篇一：新能源汽车技术论文
安徽工业大学2013-2014学年第一学期《发动机原理》课程论文 论文题目：关于我国新能源汽车技术的瓶颈因素和发展方向的一些思考
论文编号：5
姓名：李龙
学号：119054008
班级：车111
关于我国新能源汽车技术的瓶颈因素和发展方向的一些思考
[摘要]：金融危机使得全球汽车工业纷纷陷入困境，面对困境，国内外汽车企业纷纷将日光投向新能源汽车。为了对新能源汽车的现状有清晰的了解，对当前新能源汽车的种类进行了简单介绍。着重叙述了全球范围内具有代表性的几个国家和我国的新能源汽车技术的发展现状，并对影响我国新能源汽车技术发展瓶颈的影响因素提出了个人看法。最后，对我国新能源汽车技术的未来发展方向进行了展望。 [关键词]:新能源汽车技术，发展状况，瓶颈因素，方向
Abstract : Financial crisis in the global auto industry have stalled, in the face of difficulties, domestic and foreign automobile enterprises have the sun into the new energy vehicle. In order to present situation of new energy vehicles have a clear understanding of the species, the new energy vehicles are introduced. Mainly described the development of global status of several representative countries and China's new energy vehicle technology, and gives personal opinions on the factors affecting the new energy automotive technology development bottleneck in china. Finally, the future development direction of new energy vehicle technology in China is discussed.
Key words : the new energy automotive technology;present development situation; the bottleneck factors; direction
一、新能源汽车的定义和分类
1.新能源汽车的定义
根据我国汽车产业发展政策，国家发展和改革委员会公告?2007?第72号公布了《新能源汽车生产准入管理规则》，2009年在国家《汽车产业调整振兴计划》的指导下，工信和信息化部公告[2009]第44号，公布了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》。《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》对新能源汽车做出了明确的定义：新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规你的车用燃料，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。
2.新能源汽车的分类
新能源汽车包括混合动力汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、氢发动机汽车、天然气汽车以及其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。
1）混合动力汽车
混合动力是指由多于一种能量转换器提供驱动动力的混合型电动汽车。目前，混合动力汽车多采用传统燃料的燃油发动机与电力混合。
按照动力结构的不同，混合动力汽车可以分为串联式混合动力汽车（SHEV）、并联式混合动力汽车（PHEV）和混联式混合动力汽车（PSHEV）。按照燃料种类的不同，又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力，而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。
混合动力汽车是传统内燃机汽车与电动汽车相结合的产物，其关键技术是混合动力系统，它的性能直接关系到混合动力汽车整体性能。混合动力汽车最突出的优势就是其燃油经济性。
2）纯电动汽车
纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。纯电动汽车完全采用可充电式电池驱动，其基本结构并不复杂，电动发电机和车载电池是其中的关键部件，其中又以电池最为关键。其难点在于电力储存技术。
3）燃料电池电动汽车
燃料电池电动汽车是利用燃料电池，将燃料中的化学能直接转化为电能来进行动力驱动的新型汽车。燃料电池电动汽车完全不进行燃料的燃烧过程，而是通过电池直接将化学能转化为电能，依靠电动机驱动。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2--3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆，代表着清洁汽车未来的发展方向。
4）氢发动机汽车
氢发动机汽车是在现有的发动机基础上加以改造，从氢气和空气的混合燃烧产生能量从而获得动力的汽车。氢发动机汽车除了具备无污染、低排放等优点外，还具有一些特殊的优势，如对氢的要求较低、燃烧性能高、内燃机技术成熟等。但是氢发动机汽车现在面临氢的制取和液态氢的储存这两大难题，能否有效的解决这两大难题将决定氢发动机汽车的发展前景.
5)天然气汽车
天然气汽车是以天然气作为燃料的汽车，又称“蓝色动力” 汽车。天然气汽车由于采用天然气为燃料，所以具有低污染、低成本、安全性高的特点，但动力性能较低，不易携带，而且一旦大规模投入使用，必须建立相应的加气站及加气站输送天然气的管道，成本比较高。
二、汽车对环境、能源的影响及发展新能源汽车的重要性
1、汽车对环境的影响
汽车制造过程中的污染。汽车的塑料铸件中使用氟利昂作为发泡脱沫剂，氟利昂对臭氧层有破坏作用。另外，铅基涂料会造成铅污染；油漆溶剂的散逸也会造成污染。
汽车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、颗粒物对人类健康会产生直接危害。一氧化碳与血红蛋白结合的速度是氧气的250倍，从而削弱血液向各组织输送氧气的功能，危害中枢神经系统，造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍，重者危害血液循环系统，导致生命危险。
氮氧化物和碳氢化物在太阳紫外线作用下，产生一种具有刺激性的化学烟雾，其对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道粘膜。
修建公路、停车场和加油站占用大量耕地，破坏植被，造成水土流失，危害野生动物。汽车报废处理过程中会产生大量固体废弃物、废水、废油等，污染周边环境及地下水资源。另外，还有噪声污染，汽车拥堵等问题。
2、汽车对能源的影响
传统汽车工业以石油为燃料，对化石能源有巨大的需求和依赖。近年来我国汽车社会化进程加快，汽车产业迎来了跨越式的蓬勃发展时期。但是，汽车产量的急剧增加对能源的负面影响也越来也突出。
目前世界汽车保有量约有10亿辆，预计到2020年全球汽车保有量将超过12亿辆。汽车消费的快速增长导致石油消耗快速增加。国际能源机构（IEA)的统计数据表明，2001年全球57%的石油消费在交通领域，预计到2020年以后，全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口，2050年的供需缺口几乎相当于2000年世界石油总产量的两倍。我国汽车增长对石油资源的需求越来越严峻，严重威胁着我国的能源安全。
3、发展新能源汽车的重要性
如前所述，汽车受环境、能源的制约，其可持续发展是汽车产业必须面对的问题，寻求和开发汽车新的能源以及新的汽车动力方式迫在眉睫。
汽车工业是国民经济的支柱产业，它与人们的生活息息相关，已成为现代社会必不可少的组成部分。但是，以石油为燃料的传统的汽车工业，在为人们提供快捷、舒适的交通工具的同时，增加了国民经济对化石能源的依赖，加深了能源生产与消费之间的矛盾。随着资源与环境双重压力的持续增大，发展新能源汽车已成为未来汽车工业发展的方向。发展新能源汽车是缓解石油短缺的重要措施；是减少对国外石油依赖，解决快速增长的能源需求与石油资源终将枯竭的矛盾的必由之路；发展新能源汽车是降低环境污染的有效途径；发展新能源汽车是汽车工业发展的必由之路。另外，我国能源利用率比发达国家落后20年，相差10%--20%。我国能源需求还在快速持续增长，传统能源的短缺和有限性凸显新能
源开发的必要性和紧迫性，纯电动汽车和燃料电池在汽车使用过程中能够实现零排放，并摆脱了对石油资源的依赖，这将成为我国发展新能源汽车的最终目标。 再则，今年我国汽车工业发展速度很快，我国已经成为世界上汽车产业发展潜力最大的地区之一，而且在今后相当长时间内我国汽车产业将会保持一种较快的增长势头。面对温室气体排放大幅度增加，能源问题日益严重，环境污染不断加剧，选择开发以新能源汽车为代表的节能环保汽车变得尤为重要。
在此背景下，我国发展新能源汽车，不仅有利于降低对石油的依赖，保证我过的能源安全，也利于我国的环境保护和可持续发展，并为我国汽车产业实现跨域式发展提供重要的战略机遇。
三、全球新能源汽车技术的整体发展历程及情况
2008年的金融危机，使有着几百年历史的汽车巨头美国通用汽车公司风光不再，这似乎预示着传统汽车技术将要走向衰落，欧美和日本等主要世界汽车产业强国纷纷加大了对新能源汽车产业的支持力度，各汽车企业相继推出了自己的新能源汽车上市车型，新能源汽车已经成为了全球汽车产业未来发展的一个新的支点。另外全球石油价格的上涨，几个大国能源紧缺问题严重，使现阶段仍以石油为主要燃料的汽车产业的发展受到极大威胁。因此，发展新能源汽车技术成为世界汽车持续发展的必然选择。
目前，从技术上来说，代用燃料技术、压缩天然气技术和液化石油气技术已经竟进入了实际应用阶段，氢发动机已经研制成功，生物燃料的应用也将会越来越多，特别是醇类燃料、灵活燃料发动机等新能源汽车技术的研究将是一个很重要的方向；混合动力技术，国外一些大公司都已陆续推出量产车型，纯电动汽车技术也在不断取得进步，而且纯电动汽车技术已经在相对较轻的车上加以应用。
1、美国新能源汽车技术的发展情况
美国侧重于燃料电池电动汽车技术的研发。世界上第一辆电动汽车早在1834年就在美国诞生。美国在新能源汽车技术研发和政策支持上一直走在世界前列。另外在1964年，美国通用汽车公司就进行了第一个燃料电池的实验，并于1968年生产出第一辆燃料电池电动汽车。美国能源部制定的“氢计划”提出2010年燃料电池电动汽车将占汽车市场份额的25%。
通用汽车公司全面开展氢燃料电池、混合动力、生物燃料、柴油机、天然气等新能源汽车技术的研发，福特汽车公司全面开展混合动力、充电式混合动力、E85乙醇灵活燃料、清洁柴油、氢气内燃机和燃料电池汽车等新能源汽车技术的开发。 当前国际上车用替代燃料发展主要是乙醇和生物柴油等非化石类燃料，乙醇作为首先规模化应用的生物质燃料在部分国家得到一定程度推广。为摆脱对传统能源的过度依赖，美国政府一直致力于提高乙醇以及生物柴油等可再生资源使用量?2003—2007年，美国乙醇汽油的消耗量年均复合增长率为27%。同时，美国政府也鼓励以混合动力车为代表的其他新能源汽车的使用。新能源汽车技术的开发和应用成为美国摆脱能源依赖的战略之一。
奥巴马总统上任后，推动新能源汽车发展是奥巴马政府能源政策的组成部分。2009年初，奥巴马对国会表示，美国在车用充电电池领域已经落后于别的国家。无论是在混合动力车、电动汽车还是锂电池领域，美国都没有取得领先的优势，而日本和韩国的汽车公司已经在开发电池方面有了一定的专业基础。美国的
篇二：新能源发展论文
07级电自2班
20070710202
邓百川
新能源发电技术的前景
摘要：新能源的开发和利用在近20年来得到了越来越广泛的重视.本文针对我国的新能源应用和发展重点介绍了目前比较成熟的风能、太阳能等发电技术的现状、研究热点、存在问题以及在我国的应用前景等.透过本文的分析和比较,可以预见到新能源发电技术必将更加成熟、实用,同时成本也将大大下降.新能源电力在不远的未来将成为我国电力建设的不可缺少的一部分.
引言：自20世纪70年代以来，许多国家开展了对新型可再生能源的研究、开发和利用工作，到目前为止，除水电外，全世界可再生能源发生的总容量已经接近4×104MW，占全世界总装机容量的1%。其中风力发电装机容量已达到1.8×104MW，太阳能光伏发电装机容量近的1×104MW。美国、日本、澳大利亚等国家和欧盟都制订了相关政策积极发展新能源产业。
我国自然能资源非常丰富，开发潜力巨大，然而，由于技术、资金以及政策引导等方面的原因，新能源的开发步伐明显滞后。至2000年底，我国风能、太阳能等新能源发电约为33×104kW，只占我国电力装机总容量的0.4%。因此，推动新能源产业的快速发展，已成当务之急。本文就目前国内外新能源发电的最新动态做一论述。
正文：新能源发电技术发展情况
（1）太阳能发电 美国是世界上太阳能发电技术开发较早的国家，太阳能槽式发电系统已经积累了10多年联网营运的经验，1×104kW塔式和5~25kW盘式太阳能发电系统正处于示范阶段。法国、西班牙、日本、意大利等国太阳能发电的应用也有一定发展。太阳能光伏发电最早用于缺电地区，从80年代开始，联网问题得到很大重视。目前，在世界范围内已建成多个兆瓦级的联网光伏电站，光伏发电总装机容量约1×103MW。
我国的太阳能电池制造水平比较先进，实验室效率已经达到21%，一般商业电池效率是10%~13%。已建成1座光伏电站，容量约40MW。其中容量最大的是1998年投运的西藏安多100kW电站。太阳能发电项目正在启动，计划在拉萨建立一座35MW的鲁兹型太阳能电站。
在新能源和可再生能源家族中，太阳能是最引人注目，开展研究工作最多，应用最广的成员。太阳能是一种清洁能源，这对于当前人类对环境污染的重视尤为重要。太阳能还属于无限的能源。据专家预测，太阳的寿命有600亿年，而地球的寿命只有50亿年，因此太阳能相对于我们人类来说是无限的。而且它也不受任何人的控制和垄断。这些优点都是常规能源所无法比拟的。当然太阳能也有不足的地方，比如太阳辐射的强度受到气候、昼夜、纬度、季节、海拔的影响，往往需要配备储能设备。又如它的能流密度低，实际利用时需要较大的太阳能收集装置，占地面积大，投资大。这些因素也都制约了太阳能的利用。到本世纪以来，随着新材料的应用、电子技术等高科技的高速发展，为太阳能的有效利用提供了条件。人们将太阳能辐射通过收集和转换变为可直接利用的能源，使太阳能的利用得到相当大的发展。其中利用太阳能发电就是对太阳能最好的利用。
目前太阳能发电有两种方法。一种是将太阳能转换为热能，然后按常规方式发电，称为太阳能热发电。另一种是通过光电器件利用光生伏打原理将太阳能直接转换为电能，称为太阳能光伏发电。
太阳能热发电1、太阳能热发电系统太阳能热发电也叫做太阳能聚光发电，是将太阳辐射从面积上浓缩产生高温发电的装置。由于太阳光聚集后可以产生高温，因此该技术用于与热发电机相连来构成发电系统。太阳能聚光技术最早可以追溯到140年前(D.Mills,2003),Mouchot和Pifre于1882年在法国所做的研究工作。其后，在1888年Ericsson，1901年Eneas，1913年Shuman和1968年Francia在该方面也进行了大量的研究工作。最值得一提的是在上世纪80年代，由于70年代的石油危机，太阳能热发电得到了重视，一批大规模的太阳聚光器在世界各国安装。如发电总功率354MW的槽式太阳能热电站在美国加洲建成，在十几年间已经发电超过5000GWh。
太阳能光伏发电太阳能光伏发电是利用太阳能光伏电池的光生伏打原理把太阳光能直接转化为电能的发电方式。太阳能光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统由太阳能光伏电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。 太阳能光伏电池板是太阳能光伏发电系统中的核心部分，也是太阳能光伏发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能光伏电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。太阳能控制器控制着整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。蓄电池一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。在很多场合，都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能
（2）风力发电 风力发电经历了从独立系统到并网系统的发展过程，大规模风力田的建设已成为发达国家风电发展的主要形式。目前，风力田建设投资已降至1000美元/kW，低于核电投资且建设时间可少于一年，其成本与煤电成本接近，因而具有很大的竞争潜力。世界上最大的风力田位于美国加利福尼亚州，年发电约221×108kW·h。全世界风电装机容量已达17706MW。美国将在俄勒冈州至华盛顿州沿线建立一个世界最大的风力发电基地，德国计划30年后用风力发电取代核电，风力发电在德国供电系统中的比重将占到25%。
我国独立风电装置有10多万台，总容量20MW左右，80%以上在内蒙古。80年代中后期以来，联网风电场建设迅速发展，全国共建成20个联网风电场，容量234MW。新疆达板城风电二场是我国目前最大的联网风电场，我国自行研制的
7.5MW风力发电机组已经投入运行。
风力发电技术是把风能转变为电能的技术。通过风力发电机实现，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。 风力发电机一般有风轮、发电机（包括装置）、调向器（尾翼）、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风
力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能。发电机在风轮轴的带动下旋转发电。 风轮是集风装置，它的作用是把流动空气具有的动能转变为风轮旋转的机械能。一般风力发电机的风轮由2个或3个叶片构成。在风力发电机中，已采用的发电机有3种，即直流发电机、同步交流发电机和异步交流发电机。 风力发电机中调向器的功能是使风力发电机的风轮随时都迎着风向，从而能最大限度地获取风能。一般风力发电机几乎全部是利用尾翼来控制风轮的迎风方向的。尾翼的材料通常采用镀锌薄钢板。 限速安全机构是用来保证风力发电机运行安全的。限速安全机构的设置可以使风力发电机风轮的转速在一定的风速范围内保持基本不变。 塔架是风力发电机的支撑机构，稍大的风力发电机塔架一般采用由角钢或圆钢组成的桁架结构。风力机的输出功率与风速的大小有关。由于自然界的风速是极不稳定的，风力发电机的输出功率也极不稳定。风力发电机发出的电能一般是不能直接用在电器上的，先要储存起来。目前风力发电机用的蓄电池多为铅酸蓄电池。
风机叶片是风力发电技术进步的关键核心。风力机部件，其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素。我国风机叶片行业的发展是伴随着风电产业及风电设备行业的发展而发展起来的。由于起步较晚，我国风机叶片最初主要是依靠进口来满足市场需求的。随着国内企业和科研院所的共同努力，我国风机叶片行业的供给能力迅速提升。 目前，我国风机叶片市场已经形成外资企业、民营企业、研究院所、上市公司等多元化的主体投资形式。外资企业主要有GE、LM、GAMESA、VESTAS等，国内企业以时代新材、中材科技、中航惠腾、中复连众为代表。截至到2008年5月，中国境内的风电机组叶片厂商共有31家。其中，已经进入批量生产阶段的公司有10家。2008年，已经批量生产的叶片公司生产能力为460万千瓦。预计2010年，这些叶片公司全部进入批量生产阶段后，综合生产能力将达到900万千瓦。
（3）地热发电 地热发电的相关技术已经基本成熟，进入了商业化应用阶段。美国拥有世界上最大的盖塞斯地热发电站，装机容量达2080MW。菲律宾的地热 发电装机容量也高达1050MW，占该国电力装机总容量的15%。目前全世界地热发电站约有300座，总装机容量接近1×104MW，分布在20多个国家，其中美国占40%。
我国地热发电在新中国成立后开始研究，于1970年，中国科学院在广东省丰顺县汤坑镇邓屋村建起了发电量60kW的地热发电站。这是我国第一座地热试验发电站。1976年，全世界海拔最高的地热发电站在我国羊八井盆地建成发电，现已兴起了一座崭新的地热城，地热开发利用正向综合性方向发展。目前，该电厂已有8台3000kW机组，总装机25MW，年发电量在拉萨电网中占到45％。羊八井地热发电站目前是我国最大的地热发电站。
地球是一个巨大的热仓库。其内部的热能根据科学家的推算，全球潜在地热能源的资源量约4×1013MW，相当于现在全球能耗的45×104倍。地热是一种洁净的可再生能源。地热发电是利用超过沸点的中、高温地热（蒸汽）直接进入并推动汽轮机，并带动发电机发电，或者通过热交换利用地热来加热某种低沸点的工作流体，使之变成蒸气，然后进入并推动汽轮机，带动发电机发电。最近发展起来的“热干研过程法”地热发电法不受地理限制，可以在任何地方进行地热开采。原理是首先将水通过压力泵压入地下4到6km深处，在此处岩石层的温度大约在200℃左右。睡在高温岩石层被加热后通过管道加压被提取到地面并输入一
个热交换器中。热交换器推动汽轮发电机将地热转化成电能。而推动汽轮机工作的热水冷冻后再重新输入到地下供循环使用。世界上第一座地热发电站要算是1904年在意大利的拉德雷诺建成的小型地热电站，它是用地热蒸汽推动涡轮机发电的，但功率很小，只点亮了5盏电灯。后来经过充实发展，目前该电站的装机容量已达548MW。当初这座电站虽然只能点亮5盏电灯，却开创了地热发电的历史。目前世界上最大的地热发电站装机容量已经达到了1000MW，位于美国加利福尼亚盖瑟尔斯。
（4）潮汐能发电 目前，世界各地已建成了许多潮汐电站，其中规模最大的是法国的郎斯电站，装机容量240MW。规模较大的还有加拿大的安那波利斯电站、中国的江厦电站和幸福洋电站、原苏联的基斯洛电站等。
潮汐能发电的工作原理与一般的水力发电原理差不多。它建筑一条大坝把靠海的河口或者海湾与大海隔开，形成一个大水库，发电机组安装在拦海大坝里面，大部分机器在地面下，利用潮汐涨落的位能差来推动水力涡轮发电机组发电。 潮汐发电与水力发电的原理相似，它是利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的，也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能，再把机械能转变为电能（发电）的过程。具体地说，由于潮水的流动与河水的流动不同，它是不断变换方向的，因此就使得潮汐发电出现了不同的型式，例如：（1）单库单向型，只能在落潮时发电。（2）单库双向型：在涨、落潮时都能发电。（3）双库双向型：可以连续发电，但经济上不合算，未见实际应用。
世界上第一座潮汐电站是法国的郎斯河口电站，其装机容量为240MW，年均发电量为544GWh。中国沿海已建成9座小型潮汐电站，1980年建成的江厦潮汐电站是我国第一座双向潮汐电站，也是世界上较大的一座，其总装机容量为3200kW，年发电量为10.70GWh。世界较大的潮汐电站至今运行正常，证明潮汐发电在技术上是可行的，可是从20世纪80年代至今，近20年来几乎没有建新的潮汐电站，100MW级的潮汐电站没有一个建设投产。没建新的潮汐电站的原因主要是考虑电站的经济性和潮汐大坝对环境的影响。
（5）生物能发电 城市垃圾发电是30年代发展起来的新技术，最先利用垃圾发电的是德国和美国。目前，美国垃圾焚烧发电约占总垃圾处理量的40%，已建立了几百座垃圾电站，其中底特律市拥有世界上最大的日处理垃圾4000t的垃圾发电厂。日本城市垃圾焚烧发电技术发展更快，垃圾焚烧处理的比例已接近100%。
生物能发电在我国尚处于起步阶段，蔗渣/稻壳燃烧发电、稻壳气化发电和沼气发电等技术已得到应用，总装机约800MW。深圳垃圾发电厂已运行了七年，为垃圾发电在我国的发展积累了一定的经验，这将为解决我国城市垃圾处理问题带来新的希望和契机。
沼气具有较高热值，与其他燃气相比，抗爆性能较好，是一种可再生的清洁能源。沼气一般在农村比较多使用，传统上大多利用沼气取暖、炊事和照明。沼气发电是随着沼气综合利用的不断发展而出现的一项新型沼气利用技术，它将沼气用作发动机燃料，驱动发电机产生电能。由于城市化进程大城市，利用垃圾沼气发电也成为了可再生能源的一大热点。在我国，上海，北京，深圳等大城市正在或准备建立垃圾沼气发电厂。我国第一家垃圾沼气发电厂是在1998年10月，在杭州天子岭垃圾填埋场建成。在我国，目前拥有1000万座沼气池。但总体上沼气应用范围不够广，利用率也比较低。我国城市垃圾量以每年6%～7%的速度递增，而我国90%以上的城市处理垃圾的方式采取的是填埋方式，许多大城市垃圾填埋场日处理垃圾在千吨以上，如果能变废为宝，我国可以明显减少对化石能
源的依赖，减少石油进口。
在国外，沼气发电也是蓬勃发展，在2006年12月12日，世界上最大规模的利用垃圾沼气发电站在韩国建成并正式投入运营，发电规模为50MW级，这座沼气发电站生产的电力可为18万户家庭供电，它将替代韩国每年50万桶重油进口。在此之前，全世界50MW级的沼气发电站仅在美国有1座。随着沼气发电站的容量提高，沼气发电并网运行将会对整个电力系统造成冲击，继电保护相关问题也会随着容量提高而变得突出。
（6）燃料电池发电 美国每年投资数亿元开发燃料电池，掌握了许多最先进 的技术。日本也大力开展燃料电池及发电技术的研究，仅磷酸型燃料电池（PAFC）发电装机就已超过30MW。加拿大、韩国以及欧洲许多国家也在燃料电池的研究与应用上取得了很大进展。目前，PAFC是技术最成熟、商业化应用最广泛的燃料电池，其价格已降至1500美元/kW。已有数百座PAFC型电站在美国、日本以及欧洲各国投入运行，容量最大的是东京电力公司的五井电厂（11MW）。
90年代中期以来，我国在PEMFC燃料电池研究方面取得了较大的进展。燃料电池技术列入了国家""九五""科技攻关项目和中国科学院""九五""应用研究与发展重大项目，其研究目标直指国际水平。
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）、磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）及质子交换膜燃料电池（PEMFC）等。按燃料电池所用原始燃料的类型，大致分为氢燃料电池、甲烷燃料电池、甲醇燃料电池和汽油燃料电池。燃料电池不受卡诺循环限制，能量转换效率高，洁净、无污染、噪声低，模块结构、积木性强、比功率高，既可以集中供电，也适合分散供电。使用燃料电池发电，是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，没有转动部件，理论上能量转换率为100%，装置无论大小实际发电效率可达40%～60%，可以实现热电联产联用，没有输电输热损失，综合能源效率可达80%，装置为集木式结构，容量可小到只为手机供电、大到和目前的火力发电厂相比，非常灵活。燃料电池其原理与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极（负极即燃料电极和正极即氧化剂电极）以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。因此燃料电池是名副其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。燃料电池具有高效率、无污染、建设周期短、易维护以及成本低的特点，它不仅是汽车最有前途的替代清洁能源，还能广泛用于航天飞机、潜艇、水下机器人、通讯系统、中小规模电站、家用电源，又非常适合提供移动、分散电源和接近终端用户的电力供给，还能解决电网调峰问题。随着燃料电池的商业化推广，市场前景十分广阔。人们预测，燃料电池将成为继火电、水电、核电后的第四代发电方式，它将引发21世纪新能源与环保的绿色革命。
2005年，从事燃料电池开发的公司总投资额已超过10亿美元。据统计，2005年全球拥有50万个固定的（静止式）燃料电池装置，到2010年，将有250万户家庭使用燃料电池，同时全球拥有60万台燃料电池汽车，占世界汽车生产量的1%。
篇三：新能源论文1
化学化工与材料学院
化学专业论文
题 目 我国新能源的发展与应用
学生姓 名 宫庆玲专业年 级 2010级学号
指 导 教 师（职称） 朱宇君日期
我国新能源的发展与应用
摘要：发展替代能源, 实现传统能源之间、传统能源和新能源之间的替代是解决我国能源供需瓶颈、供需结构性矛盾以及减轻环境压力的有效途径, 也是真正实现经济“又好又快”地可持续性发展的基本保障。国家将积极开发水电、核电, 鼓励发展风能、太阳能、生物质能等可再生能源, 积极开发利用地热能和海洋能。据悉, 到2020 年, 中国可再生能源比重可以从目前的7%左右提高到16%左右; 2035～2040 年,这一比重将占到一次能源总量的25%以上。在寻求能源与经济均衡点的进程中，新能源具有清洁、污染排放少、可再生等一系列优点，对我国发展低碳经济、改善能源结构、促进经济社会可持续发展具有重要的意义。通过总结目前国内的主要新能源种类及利用方式，分析了国家政策对新能源发展的支持和导向，阐述了风能、太阳能、生物质能和核能的资源条件及开发利用现状，并对我国新能源发电的发展方向及前景进行了展望。
关键词：低碳，低碳经济，新能源，减排，能源消耗，能源结构，可持续发展，发展方向； 正文：1980年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能
新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能、等能源，称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。
日前在中国，可以形成产业的新能源主要包括水能（主要指小型水电站）、风能、生物质能、太阳能、地热能等，是可循环利用的清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段，也是环境治理和生态保护的重要措施，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。 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，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石
油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。
新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。
特点：1）资源丰富，普遍具备可再生特性，可供人类永续利用；
2)能量密度低，开发利用需要较大空间；
3)不含碳或含碳量很少，对环境影响小；
4)分布广，有利于小规模分散利用；
5)间断式供应，波动性大，对继续供能不利；
6)目前除水电外，可再生能源的开发利用成本较化石能源高。
一、能源形势和任务
我国传统能源资源并不丰富,尤其是油气资源。据统计, 中国的石油、天然气、煤炭等能源的人均占有量分别占世界平均水平的11%、4%和54%。相对而言, 煤炭略多, 注定了我国的一次能源结构只能以煤为主。从2002～2006 年的5 年内, 依靠以煤为主、煤在一次能源消费比重中所占七成左右的比例, 中国实现了国内生产总值翻一番, 2002 年中国国内生产总值第一次超过10 万亿人民币,达到102398 亿人民币; 2006 年中国国内生产总值达到了209407亿人民币。在国内生产总值翻一番的同时, 一次能源消费总量：2002 年为15.18 万亿吨标准煤,2006 年为24.567 万亿吨标准煤。5 年来, 中国国内生产总值消费的能源总量的比例确实发生了重大变化, 但是煤炭在一次能源消费的比重仍然维持在七成左右,以传统燃煤为主的中国能源结构并没有重大改变。而且2006 年中国煤炭产量达到了23.25 亿吨,现有产能加在建产能和新批准发证形成的生产能力已经突破了28 亿吨, 巨大的煤炭产能和燃煤消费方式已经成为中国经济有别于同等水平国家的经济特色。与此同时, 中国石油对外依存度超过40% , 2020 年预计将超过60%; 能源运输方式90%依靠海运, 存在导致油路中断的众多不安全因素; 油价一路走高, 对经济将产生重大的影响; 大量废气排放严重污染环境, 等等。中国“ 十一五”规划中明确要求, 到2010 年单位产值能耗降低20%, 这意味着我国发展模式要进行根本性的转变。节约和合理利用能源, 降低能源消耗, 提高能源利用效率, 既是我国缓解能源供应紧张的重要措施, 更是提升经济增长质量、创新发展模式的重要手段。为此, 我国必须在能源结构上进行天翻地覆的换代转型, 加快发展新能源。
我国能源分布如下：
图1.我国核电厂分布图图2.我国煤炭分布图
图4.我国大中型水电站分布图图3.我国油田分布
图5.我国境内天然气分布及管道分布图
二、新能源建设项目规定
2002 年, 我国发布的《新能源基本建设项目管理的暂行规定》中规定, 新能源是指风能、太阳能、地热能、海洋能、生物质能等可再生资源经转化或加工后的电力或洁净燃料。凡新建的新能源设施的项目( 转化或加工电力或洁净燃料)
为新能源基本建设项目。新能源基本建设项目的经济规模为: 风力发电装机3000 干瓦及其以上, 太阳能发电装机100干瓦、地热能发电装机1500 千瓦及其以上、潮汐发电装机2000 千瓦及其以上、垃圾发电装机1000千瓦及其以上、沼气工程日产气5000 立方米及其以上及投资3000 万元人民币以上其他新能源项目。达到经济规模的为大中型新能源基本建设项目, 达不到的为小型项目。2005 年我国发布的《中华人民共和国可再生能源法》规定: 可再生能源, 是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。2005 年11 月29 日, 国家发改委发布了《可再生能源产业发展指导目录》, 在《目录》中涵盖风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能和水能等六个领域的88项可再生能源开发利用和系统设备/ 装备制造项目。其中部分产业已经成熟并基本实现商业化; 有些产业、技术、产品、设备、装备虽然还处于项目示范或技术研发阶段, 但符合可持续发展要求和能源产业发展方向, 具有广阔的发展前景或在特殊领域具有重要应用价值。
三、新能源发展现状与前景
我国新能源和可再生能源的资源量丰富、开发潜力大。太阳能的理论资源储量为每年23000 亿tce ( 吨标准煤) , 2/3 的陆地年日照小时超过2200, 每平方米年接受太阳辐射5000 兆焦; 风能的资源量为3.23TW ( 太瓦=10 亿千瓦) , 可开发潜力陆地为250GW( 吉瓦= 百万千瓦) , 近海为750GW; 小水电资源量为180GW, 可开发潜力为1.28GW;海洋能的资源量为2500GW, 可开发潜力为50GW, 其中潮汐能的资源量为1100GW, 可开发潜力为22GW; 生物质能的可开发潜力目前为3.18 亿tce, 2050 年为9.76亿tce; 地热资源量为2000 亿tce,高温6GW。
1.风能 风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。目前风能最常见的利用形式为风力发电。风力发电目前有两种思路，水平轴风机和垂直轴风机。水平轴风机目前应用广泛，为风力发电的主流机型。 风力发电是当代人利用风能最常见的形式，自19世纪末，丹麦研制成风力发电机以来，人们认识到石油等能源会枯竭，才重视风能的发展，利用风来做其它的事情。 1977年，联邦德国在著名的风谷--石勒苏益格-荷尔斯泰因州的布隆坡特尔建造了一个世界
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