混配型MOF衍生杂原子掺杂碳纳米复合物的制备及其在能源转换与存储中的研究
混配型MOF衍生杂原子掺杂碳纳米复合物的制备及其在能源转
换与存储中的研究
随着现代社会对能源消耗的持续增加,以及随之带来的传统化石能源枯竭和环境污染等问题,人们对清洁能源的需要也在逐年增加。可再生清洁能源如:风能、太阳能、水能等都具有间歇性和区域差异性等缺点,不利于这些能源的有效利用。
因此,把富余的清洁能源进行有效的转换或存储是十分有必要的,而在这个
过程中起关键作用的就是涉及到能源转换反应的催化剂,它可以保证能源转换过程有效地进行,最大程度地减少能源的消耗,促进清洁能源的高效和持续性利用。因此,对于能源转换与存储（Energy Conversion and Storage,ECS）催化材料的研究一直受到了全世界各个国家和地区的科研工作者们的持续关注。
氢气是一种具有高能量密度的清洁能源载体,它可以把能量以化学能的形式储存起来。电催化析氢反应（Hydrogen Evolution Reaction,HER）就是把电能转换为化学能的过程,电催化析氢催化剂就在其中起到至关重要的作用。
在燃料电池中,氢气被氧化打破两个氢原子之间的化学键,从而实现化学能
到电能的转换。限制这个能源转换效率的关键反应就是燃料电池正极上发生的电催化氧气还原反应（Oxygen Reduction Reaction,ORR）,它也需要高效的ORR
催化剂来加快反应速率,提升能源转换效率。
碳循环也是一种能源转换策略,利用CO2作为反应物通过能源
转换反应形成化工中间产物或是高附加值燃料分子,既可以缓解碳排放带来的全球变暖问题,又可以实现清洁能源的转换利用。除了这些能源转换策略,储能装置是一种可以直接快速利用清洁能源的有效手段,尤其是比传统锂离子电池具有更高能量密度的锂硫电池（Lithium-Sulfur Battery,Li-S battery）更是吸引了
很多科学家的研究热情。
杂原子掺杂（氮、磷、硫、硼、氟等）的碳基纳米复合物材料在以上ECS 反应中都有重要的催化作用,尤其是多重杂原子掺杂的碳基复合物材料。以金属有机框架材料（Metal-Organic framework,MOF）作为前驱体制备杂原子掺杂的碳基纳米复合物材料具有独特的优势,MOF材料中的金属节点和有机配体在空间上的周期性间隔排布,既可以阻止金属元素在煅烧过程中发生聚集,又可以最大限度地保证产物中各个化学元素的均匀分布,而且多样化的组分和结构也为碳基纳米复合物的制备提供了更多选择性。
但是,到目前为止,在绝大多数已经报道的文献中,大家所用到的MOF前驱体主要集中为屈指可数的几种经典MOF结构（如ZIF-67/ZIF-8,MIL系列等）。而且在已经报道的以MOF材料作为前驱体制备多重杂原子掺杂的碳基纳米复合材料的合成过程中,都需额外加入包含其他杂原子的添加物。
以两种甚至多种含有不同杂原子的有机配体构筑而成的混配型MOF材料作为单源前驱体,制备多重杂原子共掺杂的碳基纳米材料的研究还很少被报道过。本文结合以上研究背景,主要从混配型单源MOF前驱体的结构设计上着手,通过实验探寻有效的制备杂原子掺杂碳基纳米复合物材料的MOF结构特征,研究混配型单源MOF前驱体材料在ECS应用中的潜力,以及杂原子掺杂碳基纳米复合材料的结构特点与其催化ECS反应的性能关系。
主要的研究工作分为以下三方面:一、以含氮配体（吡嗪）和含磷配体（羟基乙叉二膦酸）与过渡金属铜离子通过自组装形成的混配型金属有机框架材料（Cu-NPMOF-1）作为单源前驱体,经过煅烧及后续的磷化反应成功制备了氮、磷双杂原子共掺杂多孔碳基质包覆Cu3P纳米颗粒的复合型电催化剂
（Cu3P@NPPC）。通过电化学测试对其电催化析氢反应（HER）、电催化氧气还原反应（ORR）性能进行了详细研究:Cu3P@NPPC-650复合材料表现出最好的HER活性,在催化电流密度为10 mA cm-2时的过电势仅为89 mV;具有最佳ORR催化活性的Cu3P@NPPC-650复合材料的半波电位为0.78 V,只比Pt/C的半波电位小29 mV;并且在HER和ORR催化反应中都具有优异的稳定性。
此外还对Cu3P@NPPC作为正极材料的锌空电池体系进行了性能研究。二、结合第一部分的研究内容,我们改用双氰胺钠作为含氮配体与过渡金属镍离子在阳离子模板（甲基三苯基磷-含磷配体）的诱导下快速合成离子型主客体框架结构NiMeP-MOF材料。
以NiMeP-MOF材料作为单源前驱体实现了一步煅烧制备得到氮、磷共掺杂碳包覆镍/镍磷化物复合型催化材料（Ni-P@NPPC）,在900°C煅烧得到的Ni-P@NPPC 复合材料具有最大的比表面积(1468.4 m2 g?1)。此外,研究了Ni-P@NPPC作为催化剂在联吡啶钌([Ru（bpy）
3]2+)和三乙醇胺（TEOA）共存的三元光催化体系中光催化还原CO2的性能:在水和乙腈（2:3）混合溶剂中,CO析出速率可以达到2673μmol h?1 g?1,同时CO选择性为92.6%,展现出高CO产率和高CO选择性的光催化还原CO2特性。
此外,回收循环实验结果表明Ni-P@NPPC-900复合材料具有十分出色的循环稳定性。三、我们改用4,4′-联吡啶（bpy）作为含氮构筑配体替代之前使用的吡嗪配体,和羟基乙叉二膦酸配体与铜离子合成得到混配型金属有机框架材料（Cu-NPMOF-2）。
以Cu-NPMOF-2材料作为单源前驱体,制备得到了一个具有超高比表面积(1961 m2 g?1)的氮、磷双杂原子共掺杂的多孔碳框架材料（NPPCF）,并且研究了NPPCF材料对CO2的吸附性能:NPPCF-700在273 K条件下的CO2吸附量达到了99.4 mL g?1,并且表现出显著的CO2吸附选择性。此外,研究了NPPCF-700作为正极材料的锂硫电池性能:正极活性材料S@NPPCF-700的载硫量高达85.3%,在0.5 C倍率条件下经过200圈的循环测试后其放电比容量依然可以保持840 mA h
g?1,并且通过XPS验证了杂原子位点对极性多硫化物分子的吸附作用。
能源的转换与利用
第二章能源的转换与利用 第一节能量转换的基本原理 1 概述 从热力学的角度看，能量是物质运动的度量，运动是物质的存在的方式，因此一切物质都有能量。 2 能量守恒与转换定律 能量守恒和转换定律指出：“自然界的一切物质都具有能量；能量既不能创造，也不能消灭，而只能从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体；在能量转换与传递过程中，能量的总量恒定不变。” 热力学第一定律：能量守恒 系统的内能=系统吸收的热量+对系统做功 3 热力学第一定律 任何处于平衡态的热力学系统都有一个状态参数U（内能）。系统从一个平衡态变化到另一个平衡态时，内能等于系统吸收的热量和系统对外做功之和。 4 能量贬值原理 自然界进行的能量转换过程是有方向性的。 不需要外界帮助就能自动进行的过程称为自发过程，反之为非自发过程。自发过程都有一定的方向。 能量不仅有量的多少，还有质的高低。热力学第一定律只说明了能量在量上要守恒，并没有说明能量在“质”方面的高低。 水总是从高处向低处流动 气体总是从高压向低压膨胀 热量总是从高温物体向低温物体传递 热量传递有方向性 4 热力学第二定律的克劳修斯说法 不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。 为了将热量从冷态输送到热态，您需要一个装置，例如热泵或冰箱，持续做功。 5 热力学第二定律的开尔文–普朗克说法 不可能从单一热源吸取热量使之完全转变成功而不产生其他影响。
热力学第二定律的实质就是能量贬值原理。 热力学第二定律深刻地指明了能量转换过程的方向、条件及限度。 6 能量转换的效率 根据能量贬值原理，不是每一种能量都可以连续地、完全地转换为任何一种其他形式的能量。 各种不同形式的能量，按其转换能力可分为三大类： （1）无限转换能（全部转换能），如电能、机械能、水能、风能、燃料储存的化学能等；（2）有限转换能（部分转换能），如热能、流动体系的总能； （3）非转换能（废能）。 在能量利用中热效率和经济性是非常重要的两个指标。 由于存在着耗散作用、不可逆过程以及可用能损失，在能量转换和传递过程中，各种热力循环、热力设备和能量利用装置的效率都不可能达到100%。 7 火电站的能量转换效率是多少？ Overall efficiency: 88% ×46% ×98% = 40% 第二节化学能转换为热能 1 概述 燃料燃烧是化学能转换为热能的最主要方式。 能在空气中燃烧的物质称为可燃物，但不能把所有的可燃物都称作燃料（如米和沙糖之类的食品）。 所谓燃料，就是能在空气中容易燃烧并释放出大量热能的气体、液体或固体物质，是能在经济上值得利用其发热量的物质的总称。 燃料通常按形态分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。 天然的固体燃料有煤炭和木材；人工的固体燃料有焦炭、型煤、木炭等。其中煤炭应用最为普遍，是我国最基本的能源。 天然的液体燃料有石油（原油）；人工的液体燃料有汽油、煤油、柴油、重油等。 天然的气体燃料有天然气，人工的气体燃料则有焦炉煤气、高炉煤气、水煤气和液化石油气等。
低碳能源技术创新思维
人类碳排放主要来自于化石燃料的使用以及其他工业生产。煤炭、天然气、石油、水泥产生的碳排放在1960～2012年间的累计排放量占总排放量的比例依次为39.2%、17.2%、40.5%、3.1%。2012年的比例依次为42.8%、19.0%、33.0%、5.2%。从上述数据得知化石燃料能源生产和利用的碳排放占排放量2/3，因此一般性认为减少碳排放的出路是减少石化燃料消耗。 能源是经济增长的基础，所有的发展中国家都面临两难境地，既要发展经济，又要应对、减缓气候变化。在现有理念和技术条件下，如果减少碳排放，就意味着它们要承担经济放缓甚至停滞的巨大成本。这无论从现实和道义上都讲不通。对于中国特别不是一件容易的事情。即使采取较积极的能源政策，包括提高可再生能源和油气等清洁能源的比例，到了2020年我国煤炭消费仍占约60%。 本文将通过用一种新的角度对碳排放现状进行重新分析，提出系列创新理论来减少碳排放、加大碳固定，并以资源化高效利用来保证减排全过程的市场化动力，实现可持续的碳资源循环利用和经济的低碳发展。 一、碳排放现状成因的创新分析 现在学术界认为森林、海洋吸收二氧化碳的能力是有限的，只能吸收人类活动新增排放的很小一部分。但事实上，人类活动产生的碳排放和自然界本来已有的碳循环总量相比只占很小的一部分。仅仅土壤碳呼吸过程中对环境的碳排放就达到3000～5000亿吨，是人类每年约500亿吨碳排放的8～10倍。在2010年时，这个比例曾经是12～16倍。每年全球由于毁林造成碳循环破坏所产生的二氧化碳排放与同期化石燃料燃烧释放量相当，也能证明这一观点 我们也都知道，不论是陆生植物还是水生植物或藻类，都是碳水化合物，绝大多数植物的碳元素的唯一来源就是二氧化碳，植物每生成1kg干物质就要消耗二氧化碳约1.6kg。在进行无土栽培植物的过程中，只要营养液中有少量必要的无机盐，不需要任何有机物，也就是说不需要碳元素，就可以完全保证植物正常生长发育。那么我们在粮食作物种植的过程中施的有机肥为什么能促进作物生长发育呢？其作用主要是有机物在微生物作用下分解产生二氧化碳和热量。没有有机肥，作物不是不能生长，而是长不好，究其原因也是没有足够的二氧化碳来进行高效率的光合作用。试验研究表明，人类生产生活的环境大气的二氧化碳浓度约在100～2000ppm（0.01%～0.2%）内，作物产量随二氧化碳浓度增加而提高。如果把二氧化碳浓度降到50ppm，光合作用就会停止。生产实践中发现，农业温室大棚中夜间二氧化碳气体因植物呼吸作用和土壤有机物分解释放的积累，达到较高水平，在日出前一般都在600～1500ppm之间，日出后作物开始光合作用，温室内二氧化碳浓度迅速下降，如果没有充足的补充，2小时左右二氧化碳浓度将降至100ppm以下，作物处于二氧化碳饥饿状态！ 一般认为植物光合作用最适宜的二氧化碳浓度是800～1500ppm，温棚中喷施二氧化碳，将空气中二氧化碳浓度从野外平均浓度200ppm，提高到1200ppm，即达到或接近我们办公室内的二氧化碳浓度，不同品种农作物的生长速度和产量提高了60%～200%。也就是说提高二氧化碳的浓度可以大大改善植物光合作用的条件，促进光合作用，改善植物的养分合成和加工。当然，也意味着植物固定二氧化碳的能力成倍增加。 显然，大自然植物的主要碳元素来源，不是依靠人类活动提供，植物吸收、再利用的碳元素主要来自其附近土壤因其含有的有机物分解，释放的二氧化碳。通过空气对流、扩散带来的二氧化碳只是占有很小的比例。即便是地球大气层二氧化碳浓度上升50%，从280ppm达到现在的约380ppm，这个浓度还是难以让植物的光合作用有大的变化。因此，靠增加水生、陆生植物面积来大幅度增加环境固碳能力的思路是行不通的。 我们曾经到数个化工厂调研，这种工厂通常都有大量的二氧化碳排放，规模都达到每小时数十、数百吨碳排放。交流中，工厂的朋友都不约而同说到一个现象，工厂建成开工短短
浅谈低碳技术与能源利用方式的转变
低碳技术与能源利用方式的转变 低碳经济是当下最流行的词汇，也是最热门的话题。尽管人们对于气候变暖存在争议，尽管哥本哈根气候大会并没有达成有约束性的碳减排协定，但是节能减排已经在全球成为政治正确的共识。从人类面临石化能源逐渐枯竭，以及石化能源的消费会产生污染的角度看，人类有必要不断提高石化能源的利用效率，减少对石化能源的依赖，同时人类需要寻找其他的替代能源，为人类可持续发展提供保障。 一、低碳生活方式是低碳经济的基础 但是，在推进低碳经济的问题上，国际社会有意无意地传递着一些错误的认识，那就是绝对地减少二氧化碳的排放量。为什么说这是一个误区？因为碳排放与能源消费的数量有关，也与一个经济体消费的能源形态有关。相对而言，天然气与石油是比煤炭更“清洁”、二氧化碳排放相对少的能源，因此，绝大多数发达国家主要是消费这些清洁能源，而多数发展中国家仍然以煤炭作为主要的一次能源。如果说要减排，以煤炭作为主要一次能源的国家就面临着更大的压力。因此，煤炭消费国就会弃煤炭而转向消费天然气和石油，国内不够就要增加进口。全球都如此，天然气和石油肯定不够供应，发达国家已经担忧发展中国家都进口清洁能源，可能需要4个地球。因此，煤炭作为重要能源的消费对平衡全球能源需求和供应有着非常重要的意义，是整个人类赖以和平和发展的重要基础之一。 能源的消费还需区别能源是作为生产性消费和生活性消费的差异。发达国家的能源消费主要是生活性消费，而发展中国家的能源消费主要是生产性消费，且增长非常快。制造业是主要的生产性能源消费行业，无论是炼钢铁还是生产生活必需的制成品，都要消耗大量的能源。由于发达国家基本上已经将制造业转移到了发展中国家，如果低碳就是减排，那么发展中国家就不得不减少生产性的活动来满足减排的需要，这样一来，发展中国家的出口制成品就会减少，商品就得涨价。当然，通过技术提升来增加能源效率可以减缓生产性能源消费的增长速度，但毕竟在经济全球化的今天，以简单的国家为单位来衡量能源的消费量和二氧化碳排放量显然是有问题的，因为当发达国家的居民使用着来自发展中国家生产的各种制成品时，发展中国家的生产者们还要为生产这些制成品而消耗的能源及碳排放而承担着国际社会的压力，无论如何是说不通的。 因此，低碳的生活方式比单纯减少碳排放更重要，相比于生产性的能源消耗和碳排放，减少生活性能源消费和碳排放更具有本源的意义，是低碳经济的关键。人类的活动是二氧化碳最大的排放源，从这个意义上讲，中国的计划生育已经为世界减少碳排放做出了无与伦比的贡献。中国传统的生活方式是一个低碳、低能耗的生活方式。但是，工业化和现代化将发达国家建立在大规模消耗能源基础上的生活方式介绍到了发展中国家，汽车、空调，非循环地消耗我们能够获取的一切地球资源的生活方式，使得我们这个地球无法再承受越来越人口过上发达国家的“现代化”生活。也正因此，发达国家的“有识之士”担心中国和印度这样的人口大国如果都像他们那样消费资源，再有4个地球都不够，他们不断呼吁救救地球。但是只是简单地限制和减少碳排显然是不能奏效的。你能让后来者不“发展”、不过“现代化”生活吗？如果我们不提倡低碳生活方式，用不了多久，新兴工业化国家的生活性能源消费就会赶上生产性能源消费，因为欧美国家的“现代化”生活方式正在扩散至全球。我们需要从人类生存的角度提倡低碳的生活方式，减少对地球资源的掠夺性消费。而在这方面，发达国家显然需要带头。 二、低碳经济的实现关键靠低碳技术的突破 低碳经济说到底需要低碳技术的突破，如果没有科学创新和技术突破，只是就事论事地减少排放或者减少一次石化能源的消费，对一个国家或者一个地区而言，解决问题的方法就只能是将能耗高的企业和产业转移出去。试想，如果没有在提高能源利用效率的新技术上
低碳经济与绿色生活
低碳经济与绿色生活》考试题 1、（）是中国促进低碳转型过程中使用最为频繁的政策手段。 A、规划引导 B、法律手段 C、市场途径 D、经济激励 2、广义的（）则包括在能源的生产及其消费过程中，温室气体和污染物零排放或排放很少的能源，如天然气、清洁煤等。 A、化石能源 B、绿色能源 C、可再生能源 D、替代能源 3、低碳经济理念是在（）的背景下产生的。 A、经济危机 B、气候变化 C、全球合作
D、知识经济 4、发达国家中，（）的碳排放与经济增长的关系一直呈现强脱钩的特征。 A、美国 B、日本 C、挪威 D、英国 5、基于配额的碳金融市场，其市场原理是：（） A、资金—交易 B、限额—交易 C、商品—交易 D、基准—交易 6、1962年，美国作家蕾切尔?卡森所撰写的（）的出版，拉开了”生态学”的序幕。 A、《增长的极限》 B、《21世纪议程》 C、《我们共同的未来》
D、《寂静的春天》 7、主要的化石能源中，按照碳排放强度由高到低的顺序是：（）。 A、石油、煤炭、天然气 B、煤炭、石油、天然气 C、天然气、煤炭、石油 D、煤炭、天然气、石油 8、CDM是（）。 A、清洁能源机制 B、合同能源管理 C、清洁能源管理 D、合同能源机制 9、自从1974年联合国第六次大会特别联大要求WMO（世界气象组织）承担气候变化的研究，到1979年在（）召开第一次世界气候大会上气候变化第一次作为一个受到国际社会关注的问题提上议事日程。 A、丹麦哥本哈根 B、日本东京
C、瑞士日内瓦 D、印尼巴厘岛 10、（）的甲烷排放源包括固体废弃物填埋处理和生活污水处理及工业废水处理。 A、废弃物处理 B、废水处理 C、废气处理 D、垃圾处理 11、（）是具有强温室效应的温室气体，主要由CF4和C2F6构成，这两种气体在大气中的生命期达5万年和1万年，其GWP达5700和11900。铝工业是目前产生PFCs的最大源头。 A、二氧化碳 B、氮氧化物 C、氟利昂 D、全氟化碳 12、火力发电过程中，（）的排放量最大。 A、粉煤灰
新能源转化的原理与技术
新能源转化的原理与技术综述 摘要在全球经济尚未完全摆脱金融危机的困扰、气候变化不断加剧的大背景 下，新能源产业发展受到各国政府的普遍关注，由此驱动了整个新能源产业的发展，并成为全球经济新的增长点。同时，新能源技术进步也极大地推动了新能源产业的快速发展。本文介绍了新能源产业中的太阳能、风能以及地热能的原理及技术，总结了三种技术当前的发展概况。 关键字新能源，太阳能，风能，地热能 引言目前，全球气候变化已经开始全面影响人类社会的生存与发展。按照政府 间气候变化问题小组的预测，到2100 年，全球气温将上升大约1.4～5.8℃。全球平均温度的上升，将导致海平面上升，并给人类带来最严重的环境问题———气候灾害。以我国为例，全国沙化土地正在以年平均3436km2 的速度扩展；水资源短缺加剧，全国668 座城市中有400 多座城市缺水；极端的天气状况增多，提高了自然灾害的发生频率，2010 年上半年由于极端天气的影响，我国西南的川滇黔桂大旱，造成2000 多万人饮水困难。气候变化已成为全球可持续发展面临的最严峻挑战之一。 新能源一般是指建立在新能源技术基础上开发利用的能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、海洋能、氢能等。在当今全球经济尚未完全摆脱金融危机的困扰、气候变化不断加剧的大背景下，新能源以其再生、清洁、低碳、可持续利用等特点引起了越来越多国家的重视，许多国家将其作为保护 环境和促进发展的重要途径，在应对金融危机的政策中都增加了新能源元素。截至2009 年底，我国新能源的年利用量总计达到2.58×108t 标准煤(不包括传统方式利用的生物质能)，约占一次能源消费总量的8.34%。其中风电产业率先进入快速规模化发展阶段，目前已具备初步的产业体系轮廓，表现出竞争力不断增强的可喜的发展势头。大型并网风电总装机容量从2000 年的35×104kW 增长到2009 年的1613×104kW，年均增长53%，累计风电总装机容量达到2580×104kW。在太阳能利用领域，我国太阳能光伏电池产品生产能力显著提高，2009 年已达到年产400×104kW光伏电池的能力，成为世界第一大太阳能光伏电池生产国。但是，由于光伏发电成本较高，目前我国太阳能光伏发电市场还很小，太阳能光伏发电仍主要用于解决电网覆盖不到的偏远地区的居民用电问题。2009 年新增装机容量16×104kW，累计装机容量达到30×104kW，并网的光伏发电系统所占比例并不是很高。在太阳能热利用方面，目前应用最广泛的技术是太阳能热水器。2009 年，我国太阳能热水器年生产能力已达到4200×104m2，累计太阳能热水器使用量超过1.45×108m2，占世界太阳能热水器总使用量的60%以上。 1 太阳能利用技术 太阳能是理想的可再生能源. 太阳能热利用技术目前还处于发展时期. 本节对太阳能热利用成熟技术、先进技术等进行了简要的概述. 成熟技术部分介绍了太阳能热水器这一广为人们使用的太阳能热利用技术;先进技术部分主要阐述了尚处于研究试验阶段的高品位太阳能热利用技术--太阳能热发电；在当前研究的中心问题部分,主要论述了解决太阳能热利用的关键技术问题. 1.1 太阳能热水器
发展低碳技术的意义
发展低碳技术的意义 低碳技术是消耗化石能源少、向生物圈排放温室气体少的经济，是一种以能源效率高、碳排放强度低为特征的新的发展模式。要在市场经济条件下，通过制度安排、措施保障，推动提高能效可再生能源和温室气体减排等技术开发和利用，促进社会经济朝着低碳模式转型。低碳技术的统计和考核指标是碳强度（单位GDP排放的二氧化碳），核心是提高能源效率和可再生能源比例。简单说，低碳技术是从保护全球环境的角度评价经济发展的环境代价。 一、发展低碳技术是我国发展战略的重大调整 从“九五”我国提出转变增长方式以来，虽然单位GDP资源、能源和废弃物排放强度有了较大程度的降低，但资源利用效率低、环境污染重、粗放式发展等问题还相当严重。大力发展循环经济和低碳技术，是我国主动调整发展战略的必然选择。 发展低碳技术是我国迈向绿色发展的必由之路。虽然中央早已提出科学的发展观和正确的政绩观，但一些地方仍以资源高消耗和环境重污染来换取一时的经济增长；还把GDP作为发展的全部，还以廉价卖资源或补贴低价出口换取GDP。如果我们口袋里的钱多了，但生存的环境恶化了，空气变脏了，水变黑了，就与发展本意背离了，也不是中央要求的科学发展。发展低碳技术更多的是转变发展方式，减轻单位GDP的资源量和环境代价，把提高人的物质和精神生活作为发展目标，既要重视资源的经济价值，也要重视其生态价值、精神价值和社会价值，通过
向自然资源投资来恢复和扩大资源存量，运用生态学原理设计工艺与产业流程来提高资源效率，通过宣传引导来改变消费习惯，使发展的成果更好地为人民所共享。 发展低碳技术是优化产业结构的重要途径。在目前我国产业结构中，工业比重偏高，低能耗的服务业比重偏低；而工业结构中，高碳的重化工业占工业比重的70%左右。我国处于快速工业化和城市化阶段，大规模的基础设施建设需要钢材、水泥、电力等的供应保证，这些“高碳”产业既是我国新一轮经济增长的带动产业，也无法通过国际市场满足国内的巨大需求，即这些产业的发展有其合理性。但以此为理由，千方百计地推进重化工业的发展，我国的资源支撑不了，环境容纳不了；更何况还要给子孙留有足够的资源和空间。因此，通过发展低碳技术，提高资源、能源的利用效率，降低经济的碳强度，成为提高我国国际竞争力、应对气候变化的必然要求，是促进我国经济结构和工业结构优化升级的重要途径。 发展低碳技术是我国优化能源结构的应有措施。虽然我国能源结构在不断优化，但一次能源生产的2/3仍然是煤炭，燃煤发电约占电力结构的80%。煤多油少气不足的资源条件，决定了我国在未来相当长一段时间内煤炭仍将是主要的一次能源。煤炭属于“高碳”能源，我国也没有了廉价利用国际石油、天然气等“低碳”能源的条件；资源和能源密集型产品大量出口，又增加了我国单位GDP的碳强度。在《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》约束下，二氧化碳等温室气体排放权成为发展的资源；气候变化国际谈判中减排指标的确定和分解实际上
新能源转换与控制技术考试习题
《新能源转换与控制技术》复习题（研 2014 级） 一、基本概念题 （ 1）什么是一次能源？什么是二次能源？两者的区别是什么？ 一次能源（Primary energy）是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源。又称天然能源。包括化石燃料（如原煤、原油、天然气等）、核燃料、生物质能、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等。一次能源又分为可再生能源和不可再生能源，前者指能够重复产生的天然能源，如太阳能、风能、水能、生物质能等，这些能源均来自太阳，可以重复产生；后者用一点少一点，主要是各类化石燃料、核燃料。20世纪70年代出现能源危机以来，各国都重视非再生能源的节约，并加速对再生能源的研究与开发。 二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源，包括电能、汽油、柴油、液化石油气，氢能等。二次能源又可以分为“过程性能源”和“合能体能源”，电能就是应用最广的过程性能源，而汽油和柴油是目前应用最广的合能体能源。二次能源亦可解释为自一次能源中，所再被使用的能源，例如将煤燃烧产生蒸气能推动发电机，所产生的电能即可称为二次能源。或者电能被利用後，经由电风扇，再转化成风能，这时风能亦可称为二次能源，二次能源与一次能源间必定有一定程度的损耗。 区别： （ 2）风力异步发电机组的并网方式有哪几种？试作详细简述。 风力异步发电机组的并网方式主要有三种：直接并网、降压并网和通过晶闸管软并网。 1、直接并网 风力异步发电机组的直接并网的条件有两条：一是发电机转子的转向与旋转磁场的方向一致，即发电机的相序与电网的相序相同；二是发电机的转速尽可能接近于同步转速。其中第一条必须严格遵守，否则并网后，发电机将处于电磁制动状态，在接线时应调整好相序。第二条的要求不是很严格，但并网时发电机的转速与同步转速之间的误差越小，并网时产生的冲击电流越小，衰减的时间越短。风力异步发电机组直接并网的电路如图3－63所示，当风力机在风的驱动下起动后，通过增速齿轮将异步发电机的转子带到同步转速附近（一般为98%～100%）时，测速装置给出自动并网信号，通过自动空气开关完成合闸并网过程。 增速器 电网 风力机异步发电机 空气开关 2、降压并网是在发电机与电网之间串接电阻或电抗器或者接入自耦变压器，以降低并网时的冲击电流和电网电压下降的幅度，发电机稳定运行时，将接入的电阻等元件迅速从线路中切除，以免消耗功率。这种并网方式的经济性较差，适用于百千瓦级以上，容量较大的机组。
中平能化：高碳能源低碳化
中平能化：高碳能源低碳化 中平能化：高碳能源低碳化 ——访全国人大代表、中平能化集团董事长、党委书记陈建生 “低碳经济”当前正受到国际社会的广泛关注，我国也已明确表示要将“低碳经济”写入“十二五”规划，将其纳入国家的中长期发展战略。作为一家大型资源企业，中平能化集团在“高碳”能源企业低碳化上的做法和经验，为推动低碳经济发展作出了表率。 随着全球气候变暖，“低碳经济”受到了国际社会的广泛关注。对于以开发自然资源，进行后续加工，依靠自然资源的消耗实现成长的资源型企业而言，大力培育低碳产业链，不仅有助于调整产业结构，提高能源利用效益，实现可持续发展，而且也是企业积极承担社会责任、全面落实科学发展观的具体体现。 两会期间，十一届全国人大代表、中国企业联合会中国企业家协会副会长、中平能化集团董事长、党委书记陈建生在北京接受了记者采访，畅谈了中平能化集团积极转变经济发展方式，大力发展循环经济和低碳经济，实现“高碳”能源企业低碳化的做法和经验，也表达了积极承担环境保护责任，继续推动低碳经济发展的决心和信心。 企业发展需“低碳”
中国平煤神马能源化工集团有限责任公司（简称中平能化集团），是由原平煤集团和神马集团两个中国500强企业联合重组创立的一家跨区域、跨行业、跨所有制、跨国经营的特大型能源化工集团。旗下拥有两家上市公司、两个国家级技术中心和博士后工作站，是国内品种最全的炼焦煤、动力煤生产基地，亚洲最大的尼龙化工生产基地。2009年实现营业收入801.6亿元,位居中国企业500强第80 位、中国企业效益200佳第92位。 提髙资源的综合利用效率，实现低能耗、低污染、低排放的目标，是打造健康低碳产业链、实现企业跨越发展的根本途径。对此，陈建生有着深刻的认识： “未来的竞争，是产业链与产业链的竞争。资源型化工企业，就应该立足自身所拥有的资源优势和特点，以资源为主干，向后续延伸，发展健康产业链，种植一棵'化工常青树'。舍此，再大的资源型企业也难以走远。对于中平能化集团来讲，我们必须进一步做强核心产业，深化上下游产业协同，提高资产和资源的综合配置能力, 使布局更集中、产业更集群、要素更集聚、资源更集约，形成各产业既能独立生存、竞相发展，又能资源共享、优势互补的格局，提高整个产业链核心竞争力。” 谈到循环经济与低碳经济，陈建生说：“低碳经济与我们过去所说的循环经济既有联系也有区别，低碳经济着眼经济发展和气候变化的关系，侧重于对能源结构特别是消费结构的考虑，目的是要达到温室气体减排和对气候影响的最小化。循环经济是低碳经济的基础。在下一步的企业发展中，只要我们继续按照循环经济的理念进行产业布局，延伸产业链条，调整产业结构，大力发展循环经济，就可能实现低碳经济发展目标，也能使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。” 循环发展“四个一” 中平能化集团是国家2005年确定的第一批循环经济试点企业之一，也是以高碳能源开采、加工、利用为特征的能源化工企业。在这样一个企业，发展循环经济和低碳经济的空间会更大，转变发展方式，调整产业结构将大有作为。近年来，集团构建了以煤炭采选、尼龙化工、煤焦化工、煤盐化工四大核心产业和电力、高新技术、建工建材、装备
能源转换与利用课后题答案
1—1何为能源，能源如何分类？分别具体列举一次能源、二次能源、耗能工质。 ①能源：比较集中的含能物体或能量过程 ②一次能源：自然界中现成存在，可直接取用如，煤、水、太阳能 二次能源：经过加工或形式转换的能源，如焦炭、汽油、电力和蒸汽等 耗能工质：在生产过程中所消耗的那种不做原料使用，也不能进入产品制取时又需消耗能源的工作物质。包括：氮气、压缩空气、鼓风、压力水 1—6能源与发展国民经济有怎样的关系？ 答：能源利用的每一个新发明均给生产带来一次新的飞跃，任何工农业生产都离不开能源，他们对能源的需求量不仅表现在生产中直接消耗的能源，还包括生产设备本身及原材料在生产过程中间接消耗掉的能源。因此，每个国家国民经济的发展与能源的消费量增长之间密切相关。 1—8什么叫能量利用率，什么叫能源利用率，二者有何区别和联系？ 答： ①能源利用率：反应能源的有效利用程度，是指在利用能源资源各项活动中所得到得起作用的能量与实际消费量的能量之比； ②能量利用率：是指供给或消耗的能源中所具有的能量被有效利用的程度； ③区别和联系：终端的能量利用率反应用能设备的先进程度，系统的能源利用率反应整个国家对能源的有效利用程度，通过提高能源转换设备的效率及用能设备的效率是提高能源利用率、节约能源消耗的途径。 2—2火用和熵都是热力学第二定律导出状态参数，试述二者区别。 答：①火用是可用能，熵是不可用能 ②熵变量越大，火无就越大，相应火用值越小 2—3火用有哪些特征，有什么实际意义。 答：火用是能量中可用的那部分热量 ①热量火用：是热量本身的固有特性，每一个系统吸收热量时，同时吸收该热量中的火用， 反之，当放出热量时同时放出该热量中的火用。 ②温度火用： 高温物质的火用：温度越高，能级越高，可用能越大； 低温物质的火用：温度越低，能级的绝对值越大，可用能越大。 ③潜热火用： 在融化（气化）时需要吸收热量，r为正值，当T＞T0时，吸热后火用将增加；当T＜T0时，吸收热量后火用反而减小。 当物质凝固（液化）时，需要放出相应数量的潜热，r为负值，当T＞T0时，放出热量后火用将减小；当T＜T0时，放出热量后火用反而增大。
中平能化：高碳能源低碳化
中平能化：高碳能源低碳化
中平能化：高碳能源低碳化 ——访全国人大代表、中平能化集团董事长、党委书记陈建生 “低碳经济”当前正受到国际社会的广泛关注，我国也已明确表示要将“低碳经济”写入“十二五”规划，将其纳入国家的中长期发展战略。作为一家大型资源企业，中平能化集团在“高碳”能源企业低碳化上的做法和经验，为推动低碳经济发展作出了表率。 随着全球气候变暖，“低碳经济”受到了国际社会的广泛关注。对于以开发自然资源，进行后续加工，依靠自然资源的消耗实现成长的资源型企业而言，大力培育低碳产业链，不仅有助于调整产业结构，提高能源利用效益，实现可持续发展，而且也是企业积极承担社会责任、全面落实科学发展观的具体体现。 两会期间，十一届全国人大代表、中国企业联合会中国企业家协会副会长、中平能化集团董事长、党委书记陈建生在北京接受了记者采访，畅谈了中平能化集团积极转变经济发展方式，大力发展循环经济和低碳经济，实现“高碳”能源企业低碳化的做法和经验，也表达了积极承担环境保护责任，继续推动低碳经济发展的决心和信心。 企业发展需“低碳” 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司（简称中平能化集团），是由原平煤集团和神马集团两个中国500强企业联合重组创立的一家跨区域、跨行业、跨所有制、跨国经营的特大型能源化工集团。旗下拥有两家上市公司、两个国家级技术中心和博士后工作站，是国内品种最全的炼焦煤、动力煤生产基地，亚洲最大的尼龙化工生产基地。2009年实现营业收入801.6亿元，位居中国企业500强第80位、中国企业效益200佳第92位。
提高资源的综合利用效率，实现低能耗、低污染、低排放的目标，是打造健康低碳产业链、实现企业跨越发展的根本途径。对此，陈建生有着深刻的认识：“未来的竞争，是产业链与产业链的竞争。资源型化工企业，就应该立足自身所拥有的资源优势和特点，以资源为主干，向后续延伸，发展健康产业链，种植一棵‘化工常青树’。舍此，再大的资源型企业也难以走远。对于中平能化集团来讲，我们必须进一步做强核心产业，深化上下游产业协同，提高资产和资源的综合配置能力，使布局更集中、产业更集群、要素更集聚、资源更集约，形成各产业既能独立生存、竞相发展，又能资源共享、优势互补的格局，提高整个产业链核心竞争力。” 谈到循环经济与低碳经济，陈建生说：“低碳经济与我们过去所说的循环经济既有联系也有区别，低碳经济着眼经济发展和气候变化的关系，侧重于对能源结构特别是消费结构的考虑，目的是要达到温室气体减排和对气候影响的最小化。循环经济是低碳经济的基础。在下一步的企业发展中，只要我们继续按照循环经济的理念进行产业布局，延伸产业链条，调整产业结构，大力发展循环经济，就可能实现低碳经济发展目标，也能使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。” 循环发展“四个一” 中平能化集团是国家2005年确定的第一批循环经济试点企业之一，也是以高碳能源开采、加工、利用为特征的能源化工企业。在这样一个企业，发展循环经济和低碳经济的空间会更大，转变发展方式，调整产业结构将大有作为。近年来，集团构建了以煤炭采选、尼龙化工、煤焦化工、煤盐化工四大核心产业和电力、高新技术、建工建材、装备制造、物流贸易5个辅助产业为内容的“4＋5”产业格局。 与此同时，他们把发展循环经济作为转变经济发展方式的主要方向，努力打造全国循环经济示范企业。通过努力，该集团逐渐形成了点、线、面相结合的循环经济发展格局，走出了一条技术上可行、经济上合理、适合企业特点的资源节约型发展道路，基本实现了“资源—产品—废弃物—再生资源”的循环发展。概括起来说，就是做到了“四个一”：
低碳技术
班级：自动化0904 姓名：赵儒学号：200902020425 低碳技术 摘要: 低碳技术是指涉及电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等部门以及在可再生能源及新能源、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发、二氧化碳捕获与埋存等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术。 前言:伴随着生物质能、风能、太阳能、水能、化石能、核能等的使用，人类逐步从原始文明走向农业文明和工业文明。而随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识，不止是烟雾、光化学烟雾和酸雨等的危害，大气中二氧化碳浓度升高将带来的全球气候变化，也已被确认为不诤的事实。在此背景下，“碳足迹”、“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”、“低碳生活方式”、“低碳社会”、“低碳城市”、“低碳世界”等一系列新概念、新政策应运而生。而能源与经济以至价值观实行大变革的结果，可能将为逐步迈向生态文明走出一条新路，即摒弃20世纪的传统增长模式，直接应用新世纪的创新技术与创新机制，通过低碳经济模式与低碳生活方式，实现社会可持续发展。 正文: 低碳类型 低碳技术可分为3个类型:第一类是减碳技术，是指高能耗、高排放领域的节能减排技术，煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发技术等。第二类是无碳技术，比如核能、太阳能、风能、生物质能等可再生能源技术。在过去10年里，世界太阳能电池产量年均增长38%，超过IT产业。全球风电装机容量2008年在金融危机中逆势增长28.8%。第三类就是去碳技术，典型的是二氧化碳捕获与埋存(CCS)。 低碳经济目的 低碳经济Low-carbon economy的特征是以减少温室气体排放为目标,构筑低能耗、低污染为基础的经济发展体系,包括低碳能源系统、低碳技术和低碳产业体系。低碳能源系统是指通过发展清洁能源,包括风能、太阳能、核能、地热能和生物质能等替代煤、石油等化石能源以减少二氧化碳排放。低碳技术包括清洁煤技术(IGCC)和二氧化碳捕捉及储存技术(CCS)等等。低碳产业体系包括火电减排、新能源汽车、节能建筑、工业节能与减排、循环经济、资源回收、环保设备、节能材料等等。 低碳经济的起点是统计碳源和碳足迹。二氧化碳有三个重要的来源,其中,最主要的碳源是火电排放,占二氧化碳排放总量的41%;增长最快的则是汽车尾气排放,占比25%,特别是在我国汽车销量开始超越美国的情况下,这个问题越来越严重;建筑排放占比27%,随着房屋数量的增加而稳定的增加。 四大挑战 在全球气候变暖的背景下，以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”成为全球热点。欧美发达国家大力推进以高能效、低排放为核心的“低碳革命”，着力发展“低碳技术”，并对产
低碳经济与能源
低碳经济与能源 低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步．其实质是高能源利用效率和清洁能源结构问题，核心是能源技术创新、制度创新和人类生存发展观念的根本性转变。低碳经济的发展模式，是实现经济可持续发展的必由之路，是不可逆转的划时代潮流，是一场涉及生产方式、生活方式和价值观念的全球性革命。 一、低碳经济与能源的关系 低碳经济强调在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。发展低碳经济，一方面是积极承担环境保护责任，完成国家节能降耗指标的要求；另一方面是调整经济结构，提高能源利用效益，发展新兴工业，建设生态文明。这是摒弃以往先污染后治理、先低端后高端、先粗放后集约的发展模式的现实途径，是实现经济发展与资源环境保护双赢的必然选择。低碳经济的理想形态是充分发展“阳光经济”、“风能经济”、“氢能经济”、“生物质能经济”。在“碳素燃料文明时代”向“太阳能文明时代”(风能、生物质能都是太阳能的转换形态)过渡的。未来几十年里，“低碳经济”、“低碳生活”的重要含义之一，就是节约化石能源的消耗，为新能源的普及利用提供时间保障。特别从中国能源结构看，低碳意味节能，低碳经济就是以低能耗低污染为基础的经济。 二、发展低碳经济要加快调整能源结构和产业结构 调整能源结构，降低煤炭等化石燃料在能源结构中的比重，提高低碳清洁能源在能源结构中的比重，这是促进低碳经济发展的一大主要途径。我国颁布实施《可再生能源法》，制定《可再生能源中长期发展规划》，都是为了优化能源结构，增加能源供应，保护环境，积极应对气候变化，促进可再生能源发展。能源产业结构的调整关乎整个国家的经济可持续增长与国家战略安全。调整能源产业结构需要政府、企业与公众的一致努力。政府在调节宏观经济大局之时，要充分重视能源产业的规划、引导与监督，完善产业发展政策，提出新的更高的能源产业结构调整的目标要求；要充分利用已经制定出台的激励新能源和低碳能源发展的政策，发挥其对产业发展的引导与激励作用。按照低碳经济发展的要求对各产业的发展目标和结构调整目标进行调整，提高各行业的能效标准，加快低耗能产业特别是低耗能的第三产业的发展，限制高耗能产业的发展和产品的出口。 煤多油少气不足的资源条件，决定了我国在未来相当长一段时间内，煤炭仍将是主要一次性能源。煤炭属于“高碳”能源，我国也没有廉价利用“低碳”能源的条件。发展低碳经济，提高可再生能源比重，可以有效地降低一次性能源消费的碳排放。 三、发展低碳经济是我国可持续发展的内在要求 不能再以资源、能源高消耗和环境重污染来换取一时的经济增长了。如果还把GDP作为发展的全部，还以廉价资源或出口退税换取GDP；如果口袋里的钱多了，但生存的环境恶化了，空气变脏了，水变黑了，就与发展的本意背离了。发展低碳经济更多的是转变发展方式，减轻单位GDP的资源和环境代价，通过向自然资源投资来恢复和扩大资源存量，运用生态学原理设计工艺与产业流程来提高资源效率，使发展的成果更好地为人民所共享。
能源的储存方式与技术
能源的储存方式与技术
能源的储存方式与技术 邓树洪 中南大学化学化工学院应化0903 1505091021 摘要：作为清洁、对环境友好的绿色能源，太阳能技术推广和应用备受瞩目。太阳能热储存技术是一项复杂的技术，无论从技术层面和投资成本来看，太阳能热储存技术都是太阳能利用中的关键环节。本文介绍了几种太阳能的储存方式。 关键词：太阳能储存方式与技术 能源是社会和经济发展的重要物质基础，也是提高人们生活水平的先决条件。人类社会要发展，必须建筑在大量消耗能源的基础上。人类利用能源的历史经历了几个阶段：18世纪以前，木材在世界一次能源消费结构中长期占据首位；到19世纪下半叶，煤炭取代木材等成为主要能源；1965年，石油首次取代煤炭在世界能源消费结构中占据首位，由此开始了“石油时代"。石油、煤炭等这些当前人们使用的主要能源都属不可再生的矿物燃料。在当今世界，矿物燃料提供世界91％的一次商品能源，其中煤炭占28％，石油超过40％。在亚澳地区能源消费结构中，矿物燃料占93.5％，其中煤炭占48.3％，石油占3 7.3％，然而，地球上矿物燃料的储量是有限的。 作为清洁、对环境友好的绿色能源，可再生能源的规模开发利用已经成为21世纪解决化石能源造成的能源短缺、环境污染和温室效应等问题的重要途径。其中，太阳能技术推广和应用备受瞩目。地面上接受到的太阳能，受气候、昼夜、季节的影响，具有间断性和不稳定性。因此，太阳能贮存十分必要，尤其对于大规模利用太阳能更为必要。太阳能不能直接贮存，必须转换成其它形式能量才能贮存。大容量、长时间、经济地贮存太阳能，在技术上比较困难。 1 储存方式与技术 1.1太阳氢系统储存太阳能 可再生能源，特别时太阳能、风能都具有时间不稳定和空间不稳定的特点，而氢作为重要的能源载体，可以解决可再生能源的稳定性问题，也就格外引起人们的关注。科学家对可再生能源－氢能源系统抱有很大的期望。 我国在氢能的开发方面做了大量的工作并取得令人瞩目的成果。不过，还没有研究过可再生能源－氢能系统。为填补国内研究的空缺，清华大学核能与新能源技术研究院与壳牌氢能公司合作开展“太阳氢－燃料电池”项目，确定
“新能源”的定义(精)
“新能源”的定义 长期以来，在中国乃至世界对于“新能源”的定义比较含混，范围不够清晰，人们对于“新能源”的认识存在着一些争议，一些观点趋向过于狭义化。所谓“新能源”，确实包涵着狭义化和广义化的两个层面的定义，关键是“新”字的界定对象，这个“新”字是想区别于传统的“旧”能源利用方式及能源系统，还是想表述这仅仅是一个新的能源技术？我们认为这个“新”不仅区别于工业化时代的以化石燃料为主的能源利用形态，而且区别于旧式的只强调转换端效率，不注重能源需求侧的综合利用效率；只强调企业自身经济效益，不注重资源、环境代价的旧的传统能源利用思维模式。 目前对于新能源的狭义化定义，主要是将新能源局限在可再生能源技术之中。客观的说，仅仅谈可再生能源，而不强调“新”与“旧”的本质区别，将会严重束缚我们的创造性和新能源自身的健康发展。严格地讲，可再生能源不是新的能源利用形式，在人类进入工业革命以前是没有大规模利用化石能源的。自我们的祖先开始利用火之后，数十万年以来，可再生能源一直支撑着人类的文明进程。它是最古老的能源利用方式，只是今天当人类无法承受工业化大规模利用化石能源所带来的环境和资源的巨额代价时，我们才重新赋予可再生能源以“新”的含义，它的新不在于它的形式，而在于它在今天对于环境和资源的新的意义。它是一系列新技术；也是一系列新思维、新观念、新哲学；更是新市场、新机制和新交易。最近，中国企业投资协会、高盛高华公司董事长方风雷提出：“新能源，新文化”，将开发、利用新能源与人类的文明进程相联系，从文化层面重新审视新能源的涵义。然而，对于环境和资源具有新意义的能源利用方式不仅仅局限在可再生能源技术。 要搞清什么是新能源，就需要搞清什么是传统的能源利用形式，特别是工业化时代的能源利用特点。由于技术的发展，对能流密度和能量强度的需求日益提高，大规模的工业化生产、城市化建设都对能源系统规模化的要求日益强化。应对更强的能流密度需求，只得建造更大能流密度的能源供应系统来保障供需。 为了不断满足日益增强的能源需求，工业时代的基本法则是“规模效益”，生产形态同时强调社会分工的细化。在细化分工之后，要想提高能源的转换效率，唯一的方法就是不断扩大生产规模。因为所有的效率评价体系仅仅基于单一产品的转换端，而不是从能源利用的终端进行综合评价和系统综合优化。这种传统的能源生产利用形态，必然导致企业不断扩大能源转换装置的规模，不断加大能源输送系统的规模，也不断大量消耗和浪费能流密度高的资源，同时造成污染物的集中排放。在电力方面的主要表现是：“大电网、大电厂、特高压”；在热力行业是追求：大型热力厂、大型管网系统等等。 传统能源生产利用形态造成了一系列的问题，首先是终端能源利用效率无法提高，转换系统加大，输送能源的电网、热网、铁路、管网等都要加大，中间损失自然会增加；其次是必须大规模利用资源，一方面造成小规模的资源被忽略或浪费，另一方面被资源的规模所局限，造成可利用资源的供应出现瓶颈；其三是由于效率无法提高，导致环境污染加剧。特别是集中排放二氧化硫造成酸雨问题和大量排放温室气体导致全球变暖。全球温度升高，海平面上升，造成极端气候变化频发，不是酷暑就是严寒，又进一步加大了能源的消耗，整个能源系统和生态系统同时陷入恶性循环；其四是安全问题，大电网和超高压输电为供电安全带来了极大的隐患，造成大面积停电事故频发等问题，脆弱的电网成为恐怖分子和敌对势力要挟的把柄，成为悬在现代文明头上的“达摩克利斯剑”；再则，这种规模化的能源大生产格局，无法调动社会和民众的积极性来参与节约和优化系统能源，使能源的经营者成为孤家寡人和众矢之的。因此，人类需要在能源问题上寻找到一条新的出路，需要有多种新的能源转换和利用形态，建立多源新的能源供应体系，创造多维的能源交易机制来解决人类文明的动力问题，减少污染排放，实现可持续的发展，这就是我们所说的“广义新能源”。 将新能源狭义化而桎梏在可再生能源的狭小区间，是对新能源的曲解，其中也反映了传统能源经营者对于新兴能源形态可能构成的挑战的担忧。将新能源狭义化可以使新能源无法达到整合目的，难以形成协同效应，永远只能成为传统能源形式的“补充”，也就不可能对传统能源经营者的利益格局构成真正意义上的威胁，能够确保他们既得利益的长期稳定和不断增值。 然而，“长江后浪推前浪”是历史的规律，新的技术必然要替代落后的生产方式，这是不以人们意志为转移的。蒸气机代替牛马，内燃机代替蒸气机，新的能源体系和由新技术支撑的能源利用方式、以及新的能源利用理念最终会替代传统的能源利用机制。所以，新能源的关键是针对传统能源利用方式的先进性和替代性。严格的说能够实现温室气体减排的技术都可以列入新能源，但又不仅仅局限于此。由此分析，广义新能源将主要包涵了以下几个方面：1、高效利用能源；2、资源综合利用；3、可再生能源；4、代替能源；5、核能；以及6、节能。 1、高效利用能源 目前中国的能源综合利用效率为35%左右，丹麦的能源综合利用效率超过60%，而且丹麦经过分析研究，认为该国的能源利用效率最少可以再提高20%。尽管这中间存在着统计口径问题，但是丹麦是全世界公认的已经实现能源与环境可持续发展的国家，是全球的一个样板。丹麦的第一个经验就是改变传统的能源生产利用形态，打破行业分工局限，对能源的利用已经实施了“温度对口，梯级利用”，加大了能源的整合优化利用空间，有效提高了资源的综合利用效率。