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關鍵詞:汽車油耗;節能減排;影響因素
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.069
汽車是重要的交通運輸工具,但運行成本居高不下備受關注。找到對汽車運行油耗的影響因素并分析提出改善耗油節約能源的技術策略,是本文要探討的話題。
1 影響汽車運行耗油的因素
(1)發動機。發動機的類型、結構、載荷率對汽車運行耗油有很大的影響。如柴油機和汽油機的油耗相比較,柴油機的耗油量要節約百分之三十,而壓縮比高的發動機的耗油量比較低,這是由于單位時間內發動機的結構影響了壓縮燃料的速度。另外,發動機的阻力矩的大小也影響了發動機的載荷率,阻力矩的大小可以得到截然不同的汽車油耗的方式,例如柴油機使用噴油泵齒條對供油的控制就能夠產生低油耗。
(2)汽車自身。汽車的重量決定了其運行慣性的大小,慣性影響阻力的大小,因此,汽車的重量對耗油的影響體現在加速、滾動、坡道阻力上。汽車在設計和制造上如果能對重量加以控制就能達到減少汽車耗油量的目的。汽車自身的傳動性能處于高效率時,能量損耗就會縮小。汽車的外形也影響著油耗,如流線型汽車受到的空氣阻力相對較小,因此當飛速運行中的汽車在空氣中遭遇到較小的阻力時,油耗比較低,得益于外形對于油耗的影響起到了非常大的作用。汽車在長時間運行過程中,性能也會隨之降低。因此汽車的運行時間影響著油耗是不爭的事實。汽車的保養對于油耗是至關重要的,長時間使用且不注重保養的汽車與經常保養的汽車在油耗上存在很大差別[1]。
(3)汽車的技術狀況。當汽車在技術狀況較差的情況下。汽車的行駛油耗是相當大的。圖1對汽車的技術故障和汽車油耗的關系,表現的非常直觀:
(4)汽車運用水平主要體現在車輛調度和駕駛操作方面,調度和行駛路線等等方面的不合理不恰當和不正當操作就會造成油耗上升。在汽車行駛中,發動機冷卻系統過高或者過低都會帶來不同的油耗,發生高或者低的情況,油耗提高的百分比在百分之七到百分之二十五之間。
2 汽車節能技術
(1)汽車節能駕駛操作技術。當氣溫或者發動機溫度低于五攝氏度,我們稱之為冷啟動,應關閉阻風門,踩幾腳控油后,讓發動機高速運轉幾分鐘后,進入怠速狀態,然后運轉升溫。這種熱車行為可以降低燃油使用率,減小發動機磨損;在汽車行駛過程中增加速踏板來加快車速,使汽車保持正常行駛,這時化油器的濃度不會過高,油耗隨之減少,踩下離合器踏板換擋,應及時加速踏板,在離合器尚未完全結合時,不加速,避免發動機高速空轉;推變速桿入新檔位,這樣做的目的是節約燃油,省時省力。但是操作不當會造成汽車的動力受到損壞。同步器和離合器加劇磨損,所以應熟練練習,在規范的基礎上逐步領會要領[2]。
(2)使用汽車節能產品,可以改善汽車燃料消耗。在國內外市場有很多優秀的節能產品。在進行選購和使用前應考慮車輛的技術狀況和使用情況加以運用。
1)例如在發動臺架的選用時,應充分考慮其經濟性、動力性、整車道路的運行行良好度等情況,在滿足經濟性、動力性和道路運行良好三方面的要素后方可使用。
2)在汽車節能產品效果評估上,應根據汽車的技術狀況來降低汽車能源消耗,不能用犧牲汽車的性能為代價來使用燃油節能產品。
3)根據汽車能量平衡狀況來分析節能產品的效果。
4)常見汽車節能產品包括油節能添加劑、燃油節能添加劑、節油裝置、強制怠速節油器、電子點火裝置、風扇離合器、空氣阻力降低技術、子午線輪胎等。
3 結語
綜上,只有在技術上不斷進行探索和研究,才能在新形勢下,實現汽車運行能力的消耗和油耗的降低。
參考文獻:
[1]高謙.汽車運行油耗的影響因素與汽車節能技術[J].中國機械,2014(18):218-219.
關鍵詞:熱起動技術 ,柴油汽車 , 低溫起動
Abstract: energy-saving thermal technology is the engine starting after being stopped contains a lot of heat energy stored cooling fluid, once again, before starting the engine, will the input to the body inside, play the role of preheating, beneficial to the diesel engine in the low temperature condition starting.
Keywords: hot starting technology, diesel cars, low temperature starting
中圖分類號:TE08文獻標識碼:A 文章編號:
“節能型熱起動技術”目前在國內發動機領域內的使用僅是鳳毛麟角,但它對于汽車的重大作用也因實踐證明將不斷得到了有關專家和學者的重視。德州黃河河務局齊河黃河河務局的科技攻關小組一直致力于該技術的研發與實踐,柴油發動機“節能型熱起動技術”是他們歷經三年技術攻關,擁有完全自主知識產權的一項世界首創的解決柴油發動機冷起動問題的新技術。目前本技術已獲國家專利群,專利號:ZL2008100152174 、 ZL2008100152189 、ZL2008100152193 、 ZL200720018575.1 、ZL200820020326.3 ,現將“節能型熱起動技術”詳細介紹如下:
技術背景
汽車在正常使用情況下,發動機的磨損相當一部分是由于冷起動造成的。發動機在低溫狀態下運行會有下例危害:
一、縮短發動機的使用壽命,磨損增加約50%~100%。主要是:1、由于燃燒后生成物中的水蒸氣易冷凝成水與酸性氣體,形成酸類物質會侵蝕氣缸壁。2、沒有充分燃燒的燃料會對摩擦表面(氣缸壁、活塞、活塞環)上面油膜形成沖刷。3、不同屬性的金屬材料在低溫時的變化,破壞了正常的配合間隙,這些都會造成發動機磨損增加,影響發動機的使用壽命。
二、發動機的功率下降約25%。其原因是:進入氣缸的可燃混合氣因溫度太低,蒸發霧化不好,會發生發動機燃燒困難或燃燒遲緩等現象,使氣缸壓力下降和條件變差、摩擦阻力增加,造成發動機的功率因自身的摩擦而下降。
三、燃料增加約10%~30%,其原因是:燃料不能完全充分燃燒,造成不小的浪費。
四、破壞了油的質量,原因是:沒有充分燃燒的燃料會滲透到曲軸箱里面,使油變稀或變質,加重了運動件的摩擦和磨損。
所以對發動機低溫工作問題必須予以高度重視,盡量延長其使用壽命。
柴油汽車冷起動困難且起動后要進行暖車才適合行駛,特別是在我國北方和寒冷的冬季要進行很長時間的暖車,這必然造成燃油消耗,浪費資源,污染環境。這一點在柴油發動機中表現的最為突出。
柴油機低溫啟動困難因素的分析
燃油方面。柴油作為發動機的燃料,它主要是通過裝在發動機缸蓋上的燃燒室內的噴油器,在接近壓縮終了時,經過高壓噴射霧化成微小的霧粒(直徑一般在0.005~0.O06mm之間),一部分與高速旋轉且被急劇壓縮的氣流結合而迅速汽化形成可燃混合氣,當這些被壓縮的空氣溫度達到或超過柴油的自燃溫度時即爆發著火。低溫時在靠近柴油凝點l0℃ 以下時,柴油中的蠟質隨著溫度的下降逐漸析出,柴油開始變成渾濁狀態。溫度下降越多蠟質析出的也越多,在接近凝點3~6℃ 時這些混濁物(石蠟結晶體)便聚合起來形成網絡似絮狀,當溫度再下降時便會使過濾器堵塞,嚴重時會造成油路中斷。在未造成油路阻塞以前,柴油雖然還能繼續噴人燃燒室,但這時由于柴油的粘度很大流動性差,噴射時不是被霧化成霧粒而是形成油束,這些油束揮發性很弱,還來不及揮發形成理想的可燃混合氣,便結束了一個工作行程(0.O0l7~0.004S,l500r/mi13)的過程,被排出燃燒室。在這種情況下柴油的自燃點相對于降低了的溫度來說便顯得高了許多,很難爆發著火, 因而無法啟動。同時柴油的自燃點隨著其凝點的降低而增高,溫度越低時要使用的柴油凝點也應越低才對,但凝點越低的柴油其自燃點反而越高,形成惡性循環致使啟動更加困難。
方面。油是保證發動機正常運轉各摩擦副的唯一良好介質。油適中的粘度是建立正常的基礎,粘度過大或過小都不利于發動機。理想的油其粘度應該是:在各種溫度下都能始終保持一定粘度或在一定粘度范圍內變化,只有這樣的油才能保證發動機在各種溫度下都能順利的啟動和正常工作。但是實際使用中油的粘度是隨著溫度的變化而變化的,溫度升高時粘度變小,溫度降低時粘度變大。低溫時油粘度增大的原因除了油品本身的性質之外,還有一個原因就是在使用過程中油品老化、雜質混入、超負荷作業時燃燒室向曲軸箱竄煙、積炭等造成粘度增大。由于粘度增大從而引起:一是發動機各運動部件運動時的攪油阻力增加;二是各摩擦面上油膜厚度增加,粘著力和摩擦阻力都增大;三是機油泵的泵油阻力和管路輸送阻力也都增加,這些阻力加在一起共同造成低溫
時發動機的啟動阻力劇增。有試驗表明,用粘度比為5,從0℃ 降到-40℃ 時粘度增長了427倍的航空油,在20℃時移動活塞需要8.5kg,而在一50℃時則需要1O00kg才行。此時,若啟動發動機即使啟動機功率不變或略有增加,與常溫相比發動機的轉速必然降低,活塞的運動速度自然也降低,進入燃燒室的空氣流動速度減慢、壓縮時空氣的泄漏增大造成壓縮終了的壓力下降。由于速度和壓力都很低,空氣分子在受壓時相互間的碰撞和摩擦力減小,摩擦力減小溫度便自然降低,柴油自燃的必須溫度便不能達到自燃,造成這種結果的直接原因是油的粘度在低溫時變大的緣故。柴油機低溫下采用電動機啟動所使用的油的粘度必須達到一定要求。
“節能型熱起動技術”的基本結構及工作原理
“節能型熱起動技術”主要由高效保溫水箱、傳感器、水泵、定向閥、電磁閥、管道和控制器構成。其工作原理是:當關掉汽車鑰匙發動機停止時,控制器自動控制電磁閥打開,水泵運轉,將發動機冷卻系統內的高溫冷卻液輸入保溫水箱,注滿后,電磁閥和水泵自動關閉,冷卻液在保溫水箱內進行保溫;當打開汽車鑰匙欲起動發動機時,控制器控制電磁閥自動打開,水泵反方向運轉,將保溫水箱內的高溫冷卻液輸入發動機冷卻系統中的小循環系統,對發動機的燃燒室進行定向重點預熱,抽完后,電磁閥和水泵自動關閉。這時,再起動發動機就避免了發動機的冷起動,而且發動機冷卻系統內的冷卻液在發動機起動后,在很短的時間內就能達到發動機工作要求的正常溫度。
[關鍵詞]智能汽車;節能減排;石油經濟
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.15.191
1 引 言
年前,蘋果公司被曝正在研究新型智能汽車iCar,準備進軍汽車市場。作為科技時尚的領軍企業,這一消息或許預示著智能汽車時代的到來。除了激光測距儀、視頻攝像頭、車載雷達、傳感器等獲得環境感知和識別能力的智能設備之外,智能汽車大多采用電驅動、混合驅動等節能技術。2011年第六屆中國智能交通年會上,通用展位展出的EN-V[1]概念車可以實現零污染零排放;2013年年底廣汽WITSTAR[2]概念車亮相,該款汽車搭載增程式電驅動動力總成,能用極低的油耗輸出較大的動力。
站在經濟學的角度上,智能汽車的興起將意味著更少的油耗及更清潔的環境,這一點與世界節能減排潮流以及我國的可持續發展戰略不謀而合。本文將結合T.M.I.Mahlia等人所使用的數學模型,站在一個更加理性的角度測度智能汽車與其新的節能標準將為我國節省多少石油資源,從而為決策者提供更多地依據。
2 量化分析過程
本文所用的模型主要通過三個步驟測度智能汽車潮流能夠帶來的汽油節約量及其經濟效益。首先通過歷年的數據回歸、估計未來20年我國汽車總量的變化;接著通過調查所得數據得出我國汽車汽油使用效率的自然增長率;最后計算扣除自然增長率后,智能汽車能潮流能為我國帶來多少石油經濟效益。在最后的計算中,本文分別假設智能汽車的汽油使用效率較之傳統車分別提升10%,20%,30%,40%,用于測度不同情況下的節油數量,同時也便于進行靈敏度檢查。
2.1 汽車數量的回歸及預測
在這里,我們采用回歸模型對未來20年我國汽車數量進行預測。根據Klienbau[3]以及Makridakis et al[4]的研究,汽車數量的預測可以使用公式(1)來進行回歸和預測(其中Y為汽車數量,單位萬輛,X為年份)。2000年至2013年我國的汽車數量可以從國家統計局數據庫獲取。
此回歸可決系數為0.99,擬合效果非常好。考慮到我國中西部地區的汽車數量仍然存在較大的發展空間,我們采用公式(2)預測未來20年我國汽車總量。從預測結果可以看出,我國汽車總數在未來20年中還將不斷增長,2034年汽車總數將達到83731.89萬輛,這些估計數據將為接下來計算總的汽油節約量提供基礎。
2.2 汽車節能技術進步的自然增長率
隨著汽車產業的發展,哪怕沒有智能汽車產業的介入,節能技術也會不斷進步。我們將這一節能技術的緩慢進步速率定義為AEI――汽車節能技術進步的自然增長率。根據調查數據及T.M.I.Mahli[5]等人的研究,這一自然增長率約為1.5%。
2.3 節油量的計算
(1)基準年我國汽車的汽油使用效率――BFC
定義2014年為基準年,即新型節能車的節能效果都與2014年的汽油利用率進行比較。基準年我國汽車的汽油使用效率定義為2014年每輛汽車平均行駛的總里程數除以每輛汽車的平均年油耗,如公式(3)所示。
BFC=U0E0(3)
(2)智能汽車的汽油使用效率――NFC及平均汽油使用效率――AFC
智能汽車由于采用電驅動或混合驅動,將拉低所有汽車的平均油耗。換言之,每升汽油將支持更多的汽車行駛里程。我們在此引入智能汽車的汽油使用效率NFC及所有汽車的平均汽油使用效率AFC兩個概念。所有汽車的平均汽油使用效率將取決于智能汽車所占的市場比重,這里我們假設從2015開始智能汽車所占的市場比重每年提高10%,其上限為70%,見公式(4)和(5)。NFC=BFC(1+η)(4)
AFCi=i×NFC+(10-i)BFC10(i
7×NFC+3×BFC10(i≥7)(5)
(3)單位汽油節約量――IFS
單位汽油節約量為智能汽車發行后的市場平均油耗于基準年的市場平均油耗之差,其表示的是每公里的平均節油量,見公式(6)。
IFS=1AFC-1BFC(6)
(4)第i年的汽車凈增量
第i年的汽車凈增量為相鄰兩年預測汽車總數之差,見公式(7)。
Shi=Nai-Nai-1(7)
(5)第i年的調整系數
由于汽車節能技術的提升存在自然增長率,實際節油量應該是智能汽車的節油總量與自然增長狀態下的節油量之差。在此,我們使用一個由1遞減到0的調整系數反映這一事實,見公式(8)。
SFi=1-(i×AEIη)(8)
(6)每輛車每年的實際節油量――UFS
在知道了單位汽油節約量和調整系數之后,我們可以得出每輛車每年的實際節油量。其值應該等于單位節油量,每輛車的年平均行駛里程與調整系數三者的乘積,見公式(9)。
UFSi=SFi×IFSi×MAVG(9)
(7)汽車存活系數――SSF
由于汽車存在使用壽命,我們需要一個調整系數SSF來反映汽車報廢這一事實。根據Mahlia et al[6]的研究:在汽車使用總壽命2/3的年限內,我們規定SSF為100%,隨后的年份內的SSF使用下式進行計算,見公式(10)。
SSFi=1-i-2L32L3(10)
(8)第i年的新型車總量――AS
接下來,我們計算第i年的智能汽車總量,用于作為直接計算最終節油量的基數。其值應為第i年汽車的凈增數與汽車存活系數的乘積加上上一年的智能汽車總量,見公式(11)。
ASi=(Shi×SSFi)+ASi-1(11)
(9)計算年節油量
上述各算式做好鋪墊之后,我們可以用智能汽車的總量乘以每輛車每年的實際節油量得到我們需要的最終結果,見公式(12)。
ESi=ASi×UFSi(12)
代入相關數據后,所得的結果見下圖。假設2015年智能汽車開始大規模進入市場,分別分析其節油技術所帶來的汽油節約量為10%,20%,30%,40%時的情況。可以看出由于自然增長率的存在,節油技術僅在一段時間內帶來實際的汽油節約,且新的節油技術所帶來的節油效果越顯著,這一有效期越長。
不同節能技術下的節油量
3 結 論
智能汽車潮流將為我們節約數量巨大的石油資源。本研究顯示,如果智能汽車的節油技術能使每輛車的平均油耗減少10%,在未來的5年內我國共可以節約6750920噸汽油。若每輛車的平均油耗減少40%,在未來的20年內共可節油60128萬噸。如果按每升5.8元進行計算,這相當于節省了約3.5萬億元人民幣。同時,新的節能技術也將減少碳排放量,從而減少對環境的污染,這一效應不僅能為我們帶來更多的環境經濟效益,更是可持續發展與節能減排的戰略需要。希望本研究能夠幫助決策者更好地抓住智能汽車興起這一機遇,創建民族品牌,節約資源,改善環境,為經濟發展與人民生活質量的提高提供助力。
參考文獻:
[1]吳志,低碳出行――EN-V概念車[J].地理教育,2011(5).
[2]機經,國產無人駕駛汽車首次亮相[J].軍民兩用技術與產品,2015(1).
[3]Klienbaum DG,Applied regression analysis and other multivariable methods.New York:ITP,1998.
[4]Makridakis S,Wheelwright SC,Hyndman RG.Forecasting:methods and applications[M].New York:Wiley,1998.
本文通過對機械工業中新能源與節能技術發展現狀的分析,對機械新能源與節能技術的應用情況進行了探討。
關鍵詞:
機械;新能源;節能技術
0前言
對于機械工業來說,要想進一步的提升自身經濟效益,增強綜合實力,必須進行新能源的開發與利用以及采取相應的節能工藝與技術。現階段,隨著經濟全球化進程的不斷推進,機械工業的競爭壓力越來越大,能源的消耗方面更是遇到了發展的瓶頸。集中體現在:人工費用所占成本比例相對較大;原料成本持續增加;能源投入數額較大;環保投入也持續升高等方面,使得機械企業在成本控制方面捉襟見肘。只有通過加快新能源的研發速度,推廣使用節能工藝與技術,全面梳理現階段能源消耗與節能中所出現的問題,才可以顯著地降低能源消耗提升企業效益。
1機械工業中新能源與節能技術的發展現狀
現階段我國逐步的將新能源推向產業化發展的道路,尤其是在機械工業方面,新能源與節能技術的應用與發展已有了不少的成果。如今,我國已對新能源的節能技術的研發形成了完整的理論,為進一步的開發和應用提供了基礎和保障。而在新能源和節能技術的實際研發中,一些產品已被應用到機械工業中,并可以滿足相關的要求。而有一些新能源節能技術產品開始走向產業化的道路,其生產規模正逐步擴大。其中最具代表性的就是新能源汽車的工業化生產。不過,在新能源和節能技術的發展與應用過程中,依然有不少的問題存在。首先,相對于發達國家來說,國內關于新能源與節能技術的研發要晚一些,政府在這方面的資金投入相對要少,而企業的資金投入更是不多。現今,關于新能源和節能技術,很多都處于試驗時期,即便有些企業逐步的增加了研發的資金,也取得了一定的成果,但整體上來說,還和國際先進水平存在著不少的差距。其次,在應用新能源和節能技術的機械中,很多核心部件不具備產業化生產的技術與條件,需進一步的加強。第三,我國對于新能源和節能技術相關的機械產品政策扶持力度不足。從環保的層面上來說,采用新能源與節能技術的產品,政府應加大扶持力度,給予相應的優惠和補貼政策。最后,我國沒有統一的關于新能源和節能技術規范與標準。要想機械工業逐步的應用新能源和節能技術,應當建立并完善相應的標準與規范,以達到促進機械新能源和節能技術發展的目的。
2機械新能源與節能技術的應用
2.1LNG機械的應用
天然氣是一種非常清潔的能源,在使用過程中包含兩種類型:壓縮天然氣(CNG)和液化天然氣(LNG)。CNG是通過加壓的方式,讓其以氣體狀態的情況下儲存到相應的裝置里,和我們通常使用的管道天然氣組成一致。而LNG則是將天然氣在非常低的溫度下進行冷凝等處理,讓其處于這種低溫(一般在162℃左右)環境中逐漸的被液化,從而產生了液化天然氣。因為此狀態下天然氣的密度要大得多,因此LNG機械相應的具有更長的工作周期,也使其在機械工業中的應用前景更大LNG機械大部分應用于汽車發動機的工業生產中,其采取特定的設備將LNG液化,然后將氣化天然氣的壓力進行調節以后將其輸入發動機,進而完成動力輸出操作。通過采用這種新能源與節能技術,新能源的消費成本可降低30%以上。不過,LNG機械依然有著多種問題存在。第一,用于汽車發動機的LNG機械和以柴油為動力的機械比較,其性能依然有所差異。尤其是在動力調節方面,相對的存在一定滯后性,無法完美地適應負荷的隨時改變。第二,無法實現密閉的作業。因為LNG所儲存的裝置其內部會存在非常高的壓力,而如果其內部的壓力超出一定值以后,就會自動的將天然氣釋放出去,以確保天然氣儲存裝置的安全性。但是,在密閉的空間內,天然氣就無法實現釋放。最后,在LNG機械加注天然氣的過程中,要依靠專業的設備完成,而實際的使用過程中,就會產生一定的限制,極大地阻礙了LNG機械的應用與發展。但是,和一般的柴油為動力的機械相比較,LNG機械是具有非常顯著的環保效益,其可明顯的降低二氧化碳、二氧化硫以及一氧化碳等污染氣體的排放量,在改善大氣環境方面意義非凡。
2.2電驅動機械
很多大型的工程機械,逐步開始使用大功率的電驅動馬達以代替傳統的發動機驅動。而相應的電驅動馬達所需的動力來源為電網的電能,與電動機所連接的控制器和變頻器之間可以實現數據的傳輸與交換,從而實現按照外界載荷情況而實時的變頻,達到調整電動機功率的目的。通過這樣的節能技術,可有效地降低能源的消耗,同時還具有較小的噪音污染、較小的污染物排放等特點。在節約成本的基礎上,又達到了環境保護的目的。
2.3混合動力機械
機械工業中汽車行業對于混合動力的使用已逐漸的成熟,并為混合動力機械的發展提供了極其廣闊的空間。現階段,機械工業中經常使用的混合動力能夠分成三種,分別是油電混合動力形式、油液混合動力形式以及由電液混合動力形式。在油電混合動力機械中,加入電動力,可以較相同能力的機械減少很大的功率,也實現了能源消耗的減少。相同情況下,采用混合動力可較單一柴油動力機械降低20%左右的能源消耗量,同時可減少20%左右的污染物排放量。
3結語
新能源與節能技術在機械工業中的應用,可有效地減少能源的消耗量,定會給機械工業帶來良好的發展機遇,同時也是未來機械工業的發展要求和方向。
作者:龍騰 單位:邵陽學院
參考文獻:
關鍵詞:能源;節能技術;可再生能源;可持續發展
本文對近年來中國部分有代表性的耗能行業的節能技術現狀作了綜述,以期對社會節能技術工作的進一步開展起到借鑒和參考作用。
一、中國能源現狀
中國是世界第二大能源生產國和第二大能源消費國,其中,煤炭消費量1.9億噸,原油3.1億噸,天然氣423億立方米。2006年底,中國發電裝機容量達到5億千瓦左右,居世界第二位,發電量2.89億千瓦時。中國有世界第一位的水能資源蘊藏量,世界第三位的煤炭探明儲量,世界第10位的石油探明儲量和世界第19位的天然氣探明儲量,同時中國具有豐富的可再生能源資源。但中國人口眾多,能源資源的人均占有量只相當于世界平均數的51%。由此可知中國是一個能源資源相對貧乏的國家。油氣資源依賴進口,能源開發和運輸成本較大,能源消費引起的環境污染嚴重。
二、中國節能技術的現狀和應用
近年來中國的節能技術也取得了較大的進步。通過自主研發和引進國外的先進技術和設備,已使國內許多行業從中受益,并形成了良性發展的勢頭。總體來看,中國能源開發與節約工作取得了重大進展,能源效率有所提高。但與發達國家相比,中國能源效率水平依然偏低。
1.潔凈煤技術
自產業革命以來,作為礦物燃料的煤炭逐漸取代生物質能等可再生能源,成為人類消費的主要能源。在世界范圍內,煤炭資源相對于其他化石能源要豐富得多。中國一次商品能源以煤為主。煤炭提供了75%的工業燃料、76%的發電能源、80%的民用商品能源和60%的化工原料。煤炭作為中國主要能源,在開發利用過程中帶來一系列環凈污染問題。國民經濟持續發展,離不開能源的支持。無論過去、現在還是將來,我國能源的主角是煤炭。中國是當今世界上最大的產煤國和消費國,已探明的儲量為9 183億噸,折合標準煤計算,占已探明的煤炭、石油、天然氣及水電資源總儲量的90%。因此,今后相當長時期內煤炭作為主要的一次能源的地位不會改變。煤炭在開采中排放的甲烷與二氧化碳、氯氟烷烴等氣體增強了在大氣層中形成的溫室效應。為了解決這些有害氣體的污染問題,必須大力發展潔凈煤技術。
潔凈煤技術是針對使用煤炭對環境造成污染而提出的技術對策,是最大限度利用煤的能源,同時將造成的污染降到最小限度的技術方案。從概念上說,潔凈煤技術是指煤炭從開發到利用的全過程中,減少污染排放與提高利用效率的加工、燃燒、轉化及污染控制等高新技術的總稱。它將經濟效益、社會效益與環保效益結合為一體,成為能源工業中國際高新技術競爭的一個主要領域。
2.節約石油和替代石油技術
中國的最終石油可采資源量即使按160億噸計,只占全球的3.9%;人均擁有石油最終可采資源量和產量只有世界人均水平的1/5左右。而且,可采資源約有3/5有待探明。中國的原油生產主要集中在東部地區,占全國產量的2/3。但其主力油田已進入高含水、高采出程度和高采油速度的“三高”階段。特別是大慶油田原油產量連續27年超過5 000多萬噸,2002年在5 013.1萬噸的產量水平上畫了句號,計劃今后將逐年遞減。西部和海上原油產量這幾年呈快速增長態勢,但原油產量只占全國的1/5;海上原油產量只占全國的1/8。我國石油消費增長速度明顯高于原油產量增長速度,供需缺口越來越大。石油凈進口量十年增加了7倍多。預計2008年石油凈進口量將突破11 000萬噸,進口依存度達到45%以上。目前,我國石油利用效率明顯偏低。據統計,現在每千美元國內生產總值的石油消耗,中國為0.26噸,是日本的3.3倍,美國的2倍,印度的1.2倍,這說明中國提高油氣利用效率、降低石油消耗的潛力十分可觀。在目前的世界石油市場,汽車及其他的各類發動機消耗的石油占絕大多數,而且汽車會排放出有害氣體污染環境,因此汽車節油及減排是一個很熱門的領域。但是,無論使用多么先進的節油技術,石油都屬于不可再生資源。因此發展替代石油產品,才是未來動力機械燃料的出路。現在發展的主要替代技術有以下幾種:
(1)甲醇替代石油
甲醇是一種易燃易揮發的無色透明液體,具有與現實使用的液體燃料極為相近的燃料性能,燃值高,抗爆性好。其生產原料很廣泛,產品的運輸,儲存,分裝加注和使用,與目前市場上所供應的內燃機用汽油和柴油燃料特點極為相似。同時甲醇還可以作為燃料電池的重要原料。
(2)乙醇替代石油
乙醇俗稱酒精,它是以玉米,小麥,薯類及秸稈為原料制成。將乙醇脫水加入適當變形劑,然后和一定比例的汽油進行混合,就是清潔燃料——車用乙醇汽油。經檢測,與普通汽油相比,汽車使用乙醇汽油后,CO排放量降低60%以上。
(3)天然氣替代石油
天然氣熱值高,一般在9 000大卡/立方米以上。能源效率高,一般燃煤電廠的能源利用率不超過38%而天然氣發電效率可達52.5%以上。近幾年世界液化天然氣消費增長5.7%,遠高于原油,核能,而全球煤炭消費為負增長。天然氣用途也越來越廣。
(4)其他,如等離子無油點火、燃油乳化、燃油添加劑等節油技術。 3.電力節能技術
(1)變頻調速節能裝置
目前變頻調速技術在電廠得到廣泛應用,電廠輔機安裝變頻調速裝置后,節能效果顯著,一般節電率20%以上。實施循環水泵葉輪切削,管道改造,改變閥門節流降壓供水模式,適當降低帶壓循環水泵的揚程或選用大流量水泵,均可有效節約電能。
(2)新型電力變壓器節能
近年來,隨著新型電力變壓器逐漸普及,變壓器的整體損耗水平有較大幅度的下降,但電力傳輸中的能量浪費仍十分巨大。為此誕生了更先進的電力變壓器,如采用多級接縫的鐵心結構與非晶合金鐵心材料,顯著降低空載損耗,采用高溫超導技術具有低損耗與低成本的優勢,是極具發展前景的電力變壓器節能技術[4]。
(3)降低線路損耗
在10KV以下配電線路上,采用單、三相變壓器混合供電的方式,以高壓進戶,縮短低壓線路降低線損,使配電線路線損有較大幅度降低,提高了供電可靠率和電壓合格率。
4.建筑節能技術