发布时间:2023-09-20 17:50:27
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇新能源技术支持,期待它们能激发您的灵感。
关键词:沼气池;多传感器信息融合技术;远程数据传输;云技术;智能监控
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)10-0234-03
Abstract: Our country has a large population which results in a relatively shortage of energy and huge consumption of resources. As a renewable energy, the development of biogas energy has a broad space on the economic and ecological front so that rational development and use of biogas energy has very important significance. However, at present the use of methane is still relatively small in China countryside. In turn, there are a lot of problems in biogas management system, such as improving the efficiency in fermentation process and ensuring the system security. The system designed is based on using STM32 as the main control chip,as well as the wireless remote monitoring system of methane tank can provide real-time, online services for multiple users. People can collect and monitor the information of temperature and humidity, Methane concentration and pH-value in the monitoring environment by wireless sensor network technology. Then through the 4G wireless communication network cloud technology, it can analysis method and online data, giving a synthetical and overall evaluation of each index. Allowing authorized users through a variety of mobile terminal (such as mobile phone, PC, etc.) to master the real-time data, achieving remote monitoring.
Key words: biogas tank; multi sensor information fusion technology; remote data transmission; cloud technology; intelligent monitoring
1 概述
当前,随着社会经济生活的不断发展,对能源资源消耗巨大,传统能源将越来越少。新能源沼气技术不仅能解决群众生活用能的问题,也可以降低对传统能源的依赖,保护生态环境,有效改善人们的生活质量,促进当地经济可持续发展,因而在全国范围内得到了大力推广[1]。为了能顺利地解决众多能源问题、顺利地使农村地区走上可持续型发展道路,合理地开发和利用农村能源将具有极其重要的意义[2]。但因沼气使用的自动化程度和安全性不高,广大农户的使用情况并不理想。比如:发酵池内部甲烷浓度、二氧化碳浓度过高,均存在安全隐患;发酵效率易受温度、气体浓度和料液PH值影响,产气率得不到稳定保障;传统沼气发酵技术仅仅凭借经验,没有实现数据化智能化控制,同时缺乏预警系统,不能将该技术的危险系数降到最低。如果能对多个沼气池内各项指标采集实时数据,并及时做出决策,则可以显著提升系统发酵效率、自动化程度和系统安全性。因此,本文提出了采用多传感器信息融合技术实现对沼气池的远程智能监控。
2 多传感器信息融合技术基本原理
多传感器信息融合(MSIF)是目前我国信息领域一项颇有前景的研究方向,其主要过程就是将数据现场和多传感器采集的信息数据结合,在一定的准则下,通过计算机技术实现自动分析综合,达到所需要的决策和估计。它可以获得比单个传感器更可靠、更全面的综合信息。避免了单个传感器信息的不完整性,消除单个传感器的信息盲区,有利于提高多传感器信息处理结果的质量,实现最终的决策[3]。多传感器数据融合技术充分利用了多个信源,类似于大脑对信息处理的过程,对所采集信息综合支配和使用,实现对被测对象的统一解释[4]。该系统中信息之间都是相互联系的,信息融合将多传感器之间的冗余和互补信息按一定的规则进行优化组合,合理地配置和运用各个传感器所采集的信息,来达到对监测环境的一致描述[5]。
多传感器的融合技术经常采用的方法有加权平均法、统计决策理论法、贝叶斯估计、模糊神经网络、证据推理法等等 [6]。
3 智能沼气池监控系统设计
3.1 智能监控系统结构
基于多传感器数据融合技术的远程智能沼气池监控系统共分为三个层次。
第一层是分布式无线传感器网络。由分布在沼气池内的甲烷传感器(MQ-2)、二氧化碳传感器(MG-118)、温度传感器、PH值传感器等构成的多传感器终端组成,用于池内各项指标的实时监测,并进行数据的实时采集。
第二层是云技术服务平台。运用多协议融合技术将数据汇聚到现场智能主机,并通过4G无线通信网络传入云服务器平台,完成特征级数据融合,并将分析处理后的数据提供给移动终端的用户或维修中心监测,实现云服务器与现场测控设备之间高速、平稳的数据交换。
第三层是由移动终端设备组成。提供监测服务时,允许授权用户通过手机、PC机等移动终端访问云服务器平台,并能将用户或维修监控中心的控制信号传输给上位机,由上位机发出指令,实现远程监控。如图1所示是智能监控系统结构。
监控系统结构图
3.2 系统的硬件设计
系统设计中的普通传感器网络节点由TI公司的CC2431芯片作为核心处理器,外加相应的电路,包括数据采集传感器模块、数据处理模块、数据传输模块、电源管理模块等组成,用于传感器数据的采集和处理并构成分布式无线多传感器网络系统。多传感器网络系统是整个信息数据融合的硬件基础,多传感器信息是它的操作对象,通过对信息进行综合优化,实现融合的核心操作[7]。
而作为传感器网络系统的主控制器选择了ATMEL公司基于ARM Cortex-M内核的STM32系列嵌入式处理器STM32F103C8T6,其高性能、低成本、低功耗,是作为嵌入式芯片的一大优势,便于将实时数据汇聚到现场主机。如图2,为无线传感网络节点的结构设计。
STM32F103C8T6作为现场主机内部核心芯片,使用了两个重要的串口,其中USRT接口与CC2431芯片相接,用于处理无线传感网络节点汇聚到现场主机的数据,实现快速数据交互,而另一个串口与4G无线模块相接,通过串口的AT指令使4G无线模块与网络相接,并将现场数据上传至云服务器,同时接受云服务器发来的测控指令。图3即为现场数据无线传输系统图。
3.3 系统的软件实现
服务器软件的设计是本系统软件实现最重要、最核心的部分。“云服务器平台”的搭建离不开性能可靠的硬件设施(如数据采集终端、无线传感网络等),也离不开相应的服务器软件。因此,云服务器软件的设计需充分考虑到各种复杂的网络环境,用户可以随时访问云服务并进行资源管理,而不再受地点或设备的限制,从而提供优质的用户体验。与此同时,通过实时接收云服务器监控结果,用户能够全面地掌控当前云服务器的运行状态[8]。
针对大多数的Windows操作系统用户,可采用B/S(Browser/Server,即浏览器/服务器)和C/S(Client/Server,即客户端/服务器)两种工作方式。基于Microsoft提供的标准网络接口函数(如MFC的CSocket类等),结合沼气发酵池中各数据采集终端的分布特点、指令和数据的传输方式,采用先进的多线程处理技术,设计出用于统一“监控中心”的服务器软件,实现数据的准确传输。集控制和管理于一体的智能监控软件管理系统如图4所示。
以基于B/S架构的客户端软件为例,应用软件应基于模块化设计,可扩展性好,适用于各种应用现场,界面友好,操作简单,易学易用,且具有“定时检测”、“实时检测”等多种用户自定义功能,允许授权用户通过互联网实现对现场的实时监控,提供报表打印、数据分析等功能。对于C/S工作方式下的客户端软件,Android 智能手机操作系统具有开放性好、功能扩展性强,便于支持应用程序开发的优点[9],则可基于安卓开发环境中使用Java的整合型可扩平台Eclipsc来实现移动终端软件的设计,做出具有良好的人机交互性的移动终端软件,便于用户更加直观清晰地了解沼气池内部数据指标,实现远程智能沼气池监控功能。
4 结论与展望
本论文设计的远程智能沼气池监控系统,应用了最新最热、使用前景广阔的多传感器信息融合技术。国际上已有许多公司不断推出智能传感器产品,如美国的Honeywell公司固态电子中心(SSEC)开发的PPT系列的精密智能压力传感器具有数字补偿、组态、控制、通讯的功能,具有RS- 232C,RS485,USB串行接口或EPP并行接口,国内也有研究机构与企业已经开始开发智能化传感器[10]。
该系统的设计以沼气池内环境信息采集处理为目标,设计了三级处理系统。设计中采用了数据融合思想,对采集到的环境信息进行同质和异质融合,去除冗余信息,减少数据通信量,避免传感器采集冲突。采用了图形化界面,并在本地计算机上实现了服务器功能,通过手机端智能实时监测沼气池内环境情况。通过整个系统的有机运行,提高了发酵池内外应急联动能力,提升了自动化水平和发酵池安全性,极大地节省了人力资源,降低了系统能耗。可以预见,在未来生活中的各个领域,环境信息的动态监测与分析将会广泛应用,可依据本系统进行相应功能的扩充与修改,必然能够得到十分有价值的应用前景。
参考文献:
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关键词:低碳经济;电力新能源;可持续发展
一、引言
在全面构建可持续发展的经济模式下,中国政府高度重视能源的可持续发展。“十三五”规划中明确提出在2020年,我国每单位GDP的CO2排放量与2015年相比要求降低18%,并着重将电力行业作为重点行业进行管控。英国、美国等国家的电力行业纷纷致力于能源效率提升和清洁能源结构的优化,并在一定程度上实现了低碳发展的目标。从欧美先进经验来看,电力能源的可持续发展是低碳经济的主要实现路径。而我国处于经济高速发展阶段,立足于可持续低碳经济,促进电力能源可持续发展是我国当前急需关注的重点问题。
二、中国电力能源发展现状
我国正处于高度工业化的发展时期,依靠煤炭的火力发电仍是主要的发电方式。2016年我国总发电量59897亿千瓦时,其中依靠煤炭燃烧的火力发电占比高达71.60%,虽然相比于2015年火力发电同比略有下降,但与发达国家的发电结构相比,仍远远高于其他清洁能源的占比(见表1)。中国电力行业作为煤炭消费大户,如果按照现在电力能源的消耗速度来算,煤炭的可开采期限将不足60年。同时,在产电过程中产生大量的CO2、NO2等温室气体,将不利于我国低碳可持续经济的发展。目前,我国正逐步实施以下措施促进电力能源的可持续发展。第一,煤炭总量控制。控制煤炭消费总量将是国家“十三五”规划中的重要任务,国家力争到2020年,将煤炭消费总量控制在42亿吨左右,煤炭消费比重控制在62%②。第二,改革煤炭清洁发电技术。考虑到当前我国的特殊国情,燃煤发电的大形势在一定时期内并不会改变,因此清洁煤炭技术的研发成为了我国电力行业进行温室气体减排的必要路径。我国早在2004年就提出了“绿色煤电”计划,并设立了示范电站及示范项目,意图提高燃煤发电能源转换效率,降低燃煤温室气体排放量。第三,清洁能源的研发与利用。中国具备较为充足的风能、水能、核能基础,政府鼓励电力企业致力于风能、水能、核能等新能源的开发与运用,并为行业提供必要的资金和政策支持,以此来加快电力行业能源结构的调整升级,为今后的可持续发展提供根本保证。第四,建立碳排放交易市场。我国政府借鉴国际先进的碳减排经验,分别成立了北京、上海、天津等碳排放交易试点,并明确提出要在2017年建立全国范围的碳排放交易市场。我国电力、纺织、石油等重点行业作为温室气体高排放行业被强制纳入其中,碳减排不再局限于纸上谈兵,而是与企业的直接经济利益挂钩,这一举措将倒逼电力企业内部对于能源利用开发的技术革新,从根本上促进电力能源的可持续发展。
三、中国电力能源存在的问题
目前,我国电力能源正实施包括煤炭总量控制、改革煤炭清洁发电技术、研发利用清洁新能源、建立碳排放交易市场等措施促进电力能源的可持续发展。但笔者对上述电力能源措施实施现状进行分析,总结发现现阶段可能存在以下几点需要关注的问题:
(一)电力能源发展规划不明确
如上文所述,我国当前的电力能源结构相对单一,主要以燃煤发电为主,其他清洁新能源的比重相对较低,且燃煤发电技术还不能满足高效低碳、清洁环保的要求,缺少国家战略层面的发展规划。此外,我国煤炭资源大多数分布在西部欠发达地区,发电机组大多设置在中东部发达地区,“西煤东运”成为了当前采用的主要方式。但是这项举措加大了发电过程的运输成本,只能解决燃煤之急,并不能从根本上解决这一矛盾。目前,我国缺少与低碳经济发展相匹配的电力能源发展规划,对于燃煤发电减排技术的研发政策还不够明确,不能从根本上转变电力能源结构,满足不了全国范围的电力需求。
(二)新能源技术支持不够
虽然国家鼓励电力行业研发和使用新能源,但是由于技术壁垒、开发成本等原因,各种新能源开发技术的水平都不够高。比如说风能发电中最重要的是风电场所的选址,如何测量一定时期内的有效风速,如何保证风速的稳定性是目前急需解决的问题。此外,太阳能发电设备如何降低成本、水能发电设备如何避免季节性影响、其他生物质等新能源设备如何完善收购处理过程等,均很大程度地制约了我国新能源发电的进程。
(三)新能源电价难以确定
随着电力新能源的不断发展,我国的核能、风能、太阳能等能源的发电初始建设成本较高,相应的新能源电价在一定时期内比燃煤发电的价格高,将影响电力行业对于发电方式的选择。较低的销售电价与新能源开发成本等因素成为了短期难以避免的矛盾,在缓解这一矛盾的基础上,如何确定合适的新能源电价将成为我国新能源发电顺利转型的重要一环。
(四)新能源制度体系不够完善
目前,虽然我国政府陆续出台了相关的政策方针促进电力能源的发展转型,但是仍缺少系统完善的制度体系支持。以核能发电为例,我国欠缺关于核安全管理的法律法规体系,核电技术标准也没有统一的标准,具有专业资格高核燃料处理能力的核电企业、核电人才更是少之又少。制度体系的不完善将导致新能源发展的缓慢,影响绿色、安全、经济的新能源发电体系的构建。
四、中国电力能源可持续发展建议
笔者从低碳经济电力能源发展的视角,针对我国当前电力能源发展存在的问题,提出相关建议。
(一)制定电力能源发展规划
我国政府需要全盘规划低碳发展目标,将经济规划、环保规划相挂钩,结合各部门、电力行业以及社会公众的意见为电力能源发展设置约束性指标,并实施全面的计量、监督与考核,不断改进与优化。政府还需要从国家战略层面全方位建设特高压输配电网,从跨区域输煤发电向输电转变,解决当前发电与配电不均衡的矛盾。此外,电力行业需要在政府的资金政策支持下加大对燃煤发电清洁技术的研发力度,按照碳减排指标考核体系对自身碳排放量进行统计和分析,以结果约束过程,促进电力能源结构转变。各级政府相关部门要建立信息共享平台,对电力企业的碳排放量进行实时监测,并定期进行考评。
(二)强化新能源技术开发
要实现电力能源低碳转型就必须要提高对新能源技术的研发工作。从国际先进的经验来看,政府部门在电力行业新能源技术研究开发、示范和推广中发挥着举足轻重的作用,我们不仅要加大新能源技术开发的投入,还要根据国内资源特点,建立研究、开发和示范一体化管理体系,并组织科研机构、电力企业等单位共同建立技术研究开发机制。各电力企业要充分运用发达的信息资源,加强国际合作,学习贯通国外的新能源技术,为新能源发电提供必要的技术支持。
(三)深化电价体制改革
我国电价机制还不够完善,特别是新能源电价定价方面。政府需要继续深化电价体制改革,形成既满足市场供求关系,又能考量资源环境成本的合理电价机制;对于电力行业可再生能源产电提高补贴标准,建立可再生能源补贴发展基金;加大对于电价、碳排放、低碳经济的宣传,引导电力企业、社会大众提高对新能源的关注,从意识层面推进清洁能源快速发展。
(四)健全法律法规制度体系
政府部门要响应能源发展“十三五”规划,共同推进电力能源相关的制度体系建设。以上文提到的核能发电为例,一方面需要健全核安全管理的法律法规体系,另一方面要完善电力企业核能发电制度保障体系,统一核电技术标准,为发电企业核电设施投资提供制度支持。电力新能源的发展离不开高素质人才,我们需要“以人为本”,制定系统的新能源人才规划及培养方案,从而保障电力企业核心竞争力,保障电力能源的可持续发展。
(五)构建碳排放交易市场
1.新能源与可再生能源发展现状
现在我国的新能源与可再生能源产业发展已初具规模。但是在发展中还存在许多问题。主要表现在:整体上缺乏科学规划,发展不均衡;自主研发企业数量少、投入少,既有的成果实际推广应用成效甚微,新能源规模化生产之前的成本也较高,配套设施跟不上;在新能源产业方面面临着基础设施和基层公共服务能力严重缺失的问题。
2. 加强对新能源和可再生能源的利用
2.1 科学评估新能源和可再生能源的资源潜力 城市的新能源和可再生能源的合理利用,需要科学评估城市新能源、可再生能源的资源潜力。
2.2合理规划不同政策和资金投入下的利用规模 新能源和可再生能源的资金可获得量、当前利用量与政策以及资金投入量密切相关。以生物能为例,秸秆、畜禽粪便和林木薪柴等可收集利用的数量与可作为沼气、秸秆发电、气化液化等利用的规模的大小,不仅与农业政策有关,而且还与政府给予的资金、技术支持有关。
2.3能源结构的低碳化 由于目前国内外未将水电、核电以外的可再生能源列入能源消费核算体系,改变以煤为主的中国能源消费结构,需要相当长的时间,需要付出巨大的人力、物力和财力,才可能实现“发展”和“低碳”两个目标。制定规划的任务就是在发展与减排之间求得一个平衡点。
2.4 继续调整能源产业结构 优先开发水电,适度控制煤炭产能增长,是调整现阶段能源结构的主要任务。我国是世界上煤炭生产规模最大的国家,农业生产结构中,煤炭占70%。我国电力结构特别是电源结构明显不合理,水火电比例为1∶5,火电比重偏大,需要继续贯彻优先开发水电的方针,并加快发展核电,加快优化电源结构。
2.5 做好地质勘探等前期工作,制定科学规划和开发方案 在充分摸清煤、油、气、田的地址构造特征、赋存状况、储量规模及分布等的基础上,制定科学开发方案,是今后开发过程中能够实现低碳化的关键。
3 .促进新能源产业健康发展的建议
3.1政府应出台战略计划,加强产业引导 根据我国国情,考虑新能源与可再生能源市场的运行,建立和完善新能源和节能政策体系,建立能源管理机构和咨询机构,使得政策对新能源和节能产业的制度保障具有综合性和战略性。
3.2加大技术创新和投资力度 技术创新是新能源与可再生能源发展的关键。中国目前的新能源技术创新能力较低。因此要加大核心技术的自主研发力度,从人才方面注重新能源研发的技术性专业人才的培养。对于投资巨大、外部性明显的新能源技术研发,必须以国家投入为主、社会资本参与的方式,建立公共研发平台和检测平台,成立工程技术中心,在技术研发、风险投入、上市融资等方面加大政策倾斜,形成集研发应用于一体的产学研技术创新体系。
3.3坚持实用性第一的原则 基础设施的完善。如电网布局、新能源汽车赖以运行的充电站建设等,通过完善基础设施,为新能源的应用提供基本条件;完善补贴机制。需要在补贴领域和补贴方法上进行扩展,如财税支持等;调整能源利益结构。通过补贴或绩效考核等途径,对现有能源利益结构进行调整。
3.4促进经济发展与新能源及可再生能源的供需平衡 调整国内的能源消费政策,鼓励使用新能源与可再生能源,大规模启动国内市场,建立绿色能源的民族品牌。
关键词:低碳;低碳经济;石油行业;可持续发展
中图分类号:F426.22 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2017)15-0011-02
引言
温室气体的排放引起了全球气温上升、冰川融化、海平面上升等气候变化。目前温室气体的排放已引起了全球人类的关注,“低碳”与“低碳经济”越来越多地被提倡。温室气体中,二氧化碳占温室气体的比重约为75%,甲烷(CH4)、臭氧(O3)、氯氟碳化合物(CFCS)以及水汽(H2O)等也是温室气体的重要组成部分,约占25%。其中,温室气体中石油化工行业排放的温室气体占二氧化碳排放量的57%,占全体温室气体放排量的75%。因此,石油化工行业既是能源消耗大户,又是生产温室气体的大户。那么,在社会经济发展与环境污染并存带来的温室效应下,我国的石油行业发展存在着哪些问题呢?如何利用在低碳背景下利用“低碳”与“低碳经济”来探究中国石油行业发展路径呢?
一、低碳经济的定义及内涵
大气中一氧化碳、二氧化碳等温室气体排放量的增加,温室气体浓度越来越高,全球性的气候问题引起了越来越多国家的关注,逐渐被搬上国际舞台。“低碳”两个字越来越多地出现在我们的生活中,“低碳生活”“低碳校园”“低碳超市”“低碳交通”“低碳社区”等等。各行各业都冠以“低碳”二字蜂拥而上,使得“低碳”二字逐渐成为一种时尚。“低碳”经济是指基于产业转型、制度创新、新能源开发以及技术创新等多种创新性手段及方式减少石油、煤炭等高污染性能源消耗,降低一氧化碳、二氧化碳等温室气体的排放,实现保护生态环境和发展社会经济双赢的目的,最终实现人类、社会与自然的可持续发展与协调发展。
“低碳”视角下的低碳经济的内涵包括三方面:技术性、经济性及目标性。技术性内涵主要体现在,低碳经济是通过产业转型、制度创新、技术创新等技术性手段实现的;经济性内涵主要体现在,低碳经济是以经济发展为目标及动力,致力于经济发展、充分就业、国际收支平衡和物价稳定等社会经济发展综合性目标;目标性内涵主要体现在,倡导低碳经济的最终目标是实现人和自然的和谐发展,实现保护生态环境和发展社会经济双赢的目的,促进人类、社会与自然的可持续发展与协调发展。
二、低碳背景下我国石油行业发展问题
1979年在瑞士日内瓦召开的“第一次世界气候大会”指出,大气中一氧化碳、二氧化碳等温室气体排放量的增加,以致大气中温室气体舛仍嚼丛礁撸导致地球温度上升、气候变化、冰川融化以及海平面上升。由此,1979年的“第一次世界气候大会”第一次将温室效应带来的气候变化提上国际议事日程。此后,1992年在巴西里约热内卢签订了《联合国气候变化框架公约》;1997年在日本东京签订了《京都议定书》;2007年,将近200个地区及国家的代表在印度尼西亚的巴厘岛通过了“巴厘岛路线图”;2009年,哥本哈根气候大会通过初步的《哥本哈根协议》,但是在气候问题的长期目标、资金来源以及技术支持方面并未有实质性成效;2010年坎昆气候大会在坚持“巴厘岛线图”的基础上,在气候问题的资金来源、减排承诺等问题上取得了初步成效。
低碳背景下我国石油化工行业发展主要面临着以下问题:
第一,随着“低碳”与“低碳经济”的倡导与实施,众多低碳经济因素制约着石油化工产业的发展。随着社会经济的发展与科学技术的飞速发展,生产加工制造业、汽车行业等产业带动了石油等能源产业的发展。改革开放以来,我国石油、煤炭等能源产业进出口贸易额增幅均在20%以上。可以说,我国石油、煤炭等能源产业取得了飞快的发展。根据《BP世界能源统计年鉴2015》,中国石油进口创历史新高,成为首次超过美国的世界最大石油进口国。尽管如此,我国石油产业仍面临着技术性较低,仍处于世界石油产业链的低端领域。在“低碳经济”的倡导与流行之下,我国石油产业低端产业链产品产能过剩,高端产业链产品产能仍需进口。
第二,我国石油产业发展迅速,能源消耗大、产能消耗大且生产了大量的温室气体,气候公约效果微乎其微。自1979年在瑞士日内瓦召开的“第一次世界气候大会”至2016年期间,全球各个国家已召开数次关于全球气候变暖的气候会议,签订了数个“气候变化公约”及“气候变化协议”。但是,全球各国为了自身利益无法产生共同的“低碳”目标,效果微乎其微。2013年的华沙气候大会经过了激烈的争论,终于在《联合国气候变化框架公约》第十九次缔约方会议暨落下帷幕;2014年的利马气候大会在历时32小时之后,终于通过了《联合国气候变化框架公约》第二十次缔约方大会。
第三,随着“低碳”与“低碳经济”的倡导与实施,太阳能、风能、地热能、生物质能等新能源产业的发展冲击着石油、煤炭及天然气产业。作为不可再生资源,随着全球经济的飞速增长及各产业对石油等能源消耗的需求,石油、煤炭及天然气将在未来一百年之内被人类耗尽。相反,太阳能、风能、地热能与生物质能,一方面作为再生资源,具有可持续使用与发展的性质;另一方面,太阳能、风能、地热能与生物质能等新型能源具有环保型,起到保护环境,促进人与自然、社会协调发展。
第四,随着“低碳”与“低碳经济”的倡导与实施,未来低碳能源技术必然主导能源行业,对传统能源具有较大的冲击力。随着“低碳”与“低碳经济”两词越来越多地出现在我们的生活中,低碳技术也随之应用至石油能源行业。我国为鼓励“低碳”能源技术及新能源技术的创新与开发,先后对“低碳”技术出台了众多保护性政策与措施,并严格限制传统石油能源使用。某些发达国家针对石油行业的发展出台了相应的清洁能源安全法案。清洁能源安全法案将石油产业的低碳技术设备化,以此形成相应的清洁专利,对传统石油行业产生了较大的冲击力。由此,随着低碳技术的创新与发展,未来低碳技术必然主导能源行业,石油、煤炭和天然气等传统能源行业必然会受到一定的冲击及影响。
三、低碳背景下中国石油行业发展路径
随着“低碳”与“低碳经济”的倡导与实施,众多低碳经济因素制约着石油化工产业的发展。太阳能、风能、地热能、生物质能等新能源产业的发展冲击着石油、煤炭及天然气产业。未来,低碳能源技术必然主导能源行业,对传统能源具有较大的冲击力。那么低碳背景下我国石油行业发展路径有:
一是促进石油行业产业结构升级,加强石油产业结构调整,降低石油能耗投入及消耗,推进石油产业的规模经济与集约经济。作为引导石油产业可持续发展的主体,政府部门应当通过相关政策引导石油企业形成产业集群基地,创新能源技术,提高石油能源利用率,生产高效清洁的石油能源。石油企业通过产业集群形成石油产业基地,通过专业化、技术化及规模化生产,创新生产线技术、设备技术及工艺技术,降低相关产品的单位成本,促进石油行业产业结构升级,加强产业结构整合,从而降低石油能源能耗投入及消耗,促进石油行业的可持续发展与协调发展。
二是促进节能减排,研发及创新低碳技术,强化节能减排技术。对于低碳技术创新方面,石油产业企业可联合科研机构、高校及科研基地等进行低碳技术研发与创新。如,利用天然汽水化合物、新一代生物质能材料等来研发低碳能源技术。加强石油能源的低碳技术研发,逐渐淘汰并停止污染严重、技术落后、能源消耗高、产品质量差及污染严重的企业,大力研发及创新能降低单位能耗、单位成本的设备及联产设施。对石油产业企业生产中产生的污染物,要及时进行污染物分解、处理与污染治理,减少石油产业对环境的污染及破坏。
三是积极研发低碳清洁技术,加强新能源技术的创新与研发,促进石油产业产品清洁化生产。传统的石油化工产业具有资源利用率低、污染高、能耗高、产能低的特点,而太阳能、风能、地热能、生物质能等新能源产业不仅具有可再生、可持续利用的特点,还具有资源利用率高、污染低、能耗低及产能高的特点。国内环境已不足以支持任何高污染、高能耗、低产能的能源企业发展,所以改变能源产业结构,调整产业结构,促进石油产业升级,积极研发低碳清洁技术,加强系能能源技术的创新与研发,促进石油产业产品清洁化产生已刻不容缓。
结语
“低碳”两个字越来越多地出现在我们的生活中,“低碳生活”“低碳校园”“低碳超市”“低碳交通”“低碳社区”等等。各行各业都冠以“低碳”二字蜂拥而上,使得“低碳”二字逐渐成为一种时尚。低碳背景下的“低碳经济”制约着我国石油产业的发展,新能源产业的发展不断冲击着石油、煤炭及天然气产业,未来低碳能源技术对传统能源具有较大的冲击力。因此,加强石油产业结构调整,促进节能减排,强化节能减排技术,研发及创新低碳技术,降低石油能耗投入及消耗,推进石油产业清洁化生产的规模经济与集约经济生产势在必行。
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电力能源是现代社会能源资源的重要组成部分,在我国社会现代化建设中占有举足轻重的作用。在能源可持续发展趋势下,电力能源的发展与和谐社会的构建也有着密切的联系,迫切需要采取有效措施对电力能源体系建设进行科学管理,以促进生态环境保护目标的实现。其中,电力新能源产业建设是解决能源危机、环境以及通货膨胀问题的有效手段,有利于推进社会主义和谐社会的构建。就我国目前电力新能源发展的现状来看,能源可持续发展体系的不完善使得我国电力新能源发展过程中存在着诸多问题:就风电而言,我国规划的风电基地所在地区电网规模偏小,需要依托更高电压等级、大规模远距离输送。这就使得复杂的电网技术和经济问题普遍存在,给电力新能源发展造成了极大的阻碍。大规模发展风力发电,导致了系统调峰调频问题的出现。目前,我国系统调峰主要依靠煤电。而新能源的大规模开发,对于电力系统要求也不断提高,使得系统调峰面临更加严峻的考验。太阳能发电技术的发展缺乏社会的支持。作为一种新型电力能源技术,太阳能发电的实施尚处于起步阶段,并未深入人心,被广大人们所接受。这就使得太阳能发电技术的发展过程中缺乏社会的支持,各项研究和应用活动受到了严重制约。电力新能源核心技术被国外垄断。目前,中国的光伏产业“两头在外”知识产权掌握度不高,实质上是受制于国外研发企业为其“代工”。这就造成了技术应用存在障碍的问题,使得电力新能源发展缺乏先进有效的技术支持。
造成我国电力新能源发展问题的原因
目前,电力新能源作为我国电力行业发展的新方向,已受到相关部门的高度重视,并取得了较大的发展。但由于起步相对较晚,能源可持续发展体系的建设尚不完善。面对我国电力新能源发展中存在的问题,要求必须从根本上明确影响我国电力新能源建设的因素,从而促进我国电力事业的可持续发展。据相关调查显示,造成我国电力新能源问题的原因主要表现在我国新能源开发缺乏统一规划,无序开发甚至开发过度;行业标准不完善问题日渐凸显,并严重制约新能源发展;政府相关政策不够完善,社会支持力度不够或无力支持;管理体制不完善。
我国加强电力新能源发展的战略分析