传统能源优缺点

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传统能源优缺点范文第1篇

1.1合理选择混合动力模式与动力参数相匹配

不同的工程机械在操作时由于工作的要求不同，其机械的运行特点也会有区别。在选择混合动力模式前，要充分考虑到不同机械的工作特点和作业状况选择合适的动力模式。由于机械运行时所承担的负荷较大，因此在设计时还应考虑到原来的动力系统的承压力变化规律，在选择时充分利用到力学的知识，设计合理的动力模式。由于混合动力是在节能减排的理念上发展起来的，因此还要分析机械能源的消化情况，以及能源的循环利用可能性，以此制定出符合节能标准的混合动力系统。由于混合动力系统设计理念是促进能源吸收与利用达到平衡的状态，如果动力参数匹配不合理将严重影响机械性能，无法正常发挥机械操作功能。在设计时，要考虑到动力系统输出功率与能量消耗状况，利用仿真模拟测试，设计出与混合动力模式相匹配的动力参数，包括发电机功率、电容电压等。合理选择混合动力模式，并匹配科学的动力参数，从而使发电机能够发挥最佳动力，减少机械运行时能源消耗，达到节能减排的目的。

1.2能量回收与存储相关技术

传统的液力传动系统工程机械，是采用特殊的设计实现能量回收的。使用液压马达和液压油缸对未使用的原油进行回收，将其抽到储能设备中，实现节约能源的目的。混合动力设计要考虑到机械种类和运行时液压系统的特点，选择最合理的回收与储存元件，并使这种措施符合机械运行的整体需求，实现能源循环利用。由于传统的能源储蓄方式各有优缺点，如液压式储能方式的蓄能效率高，但可靠性却一般；电容的蓄能效率高，循环寿命却低。混合动力在设计中，要分析各种蓄能方式的优缺点，选取更优化的回收储存能源方式，实现节能减排的效果。

1.3设置可靠的混合动力系统

由于工程机械时会受到环境因素的影响，因此在设计工程机械动力系统时要考虑到各种技术的可靠性，以保证工程机械能够适应各种操作环境，发挥较高的工作效率。一般兜里系统在机械运行时以发热，尤其在恶劣的操作环境下，散热性不能有效发挥，因此在选择混合电力系统中发电机、电容、储能元件等关键设备时，要可考虑到使用时所能承载的负荷和对电能的损耗情况，从而使混合动力功率满足工程机械作业需求。

2工程机械中混合动力节能效果分析

混合动力系统发挥的效率直接影响工程机械的整体性能，也能保证机械安全运行。由于工程机械的功能和特点不同，工程机械中混合动力也要根据实际情况选择合适的发动元件，以达到节能减排的效果。采用工程机械混合动力后，使原本的能源消耗量大的问题得到了解决，使工程机械达到了节能减排的效果。随着环保理念不断加强，工业排放标准也不断提高，混合动力机械符合了节能减排的时代潮流。混合动力系统根据机械操作的特点和能源消耗情况，将各种机械储能的方式做了对比，用更合理的回收储能方式，使工程机械发挥了最佳的性能，达到了节能减排的目的。随着信息技术和自动化技术不断发展，混合动力关键技术也会不断加强，能源利用率更高，工程机械节能减排效果将更好。

3结束语

传统能源优缺点范文第2篇

关键词：电动四轮驱动；轮毂电机驱动；技术发展趋势

当今社会，资源紧缺与环境恶化的问题日益严重，新能源汽车的开发作为面对挑战、实现可持续发展的重要途径，是未来汽车产业的发展方向。对四轮驱动汽车而言，为了应对日益严苛的汽车排放、油耗法规提出的越来越高的技术要求，与传统的机械四轮驱动系统相比，电动四轮驱动系统的开发应用日渐广泛。

在前轮驱动车辆的基础上拓展成四轮驱动车辆，根据驱动后轮所施加驱动扭矩的来源，目前实现电动四轮驱动的主流技术主要有三种，本文主要分析了这三种类型电动四轮驱动技术的结构特征、优缺点和技术发展趋势。

1.电动四轮驱动技术主流结构分析

电动四轮驱动技术总体上可分为三种结构，电驱动桥技术、轮边减速驱动技术和轮毂电机直接驱动技术。

1.1电驱动桥技术

如图1所示，电驱动桥技术①利用一个驱动电机②通过减速器③实现降速增扭，驱动扭矩将通过差速器分配给左右驱动半轴。此技术已经应用在混合动力汽车上，在前轮驱动的汽车上装设了一个电驱动后桥（图2），即可为汽车提供混合驱动能力和四轮驱动能力。应用这种技术，电池电动车辆也可以通过两个单独的电动机分别驱动两个车桥获得四轮驱动能力。

按照减速器档位数叉可分为一档电驱动桥和两档电驱动桥两大类。两档电驱动桥相对于一档电驱动桥具有如下优点：

一、加速和爬坡时可以利用一档的大速比提升扭矩，从而提升动力；车辆高速行驶时的最高车速可以利用二档的小速比得到提高。

二、两档电驱动桥可以获得更低的电机转速，有利于优化电机NVH性能，整车NVH性能也将得到提升。

三、两档电桥相对于一档电桥的效率有提升，可以提高电效率，节省电池成本。

四、使用两档电桥可以使电机小型化。

电驱动后桥在雷克萨斯RX400混合动力车和丰田Highlander混合动力车上已有应用，国内哈弗、比亚迪等也有应用该技术。图3为哈弗混动四轮驱动系统展示，其中后桥应用了电驱动桥技术，驱动电机功率为60Kw，仅使用后驱动桥驱动时为纯电动两驱，前桥传统动力与后驱动桥同时提供动力时车辆实现四驱，即实现混动四驱模式，系统最大功率可达170KW。图4为比亚迪唐，1台电动机位于后驱动桥差速器一侧，通过车身中部电池组件获取电力驱动后轮。是国内自主品牌量产车中首次应用该技术的车型。

1.2轮边减速驱动技术

轮边减速驱动方式如图5所示，电机为普通的内转子电机，电机高转速、低扭矩运行。为满足汽车行驶时车轮的实际转速要求，常在电机和车轮之间增加一套固定传动比的减速装置，起到减速、增扭的作用，保证电动车低速行驶时能够获得足够大的扭矩。

轮边减速驱动装置广泛应用于大型矿用电动轮自卸车，1963年美国的两家公司Unit-Rig和GE（通用电气）合作研制并批产了M85型77t电动轮汽车。1968年，GE公司开发、研制并成功推出了电动轮驱动机构，开创了电动轮自卸车的新时代。

国际上电动轮自卸车生产国主要集中在美国/日本和德国等工业发达的国家，Komatsu公司的960E型电动轮自卸车（图6）额定载重327t，最大功率2160kW；Liebherr在2010年4月推出T282型自卸车（图7），额定载重363t。

1.3轮毂电机直接驱动技术

轮毂电机直接驱动形式如图8所示，使用低速的外转子电机，中间无减速机构，车轮通过安装在轮辋上的外转子驱动电机直接驱动，实现车轮与电机1：1的转速。轮毂电机直接驱动在车辆上的应用如图9所示，应用四个轮毂电机即可轻松实现电动四轮驱动。

对轮毂电机的应用与研究，日本有着世界领先的技术水平。早在2003年就有多种轮毂电机驱动产品被推出。例如：普利司通公司推出的动力阻尼型车内装式电机系统，以及丰田公司推出的FNE-N燃料电池概念车等等。

我国在轮毂电机技术研究领域起步较晚，研究成果主要包括同济大学研制的采用四个低速永磁无刷直流轮毂电机的“春晖一号”和“春晖二号”电动车。中国科学院北京三环通用电气公司开发的7.5 kW电动汽车专用的轮毂电机。哈工大一爱英斯电动汽车研究所开发的采用多态轮毂电机的轮毂驱动系统EV96-I型电动汽车等。

2.电动四轮驱动技术的优缺点

电动四轮驱动技术相对于传统机械四轮驱动技术主要优点如下：

优点一：省去了复杂的机械四轮驱动系统，包括分动器、主传动轴等零件。整车质量因传动系统零部件的减少而减轻。传动系的振动噪声问题得到改善。

优点二：可以获得更优的驾驶性及更好的燃油经济性。

优点三：可以实现车辆的“电子主动底盘”。汽车采用前轮驱动、后轮驱动或四轮驱动可依据行驶工况由车辆控制器进行适时转换与控制，每个车轮的驱动力也可根据汽车的行驶状态进行实时控制，能够真正实现车辆的“电子主动底盘”。

优点四：可广泛应用于不同车型，平台化战略有利于实现混合动力和纯电动。

三种电动四轮驱动结构的优缺点汇总如下表：

3.电动四轮驱动技术的发展趋势

2016年节能与新能源汽车技术路线的，提出了新能源汽车行业的发展目标，也指明了新能源汽车的发展方向。为了实现2020年纯电动乘用车续驶里程达到300km，2030年达到500km，且纯电驱动系统最高传动效率大于93%等技术目标，大力发展轮毂电机系统技术成为未来新能源汽车发展的关键技术。

轮毂电机技术适用于多种类型的车辆，可以为全新的或现有的车型改善燃油经济性、提升扭矩和功率、增加驾驶乐趣。轮毂电机布置灵活，完美适配纯电动、混合动力、插电式混合动力和燃料电池电动车等多种新能源车型。无论是基于前轮驱动还是基于后轮驱动的传统两驱车上，无需大规模改变现有动力总成体系，均可通过增加两个轮毂电机轻松实现混合动力四轮驱动，轮毂电机和传统动力并联使用，这对于混合动力车型很有意义。也可以在纯电动车辆上应用轮毂电机系统，实现纯电动四轮驱动，甚至八轮驱动。

制约轮毂电机四轮驱动技术发展及应用的主要因素同时也是轮毂电机发展的难点和热点，主要集中在控制方面，如电子差速控制技术等，本文暂不做深入探讨。从结构角度来看，机械结构方面的系统集成优化设计也是至关重要的，研制集成度高、体积小、质量轻的轮毂电机系统已经成为国内外行业关注的焦点，高度集成的轮毂电机系统，集轮毂电机、逆变器，电机控制和软件于一体，无需更换汽车原有的车轮轴承就可轻松完成电机安装。目前Protean Drive的轮毂电机可以提供81kW的功率，800N・m的扭矩，重量仅31Kg，可安装在直径为18～24英寸的常规车轮中。具有良好的再生制动性能，在制动过程中可回收85%的动能。因此车辆行驶里程在同样的电池容量下可以增加30%以上，续航里程相同的情况下可以通^降低电池容量减少成本。

轮毂电机技术因其能够独立驱动的众多优点，以及未来对车轮布置空间越来越严格的要求，随着电机转速可调范围的增加，这项技术受到了国内外越来越多整车厂商的关注，相信受需求牵引，轮毂电机直接驱动技术目前存在的技术难题会早日突破，将成为电动四轮驱动车辆的最终发展趋势。

传统能源优缺点范文第3篇

关键词：风电融资

一、风电发展的现状与前景

能源是国民经济发展的重要基础，是人类生产和生活必需的基本物质保障。随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，对能源的需求也越来越高。长期以来，我国电力供应主要依赖火电。“十五”期间，我国提出了能源结构调整战略，积极推进核电、风电等清洁能源供应，改变过渡依赖煤炭能源的局面。风能是一种可再生清洁能源，风电与火电相比，不仅节能节水无污染，而且对保护生态环境大有好处。2005年我国通过《可再生能源法》后，我国风电产业迎来了加速发展期。2008年我国风电总装机容量达到1215.3万千瓦，2009年容量达到2200万千瓦，按照目前的发展速度，2010年风电装机容量有望达到3000万千瓦，跃居世界第2位。到2020年我国风电装机容量将达到1亿千瓦。届时，风电将成为火电、水电以外的中国第三大电力来源，而中国也将成为全球风能开发第一大国。

二、风电项目目前融资方式及存在问题

（一）风电融资成本偏高

风电的融资成本主要是贷款利息。由于风电的固定资产投入比例较大，资金运转周期较长，一般为6-10年，造成风电项目建成后财务费用居高不下，形成的贷款利息较高，为企业的经营发展带来沉重的债务负担。

（二）风电生产缺乏优惠信贷政策支持，融资相对较难

虽然风电属国家鼓励发展的新兴产业，但目前仍执行一般竞争性领域固定资产投资贷款利率，贷期相对较短，而且缺乏优惠信贷政策支持，金融机构对风电项目的贷款要求必须有第三方进行连带责任担保，使风电企业融资更加困难。

（三）风电融资方式单一，融资风险高

风电项目目前至少80%资金靠债务融资，资本金仅20%。大规模的债务融资不仅导致风电企业资产负债率居高不下，贷款过度集中，资金链非常脆弱，增加企业的财务风险，而且影响企业再筹资能力，降低企业资金周转速度，增加了企业的经营成本。因此，融资方式的优化、融资渠道的拓宽已经势在必行。

三、风电项目融资方式的优化

（一）采用BOT项目融资模式

BOT即英文Build(建设)、Operate(经营)、Transfer(移交)的缩写,代表着一个完整的项目融资概念。项目融资是上世纪70年代兴起的用于基础设施、能源、公用设施、石油和矿产开采等大中型项目的一种重要筹资手段。它不是以项目业主的信用或者项目有形资产的价值作为担保获得贷款,而是依赖项目本身良好的经营状况和项目建成、投入使用后的现金流量作为偿还债务的资金来源。它将项目的资产而不是业主的其他资产作为借入资金的抵押。项目融资是“通过项目融资”,而非“为了项目而融资”。

1.BOT项目融资模式特点。BOT项目融资与传统意义上的贷款相比,有以下两个特点：一是项目融资中的项目主办人一般都是专为项目而成立的专设公司，只投入自己的部分资产，并将项目资产与其他财产分开,项目公司是一个独立的经济公司。贷款人(债权者)仅着眼于该项目的收益向项目公司贷款,而不是向项目主办人贷款。二是项目融资中的贷款人仅依赖于项目投产后所取得的收益及项目资产作为还款来源,即使项目的日后收益不足以还清贷款,项目主办人也不承担从其所有资产及收益中偿还全部贷款的义务。总之,项目融资的最重要特点,就是项目主办人将原来应承担的还债义务,部分转移到该项目身上,即将原来由借款人承担的风险部分地转移。

2.BOT项目融资模式的优缺点。优点：一是扩大借债能力。项目主建人的偿还能力不作为项目贷款的主要考虑因素，是否发放贷款根据项目的预期收益来决定。借进的款项不在主建人的资产负债表上反映，主借人的资信不会受到影响。二是降低建设成本，保证项目的经济效益。三是充分利用项目财务收益状况的弹性,减少资本金支出,实现“小投入做大项目”或“借鸡下蛋”。四是拓宽项目资金来源,减轻借款方的债务负担,转移特定的风险给放贷方(有限追索权),极小化项目发起人的财务风险。缺点：对项目发起人而言，基础设施融资成本较高,投资额大，融资期长、收益有一定的不确定性，合同文件繁多、复杂,有时融资杠杆能力不足,母公司仍需承担部分风险(有限追索权)。

(二)ABS资产证券化融资

ABS(Asset-BackedSecuritization，意为资产证券化)是项目融资的新方式。ABS融资是原始权益人将其特定资产产生的、未来一段时间内稳定的可预期收入转让给特殊用途公司(SPV)，由SPV将这部分可预期收入证券化后，在国际国内证券市场上融资，给投资者带来预期收益的一种新型项目融资方式。

1.ABS资产证券化融资的特点。ABS资产证券化融资有两个特点：一是ABS融资方式实质上是“公司负债型融资”。由于ABS能够以企业本身较低的信用级别换得高信用级别，与银行贷款相比，不仅节省融资成本，且能使非上市公司寻求到资本市场融资渠道。二是ABS发起人出售的是资产的预期收入，而不是增加新的负债，因此既获得了资金，又没有增加负债率，也不改变原股东结构。

2.ABS资产证券化融资的优缺点。优点：一是门槛较低。企业只要拥有产权清晰的资产，该资产又能够产生可预测的稳定现金流，现金流历史记录完整，就可以以该资产为支撑发行资产支持证券。二是效率较高。通过破产隔离，资产证券化变成资产信用融资，即资产支持证券的信用级别与发起人或是SPV本身的信用没有关系，只与相对独立的这部分资产有关。投资者只需根据这部分资产状况来决定投资与否，避免了对一个庞大企业全面的经营、财务分析，投资决策更加简便，市场运行效率得到提高。三是内容灵活。资产证券化可以做相对灵活的设计：融资的期限可以根据需要设定；利率也可以有较多选择，甚至可以在发行时给出票面利率区间，与投资者协商而定。四是成本较低。资产证券化的资金成本包括资金占用费（票面利率）和筹资费用（根据现行标准测算，年成本约1％）两个方面。只要达到一定规模，这些成本要显著低于股票和贷款融资，也略低于债券融资。五是时间更短。资产证券化受国家支持，只需证监会审批，时间仅需要两个月到半年；而债券发行需向发改委审批额度，证监会批准，审批时间长达9个月到一年。六是资金用途不受限制。资产证券化融入的资金，在法律上没有用途限制，可用于偿还利率较高的银行贷款。这一点和债券融资也有很大区别。七是不改变资产所有权。目前资产证券化模式下，企业出售未来一定时间的现金收益权，但实物资产所有权不改变。八是能改善资本结构。资产证券化是一种表外融资方式，融入的资金不是公司负债而是收入，能降低资产负债率，提高资信评级。缺点：由于我国信用评级的不完善和我国法律环境存在的缺陷，可能会加大资产证券化的融资成本。

（三）采用PPP融资模式

PPP融资模式，即“public-privatepartnership（公共民营合伙制模式）”，是政府、营利性企业和非营利性企业基于某个项目而形成的相互合作关系的形式。通过这种合作形式，合作各方可以达到比预期单独行动更有利的结果。合作各方参与某个项目时，政府并不是把项目的责任全部转移给私人企业，而是项目的监督者和合作者，它强调的是优势互补、风险分担和利益共享。

1.PPP融资模式的特点。PPP融资模式不仅意味着从私人部门融资，最主要的目的是为纳税人实现“货币的价值”，或者说提高资金的使用效率。PPP融资模式主要有5个特点。一是私人部门在设计、建设、运营和维护一个项目时通常更有效率，能够按时按质完成，并且更容易创新；二是伙伴关系能够使私人部门和公共部门各司所长；三是私人部门合作者通常会关联到经济中的相关项目，从而实现规模经济效应；四是能够使项目准确地为公众提供其真正所需要的服务；五是由于投入了资金，私人参与者保证项目在经济上的有效性，而政府则为保证公众利益而服务。

传统能源优缺点范文第4篇

【关键词】天然气；储运；研究

在发展低碳经济的时代背景下，天然气备受推崇，正逐渐成为未来世界一次能源的主力军。考虑到大量用气的中心城市和工业企业距气源较远，需要将气源点的天然气安全、稳定和连续地输送给用户。天然气的储运技术的研究和发展，是生产——消费这一过程中必不可少的环节，也是保证供气的必要手段。本文就现阶段天然气储运的几种常用技术就行探讨。

一、天然气储运方式

1.天然气管道（PNG）储运

管道输送是天然气运输的一种主要方式，在我国发展迅速，到目前为止，我国的管道运输技术成熟。但是，管道运输受气源、距离和投资等条件的限制，而且输送压力高，运行、维护费用大，缺点是投资大、成本高。但随着运输距离的加长，其有较好的经济优势，适合于长距离运输。在较高的压力下，利用管道储气解决城市用户的日、小时调峰问题在技术上是可行的，同高压球罐储气相比，投资小，操作简便。采用管道储气使得城市门站内的流程大为简化，便于运行管理，且更加安全，占地面积大为减少。缺点是管道内的压力波动同利用高压球罐储气相比要剧烈。

2.液化天然气（LNG）储运

将天然气低温冷却液化后，以LNG形式储运，这种方式约输送了天然气总产量的25%。LNG液化后的体积远比气体小，在运输方面具有极大的优势。LNG运输是提高海洋、荒漠地区天然气开发利用率的有效方法，同时，LNG输送成本仅为管道输送的15%左右，并可降低因气源不足敷设管道而造成的风险。

LNG的优点：①在LNG储运方式中，装置具有高效、灵活、简便、高密度、低成本的特点；②该储运技术既能实现对陆地的运输，又能在海上进行运输，且海上的廉价的油耗，能实现高效和经济的运输。③该储运技术中对压力的调节，是关键环节，起始站对天然气的液化压缩过程使得成本较高，但终点站的压力调节成本相对较低。

LNG的缺点：①LNG生产对设备、生产工艺和人员的要求很高；②储罐性能要求高。因为LNG的运输一般采用高压、超低温（一162℃）方式，所以储存装置材料需要特殊钢材。③危险性较高。LNG汽化直接通过常温下液体的蒸发进行，过程简单，但其在生产和储运过程中有较高的危险。

3.压缩天然气（CNG）储运

天然气压缩储运技术（CNG）是将天然气进行压缩至20～25MPa，再用高压气瓶组槽车通过公路运输，或将天然气充入一个管束容器（由高级钢管制成）中，将容器固装在运输船上海运，还可以将管束容器制成铁路运输槽车的形式通过铁路运输，在使用地的减压站（输配站）将高压天然气经1～2级减压（1.6MPa左右），然后泵入储罐，或进

一步调压进入城市管网。压缩天然气（CNG）供气技术作为管输天然气的一种有效补充手段，能够满足长输管线不能覆盖的中小城镇的天然气需求。

CNG的优点：①与气瓶组相比，管束容器虽然略重，但制作工艺较为简单，相同容积的造价更低，使用安全性及灵活性也好于高压气瓶组；②技术难度低，成熟度高，适用于零散用户及车用燃气的用气。

CNG的缺点：①由于储气压力高达20MPa以上，对储存容器要求高，具有一定的危险性；②能量储存密度不大，因此，不具有大规模发展应用的可能性。③影响压缩天然气供应方式的因素较多，应综合考虑其供气规模、用气性质、气源位置及数量、原料价格、运距等因素，合理地确定供气方案。

4.天然气水合物（NGH）储运

天然气水合物是由水分子形成的孔穴吸附小分子烃类气体而形成的一种笼形结晶化合物，在标准状态下，1m3饱和天然气水合物可释放出164 m3的甲烷气体，其能量密度是其它非传统能源的10倍，因此天然气水合物存储技术是一种高密度存储能源的方法。

水合储运的实施条件目前在工业生产十分容易实现，且运行成本适中。相对传统的储运方式水合物储运具有以下优势：①天然气水合物可在2～6MPa， 0～20℃条件下制备，技术难度不高，液态天然气技术则对设备，工艺和人员要求严格，其生产高度专业化；②NGH本身的热导率为18.7W/m℃，比一般的隔热材料（约27.7 W/m℃）还低，因而NGH的储运容器不需要特别的隔热措施；③NGH本身的热导率低，不需特别的绝热措施，储罐可用普通钢材制造，对材料要求不高。④储存和运输过程中安全性是相对较高。

天然气水合物的发展前景是非常可观的。目前，水合物储运天然气技术需要解决的关键技术问题是水合物的大规模快速生成、固化成型、集装和运输过程中的安全问题。

二、气体输送工艺的比较

1.技术分析

从以上储运方式的优缺点可以看出：①管道输送技术成熟，但受气源、距离及投资等条件的限制，且越洋运输不易实现，而且输送压力高，运行、维护费用较大。②CNG的生产输送过程技术难度低、成熟度高，安全性可基本保证，且减压站可在使用地附近建立。③LNG输运技术造价低，技术难度低，在理论上已日趋成熟。但是，LNG的长距离陆地输送存在较大的安全性问题。④NGH技术目前已能够满足工业应用要求，但还不成熟，处于研究发展阶段，国内在这方面起步较晚，目前尚无应用NGH技术进行水合物输运的例子。

2.经济性分析

在天然气年产量为4×104m3，运输距离为2000km情况下进行成本估算，估算结果显示CNG、LNG、NGH储运方案主要费用：CNG总费用1200万元，LNG总费用1050万元，NGH总费用850万元，CNG>LNG>NGH，NGH方案的总投资费用最低。因投资主体不同，在总投资估算中未考虑输配站的投资。在储配站的投资中，三者差别不大，但NGH可以固态形式储存，且安全可基本保证，因此维护费用较低。

3.安全性分析

天然气管道输送安全性高，经济性好，对环境污染小。CNG为常温高压储存，在生产输送过程中存在很高的危险性。LNG由于储存温度低，一旦发生泄漏将很快形成爆炸云团，在生产和储运过程中有很高的危险性。NGH是由水分子构成的空穴吸附气体分子而形成的固体化合物，分解需要吸收大量热能。此外，水合物本身具有绝热效应，NGH即使暴露在大气中，由于NGH的分解受热传导的影响，气体的释放速率慢，被点燃也燃烧缓慢，彻底抑制了由于天然气大量泄漏而可能导致的爆炸事故。

三、总结

随着经济的高速增长和国民生活水平提高，为了优化能源消费结构，降低国产石油供给不足带来的负面影响，在发展低碳经济和保护环境的在时代和全球的背景下，社会对于天然气的需求越来越大。因此，为了保证供气，必须做好天然气的生产——消费链中天然气储运这一环节，必须通过科技创新充分发挥其资源优势，对新型天然气储运技术的研究开发给予相应的重视。同时，结合不同的气源情况和用户情况，针对现有天然气储运技术建立起优化模型，为未来天然气供应的进一步发展奠定基础。

参考文献：

[1] 樊栓狮.天然气水合物储存与运输技术.北京：化学工业出版社，2oo5.

传统能源优缺点范文第5篇

[关键词] 汽车新能源产业技术体系变革发展战略电动汽车

一、引言

汽车作为现代重化工业技术体系的代表产品,不仅是不可再生石油资源的主要消耗者,而且也是造成城市空气污染的主要祸首。汽车所排放的尾气中含有大量NOX(氮氧化物)、CO(一氧化碳)、PM(颗粒物)和HC(碳氢化合物)等有害物质,对城市大气环境造成了严重的污染和破坏。解决汽车的环境污染和石油的短缺问题需要寻找可替代石油燃料的洁净能源或改变传统的内燃机技术。然而,由于方法众多,每一种方法都存在各自的优缺点,众说纷纭,争执不下。究竟哪一种新能源适合我国汽车未来能源的发展方向呢?

我们认为,内燃机技术以及汽车产业在产业技术体系中占有核心地位,从整个产业技术体系的发展战略角度出发,分析现有的汽车各种替代能源的优缺点,分阶段实施汽车新能源的发展战略,对于我国实现产业技术的跨越发展具有十分重要的现实意义。

二、汽车代用能源的分类及特点

目前,可代替传统汽油和柴油的汽车代用能源有许多种,可将其归纳为三类:第一类是不可再生能源,包括液化石油气、天然气、煤基液体燃料、甲醇;第二类是可再生能源,包括乙醇、生物柴油、太阳能;第三类是性质不确定能源,其性质的归属取决于生产该能源的原料,包括燃料电池、电能和氢能。

1.不可再生能源

(1)液化石油气(LPG)。LPG分为石油炼制过程中的副产品和油田伴生气两种。

LPG的优点:①能效高。与汽油相比,LPG辛烷值较高;②减少污染。LPG可降低CO2排放25%、CH80%、SO270.5%、SO99.99%、Pb100%、CO89.72%、颗粒物41.67%、噪音40%;不需改变内燃机;石油废弃物利用,有一定的经济价值。

LPG的缺点:能量密度低;车用LPG的质量要求较高,需要提纯处理;存在一定的爆燃危险性,安全性较差;仍然以石油资源为依托,属于不可再生资源。

(2)天然气(NG)。汽车使用的天然气按储存方式主要分:压缩天然气(CNG )、液化天然气(LNG)和吸附天然气(ANG)三种。

①压缩天然气(CNG)。CNG是将常态下的天然气以20MPa以上压力压缩在高压罐内供汽车使用。

CNG的优点:污染排放低。天然气汽车尾气中NOX及CO2排放量很低,且无PM固体微粒排放;工艺简单。供汽车使用的CNG是用压缩机将天然气压缩储存,燃烧时通过减压装置减压释放,工艺比较简单;天然气储量相对丰富。我国目前天然气资源量约为54万亿立方米,探明的天然气地质储量为3.9万亿立方米,资源探明率为7.2%。并且,天然气的勘探潜力很大,储量较石油丰富。

CNG的缺点:存储体积较大,能量密度低;汽车充气时间较长,一次行驶里程短;储气钢瓶因压力大,有一定的危险性;车用充气源受天然气管网限制;属不可再生资源。

②液化天然气(LNG)。LNG是将天然气在-161℃的低温下液化,并进行净化处理而成。

LNG的优点:更洁净环保。LNG燃尽后无灰渣和焦油,主要排放物是二氧化碳和水蒸气,NO2、CO2等有害物质的含量极少;能量密度大。LNG液化后的体积仅是原气态体积的1/625,能量密度高于CNG三倍多;安全性能好。LNG无需高压,不易自燃自爆,安全性能好;车用充气源不受天然气管网限制;具有循环利用能源效应。LNG在汽化至常态过程中将释放出大量的冷能,可回收用于汽车空调或汽车冷藏。

LNG的缺点:生产与运输成本较高。LNG是在低温下液化、缩小体后装入特殊运输设备运送到目的地,并再次气化后方可使用。因此,LNG在中短途运输方面成本过高。属不可再生资源。

③吸附天然气(ANG)。吸附储气的原理是在储气容器中以特殊方法装填超级活性炭作为吸附剂。利用吸附剂表面分子与气体之间的作用力吸附气体分子。

ANG的优点:储存压力低。ANG的压力一般只有4~6MPa,有利于安全;不必使用笨重的钢瓶,减少储气设备重量。

ANG缺点:能量密度低;ANG技术难度较大,目前还处于研究阶段。

(3)煤基液体燃料。煤基液体燃料是将煤炭通过直接或间接方法液化成液体燃料油,俗称“煤变油”。

煤基液体燃料的优点:我国富煤少油,利用煤变油技术可缓解石油紧张。

煤基液体燃料的缺点:煤变成液态燃料单位成本高;煤转化成液态燃料的生产过程中要消耗大量的能源;煤变油技术仅是将一种不可再生能源转化为另一种形式,不符合能源发展方向;煤变成液体燃料只是将煤炭转变为汽油、柴油,依然不能降低环境污染。

(4)甲醇。甲醇是一种含氧化合物,溶解性强,可与汽油、柴油溶解混合为新型燃料。甲醇可从煤、天然气和油页岩中制取。

甲醇的优点:甲醇作为燃料具有辛烷值高、汽化潜热大、热值较低等特点;作为车用燃料,甲醇的CO、HC和NOx排放较汽油和柴油低,几乎无碳烟排放;溶解性好,可与汽油、柴油混合使用。

甲醇的缺点:对环境即有正面影响也有负面影响。甲醇汽油可以减少尾气中CO、CH、NOx排放,但尾气中总醛排放增加;甲醇具有毒性。人摄入5～10毫升就会发生急性中毒,30毫升即可致死;甲醇对金属有腐蚀作用,对橡胶皮革有溶胀作用;制取甲醇要消耗不可再生资源。

2.可再生能源

(1)乙醇。乙醇是玉米、小麦、薯类、高粱、甘蔗、甜菜等经发酵、蒸馏、脱水后再在其中加入变性剂而成。车用乙醇汽油是将燃料乙醇和组分汽油按一定比例混配而成。

乙醇的优点:减少污染。使用乙醇汽油的汽车尾气中CO降低30%,NOX减少10%,苯系物质、氮氧化物、酮类等污染物浓度明显降低;属可再生能源。

乙醇的缺点:乙醇需要与汽油混合使用,不能成为汽油的完全替代品;燃烧乙醇会产生悬浮颗粒,不是完全的绿色燃料;消耗大量土地资源。

(2)生物柴油。生物柴油是采用动物或植物油脂与甲醇(或乙醇)经酯交换反应而得到的脂肪酸甲(乙)酯,是一种可以替代石油柴油的可再生清洁燃料。

生物柴油的优点:环保特性优良。根据美国科学家的研究结果,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,二氧化碳排放要比柴油减少60%;车辆成本低。使用生物柴油的汽车与普通柴油车相同,车辆无须任何修改;安全性好。生物柴油的闪火点较高,毒性较低;是一种环境友好的可再生燃料。

生物柴油的缺点:燃烧效果差。生物柴油的粘度约为#2石化柴油的12倍,影响喷射时程,导致喷射效果不佳。由于生物柴油的低挥发性,造成燃烧不完全,影响汽车燃烧效率;制取生物柴油的成本较高;消耗大量耕地资源。

(3)太阳能。太阳能资源丰富,随处可得,无需运输,对环境无任何污染,是未来汽车能源的发展方向。

目前,制约太阳能汽车发展的主要障碍:一是汽车的动力常受时间、地点、季节、气候影响;二是太阳能的采集与转换效率难以满足汽车高速行驶所需要的足够动力;三是太阳能电池板造价昂贵。

3.性质不确定能源

(1)燃料电池。燃料电池是直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的一种装置。燃料电池常用的燃料有氢、天然气、甲醇等,常用的氧化剂有氧气、空气。

燃料电池的优点:洁净、污染低。纯氢和氧结合的燃料电池,可实现零放排。以甲醇、天然气为燃料的燃料电池汽车造成的大气污染仅为内燃机汽车的5%;燃料电池能量转换效率较高;噪音低。燃料电池属于静态能量转换装置,除了空气压缩机和冷却系统以外无其他运动部件,噪音小;燃料多样化。燃料电池所使用的燃料可以是氢、甲醇、天然气,也可以是丙烷、汽油、柴油、煤以及可再生能源;利用生物制氢、水制氢的燃料电池可实现能源再生化。

燃料电池的缺点:成本高。质子交换膜电池中的膜材料和催化剂均十分昂贵;燃料的质量不过关。质子交换膜燃料电池必须使用没污染的氢燃料,而目前纯净氢的制取技术还存在困难。

(2)电能。以电能为动力的汽车分为三种:纯电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCV)和混合动力电动汽车(HEV)。纯电动汽车是指以车载蓄电池为电源,用电动机驱动的车(本文中的电动汽车指的是纯电动汽车)。

电能是一种洁净能源,电动汽车完全可以实现零排放、无污染,但是,目前的电能还不属于可再生能源,主要是因为电能还有相当一部分是通过煤炭、石油等化石类能源转换而来。

电动汽车的优点:洁净无污染。目前,只有电动汽车完全符合零排放,而且电动汽车噪音很低;电能是取之不尽、用之不竭的能源。如果用再生能源(太阳能、水能、风能、生物质能、潮汐)发电,电能可永续使用;电能的利用技术成熟。人类利用电能已有很长一段历史,遍布全国的电网可为电动汽车的充电带来极大的方便;电动汽车结构简单,维修方便。

电动汽车的不足:电池性能还无法满足电动汽车产业化的要求。目前,电动汽车的蓄电池主要有:铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池等。铅酸蓄电池比能量低,质量和体积太大,一次充电行驶里程较短,且寿命短,污染严重;镍镉蓄电池中的重金属镉对环境有污染;镍氢蓄电池有高温使用电荷量急剧下降的缺点;锂离子的问题是安全性和稳定性,此外,大功率锂电池存在技术难度;价格昂贵。蓄电池的价格是目前制约电动汽车产业化的障碍;电池充电时间长,蓄电能力有限;动力性差;电能还没有解决完全可再生和无污染问题。电能的生产还大量依赖煤炭、石油等不可再生资源,此外,汽车废弃蓄电池还有污染问题。

(3)氢能。氢是自然界存在最普遍的元素,在自然界中多以化合物形态出现,主要贮存于水,特别是海水中富含大量的氢,石油、天然气、煤炭、动植物体也含氢。氢的发热值是所有燃料中最高的,而且燃点高,燃烧速度快,是十分优质的二次能源。以氢气为能源驱动汽车,主要有三种方法:汽车携带贮氢罐,以氢气在发动机中直接燃烧产生动力;汽车电池放电电解出氢作燃料;以氢作燃料电池的燃料,用电力驱动汽车。

氢能的优点:氢是洁净能源。氢燃烧非常清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生其他对环境有害的污染物质;氢是高效燃料。每公斤氢燃烧产生的能量为33.6kW・h,是汽油的2.8倍;不需要对现有的技术装备作重大的改造。现在的内燃机稍加改装即可使用氢。

氢能的缺点:廉价的制氢方法是氢能利用的一大障碍。目前,氢的制取需要大量能量,而且制氢效率很低;氢的安全性能差。氢气是一种无色无臭的气体,而且着火界限宽、着火能低、燃烧速度快,容易引发火灾及爆炸。此外,氢特别容易泄漏,加油站、管道和纯化工厂很难完全消除泄漏隐患。

三、发展我国汽车新能源的思路

汽车产业在整个工业体系中占有核心地位,汽车新能源的发展战略不仅关系到汽车产业的可持续发展,而且对于整个工业的发展方向具有举足轻重的作用,因此,我们还需要从产业技术体系角度考虑汽车新能源的发展战略。

产业技术体系是指在工业生产部门各个产业领域所使用的各种产业技术,因其生产过程中的必然联系而构成的统一的有机整体。产业技术体系中的产业技术因其在生产部门生产过程中的影响范围和程度不同而分为源技术、主干技术、旁支技术三个层次。其中,源技术是最核心的、最具影响力的技术,它决定整个工业部门产业技术体系的性质和本质特征,决定了工业部门内部其他产业部门核心技术的产生、变革和地位。而主干技术是在源技术之下,直接与源技术配套的工业部门内部各产业技术,它们只是对一个或几个工业部门有重大作用。而旁支技术则是为主干技术服务的、处于次要地位的各产业技术。

人类历史上的历次产业技术革命都因产业技术体系中的源技术发生重大变革,推动产业技术体系中各层次的产业技术逐步改变,最终导致整个产业技术体系发生变革。第一次工业技术革命正是因蒸汽机的出现,导致人类生产的重心从农业转向工业;第二次工业技术革命由于内燃机和电力技术的发明,使人类生产走上了重化工业道路,也导致今天的资源危机和环境恶化;以微电子、新材料、新能源、生物工程、航天技术、海洋技术等为代表的第三次工业技术革命,并没有改变第二次工业技术革命所奠定的重化工业技术体系性质,却使消耗不可再生资源、污染环境的重化工业技术体系加速发展。今天,人类经济社会面临的生存危机,在本质上是产业技术体系性质造成的,是迄今为止历次产业技术革命都在产业技术开发与应用上忽视了人与自然的关系,从而导致产业技术体系各层次的产业技术都消耗不可再生资源、排放污染环境的废弃物造成的。

当前的产业技术体系还属于重化工业技术体系。重化工业技术体系中的源技术――电力技术和内燃机具有消耗不可再生资源、破坏环境的性质,带动了汽车、钢铁、能源、化工、机械加工等主干技术以及旁支技术也具有同样的性质。因此,要实现人与自然和谐相处,必须从根本上针对重化工业技术体系的源技术――电力技术和内燃机进行革命。

传统的内燃机是直接建立在石油、天然气等不可再生能源结构上的工业动力,是现代大工业各种产品生产的母机。汽车发动机是内燃机最突出的代表。汽车不仅是不可再生资源主要消耗者,也是城市环境恶化的主要元凶,此外,汽车产业更是在整个产业技术体系中关联最多的产业。因此,汽车洁净能源的开发应朝着改变传统的内燃机技术,使其由消耗不可再生资源、污染环境向使用可再生资源、对环境无害的方向发展,以推动整个产业技术体系向生态化变革,从而实现可持续发展的目标。因此,未来汽车的新能源应具备如下条件:

第一,新能源必须是可再生资源。不可再生资源终究会枯竭,用较丰富资源替代紧张资源只能作为短期权宜之计。

第二,新能源必须是洁净的。新能源不应对环境产生任何污染,应完全实现零排放。

第三,新能源有利于变革传统的内燃机技术。变革传统的消耗不可再生资源的内燃机技术不仅对于汽车产业发展有利,也会推动整个产业技术体系向可持续发展的方向努力。

四、我国汽车新能源的发展战略

综上所述,我们认为电能是汽车未来最佳的能源。但是,用电动机取代目前广为使用的传统内燃机不是一蹴而就的事情,因此,汽车新能源的发展战略还需要分阶段实施。

1.用电动机取代使用化石类能源的传统内燃机可作为远期终极目标

选择电能作为汽车未来能源的理由是:第一,电能是完全洁净的能源,电动汽车完全可以实现零排放;第二,电能完全有可能转变为可再生能源。尽管目前电能还不是可再生能源,但是随着太阳能发电、风能发电、生物质能发电、潮汐发电等的普及,电能会迅速转变成可再生能源;第三,有利于产业技术体系变革。传统内燃机被电动机取代,将导致化工、石油、煤炭等行业逐步萎缩,而太阳能发电、风力发电、生物质能发电以及潮汐发电等产业将得到大力发展。层层推进,可推动整体产业技术体系发生变革,有望改变重化工业技术体系消耗不可再生资源、污染环境的本质。

2.发展燃料电池汽车是中期目标

将燃料电池汽车作为中期发展目标的理由是:第一,燃料电池汽车技术已相当成熟,极有可能先于电动汽车进入市场。近几年,世界各大汽车公司都纷纷推出以氢或甲醇为燃料的燃料电池汽车;第二,燃料电池汽车有利于环境保护和节省能源。氢燃料电池可实现零排放,即使使用其他燃料(如甲醇)的燃料电池汽车也是常规汽车排放的30%。另外,燃料电池能效高有利于节省能源;第三,燃料电池完全可能实现由不可再生能源向可再生能源的转化。水解氢燃料电池可以实现资源的循环使用,因为氢与氧的燃烧产物就是水,水可以循环使用,取之不尽,用之不竭。另外,可利用太阳能、风能、潮汐能等可再生能源制氢,实现能源可再生化。目前,制约燃料电池成为可再生能源的是水解氢的制取技术,但是,甲醇等燃料电池技术的使用与推广,可为氢燃料电池的发展奠定良好的基础。第四,燃料电池汽车发动机是传统内燃机的变革,可为电动机最终取代传统内燃机提供经验。

尽管,目前的甲醇燃料电池、通过煤或天然气制取氢的燃料电池与我们所倡导的能源的可再生化发展方向违背。但是,只要太阳能、风能、潮汐能发电技术、水解氢技术一旦成熟,燃料电池实现可再生能源的目标就十分容易。因此,我们将燃料电池作为中期发展目标。

3.液化天然气汽车可作为短期发展目标

液化天然气(LNG)属不可再生资源,不符合能源的发展方向,也与我们的倡导的终极目标相悖。我们将其作为短期发展目标的理由是:第一,液化天然气有助于解决汽车尾气的严重污染问题。液化天然气与汽油、柴油相比,更洁净环保;第二,液化天然气有助于解决目前的石油紧张问题。我国的天然气储量较石油丰富,而且天然气的探明储量在不断增加。此外,使用液化天然气不受天然气管网限制,可充分利用世界天然气资源,这对于我国的能源安全有利;第三,液化天然气使用技术与现存的内燃机技术衔接较好。

但是,天然气资源是不可再生资源,长期过量开发与使用将会导致与石油资源一样的命运。因此,发展液化天然气汽车只可作为短期发展战略。

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