海洋能论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇海洋能论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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2海水养殖常用水体调温模式

2．1电加热与一般燃料加热相比，电加热可获得较高温度，易于实现温度的自动控制和远距离控制，产生的废气、残余物和烟尘少，可保持被加热物体的洁净，不污染环境，因此，广泛用于科研和试验等领域;但是，电加热的运行成本相对较高，能源热值为3．6MJ/℃，热转化效率在95%左右，因此在大型海水养殖生产系统中一般仅作为辅助加热手段。

2．2锅炉加热作为供热之源，工业锅炉日益广泛地应用于现代生产和人们生活的各个领域。按燃料和能源不同，工业锅炉可分为燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、原子能锅炉、垃圾锅炉和余热锅炉等［13］。其中，燃煤锅炉投资和运行成本都相对较低，在海水养殖系统中的使用还是比较普遍的。但是，其缺点也很明显。首先，以煤炭、石油、天然气等为主的这些石化能源，资源是有限的，不可再生，终究要枯竭。我国人口众多，人均资源占有量低于世界平均水平，与经济发展和人们生活消费的需求相比，能源供应的缺口很大。其次，石化能源的不完全燃烧会造成大量污染物排放，对环境造成严重的污染。

2．3热泵加热热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术，利用少许的电力做功，就能够从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，提供可被人们所用的高品位热能。以空气作为热源的热泵称为空气源热泵或气源热泵(airsourceheatpump，ASHP)。通常制作成能够供冷、供热的两用循环系统。ASHP需要依据给定的气候条件来设计，使其容量及效率在较宽的环境温度范围内达到保证。水源热泵(watersourceheatpump，WSHP)。通常以海水、河水、湖水及井水作为低温热源。由于水的温度变化较小，水源热泵的性能通常要比ASHP的性能好而且稳定。井水特别是深井水，是热泵系统比较理想的低温热源，在工程中采用较多。土壤热源热泵(soilheatpump，SHP)以大地作为其低温热源。通常是将制冷盘管埋入地下，盘管与土壤进行热量交换，热泵系统自成封闭式系统。其缺点就是造价昂贵，施工条件苛刻。

2．4太阳能加热太阳能热水系统是通过集热器吸收太阳辐射来制取人们在生活、生产中所需要热水的节能设备，由集热器、保温水箱、连接管道及控制系统组成。作为一种洁净的能源，太阳能既是一次能源，又是可再生能源，有着矿物能源不可比拟的优越性。经测算，太阳每秒能够释放出391×1023kW的能量，而辐射到地球表面的能量虽然只有它1/(22亿)，但也相当于全世界目前发电总量的8万倍。因此，太阳能资源十分丰富，是可再生能源中最引人注目、开发研究最多、应用最广的清洁能源。目前，在海水养殖中使用太阳能加热的案例不多，主要是由于投资和管理成本相对偏高。

3模式比较与经济性分析

以一栋占地面积1500m2的典型海水大菱鲆工厂化循环水养殖车间为例，总水面约800m2，总水体量大约在500m3左右。日补充水量以15%计，约75m3/d。根据池水表面蒸发热损失、管路及设备热传导以及补充水加热等计算，冬季维持池系统水体温度16℃所需热量约285MJ/h，折算成耗能约为80kW•h/h。表1给出了几种不同加热方式给该系统调温的运行费用理论计算值，从中可以看到，使用燃煤、天然气锅炉虽然燃料热值相对较高，但是，受到燃烧效率、锅炉效率等的影响，其实际产生的热能相对偏低，运行费反而较高。采用电热锅炉，其效率虽然较高，但是燃料热值有限，实际运行费用最高。热泵和太阳能2种加热方式都是以电力作为辅助动力驱动机组做功转换热能，从运行成本角度来说，是比较经济的2种调温手段。从投资成本角度考虑，锅炉的投资成本还是相对便宜，一台0．2t(供热量约5040MJ)的燃煤锅炉仅在2万元左右，燃气锅炉和电锅炉的价格类似。采用太阳能加热方式所需要的投资成本相对来说是最高的。以目前现有的技术水平，1m2太阳能板所能提供的功率大约为100～150W。要提供80kW的功率，需要太阳能板将近600m2。光这部分的投资就要100万元。热泵方面，差别较大，空气源和水源热泵的价格相对较低;地源热泵需要埋设采暖设备，因此价格较高，一台制热量80kW的地源热泵造价成本在20万元左右。

4建议

为了给鱼类提供一个健康、良好的快速生长环境，调温是一个必不可少的重要环节。在调温模式方面，加强对地热以及太阳能等可再生资源的合理开发和利用，对于产业的健康和可持续发展是具有积极的意义的。因此，提出以下发展建议。

4．1合理规划养殖区域国内的养殖企业以中小型散户为主，分布较为零散。环渤海地区由于良好的资源条件，为海水鲆鲽鱼类的养殖提供了优越的基础条件，吸引了不少企业，但是，其分布还是不够集中。合理规划养殖区域，将中小型企业集中在一起，既便于集中供暖调温，也方便管理。

篇（2）

Abstract：This paper presents the elements and the characteristic of the Ocean Energy Generation Technology，and recommend the actuality of the Ocean Energy Generation Equipment.

Key word：Ocean Energy;Ocean Energy Generation Technology;reproducible Energy

1.引言

2008年全球一次能源消费量为143851TWh，其中81.2%来自化石燃料。随着矿物燃料的日趋枯竭，世界主要海洋国家纷纷将目标转向蕴藏丰富能源的海洋，不断加大科技和资金投入，以期在海洋可再生能源开发利用的“争夺战”中抢得先机。海洋能主要指波浪能、潮流能（海流能）、潮汐能、温差能和盐差能等可再生能源。海洋能总量是巨大的，据估计与全球一次能源消费能源的50%相当，其中，全球海浪发电的理论储量为29500TWh/年左右，全球潮汐（含潮流）发电的理论储量为7800TWh/年左右，全球海洋热发电转换的理论储量为44000TWh/年左右，全球盐差能的理论储量估计为1650TWh/年左右。虽然海洋能源分布不均匀，但在每一个海岸，往往不止一种形式可以供应当地的电力需求。我国重视海洋可再生能源的开发利用，将包括海洋能在内的新能源产业视为引领我国未来经济社会可持续发展的七大新兴战略性产业之一。近年来，我国先后设立了“908专项（我国近海海洋可再生能源调查与研究项目）”和“海洋可再生能源专项资金”支持计划等，支持海洋能的海岛独立发电系统与并网示范工程、关键技术产业化、新技术研究试验以及公共支撑服务体系建设等，并拟在海洋能资源丰富地区建设海洋能示范电站，开展万千瓦级潮汐电站建设工作。

2.国外海洋能发电技术现状

2.1 波浪能发电技术

现阶段，波浪能发电技术的基本原理是：利用物体在波浪作用下的升沉和摇摆运动将波浪能转换为机械能，或利用波浪的爬升将波浪能转换成水的势能。波浪能转换系统一般包括三级能量转换机构：一级能量转换机构将波浪能转换成某个载体的机械能;二级能量转换机构将一级能量转换所得到的能量转换成旋转机械的机械能;三级能量转换通过发电机将旋转机械的机械能转换成电能。根据一级能源转换系统的原理，波能发电技术可分为振荡水柱技术、筏式技术、收缩波道技术、点吸收（振荡浮子）技术和鸭式技术等。振荡水柱技术是利用空气作为转换介质的，其优点是转动机构不与海水接触，防腐性能好，安全可靠，维护方便;其缺点是二级能量转换效率较低。目前，国外建成的振荡水柱发电装置有英国的LIMPET电站（500kW固定式）、葡萄牙的400kW固定式电站和澳大利亚的500kW漂浮式装置。应用筏式技术的发电装置主要由铰接的筏体和液压系统组成，其优点是设备抗浪性能较好，缺点是设备成本高。目前，国外建成的筏式发电装置有英国Cork大学和女王大学研究的McCabe波浪泵波力装置和苏格兰Ocean Power Delivery公司的Pelamis（海蛇）波能装置。

应用收缩波道技术的发电装置主要由收缩波道、高位水库、水轮机和发电机组成，其优点是一级转换没有活动部件，可靠性好，维护费用低，在大浪时系统出力稳定;不足之处是小浪下的系统转换效率低。目前，国外建成的收缩波道发电装置有挪威350kW的固定式收缩波道装置以及丹麦的WaveDragon。

应用点吸收技术的发电装置主要由相对运动的浮体、锚链、液压或发电装置组成，其主要特点是点吸收式发电装置的尺度与波浪尺度相比很小。目前建成的点吸收式发电装置有英国的AquaBuOY装置、阿基米德波浪摆、PowerBuoy以及波浪骑士装置。

应用鸭式发电技术的发电装置的横截面成鸭蛋形，发电效率很高，在短波时的一级转换效率接近于100%，但抗风浪能力有待提高。

2.2 潮流能（海流能）发电技术

潮汐是一种周期性海水自然涨落现象。在太阳和月球引力作用下，海水作周期性的运动，它包括海面周期性的垂直升降和海水周期性的水平流动。垂直升降部分为潮汐的位能，被称为潮差能;水平流动部分为潮汐的动能，被称为潮流能。潮流能的主要特点是：

①较强的规律性和可预测性;

②功率密度大，能量稳定;

③潮流能的利用形式通常是开放式的，不会对海洋环境造成大的影响。

一般说来，最大流速在2m/s以上的水道，其潮流能均有实际开发的价值。

新型潮流能发电装置作为一种开放式的海洋能量捕获装置，无需巨额的前期投资;利用该装置发电时，由于叶轮转速慢，不产生大的噪声，不影响人们的视觉环境，各种海洋生物仍可以在叶轮附近流动，因此可保持良好的地域生态环境。潮流能发电装置根据其透平机械的轴线与水流方向的空间关系可分成水平轴式和垂直轴式2种结构。垂直轴式发电装置研究起步较早，目前国外主要的设备样机有加拿大Blue Energy公司的Davis四叶片垂直轴涡轮机、意大利Ponte di Archimede International SpA公司和Naples大学航空工程系合作研发的Kobold涡轮垂直轴水轮机（130kW）、美国GCK Technology公司的螺旋形叶片的垂直轴水轮机和日本Nihon大学的垂直轴式Darrieus型水轮机。水平轴式发电装置是近10多年才兴起的，与垂直轴式结构相比，水平轴式潮流能发电装置具有效率高、自启动性能好的特点。目前国外主要的设备样机有英国Marine Current Turbine公司的1.2MW双叶轮结构的“Seagen”样机、挪威Hammerfest Strom公司的300 kW并网型潮流能发电原型样机。

2.3 潮汐能发电技术

潮汐能发电与水力发电的原理、组成基本相同，也是利用水的能量使水轮发电机发电。潮汐能发电技术研究始于欧洲，早期的潮汐能电站有德国（1912年）的布苏姆潮汐电站和法国（1966年）的朗斯河口潮汐电站，其中朗斯电站的建成及其近40年的成功运行证实了潮汐电站技术的可行性，它使潮汐电站进入了实用阶段。目前，在英、加、俄、印、韩等13个国家运行、在建及拟建的潮汐电站达139座，进行规划设计的10余座潮汐电站均为100MW～1000MW级。据资料显示，韩国正在建设世界上最大的潮汐电站――Shihwa湖大型潮汐电站。

2.4 温差能发电技术

热带海洋表层与千米深处存在着基本恒定的20℃～25℃的温差，这就提供了一个量大且稳定的能源。海洋温差能是利用海洋表面的温海水（26℃～28℃）加热某工作介质并使之汽化，驱动汽轮机获取动力;同时，利用从海底提取的冷海水（4℃～6℃）将做功后的乏气冷凝，使之重新变为液体。按照工作介质及流程的不同可分为开式循环、闭式循环、混合式循环。开式循环的工作介质是表层温海水，其优点在于产生电力的同时可进行海水淡化，缺点是设备尺寸大，机械能损耗高，单位功率的材料占用大，施工困难。闭式循环的工作介质是氨等低沸点物质，其优点是设备尺寸小、机械耗能低、系统转换效率高，缺点是不能进行海水淡化。混合式循环同时包括开式循环和闭式循环，其特点是效率高、设备造价低，且可实现海水淡化。目前，温差能发电技术和装备尚处于示范试验阶段，国外主要有美国奎尔哈公司的开式循环OTEC温差能电站、印度海洋技术国家研究所的陆基温差能电站和日本佐贺大学的混合温差能电站。

3.国内海洋能发电技术现状

3.1 波浪能发电技术

我国波浪能发电技术研究已有30多年的历史，先后研建了100千瓦振荡水柱式和30千瓦摆式波浪能发电试验电站，利用波浪能发电原理研制的海上导航灯标已商业化并出口。目前，国内处于试验阶段的设备主要有：国家海洋技术中心开发的浮力摆波浪能发电系统、广州能源研究所开发的鸭式波浪能发电装置（10kW）和点吸收式波浪能发电装置（10kW）、华南理工大学开发的摆式振荡浮子式波浪能发电系统和七一研究所开发的筏式波浪能发电系统。

3.2 潮流能（海流能）发电技术

“八五”和“九五”期间，我国研建了70千瓦和40千瓦的潮流实验电站。在 “十一五”科技支撑计划和海洋能专项资金支持下，我国启动了一项百千瓦级垂直轴潮流能示范试验电站、一项小型水平轴潮流能示范电站和多项潮流能示范工程建设。

目前，国内处于试验阶段的设备主要有：浙江大学的25kW水平轴潮流发电装置、哈尔滨工程大学的万向系列垂直轴潮流发电装置（70kW和40kW）和东北师范大学的5kW模块化潮流能发电装置。

3.3 潮汐能发电技术

我国大陆海岸线长（达18000km），海湾、河口多（近200个），可开发潮汐能年总发电量大（约60TW・h），装机总容量可达20GW。近五十年来，中国在有关潮汐电站的研究、开发方案及设计方面做了许多工作，但建成投运的潮汐电站数量很少，目前正常运行或具备恢复运行条件的电站有8座，总装机容量不及可开发总量的1%，开发潜力巨大。

3.4 温差能发电技术

2004～2005年，天津大学完成了对混合式海洋温差能利用系统的理论研究课题，并就小型化试验用200 W氨饱和蒸汽透平进行了研究开发。在“十一五”科技支撑计划支持下，国家海洋局第一研究所和华电青岛发电有限公司正开展15千瓦闭式温差能电站研建工作。

4.结束语

海洋温能作为一种清洁、可再生的能源，具有很好的发展前景。其开发、利用对我国经济的可持续发展和人民生活水平的提高具有重要的现实意义。对海洋能发电技术及其装备的研究，是一项可持续能源需求的高技术投资项目，关系国家能源结构优化和可持续发展战略的实施，经济前景广阔，现实意义重大。

参考文献

[1]游亚戈等.海洋能发电技术的发展现状与前景[J].电力系统自动化，2010，34（14）.

[2]夏登文.海洋能开发利用国际现状.国家海洋技术中心，2011.

[3]罗续页.我国海洋可再生能源开发利用现状.国家海洋技术中心，2011.

[4]邓隐北等.海洋能的开发与利用[J].可再生能源，2014，3.

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关键词：山东半岛蓝色经济区；海洋经济；制约因素；路径

1.山东半岛蓝色经济区的界定

蓝色经济区是指依托海洋资源，而且海洋产业在经济区内属于支柱性产业的地理区域，这是一种复合型的功能区，其中包含了自然生态、社会经济、科技文化等多方面的因素。

山东半岛蓝色经济区是海陆一体化开发和城乡一体化发展的先行区，全国海洋科技产业发展的先导区，具有较强综合竞争力的经济功能区。山东半岛蓝色经济区包括山东省15万余平方公里海域，以及青岛、烟台、威海、日照、潍坊、滨州、东营7个省辖市、沿海岸线的37个县市区，海岸线3121公里。

2.山东半岛蓝色经济区海洋经济发展的成效

（1）海洋经济实力显著提升。2012年，山东省海洋生产总值占全省GDP18.9%（9460亿元）；水产品总产量以828.4万吨蝉联全国第一；涉及到海洋资源开发利用的海洋渔业、海洋盐业、海洋工程建筑业、海洋电力业的增加值在全国范围内都是第一位的。

（2）海洋生态环境保护强化。山东省现有88处各类海洋和渔业保护区已经建成，并且分别在日照、牟平和长岛建成了可持续发展先进示范区，三个示范区在全国范围内也是第一的。此外，由于山东省近年的努力，在海域的综合治理、生态修复与生态保护等方面也取得了明显的成效。

（3）海陆基础设施不断完善。山东省是我国北方唯一拥有青岛港、日照港、烟台港三个亿吨大港的省份。山东半岛蓝色经济区沿海港口有184个深水泊位，达到了7.3亿吨的总吞吐量，在全国沿海港口吞吐量中的占比达到了15%。同时，山东省也在不断加快建设沿海公路、铁路、航空等交通网络和管道网络的建设，不断完善水利、能源和通信等基础设施的建设。

（4）海洋旅游产业合作加强。山东省建设了一批具有海洋文化特色的旅游景区，建设了青岛、烟台、威海三地滨海休闲旅游度假的精品线路，打造了海洋旅游产业合作开发的山东蓝色旅游品牌。

（5）海洋科技引领作用明显。山东省海洋科研实力在全国居于第一位，全省共拥有1万多名海洋科技人员，占全国同类人员的50%以上；拥有10个国家级科技兴海示范基地，20多艘各类海洋科学考察船，科技进步对海洋经济的贡献率在60%以上。

3.山东半岛蓝色经济区发展的制约因素

（1）海洋生态环境恶化。海洋生态环境的恶化，成为严重阻碍山东半岛蓝色经济区海洋产业可持续发展的不利因素，黄海、渤海，包括胶州湾在内的一系列污染问题严重，使得海洋生态环境显得十分脆弱。其中污染情况较为严重的地方主要集中在港口、海湾、河口及靠近城市的区域，城市生产生活污水的随意排放、近海养殖废水的不合理处置、海洋石油开采或者泄露带来的污染和自然灾害造成的污染是破坏海洋生态环境的几大主要污染来源。

（2）海洋资源利用低效。山东半岛蓝色经济区发展的侧重点主要集中在渔业和养殖业为标志的第一产业上，而涉及到海洋资源开采的采矿业、渔业资源深度开发的水产品加工业和海岛旅游业方面开发利用程度比较低，对海洋资源的深度挖掘开发和综合利用显得不足，这也就造成了当前出现的过度开发与资源闲置并存矛盾、海洋能源利用不足（多限于潮汐能和风能的利用）等方面的问题。

（3）海洋产业结构失衡。山东半岛蓝色经济区的产业结构从整体层面上来说是不合理的，其中渔业和养殖业为主的传统第一产业占了超过百分之六十的比重，但是在第二、三产业方面发展不足，而且发展过程缓慢，新兴产业占比较小，高新技术产业、新兴产业（主要是第二产业）成长不足，使海洋产业发展后劲不足，导致海洋渔业资源的相对匮乏。

（4）海洋科技创新不足。由于海洋水产养殖是经济区主要的产业，所以当前的产业科技创新也主要集中在海洋水产养殖方面。这也导致了经济区内在海洋相关产业中所涉及的电子、生物技术、机械、工程、自动化、化学、激光等领域少有科技创新的出现，而且海洋科技成果转化为生产力，促进经济发展的程度较低，速度较慢，科研与市场脱节的状况比较明显。

4.山东半岛蓝色经济区海洋经济发展的路径选择

（1）加强海洋生态环保。制定与海洋环保法、海洋渔业法等相配套的法律法规，完善海域有偿使用、海域污染排放、海域权属管理等制度；实施海陆统筹、河海兼顾、一体化治理的联动治理机制；建立禁渔期、禁渔区和保护区，实行休渔制度，压缩近海捕捞力量，发展外海及远洋捕捞渔业，保护近海渔业资源的再生能力。

（2）高效利用海洋资源。加快海洋生物医药、海洋功能食品、海洋化工、海洋新材料等领域的深度开发，并促进其成果转化；挖掘山东省丰富的海洋景观资源和人文资源，开发青岛、烟台、威海等地的生态旅游、休闲旅游、渔村、渔业等特色旅游；积极开发海洋风能、太阳能、海洋能、核电建设等新能源，加大海洋能源的开发力度，努力构筑安全稳定的能源供应体系。

（3）优化海洋产业结构。调整主导海洋产业，在新兴海洋产业方面加大培植和扶持力度，做大做强海洋绿色工业，如海洋精细化工、海洋生物制药等相关产业；打造港口物流产业群、临海重化工业产业群和新兴海洋产业群三大主要产业群；强力打造相关产业基地，如海洋生物产业基地、海洋装备制造业基地和海洋水产品精深加工基地，提升经济区的国际竞争力；打造全国重要的海洋工程建筑业基地、现代海洋化工产业基地和海洋油气、矿产开发加工基地；在海洋运输物流业和海洋文化旅游业方面加大发展和投资的力度，建立和完善现代海洋运输体系，打造以青岛为发展龙头，强势打造东北亚国际物流中心，建设国际知名的滨海旅游胜地。

（4）强化海洋科技创新。山东省拥有雄厚的海洋科技力量，优势明显，因此应该加大政策和资金扶持力度，使得这种优势最大化，从而推动一批具有自主知识产权的海洋科技成果形成，推动海洋石油核心技术、制造大型海洋装备方面的技术、海洋生物制药等相关重大课题的产业化和商品化。此外，还应该加强涉海院校建设，完善相关海洋学科建设，建立起学科门类齐全的教育教学体系，以海洋相关学科为发展的着重点，将经济区打造成全国一流的海洋教育基地；通过政策支持力度的加强，吸纳高端的海洋人才进驻经济区，同时加快专业性海洋人才市场的建设，为经济区的发展培养更多的专业人才。（作者单位：中国海洋大学管理学院）

参考文献：

[1]于鹏、董燕.浅议山东半岛蓝色经济区海洋经济的可持续性发展[J].经济纵横，2011（8）.

[2]司翠.山东半岛蓝色经济区海洋产业发展研究[D].黑龙江社会科学院硕士论文，2010.

[3]陈华、.基于海洋产业发展的山东半岛蓝色经济区建设[J].理论学习，2010（2）.

[4]马俊.山东半岛蓝色经济区海洋产业结构优化分析[J].经济视角，2012（4）.

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行为世范，教研相长

多年来，朱庆林教授除了承担校内学生的教学工作，还积极为各种海洋管理机构讲授相关知识。他承担研究生教育中心组织的“国家海洋标准计量中心专业培训”中的“海洋管理概论”授课任务；为中国海监九期上岗培训讲授课程《海洋环境管理》，并被中国海监总队制作成录像作为中国海监远程教育网中国海监行政执法人员上岗资格培训课程，他还参编中国海监行政执法培训丛书《海洋管理概论》和《海洋权益维护理论与实践》；在上海为工程硕士国家海洋局东海分局班主讲《海洋环境管理》课程，为这些人员掌握专业的海洋管理知识做出了努力。

凭借着在海洋管理和海洋资源、环境评价等方面的专业知识和丰富的研究经验，朱庆林教授先后参加或主持了多项国家科研项目，包括威海电厂二期工程海上水文观测；国家“973”项目黄河口地质演变和泥沙运移海上实测工作；莱州电厂水文方面可行性研究和环境评价以及海域使用论证工作；蓬莱电厂海上水文观测与数据处理工作；江苏燕尾港电厂建设及港口扩建海上水文实测；浙江舟山国家“863”项目地波雷达比测试验；福建罗源湾电厂及港口建设可行性研究；福建罗源火电厂环境影响评价；福建罗源火电厂数值模拟试验及海洋环境评价补充（主持）；东营大唐电厂可行性研究；山东寻山电厂海洋环境评价；烟台污水处理厂排污混合区海洋环境影响报告修编；江苏滨海港电厂海域使用论证和海洋环境评价（主持）；舟山成品油码头及配套设施工程海域使用论证（主持）；石岛湾核电厂厂址环境影响评价；福州港江阴港区15#～17#泊位工程项目环境影响评价、海洋环境影响评价、海域使用论证（主持）；福州港江阴港区8#、9#泊位工程海洋环境影响评价、海域使用论证（主持）；“辽海作业一号”平台改造作为人工鱼礁导航设施环境影响评价（主持）；成山头海域建设波浪能、潮流能海上试验与测试场的论证及工程预设计；长岛海流能源资源调查分析项目；山东省长岛县猴矶岛海洋能独立电力系统示范项目；双岛湾区域规划泥沙冲淤及水动力专题研究（主持）；国电潍坊风电项目海域使用论证及电缆路由论证（主持）；青岛炼化液体化工品码头工程海域使用论证报告编制（主编）；广西LNG项目海洋环境影响评价（主持）；青岛炼化百万吨级乙烯项目配套码头工程海域使用论证报告书编制（主编）；国家海洋软科学项目“海洋功能评估数学模型研究”（OSS2006）（主持）；“海洋功能评价数学模型软件”（主持研发，国家专利证书号2008SR15187）等工作。

目前，朱教授正在进行中海石油气电集团有限责任公司营口LNG项目海域使用论证及海洋环境影响评价（主持），福建漳州古雷炼化一体化项目百万吨级乙烯及下游深加工装置配套码头工程海域使用论证和海洋环境影响评价（主持）等工作。

学术交流，相互促进

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前言

我国将加快海岛的开发建设和保护管理工作，在10年内将使海岛地区的交通、水电等基础设施得到明显改善，垃圾及污水处理得到妥善处理，同时全面改善和提高海岛生活、生产及投资环境。海岛是潜力巨大的资源宝库，也是支撑未来发展的战略空间。我国海域辽阔，海洋资源丰富，开发潜力巨大。经过多年发展，我国海洋经济取得显著成就，对国民经济和社会发展发挥了积极带动作用。大力发展海洋经济，进一步提高海洋经济的质量和效益，对于提高国民经济综合竞争力，加快转变经济发展方式，全面建设小康社会具有重大战略意义。

一、太阳能、风能、潮汐能一体化发电系统

将太阳能、风能、潮汐能三类能源的利用有机融合，太阳能、风能、潮汐能一体化综合发电系统是一个高效率、低成本、节能、环保、极具商业价值的综合发电系统。

利用三种能源的周期性，互补不足，综合利用，有效融合，达到能源的稳定利用，对促进新能源的利用和发展，缓解我国能源资源短缺以及实现经济和社会的可持续发展都具有重要的现实意义，也符合科学发展观的基本要求，对于建设资源节约型，环境友好型社会的意义也十分深远。

1、太阳能、风能、潮汐能三类能源的利用有机融合

在我国的海岛，太阳能、风能、潮汐能三类能源丰富，单独利用技术日趋成熟，但成本较高，三者能源综合利用的设备还不多。为此，我们将太阳能、风能、潮汐能三类能源的利用有机融合，以带动相关产业链的发展，促进新能源的利用和发展，缓解我国能源资源短缺以及实现经济和社会的可持续发展为目的，采用跟踪聚光装置两次反射多面镜太阳能聚光发电和塞内加尔式风力机达到以下创新点：1.太阳能、风能、潮汐能三者一体化综合利用，降低成本；2.跟踪聚光装置两次反射多面镜太阳能聚光发电，低成本、高效、快速、简便利用太阳能；3.塞内加尔式风力机低风速启动运转、高效率持续发电、低噪音；4.解决了潮汐能利用中严格受到地理位置限制的问题；5.聚光架采用三角形桁架结构，在确保其刚性和稳定性的前提下，最大限度节省钢材使用量；6.蜗轮蜗杆传动机构提高传动比和承载能力，易于维修及改造升级用于省力手动装置推广使用。技术指标有：1.风光互补矩阵发电峰值功率为25.116kW；2.聚光器的理论聚光比>6.5，实际聚光比>5.0；3.自动跟踪太阳装置的跟踪误差

太阳能、风能、潮汐能一体化综合发电系统，光电转换部分采用自动跟踪聚光光伏发电，将数倍的太阳光聚集到太阳能电池板上，通过提高单位面积电池板的日照强度，使得产生同样电能所需要的半导体材料大大减少，相当于用普通材料代替昂贵的半导体材料，因此能够大幅度地降低光伏发电的成本，具有商业运行的经验（1.2×10 kWh），潜在的运行温度可达500°C（商业化运行的温度已达到400°C），商业化的年净效率为14 %，有最低的材料要求，可以模块化或联合运行，可以采用蓄热降低成本。风能发电部分采用塞内加尔式风力机产生电能。潮汐能利用部分利用蓄水箱收集海水，把海水的重力势能转化为电能。三者综合一体利用，节约单独利用的成本，大大提高经济效益、实现低成本和高性价比的新能源综合利用。

纵观世界范围内，风-光互补新能源利用设备的研究已经非常普遍，太阳能、风能、潮汐能单独利用技术日趋成熟，相关研究也非常普遍，但是太阳能、风能、潮汐能三者综合利用的设备还不多，相关研究也还有很大的空间。

2、海岛上风力发电将成为重要的能源形式

海岛上有丰富的风能资源和广阔平坦的区域，使得近海风力发电技术成为近来研究和应用的热点。兆瓦级风力发电机组在近海风力发电厂的商业化运行是国内外风能利用的新趋势。随着风力发电的发展，陆地上的风机总数将趋于饱和，海上风力发电场将成为未来发展的重点。海上发电也是近年来国际风力发电产业发展的新领域，是“方向中的方向”。中国海上风能资源储量远大于陆地风能，储量10m高度可利用的风能资源超过7亿kW，而且距离电力负荷中心很近。海上风力发电项目的建设，加快了海岛的建设与发展。

3、海岛潮汐发电的发展前景

在探索发展能源新路上，潮汐能和其他新能源一样，已受到很大重视。目前制约潮汐发电的因素主要是成本因素，到目前为止，由于常规电站廉价电价的竞争，建成投产的商用潮汐电站并不多。然而，由于潮汐能蕴藏量巨大及其发电的许多优点，人们还是非常重视对潮汐发电的实验和研究。潮汐发电是一项潜力巨大的事业，经过多年来的实践，在工作原理和总体构造上基本成型，可以进入大规模开发利用阶段，随着科技的不断进步和能源资源的日趋紧缺，潮汐发电在不远的将来将有飞速的发展，其前景是非常广阔的。

要使潮汐能资源开发规模跃上一个台阶，主要应在以下方面做出努力：

（1）在经营和技术改革上，要做好规划方案，提高电站建设的质量及经营管理水平等主观因素。

（2）要多借鉴国外已有潮汐能发电技术的研究以及开发的对潮汐能利用的新技术。我们可以积极借鉴英国、瑞典等潮汐能发电技术相对成熟国家的新技术，例如新型的潮汐发电装置、水下潮汐电站等，并且应自主研发出该方面的新技术，发展我国的潮汐能发电事业。

（3）政府也应加大给予潮汐能利用的开发优惠条件，制定相应的扶持政策加税收减免和电价补贴等优惠政策来吸收投资者，并制定和完善相应的电力竞争，使投资者更注重技术和管理的改革，使得潮汐发电有充足的资金投人和积极的技术开发，从而实现更快更好地发展。

二、海岛清洁能源的利用对海岛的开发价值

风能和潮汐能都是可再生资源，取之不尽、用之不竭的无污染可再生新能源，具有诱人的发展前景，风力发电由于其具有效益和环保上的一系列优势，将首先成为可以与常规能源发电相竞争的新能源发电方式。潮汐发电近年来也获得了很快的发展，技术上不断进步，加之蕴藏量巨大，开发优势明显，未来的发展空间也不可估量。21世纪注定是一个开发利用新能源的时代，而由于发展早，技术进步大，风能和潮汐能的利用注定将在我国的发展中发挥越来越大的作用，风力发电和潮汐发电必将对我国的传统发电行业形成强势的冲击，一个大规模开发风能和潮汐能的时代即将来临！

1、海上风电。优化开局，扶持与农渔业兼容发展的潮间带风电建设，积极发展离岸风电项目，提高产业集中度，有序推进海上风电基地建设。加强海上风电输电规划，完善配套基础设施，提高气象保障能力，加强电网并网技术研究。

2、海洋潮汐能。加强海洋能资源勘查，科学选划海洋能利用空间。改变传统的“填海造岛”、“填海造地”的开发方式，充分利用潮汐带，建立蓄能发电系统，其上部可以结合旅游、地产或其他产业进行联合开发建设。建设近岸万千瓦级潮汐能电站、近岸兆瓦级潮流能电站、海岛多能互补独立电力系统等示范工程，积极推进产业化进程。

积极开发利用潮汐能、波浪能、海上风能等清洁能源，鼓励资源节约型和环境友好型产业园区建设。在滨海湿地、三角洲和海岛等典型生态区，鼓励发展生态渔业、生态旅游和海洋清洁能源，充分发挥其蓝色碳汇功能，实现经济效益、社会效益和生态效益的有机统一。

加快发展海洋产业节能环保技术。增强涉海企业节能减排意识，建立以企业为主体的节能技术创新体系。推广先进节能技术和产品，积极发展海洋环保装备及环保材料，加快淘汰高耗能老旧渔船和装备，着力解决海上溢油、重金属、有机污染物、放射性物质等主要海洋污染物的防治问题。加快制定涉海行业节能减排标准。

三、对我国海岛建设的发展及前景展望

我国海岛资源丰富，区位特殊，是我国海洋经济和社会发展的重要依托。但是海岛一般远离大陆，交通不便，而且淡水资源短缺。近年来，在对海岛的开发利用中出现了一些问题，首先是海岛开发普遍缺少规划，随意炸山采石、倾倒垃圾等已造成海岛生态大规模退化和破坏，工程项目大规模围填造成许多珍贵海岛整体灭失。特别是一些特殊海岛保护不力，危害到国家利益和权益，在我国已经公布的77个领海基点中，位于海岛上的就有75个，有些海岛还是重力点、天文点、水准点、全球卫星定位控制点，而目前这些岛屿普遍存在着安全隐患。据悉，国家海洋局目前已全面启动海岛规划、立法、政策研究和特别保护区建设工作。预计在1-2年内，《国家海岛保护与开发规划》、《海岛开发与保护管理办法》等，建立和完善海岛保护和开发法律制度体系，加强海岛生态和环境管理。今后对海岛的开发利用将坚持保护为主、适度开发的原则，保护海岛资源和生态环境，维护国家海洋权益和国防安全。同时调整海岛开发秩序，发展海岛港口、旅游、渔业及海洋能源等资源优势产业。

海岛作为国防的前沿和海洋资源和环境的核心点，有着很高的权益、安全、资源和环境价值。由于历史原因，有的经济建设相对落后，是我国东部的"西部区域"。因此，从事海岛管理工作必须要有明确的思路，我认为最主要的是把握好以下几条：

一是要坚持开发与保护并重，坚持在开发中保护，在保护中开发的方针，坚定不移地走可持续发展的道路。二是要坚持以经济建设为中心。发展是硬道理，海岛工作必须围绕经济建设这个中心，使海岛经济成为国民经济新的增长点。三是要坚持因岛制宜，打好"特色牌"。每个海岛都有自己的特点，一定要从自身的实际出发，扬长避短，在充分发挥优势上做足文章，切不可照搬别人的经验。21世纪是海洋世纪。发展海洋事业，是中国走向现代化的必由之路。

参考文献

[1]张国诚，陈炳宏.改善能源环境积极开发利用风能潮汐能[J].浙江电力，1996（05）. [2]李振邦，周必成.风能的利用与发展[A].中国动力工程学会成立四十周年论文集[C]，2002.

[3]赵福军.从近十年数据看我国风能的利用与发展[J].今日科苑，2010（02）. [4]张华发.综合开发我国潮汐能的探讨[J].水力发电学报。1996（03）.

[5]戎晓洪.潮汐能发电的前景[J].中国能源，2002（05）.

[6]李岭梅，贾克.我国风能利用状况[J].应用能源技术，2004（04）.

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合作探究学习方式虽然在我国强势广泛推开，但其表面的轰轰烈烈却无法实质性较好的提升学习效果，反而勾起人们对政治造势运动的联想，以及缤纷登场的示范课“秀”的臆断。究其原因，主要有三点：第一，应试教育和灌输式教学根深蒂固，使学生难以适应自主之学习，也无力广泛拓展知识面；第二，德育被应试排挤于无足轻重之位，学生心

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随着科学技术的日新月异，能源短缺已不容忽视，节约能源已受到世界性的普遍关注，在我国亦不例外。目前，全世界有近30%的能源消耗在建筑物上，长此以往，将严重影响世界经济的可持续发展。因此，能源问题将成为本世纪的热门话题。

一、世界其他国家在节能建筑方面的作为

美国一家大学曾设计建造了一种四居室的生态房。它的热能来源于人工散热、阳光及使用家电设备所产生的热量；用电依靠风力发电机和太阳能电池；用水是从屋檐流下来经过处理的雨水；粪便和污水则流入一个堆肥坑里，经发酵后供花园施肥用。美国一家建筑公司用回收的垃圾建筑房屋，墙壁是用回收的轮胎和铝合金废料建造的；屋架所用的大部分钢料是从建筑工地上回收来的。

日本1997年建成了一栋实验型“健康住宅”。除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外，墙体还被设计成双重结构，每个房间建有通风口，整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加以再次利用，其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃，从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的回收利用，不仅变废为宝，而且减少了环境污源，节约了能源。

德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能跟踪阳光的太阳房屋。房屋被安装在一个圆盘底座上，由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3cm的速度随太阳旋转。当太阳落山以后，该房屋便反向转动，回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为房屋太阳能发电功率的1%，而所吸收的太阳能则相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。

二、中国建筑能耗基本情况和几本问题

我国正处于房屋建筑的高峰时期，建筑速度之快，规模之大，可谓前所未有。2003年，我国城乡建筑竣工面积达20.3亿平方米(其中城镇12.7亿平方米)，超过所有发达国家年建成建筑面积的总和。但令人忧虑的是，在新竣工的建筑中，节能建筑面积不到1亿平方米，尚不足竣工建筑的5%。至今，在我国城乡既有建筑约400亿平方米中(其中城市约140亿平方米)，只有3.2亿平方米房屋是节能建筑，不到全国既有建筑的1%。

我国是一个能源短缺的国家，但我国单位建筑面积能耗目前却是发达国家的2至3倍。与发达国家相比，我国建筑钢材消耗高出10%至25%，每拌和1立方米混凝土要多消耗水泥80公斤；卫生洁具的耗水量高出30%以上，而污水回用率仅为发达国家的25%。此外，在我国人均耕地只有世界人均耕地1/3的情况下，实心黏土砖每年毁田12万亩。

我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4，居耗能首位。近年来我国建筑业到了快速的发展，需要大量的建造和运行使用能源，尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计，1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为1.54×108t标准煤，占当年全社会能源消耗总量12.27×109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3×108t标准煤，占全国能源消费总量的11.5%左右，占采暖区全社会能源消费的20%以上，在一些严寒地区，城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。与此同时，由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源，使周围的自然与生态环境不断恶化。

我国节能工作与发达国家相比起步较晚，能源浪费又十分严重。如我国的建筑采暖耗热量：外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4～5倍，屋顶为2.5～5.5倍，外窗为1.5～2.2倍；门窗透气性为3～6倍；总耗能是3～4倍。

三、我国学要发展的重点领域

1.优化建筑设计

建筑造型及围护结构形式对建筑物性能有决定性影响。直接的影响包括建筑物与外环境的换热量、自然通风状况和自然采光水平等。而这三方面涉及的内容将构成70%以上的建筑采暖通风空调能耗。不同的建筑设计形式会造成能耗的巨大差别。然而，建筑物是个复杂系统，各方面因素相互影响，很难简单地确定建筑设计的优劣。例如，加大外窗面积可改善自然采光，在冬季还可获得太阳能量，但冬季的夜间会增大热量消耗，同时夏季由于太阳辐射通过窗户进入室内使空调能耗增加。这就需要利用动态热模拟技术对不同的方案进行详细的模拟测试和比较。 转贴于

2.建筑围护结构材料和部品

开发新的建筑围护结构部件，以更好地满足保温、隔热、透光、通风等各种需求，甚至可根据变化了外界条件随时改变其物理性能，达到维持室内良好的物理环境同时降低能源消耗的目的。这是实现建筑节能的基础技术和产品。主要涉及的产品有：外墙保温和隔热、屋顶保温和隔热、热物理性能优异的外窗和玻璃幕墙、智能外遮阳装置以及基于相变材料的蓄热型围护结构和基于高分子吸湿材料的调湿型饰面材料。自上个世纪90年代起，我国自主研发和从国外吸收消化的外墙、屋顶保温隔热技术被慢慢的采用。尤其外墙外保温可通风装饰板、通风型屋顶产品、通风遮阳窗帘的使用，都大大提高产品的质量、降低建筑运行成本。

3.建筑中的可再生能源技术

可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等多种形式。可再生能源日益受到重视。开发利用可再生能源世界能源是持续发展战略的重要组成部分。太阳能既是一次性能源又是可再生能源，资源丰富对环境无污染，是一种非常洁净的能源。应提倡在建筑中广泛应用。

4.其他方面还有很多包括：通风装置与排风热回收装置与各种泵技术。

四、结束语

虽然，我国在这方面还存在许多问题，但只要我们提高认识，加强管理，那么不久的将来我国一定有望发展成为能源节约大国!

参考文献

[1]龙惟定.国内建筑合理用能的现状及展望.能源工程，2001，(02)1-6.

[2]龙惟定.我国的能源形势和建筑节能.第十一届全国空调技术信息网大会论文集.中国建筑工业出版社，2001，(05).

[3]白胜芳.节约能源保护环境[N].中国建设报(中国建材)，2003，(108).

[4]贾怀东. 开发节能住宅是企业进化的标志.城市开发，2007， (22).

[5]刘素萍.建筑节能与围护结构[J].工业建筑，2001，(7)：6-7.

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风力发电

目前，我国已超过美国，成为全球风电装机容量最大的国家，同时也成为风能设备最大的生产国。随着国内风电产业链日臻完善、研究规模不断扩大，成本下降非常显著，竞争力也逐渐增强，但是在产业链最上游的新型材料及半导体器件（控制芯片、电力电子器件等）研究方面仍较落后，主要研究工作集中在中下游的风电整机制造、关键零部件配套（发电机、电控、传动系统等）以及并网技术领域。

沈阳工业大学在风电整机制造方面具有很强的实力，是我国最早从事风力发电技术研究的少数高校之一，设置有风能技术研究所，师资力量完善，先后承担过多项大型横、纵向课题，成果显著。其设计的具有自主知识产权的1.5MW风电机组实现了产业化，占据一定的市场地位，产学研结合能力很强。

华北电力大学作为教育部直属高校中唯一的以电力为学科特色的大学，成立了国内首家“可再生能源学院”，下设风能与动力工程专业，未来还将筹备生物质发电和太阳能利用专业。研究内容以大容量风力发电接入，对电力系统安全、稳定运行的影响为主，主要研究包括：风电场建模与仿真、风能资源测量与评估、风力发电机组状态监测与故障诊断、风力发电机组只能控制与优化运行、低速风能利用策略与先进风力发电理论，充分发挥了其在电力系统方面的优势。

重庆大学机械传动国家重点实验室，借助其在机械传动领域的优势，在风电机组齿轮箱设计、动态特性研究、工作模态测量及制造工艺方面有深入的研究，并且产学研结合。

汕头大学新能源研究所在大型风电机组空气动力学、结构强度及结构动力学研究方面颇有作为，自行开发了大型风力机优化设计系列软件。

浙江大学流体传动及控制国家重点实验室对风力发电系统中的液压技术有深入研究，包括风机制动系统、定桨距控制和变桨距控制等。

同济大学机械工程学院在风电机组叶片动力学分析、结构优化设计、刚柔耦合系统模型分析方面经验丰富。

东南大学在风力发电机研究、设计方面走在前列。近期又集合学校优势学科，建立了风力发电研究中心，致力于以风力发电为核心的可再生能源发电及应用技术的基础研究。

电控方面，清华大学、北京交通大学、中科院电工所都有很强的实力。清华大学电机工程与应用电子技术系原名电机工程系，历史悠悠，师资力量雄厚，在风电接入对电力系统影响、风电机组建模仿真、风电变流器设计及控制等方面有深入研究。北京交通大学电气工程学院早期隶属于铁道部，主要服务于我国轨道交通电传动装备产业，在大功率电力电子技术领域积累了丰富经验，研究实力在国内高校处于领先地位。新能源研究所成立后从事大功率风电机组（直驱或双馈）并网变流器、中大功率光伏发电逆变器、风电机组仿真及主控系统、微网技术研究，产学研结合能力很强。中科院电工所新能源发电技术研究组是国内最早研究风力发电、太阳光伏发电的单位之一，其大型并网风电机组控制及变流技术、变桨距控制技术以及风电场集中和远程监控技术等较成熟，还有一些特色研究工作包括：风/光互补、风/柴系统及其控制逆变技术、控制逆变技术等。

光伏发电

光伏发电具有系统简单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。太阳能发电主要分为并网电源系统和离网电源系统，目前大规模使用的主要是并网系统，一般包括光伏电池组件、光伏逆变器、配电柜、监控系统等。其中光伏电池组件将太阳能转化成电能，光伏逆变器与风能变流器类似，可以将光伏电池组件产生的不稳定电能变成稳定的电能并入电网。

我国光伏业正处在爆发式增长期，中国大陆和台湾的光伏电池厂商占全球总电池产量59%的份额。与风电产业链类似，除了最上游的化合物、硅片提纯、加工外，我国已形成了较完整的光伏产业链，包括晶体硅、薄膜电池片及组件加工、光伏逆变器、系统集成、能源投资商等。

国内高校对于光伏系统研究主要集中于工程应用方面，合肥工业大学教育部光伏系统工程研究中心是我国迄今为止唯一的专门从事光伏系统技术研究的国家重要的科学研究基地，挂靠合肥工业大学电气与自动化工程学院，主要从事光伏组件建模及仿真、光伏逆变器设计及控制、工程化应用等研究工作，产学研结合较好，承担多个大型光伏电站设计工作。

海外院校

由于新能源行业涉及领域多、范围广，以及我国新能源行业开始起步，人才的缺乏已经成为极为突出的问题，国家、社会、高校、企业都在积极努力培养这方面的人才，学生的择校就业也因此变得十分灵活。同时，也因为刚刚起步，目前面临的多是工程应用技术类问题，因此我们的相关研究工作主要分布在中下游，从前面的介绍也可以看出，在新能源上游高端领域，由于技术壁垒很高，国内的研究工作相对较少，但是可以选择留学欧美高校，得到更进一步的提高。

澳大利亚新南威尔士大学光伏研究中心，由有着“太阳能之父”之称的马丁·格林教授领导，专注光伏电池的研究，自上世纪80年代起，30年间毕业于新南威尔士大学光伏中心的中国留学生已经撑起了中国光伏产业的半壁江山。如今，在屈指可数的几大领头光伏企业中——尚德、中电光伏、英利、赛维LDK都有新南威尔士大学毕业生的身影，其科研实力可见一斑。

在欧洲，各国都十分重视新能源的开发利用。作为生态村理念的首创国，丹麦是能源问题解决得最好的国家之一。早在2006年，我国就与丹麦签署了“可再生能源”合作项目，国内许多高校分别与丹麦高校开展联系。丹麦奥尔堡大学能源技术学院在风力发电、分布式发电、电力系统、电力电子及控制技术等领域有深入研究经验，并且与许多国家和组织开展合作，产学研实力很强。特别是在风力发电领域优势突出，核心研究领域包括：风力发电机组及风电场的控制与监测、仿真、设计、优化。

随着新能源技术发展以及各项政策效应的逐步显现，开发利用新能源的成本将明显下降，为人类清洁能源利用和产业结构升级带来历史性机遇，新能源终将成为今后世界上的主要能源之一。

Tips：新能源材料与器件专业优势院校

文/南京航空航天大学 郭栋梁

该专业重点是研究与开发新一代高性能绿色能源材料、技术和器件（如通讯、汽车、医疗领域的动力电源），发展“新能源材料”(新型锂离子电池材料、新型燃料电池材料和新型太阳能电池材料)的学术研究方向。

新能源材料与器件专业设置，主要依托化学化工学院，跨能源科学、材料科学、化学等多个学科，拟培养能掌握新能源材料专业基本理论、基本知识和工程技术技能，掌握新能源材料组成、结构、性能的测试技术与分析方法，了解新能源材料科学的发展方向，具备开发新能源材料、研究新工艺、提高和改善材料性能的基本能力的新能源材料专门人才。毕业生可在化学能源、太阳能及储能材料等新能源材料领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺设计等方面工作，也可继续攻读新能源材料及相关学科高层次专业学位。

新能源技术是21世纪世界经济发展中最具有决定性影响的五个技术领域之一，新能源材料与器件是实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术的关键。新能源材料与器件本科专业是适应我国新能源、新材料、新能源汽车、节能环保、高端装备制造等国家战略性新兴产业发展需要而设立的，是由材料、物理、化学、电子、机械等多学科交叉，以能量转换与存储材料及其器件设计、制备工程技术为培养特色的战略性新兴专业。

高校特色：

华东理工大学

以半导体材料技术、化学电源技术、太阳电池技术等为特色。未来就业集中在光伏太阳能、新能源开发和利用以及半导体材料器件的设计、化学电池开发等。

东南大学

依托电子科学与技术大类专业背景，专业内容侧重光电子材料及其应用方面，主要针对太阳能材料制备、检测和应用，可以拓展到生物能等其他新能源。

四川大学

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引言

我国幅员辽阔，地域宽广。从北到南分为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区。我国严寒地区、寒冷地区以及夏热冬冷地区的部分城镇都需要采暖，采暖燃煤对大气造成严重污染。与此同时，我国大部分地区夏季炎热，空调又日益普及，建筑空调能耗正在迅速增加。据统计，空调能耗占建筑能耗的55%左右，约占社会总能耗的20%。因此空调系统的节能不容忽视，降低空调系统的能耗对减少建筑系统总能耗的意义重大，同时对缓解用电紧张局面，优化能源结构和提高能源利用率也具有十分重要的意义。

1暖通空调的作用及产生的效果

1.1暖通空调的作用

安装暖通空调是为室内提供舒适的工作和生活环境。其作用主要包括控制空气温度、湿度、气流速度和洁净度等。在正常的舒适性空调中，以能够使人体保持热平衡而满足舒适感为目标，在恒温恒湿或有清洁要求的工艺性空调室内，主要以满足生产工艺为标准。

1.2暖通空调对人体的影响

由于建筑物的密闭性逐渐增加，装修档次也越来越高，从而导致室内污染物的滞留量增加及延长停留时间。如烟雾、病菌及从家具、墙面、地毯和油性漆中散发出的多种致病化学物质，加上通风换气量的明显不足，空气在室内循环造成室内空气品质严重不合格。

如何才能有效地解决空调房间存在的空气品质问题，已引起人们的广泛关注。通过通风换气向室内提供大量新鲜空气，是改善空气质量的有效措施。但同时意味着增加新风负荷。利用增加新风量和排风进行热交换可以解决这一问题，从而减少空调的运行耗能。

2影响暖通空调的不利因素

在房屋建筑热工设计时，为了能达到房间内有舒适的微气候，需要恰当地利用房屋围护结构的热工特性以抵御室外气候的变化。除此之外，还有规划设计、太阳辐射、空气温湿度等几个方面。

2.1围护结构的作用

围护结构包括外围护结构和内围护结构。外围护结构包括屋面、外墙和窗户等;内围护结构系指室内地面、天棚、内隔墙等。在北方采暖建筑中，围护结构的传热损失占总热损失的比例很大，如北京地区，通过围护结构的传热损失占全部热损失的77%，在沈阳地区，占65%左右。由此可见，改善围护结构的热工性能对暖通空调节能有着很重要的作用。

2.2规划设计的作用

建筑物的规划设计是建筑节能设计的重要指导，规划节能设计需要从地址选择、功能分区、建筑和道路布局走向、建筑物朝向、体形、间距、季节性尤其冬季主导风向、太阳辐射、建筑外部空间环境等方面进行规划布局。主要为优化建筑物微气候环境，重点考虑利于节能，充分重视利用太阳能及冬季主导风向、地形地貌的自然优势。节能规划设计就要分析构成环境小气候的决定因素，即辐射因素、大气环境因素和地理因素的不同影响因素，通过建筑师的规划布置，认真分析，充分论证，利用和改造不利为有利，形成良好的、利于节能的微气候环境。

3暖通空调的节能设计

空调节能系统的设计必须根据工程具体情况，对空调运行季节进行全方位、全过程的分析，找出一个合适的方案，使空调系统在不同的室外气候参数或室内状况下都可以经济、合理、正常地运行。

3.1采用合理的冷热源

对系统设计中的设备进行合理选型是影响空调节能的关键因素，合理配置中央空调系统的冷热源对节能和能源合理利用关系重要。中央空调系统常用的冷热源配置方式有水冷冷水机组加锅炉、热泵型机组和澳化铿吸收式机组。比如:浪化铿机组的能效比(制冷量/消耗的热量)比较低，省电但并不节能适用于有废热和余热的地方，如热电厂等附近。 转贴于

3.2采用蓄冷系统

各地区经济发展不平衡，但程度不同地存在着电负荷峰谷差较大的实际，在用电高峰时电力供应不足，而在低谷用电时供应过剩的浪费。在实施电力峰谷电价的地区，就可以采取低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量，高电价时段再将冷量释放出去，这会对整个电力负荷的移峰补谷工作起到很好的效果，并能产生较好的经济社会效益。

3.3采用变频应用系统

变频技术在现在空调系统的使用中成为一种必然性，不仅能有效地改造空调系统的某些不足，还能较大地降低能耗、节省运行费用。采取变频技术的原因是:

3.3.1设计人员在进行设备选型时，通常会预留一定的富裕量，事实上设备很少会在全负荷下运行，甚至不可能出现全负荷运行的情况。

3.3.2建筑物由于使用环境的变化，负荷也会发生相应的变化。

3.3.3建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而产生波动。正常情况下，空调设备只能按设备的额定功率运行。当负荷降低时，设备仍以额定功率全负荷输出运行。这就必然造成能量的浪费。如果使用变频技术，使空调设备的输出功率随着负荷的增减而变化，就会起到明显的节能效果。根据空调负荷状况，改变水流量或风流量能有效地实现节能。变风量( VAV)空调系统是通过末端装置来补偿室内负荷的变动，调节室内送风量以维持室温。变水量系统(风机盘管)是通过水量控制的方法来调控温度的。通过对水量、风量及主机的变频控制调节，可以实现所需空调负荷的用时匹配，使其达到节能的目的。

4再生能源在暖通空调中的应用

可再生能源具有资源丰富、无污染、清洁安全、资源取之不尽可再生的优势，因此在能源日益短缺的今天，尽量利用再生能源是很有必要的。再生能源在暖通空调中的应用方式有以下几种:

a)太阳能的利用

b)自然风的利用

c)地下水的利用

d)土壤能的利用

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搞好农村能源综合建设:一是建立建全组织机构;二是加强对农村能源综合建设的领导;三是加大对农村能源建设的资金投入;四是充分依靠科技进步;五是加强农村能源产业和服务体系建设，适应市场经济的需求;六是加大对科技、管理和服务人才的培训;七是不断地深化改革，端正指导思想，加强法制建设方向;八是抓点带面不断开拓新领域，使新能源和农村能源的建设工作向高层次发展。

1 农村能源环境保护与农村能源建设

农村环境问题，是当今农村发展面临的重大问题，环境质量的恶化，对农业生物、农业生产和农村居民构成了严重的威胁。环境问题可分为生态破坏和环境污染两大类，农村地区能源的开发利用与这两类环境问题都有密切的关系。能源不但给农村提供了动力，而且带来了生活的文明和社会的进步，但也影响了农村的环境。如新柴的消耗量方面，19世纪以前，由于需求量不大，砍伐情况并不严重，保持了生态的平衡，没有产生污染现象。而在最近的百多年来，由于人口的急剧增加，使得生物质能源供不应求，使生态和污染方面都出现了问题。由于矿物能源的大量开发和使用，也为农村带来了严重的能源环境问题。由于能源废弃物的大量排放，对农村和能源经济的发展以及人们的健康等都造成严重的危害和重大的损失。

2 矿物能源的开发利用对农村环境的重要影响

矿物能源的开发，包含了开采、贮运、加工、转换到消费。在这全过程中，都会对环境造成污染和危害。如煤在开采过程中，首先是开采占地，它破坏了地表的生态系统，影响了农业生产。另外井工开采易造成地表的沉降或裂缝并改变水体形态及渗漏而影响农田灌溉，同时也破坏了地下水资源。另一方面开采时的排污以液体、气体、固体同时存在，如酸性矿井水、泥浆、瓦斯、煤矸石等。在运输和贮存过程中，特别经数次堆放，会造成自燃、流失等大气污染，在煤炭的燃烧利用过程中，又会排放大量的二氧化碳、二氧化硫、粉尘和灰渣，造成了严重的环境污染等。又如水陆石油的开发会造成海水域的严重污染，影响水产业的发展和造成农田的污染。石油在燃烧时也会排放大量的有害气体，对环境造成一定的影响。 转贴于

3 可再生能源的开发利用对环境造成的影响

(1)生物质能源开发利用对环境的影响是:采伐对环境的影响，如导致资源的枯竭，植被破坏，水土流失和破坏生态平衡;秸杆等大量燃烧，导致土壤肥力减退、农业减产等。如木柴在燃烧时会排出一氧化碳、二氧化碳，不充分时会排放大量尘烟和颗粒造成严重的大气污染。

(2)自然能源开发利用对环境的影响是:自然能源如水能、太阳能、风能、地热能、潮汐能、海洋能等。由于不同的能源各自的物理化学性质开发利用的方式不同，也会造成不同程度的环境影响，如水能在开发利用发电时造成的河川自然环境和生态系统变化的影响。库区大面积淹没及周围生态、自然环境、地表、土质、农业生物等影响。地热能的开发利用，在用地热发电时，由于开发利用过程中废热污染和排放的硫化氢、二氧化碳、甲烷、汞等。特别是其中的硫化氢在高浓度时会致人死亡。利用潮汐能发电时会造成海域的污染等。在太阳能大规模集中开发利用的地区，可能会造成太阳能的回流，影响局部环境的变化，如气候变化和生态失衡。太阳能电池在生产过程中，需要采用大量的有毒和可燃性气体，如三氢四磷、四硫化硅等。会对居民带来危害。开发利用风能发电时，会造成噪声的危害等。

因此，在开发利用自然能源时，必须充分考虑对局部环境的危害，并制订出预防措施。

4 几个重要的能源环境问题

(1)气候变化。近百年来，地球气候已发生明显变化，主要是全球变暖，其原因就是温室效应。而二氧化碳是引起温室效应的主要气体。温室效应带来的对环境的影响主要是极地冰雪的部分融化、海水变暖和膨胀，海平面上升使沿海居民的安全受到危协。另外带来的是干旱和沙漠化的扩大、旱涝频率上升和虫害增加等。

(2)酸雨的出现。

(3)主要是大气中的二氧化硫和氮氧化合物造成的。酸雨的出现，造成土壤酸化，肥力减退，农作物减产，森林衰亡，植被枯死，水体酸化和水产的影响等。

(4)臭氧层破坏。主要原因是氟里昂的大量使用，矿物能源的消费和生产化肥产生的氧化氮造成的可导致过量辐射的影响。

(5)烟雾。烟雾是燃烧含碳量高的燃料造成的烟雾污染，主要是煤的矿物能源消费排放的影响污染物占百分之八十，烟雾能反射和吸收太阳辐射，严重时会影响农作物的生长造成减产，也直接危害人的身体健康。