽联合循环发电。以煤气化生产燃料气，驱动燃气轮机发电，余气再用来烧锅炉，生产蒸气驱汽轮机发电。煤气经净化处理，可在燃烧前脱除硫和氮；联合循环可提高系统热效率。新一代煤气化联合循环发电的供电效率可达43－46％。

目前，国外已进入示范阶段的煤气化联合循环发电主要有三个方案：整体煤气化联合循环发电方案；增压流化床联合循环方案；第二代增压流化床煤气化联合循环发电方案。目前，在建和拟建的煤气化联合循环发电示范厂共24个。单套容量已达250－600兆瓦。

我国引进几套燃油联合循环机组，可供开发煤气化联合循 环发电的借鉴。另正在引进和开发高精燃气蒸汽联合循 环发电技术。关于增压流化床燃气－－蒸汽联全循环发电技术，我国已研究开发，取得了阶级性成果。

3）燃煤磁流体发电技术。亦称等离子体发电。是使极高温度并高度电离的气体高速流经强磁场直接发电的新型发电厂。当燃煤得到的2600K以上的高温等离子气体以高速 流过强磁场时，气体中的电子受磁力作用和气化中的活化金属粒子（钾、铯）的相互磁撞，沿着与磁力线成 直的方位流向电极而发出直流电，经交、直流交换装置可送入电网。从磁流体出来的气体可送往常规锅炉，加热水产出蒸汽，驱动汽轮机发电，组成高效率的联合循环，总的热效率可达50－60％，由于磁流体发电所用的钾盐可有效地脱硫和可以用控制燃烧的方法来有效控制NOX的产生，故它又是一种低污染燃烧发电技术。

4）煤炭液化。煤炭液化分间接液化和直接液化两类。间接液化是煤先气化，生产原料气，经净化后再进行调质反应，调整H2与CO的比例。

直接液化是把煤直接转化成液体产品。已完成中试的工艺主要有供氢溶剂法（EDS），氢一煤法，SRC法。

80年代开发出第三代两段催化加氢液化新工艺和煤－油共炼工艺，提高了煤液化的经济性。

我国1980年重新开展煤炭直接液化研究，从国外引进了小型试验装置，迄今已对多种煤进行了液化性能和工艺条件试验，以及直接液化和煤－油共炼试验。

在间接液化方面，我国对煤制甲醇做了大量工作。甲醇是用含H2和CO的原料制造的，可用作化工原料、溶剂和燃料。甲醇用作汽车燃料，可在汽油中掺入5％，15％，25％（M－15，M－25），或用纯甲醇（M－100）；甲醇和异丁烯合成甲基叔丁基醚（MTBE），用作无铅汽油辛烷值 加济；或直接合成低碳混 合醇（甲醇70％，低碳醇30％），用作汽油辛烷值 回剂。甲醇还可制取合成汽油。目前，我国甲醇年产能力超过60万吨，其中约20％用作燃料。煤制燃料甲醇已有成熟技术。

2、核能新技术

（1）新一代压水堆核电站

具有固有安全性的核电站反应堆。核反应堆在任何事故条件下都能自动停止运行，而且在最严重的假想事故条件下，停堆后的堆芯乘余热能依靠自然循环机理，导出堆外，保持堆内芯部和燃料元件的完整，从根本上排除堆芯深地、放射性逸出的可能，这种特性称为固有安全性，如改进压水堆、模块式高温气冷堆等。

（2）核燃料的增殖－快中子增殖反应堆。热中子反应堆主要是利用开然铀内的少量铀－235，以及在反应堆生成少量钚－239。因此热中子堆仅利用天然铀中2％左右的铀，世界上探明的铀资源难以保证核能的长期大规模利用。由快中子来产生和维持链式裂变反应的反应堆－－快中子堆，才有可能实现核燃料的增殖。快中子堆以钚－239为裂变燃料，由铀－238为增殖原料，铀－238俘获快中子后又可生成钚－239。由于一个钚－239原子核裂变放出的中子数平均值比一个铀－235核裂变放出的中子数为多，而且新生的钚－239有可能比消耗的钚－239还多，这样就可以实现核燃料的增殖。1951年，美国建成世界上第一座按上述原理工作的新型核反应堆－快中子增殖堆。到70年代末，快中子堆示范电站输出电功率已达3万千瓦，开始进入实用阶段。我国“863”计划已计划建造快中子实验堆。快中子堆在理论上可以利用全部铀资源，但实际上由于各种损失，约可利用铀资源达到60％以上。

（3）新的 供热资源－低温核供热堆和高温气冷堆

低温核供热堆是压水堆型的热中子堆，但它的参数远低于核电站用的压水堆，其压力约为15巴，温度200℃左右。由于参数低，设备造价低，在经济上有竞争力，世界上如原苏联、加拿大、德国、瑞典、瑞士、法国等国都有发展低温核供热的计划。我国开展低温核供热堆已有多年，第一个5000千瓦的低温核供热试验堆已于1990年投入运行。

高温气冷堆是采用石墨作慢化剂和惰性气体氦气作冷却剂的热中子堆。由于石墨耐高温，所以反应堆出口的氦气温度可以高达950℃。元远高于核电站压水堆的出口水温300－350℃，现在设计的模块型高温气冷堆不仅可以高温供热，高效发电，而且有很好的固有安全性能。德国和美国在60年代就有实验堆和示范堆运行，目前日本正在建造3万千瓦热功率的高温气冷实验堆，我国“863”计划也决定在本世纪内建造1万千瓦热功率的实验堆。

（4）受控热核聚变能

1）聚变反应。核聚变是两个或两个以上的较轻原子核〖如氢（H）的两种同位素： （D）帮 （T）〗，在超高温等特定条件下聚合成一个较重的子核，同时释放出巨大能量。因为这种反应必须在极高的温度（1－5亿℃）下进行，所以叫热核反应。据计算，1公斤热核聚变燃料放出的能量为核裂变的4倍。

2）核聚变原料主要是氢、 和 。 也称重氢， 也称超重氢，1公斤海水中含有

0.034克 ，故地球上汪洋大海里有23.4万亿吨 ，足够人类使用几十亿年，是一项无究无尽的持久能源。

聚变能目前尚处于研究阶段，离实用还有相当差距。但基于其取之不尽的资源和优越的性能，能量大，且没有像裂变堆那样产生大量放射性废物，故其远景是很好的。预计在下世纪中叶可望能商 用。目前也有人考虑在其商用以前开展聚变－裂变混合堆的研究，其原理是用聚变反应产生的中子来增殖裂变燃料，充分利用裂变铀、钍核资源。我国也正在研究中。

3、新能源技术

（1）太阳能新技术

太阳能是一种巨大且对环境无污染的能源。

太阳能的转换和利用方式有：光－热转换、光－电转换和光－化学转换。

1）太阳能热利用和热发电技术。太阳能热利用是太阳辐射能量通过各种集热部件转变成热能后被直接利用，它可分低温（100－300℃）：工业用热、制冷、空调、烹调等；高温（300℃以上）：热发电、材料高温处理等。

太阳能节能建筑分主动式或衩动式两种。前者与常规能源采暖系统基本相同，仅以太阳能集热器作为热源代替传统锅炉。后者是利用建筑本身的结构，吸收和储存太阳能，达到取暖的目的。

太阳能热发电技术是利用太阳能产生热能，再转换成机械能的发电过程。发电系统主要同集热系统、热传输系统、蓄热器、热交换器以及汽轮发电机系统等组成。美国LUZ公司已建了9个电站，总装机容量为35万千瓦，平均效率达14％，电价约8美分／千瓦时。太阳能热发电技术涉及光学、传热学、材料科学、自动化等学科，是一门综合性交叉性很强的高新技术，也是太阳能开发和研究领域的难点。太阳能热发电技术的关键问题是太阳能的光辐射吸收和高效传热技术。

2）太阳能光电转换技术。太阳电池类型很多，如单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池、硫化 电池、 化电池等。美国、德国、日本都将太阳能光电技术列为新源首位，制造和发电成本已在特殊应用场合有一定竞争能力。当前发展主要障碍是光电池成本高。我国已能生产，年产达1000千瓦，能量转换率达14％。多晶硅电池采用熔化浇铸，定向凝固方法制造，有可能在现有基础上降低成本30％，向实用化推进一步，但要使成数量级下降，需改变制造工艺，制造硅膜太阳能电池和发电系统，需大力加强基础研究。

3）光化学转换技术。光化学是研究光和物质相互作用引起的化学反应的一个化学分支。光化学电池是利用光照射半导体和电解液界面，发生化学反应，在电解液内形成电流，并使水电离直接产生氢的电池。

我国据1991年不完全统计，已推广太阳能热水器180万平方米，被动太阳能节能房30万平方米，太阳能农用温室33万公顷，太阳灶12万台。我国光伏电池已有4.5兆瓦生产能力。高效电池、非晶硅电池的实验室水平与国外相差不大，但在向生产力转化和应用领域方面差距很大，有待开拓。

（2）风能技术

我国风能总储量估计为1.6×10 9千瓦,在世界各国排列第三,可开发利用的约为2/10,即约3亿千瓦.可以有效利用的风速范围为3-20米/秒.

目前全世界风力机用于发电的超过总量的2/3.

风力机可分为微型（1千瓦以下）、小型（1－10千瓦）、中型（10－100千瓦）、大型（100千瓦以上）。目前世界上最大的风力发电机在美国夏威 ，为3200千瓦 。

到1992年，全世界风力发电装机达2700万千瓦。主导产品是150－250千瓦机组，300－500千瓦机组开始小批量生产。

我国风力发电装机容量为20万千瓦左右，有小型风力发电机12万台，中小型风力发电厂9个。小型 风力机年产3万台，55千瓦、120千瓦、200千瓦风力发电机的研制和生产正在进行中。风力发是技术关键是大型风力机的叶片设计 、制造和安全性技术，二是优化运行控制方案与控制系统。

美国目前每千瓦时风电价约6－7美分，到2000年可能降至4美分。

（3）生物质能利用新技术

生物质能是绿色植物 通过绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量。生物质能通常包括木材和森林工业废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物和动物粪便等。目前发展的生物质能利用技术有：

1）热化学转化技术。是将固体生物质转换成可燃气体、焦油、木炭等品位高的能源产品。

2）生物化学转换技术。主要指生物质在微生物的发酵作用下生成沼气、酒精等能源产品。沼气是有机物质在一定温度、温度、酸咸度和厌氧条件下经各种微生物发酵及分解作用而产生的一种混合可燃 气体。

3）生物质压块细密成型技术。是把粉碎烘干的生物质加入成型挤压机，在一定温度和压力下，形成较高密度的固体燃料，密度约为1.2-1.3克／厘米3，热值在20 焦／公斤左右。

4）化学转换技术。

1990年，我国消费生物质能约2.64亿吨标准煤,大部分是直接燃烧的.目前,我国已研制成功小型气化炉，气化率达70％以上。高效生物质燃烧炉，热效率达85％。

（4）波浪能和潮汐能

这两项海洋能源我国约有4－5亿千瓦，已建成1280千瓦时平潭幸福洋潮汐电站。我国波力发电极有特色，在基础研究方面已进入世界前沿，在实用上已有10千瓦级的岸式或漂浮式波力发电装置，并装备了航标灯。海洋能的开发应着重两个方面，其一是基础研究，如海洋能的收集与聚能，最佳转换方式和转换机械，随机、间断、不稳定转换技术等；其二是多能互补，与海湾、海岛、入海口其他新能源多能并举多能互补。

（5）氢能利用技术

从70年代初开始将氢应用于发电以及各种机动车和飞行器的燃料，已有不少试验装置在运行。氢作为能源使用时，无污染物产生，燃烧产物是水，而生产氢的原料也是水。氢的热值高，每克液氢可达120千焦，是汽油的2.8倍。

1）氢气制备。可以用电解法、热化学法、光电化学法或等离子体化学法制氢。

2）氢的储存。氢的储存可以用压缩、低温液化和贮氢金属吸存。

3）氢的利用。可作燃料，用于导航、机动车等；可用氢燃料电池通过电化学反应直接转换成电能；可用作各种能源的转换介质或中间载体。

作为人类长远的战略能源，氢可与其他一次能源结合发展各种氢能系统，特别是太阳能－氢能综合能源系统有很好发展前途。国际上认为氢能将是21世纪中后期最理想的能源。

4、节能新技术

我国的一些高耗能产品的能耗水平与国际水平比较，差距仍很大，除一般节能方法和采取的节能措施外，尚须采取节能瓣措施，新方法。

（1）余热回收利用技术

对于低品位余热利用，需研究强化传热的机理，研制包括热管在内的各种高效换热元件和紧凑换热器，是低品位热动力开发和发展热泵技术的重要储备；换热器小型化和降低成本是低品位余热动力回收装置提高经济上竞争性的主要技术关键。

1）热泵技术。是以消耗一部分高质能（机械能、电能）为裣，使热量从低温热源向高温热源传递。热泵可以用消耗少量高质能，获得较多的热能。

2）热管技术。热管是一种具有很高传热性能的元件。它利用封闭在管壳内的工作液体的相变（沸腾 、凝洁）来传递热量。当蒸气流向冷凝段，冷凝段由于受到冷却使蒸汽凝结成液体，液体再沿多孔材料借助毛细管的作用流回蒸发段，如此循环不已。作为一种传热新技术，广泛用于电子工业、空间技术和工业余热回收等方面。

（2）电子电力技术

电子电力技术在工业、交通运输、通信、家用电器等领域有广泛的前途。电子电力技术是节能的利器，例如：风机、水泵的阀门调节改为交流调速控制，可节电30－40％；直流传动改为可关断晶体管变频传动，可节电1／3以上；采用电子变频器和新型荧光粉的高效荧光灯，节电率可达80％。

据估计，全国推广应用电子电力技术，每年可节电400亿千瓦时，应用电子电力技术的各种节能产品，节 材率达40－90％。

（3）高效电动机

采用新材料、改进设计、具有低损耗、高功率因素的电机，电动机占我国总用电量的60％，高效电动机的效率比一般标准电动机高2－7％，永磁电动机可提高效率4－10％。

（4）高效节能照明技术

采用高频整流器降低灯的耗电率，采用稀土荧光粉吸收紫外线并变为可见光，提高发光效率。例如用节能灯代替白炽灯可提高效率50－80％。

（5）远红外线加热技术

是利用远红外辐射元件发出的远红外线，使被加热物体吸收，直接转变成热能的一种加热方式。远红外辐射电暖器就是一例。

（6）电热膜加热技术

是将电子电热膜直接制作在被加热体的表面上，当通电加热时，热量会很快专给 被加热体。因此电热膜加热效率达85％，而普通电热丝加热次序仅40％。电热摸是一种导电薄膜，它可用于电热杯、电淋浴器、电吹风、电暖气等电热器具。电热膜加热功率在100－2000瓦范围内，使用寿命高于2000小时。

当前世界各国都十分重视节能，国际能源界也有将节能称为第五能源，与煤、石油及天然气、水电、核电四大能源并列。览于节能对合理利用自然资源和保护环境的重要意义，各国对推动节能新技术都采取了各种政策措施，例如，采取补贴的政策等。我国已公布淘汰和停止生产高耗能产品，优先发展高效节能设备的政策。

总之，能源的开发利用与发展是直接关系到国民经济发展、社会进步和人民生活的大事。要坚持开发利用与节约并举，要重视发展清洁与可再生能源，保护环境；要依靠科技进步，加大技术改造力度，合理配置，提高能源利用效率；要加强能源开发与环境保护的基础与应用研究，使能源工业与经济、社会、环境协调发展，促进国民经济持续、快速、健康发展和社会全面进步。

2、热泵系统一般由四部分组成：压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器，工作原理为：沸点低的液态工质（例如氟利昂）从低温热源（例如常温空气）吸热并汽化成低压蒸气。汽化后工质经过压缩机压缩成高温高压的蒸汽，该高温高压汽体在冷凝器内对供暖循环水冷放热后却凝结成高压液体。再经节流元件（毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀等）节流成低温低压液态工质重新再去吸热。而供暖循环水去暖气片供暖。如此就完成一个制热循环。

3、热泵与水泵不一样。

区别于常规能源，太阳能、风能、地热能、还有潮汐能、生物质能等等都是目前提倡推广的一些能源。

太阳能常见的以光热、光伏应用为主，光伏发电目前关于太阳能电厂的项目也有不少，关于上网电价的讨论还在继续，项目在建，政策也在摸索。光热用的较多，但都是比较分散。目前国家在太阳能建筑一体化方面以及太阳能建筑应用上，有政策支持，按照可再生能源建筑应用示范的一些说法，会有财政资金补助。

风能目前用的多的就是风电厂，上了许多大项目，发改委说风电产能过剩，可再生能源学会的一些专家也说并不过剩，但事实上还是多少存在问题，主要也是一些电价啊，成本啊什么的政策层面的东西以及可操作的东西还急需完善。

地热能在建筑方面的应用近几年发展很快，和太阳能一样，地源热泵在建筑的应用在示范城市、示范农村会由财政补贴的，技术也很成熟了，当然这个应用和当地的地质水文条件关系很密切，有些地方不适合搞，但盲目的上项目造成一些不必要的后续损失，还有同一个地点，施工质量也会对制热制冷效果有明显的影响，这些环节都很重要。

生物质能在农村有丰富的资源，目前也有一些推广，例如沼气，有些地方在政府也有补贴的，在在农村也比较易于推广，沼气池建设也简单，原料也不缺。

总的来说，不管哪种能源项目，用户对接、市场需要为重要。这样像一些大的项目不至于成本太大，但产能得不到利用；或小的项目盲目跟风，不切合本地的气候条件、建筑需求，日后也会很麻烦的。