新能源技术范文1
改革开放30年来，我国经济持续高速增长，成就举世瞩目，能源消费也随之增长。能源行业的一系列改革，使能源供应能力大幅提高。进入21世纪以来，能源供应紧跟需求拉动，出现超高速增长，我国很快成为全球第一大能源消费国。
如果我国的能源需求保持近几年平均8.9%的增速，则2020年我国能源消耗将达79亿吨标煤，占目前世界能源消耗总量的一半；即使能持续实现每五年GDP单耗下降20%，但继续保持9%的年经济增长，2020年我国能耗也将占目前世界能耗的三成。显然，未来我国经济增长将受到能源资源的严重制约。因此，应当从现在以粗放的供给满足增长过快需求的模式，逐步转变为以科学的供给满足合理需求的模式，并在此新模式下，实现可持续的供需平衡，以支撑科学发展。
十提出，2020年我国GDP和人均收入要比2010年翻一番。从人均GDP 5000美元到1万美元的阶段， 各个发达国家都走过，研究各个国家在这个历史阶段的能源消耗，人均能耗的增长率，增长最多的美国也仅为12%，日本基本上没增长，而我国即使完成了“十二五”能源总量控制目标，到2015年能源消耗量也将达到41亿吨标准煤，增长率高达26%。我国当前的这个发展阶段，能源消耗还要增长，我们也可以接受适当的增长，但是不能增长过快。
发展替代能源
2050年前是我国能源体系的转型期，从粗放、低效、污染、欠安全的能源体系逐步转变成为节约、高效、洁净、多元、安全的现代化能源体系，能源的结构、“颜色”、质量都将发生革命性的变化。
2050年后，我们将拥有中国特色的能源新体系，进入绿色、低碳能源发展阶段。在能源结构中，洁净能源将占一半以上，并呈继续增加势头，为下半个世纪的发展打下坚实基础。
今后的20年，是我国能源体系转型过程中最困难的时期，其间，要花大力气形成节能提效机制、实现新型能源的突破、化石能源的洁净生产和利用、实现污染排放和温室气体排放的控制。今后几年，特别是“十二五”期间，是我国能源转型攻坚任务能否完成的关键期，也是全面转向科学发展轨道的机遇期。“十二五”期间，经济转型应实现重大调整，能源消费增长结构将有显著变化，节能、提效、减排取得新的明显成效，逐步实现能源供需模式的转变。为支撑经济社会的科学发展，必须对化石能源消费提出必要的总量控制目标，统筹发展的速度、产业结构和消费模式。
未来几十年，煤炭依然是我国的主要能源。
在煤炭方面，学界提出了一个科学产能的概念。煤炭的科学产能是指在持续发展的储量条件下，在环境和生态能够承受的条件下，生产人员安全的情况下，资源的最大限度高效采出的能力，也就是指在安全、高效、洁净、环境友好的条件下生产煤炭的能力。现在我国煤炭每年产能达30亿吨，只有不到一半符合科学产能的标准，因此我们不得不容忍一定的非科学产能。转型就是要提高科学产能的比例，降低非科学产能的比例，一部分通过技改和投入使其达到科学产能的标准，对于地质条件、技术等限制根本无法实现科学产能标准的，应逐步予以淘汰。
我国的第二大能源是石油。目前我国石油年产量是2亿吨，而消耗达到4.5亿吨，对外依存度达到56%。一定程度的对外进口是必须的，但是进口来的石油被浪费，那就太可惜了。如何减少浪费，非常关键。我们国内汽油浪费是非常严重的，仅仅交通拥堵这一问题导致每年我国浪费的汽油量就相当惊人。减少石油的浪费，应该研究如何改进提高车辆的效率，降低公里数的油耗，包括提倡轻型车，减少摩擦损失，提高运行效率。
我们国内企业还缺乏提高车辆使用效率这个概念，汽车企业还在推概念、看产量，甚至攀比豪华车阶段，美国和日本比我们富有，他们人均GDP是我们的10倍多，但是他们都在发展小排量车、轻型动力车。在车辆的材料、结构上进行深入研究。石油行业的转型升级，应该研究如何减少浪费，提高利用率。
天然气是洁净的化石能源，天然气现在在我国能源消耗的占比只有3%。天然气及现在炒得很热的页岩气、非常规天然气，这些都是未来的发展方向，在能源消耗中所占比例要不断提高。
未来我国能源使用主要依靠天然气、核能、可再生能源，通过这三类替代能源，可以逐渐实现对传统能源的替代。但是要看到，这三类替代能源不是有一个另外两个就不要了，而是三个共同协作来替代高碳能源。天然气大力发展，可再生能源也要全力突破，风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋也要一并发展。
技术突破是重点
传统能源主要涉及一个转型升级问题，而新能源则主要面对的是技术突破。
一种新能源要能够得到广泛的应用需要满足两个条件，即技术可行性和经济可行性。不仅要突破技术，还要进行经济性的突破，要做到在技术上可行、经济上划算，有竞争力。在新能源技术方面，世界各国基本处于同一起跑线，谁都没有取得大的突破。理论和实验研究在世界主要国家走向成熟，而经济瓶颈则是普遍面临的问题。谁能率先突破，就能引领这个产业的未来，就能占领新能源这个战略制高点。
新能源过去一年面临一些问题，比如光伏的“双反”，这是逼着我们转型，必须面向国内市场。很多企业不能满产，因为产业两头在外，原材料成本太高，解决这些问题，必须依靠技术进步，通过技术升级，降低成本实现新能源平价上网。新能源发展开始依靠补贴，但是必须走向市场化才有竞争力，这是一个技术进步的过程。现在风能发展快一些，但也存在并网困难等问题，这有赖于技术进步和管理进步来解决。
在发展新能源方面，国家应该重视对新材料、新技术、新工艺、新概念的基础研究，要给予企业支持， 鼓励政、产、学、研结合，立足于自主创新，重视国际合作。
除了可再生能源外，核能在中国也是不能放弃的。
核能的发展首先要保证安全。目前核电在我国电力供应总量中的比例大约是1%多一点，由于核能运行效率比太阳能和风能更高，预计它还有很大的发展空间。我国核能发展的技术路线很明确，但是需要重视全产业链的发展，比如金属铀原料、核燃料的循环，核电站的建立、核废料的处理等上下游行业。如果把超过10%叫做能源多元结构的开始，往后非化石能源的比例会越来越大，可再生能源、核能、天然气在能源中的占比逐步增加，温室气体、污染物的排放等环境问题才能够从根源上逐步解决。
中国能源转型升级的方向就是科学、绿色、低碳。科学就是在科学发展观的统领下，在技术进步的基础上，要把供需模式改变为科学供给满足合理需求；绿色指的是环保洁净，降低有毒有害气体的排放；低碳指的是降低二氧化碳等温室气体的排放。
新能源技术范文2
1.太阳能住宅
想象一下不用交电费的生活,太阳能或许能将此变为现实。太阳能发电系统利用光电池将光能转化为电能,而太阳能热水器则利用聚光面板来对水加热。太阳能清洁并且可再生,但这些系统的前期投入也相当可观。
2.太阳能发电场
太阳能发电场有两种运作方式:太阳热能电场也称作聚光太阳能系统,是利用镜子将阳光聚集起来,对水加热并利用水蒸汽推动发电机运转;而光电太阳能电池则是直接将光能转化为电能。
3.风力发电场
现在,美国是世界上最大的风能发电国,总量达18000兆瓦,足以满足540万户中等美国家庭的用电需求。美国能源部预测,到2030年,美国电力的1/5将来自风能。风能在丹麦的能源供应中也占到20%。
4.核能
尽管原子的原子核极其微小,但维持原子核稳定的能量却极其巨大。核能开发就是驾驭这种能量使之安全地提供电能。目前美国有大约100座正在运行中的核电站,供应着全国约1/5的电力。核电站在提供巨大能量的同时不会排放空气污染物,但其产生的放射性核废料在很长的时间(甚至长达数十万年)里仍具有潜在的危险性。
5.地热能
巨大的热能埋藏在地球的表面下面,火山喷发便是其威力的体现。地热能可以用来发电、为建筑物供暖、加热道路。目前全世界的地热发电总量约8000兆瓦,其中美国占了2800兆瓦。地热能非常洁净,储量丰富,且全天24小时都能获得。
6.水流和波浪能
这种流体动力学装置就如水下的风力发电机。来自河流、海流、潮汐以及人工水道如运河等的水流能推动涡轮机运转产生电能,其原理与风力发电厂相似。流体运动能是可再生能源,也不会产生污染气体或温室气体。但目前流体动力能利用技术还落后太阳能和风能技术15年,阻碍水流产生的环境影响也尚待研究。
7.电动车
完全使用电能的汽车效能大约是汽油动力车的4倍,油气混合动力车的两倍。电动车不会排放尾气,维护成本也低,但最大的挑战在于其蓄电池组:如何降低电池成本、改进电池的持久性,并保证车辆能在各种条件下安全地行驶,比如,保证蓄电池组在低温时仍能使用、避免电池在过热时着火等。
8.氢动力车
氢燃料电池利用氢与氧的反应产生电流推动电动车运行,而排气管排放的尾气只有一种成分:水。氢动力车的效能约是汽油动力汽车的两倍。虽然氢燃料电池排出的只有水,但目前大规模生产氢的方法仍然是从自然界中的甲烷气体提取,过程中同样产生了大量的二氧化碳。
9.住宅风能发电
与风力发电场相比,小型风力发电系统使用相对小巧的涡轮机便可满足单个家庭的需要。据美国风能协会描述,一个典型的住宅风能系统的发电量为1～10千瓦,旋转翼直径为10～25英尺(3～8米),风车塔高度为80英尺(24米)。一个400瓦的涡轮机加46英寸(117厘米)直径的旋转翼提供的电能即可满足泵水、照明或使用电器的需要。
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【关键词】新能源 储电技术 应用
对于大多数的可再生能源如太阳能、风能、潮汐能等，其发电具有不均匀性和不可控性，输出的电能会随时发生变化。受到外界的光照、温度、风力等的影响时，微电源相应输出的能量就会发生变化，为了提高大电网运行的安全性和稳定性，需要在分布式发电设备中配置储能装置，由此就需要研究储能技术在微电网中的应用，来确保系统的安全稳定。那么，当这些能源转化为相应的电能后，应该利用怎样的储能技术来进行更好的储存能量。新能源的利用越好对今后的的人类的发展越有利，可以使我们可是我们可持续健康的发展。
1 新能源储电技术的简述
目前储能主要分以下四大类型：第一，机械储能；第二，电磁储能；第三，化学储能；第四，相变储能。
电能储存技术有着三大主要的类别，即物理储能、化学储能和电磁储能三个技术类别。物理储能技术中含有有抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能技术，也是一种间接储存能量的办法，但是其对于环境的要求较高，虽成本低廉，但也很难进行广泛应用。化学储能包括超导储能、超级电容储能、高密度电容储能，电化学储能，以电池为主，有铅酸、镍氢、锂离子、液留。化学储能与电磁储能因为布置相对方便，所有具有较大应用前景，目前比较多的是铅酸，沥青也有一部分，以前的电动汽车里用的比较多，现在电力系统中有推广价值的是全钒液流，发展比较快的是锂离子电池，主要是电动汽车的拉动作用[1]。
我国相比于储热技术，近年来更多的发展方向是风力发电和太阳能电池板的储电技术。这是由于储电技术对于市场的应用具有较大的前景，新能源发展与电动汽车行业都对储电技术的要求较高。而对于风力发电和太阳能电池板的开发利用来积累相应的经验。此外储电项目的投资较光热电站相比低廉很多，而且还可获得项目方的批准[2]。
2 储能在新能源发电中的典型应用模式
电池储能系统的组成，大概有四部分：储能本体，常说的单体电池，一般要加电池管理系统，可以大大提高电池成组以后的运行寿命，通过控制装置，把直流电变成交流电，最高层还有储能监控系统。电池储能系统的集成，以长寿命大容量电池单体为基础，高效管理技术为依托的标准电池模块，标准化可扩展的储能并网模块设计，大规模储能电站系统集成，满足不同应用场合的需求，经过这几年的发展，主要走模块化和标准化技术路线，兼容性非常好。
电池储能系统的典型应用，目前，在低压400伏以下主要是按功率等级接入低压400伏电网，按照2-4小时进行配置。接入方式，通过并网开关柜直接接入400V低压电网，通过生涯变单元接入10kV或35kV电压等级，功率等于在200kW-1MW，时间是2-4小时。
3 储电技术在新能源发电中的应用
储电技术已经成为电力系统中从发电到最后的广大用户的使用过程中非常重要的一部分，为维持电力需求储能技术在新能源领域有以下方面的应用：
（1）储能在新能源发电中的作用，平滑波动，跟踪计划，调峰填谷。
（2）储能在新能源发电中的系统优化设计，主要是两种方式：分布式和集中式。新能源发电应用中储能系统的选型分析，一般主要从以下几方面考虑：一是技术需求；二是生命周期内的效率和成本，采用净现值计算方法，钠硫电池储能系统在减少风电预测与实际出力之差应用场合的成本/效益分析。新能源发电应用中储能系统的容量配置优化，用于平滑风电场输出功率波动的储能系统容量配置优化算法。
（3）新能源发电--储能联合运行控制技术，跟踪计划出力，储能跟踪计划口头策略是实时补偿风光储联合发电实际功率与发电计划建的差值，根据当前的电池功率与电池剩余容量反馈值，确定储能系统的最大工作能力，并向调度端上发当前允许使用容量。系统调频。
（4）微电网中应用。第一，储能在微电网中的作用，并网运行时候，系统正常运行时，储能系统、光伏发电、风力发电并网运行，储能提供的作用主要是平滑风电和光伏的波动。孤岛运行系统储能系统具备黑启动功能，为微电网提供电压和频率支撑，PCS是关键设备，提供低压型控制方式。混合模式，既可以并网运行，也可以离网运行。第二，混合储能在微电网中的应用技术，目前，储能主要分功率型和能量型，功率型主要特点是循环寿命比较长，可以大功率充放电，能量型的循环寿命相对来讲比较小，主要是小功率放电，通过两种不同方式的混合可以大大延长储能循环寿命，可以提高整个储能系统的经济效能。第三，含储能的微电网运行控制技术，对含有按储能单元的微电网整体控制策略为主从控制策略。
4 结语
在当今人们环境保护意识的不断增强，对于新能源的开发利用也投入了更多的关注度，新能源的发展不但找到了解决常规能源危机的新方向，也对今后环境的改善有着极大的益处。对于新能源的开发与利用过程所存在的问题，经过多方面的研究与探讨，虽对于新能源开发中遇到了诸多的困难，对于其中的电力储能新技术的开发与应用提出了新的困难，但今后通过技术的革新对现有发展的瓶颈也会有所突破。
参考文献：
[1]李建林，田立亭，来小康.能源互联网背景下的电力储能技术展望[J].电力系统自动化，2015，12（23）：15-25.
[2]邓维，刘方明，金海，等.云计算数据中心的新能源应用：研究现状与趋势[J].计算机学报，2013，03（03）：582-598.
新能源技术范文4
【关键词】：新能源发电技术；现状；最新进展
1、导言
在我国现代化建设当中，积极发展新能源建设，优化产业结构，这是为了实现可持续发展实行的重大举措，这会促进经济和社会双重的可持续发展，但是在新能源发展的过程当中也出现了一系列的问题，因此我们在面对问题的时候应当给予重视，采取相关措施有效解决，促进新能源发电更好的发展，才能给我们带来良好的生态环境，给社会创造更多的福利。
2、新能源发电面临的形势
2.1能源供给难以满足对于能源的需求
中国当前还处于发展中国家，人均能源需求量比较小。但是随着中国人民生活水平不断提高，工业化发展不断加快，能源需求势必会快速增加。所以积极研发新能源发电，节约和代替部分化石能源，对于优化中国的能源供给结构，转变经济发展形式、保护生态环境以及可持续发展有着重要的帮助作用。
2.2产业发展有待加强
由于我国新能源发电的发展，产业基础环节较为薄弱，主要存在以下几个方面：评估工作稍微滞后，因此遇到的一些问题已经不是原有的记载的问题了，因此国家需要根据气象不及时了解当地的动态，及时给予回应，这样才能够保证新能源发电的持续顺畅的发展。我国对新能源发电提出的标准也较为不全面和滞后，这就无形中影响了新能源发电的发展，而且目前，我国新能源发电的技术水平和发达国家相比，还比较落后，存在一定的差距，因此在这些方面，需要我们多加学习国外的先进技术，更好的运用到我国新能源发电当中去。
2.3生态环境问题比较严重
当前，中国发电主要以使用煤炭为主，这种能源消费结构对于生态环境造成了很大的压力。所以，导致当前能源环境问题非常严重。一方面，煤炭燃烧产生了大量的二氧化硫，引发了酸雨，严重影响了人们的正常生活；另一方面，煤炭燃烧产生出大量的二氧化碳，引发全球变暖。所以，积极研发新能源，走绿色可持续发展的道路成为了中国电力工业发展的必然选择。也只有这样，才能够保证人与生态的共同可持续发展。
3、新能源发电技术的最新进展及相关措施分析
3.1科学利用开发风能发电
再利用风能发电的时候，应该保证风能的多元化利用。首先，可以建设几个大级别的风电基地，用于利用风能发电。然后，充分利用内陆分散风能资源。对于内陆的丘陵和河谷等风能资源充足的地方，应该根据实地情况建设风电项目，这样能够使电网接入条件好的优势充分发挥，电力的负荷相对来说也比较近。条件允许的地方，还可以利用海上风能发电。在对海上风能进行有效的考察和评价之后，建立示范基地，采用先进的技术和设备构建海上风电建设平台。利用风能发电，能够有效提高风电水平，促进风电产业的发展。
3.2太阳能发电技术
目前世界储备量最多的自然资源就属太阳能了，当电力、煤炭、石油等资源存储量耗尽时，太阳能发电将成为解决能源危机的最佳方法。在地球外层空间建立太阳能发电基地是太阳能技术的基本构想，产生的电能将通过微波传输到地面上太阳能接受装置里。然后在经过相应的处理把太阳能从液态变为气态，用于汽轮发电机发电。其中太阳能发电形式包括：光伏发电和光热发电：光伏发电光伏技术随着科学技术的发展而不断得到更新，这不仅提升了电能产生的效率，同时各种能源的转化运用也得到了加快。由于光伏发电领域在国内起步比较早，所以经过长期的研究发展在太阳能电池组件的生产能力等方面取得了诸多成就，对于缓解国内能源危机提供了很有效的方式。太阳能电池把太阳能转变成电能的部件主要运用了光伏效应。太阳光的光子在电池里激发出点子空穴对，电子和空穴则会移动到了电池的两端，如果外部存在通路就会有电流的出现，最终生成电能；光热发电技术是指将自然界中所有的光能聚集在一起，然后结合聚光器汇集太阳能。由于受技术的限制，国家在研究光热发电方面进展迟缓，对光热发电能源尽管进行了全力研究但还是没有取得很突出的成绩。
3.3因地制宜开发生物质能发电
在中国许多农村地区，秸秆等资源比较丰富，锁着在这些地区可以利用秸秆燃烧进行发电。在一些林区，可以在结合林业生态建设的基础上，实行林业生物质直燃的方式进行发电。在甘蔗种植地区，可以利用蔗渣进行直燃发电。在一些人口密度比较大，土地资源比较紧张的地区，可以发展利用垃圾焚烧进行发电，既解决了发电问题，同时又解决了垃圾处理问题。在一些拥有大型养殖项目的地区，可以利用建立牲畜废弃物沼气池建设，利用沼气进行发电。既改善其周围地区环境，又能够实现新能源发电。总而言之，各个地区可以充分利用其丰富的生物质能来进行发电，实现经济环保发电，有效解决传统能源发电问题
3.4加快电网建设，提高电力系统对于新能源的消纳能力
为了避免因为新能源的大规模接入导致的电量输送和消纳的问题，应该加强建设大型的新能源基地输送通道，搭建起坚实的高压电网，使资源的配置范围大大拓展。同时，应该采取有效的措施来解决风电等新能源使用带来的调峰问题。研究出新型有效的储能技术对于提高电力系统对于新能源的消纳能力有着重要的帮助作用。使新能源出力的波动变得更加平稳，最大限度地提高电力系统的稳定性，保证新能源提供的电能质量。同时，很好地保证了新能源发电的经济性，可以促进中国新能源又好又快地发展。
结论
总之，我国是人口众多的发展中国家，所以对能源的吸取量巨大，如何开发新能源电力技术是摆在人们面前很现实而又迫切解决的一项重要任务。随着能源发电技术的不断发展，技术的不断成熟，开发新能源电力技术成为了我国电力建设不可缺少的一部分。
参考文献：
[1]赵异波，何湘宁，周永忠.新能源发电技术的最新进展[J].电工技术杂志，2012，02：1-4.
[2]李兰珍.新能源发电技术的最新进展[A]..山东电机工程学会第十一届优秀学术论文集[J].：，2008：3.
新能源技术范文5
论文摘要：氢能是21世纪解决化石能源危机和缓解环境污染问题的绿色能源。实现氢能的利用，氢的储运是目前要解决的关键问题。文章综述了氢气制备技术和储备技术的最新研究进展，并探讨了制氢与储氢技术的关键问题。最后对进一步的研究进展进行展望，提出了可供研究的课题方向。
0 引言
资源减少、能源短缺、环境污染日益严重。为了我国 经济 可持续 发展 的战略国策，寻找洁净的新能源和可再生能源来替代化石能源已经迫在眉睫。氢能以其热值高、无污染、来源丰富等优点，越来越受到人们的重视，被称为21世纪的理想能源。是人类能够从 自然 界获取的、储量非常丰富而且高效的含能体能源。
作为能源，氢能具有无可比拟的潜在开发价值：氢是自然界最普遍存在的元素，它主要以化合物的形态储存于水中，而水是地球上最广泛的物质；除核燃料外，氢的发热值在所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高；氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快；氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁。氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，现在的内燃机稍加改装即可使用。所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，在能源 工业 中氢是极好的传热载体。所以，研究利用氢能已成为国内外学者研究的热点[1、2、3、4]。
1国内外氢能发展状况
2003年11月19-21日在美国首都华盛顿欧米尼·西海姆大酒店举行“国际氢能经济合作伙伴组织”[the international partnership for the hydrogen economy( iphe)]成立大会，共有澳大利亚、巴西、加拿大、 中国 、法国、德国、冰岛、印度、意大利、日本、韩国、俄罗斯、英国、美国和欧盟的政府代表团及工商业界代表数百人出席会议。iphe是一种新的氢能国际合作关系，这种合作将支持未来的氢能和电动汽车技术，建设一个安全、有效和经济的世界范围的氢能生产、储存、运输、分配和使用设施的大系统。氢能作为解决当前人类所面临困境的新能源而成为各国大力研究的对象。
氢能广泛应用的关键，在于研制出成本低的制氢技术。目前，氢能利用技术开发已在世界主要发达国家和发展中国家启动，并取得不同程度的成果。美国已研制成功世界上第一辆以氢为燃料的汽车，可将60%-80%的氢能转换成动能，其能量转换率比普通内燃机高一倍。1989年，美国太平洋能源公司发明了能大量生产廉价氢燃料的新技术。可用于水分解的一种化学催化剂。用这种方法分解出来的氢成本很低，因而成为世界上最便宜的燃料[1－3，6]。
欧盟(eu)也加紧对氢能的开发利用。在2002-2006年欧盟第6个框架研究计划中，对氢能和燃料电池研究的投资为2,500万-3,000万欧元，比上一个框架计划提高了1倍。北欧国家2005年成立了“北欧能源研究机构”，通过生物制氢系统分析，提高生物生产氢能力。2005年7月，德国宝马( bmw)汽车公司推出了一款新型氢燃料汽车，充分利用了氢不会造成空气污染和可产生强大动力的两大优点。该车时速最高可达226 km/h，行驶极限可达400 km/h。日本研究氢能比较早，目前燃料电池是日本氢能的主要发展方向。日本政府为促进氢能实用化和普及，进一步完善了汽车燃料供给制，全国各地建造了不少“加氢站”，现在已有近百辆燃料电池车已经取得牌照上路，计划到2030年将发展到1500万辆[1－6]。
对我国来说，能源建设战略是国民经济发展之重点战略，我国化石能源探明可采储量中煤炭、石油、天然气分别占世界储量的11.6% ，2.6% ，0.9%。人均煤炭为世界平均值的1/ 2，石油仅为1/ 10左右，我国人口众多，人均资源严重不足。因此，寻找新的洁净能源对我国的可持续发展具有特别重要的意义。
2 储氢技术发展状况 2. 1 氢气的制备技术进展 2.1.1 目前制氢的主要方法
现代 工业能制取的方法很多。如表1所示。
表1 获取氢气的方法
( table.1 methods of acquire hydrogen)
序号
方法
举例
1
轻金属与酸碱反应
2na+2h 2 o—2naoh +h 2
2al+2naoh+2h 2 o—2naalo 2 +3h 2
2
天然气分解制氢
ch 4 +h 2 o—co+3h 2
3
水煤气法制氢
h 2 o+c—co+h 2
4
电解水制氢
阴极:2k++2h 2 o+2e - —2k+2oh - +h 2
阳极:2oh - —h 2 o+0.5o 2 +2e -
5
热化学循环分解水法
纯水的分解温度要高达4000℃以上,热化学循环分解水制氢就是在降低这一温度的条件下促使水分解,生产氢气和氧气。
但是没有真正可以规模生产，实现现实社会生产力的方法。代替常规能源的制氢工艺并不成熟，也没有很好的成功实例。当代工业的制氢方法主要有以下三种：(1) 从含烃的化石燃料中制氢。这是过去以及现在采用最多的方法。用蒸汽和煤作原料的基本反应过程为：
c + h2o co+ h2 （1）
用蒸汽和天然气为原料的基本反应过程：
ch4 + h2o co+ 3h2 （2）
上述反应均为吸热反应，反应过程中所需的热量可以从煤或天然气的部分燃烧中获得，也可利用外部热源[5]。现在氢的制取大都是以天然气为原料，但是天然气和煤炭都是宝贵的燃料和化工原料，其储量有限，用它们来制氢显然摆脱不了人们对常规能源的依赖和对自然环境的破坏。
（2）电解水制氢。这种方法是基于如下的可逆反应：
2h2o 2h2+ o2 （3）
分解水所需要的能量由外加电能提供。为了提高制氢效率，电解通常在高压下进行，采用的压力多为3-5mpa。目前电解效率约为50%-70%[5]。由于电解水的效率不高目前需消耗大量的电能，因此利用常规能源生产电能来大规模的电解水制氢显然也是不合算的。
(3) 热化学制氢。这种方法是通过外加高温使水起化学分解反应来获取氢气。到目前为止虽有多种热化学制氢方法，但总效率都不高，仅为20%-50%，而且还有许多工艺问题需要解决。依靠这种方法来大规模制氢还有待进一步研究。
2.1.2 生物制氢
(1) 微生物制氢。利用微生物在常温常压下进行酶催化反应可制得氢气。近年来，已查明在常温常压下以含氢元素物质包括植物淀粉、纤维素、糖等有机物和水进行生物酶催化反应来制得氢气的微生物可分为5类：异养型厌氧菌、固氮菌、光合厌氧细菌、蓝细胞和真核藻类。其中蓝细胞和真核藻类产氢所利用的氢源是水；异养型厌氧菌、固氮菌、光合厌氧细菌所利用的氢源是有机物。按氢能转化的能量来源来分，异养型厌氧菌，固氮菌依靠分解有机物产生atp来产氢；而真核藻类、蓝细胞、光合厌氧细菌则能通光合作用将太能转化为氢能[6]。近年来发现有30种化能异养菌可以发酵糖类、醇类、有机酸等产生氢气，其中有些细菌产氢气能力较强，发酵1g的葡萄糖可以产生约0.5l的氢气，葡萄糖总利用率达65%以上；而天然产氢的光合细菌据报道也有十几种之多，其中也有些细菌产氢气能力较强。
日本北里大学研究人员以各种生活垃圾，如剩菜肉骨等经处理后作为生产氢的原料，借助3种微生物[6]，丁酸梭菌(clostridium butyricum)、产气肠杆菌(enterobacter aerogenes)和麦芽糖假丝酵母(candida maltose)在36oc混和发酵废弃有机物48小时，平均产氢量为15,145 ml。这3种菌有协同产氢效应，即产气肠杆菌起主导作用，而另2种菌起协同作用，使代谢产物不易积累，为彼此创造生存环境。由此可见，选择混和菌制氢，利用其互补性，创造互为有利的生态条件，是一条可取的微生物制氢途径。但是，对产氢细胞，不论是游离细胞或是固定化细胞，发酵生产氢所需的复杂的生态条件因素不可忽视。
（2） 光合细菌利用有机废水和活性污泥制氢。2000年1月，我国以厌氧活性污泥和有机质废水为生产原料的有机废水发酵法生物制氢技术在哈尔滨工业大学通过中试研究验证，该项研究在国内外首创并实现了中试规模连续非固定化菌种长期持续生物制氢技术，并实现了中试规模连续流长期持续产氢[8]。是生物制氢领域的一项重大突破，其成果国际领先。该技术突破了生物制氢技术必须采用纯菌种和固定技术的局限，开创了利用非固定化菌种生产氢气的新途径。试验表明，在一个容积为50 m3的容器中，含糖或植物纤维的废水发酵后，每天能产生280 m3左右的氢气，纯度达99%以上，产氢能力大大加强，氢气产率比国外同类的实验研究水平高10倍，生产成本约为目前采用的电解水法制氢成本的1/2。这一开创性成果利用淀粉厂，食品厂等含高碳水化合物的工厂废水发酵制氢，具有广阔的应用前景和较好的环境效益、经济效益和社会效益。
在国外，采用活力强的产气夹膜杆菌，在容积为10l的发酵器中，经8h发酵作用后，产氢气约45 l，最大产氢气速度为18-23 l/h；泰国的watan-abed在曼谷分离的rhodobacter sphaeroides b6以乳酸为底物，1g干菌体产氢能力62.5ml /h，转化率达68. 8 %。 [7－9]。
（3）生物质制氢。生物质包括高等植物，农作物及秸秆，藻类及水生植物等。利用生物质制氢是指用某种化学或物理方式把生物质转化成氢气的过程。降低生物制氢成本的有效方法是应用廉价的原料，常用的有富含有机物的有机废水，城市垃圾等。利用生物质制氢同样能够大大降低生产成本，而且能够改善自然界的物质循环，很好地保护生态环境[9]。
通过陆地和海洋中的光合作用每年地球上所产生物量中约含3×1021 j的能量，是全世界人类每年消耗量的10倍。就纤维素类生物质而言，我国 农村 可供利用的农作物秸秆达5亿至6亿吨。相当于2亿多吨标准煤。林产加工废料约为300多万吨。此外还有1万吨左右的甘蔗渣。这些生物质资源中，有16%-38%是作为垃圾处理的，其余部分的利用也多处于低级水平，如造成环境污染的随意焚烧、采用热效率仅约为1%的直接燃烧方法等。
开发生物质制氢技术将是解决上述问题的一条很好途径，生物质制氢包括两种方法：
= 1 \* gb3 ①生物转化制氢法：以秸秆为例，秸秆主要由纤维素，半纤维素和木质素通过复杂的方式连接形成，这3种物质的基本成分都是小分子糖类。但由于天然纤维素的结晶结构十分复杂，难以降解，因而很难被微生物所利用。发酵方式采用压力脉动固态发酵法，能够充分利用原料且大大降低废水排放量，在环境保护方面具有极大的优势，为生物质制氢技术开辟了新途径。
= 2 \* gb3 ②生物质气化法：将生物质通过热化学转化方式转化为高品位的气体燃气或合成气，产品气主要是h2 、co、少量co2、水和烃。相对来说，生物质气化技术已比较完善，但存在着制取成本高，气体净化难，副产物多污染环境等缺点，还有待工艺的进一步改进。
从国内外生物制氢技术的研究现状看，虽然利用生物产氢目前尚处于研究探索或小规模试产阶段，离大规模工业化生产尚有不小距离。但是，有关这方面的研究进展，展现了利用生物生产清洁燃料氢气的广阔前景。在探索利用生物生产氢气的道路上，需要不断寻找产氢气能力高的各种微生物，深入研究生物产氢的原理和条件，完成天然菌种的人工训化，在此基础上，设计出相应的大规模生产装置系统，推进生物制氢工业化革命的到来[7－9]。
2. 2 氢气的储备技术进展 2.2.1 金属及其氧化物系列储氢材料
储氢技术是氢能利用走向实用化、规模化的关键。金属储氢材料通常由一种吸氢元素或与氢有很强亲和力的元素和另一种吸氢量小或根本不吸氢的元素共同组成。
镁系合金有很高的储氢密度，但放氢温度高，吸放氢速度慢，因此研究镁系合金在储氢过程中的关键问题，可能是解决氢能规模储运的重要途径。因此对金属mg表面催化改性引起了研究者的兴趣。近年来，有人利用射频喷溅方法制备了pd包覆的纳米结构的多层mg薄膜，并对储氢性质进行了研究。结果显示，在100oc, 0.1m pa氢气压力条件下，氢的吸附量约为5wt% ，薄膜在100oc真空的条件下释放出全部的氢。2006年，au[14]报道了四氢呋喃处理的镁的氢化-脱氢性质，并且考察了样品的电力能态、晶格结构和微观形貌。研究表明四氢呋喃处理的镁在100oc, 3.5m pa条件下吸附了6.3w t%的氢，同时四氢吠喃的处理改善了镁吸附-脱附氢的动力学，在623 k具有较理想的反应速率[5,11,12]。
fe3o4与fe的可逆氧化还原是储氢和放氢的反应模板。氢以金属铁的形式储存起来，然后与h2o反应释放，具体过程如方程式所示[15] fe3o4 + 4h2 3 fe + 4h2o (4)
3 fe + 4h2o fe3o4 + h2 (5)
通常的四氧化三铁粉末由于较低的表面积，在低于400oc时不能有效地与h2或h2o发生氧化还原反应。 wang[15]等人研究了钢铁公司的含铁烟气灰尘feox，实验证明改进的feox通过氧化还原反应可以化学储氢并能直接为pefc提供纯氢。feo x的改进是通过浸渍法将cr，al， zn， mo，mo-al， mo-ti， mo-zn， mo-cr，mo-ni，mo-cu等离子作为添加剂加入，在提高h2的产生速率和氧化还原循环稳定性方面，mo是最有效的元素，它以2feo.moo2合成物的形式存在。
2.2.2 氢配位-化学氢化物储氢材料
libh4由于具有非常高的储氢量，成为储氢体系最有吸引力的候选材料，理论上通过反应（6）可以脱附13. 5 wt%的氢。
libh4 shape \* mergeformat lih + b + 3/2h2 （6）
由于libh4脱附氢的焓变约为-70 kj/mol，实际应用过于稳定。不能有效、可逆吸附-脱附氢。因此，改变libh4的热力学稳定性，降低脱氢温度（低于100 0c)成为目前研究的焦点。2006年，有报道用libh4 +0.2mgcl2+0. 1ticl3材料作为稳定剂来降低脱氢温度，改善吸附-脱附的可逆性很有效，在60oc脱附5 w t%的氢。目前在60oc和70 bar条件下可以吸附4.5 w t％的氢 [16]。
四方晶体结构的naalh4，是另一种有前途的储氢材料。naalh4的储氢量约为5 . 6 w t% , naalh4的脱氢过程是根据下面的化学反应(7)、 (8)进行的：
3naalh4 naalh6 + 2al + 3h2 （7）
na3alh6 3nah + al + 3/2h2 （8）
2.2.3 碳系列储氢材料
对碳系列储氢材料的研究是近些年兴起的一个热门课题。大家知道，由于碳的多孔结构和碳原子对气体分子的特殊吸引作用，碳对几乎所有的气体都存在或大或小的吸附作用。所以把它作为一种储氢材料来研究也就是 自然 而然的事。目前对碳系列储氢材料的研究主要是集中在石墨、活性碳、纳米碳管和纳米碳纤维等方面，纳米碳管和纳米碳纤维之所以成为一种热门的储氢材料，一是它们的储氢量大，一般也达到10wt%，有的甚至达到60wt%以上。但此前曾有 科学 工作者对此进行检验，却以失败告终，然其储氢量比储氢合金高却是不争的事实。
近年来，纳米碳在储氢方面已表现出优异的性能，清华大学碳纳米材料研究小组发现一种经处理后表现出显著储氢性能的碳纳米管，它有望作为新的清洁能源成为氢能电池的制造材料。该研究小组的科技人员对定向碳纳米管的电化学储氢特性进行了系统研究，发现这种碳纳米管具有许多全新的力学、电学、热学和光学性能，尤其是将它混以铜粉后表现出的很高的储氢性能。他们将碳纳米管制成电极，进行随流充放电电化学实验，结果表明，混铜粉定向多壁碳纳米管电极的储氢量是石墨电极的10倍，是非定向电极的13倍，比电容量高达1,625mah/s，对应储氢量为5.7%(质量分数)，具有优异的电化学储氢性能。已经接近美国能源部对车用储氢技术制定的标准对储氢材料的重量和储氢密度的要求[11、12]。
目前用于储氢研究的无机材料有10种以上，除了以上介绍的，还有金属硫化物储氢材料储、金属-c-h体系、金属-n-h体系储氢材料、碳基储氢材料和氨基硼烷、氮化硼纳米管、碳化硅纳米管等。在研究过程中，纳米技术、掺杂催化技术以及氧化还原理论的应用，使材料的储氢研究得到了长足 发展 ，缩短了与应用要求的距离。从目前的研究结果来看，对于无机储氢材料，多组分材料的储氢研究是较好的研究方向，因为很难找到一种物质既有较大的储氢量(大于6 w t% )，在低温（低于100℃)下又有较好的动力学性质，同时还兼具能够反复吸氢-脱氢的循环稳定性。因此对照世界能源署或美国能源部的标准，进一步开发多组分复合材料，同时研究该材料的热力学性质及其与氢气的分了反应动力学，对拓展储氢的理论研究和实际应用具有重要意义[12—16]。
3 结 语
国际能源界预测，21世纪人类社会将告别化石能源，进入氢能 经济 时代。纵观世界能源发展战略，专家们认为，氢将在2050年前取代石油而成为主要能源，人类将进入完全的氢经济社会。
当前我国经济持续高速增长，能源需求量持续上涨，能源战略储备严重低下，国际石油市场的波动已经对我国经济社会发展产生明显影响，由此而产生的矛盾已经成为遏制我国长期健康可持续发展的战略瓶颈。率先全面启动氢经济是我国取得长期战略优势的关键。因此，集中优势力量发展清洁高效的氢能源也许是我国抢先进入氢经济，摆脱百年来科技和战略落后，走可持续健康发展的最佳切入点。
节能减排，保护环境是人类实现可持续发展的迫切要求，而清洁能源的开发及利用，是一种切实可行的道路，以氢能经济为主的 工业 经济模式将在可期的未来，给人类生活带来巨大变革。氢能研究的舞台是广阔的，研究开发氢能将大有作为。.
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新能源技术范文6
关键词：人才培养体系；技术技能人才；新能源
基金项目：全国教育信息技术研究“十二五”规划课题：基于微课的高职电子技术教学策略研究与实践，项目编号：156232675。
G712；U471-4
自2012年已来，我国高职职业教育的培养目标经历了从由技能人才培B体系向技术技能人才培养体系的转变，注重发展型、复合型和创新型的技术技能人才培养，把技术型人才和技能型人才培养提到了更高层次。人才培养体系是专业人才培养的顶层设计，是人才培养过程实施的基础和依据。结合技术技能型人才培养需求及以就业为导向的人才培养模式，本文以新能源光伏发电应用技术专业课程体系设计为案例，分析人才培养体系中课程体系结构、课程质量、分层培养、素质与创新等内容在人才培养体系设计上的改革。
一、技术技能型人才培养体系要求
在人才培养过程要体现技术技能型人才培养，人才培养体系的设计必须注重学生的素质培养和可持续发展，同时通过明确岗位、细化培养规格，融入各种特色培养模式改革方案。对于技术技能型人才培养体系要求如下。
（1）在技术技能人才培养模式改革过程中，要关注“专业成长”、“纵横衔接”、“素养提升”三个目标，保障学生可持续发展；落实“大类培养”、“方向培养”、“协同培养”三个阶段，促进学生人人成才；实施“技能竞赛”、“跨界复合”、“升学创业”三条路径，促进学生个性发展。据此进行课程、教材、教学方法、师资等方面的配置，以保障培养目标的达成。
（2）细化专业培养规格，从职业素养、能力结构和知识结构等三个方面进行阐述，充分体现技术技能型人才培养要求。
（3）明确人才培养的岗位定位，落实分方向、分层次培养模式，优化教学方式，扩大小班化教学，推广分层教学或特长生教学，增加选修课程，不断提高课堂人才培养质量。
（4）加强实践动手能力培养，体现多阶段、综合性实训教学安排，强化“学中做、做中学、探中学”教学环节。
（5）做好相关内容的整合，将实训内容（课程）融入课程教学之中。
（6）合理设计课程体系，推进“工作室”课程教学模式，把企业典型案例引入课堂。
二、技术技能型人才培养体系设计原则
（1）课程体系整体优化的原则： 在人才培养体系设计上，要根据岗位职业能力和专业教学标准的要求，构建课程体系，制订课程标准。加强课程重组和整合的力度，规范课程名称，整体优化课程体系。强调课程教学设计，并开展项目教学、情景教学、案例教学、模拟教学等富有专业与课程特点的教学改革，重点培养学生的职业精神、职业技能，完善学生的知识体系与能力结构，实现教学质量的全面提升。
（2）“学中做、做中学、探中学”相结合的原则：在人才培养体系设计上，体现工学结合的人才培养模式改革，把生产性实训、专业社会实践、基于课程的综合实践项目、毕业综合实践、顶岗实习课程内容贯穿专业人才培养始终。紧密结合高职教育课程改革理念，充分体现“学中做、做中学、探中学”的教学理念，优化教学手段、改进教学方法、创设教学环境。
（3）产学研相结合的原则：产学研是高职技术技能型专门人才培养的基本途径，因此，在人才培养体系设计上要体现行业企业、社会力量参与人才培养工作，推动区域校企深度融合，实现双赢局面。各专业要结合区域经济社会发展的实际情况，在市场调研的基础上，由行业企业专家共同参与制订，使专业人才培养定位与能力要求接轨岗位实际需求与标准。
（4）因材施教的原则：在厘清技能型、技术型两个层次、推进开展多个方向的基础上，将创新（特长）型、复合型等人才培养纳入人才培养计划体系之中，探索多形式创新创业试点班，完善多途径合作协同育人。坚持因材施教，坚持以学生为中心，坚持共性培养与个性发展相结合，尽可能为学生创造良好的学习环境，给学生以更多的选择机会，促进学生个性发展。
三、课程质量建设
人才培养体系设计的核心是课程体系设计，课程质量关系到整个人才培养的质量。所以在人才培养体系设计上，必须重视课程质量的设计与要求。
（1）课程类别
通过企业调研，分析岗位技术技能要求，通过岗位分析与梳理，构建起基于技术技能型人才培养的课程体系。课程类别分为通识课程（包含思政、专业特色通识课）、专业课程（专业基础课程、专业核心课程、专业拓展课程）和综合实践课程三类。综合实践课程分为专业社会实践、校内（课程）综合实训、毕业综合实践、顶岗实习。
（2）优化课程体系
课程体系的构建应基于产业链中岗位的差异化分析，找准人才培养的核心岗位，进而分析从事本岗位工作所需要的核心能力，最后确定核心课程。邀请行业企业专家共同进行课程体系构建，形成体现核心能力的课程体系。课程教学融入职业道德、诚信品质、敬业精神、责任意识、交流沟通能力、团队合作能力、创新创业意识等职业素养、职业精神与关键能力的教育与培养。减少合班教学，增加小班化教学比例，减少必修课，增加选修课，提升小班化学时、选修课学分等比例，提高教学质量，全面提高学生的核心竞争力，提升专业内涵建设。
（3）强化实践教学
完善专业（方向）实践教学体系，完善实践教学标准；突出实践技能素质培养，增加实践教学比重；落实实践教学各项管理制度，加强实践教学的指导和管理，深化实践教学方法改革，着力培养学生的创新精神和实践能力。强化课内实训、基于课程的综合实践项目及独立综合实训（专业社会实践、毕业综合实践、顶岗实习），构建以职业能力培养为核心的实践教学体系。
（4）切实推进“双证书制”
推行“课证融合”和“双证融通”，把学历考试与职业证书资格考试标准对接，丰富“双证书制”内涵建设。
（5）推进课程综合改革
打通专业类下相近专业的基础课程，开设跨专业的交叉课程，推进跨学院、跨专业交叉培养技术技能人才的新机制。建立专业基础课程按专业大类统筹设置；大类专业要求体现分方向、分层次的相近模块课程选修，完善核心课程标准制定；专业拓展课程可以设置体现协同培养、创新创业人才培养的选修模块课程。通识课程实施分录取生源、分专业类别选择开设课程，大类专业逐步推行分层次教学。各专业合理设置创新创业学分，建立创新创业学分积累与转换制度，相关创新创业内容等情况可折算为学分或认定为课堂学习。
四、素质提升与创新创业教育活动设计
实施学生职业素养提升工程，探索创新创业活动途径，设置素质与创新创业学分，其中包括新生始业教育、思想政治理论课社会实践、体育与健康、心理健康教育实践、“学苑讲坛、教授讲坛”等系列讲座学分。各素质与创新课程、活动安排如下。
（1）新生始业教育：安排在第一学期开学初进行，由二级学院制定新生始业教育内容，指导学生进行学业规划。
（2）思想政治理论课社会实践：安排在第二学期暑期进行，由社科部根据专业素质要求制定实践教学计划并组织实施，考核合格者获学分。
（3）体育与健康：以学生体质健康测试为考核手段，通过体质健康测试者获得学分。
（4）心理健康教育实践：安排在第2～3（二年制）或2～5（三年制）学期进行，由二级学院根据学情具体安排活动内容，要求学生至少参加12（二年制）或18（三年制）学时的心理健康主题实践活动，获得学分。
（5）“学苑讲坛、教授讲坛”等系列讲座：安排在1～4学期进行，学生至少参加规定场讲座活动，获得学分。
（6）其他学分为创新创业学分：由专业或专业群的职业素养提升要求设置。学生可以通过在线自主学习、社团活动与实践、创新实验、、获得专利、自主创业等活动，获得相应学分。
五、新能源光伏发电应用技术专业人才培养体系设计
光伏发电应用技术专业课程体系具体课程如下图1所示。
（1）在落实“大类培养”、“方向培养”、“协同培养”三个阶段的实施过程中，专业共开设3个方向，分别为新能源电子技术方向、光伏发电系统集成方向、光伏电站运行与维护方向。
（2）课程体系由通识课程（思想政治课、文化基础课、体育与健康、创业与心理、公共选修课）、专业课程（基础课、核心课、拓展课）、独立设置的综合实践课程和素质与创新创业教育活动课程模块组成。
（3）在“技能竞赛”、“跨界复合”、“升学创业”三条路径，促进学生个性发展的实施过程中，结合各方向特点开设了“竞赛创业核心课程1”、“竞赛创业核心课程2”和“专升本课程”，为了促进学生的学习的积极性，用相应学分替代原有专业课程学分。
（4）在推进“工作室”课程教学模式过程中，合理设计课程体系，把企业实际生产案例引入课堂。例如在“光伏发电系统集成方向”的第二学年下学期和第三学年上学期，通过核心课程《离网光系统开发与设计》、《并网光伏系统开发与设计》把对应的拓展课程《电子线路制图与制板》、《电子测量技术》、《光伏控制器分析与制作》和《智能微电网技术》、《光伏电站建设与维护》进行对接，便于大项目课堂引入，利于“工作室”课程教学模式的实施。
六、总结
基于技术技能人才培养的课程体系建设，要关注学生的可持续发展性，把“专业成长”、“纵横衔接”、“素养提升”等内涵建设作槿瞬排嘌目标；关注学生人人成才问题，实施“大类培养”、“方向培养”、“协同培养”的人才培养模式；促进学生个性发展，搭建“技能竞赛”、“跨界复合”、“升学创业”等途径。
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