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關(guān)鍵詞:高鋼級(jí)管線鋼 CCT 鈮 鉬
管線運(yùn)輸是長距離輸送石油和天然氣最經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)輸方式。由于石油及天然氣運(yùn)輸?shù)男枰哂懈邚?qiáng)度高韌性的管線鋼得到快速發(fā)展,西氣東輸工程也促進(jìn)了國內(nèi)高強(qiáng)韌管線鋼的研究 [1- 3]。二戰(zhàn)后,油氣輸送管線發(fā)展迅猛,輸送壓力不斷提高,這樣就要求增加鋼管壁厚,壁厚的增加勢必帶來鋼管重量的增加。因此,提高管線鋼級(jí)是減小壁厚,節(jié)約鋼材,降低管道建設(shè)成本的有效途徑[4-5]。
在微合金元素中,鈮元素是管線鋼中常用的微合金元素,可以起到細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化的作用;在高鋼級(jí)管線鋼中鉬元素也是一個(gè)重要元素,鉬存在于鋼的固溶體和碳化物,有固溶強(qiáng)化的作用,可提高鋼的淬透性。當(dāng)鉬與鈮同時(shí)加入時(shí),鉬在控軋過程中可增大對奧氏體再結(jié)晶的抑制,進(jìn)而促進(jìn)奧氏體顯微組織的細(xì)化[6]。
在熱軋鋼板的中心部位截取金相試樣、橫向拉伸試樣和夏比沖擊試樣。金相試樣經(jīng)磨制拋光,用4%的硝酸酒精腐蝕后置于ZEISS金相顯微鏡及分析系統(tǒng)上觀察,拉伸試樣和沖擊試樣分別置于WAW-Y型電液伺服拉伸試驗(yàn)機(jī)和JB-30B沖擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸和沖擊實(shí)驗(yàn)。
2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
2.3 微合金元素對管線鋼力學(xué)性能的影響
表2為實(shí)驗(yàn)鋼的力學(xué)性能結(jié)果。從表2和圖4中可知,實(shí)驗(yàn)鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都隨著鉬含量的增加而增大,抗拉強(qiáng)度的提高幅度要高于屈服強(qiáng)度,-20℃沖擊韌性值隨著鉬含量的增加而呈下降趨勢。鉬使珠光體最大轉(zhuǎn)變速度的溫度升高,貝氏體最大轉(zhuǎn)變速度的溫度降低,并把珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變的C曲線明顯分開,使得在相同的冷卻速率下更容易得到貝氏體。在控制軋制過程中鉬能增大對奧氏體再結(jié)晶的抑制作用,促進(jìn)奧氏體顯微組織的細(xì)化,從而增加鋼的強(qiáng)度。因此,含鉬的鋼比不含鉬的鋼有較高的強(qiáng)度,并且屈服強(qiáng)度隨鉬加入量的增加而提高,這個(gè)結(jié)論在文獻(xiàn)[10]中也有所體現(xiàn)。
3、結(jié)論
⑴在連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變過程中,鉬元素的加入使相變點(diǎn)的溫度降低,在相同的冷卻條件下更容易發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變,并使CCT曲線向右移。鈮能增大了過冷奧氏體的穩(wěn)定性,使相變點(diǎn)溫度降低,并推遲珠光體的轉(zhuǎn)變。
⑵隨著鋼中鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,針狀鐵素體的含量增加,并出現(xiàn)了M-A組織。含鉬的鋼比不含鉬的鋼有更高的強(qiáng)度,屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都隨鉬加入量的增加而提高,沖擊韌性降低,其中抗拉強(qiáng)度的增幅較屈服強(qiáng)度大。鈮可抑制奧氏體的再結(jié)晶,保持變形效果從而細(xì)化鐵素體晶粒,得到細(xì)小的貝氏體組織,并且鈮的增加使得管線鋼強(qiáng)度和硬度都相應(yīng)增大,沖擊韌性降低。
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【摘要】 目的 探討多重腦震蕩(MCC) 大鼠認(rèn)知行為及多巴胺(DA)能神經(jīng)元的變化。方法 用金屬單擺打擊裝置復(fù)制MCC大鼠模型,動(dòng)物隨機(jī)分為對照組和傷后1~24 d6個(gè)損傷組;應(yīng)用Morris水迷宮實(shí)驗(yàn),評(píng)價(jià)大鼠學(xué)習(xí)記憶功能,用免疫組化結(jié)合圖像分析方法,研究傷后中腦黑質(zhì)致密區(qū)(SNC)、腹側(cè)被蓋區(qū)(VTA)DA能神經(jīng)元變化,并在光鏡下對酪氨酸羥化酶(TH)陽性細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)。結(jié)果 在水迷宮測試中,傷后16 d組大鼠逃避尋找平臺(tái)的時(shí)間明顯延長;在無平臺(tái)探測實(shí)驗(yàn)中,傷后8、16 d組大鼠在原有平臺(tái)第三象限停留時(shí)間明顯減少。在免疫組化實(shí)驗(yàn)中,SNC DA能神經(jīng)元表達(dá)在傷后4、8 d組明顯升高;VTA在2、4、8、16 d組明顯升高(P
【關(guān)鍵詞】 多重腦震蕩;Morris水迷宮;多巴胺;大鼠
腦震蕩的發(fā)生率高、后遺癥多〔1,2〕。目前,國內(nèi)、外對單純腦震蕩動(dòng)物的認(rèn)知行為研究較多,但對運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)界常見的多重腦震蕩及與之相關(guān)的認(rèn)知行為的實(shí)驗(yàn)研究尚缺乏報(bào)道。曾有學(xué)者采用液壓沖擊復(fù)制多次腦損傷模型〔3,4〕,但該方法要求動(dòng)物處于麻醉狀態(tài)而非清醒狀態(tài),不能確切地用來研究運(yùn)動(dòng)相關(guān)腦震蕩的損傷特征和損傷機(jī)制。本研究通過復(fù)制多重腦震蕩大鼠模型,應(yīng)用Morris水迷宮測試,采用免疫組化方法對傷后中樞DA能神經(jīng)元的病理變化進(jìn)行分析,從而評(píng)價(jià)大鼠多重腦震蕩后的空間學(xué)習(xí)記憶功能,探討多重腦震蕩對大鼠認(rèn)知行為的影響。
1 動(dòng)物與方法
1.1 動(dòng)物 健康StraguDawley(SD)成年大鼠56只(由昆明醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供),雄性,體重為(295±15)g。分籠喂養(yǎng),自由進(jìn)食飲水,12 h晝夜日光輪轉(zhuǎn)。
1.2 方法
1.2.1 多重腦震蕩大鼠模型的建立及標(biāo)準(zhǔn)控制 完全清醒的SD大鼠固定在自制鐵質(zhì)單擺式腦損傷復(fù)制儀上,擺錘上舉使初始角達(dá)100~110°擺錘自由下落,撞擊在大鼠頂枕部,復(fù)制具有一過性腦功能障礙的腦震蕩大鼠。打擊后,觀察大鼠恢復(fù)自主呼吸的時(shí)間及各種反射情況,并嚴(yán)格參照單純腦震蕩判斷標(biāo)準(zhǔn)〔5〕,每天同一時(shí)間復(fù)制大鼠單純腦震蕩一次,連續(xù)三天重復(fù)上述操作而獲得多重腦震蕩模型。
1.2.2 分組 將48只MCC大鼠按隨機(jī)數(shù)據(jù)表分組,分為傷后1、2、4、8、16、24 d組,共6個(gè)損傷組(每組n=8)。同時(shí)設(shè)一正常對照組(n=8)。
1.2.3 大鼠Morris水迷宮測試 對多重腦震蕩組大鼠于傷后第1~21天連續(xù)進(jìn)行Morris水迷宮測試,包括水下平臺(tái)、水上平臺(tái)試驗(yàn)及無平臺(tái)探測實(shí)驗(yàn),具體方案參見于建云等〔5〕的方法。
1.2.4 免疫組化及圖像分析 將制備好的大鼠腦組織冰凍切片進(jìn)行抗TH、抗DBH抗體的免疫組織化學(xué)染色。應(yīng)用HPIAS1000高清晰圖文分析系統(tǒng)分別測量上述腦區(qū)內(nèi)DA能神經(jīng)細(xì)胞的平均灰度值,并對陽性細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)。所測物質(zhì)的實(shí)際濃度與其灰度值成反比,灰度值下調(diào),說明其實(shí)際濃度上調(diào)。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,所有結(jié)果用x±s表示,并采用單因素方差分析方法進(jìn)行分析。
2 結(jié) 果
2.1 Morris水迷宮測試結(jié)果 在逃避潛伏期實(shí)驗(yàn)中,傷后8 d組(即傷后第1~7天)和24 d組(即傷后第15~21天)大鼠Morris水迷宮測試時(shí)間延長不明顯(P>0.05,見表1)。傷后16 d組(即傷后第8~14天)大鼠在水迷宮測試中逃避尋找平臺(tái)的時(shí)間明顯延長,尤其在16 d組的隱匿平臺(tái)逃避潛伏期的第9、10天和可視平臺(tái)逃避潛伏期的第13、14天更為顯著(P
在無平臺(tái)探測實(shí)驗(yàn)中,傷后8、16 d組大鼠在原有平臺(tái)第三象限停留時(shí)間明顯減少(P0.05,見表2)。表1 各組動(dòng)物隱匿平臺(tái)逃避潛伏期、可視平臺(tái)逃避潛伏期變化 表2 對照組與MCC后各組無平臺(tái)探測實(shí)驗(yàn)中各象限時(shí)間變化與對照組比較:1) P
2.2 傷后不同時(shí)間點(diǎn)相關(guān)腦區(qū)DA能神經(jīng)細(xì)胞計(jì)數(shù)結(jié)果 在SNC DA能神經(jīng)纖維內(nèi)酪氨酸羥化酶(TH)陽性細(xì)胞數(shù)以傷后1 d開始升高,8 d達(dá)到高峰,與對照組相比4、8 d組有顯著性差異(P
2.3 傷后不同時(shí)間點(diǎn)相關(guān)腦區(qū)DA能神經(jīng)細(xì)胞表達(dá)結(jié)果 在SNC以傷后1 d開始升高,4、8 d組與對照組相比有顯著性差異(P
3 討 論
3.1 MCC后不同時(shí)間點(diǎn)的認(rèn)知行為學(xué)測試及意義 Morris 水迷宮是英國心理學(xué)家Richard GM.Morris 1981年發(fā)明并應(yīng)用于學(xué)習(xí)記憶腦機(jī)制研究的,此模型被廣泛應(yīng)用于嚙齒類動(dòng)物的學(xué)習(xí)記憶研究中。實(shí)驗(yàn)時(shí),大鼠在特定的水池中,出于求生的本能尋找一立足地。在水面下一固定位置有一個(gè)隱藏的平臺(tái),大鼠只有找到平臺(tái)才能獲救。在這樣一個(gè)逃避性學(xué)習(xí)過程中,如果大鼠找到水下平臺(tái)的時(shí)間越長,說明其空間記憶能力越差;大鼠經(jīng)水下和水上平臺(tái)學(xué)習(xí)強(qiáng)化后,在探測性試驗(yàn)中去掉平臺(tái),如果大鼠有良好的空間學(xué)習(xí)記憶能力,就會(huì)在原平臺(tái)所在區(qū)域停留較長的時(shí)間。本實(shí)驗(yàn)中,MCC后8~14 d大鼠逃避尋找平臺(tái)的時(shí)間明顯延長,尤其在MCC后水下隱匿平臺(tái)測試的第9、10天和水上可視平臺(tái)的第13、14天,與對照組相比,差異具有顯著性,提示MCC大鼠學(xué)習(xí)記憶功能受損嚴(yán)重。在8 d組的無平臺(tái)探測試驗(yàn)中(即第7天)和 16 d組的無平臺(tái)探測試驗(yàn)中(即第14天),在原有平臺(tái)象限(第Ⅲ象限)停留時(shí)間與對照組相比明顯減少,差異具有顯著性,提示MCC大鼠對空間記憶的保持情況有嚴(yán)重的影響。因此,水迷宮測試結(jié)果表明,MCC后大鼠出現(xiàn)中期(傷后7~14 d)學(xué)習(xí)記憶功能障礙,而對早期(傷后1~6 d)無明顯影響。以上Morris水迷宮測試提示,MCC后大鼠出現(xiàn)中期(傷后7~14 d)學(xué)習(xí)記憶功能障礙,而對早期(傷后1~6 d)無明顯影響。MCC大鼠在Morris 水迷宮實(shí)驗(yàn)中,表現(xiàn)為傷后較長時(shí)間的空間認(rèn)知行為障礙,可以推測這與其多次受損導(dǎo)致?lián)p傷累積作用有關(guān)。
3.2 MCC后不同時(shí)間點(diǎn)相關(guān)區(qū)DA能神經(jīng)元的變化及意義 文獻(xiàn)資料顯示,創(chuàng)傷性腦損傷對TH表達(dá)具有一定的影響。Yan等〔6,7〕運(yùn)用控制性皮層沖擊造成TBI模型,用免疫組化和免疫印跡法檢測傷后28 d后TH表達(dá)情況,免疫組化結(jié)果顯示紋狀體的TH表達(dá)升高,免疫印跡結(jié)果顯示前額葉皮質(zhì)的TH表達(dá)明顯升高。吳春云等〔8〕運(yùn)用金屬單擺式打擊裝置復(fù)制腦震蕩大鼠模型,應(yīng)用免疫組化方法檢測前額葉皮質(zhì)的DA能神經(jīng)纖維。發(fā)現(xiàn)傷后TH陽性纖維的密度增加、反應(yīng)增強(qiáng),傷后4 d達(dá)到高峰,之后逐漸下降,直至傷后24 d仍顯著增高。
本研究顯示,MCC后腦SNC TH陽性反應(yīng)以傷后1 d開始升高,8 d達(dá)到高峰,與對照組相比4、8 d組有顯著性差異;而VTA 2、4、8、16 d組有顯著性差異,以4 d組TH陽性反應(yīng)達(dá)到高峰,24 d組基本恢復(fù)。本實(shí)驗(yàn)中MCC后陽性產(chǎn)物表達(dá)急劇升高,可能與MCC后神經(jīng)元的應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)。文獻(xiàn)資料表明〔9〕,腦損傷時(shí)作用于神經(jīng)系統(tǒng)的瞬間機(jī)械暴力達(dá)到一定程度,導(dǎo)致廣泛的神經(jīng)元過度興奮,造成Ca2+處于超載狀態(tài)。在ATP、Mg2+存在下,神經(jīng)元內(nèi)TH活性可被Ca2+激活而提高2~3倍,TH大量活化加速了DA能神經(jīng)元合成DA,造成DA大量堆積。而TH應(yīng)激性增高之后出現(xiàn)表達(dá)持續(xù)增高,可能是DA神經(jīng)元上調(diào)其合成能力的一種代償反應(yīng)。VTA區(qū)的TH陽性反應(yīng)較SNC發(fā)生早且持續(xù)時(shí)間長可能與兩者在腦內(nèi)分布部位有關(guān),VTA較SNC更靠近應(yīng)力的主傳導(dǎo)途徑因而損傷嚴(yán)重、TH陽性反應(yīng)更趨明顯。
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【關(guān)鍵詞】 急性腦梗死; 纖維蛋白原功能; 低分子肝素鈣
中圖分類號(hào) R742 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6805(2015)31-0006-03
【Abstract】 Objective:To investigate the changes of Plasma fibrinogen function levels at different time periods in patients with acute cerebral infarction,and their changses in response to Low Molecular Weight Heparin Calcium treatment.Method:100 cases of cerebral infarction were randomly divided into anticoagulant group and non-anticoagulant group,50 cases in each group,and establish health group 50 peoples(the control group), Anticoagulant group were treated with Low Molecular Weight Heparin Calcium .We’ve detected that Plasma fibrinogen function levels in 1,10 d,and the clinical efficacy of two groups were compared.Result:Cerebral infarction group at two time points of plasma Fg levels were significantly higher than those of the control group(P0.05),after treatment,the anticoagulant group was significantly lower,there was significant difference(P
【Key words】 Acute cerebral infarction; Fibrinogen function; Low Molecular Weight Heparin Calcium
First-author’s address:Liuzhou Municipal Liutie Central Hospital,Liuzhou 545007,China
doi:10.14033/ki.cfmr.2015.31.003
急性腦梗死是常見的危急病癥之一,其發(fā)病主要與血流動(dòng)力學(xué)改變、血管壁自身改變及血液理化特性等原因相互作用有關(guān)。急性腦梗死時(shí)腦內(nèi)會(huì)釋放出凝血因子,使得外源性凝血酶原激活物的水平增加,激活凝血因子X,使得腦供血?jiǎng)用}血管內(nèi)的血液凝固[1-2]。目前,抗凝治療是急性腦梗死臨床治療的有效方法之一,可有效抑制活性凝血因子,從而改善高凝狀態(tài),延緩病程進(jìn)展。為探討低分子肝素鈣在急性腦梗死的治療效果及對血漿纖維蛋白原功能的影響,選取2012年1月-2015年1月在筆者所在醫(yī)院接受治療的100例急性腦梗患者為臨床對象,結(jié)合文獻(xiàn)進(jìn)行分析,現(xiàn)報(bào)道如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
選取2012年1月-2015年1月來筆者所在醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院的急性腦梗死患者100例作為研究對象,診斷符合全國第四屆腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議制定的各類腦血管病診斷標(biāo)準(zhǔn),并經(jīng)頭顱CT或MRI證實(shí)。其中男68例,女32例,年齡52~79歲,平均(62.50±3.27)歲,其中基底節(jié)區(qū)梗死67例,額葉、顳葉、頂葉梗死23例,腦干梗死7例,小腦梗死3例。100例急性腦梗死患者為腦梗死組,隨機(jī)分為抗凝組和非抗凝組,各50例。其中抗凝組在常規(guī)治療基礎(chǔ)上加用抗凝劑低相對分子質(zhì)量肝素鈣5000 U,腹壁皮下注射,1~2 次/d,療程10 d。另設(shè)對照組50例,男37例,女13例,年齡51~78歲,平均(60.50±3.56)歲。三組性別、年齡、病史比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。
1.2 標(biāo)本采集與處理
分別取患者住院第1、10天靜脈血1 ml,按血液與抗凝劑(0.13 mol/L枸櫞酸鈉)9∶1比例,制備抗凝劑。以3000 r/min離心10 min,取血漿備用。在一定量酶誘導(dǎo)作用下,F(xiàn)bg轉(zhuǎn)變成纖維蛋白單體并發(fā)生聚合反應(yīng),所測項(xiàng)目:(1)纖維蛋白單體聚合反應(yīng)速率(FMPV);(2)纖維蛋白原含量(Fbg:C);(3)反應(yīng)延滯時(shí)間(DT);(4)纖維蛋白原功能指數(shù)(FMPV/AMAX,F(xiàn)I)。
試劑和儀器:中國蘄蛇毒(CAAV)凍干品系廣州醫(yī)學(xué)院蛇毒研究所提供,儀器為722型分光光度儀(上海第三分析儀器廠)連接微機(jī)分析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(西安交通大學(xué)血液研究中心馬西等研制的纖維蛋白單體聚合反應(yīng)全自動(dòng)檢測系統(tǒng))。
1.3 療效評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
按1995年全國第4屆腦血管病會(huì)議所定標(biāo)準(zhǔn),基本治愈:意識(shí)恢復(fù)正常,基本自理,肌力正常;顯效:意識(shí)基本恢復(fù),生活基本自理,肌力提高Ⅱ級(jí)以上;好轉(zhuǎn):癥狀改善,生活不能自理,肌力提高Ⅰ級(jí);無效:治療前后癥狀無改善[3]。總有效率=(基本治愈例數(shù)+顯效例數(shù))/總例數(shù)×100%。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
采用SPSS 10.0軟件對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,比較采用t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料以率(%)表示,比較采用字2檢驗(yàn)。P
2 結(jié)果
2.1 腦梗死組與對照組Fg功能比較
腦梗死組兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)Fg水平明顯高于對照組,兩組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。詳見表1。
2.2 抗凝組與非抗凝組Fg功能比較
抗凝組和非抗凝組第1天檢測Fg結(jié)果比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),經(jīng)低分子肝素鈣干預(yù)治療10 d后,抗凝組患者血漿Fg水平下降明顯,與非抗凝組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P
2.3 兩組療效比較
兩組患者經(jīng)不同治療方法治療10 d后,抗凝組總有效率為92%,基本治愈18例(36%),顯效28例(56%),好轉(zhuǎn)3例(6%),無效1例(2%);非抗凝組總有效率為48%,基本治愈10例(20%),顯效14例(28%),好轉(zhuǎn)20例(40%),無效6例(12%)。兩組總有效率比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P
2.4 兩組不良反應(yīng)與預(yù)后情況
抗凝組中,6例患者在皮下注射部位局布出現(xiàn)淤血,未經(jīng)特殊處理,7 d后自愈。1例出現(xiàn)牙齦出血,停用低分子肝素3 d,出血消失,第4天繼續(xù)使用低分子肝素治療,未再出血。非抗凝組,2例患者于治療期間死亡,而抗凝組無死亡病例。
3 討論
急性腦梗死的常規(guī)基礎(chǔ)治療,雖然可在一定程度上恢復(fù)腦部血供,改善局部微循環(huán),但致殘率較高,患者預(yù)后較差。肝素用于預(yù)防和治療缺血性腦血管病有確切療效,但其半衰期短、易引起自發(fā)性出血,從而限制了它在臨床上的廣泛使用。分子質(zhì)量肝素鈣恰恰克服了以上缺點(diǎn),它是從肝素中分離出來的分子量較小的片段,平均分子量5000 U,具有較強(qiáng)的抗因子Xa及較弱的抗因子Ⅱa作用[4-5],從而起到抗凝作用,阻止腦梗死的進(jìn)一步形成和擴(kuò)大,保持血液正常流動(dòng),促進(jìn)病灶周圍的側(cè)技循環(huán)的建立,以縮短腦梗死的療程,促進(jìn)恢復(fù),降低復(fù)發(fā),降低致殘率[6]。
本研究結(jié)果顯示,腦梗死組患者入院第1、10天血漿Fg水平與對照組比較均明顯升高,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P
綜上所述,應(yīng)用低分子肝素鈣治療急性腦梗死療效確切,可促進(jìn)患者神經(jīng)功能恢復(fù),無明顯毒副作用,值得在臨床中推廣應(yīng)用。
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[關(guān)鍵詞]日本能源戰(zhàn)略;核事故;對中國啟示
[中圖分類號(hào)]F49 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
2011年3月日本福島核事故給能源產(chǎn)業(yè)帶來巨大影響,促使核能政策轉(zhuǎn)變,核電站處于停擺檢查狀態(tài),各方對核電走向展開激烈爭論。為了彌補(bǔ)核電短缺,短期內(nèi)日本通過增加火電滿足電力需求,長期內(nèi)將大力發(fā)展可再生能源,確保能源供給。鑒于日本的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),世界各國對核能安全性展開了深刻檢查,一些國家已經(jīng)提出了“零核能”的計(jì)劃。對中國而言,應(yīng)該吸取日本的教訓(xùn),確保核電安全,謹(jǐn)慎發(fā)展核電;確保能源供給,實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)多元化;建立能源危機(jī)管理體系,提高能源危機(jī)應(yīng)對能力。
一、核事故對日本能源戰(zhàn)略的影響
(一)核能發(fā)電量直線下降,電力供給面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)
福島核泄露事故給日本的核電產(chǎn)業(yè)帶來了毀滅性的打擊,2012年5月,日本宣布關(guān)閉了運(yùn)行中的最后一座核電站反應(yīng)堆,標(biāo)志著在47年的核電供應(yīng)后,迎來了“無核電”時(shí)代。福島核事故之前,核能每年大約提供2834億千瓦時(shí)的電力,在電力供給結(jié)構(gòu)中的比例約為30%。從2011年3月開始,核電發(fā)電量就呈現(xiàn)直線下降的態(tài)勢,到2012年5月,日本正式關(guān)停了最后一座核反應(yīng)堆,核電供應(yīng)為零,導(dǎo)致電力供應(yīng)明顯下降。其中核電比例較高的關(guān)西電力轄區(qū)最為嚴(yán)重,供給能力相對需求缺口達(dá)14.9%。
(二)化石能源消費(fèi)增長明顯,電價(jià)上漲,碳排放增加
為了保障國內(nèi)電力總體供應(yīng),日本不得不增加火電供給,導(dǎo)致化石能源消費(fèi)激增。其中,用于發(fā)電的原油消費(fèi)量2011年比2010年增加114.9%,燃料油和LNG分別增加55.9%和19.8%,天然氣增長11.6%,增加幅度居世界第三。另外由于火力發(fā)電成本上升,東京電力公司宣布從2012年4月起,面向企業(yè)電價(jià)提高17%。
核電雖然具有放射性,但它有熱值高、碳排放少的優(yōu)點(diǎn),是抵抗全球變暖的重要工具。由于日本火力發(fā)電替代核電,導(dǎo)致碳排放量明顯增加。根據(jù)日本環(huán)境部監(jiān)測,201 1年溫室氣體排放量比2010年高15%2E右,而此前的碳排放量一直處于穩(wěn)中有降的態(tài)勢。
(三)可再生能源上升至國家能源戰(zhàn)略的重要地位
為了彌補(bǔ)核電短缺,日本計(jì)劃提高可再生能源發(fā)電比例以替代核能。2012年7月1日,日本開始實(shí)施可再生能源固定價(jià)格收購制度(Feed-InTariff,F(xiàn)IT),規(guī)定電力企業(yè)必須以國家確定的固定價(jià)格在一定期間內(nèi)收購利用太陽能、風(fēng)力和地?zé)岬饶茉此l(fā)電力。該制度的實(shí)施標(biāo)志著可再生能源的地位進(jìn)一步提升,發(fā)展速度將進(jìn)一步加快。
(四)政府更加注重節(jié)能降耗,經(jīng)濟(jì)社會(huì)不堪重負(fù)
為了進(jìn)一步節(jié)能降耗,日本政府準(zhǔn)備修訂《關(guān)于合理使用能源的法律》。這部法律對工廠、辦公場所、建筑、運(yùn)輸、家庭消費(fèi)等領(lǐng)域均有嚴(yán)格的要求,而最新提出的修正案要求高能耗企業(yè)把單位能耗降低1%。面對嚴(yán)格的節(jié)能要求,日本多數(shù)企業(yè)甚至認(rèn)為政府限電及節(jié)電要求會(huì)影響公司發(fā)展,政府的節(jié)能措施已經(jīng)給正常經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)行帶來很大負(fù)擔(dān)。
二、福島核事故的原因
日本大地震引發(fā)的海嘯導(dǎo)致福島冷卻設(shè)備失靈,造成了核泄漏慘劇,這是核事故的直接原因。其實(shí),福島核事故的發(fā)生有其必然性。在核電安全技術(shù)尚未成熟的情況下,日本對核電過度強(qiáng)調(diào)和依賴,提高了潛在風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)核電產(chǎn)業(yè)形成利益鏈條,監(jiān)管出現(xiàn)漏洞,并且官方過度宣傳核電安全性,降低了警惕。
(一)過分強(qiáng)調(diào)核能的唯一重要性
1.過分強(qiáng)調(diào)核能能夠解決諸多問題。日本面臨化石能源對外依存度高、碳減排壓力巨大、可再生能源成本高、節(jié)能邊際成本高等問題,為了有效應(yīng)對這些問題,日本把核能定位為國家基礎(chǔ)能源,企圖推廣核能解決上述問題。為此,日本政府在推進(jìn)核能發(fā)展上不遺余力,福島核事故前準(zhǔn)備將日本核電占總發(fā)電量比例從26%提高到50%。在二代核電技術(shù)安全性相對較差的情況下,制定如此冒進(jìn)的目標(biāo)無疑推升了潛在風(fēng)險(xiǎn)。
2.官方嚴(yán)重低估核電經(jīng)濟(jì)成本。日本綜合資源調(diào)查會(huì)公布的各種發(fā)電成本為:石油火力發(fā)電10.7日元/千瓦時(shí),煤炭火力為6.2日元/千瓦時(shí),液化天然氣(LNG)5.7日元/千瓦時(shí),核電為5.3日元/千瓦時(shí)。但日本立命館大學(xué)大島堅(jiān)一教授在考慮發(fā)電規(guī)模、設(shè)備利用率、運(yùn)轉(zhuǎn)年數(shù)、燃料費(fèi)和財(cái)政補(bǔ)貼等因素重新計(jì)算出的發(fā)電成本為:水力發(fā)電7.36日元/千瓦時(shí),火力發(fā)電9.9日元/千瓦時(shí),核電10.68日元/千瓦時(shí)。按照大島教授的算法,核電其實(shí)是非常昂貴的。另外,如果考慮核廢料處理成本和潛在的核事故影響,核電的成本會(huì)更加高昂。在論證新建核電項(xiàng)目時(shí),如此低廉的官方核電價(jià)格會(huì)成為重要的影響因素,致使核電項(xiàng)目缺乏嚴(yán)格論證,核電產(chǎn)業(yè)非理性發(fā)展。
(二)核電產(chǎn)業(yè)形成既得利益集團(tuán),監(jiān)管出現(xiàn)漏洞
核電站的建設(shè)費(fèi)用巨大,給核電承建商提供了可觀利潤,而核電承建商的巨額借貸同樣也給銀行帶來了安全而又穩(wěn)定的收益。為了保證核電的穩(wěn)定供應(yīng),日本政府制定了總成本定價(jià)制度,根據(jù)電力公司的經(jīng)營費(fèi)用和報(bào)酬規(guī)定電價(jià)。該規(guī)定使得無論核電生產(chǎn)成本高低,電力部門都會(huì)有穩(wěn)定的利潤。
在這種情況下,圍繞著核電的建設(shè),電力公司、核電承建商和銀行形成了一個(gè)完整的經(jīng)濟(jì)利益共同體。不僅如此,核電站的建設(shè)還為執(zhí)政黨提供了豐厚的政治資金,為政府官員謀求利益提供了方便。在核電產(chǎn)業(yè)的既得利益集團(tuán)的影響下,核電監(jiān)管松懈,出現(xiàn)安全問題往往企圖掩蓋過去,而有關(guān)核電的長期安全以及后續(xù)成本問題卻沒有得到足夠的重視。
(三)過度宣傳核電安全性
日本政府一直在向公眾保證核電的安全性,并通過大量各種類型廣告、教科書說服日本民眾,以建立核電安全的公眾信念。日本曾多次發(fā)生核事故,1999年就曾兩次爆發(fā)核危機(jī),兩次事故的國際核能事件分級(jí)分別為2級(jí)和4級(jí),但媒體并未大規(guī)模宣傳,人們依然堅(jiān)信核電安全神話。從上到下的盲目信念導(dǎo)致社會(huì)各界麻痹大意,核能因安全神話而陷于作繭自縛之中,安全管理呈孤島狀態(tài)。
三、核事故后日本應(yīng)對政策及評(píng)價(jià)
日本能源政策的影響因素眾多,利益博弈復(fù)雜深刻,圍繞核電的能源政策至今徘徊不前,不能形成共識(shí)。總裁菅直人和其繼任野田佳彥為了應(yīng)對國內(nèi)民眾激烈的反核情緒,都提出了2040年前力爭實(shí)現(xiàn)“零核電”的目標(biāo),并把太陽能、風(fēng)能和生物能源作為替代性基礎(chǔ)能源。但方案遭到產(chǎn)業(yè)界和美國等多方反對,使其不得不放棄“零核電”計(jì)劃,并加速了在眾議院選舉中的失敗。自民黨安倍晉三就任首相后廢除“零核電”政策,提出將在確認(rèn)安全的前提下重啟核電站,并積極開展能源外交,保證能源供給。日本能源政策在對核能利用的爭論中搖擺不定,要重塑安全高效的能源版圖,應(yīng)該在以下三個(gè)方面取得共識(shí)。
(-)縮減核電需要更加可行的替代方案
福島核事故后,日本能源政策的核心是核電的地位問題。即便是今后繼續(xù)發(fā)展核電,日本政府也將在確保安全的前提下利用核能。所以,不管會(huì)不會(huì)制定“零核電”目標(biāo),核電今后發(fā)展肯定是審慎的,核電肯定會(huì)縮減。在縮減核電背景下應(yīng)找到更加現(xiàn)實(shí)的替代方案解決一系列連鎖問題,例如如何應(yīng)對火力發(fā)電替代核電所帶來的問題,如何以低成本穩(wěn)定地采購化石燃料,以及如何應(yīng)對排放的二氧化碳帶來的全球變暖問題。
日本對這些題缺乏有效應(yīng)對,火電除了排放大量二氧化碳,也導(dǎo)致日本外貿(mào)環(huán)境惡化。火力發(fā)電激增導(dǎo)致化石燃料進(jìn)口增加,使2012年日本貿(mào)易收支出現(xiàn)創(chuàng)記錄的69273億日元逆差。作為日本主力燃料的液化天然氣(LNG)2012年進(jìn)口額超過6萬億日元,比上一年增加25.4%。在巨大的碳減排壓力和貿(mào)易逆差面前,日本政府承受了很大的壓力。由此可見,如何有效應(yīng)對火電替代核電產(chǎn)生的連鎖問題成為日本政府的當(dāng)務(wù)之急。
(二)可再生能源政策應(yīng)建立明確的激勵(lì)產(chǎn)業(yè)機(jī)制
為了盡快使可再生能源成為核能的替代能源,日本于2012年7月正式實(shí)施可再生能源固定價(jià)格收購制度(Feed-InTariff,F(xiàn)IT),在此之前采用的是新能源特別措施法(RPS法)。RPS法是通過新能源的導(dǎo)入量來調(diào)整價(jià)格,而FIT是通過確定價(jià)格來調(diào)整導(dǎo)入量。從實(shí)際情況來看,與RPS相比,F(xiàn)IT對可再生能源在全世界的普及起到了更強(qiáng)的推動(dòng)作用。FIT制度可以快速推進(jìn)可再生能源推廣應(yīng)用,但也存在幾個(gè)結(jié)構(gòu)性缺點(diǎn):
1.FIT制度激勵(lì)方向不明,導(dǎo)致可再生能源發(fā)展不均衡。自從日本實(shí)行FIT以來,發(fā)電設(shè)備認(rèn)證數(shù)量最多的是太陽能發(fā)電,而且其中主要是百萬瓦級(jí)太陽能設(shè)施(大規(guī)模光伏電站),風(fēng)力和生物質(zhì)能等其他可再生能源發(fā)展滯后。
2.容易使市場非理性發(fā)展,產(chǎn)生泡沫。百萬瓦級(jí)太陽能設(shè)備認(rèn)證數(shù)量大約占可再生能源的90%,按照目前的狀態(tài),已經(jīng)極有可能成為百萬瓦級(jí)太陽能泡沫。歐洲多國就曾爆發(fā)太陽能泡沫,政府補(bǔ)貼泡沫破裂后,企業(yè)面臨破產(chǎn)危機(jī),對產(chǎn)業(yè)的負(fù)面影響至今還在繼續(xù)。日本應(yīng)該充分吸取歐洲的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),理性規(guī)劃產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
3.新能源企業(yè)國際競爭力有待提升。日本FIT制度規(guī)定,由資源能源廳確定收購價(jià)格,推廣采用可再生能源伴隨的成本由廣大的用電方承擔(dān)。這就帶來一個(gè)難題,一方面,收購價(jià)格過低,可再生能源企業(yè)無法生存;另一方面,收購價(jià)格過高,容易產(chǎn)生泡沫,無法培養(yǎng)企業(yè)國際競爭力。當(dāng)下日本設(shè)定的可再生能源電力價(jià)格比較高,太陽能發(fā)電為每千瓦時(shí)37.8~38日元,與國際收購價(jià)格20日元相比缺乏競爭力。可再生能源定價(jià)應(yīng)該在不傷及發(fā)電企業(yè)的基礎(chǔ)上逐漸降低收購價(jià)格,以培養(yǎng)企業(yè)國際競爭力。
(三)節(jié)能手段需要更加重視社會(huì)的可承受程度
福島核事故后日本政府在各地、各行業(yè)均制定了嚴(yán)格的節(jié)電措施,這些節(jié)電措施已經(jīng)影響了經(jīng)濟(jì)社會(huì)正常運(yùn)行。日本經(jīng)濟(jì)團(tuán)體聯(lián)合會(huì)2013年向企業(yè)實(shí)施了關(guān)于電力問題的問卷調(diào)查,假如夏季繼續(xù)實(shí)施限電及節(jié)電,會(huì)不會(huì)對業(yè)務(wù)活動(dòng)產(chǎn)生不良影響。有93家企業(yè)作出了回答,制造業(yè)(60家企業(yè))中83.3%的企業(yè)、非制造業(yè)(33家企業(yè))中69.7%的企業(yè)回答“有”。節(jié)能措施需要更加重視社會(huì)的可承受程度,也應(yīng)該尋求方案,削弱其負(fù)面影響。
四、日本能源戰(zhàn)略對中國的啟示
(一)在確保安全的前提下促進(jìn)核電發(fā)展
日本的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)表明,核電規(guī)劃建設(shè)務(wù)必安全穩(wěn)妥,杜絕核電產(chǎn)業(yè)利益集團(tuán)的形成,切實(shí)加強(qiáng)監(jiān)管體系建設(shè)。我國核電進(jìn)入快速發(fā)展期,新上項(xiàng)目有過多過快傾向,特別是一些地方政府為了拉動(dòng)GDP增長和制造政績,核電建設(shè)規(guī)劃過于超前,提高了潛在風(fēng)險(xiǎn)。在確保安全的前提下促進(jìn)核電發(fā)展,必須合理調(diào)整中長期規(guī)劃,積極穩(wěn)妥地制定建設(shè)規(guī)模。
(二)努力實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)多元化
日本過度依賴核電導(dǎo)致福島核事故爆發(fā),說明能源結(jié)構(gòu)單一是誘發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的主要因素之一。在化石能源主導(dǎo)世界的今天,能源結(jié)構(gòu)多元化才是各國的合理選擇。為此,歐盟制定了2020年能源戰(zhàn)略,啟動(dòng)戰(zhàn)略性能源技術(shù)計(jì)劃,著力發(fā)展可再生能源,減少對化石能源的依賴。“頁巖氣革命”使美國天然氣消費(fèi)長期依賴進(jìn)口的局面發(fā)生逆轉(zhuǎn),甚至已經(jīng)動(dòng)搖了世界液化天然氣市場格局,影響了世界能源格局。對于中國來說,必須努力實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)多元化,以化解能源領(lǐng)域的矛盾。
(三)建立能源危機(jī)管理體系,提高能源危機(jī)應(yīng)對能力
日本、美國等國家經(jīng)歷過幾次大范圍能源危機(jī),已經(jīng)建立起國家層面的能源危機(jī)管理體制。特別是日本,雖然問題不少,但福島核事故后能源戰(zhàn)略的變化有效維持了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn),對應(yīng)對能源危機(jī)起到了很好的作用。我國還沒有經(jīng)歷過嚴(yán)重的能源危機(jī),能源安全保障能力和危機(jī)應(yīng)對能力相對不足,亟需建立能源危機(jī)管理體系,特別是國家核事故應(yīng)急機(jī)制,以提高危機(jī)應(yīng)對能力。
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除了關(guān)注地震,關(guān)心日本國民的命運(yùn),與此同時(shí),地球公民更是把關(guān)注的目光聚焦在日本核泄漏危機(jī)上。自3月12日來,福島第一核電站4個(gè)機(jī)組接連發(fā)生四度爆炸,核泄漏情況加劇,放射性物質(zhì)向日本各地?cái)U(kuò)散,東京輻射已經(jīng)超標(biāo)了20倍,并首次測出中子輻射。不但日本民眾對核輻射憂心忡忡,更是讓全世界的人們在心理上,對核輻射產(chǎn)生恐慌。
日本此次由地震引發(fā)的核泄漏危機(jī),無疑對世界造成巨大的影響。俄羅斯3月15日稱,俄遠(yuǎn)東地區(qū)的核輻射強(qiáng)度增大,盡管核輻射量仍在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。無論是對于日本本土還是臨近國家和地區(qū),此次核泄漏危機(jī)都是不小的威肋、而在世界范圍內(nèi),日本核泄漏危機(jī)的出現(xiàn),無疑再次點(diǎn)燃了人們對核能潛在威脅的恐慌。事故發(fā)生后,近些天核能安全已然成為全球探討的命題。
眾所周知,人類對核能的利用,一個(gè)重要的背景就是人類正面臨能源危機(jī)。盡管核輻射的安全隱患與生俱來,并且顯而易見,但是人類還是相信能夠通過技術(shù)的手段駕馭它,以此幫助人類渡過能源危機(jī)。但是從日本此次核泄漏危機(jī)來看,人類顯然高估了自己的能力:當(dāng)初日本核電站的設(shè)計(jì)是抗最強(qiáng)7.9級(jí)地震,而始料未及的9級(jí)強(qiáng)震讓核輻射的災(zāi)難成為日本民眾的夢魘。
日本核泄漏危機(jī)出現(xiàn)后,引發(fā)了全球性的核擔(dān)憂:
奧巴馬政府推行建造核電廠的計(jì)劃面臨新的不確定性,安全問題成為外界討論的焦點(diǎn)。
德國更是掀起了核能的存廢之爭。德國政府已經(jīng)決定暫時(shí)推遲執(zhí)行現(xiàn)役核電站平均延長壽命12年的決定,重新評(píng)估核能政策。
俄羅斯總理普京要求對俄核工業(yè)進(jìn)行檢查。
中國政府為了民眾的安全負(fù)責(zé),也在實(shí)時(shí)監(jiān)控核輻射的情況,并及時(shí)地對民眾通報(bào)。
盡管日本核泄漏危機(jī)點(diǎn)燃了全世界范圍內(nèi)的核擔(dān)憂,但核能這塊雞肋的取舍依舊充滿了各種博弈。畢竟,核能的利用對于全球能源危機(jī)的緩解正發(fā)揮著不可替代的作用,要對核能“說不”,在短期內(nèi)顯然不太現(xiàn)實(shí)。
但是由日本核泄漏危機(jī),我們必須形成一個(gè)共識(shí):站在能源戰(zhàn)略的高度,對于核能的利用無疑是為解決人類能源短缺的難題;但是站在安全的角度,核輻射災(zāi)難發(fā)生后,最終的承受者還是全球公眾。
而要消除核擔(dān)憂,在無法對核能“說不”的現(xiàn)實(shí)情境下,在博弈的過程中,對核能的利用應(yīng)該切實(shí)考慮到人類的安全。一是從技術(shù)手段上,加強(qiáng)對核能的駕馭能力,充分考慮到核泄漏造成輻射災(zāi)難的種種可能。二則是提高信息的透明度,普及核能的常識(shí),申明核輻射的危害。這對于消除恐慌,以及在核能工程建設(shè)的安全決策上都是至關(guān)重要的,譬如在以后的核能利用中應(yīng)該盡可能遠(yuǎn)離人口密集區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)等,最大程度地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),保障人類的生存安全。
日本核泄漏危機(jī),對于以核能緩解能源危機(jī)的人類而言,用血和淚的代價(jià)敲響了警鐘。也許,面對能源危機(jī),我們不能對核能“說不”,但是為了不讓這種人類的災(zāi)難再次上演,人類應(yīng)該警醒。此次日本核泄漏危機(jī)無疑警示全球:在利用核能的時(shí)候,應(yīng)該更加審慎。(來源:2011年3月16日《重慶時(shí)報(bào)》)
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中國暫停審批核電項(xiàng)目 對核設(shè)施進(jìn)行全面安檢
中國國務(wù)院總理3月16日主持召開國務(wù)院常務(wù)會(huì)議,聽取應(yīng)對日本福島核電站核泄漏有關(guān)情況的匯報(bào)
會(huì)議強(qiáng)調(diào),要充分認(rèn)識(shí)核安全的重要性和緊迫性,核電發(fā)展要把安全放在第一位,會(huì)議做出四項(xiàng)決定:
1.立即組織時(shí)中國核設(shè)施進(jìn)行全面安全檢查 通過全面細(xì)致的安全評(píng)估,切實(shí)’排查安全隱患,采取相關(guān)措施,確保絕對安全
2.切實(shí)加強(qiáng)正在運(yùn)行核設(shè)施的安全管理 核設(shè)施所在單位要健全制度,嚴(yán)格操作規(guī)程,加強(qiáng)運(yùn)行管理 監(jiān)管部門要加強(qiáng)監(jiān)督檢查,指導(dǎo)企業(yè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除隱患
3.全面審查在連核電站
要用最先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)對所有在建核電站進(jìn)行安全評(píng)估,存在隱患的要堅(jiān)決整改,下符合安全標(biāo)準(zhǔn)的要立即停止建設(shè)
4.嚴(yán)格審批新上核電項(xiàng)目 抓緊編制核安全規(guī)劃,調(diào)整完善核電發(fā)展中長期規(guī)劃核安全規(guī)劃批準(zhǔn)前,暫停審批核電項(xiàng)目,包括開展前期工作的項(xiàng)目
[小常識(shí)]
核輻射對人體健康的危害
在接受輻射后,人體健康將“立即”受到哪些影響?
放射性的碘對于住在核電廠附近的年輕人有危害,1986年切爾諾貝利核災(zāi)難之后有一些甲狀腺癌病患即與此有關(guān),放射性銫、鈾和钚都是對人體有害的,并且不以某個(gè)特定器官為靶標(biāo)放射性的氯幾秒鐘后就會(huì)很快衰變,而放射性氬也對身體無害
在接受中等程度的輻射情況下將導(dǎo)致輻射病。它有一系列癥狀:
在接受輻射的幾小時(shí)之內(nèi),人會(huì)出現(xiàn)惡心與嘔吐,隨后可能經(jīng)歷腹瀉、頭痛和發(fā)燒
在最初癥狀之后,人體可能會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)不再顯示任何癥狀,然而往往在幾周之內(nèi),又有新的、更加嚴(yán)重的癥狀發(fā)生,
如果接受高等程度的輻射,以上所述的所有癥狀都可能立即出現(xiàn),并伴隨著全身性的、甚至可能致命的臟器損害
對日常工作中不接觸輻射性工作的人來說,每年正常的天然輻射(主要是因?yàn)榭諝庵械碾陛椛?為1000-2000微西弗。
一次小于100微西弗的輻射,對人體無影響。
一次1000-2000微西弗,可能會(huì)引發(fā)輕度急性放射病,能夠治愈
比如日本福島核電站1015微西弗/小時(shí)輻射,相當(dāng)于一個(gè)人接受10次X光檢查。
日常生活中,我們坐10小時(shí)飛機(jī),相當(dāng)于接受30微西弗輻射
與放射相關(guān)的工人,一年最高輻射量為5000微西弗
一次性遭受4000毫西弗會(huì)致死
(注:西帶,用來衡量輻射對生物組織的傷害,每千克人體組織吸收1焦耳為1西弗,西弗(SV)是個(gè)非常大的單位,因此通常使用毫西帛(mSv)、微西弗(μSv) 1西弗=1000毫西弗=1000000微西弗,)
本文將在總結(jié)國際與國內(nèi)能源現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析建筑節(jié)能的必要性與緊迫性,同時(shí)通過調(diào)研目前國內(nèi)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)例,評(píng)判建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益,希望能夠使社會(huì)各界意識(shí)到,建筑節(jié)能不單是發(fā)達(dá)國家的問題,我國正面臨一場真正的能源危機(jī),建筑節(jié)能迫在眉睫。
一、國際能源危機(jī)加劇
1、能源儲(chǔ)量減少,石油僅供開采41年
目前,石油、煤炭、天然氣這三種傳統(tǒng)能源占能源消費(fèi)約90%以上,其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒的最新數(shù)據(jù)顯示,世界石油總儲(chǔ)量為1.15萬億桶,僅供生產(chǎn)41年;全球天然氣儲(chǔ)量為176萬億立方米,僅供開采63年。日本權(quán)威能源研究機(jī)構(gòu)也申明,全球煤炭埋藏量10316億噸,可開采231年;核反應(yīng)原料鈾已探明儲(chǔ)量436萬噸,可供72年使用(海水中的鈾可供使用1萬年,利用钚為燃料的增值核反應(yīng)堆可使用100萬年);利用熱核反應(yīng),海水中的鋰能源可開采年限為1600萬年。可見,全世界最為依賴的能源——石油與天然氣,在21世紀(jì)的前半,就將日趨枯竭。科學(xué)家們預(yù)計(jì)2040年石油消費(fèi)將達(dá)到最高峰,2100年石油消費(fèi)將減少到不足能源消費(fèi)總量的5%%.而從2050年開始,核能、生物能、水利地?zé)帷L(fēng)力、太陽能的比率大大上升,達(dá)到總能源消費(fèi)的1/3,熱核能源將達(dá)到總能源消費(fèi)的1/4.
因此,在世界能源供給結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)軌的大趨勢下,不考慮建筑節(jié)能而建造的房屋,終有一日會(huì)因?yàn)闆]有能源可用,終被社會(huì)淘汰。呼吁建筑節(jié)能,很重要的一點(diǎn)就在于減少使用石油、天然氣等不可再生資源,通過科學(xué)合理的建筑節(jié)能措施,采用可再生新能源,使建筑可持續(xù)發(fā)展。
2、能源需求不斷增加,價(jià)格無法下降
根據(jù)美國能源部能源資訊署2002年3月出版的“InternationalEnergyOutlook2002”,1999—2020年全球能源消費(fèi)形勢如下:
全球能源總消費(fèi)量將增加60%,其中亞洲及南美州發(fā)展我國家將增長1倍(每年增長4%,相比發(fā)達(dá)國家每年增長1.3%)。
石油:石油預(yù)計(jì)增長59%(年增長率為2.2%)。此外,石油將維持占全球能源總消費(fèi)量40%以上的比例。
天然氣:爭議較小的天然氣將是需求增長最快的能源,預(yù)計(jì)增長一倍。天然氣占全球能源消費(fèi)量比重也將由23%升至28%.
煤:由于空氣污染及二氧化碳排放等問題,煤炭占全球能源總消費(fèi)量的比重將由22%降至20%.
核能:在政治問題影響下,全球核能發(fā)展情勢尚難確定,但保守估計(jì)全球核能消費(fèi)量將比現(xiàn)在略為增長。
可再生能源(包含大水力):預(yù)估將增長53%.但由于現(xiàn)階段數(shù)量過少、成本高、能源密集度低且供應(yīng)不穩(wěn)定,所以占全球能源總消費(fèi)量的比重將由9%下降到8%.不過預(yù)計(jì)更遠(yuǎn)的未來,隨著技術(shù)的進(jìn)步,比重將上升較快。
以上預(yù)測在2004年阿拉伯石油輸出國的12月月報(bào)中已經(jīng)得到體現(xiàn),它指出截止到2020年,世界石油需求量將以年平均1.7%至2%的速度增長,日需求量逐漸從目前的8200萬桶到近1.07億桶。
可見,由于核能與可再生能源的替代性遲遲無法實(shí)現(xiàn),石油、天然氣的需求量仍會(huì)不斷增加,但能源儲(chǔ)量是有限的,這種供需關(guān)系導(dǎo)致了石油、天然氣等能源價(jià)格不會(huì)下降。
同時(shí),恐怖活動(dòng)增加了石油以天然氣運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)及成本。自美國發(fā)生“9.11”恐怖攻擊事件后,全球恐怖活動(dòng)升溫,而保護(hù)措施較為不足的石油及天然氣供應(yīng)等能源基礎(chǔ)設(shè)施成為攻擊目標(biāo)的可能性提高。例如2001年10月斯里蘭卡一艘油輪遭受其境內(nèi)恐怖組織攻擊;2002年10月法國油輪在葉門遭受不明攻擊;……各國為了預(yù)防恐怖攻擊,正大興土木加強(qiáng)能源設(shè)施的保護(hù)工作,而隨著防范設(shè)施、人力及保險(xiǎn)費(fèi)用的增加,能源使用價(jià)格也面臨逐漸上漲的壓力。
面臨能源價(jià)格,尤其是天然氣價(jià)格逐步上漲,居高不下,很多高耗能建筑開始出現(xiàn)因承擔(dān)不起昂貴的能源維持費(fèi)用而被迫停用,或者售價(jià)、租金一降再降的現(xiàn)象。因此,建筑尤其是高層住宅與辦公樓、大型共建正面臨著一場新的革命,建筑節(jié)能節(jié)能勢在必行。
3、美國企圖掌控全球石油供給,強(qiáng)力遏制我國、歐洲的發(fā)展
許多石油生產(chǎn)地區(qū),尤其是中東地區(qū),由于擁有全世界2/3油藏,一直存在政治、外交及軍事的動(dòng)亂。在近期較大規(guī)模的戰(zhàn)爭有1980年兩伊戰(zhàn)爭、1990年波斯灣戰(zhàn)爭、1994年俄國出兵車臣、2001年阿富汗戰(zhàn)爭和2004年的美伊戰(zhàn)爭,而其他小型區(qū)域沖突也非常多,都是圍繞著石油資源而展開的。每次爭奪石油資源引發(fā)的動(dòng)蕩,使眾多石油進(jìn)口國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展及能源安全受到威脅,牽動(dòng)整個(gè)世界的經(jīng)濟(jì)。從這個(gè)意義上說,哪個(gè)國家能掌握全球的石油、天然氣能源,就如同握緊全球經(jīng)濟(jì)命脈。
因此,美國攻打伊拉克,拿伊拉克石油做文章,不僅是要賺回為之付出的巨額戰(zhàn)爭費(fèi)用,還要建立起有利于美國的世界石油市場“新秩序”:一來拉低美元匯率、彌補(bǔ)貿(mào)易逆差、打壓歐元;二來美國可以時(shí)時(shí)掌控我國、俄羅斯、印度等國家石油進(jìn)口價(jià)格與能源供給量,遏制這些國家的經(jīng)濟(jì)騰飛。
面臨美國今后可能采取的能源阻擾政策,我國除了爭取更多的與石油出口國的貿(mào)易協(xié)議外,能源節(jié)約是最關(guān)鍵的一步。
二、我國所面臨的能源挑戰(zhàn)
1、人均儲(chǔ)量少,先天不足,但能耗效率卻低。
我國能源總量豐富,但人均能源可采儲(chǔ)量遠(yuǎn)低于世界平均水平。2000年人均石油可采儲(chǔ)量只有2.6噸,人均天然氣可采儲(chǔ)量1074立方米,人均煤炭可采儲(chǔ)量90噸,分別為世界平均值的11.1%、4.3%和55.4%.排名上,2004年,人均石油最終可采儲(chǔ)量居世界第41位。因此,一旦平均到個(gè)人消費(fèi)量,我國能源并非地大物博,實(shí)際上存在先天不足的弱勢。
從能源利用效率來看,目前國內(nèi)能耗高,能源效率低。2001年,我國終端能源用戶能源消費(fèi)的支出為1.25萬億元,占GDP總量的比例為13%,而美國僅為7%.同時(shí),我國單位產(chǎn)品的能耗水平較高,目前8個(gè)高耗能行業(yè)的單位產(chǎn)品能耗平均比世界先進(jìn)水平高47%,而這8個(gè)行業(yè)的能源消費(fèi)占工業(yè)部門能源消費(fèi)總量的73%.這造成了很大社會(huì)能源浪費(fèi)。
2、我國成為能源消耗大國,進(jìn)口依賴度提高。
2003年我國已經(jīng)成為世界上僅次于美國的第二大石油消費(fèi)國。全年原油消費(fèi)量達(dá)到2.5億噸以上。其中全國原油產(chǎn)量約1.69億噸,進(jìn)口原油8900萬噸,分別占世界石油需求增長總量的41%、32%,約每天60萬桶和260桶。
2004年原油消費(fèi)需求量仍以10%以上的增速增長,約達(dá)到2.75億噸,進(jìn)口原油數(shù)量超過1億噸。同時(shí),煤炭消耗量占世界總量的40%以上,天然氣供暖需求量也一直在增長。預(yù)計(jì)到2020年,我國石油需求量為4.5億噸,年均遞增12%;天然氣在一次能源消費(fèi)中,所占比例將由目前的2.7%增長到10%以上;我國對海外能源的依賴程度將達(dá)到55%以上。
可見,我國能源消耗需求旺盛的同時(shí),進(jìn)口依賴度提高,這使得國內(nèi)經(jīng)濟(jì)受中東動(dòng)亂及石油危機(jī)沖擊的概率上升,危及我國能源供應(yīng)安全,存在較大風(fēng)險(xiǎn)。
3、能源成為我國經(jīng)濟(jì)命脈所在,威脅國家穩(wěn)定安全
2004年全國電荒、煤荒集中爆發(fā)。上半年,27個(gè)省份全面告急,國家線網(wǎng)被迫拉閘電線80多萬次。下半年,今年北方供暖的城市無一例外都面臨能源緊張的考驗(yàn)。以吉林省為例,往年到9月底供熱企業(yè)儲(chǔ)煤應(yīng)達(dá)年用煤總量的80%,而今年供熱用煤的儲(chǔ)量不足40%;長春市每年鍋爐供熱用煤為306萬噸,截至10月底只有總量的40%入庫;在吉林市,每年鍋爐供熱用煤為46.5萬噸,今年到10月底也才入庫42%;吉林省其他城市同樣存在緊缺情況。就連首都北京也難逃厄運(yùn)。預(yù)計(jì)北京冬季煤炭需求為1460萬噸。受全國煤炭資源緊、運(yùn)輸難、價(jià)格高等因素影響,北京市電煤庫存一直在警戒線以下運(yùn)行,到10月底鍋爐及民用燃煤庫儲(chǔ)煤率不足45%.而為防止大氣污染,北京城區(qū)的燃煤鍋爐大多變?yōu)槿細(xì)饣蛉加汀kS著石油價(jià)格的上調(diào),北京冬季供暖承受著巨大的壓力,2005年3月,北京油價(jià)再次上調(diào),93號(hào)汽油每升上漲了0.26元。
能源的供給直接影響到人民生活與國民生產(chǎn)。一次拉閘對平常老百姓無關(guān)大要,但對于長期依賴電力生產(chǎn)的工廠、企業(yè)來說,損失可能是上百上千萬;而全國27個(gè)省份同時(shí)出現(xiàn)問題,這種經(jīng)濟(jì)損失就根本無從計(jì)算,直接關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)命脈。而冬季供暖的短缺,導(dǎo)致很多底保戶和困難企業(yè)失去基本生存條件,威脅到國家穩(wěn)定安全。
三、建筑節(jié)能要求十分緊迫
1、建筑能耗約占社會(huì)總能耗的1/3
我國建筑能耗的總量逐年上升,在能源總消費(fèi)量中所占的比例已從上世紀(jì)七十年代末的10%,上升到近年的27.45%.而國際上發(fā)達(dá)國家的建筑能耗一般占全國總能耗的33%左右。以此推斷,國家建設(shè)部科技司研究表明,隨著城市化進(jìn)程的加快和人民生活質(zhì)量的改善,我國建筑耗能比例最終還將上升至35%左右。如此龐大的比重,建筑耗能已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軟肋。
2、高耗能建筑比例大,加劇能源危機(jī)
直到2002年末,我國節(jié)能建筑面積只有2.3億平方米。目前,我國已建房屋有400億平方米以上屬于高耗能建筑,總量龐大,潛伏巨大能源危機(jī)。正如建設(shè)部有關(guān)負(fù)責(zé)人指出,僅到2000年末,我國建筑年消耗商品能源共計(jì)3.76億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,占全社會(huì)終端能耗總量的27.6%,而建筑用能的增加對全國的溫室氣體排放“貢獻(xiàn)率”已經(jīng)達(dá)到了25%.因高耗能建筑比例大,單北方采暖地區(qū)每年就多耗標(biāo)準(zhǔn)煤1800萬噸,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)70億元,多排二氧化碳52萬噸。如果任由這種狀況繼續(xù)發(fā)展,到2020年,我國建筑耗能將達(dá)到1089億噸標(biāo)準(zhǔn);到2020年,空調(diào)夏季高峰負(fù)荷將相當(dāng)于10個(gè)三峽電站滿負(fù)荷能力,這將會(huì)是一個(gè)十分驚人的數(shù)量。
據(jù)分析,我國目前處于建設(shè)鼎旺期,每年建成的房屋面積高達(dá)16億至20億平方米,超過所有發(fā)達(dá)國家年建成建筑面積的總和,而97%以上是高能耗建筑。以如此建設(shè)增速,預(yù)計(jì)到2020年,全國高耗能建筑面積將達(dá)到700億平方米。因此,如果現(xiàn)在不開始注重建筑節(jié)能設(shè)計(jì),將直接加劇能源危機(jī)。
3、我國建筑節(jié)能狀況落后,亟待改善
【關(guān)鍵詞】節(jié)能環(huán)保;汽車新能源;節(jié)能技術(shù);應(yīng)用研究
0.引言
在經(jīng)濟(jì)和科技高速發(fā)展的同時(shí),能源危機(jī)和環(huán)境污染正成為影響人類生存和發(fā)展的重要問題,節(jié)能與環(huán)保正成為21世紀(jì)人類社會(huì)和諧發(fā)展的主題。汽車燃油消耗和廢氣排放,已經(jīng)成為能源危機(jī)和環(huán)境污染的主要誘因,為了人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,急需在汽車工業(yè)中應(yīng)用新能源與節(jié)能技術(shù),以降低能源消耗和環(huán)境污染。研究汽車新能源與節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為汽車發(fā)展的重要方向,汔車動(dòng)力正從汽油向清潔柴油、混合動(dòng)力、燃料電池等方向過渡。本文就當(dāng)前汽車新能源與節(jié)能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行了簡要的探討。
1.汽車節(jié)能技術(shù)
1.1汽車混合動(dòng)力技術(shù)
汽車混合動(dòng)力技術(shù)是當(dāng)前汽車新能源與節(jié)能技術(shù)中發(fā)展較為成熟的一項(xiàng)技術(shù),也是人們較為熟悉的技術(shù)。在汽車混合動(dòng)力技術(shù)方面,豐田作為先行者憑借混合動(dòng)力的環(huán)保理念取得了極好的成級(jí)。目前所采用的汽車混合動(dòng)力技術(shù),有汽油機(jī)與電動(dòng)機(jī)混合、柴油機(jī)與電動(dòng)機(jī)混合兩種。實(shí)際上,混合動(dòng)力技術(shù)主要是應(yīng)用電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)相配合,以獲得加速成和爬坡等工況下所需要的爆發(fā)力,而在汽車高速巡航狀態(tài)時(shí),則減少發(fā)動(dòng)機(jī)出力,從而減少發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗。此外,混合動(dòng)力技術(shù)還有能量回收技術(shù)的應(yīng)用,在汽車制動(dòng)情況下,可以將制動(dòng)所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行轉(zhuǎn)變,提供給電動(dòng)機(jī)作為能量。
通常情況下,混合動(dòng)力汽車可以選擇單獨(dú)使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。從電機(jī)輸出功率在整個(gè)混合動(dòng)力系統(tǒng)功率中所占的比重來看,可分為混合動(dòng)力系統(tǒng)、輕混合動(dòng)力系統(tǒng)、中混合動(dòng)力系統(tǒng)、完全混合動(dòng)力系統(tǒng)。第一種混合動(dòng)力系統(tǒng)所采用的混合動(dòng)力,是在內(nèi)燃機(jī)上增加啟動(dòng)電機(jī)的方是所獲取的,所采用的啟動(dòng)電機(jī)是發(fā)電啟動(dòng)一體式電動(dòng)機(jī),以此為基礎(chǔ)控制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和停止。輕混合動(dòng)力系統(tǒng)則采用集成啟動(dòng)電機(jī),這一第汽車減速成和制動(dòng)時(shí),能夠吸收部分能量,而在汽車行駛過程中發(fā)動(dòng)機(jī)則等速運(yùn)轉(zhuǎn)。中混合動(dòng)力系統(tǒng)采用高電壓電機(jī),當(dāng)汽車在加入或大負(fù)荷狀態(tài)時(shí),電機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)以補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)自身功率的不足。完全混合動(dòng)力系統(tǒng)采用高壓啟動(dòng)電機(jī),其混合程度可達(dá)50%以上,是當(dāng)前混合動(dòng)力技術(shù)發(fā)展的主要方向。
1.2藍(lán)驅(qū)技術(shù)
藍(lán)驅(qū)技術(shù)是在原發(fā)動(dòng)機(jī)和車型基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化,以降低汽車燃油消耗的節(jié)能技術(shù)。相較于普通車型,應(yīng)用藍(lán)驅(qū)技術(shù)的車型調(diào)整了變速箱3擋到5擋的傳動(dòng)比,使汽車在高速成巡航狀態(tài)下能夠更省油。同巔,藍(lán)驅(qū)技術(shù)還從空氣動(dòng)力學(xué)原理出發(fā),對車身設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化,如底盤高度、風(fēng)阻系數(shù)、胎壓、滾動(dòng)阻力等。
1.3汽車壓燃技術(shù)
目前汽車所采用的往復(fù)式內(nèi)燃機(jī),所采用的燃料主要為汽油和柴油,汽油采用火花塞點(diǎn)火,柴油采用活塞壓燃方式點(diǎn)火,點(diǎn)火方式的不同使得紫油機(jī)壓縮比比汽油機(jī)更高,燃油效率相對較高,但汽油機(jī)所采用的火花塞點(diǎn)火方式,使其發(fā)動(dòng)機(jī)工作震動(dòng)小,噪音小。汽車壓燃技術(shù)則是將兩種技術(shù)進(jìn)行融合所產(chǎn)生的新技術(shù),采用汽車壓燃技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī),其技術(shù)結(jié)構(gòu)相較于普通發(fā)動(dòng)機(jī)更為復(fù)雜,其壓縮比更高,燃料能在同一時(shí)間燃燒,從而提高了燃油使用率,同時(shí)由于采用了稀薄的混合氣壓縮點(diǎn)燃,能有直接通過調(diào)節(jié)噴油量來調(diào)節(jié)扭矩而不用節(jié)氣門。此外,由于采用壓燃技術(shù),發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒溫度極低,能有效減少輻射熱傳遞,且燃燒周期短,其燃燒過程更多是化學(xué)反應(yīng),在目前污車節(jié)能技術(shù)中發(fā)展相對成熟。
2.汽車新能源
2.1氫動(dòng)力技術(shù)
氫動(dòng)力目前主要應(yīng)用于寶馬和本田兩個(gè)汽車品牌之中。在寶馬汽車中,應(yīng)用了一套絕熱能力極佳的儲(chǔ)氣系統(tǒng),該系統(tǒng)采用多層復(fù)合金屬材質(zhì),采用3mm中空設(shè)計(jì),可以有效的將槽內(nèi)溫度保持在-250℃,用以儲(chǔ)存氣動(dòng)力技術(shù)所采用氫氣燃料,能有效的將氫氣維持在液態(tài)情況下。雖然這個(gè)儲(chǔ)氣系統(tǒng)體積龐大,但能夠省卻安裝冷卻機(jī)構(gòu)的空間,因此可以不增加體積和生產(chǎn)成本,同時(shí)不用增加機(jī)械結(jié)構(gòu)。不過氫動(dòng)力技術(shù)最初設(shè)計(jì)的目的,并不是純粹氫燃料動(dòng)力,而是采用汽油/氫氣雙燃料,真正使用氫單一燃料的車型在首批產(chǎn)品中僅有5輛。
采用氫氣作為燃料,其燒燒特性同汽油并不相同,在采用汽油/氫氣雙燃料時(shí),很難將燃燒效果最佳化,既便達(dá)到了,在進(jìn)行汽油和氫氣燃料切換時(shí),汽車動(dòng)力也會(huì)產(chǎn)生明顯的落差。為此,在實(shí)際應(yīng)用中,對兩種燃料的動(dòng)力曲線進(jìn)行了限制,使得汽車動(dòng)車受到部分限制,以使乘客感受不到切換時(shí)動(dòng)力上產(chǎn)生的落差。
2.2電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電力驅(qū)動(dòng)是將汽車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)替換為電動(dòng)機(jī),采用電能作為能源,為汽車行駛提供動(dòng)力。這種技術(shù)所采用的燃料清潮,同時(shí)輸出扭矩大,應(yīng)用在汽車中有較好的經(jīng)濟(jì)效益。但是,采用電力驅(qū)動(dòng)技術(shù),其難點(diǎn)在于動(dòng)力充電的問題,以及充電后汽車?yán)m(xù)航能力的問題,雖然目前應(yīng)用電動(dòng)力技術(shù)的汽車已經(jīng)開始量產(chǎn),但這兩個(gè)問題依然沒能得到良好的解決。實(shí)際上,電池技術(shù)是新能源汽車研究的關(guān)鍵性技術(shù)之一,目前主要集中在電池安全性、可靠性、輕量化等方面,需要重點(diǎn)支持驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)、電動(dòng)空調(diào)、電動(dòng)轉(zhuǎn)向、電動(dòng)制動(dòng)等能力。根據(jù)規(guī)劃,我國2015年,純電動(dòng)乘用車、插電式混合動(dòng)力乘用車最高車速成不低于100公里/小時(shí),驅(qū)動(dòng)能力與成本都將進(jìn)一步得到改善。
2.3燃料電池技術(shù)
燃料電池技術(shù),是采用氫氣、甲醇等作為燃料,經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流驅(qū)動(dòng)汽車的一種新能源技術(shù)。燃料電池的能量是由氫氣與氧氣發(fā)生化學(xué)作用所產(chǎn)生的,而不是經(jīng)過燃燒產(chǎn)生的。這一過程是直接將氫氣、甲醇等轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽麄€(gè)過程不會(huì)產(chǎn)生有害物,同時(shí)能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)更高,是一種理想的節(jié)能環(huán)保技術(shù)。但在實(shí)際應(yīng)用中,單個(gè)燃料電池所提供的動(dòng)力極為有限,通常需要結(jié)合成燃料電池組,以獲得足夠的動(dòng)力。目前,燃料電池技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于福特、豐田、通用等汽轉(zhuǎn)公司,具有極高的價(jià)值。
3.結(jié)束語
當(dāng)前全球都面臨著能源問題,主要表現(xiàn)為能源儲(chǔ)量不足、能源利用效率低、現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)污染嚴(yán)重等方向。需要積極研究新能源作為替代,開發(fā)新的節(jié)能技術(shù),從而降低汽車的能源消耗與環(huán)境污染,促進(jìn)人類社會(huì)的持續(xù)發(fā)展。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞:建筑環(huán)境 節(jié)能 變頻空調(diào) 新風(fēng) 冷熱源
1、前言
制冷空調(diào)系統(tǒng)的出現(xiàn)為人們創(chuàng)造了舒適的空調(diào)環(huán)境,但20世紀(jì)70年代的全球能源危機(jī),使制冷空調(diào)系統(tǒng)這一能源消耗大戶面臨嚴(yán)重考驗(yàn),節(jié)能降耗成為空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國建筑能耗約占全國總能能耗的35%,空調(diào)能耗又約占建筑能耗的50%~60%左右。由此可見,暖通空調(diào)能耗占總能耗的比例可高達(dá)22.75%[1-2]。因此,在建筑能耗占整個(gè)能源消耗的比例不斷增加的現(xiàn)狀下,尤其是當(dāng)前世界“能源危機(jī)”日益緊迫的關(guān)頭,空調(diào)建筑節(jié)能特別是建筑中的空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能已成為節(jié)能領(lǐng)域中的一個(gè)重點(diǎn)和熱點(diǎn)。
2、建筑環(huán)境對空調(diào)節(jié)能的影響
首先,空調(diào)負(fù)荷的確定是建立在克服室外環(huán)境影響的基礎(chǔ)上的,室外干球溫度、空氣的相對濕度以及太陽輻射是對空調(diào)負(fù)荷影響較大的氣象因素。設(shè)計(jì)人員在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)階段必須充分考慮這些氣象因素,有效結(jié)合當(dāng)?shù)氐拇髿猸h(huán)流因素和地理因素,使得暖通空調(diào)節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)更加符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)預(yù)期的節(jié)能目標(biāo)。由于空調(diào)建筑周圍良好的植樹和綠化能降低小氣候的溫度,減少建筑物吸收的太陽輻射量,改變環(huán)境的熱、濕平衡,降低建筑空調(diào)負(fù)荷,實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。據(jù)研究,好的綠化在夏季可降低室外向建筑物內(nèi)部傳熱6%~30%[3]。因此,我們盡可能的在建筑周圍進(jìn)行綠化,一方面降低空調(diào)的負(fù)荷,使建筑物周圍可空氣環(huán)境清新舒適,另一方面可配合建筑物的美觀需要,使建筑物達(dá)到既節(jié)能又環(huán)保舒適。
其次,空調(diào)內(nèi)環(huán)境也要盡量能滿足節(jié)能要求。一方面,研究設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注重改善建筑條件和采用適當(dāng)?shù)慕ㄖ胧┮越档涂照{(diào)負(fù)荷,從而降低空調(diào)能耗。建筑設(shè)計(jì)不要片面追求建筑立面效果,而應(yīng)充分考慮建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。另一方面,適當(dāng)增加墻體、屋頂?shù)谋匦阅埽梢詼p少通過這些圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的冷熱負(fù)荷。例如;采用新型節(jié)能墻體——小型混凝土空心砌塊做墻體可有效減輕建筑物的負(fù)荷,其墻體傳熱系數(shù)K=0.54W/m2,比傳統(tǒng)粘土實(shí)心磚墻節(jié)能一倍以上。根據(jù)權(quán)威部門對住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工測試結(jié)果證明,住宅內(nèi)熱量損失有40%~50%是通過門窗損失,所以應(yīng)盡量采用密封性好、保溫節(jié)能的新型塑鋼門窗[4]。
3、暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能
關(guān)鍵詞:光伏發(fā)電技術(shù);必要性;太陽能;新能源;能源危機(jī) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):TM914 文章編號(hào):1009-2374(2016)32-0089-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.044
光伏發(fā)電技術(shù)是一種能夠利用可再生資源實(shí)現(xiàn)發(fā)電的技術(shù)。相比于傳統(tǒng)的燃料能源技術(shù)來說,更能夠減少我國環(huán)境污染,促進(jìn)人與生態(tài)環(huán)境和諧相處。尤其是在市場經(jīng)濟(jì)體制條件下,利用可再生的太陽能還能實(shí)現(xiàn)我國電力行業(yè)的長久發(fā)展,可見光伏發(fā)電技術(shù)對于緩解我國能源危機(jī)具有重要作用。
1 光伏發(fā)電技術(shù)
我國最早的光伏發(fā)電技術(shù)主要是晶體硅光伏發(fā)電,比較常用的晶體硅是單晶硅、多晶硅,后來材料逐漸發(fā)展為薄膜電池。薄膜電池產(chǎn)品包括非晶納米晶、微晶等。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,單晶體太陽能電池的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化率達(dá)到24%,商業(yè)量化生產(chǎn)效率達(dá)到17%。多晶體硅的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化效率達(dá)到20%,而商業(yè)批量生產(chǎn)效率達(dá)到了16%。CdTe太陽能電池的最高效率達(dá)到了16%,商業(yè)化批量生產(chǎn)效率達(dá)到了10%。CIGS薄膜太陽電池的最高生產(chǎn)效率達(dá)到了19%,而商業(yè)化批量生產(chǎn)效率達(dá)到12%。薄膜電池發(fā)電隨雖然具有用量少的特點(diǎn),但是相比于晶體硅其光電轉(zhuǎn)化率下降了一半。之后,隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,光伏發(fā)電技術(shù)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐袁F(xiàn)代光學(xué)技術(shù)為核心的發(fā)電技術(shù),其核心內(nèi)容是聚光技術(shù)。所謂聚光就是指發(fā)電量與光強(qiáng)度成正比例關(guān)系。
另外,現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)要求聚光必須均勻,而最新研發(fā)的光像自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)就是一種能夠?qū)崿F(xiàn)均勻聚光、提高發(fā)電量的新型光學(xué)技術(shù)。我國是光伏發(fā)電量增長最快的國家,也是光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用最廣泛的國家之一。在今后的發(fā)展中,我國將會(huì)由傳統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、城市屋頂發(fā)電系統(tǒng)等,可見我國光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用市場是非常大的。除此之外,我國還出臺(tái)了相關(guān)政策,以支持我國光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。據(jù)調(diào)查顯示,我國到2030年光伏裝機(jī)容量將達(dá)1億千瓦,年發(fā)電量可達(dá)1300億千瓦時(shí)。其發(fā)電量相當(dāng)于30多個(gè)煤電廠的發(fā)電量。
2 發(fā)展光伏發(fā)電技術(shù)的必要性
2.1 保護(hù)環(huán)境
無論火力發(fā)電,還是水力發(fā)電,都需要消耗能源,且容易產(chǎn)生大氣污染廢棄物。而太陽能光伏發(fā)電技術(shù)與其他能源材料最大的不同之處在于在發(fā)電過程中,產(chǎn)生的CO2量很少。眾所周知,CO2是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的根源,這樣通過利用光伏發(fā)電技術(shù)就能夠緩解氣候變化。
據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,自2007年以來,過去幾年是溫度最高的年份;我國南北半球的冰川和積雪正在融合;最嚴(yán)重的全球干旱地區(qū)增多。可見,發(fā)展光伏發(fā)電技術(shù)是非常必要的。我國最早利用光伏發(fā)電技術(shù)是在20世紀(jì)70年代,其用途主要包括人造衛(wèi)星、海盜燈塔等。到20世紀(jì)90年代,光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大,能夠應(yīng)用在手表、計(jì)數(shù)器、交通標(biāo)志等方面,但是仍無法普遍應(yīng)用在民用電器中,到近年來我國大力發(fā)展光伏發(fā)電技術(shù)已卓見成效。最早利用光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)電的是雙湖光伏電站以及麗江光伏電站。作為可再生的太陽能,利用光伏發(fā)電技術(shù)實(shí)現(xiàn)發(fā)電,不僅能夠緩解石油、煤炭等能源危機(jī),還能減少環(huán)境污染廢棄物的產(chǎn)生。據(jù)調(diào)查顯示:一個(gè)中國普通家庭,一個(gè)月大約300度電,這300度電按一年來算,相當(dāng)于要燒1.44噸煤,排放2.85噸的二氧化碳。如果利用光伏發(fā)電技術(shù)降低煤炭的使用量,也就是每個(gè)家庭能夠減少3噸二氧化碳排放量。
2.2 拓寬經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域
光伏發(fā)電技術(shù)促進(jìn)了我國太陽能發(fā)電行業(yè)的發(fā)展,同時(shí)也促進(jìn)其衍生行業(yè)的發(fā)展。通過光伏發(fā)電技術(shù)能夠有效調(diào)整我國發(fā)電行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),并實(shí)現(xiàn)國家資源條件的合理利用,同時(shí)對于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也具有很重要的作用。實(shí)踐證明,我國太陽能光伏發(fā)電行業(yè)還有效拉動(dòng)了其他行業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長,如家庭燈具電源行業(yè)、交通行業(yè)、與汽車配套相關(guān)的太陽能汽車/電動(dòng)車、電池充電設(shè)備、汽車空調(diào)、換氣扇、冷飲箱等。
據(jù)調(diào)查顯示光伏電站項(xiàng)目的開發(fā)和建設(shè),可促進(jìn)地區(qū)相關(guān)產(chǎn)業(yè),如建材、交通運(yùn)輸業(yè)的大力發(fā)展,對擴(kuò)大就業(yè)和發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)將起到顯著作用。例如太陽能光伏發(fā)電技術(shù)促進(jìn)了綠色照明行業(yè)的發(fā)展,其中有關(guān)綠色照明系統(tǒng)的太陽能電池板、蓄電池、節(jié)能燈具等都是主要產(chǎn)品。而且綠色照明系統(tǒng)還被廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)中,如路燈等。可見光伏發(fā)電技術(shù)不僅影響了我國市場經(jīng)濟(jì)體制,還推動(dòng)了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
另外,太陽能光伏發(fā)電技術(shù)還能降低發(fā)電項(xiàng)目投資成本,如目前常規(guī)火電的造價(jià)大約每千瓦5000元,而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的每千瓦造價(jià)約10000元。與此同時(shí),常規(guī)火電的年有效發(fā)電時(shí)間多在6000小時(shí)以上,而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的有效發(fā)電時(shí)間僅2000小時(shí),可見太陽能光伏發(fā)電的效率是非常高的。
2.3 緩解能源危機(jī)
顯然我國太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,為我國使用可再生太陽能提供了可能。尤其是減少了煤礦資源的損耗,不僅保證了我國生態(tài)平衡,還實(shí)現(xiàn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
據(jù)數(shù)據(jù)顯示:一個(gè)裝機(jī)容量為10MWp,首年發(fā)電量為1891.7萬度電的光伏電站,首年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤6621噸,減排CO2為17214噸,整個(gè)光伏電站壽命周期內(nèi)共節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤150567噸,總減排CO2為391473噸。如果我國大面積普及光伏發(fā)電站之后,相信我國煤炭資源使用量將會(huì)大大減少。如果光伏發(fā)電進(jìn)入民用發(fā)電行業(yè),不僅能夠大幅度緩解我國資源短缺問題,還能夠?qū)崿F(xiàn)生態(tài)平衡。如某發(fā)電站的光伏發(fā)電項(xiàng)目主要是在上層鋪設(shè)光伏發(fā)電面板用于太陽能發(fā)電、下層鋪設(shè)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的新型光伏系統(tǒng)工程。實(shí)踐證明:2016年上半年,已發(fā)電1408.25萬千瓦時(shí),節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤5600噸,有效減少了煤炭資源的使用量,而且提高了發(fā)電站的效率,更重要的上下層的綜合利用,減少了資源浪費(fèi)。
3 我國光伏發(fā)電技術(shù)的未來發(fā)展趨勢
太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的優(yōu)越性使其逐漸成為能源使用的重要途徑。而光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展不僅使太陽能代替了傳統(tǒng)能源,還使太陽能逐漸成為能源消耗的主體。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,截至2030年,可再生能源的消耗將會(huì)占到能源消耗比例的30%,截至2040年,將會(huì)上升到50%。到21世紀(jì)末,可再生能源消耗會(huì)成為主要的能源消耗方式。可見太陽能光伏發(fā)電技術(shù)對于我國可再生能源的發(fā)展具有很重要的作用,同時(shí)從中也看出了光伏發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新的重要性。
另外,我國也將會(huì)大力推動(dòng)太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,加快我國經(jīng)濟(jì)增長,并減輕我國能源危機(jī)問題。據(jù)《可再生能源中期發(fā)展規(guī)劃》指出,截至2020年,我國的太陽能發(fā)電量會(huì)達(dá)到60億千瓦。簡單地說,太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)將會(huì)成為我國主流行業(yè)。
4 結(jié)語
綜上所述,光伏發(fā)電是一種能夠?qū)崿F(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展的新型發(fā)電技術(shù)。在資源短缺和環(huán)境問題日益嚴(yán)重的當(dāng)下,大力發(fā)展光伏發(fā)電技術(shù)是十分重要的。因而,國家以及企業(yè)應(yīng)該通力配合,開拓太陽能光伏發(fā)電市場,創(chuàng)新光伏發(fā)電技術(shù),從而促進(jìn)我國電力行業(yè)的發(fā)展,并進(jìn)一步推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
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