探讨能源与动力工程节能领域的进展研究

探讨能源与动力工程节能领域的进展研究

聂文强

天津蓝巢电力检修有限公司  天津市  300180

摘要：随着科学技术的飞速发展，对能源的需求越来越大。经济发展为科技进步提供物质支持。科技为经济发展提供新兴产业和技术支撑.开发新能源、减少对化石能源的依赖、提高能源效率是各国密切关注的话题。本文论述了能源与电力工程相关的技术、节能技术。关键词：能源与动力工程；节能技术；新能源发展

1、我国传统能源的分类及应用现状

        1.1煤炭

       煤炭资源是我国重要的不可再生能源之一，主要分布在山西、河北、内蒙古等地。原煤产量的逐步增加说明我们的开采技术和生产能力在不断提高。近十年来,我国在开采技术和技术方面取得了长足进步，大大提高了我国的煤炭开采能力。经过多年的发展，煤炭工业的技术水平有了很大的提高。从人工、爆破、普采、综采到现在，正朝着自动化、智能化方向快速发展。这就是科学技术的飞速发展。但煤炭资源总量有限，在开发过程中会产生固体废弃物煤矸石。因为没有地方可放，就会产生自燃，自燃后的有毒气体会对自然环境造成非常严重的破坏。对于此类问题，有关部门应采取有针对性的措施。比如煤矸石回注，既能解决开采沉陷问题，又能处理废弃物[1]。

        1.2石油

        全球石油消费作为工业血液的不可再生资源之一，随着人口的增长而不断增加。从储量和资源角度估计，全世界可用的石油数量庞大，自第一次报告以来一直在增加。尽管自20世纪70年代以来新发现的大油田数量一直在减少，但事实确实如此。非常规石油储量巨大。天然气和煤炭资源丰富，可转化为柴油和电能，替代石油资源作为运输燃料。而且，由于汽车燃油经济性的不断提高，长期以来油耗率大大降低[2]。

        1.3天然气

        天然气是仅次于石油和煤炭的第三大能源。由于燃烧的产物是二氧化碳和水所以在实际意义上它们是清洁能源。天然气和石油不同。由于不能储存，只能按产量销售。如果说石油产量是由油田本身的生产能力决定的，那就是它能生产多少。因此，天然气的生产是以实际需求为基础的。天然气的主要成分是甲烷，在常温常压下不能液化。也就是说，在室温下，没有足够大的容器来装天然气。天然气生产的难点在于产量难以适应实际需求的变化。在缺乏这种缓冲的情况下，实际需求的变化也使天然气勘探更加困难。因此，迫切需要解决天然气的储存问题。由于交通便利和清洁燃烧，天然气的使用正在迅速增长，预计到2030年，天然气将取代煤炭成为第二大能源[3]。   

2、新能源的研究及发展现状

        2.1水能

        地球上有大量的水资源，但可称为水资源的却极其稀少。水能是指河流、溪流、波浪、潮汐所蕴含的巨大动能和势能。它是自然界赋予的一种可再生、清洁、廉价的能源。我们也称之为水能。水电需要修建一系列的水工建筑物和水电站，将落差的水流集中形成水库，控制和引导水流通过水轮机，将水流转化为旋转机械能，进而带动发电机旋转发电，再由配电网和变电站设备升压后送入电力系统向用户供电[4]。

2.2太阳能

        在众多能源中，太阳能是最重要的一种。太阳是地球和整个太阳系取之不尽、用之不竭的核心能源系统。太阳能绝对清洁，不会产生污染物。是一种理想的清洁能源。随着化石燃料的日益减少，太阳能已经成为人类能源利用的重要组成部分。太阳能是一种新型的可再生能源。目前，将太阳能转化为电能的方法有两种。太阳能是最清洁的能源之一，其排放量接近于零。太阳能在发电过程中不会产生废弃物和噪声，因此开发利用太阳能具有十分重要的意义。近年来，我国不断加强城市公共环境设施和太阳能的开发利用。从城市设计角度看太阳能与城市公共环境设施相结合，既提高了城市整体环境的美感，又降低了成本。更重要的是，它既展示了城市的艺术魅力又有效地保护了城市环境。

        2.3风能

        风能利用的历史可以追溯到公元前。中国是世界上最早使用风能的国家之一。公元前几个世纪，中国人就开始利用风力进行生产和生活。埃及尼罗河上的帆船和中国的木制帆船已有两三千年的历史。由此可见，帆船在当时的内河航行中得到了广泛的应用。风能是一种储量巨大的可再生清洁能源。但其能量密度低且不稳定，强度不断变化。这种不稳定性使其更难使用。近年来，风能已成为全球能源中不可缺少的一部分。但要充分发挥风力发电的潜力，还需要更多的创新。

  3、能源与动力工程节能开发中新能源的使用

        3.1海洋能源的利用

        海洋能表现出独特的优势，主要表现在几个方面：第一，海洋总水体量具大，因此海洋能资源储量也同样巨大；第二，海洋能表现出良好可再生特征，具有“取之不尽”的能源储量；第三，海洋能源属于清洁型能源类型，一旦开发海洋能源，本身不会对环境产生负面影响。截至目前，世界范围内针对海洋能源的利用范围不断扩大。从世界动力会议提供的资料显示，进入2020年，世界上潮汐发电量将可以超过3000亿KW。中国浙江省已经建造的江夏潮汐电站，总容量能够达到3000KW。除了利用潮汐发电，波浪发电所蕴藏的潜力也同样巨大。有专家认为，地球上波浪所产生的电能超过90万亿度。利用波浪发电，目前主要被应用在灯塔照明以及海上导航浮标照明方面[5]。

        3.2氢能

        氢是存在于宇宙中的一种特殊物质，化合态是其在地球上的主要表现形式，是一种极为优越的二次使用能源。氢燃烧后的热量是汽油的3倍，且燃烧后的产物是水，不会对大气造成污染，氢气又是由水制成，是取之不尽用之不竭的资源，氢能具有非常高的使用价值。当前，相关人员已经加强了对氢燃料电池的研究，氢能可能成为世界上最具有使用价值的二次能源[6]。

        3.3石油资源的节能

        石油资源在当前的社会中价值显著，是重要的战略能源资源，而且其是一种不可再生的化石能源资源，所以做好石油资源的节能具有必要性。从现阶段的分析来看，人们对石油资源的需求在持续提升，但是石油资源总量在不断地减少，这样的现状促使我们必须要开展石油资源的保护性利用。和煤炭资源不同，石油本身属于清洁类能源，所以在具体的利用中，我们能够积极地寻求相应的替代性资源，比如乙醇、甲醇等。这两种石油资源替代品相比较石油来讲丰富性显著，而且利用废旧的秸秆等能够进行提炼，符合我国可持续发展的思想理念。当然，石油资源的节能不仅仅要开发替代品，更要加深对石油资源的利用深化研究，这样，石油资源当中的可利用成分充分地发挥自身的价值，石油整体的能源效果表现得会更加突出。

        3.4太阳能资源的开发

太阳能资源技术开发属于能源与动力工程技术领域之中的又一重要组成部分。也属于当前阶段应用性最广的清洁、可再生能源。现如今，中国作为太阳能电池重要的生产国，主要利用的是太阳能光伏技术。相对于先进国家，我国在此项技术研发与组件方面仍有落后。2006年之后，我国针对太阳能光伏发电系统实现了技术推广，并进一步颁布《可再生能源法》。一方面对太阳能光伏发电从法律上给与支持，另一方面，也在实际生产生活当中对此项技术进行推广。我国高校中路灯照明技术主要使用的就是太阳能资源。建筑行业之中逐步建立了建筑采暖AHP模式，这些都是对太阳能资源加以利用的典型案例。中国的太阳能利用技术研究，仍然发展空间，而太阳能作为重要的可再生清洁能源，更加表现出巨大开发空间。

4、结束语：

        综上所述，随着科学技术的不断发展，人们对能源的需求越来越高，能源压力也越来越大。节能技术在能源和电力工程中已成为一个热门的研究课题。为了解决传统能源逐渐枯竭的问题，节能措施逐渐提上日程。此外，新能源的广泛使用使得不可再生能源的损失大大减少，这也是一个非常乐观的发展。

参考文献：

[1]李昱睿.能源与动力工程节能技术研究[J]. 中国市场, 2019, (24):111-112.

[2]玉荣,王苏琛. 能源与动力工程的节能技术研究[J]. 科学咨询, 2019, (10):28.

[3]郭传槟.节能技术在能源与动力工程中的应用研究[J].南方农机，2018，49（23）：245+252.

[4]仝永娟，贺铸，谢梦茜.能源与动力工程实验室建设与节能创新型人才的培养探析[J].科教导刊（上旬刊），2017（03）：44-45.

[5]程军轶，高靖添，于灏.关于能源与动力工程的节能技术分析[J].信息记录材料，2018，19（09）：34-35.

[6]何家琛.能源与动力工程在电力行业节能减排中的应用研究[J].中国设备工程，2018（09）：200-201.

[7]王海涛，胡宁.建筑类高校能源与动力工程专业办学方向——安徽建筑大学的探索与实践[J].巢湖学院学报，2017，19（03）：161-164.