电气工程在我国节能减排和环境保护工作中的作用1(1)

电气工程在我国节能减排和环境保护工作中的作用

一、电气工程的主要发展历程

电气工程的主要发展历程大致可分为三个阶段：第一阶段，从公元前大约7世纪至公元16世纪上半叶在长达两千余年的岁月里，人类对电磁现象的认识十分缓慢，一直停留在单纯地观察记录的水平上。第二阶段，16世纪下半叶从英国女王的侍

医官吉尔伯特开始，人们对电磁现象进行了探讨，并作了一些定性的归纳和总结。这一阶段大约持续了二百年。第三阶段，18世纪的卡文迪许、库仑开始，人们对电磁现象的研究进入了用科学方法定量研究、总结归纳从而得出规律的阶段。

二、电气工程的研究方向

20世纪下半叶以来，电工方面不断涌现出各式各样的新事物，给电气

的发展注入了许多活力。

在电工的理论和原理方面，物理与天文研究中发展起来的等离子物理学

与电磁流体力学开始向工程应用方面推进，与能源、电力、交通及其它工业

发展需要相结合，开创并推进了受控核聚变、磁流体发电、磁流体推进、和

电磁泵在世界范围内的研究，取得了令人瞩目的成就。

在新材料方面，各种有特性的材料相继被发现。超导技术从超导现象1911年被发现至今，无论是在理论上还是实践中都取得了长足的发展，特

别是高临界温度超导材料的突破性进展，打开了超导技术应用的大门。永磁

材料指的是某种材料经充磁后，具有很高的剩余磁密、矫顽力和磁能积的材料，如钕铁硼（NdFeB）。上世纪80年代，我国成为世界上第三个能生产钕

铁硼的国家。近年来，永磁材料的研究主要针对钕铁硼材料的缺点，集中在

提高材料的温度稳定性、抗氧化性以及降低价格方面。半导体作为一种导电

性能介于绝缘体与良导体之间的特殊材料，为电工领域提供了多种电力电子

器件，为直流输电、电气铁道、各种节能电源和自动控制装置的发展做出了重要贡献。

在新技术方面，微电子技术的发展，使电力电子技术得到迅速的发展，使大功率的整流、逆变装置得以实现进一步拓宽了电能的应用。而微电子技术和计算机技术的结合，实现了电机、电力系统、传动系统的的自动控制。

近年来的研究热点有：①电力大系统、电力传动系统及电力电子变流系统中的各类问题；②生物、医学与健康领域中的电磁方法与新技术；气体放电及多相混合体放电问题；③气体放电及多相混合体放电问题。④基于新材料、新原理或为开拓新应用领域的电机、电器；⑤反映各类电器设备电器或绝缘性能演变的多因子规律及其观察和测量技术；⑥电能质量的理论及其测量、控制；⑦可再生能源发电、电能存储和电力变换技术；⑧现代测量原理及传感技术；⑨脉冲功率技术与低温等离子体应用基础；⑩电力电磁兼容问题以及复杂电力系统的经济安全运行、控制及规划的理论及其应用。

三、电气工程新技术对我国社会经济可持续发展、节能减排和环境保护工

作方面所起的重要作用

核能发电，目前分为核裂变和核聚变两类发电方式。核裂变是由较重的原子核裂变释放出的能量加热水，基本形式与煤燃烧发电的形式相同。由原子核裂变所释放出来的能量要比普通矿物燃料燃烧放出的能量大几百万倍。核聚变则是较轻的原子核结合为较重的原子核的过程，所释放的能量比等量的原子核裂变所释放的更多，核聚变的原料是海水中的氢的同位素，这种原料是取之不尽的，但是由于能量难以控制，目前尚待研究。

磁流体发电，是一种把燃料的化学能直接转化成电能的新型发电方式，具体装置中是利用高温导电的等离子体与强磁场的相互作用而产生电能，目

前已在提高能能量的转化率方面起到了极大的作用。

另外，风能发电、太阳能发电作为清洁能源，在中国也得到广泛应用。在交通运输方面，电工技术的发展将极大地促进以电磁技术为依托的磁悬浮列车的发展，目前，磁悬浮列车在全世界范围内已经进入推广应用阶段，并有可能在未来继续提速。

就节能减排而言，中国大量推广电动自行车的使用，使得私家车、摩托车的使用大大减少。这意味着为国家节省了更多的石油资源，并减少了大气污染。

四、如何利用电气工程相关新技术来治理大气污染以及高效利用能源

APEC会议期间，北京天空出现了短暂的“蓝天”，这被习近平主席称为“APEC蓝”，并希望这一情景能永远留在北京上空。但没过几天，北京又陷入了雾霾的世界。大气污染问题已经摆在政府的面前，如何解决它关系到每个人的利益。

对于我们而言，利用电气工程相关新技术来治理大气污染是一项非常可行的途径。我们都知道，大气污染主要有两个来源：一是汽车火车等以汽油、柴油、煤为动力的交通工具的大量使用；二是工厂加工废气的排放。

因为交通工具的大量使用而造成空气污染，传统做法是推广使用以清洁能源为动力的交通工具，如自行车，电动自行车，电动汽车等。效果不能说没有，但成效甚微。究其原因，主要是上述交通工具与汽车火车等传统交通工具相比，其动力（即速度）以及续航方面远远不够。

如果能够利用电气工程来相关新技术来实现电动车电池的小型化以及

大功率化便可以解决上述问题，实现电能的高效转化也不失为一个可行的途径。另外还可以考虑使用太阳能光伏发电微型化，以太阳能为直接能源，但

其问题在于天气影响因素太大。相信日后，随着技术的发展，会有解决的那一天。

对于如何高效利用能源，其实生活中也已经可以见到。如楼道的声控开关、光控开关就可以减少不必要能源损耗，提高能源利用率。再比如工业生产中，利用电涡流效应来加热钢铁也实现了能源的高效利用。

电气工程新技术的每一次发展都会在某一方面带来技术革命，只要继续在这方面前进，最终就一定可以解决我们所面临的难题。

参考文献：

[1] 贾文超主编，参编卢秀河、杨晓红。《电气工程导论》西安电子科

技大学出版社。

[2] 刘涤尘，王阳明主编。《电气工程基础》武汉理工大学出版社。

[3] 李志民主编，副主编白雪峰。《电气工程概论》，-北京电子工业出

版社，2011年，6月。

[4] 范瑜主编。《电气工程概论》高等教育出版社。

[5] 熊信银主编。《电气工程概论》中国电力出版社。