发布时间：2023-03-07 15:06:15
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的发电技术研究论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
（正文）一、全球趋势：公众移动保持增长宽带无线热点不断
当今，全球无线通信产业的两个突出特点体现在：一是公众移动通信保持增长态势，一些国家和地区增势强劲，但存在发展不均衡的现象；二是宽带无线通信技术热点不断，研究和应用十分活跃。
资料显示，在全球电信市场普遍低调的背景下，移动通信依然保持了较好的增长态势。统计显示，2003年全球移动用户数增长率在17％以上，总计达到13.54亿户。在市场值方面，全球移动业务市场在2003年已达到4680亿欧元，比上年增长了11.3％以上。
尽管全球移动市场在增长，但这种增长也呈现出很大的不均衡性。从用户数来看，在北美、欧洲等发达国家和地区，由于移动用户普及率已经很高，因此新增用户数日益减少；而在亚洲、非洲等地区，特别是像中国这样的发展中国家，移动用户数增长迅猛。从用户创造的价值来看，欧美发达国家的ARPU值远远超过了新兴的发展中国家。从数据新业务市场的增长来看，韩国、日本呈现爆发态势，已成为全球移动通信发展的新热点。
目前，我国的移动通信市场呈现持续快速增长的局面，截至4月底，移动用户总数达到2.96亿，用户普及率达到20.9％。考虑闲置的充值卡和一人双机的情况，我国移动通信由于用户普及率相对还比较低，仍有相当巨大和持久的增长空间。但我国的移动通信领域已进入了全面竞争的时代，GSM、CDMA乃至小灵通等网络激烈争夺用户，这已导致了资费下降，用户ARPU值下降的情况。目前我国的GPRS、CDMA1X等2.5G数据业务发展态势不错，并已逐步培育了用户群。而3G还处在技术试验阶段，政府依然保持谨慎态度。
除传统的公众移动通信外，全球的宽带无线接入领域近期研究和应用十分活跃，热点不断出现，给无线通信业界带来了清新的空气。这包括宽带固定无线接入技术、WLAN技术、WiMAX技术、UWB技术等等，呈现百花齐放的局面。这些技术的出现和发展，给整个无线通信产业注入了勃勃生机。
二、热点解析：五大技术引领应用模式各展所长
前文对全球无线通信领域的发展情况作了概要性介绍，以下将重点就当前无线通信领域的焦点问题和热点技术展开较深入的介绍和分析。主要包括3G、3.5GHzMMDS、WLAN、WiMax、UWB等五大热点。
1.举世瞩目的3G
今天，第三代移动通信3G格外引人瞩目，成为无线通信产业的最大热点。
首先，从技术角度来看，3G主流技术已经基本成熟。cdma2000由于技术本身的平滑演进特性，进入3G的障碍不大。WCDMA以前受版本不断更新的影响，阻碍了商用进程，但目前主体标准已经定型，具备了规模商用的基础。TD－SCDMA技术要相对滞后一些。
总的说来，当前的3G技术已经能够支持规模化的商用网络部署。
其次，目前欧美等运营商已经进入了3G网络部署阶段。3G网络的商用部署正在全球一步步地铺展开来。截至2004年3月底，就WCDMA而言，全球已经发放了120份牌照，签署了91份商业部署合同，目前已有二十多家网络投入商用，预计到2004年年底总数将超过40家。目前两家韩国运营商STK和KTF在使用cdma20001xEV－DO，日本KDDI也开始了EV－DO网络的商用，而Verizon也即将参与该制式下3G网络的部署。
应该说，2004年已经进入了全球3G的商用部署年。
第三，部分运营商的3G用户数量开始呈现快速增长的局面。最早推出3G商用业务的NTTDoCoMo近期宣布，在距离突破200万用户仅仅两个月的时间内，他们的3G用户总数就增长至300万大关。5月中下旬，和记黄埔表示，在过去两个月中，3G用户数出现了快速增加，目前在全球范围内已经达到了173万。截至2004年1月1日，全球使用cdma2000（包括CDMA1X）系列和WCDMA标准制式的3G用户数已经达到了7300万。
从全球来看，3G商用在部分地区已取得了初步成功。
第四，我国3G处在黎明的前夕。我国对3G一直采取积极稳健的态度，目前，我国正在进行第二阶段的网络技术试验，或称外场测试。自今年3月起，开始启动WCDMA、cdma2000和TD－SCDMA的测试工作，由6大运营商分别在北京、上海、广州三地进行。测试的重点包括：3G网络覆盖、容量等性能试验；不同3G技术之间、3G和2G技术之间的干扰、共存；各种3G业务及业务兼容性试验；3G终端和系统之间互操作试验；3G和2G之间的互操作试验。
预计此阶段试验将在今年10月份完成，试验将对我国对3G的决策工作起到重要的参考作用。由于此次试验由运营商参与，且属于网络试验。因此，预计若此次试验结果令人满意的话，我国的3G牌照发放工作有可能顺势展开。
趋势分析3G一波三折，曾经有一段时间，人们对3G的前途失去了信心，并在今天留下了心理阴影。对3G问题，我国应如何把握呢？笔者认为，目前，3G已处在商用的爆发阶段，由于3G技术和产品的成熟，3G的商用已不容置疑地摆在了我们面前。欧美等国运营商加紧部署3G网络以及日韩等国3G用户的快速增长，表明3G已经成为全球移动通信领域新的成长点，我国需要当机立断，尽快开展3G牌照的发放工作和商用部署工作。这样才不至于坐失机遇，在本来领先的移动网络建设中落后。同时，3G也为国内的电信制造商提供了绝佳的机遇，这也是我国移动通信产业的一次发展良机。
应该说，目前3G还存在一些问题，主要表现在市场还处在启蒙阶段，杀手级的业务还没有呈现，终端还不够多。在我国，政府将考虑对市场竞争度的把握，涉及3G网络发放几张牌照的问题，同时，还将考虑设备国产化问题。这些问题已经属于次要矛盾，目前最重要的是要选择恰当时机尽快推动3G网络平台的建设，这才是解决以上矛盾的关键环节和引导环节。
这主要是因为我国3G网络建设不同于西方发达国家，我国移动话音用户市场还有很大的成长空间，这就能够避免出现因为发展初期新应用新业务不足无法支撑网络生存的状况。同时，我国有迫切需要进入移动市场的“新”运营商，中国电信和中国网通如果被允许经营移动通信业务，其网络建设必然会选择3G，这从中远期的网络成本上要远远低于2G技术。此外，尽快发放3G牌照，对解决现有的小灵通（PHS）的矛盾，也有重要的战略意义。目前，日本都已经弃PHS而转攻3G，其目的十分明显，即要纠正自己早期大上带有强烈本土化特征的PHS导致失去移动领域国际领先地位的失误，重新用全球性的先进技术武装自己的移动通信产业，实现在该领域的战略性崛起。如果我国反其道而行之，将是不明智的，这关键还是政府的决策引导问题，而不能抱怨运营商。总之，3G不是一蹴而就的，如果迟迟不进行网络的建设，其他的矛盾将继续积聚，难以得到根本性的解决。
2.3.5GHz宽带固定无线接入的推广应用
3.5GHz宽带固定无线接入技术MMDS，是工作于3.5GHz无线频段上的中宽带无线接入技术。今年4月份，第三批3.5GHz宽带固定无线接入频率评选（招标）工作在我国进行，使MMDS技术在我国的应用进一步扩大，这也使3.5GHz固定无线接入技术成为今年业界的热点之一。
在此次评选（招标）工作中，中国电信、中国网通、中国移动、中国联通、中国铁通五大运营商分别获得河北、山西、内蒙古等27个省（区）的3.5GHz频段2×30MHz频率使用权，并将获准经营相应电信业务。加上此前的两次3.5GHz频率使用权分配，我国3.5GHz频段已在绝大部分地区分配完毕。这表明，我国的3.5GHz宽带固定无线接入进入了规模商用。
前一段时间，无线电管理局副局长刘岩率领由无线电管理局、电信管理局、电信研究院共同组成的调研组，对第二批3.5GHz中标企业的工作情况进行了调研。通过调研发现，在第二批中标的9家企业中有7家建设开通了网络，这7家企业在一半以上的中标城市建设了自己的网络。目前运营商倾向于提供的业务包括：语音接入业务（本地和IP电话），数据专线业务，Internet接入业务等。调研中还发现，如果将3.5GHz网络作为单一网络来经营，盈利困难比较大，特别是对于大型企业。调研中，运营企业对进一步获得3.5GHz频率资源表现出了很大热情。
趋势分析宽带固定无线接入技术因为其高带宽、建设速度快、接入方式灵活等特点，受到了业界的关注。但这项技术也有其局限性，比如高频段26GHz的LMDS技术受天气影响较大，而3.5GHzMMDS技术在我国又受到了带宽不足等因素的限制。因此，对于宽带固定无线接入技术，我们应该回归理性的认识。它具有自身的优势，但也有其固有的缺陷，因此在应用中要实事求是。
就目前重点推广的3.5GHz技术来看，运营商的经营经验表明，若单独把MMDS技术作为一个独立网络来运作，由于其技术、用户规模和频率带宽的限制，较难实现盈利。因此，我们应该进一步放宽眼光，把它推广至更大的应用领域。比如可以考虑像现在某些运营商所采用的，将之作为移动基站的回路。
对于3.5GHzMMDS技术，我们一方面要积极推动其综合业务的应用，比如数据增值业务的开发和经营。同时也要从全局的角度考虑，使之成为移动通信网络的有效补充手段。这样才能充分发挥3.5GHz频段的效率。未来，随着3G技术的商用，3.5GHz将有望成为移动网络重要的接入补充手段，并对3G网络的搭建起到支撑作用。
3.沸沸扬扬的WLAN标准之争
无线局域网技术WLAN（Wi－Fi），其技术标准为802.11，可实现十几兆至几十兆的无线接入。我国目前发展的主要是802.11b标准的WLAN网络，支持11Mbps的无线接入。作为近年来的一项新技术，WLAN在欧美等国快速发展，在我国近两年也得到了几大运营商的追捧。而自去年开始的WAPI标准之争，吸引了全球的关注目光。
2003年5月12日，由中国宽带无线IP标准工作组负责起草的无线局域网两项国家标准（即WAPI标准），由国家信息产业部报送国家标准化管理委员会正式颁布。2003年12月1日，国家认证认可监督管理委员会2003年第113号公告，宣布对无线局域网产品实施强制性产品认证，要求所有产品都要加载我国拥有自主知识产权的安全保密协议WAPI，从2004年6月1日起，不符合WAPI标准的无线局域网产品不得出厂、进口、销售或者在其他经营活动中使用。但2004年4月22日，国务院副总理吴仪表示中国已经同意美方提出的要求，不在2004年6月1日最后期限到来之时强制实施WAPI标准。2004年4月29日，国家质检总局、认监委、国标委联合了2004年第44号公告。公告强调：WAPI标准实施时间只是推迟，并没有取消，也没有取消标准的强制性属性。
笔者认为，之所以出现WAPI标准之争，除了国家出于自身信息安全的考虑外，我国无线通信设备厂商希望成长壮大，占领新兴技术市场的渴望也是重要因素。但该标准的无限期推迟，也暴露出一些问题。那就是，我国的无线技术的核心能力，与国际水平相比还有一定差距，还难以撼动国际主流的技术集团。同时，我国通信技术标准的制订策略，还存在封闭性的问题，这也是其受到国际社会普遍攻击的重要原因。当然，WAPI标准的推迟执行，也是出于更大的国家利益的考虑。
趋势分析WAPI标准之争，表明WLAN技术在全球的重要战略地位。其战略意义不只在于网络的部署、用户的发展、业务的经营范畴，更在于其对IT通信产品领域的巨大拉动力量，特别是对计算机芯片的突出贡献。因此，我国应该积极推进WLAN核心技术的研究工作，这不仅涉及通信产业，而且涉及IT领域的巨大利益。
抛开WAPI标准之争，我们如何把握WLAN技术的发展趋势呢？应该说，WLAN在我国目前的工作，陷入了低潮阶段。这主要是受制于WLAN技术自身的限制，比如其漫游性、安全性、如何计费等等，还没有得到妥善的解决。另外，高端商业用户的不足，使网络建设的投资收益比较低，因此也影响了运营商的积极性。未来，随着技术的进一步成熟，WLAN技术将在特定的区域和范围，特别是热点区域和高速信息接入领域，发挥对移动通信网络的重要补充作用。3G网络商用后，WLAN将成为弥补3G固定区域高速覆盖的不足。总体来看，WLAN具有很强的生命力，但其在运营领域的发展速度估计会低于过去的预期。
4.宽带无线技术新宠WiMAX
有资料显示，“WiMAX”已经成为近期互联网上搜索量最大的通信关键词，该项技术以其远覆盖和高带宽特性，成为无线业界的新宠。
WiMAX全称为WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess，即全球微波接入互操作系统，其技术标准为IEEE802.16。WiMAX也组织了自己的联盟。目前这个联盟已经发展了数十家会员，该联盟由Intel牵头，我国中兴通讯也名列其中。WiMAX的目标是促进IEEE802.16的应用。
WiMAX相对于Wi－Fi的优势主要体现在Wi－Fi解决的是无线局域网的接入问题，而WiMAX解决的是无线城域网的问题。Wi－Fi只能把互联网的连接信号传送到300英尺远的地方，WiMAX则能把信号传送31英里之远。Wi－Fi网络连接速度为每秒54兆，而WiMAX为每秒70兆。有专家认为，WiMAX的覆盖范围和传输速度将对3G构成威胁。在成本等各个方面的优势使得业内人士将WiMAX技术看作是一项打破产业格局的技术。
近期，英国电信（BT）、法国电信、Qwest通信公司、Reliance电信和XO通信加入了WiMAX论坛，目前WiMAX论坛已经拥有98个成员，运营商占25％。今年初，Intel也宣布，下半年开始将会在其生产的芯片中部分采用WiMAX标准。
趋势分析对于今天异常火热的WiMAX技术，我们该如何看待？它会成为3G技术的终结者吗？笔者认为，这种观点不尽正确。首先，从技术自身角度来看，WiMAX还不具备公众移动通信网络的广域漫游、安全特性、终端便携等移动特性。其次，WiMAX标准还不成熟，因此预计商用还需要至少两年以上的时间，规模普及还要五年左右的时间。其三，WiMAX的特点是高速的数据传输能力，但其还没有对实时话音业务的高效支持能力，这将限制其作为公众移动通信的应用。其四，WiMAX的产业规模以及技术和设备成熟性还远远难以和3G相抗衡，其推广期也将滞后于已经开始启动的3G技术。其五，WiMAX技术有可能受到传统移动通信运营商或制造商的抵制，从而限制其发展。
对于WiMAX技术，笔者认为它具有巨大的潜力，但尚处在襁褓阶段，目前还难以对当前的全球无线通信格局产生重大的影响。由于3G的实施，WiMAX将可能成为未来3G网络的补充手段，在高速信息接入领域发挥其特性。但受其自身移动性和话音支持能力的限制，WiMAX不大可能杀死3G。
5.超宽带无线接入技术UWB
无线技术领域的活跃除表现在新技术不断涌现外，还表现在其传输能力的不断拓展。近两年，一项超高速的无线接入技术受到了大家的关注，那就是UWB。
UWB是一种时域通信技术，它采用超短周期脉冲进行调制，把信号直接按照0或1发送出去，而不使用载波，这与此前的无线通信截然不同。脉冲调制产生的信号为超宽带信号，谱密度极低，信号的中心频率在650MHz～5GHz之间，平均功率为亚毫瓦量级，抗干扰和多径的能力强，具有多个可利用信道。与CDMA系统相比，时域通信系统结构简单，成本相对较低。UWB技术具有高速率、低成本、低功耗的显著特性。
UWB最引人注目的特点是具有很高的数据传输速率。XtremeSpectrum公司预测，他们即将开发出的产品具有在10米内传输约100Mbps的能力，Intel则把目标定在了500Mbps。
趋势分析对于UWB技术，我们应该这样看待，它以其独特的速率锋芒以及特殊的应用范围，也将在无线通信领域占据一席之地。由于其高速、窄覆盖的特点，它很适合组建家庭的高速信息网络。它对蓝牙技术具有一定的冲击，但对当前的移动技术、WLAN等技术的威胁不大，甚至可以成为其良好的能力补充。
三、走势把握：接入多元网络一体综合布局代表方向
以上，就当前无线通信领域的热点和焦点问题进行了叙述和讨论。那么，我们该如何把握中期未来无线领域的发展趋势呢？
首先，无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围，不同的适用区域，不同的技术特点，不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等，都可实现互补效应。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。因此，在政策上我们应该综合推进各种无线接入的发展，推进组网的一体化进程，通过建网的接入手段多元化，实现对不同用户群体的需求覆盖，达到市场细分和业务的多元化，解决移动通信发展不均衡的状况。
其次，我国政府应该给企业配置更多的无线频率资源，推进不同技术相关频谱的规划和应用工作。这样才有利于不同的企业根据不同的发展策略和市场需求，综合地规划自己的无线通信网络，实现资源的有效配置和利用。当然，政府也需要加强对有限频率资源的管理，对于企业闲置不用的频率占用，考虑适当的手段予以收回。
其三，从公众移动通信网络发展来看，3G已经成为全球包括中国移动网络演进的主要进程。从欧美发达国家的经验来看，由于其移动话音用户的普及率高，通过发展用户实现增长的模式已成为历史。因此，他们期望通过3G搭建更大的业务平台，从而实现利润的新来源。由于3G技术的成熟，目前3G商用网络部署已经在全球范围内启动。就我国而言，也要借鉴欧美的经验，在用户数量增长放缓之前，就应提前培育新兴移动市场。目前，政府应该开始积极考虑3G牌照发放和商用问题，把握住这个移动业界的巨大历史机遇。
其四，从宽带无线接入技术来看，全球该领域发展十分火热。该领域的发展呈现出向高带宽快速跃进、覆盖范围逐步扩张的趋势。未来，该领域还可能出现更强大的新技术，从另一个角度对整个无线通信产业起到推进作用。但从近期来看，我们对宽带无线接入技术发展应该有一个理性的态度和科学的把握。目前的宽带无线接入技术主要集中在固定环境下的高速接入，其移动性和话音支持能力无法和公众移动通信网络抗衡。在发展中，我们应该从全局的观点来把握，使之成为与移动网络互补的重要技术手段，这样既可以充分发挥其技术个性，又防止出现不必要的资源竞争和浪费。
其五，未来的无线通信网络应该是怎样的呢？专家认为，未来的无线通信网络将是一个综合的一体化的解决方案。各种无线技术都将在这个一体化的网络中发挥自己的作用，找到自己的天地。从大范围公众移动通信来看，3G或超3G技术将是主导，从而形成对全球的广泛无缝覆盖；而WLAN、WiMAX、UWB等宽带接入技术，将因其自己不同的技术特点，在不同覆盖范围或应用区域内，与公众移动通信网络形成有效互补。
其六，更远的未来，按当前专家们的预想，通信信息网络将向下一代网络NGN融合。在未来NGN概念中，固定网络将形成一个高带宽、IP化、具有强QoS保证的信息通信网络平台。在这一平台上，各种接入手段将成为网络的触手，向各个应用领域延伸。而3G、宽带固定无线接入、各种无线局域网或城域网方案，都将成为大NGN平台的延伸部分。从而形成集固定无线手段于一体，各种接入方式综合发挥效用，各种业务形成全网络配置的一体化综合网络。当然，这一进程将是漫长的，也必将遇到很多挫折。
四、结束语
>> 中国太阳能光伏发电产业的现状、问题及对策分析 家用太阳能光伏发电系统的研究 太阳能光伏发电技术的应用现状及应用研究 太阳能光伏发电技术的应用现状与发展趋势 当前我国太阳能光伏发电的应用现状与趋势分析 浦江太阳能光伏产业发展的问题识别与对策研究 太阳能光伏发电技术研究评述 太阳能光伏发电应用现状与发展趋势 太阳能光伏发电发展现状与前景 对太阳能光伏发电系统独立储能单元的设计研究 太阳能光伏发电系统的控制问题研究 基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的研究与设计 太阳能光伏发电量预报方法的研究与发展 山东太阳能光伏产业发展现状及对策建议 太阳能光伏发电技术应用中的相关问题刍议 太阳能光伏发电技术应用中的相关问题探讨 浅析我国太阳能光伏发电的法律问题 太阳能光伏发电存在的问题及促进措施 探讨太阳能光伏发电在照明系统中的应用问题 新新产业太阳能光伏组件封装设备制造现状研究x 常见问题解答 当前所在位置：.
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关键词：风力发电；造价；工程建设；可再生能源
由于传统的化石能源存储量有限，而且已造成严重的环境污染和生态失衡，因此当今世界面临这严峻的能源威胁：首先是以很难以能接受的价格获来得充足的能源供应；其次是过度消耗不可再生能源而对环境产生了不可恢复的破坏。所以，保护环境和利用可再生能源以实现能源安全已成为了新时期能源经济必须面对的现实课题。
风力发电形势和现状综述
目前在开发新能源领域，风力发电技术的比较成熟，许多国家把利用风力发电作为减少环境污染、改善能源结构和保护生态环境的有效措施，并将风电建设纳入国家发展规划。虽然全球风力发电发展的历史不是很长，但在过去二十多年的时间内，人类已在风机设计制造、环保法律政策、风电装机容量等方面取得了巨大的进步，风力发电在许多国家都得到了迅猛的发展，技术的进步减少了常规发电和风力发电之间的价格竞争的差距。我国政府也非常重视包括风能在内的可再生资源的研究开发利用。在我国，大规模发展风电产业是有资源基础的，我国的各种风力资源十分丰富。目前，我国对风力发电技术的研究研究已逐渐走向成熟，这其中包括测风设备、风力气象学的研究和风场建设规范、软件的研究、风电机组的技术开发和风电并网技术的研究等。总的来说，我国的风力发电技术的开发利用始于20世纪的70年代末，而风力发电技术得到大规模的应用则是在20世纪80年代初，从90年代初期开始了风力发电技术的商业化进程。近二十年来，在我国政府的全力支持下，并网的风力发电工程建设得到了迅速发展，总装机容量从1999年的3.8万KW增长到2010年的1500万KW，根据来自中国风能协会统计数据，从2004年未到2009年未，中国风力发电能力的增长达到了250％，其中，2008年一年的新增装机占据了全球新增装机总量的23％，增长了630万KW，成为仅次于美国（836万KW）的世界排名第二。2009年我国首次超过印度成为了第四个装机总量超过1000万KW的风电利用大国。这是因为风力发电成本最接近于火电发电的成本，并且风电产业具有规模化和产业链优势，而且我国巨大的风能储量使得风电产业具有了可持续的产业化发展前景。
风力发电工程的成本构成分析
通过分析可知，风力发电产业具有以下特点：首先，建设风力发电项目的投资属于一次性投资，而投入资本回收周期又比较长。其次，风力发电机的发电输出功率要受到当地风力发电场的风速分布影响，风能资源也成为影响风电成本的主要冈素之一。在技术上可知，风机能够有效利用的风速范围是 3-20米/秒，根据相关测算，发电总量每减少5％，用电价格则增加4．6％以上，因此只有风力发电机组年利用小时数超过2000小时的风电场才具有真正的开发价值，平均年利用小时数超过2500小时的风力发电场才具有良好的开发价值，平均年利用小时数在3000小时以上的风力发电站才可以称之为优秀风力发电场。但是，目前我国还未建立起一套完整的风能资源分布图，风电工程建设的选址、测风、征地等前期工作还需要投资商自己操作，这大大增加了风电项目的开发成本。道路成本，风力发电场往往都在交通不便、人烟稀少的偏远地方，首先投资方必须升级现有道路必要时候还要新修道路才能达到风电部件的运输、安装要求。电网成本，可建设风力发电场、风力资源丰富的地方往往处于比较偏远的地区，因此当地电网建设可能很不完善，风电场配备的输电线路需由投资商出资自己投建，这也增加了风电建设成本。经济成本，目前，国内火电发电成本大约是5500元/KW，而风力发电成本则高达8000-10000元/KW，相比于火电成本要高出45％-82％，这也是成为了阻碍我国风力发电技术快速产业化、商业化的重要冈素。融资成本，风力发电项目所需资金的70％需通过各种信贷手段来解决，贷款条件、还款期、利率、手续费等对风力发电项目建设成本影响也比较大。风机设备价格，据统计，风机设备价格约占风电项目总投入成本的70％以上。根据相关研究，同等质量的条件下，国产风力发电设备价格比进口风力发电设备低20％-30％，因此完全使用国产风机则可使风电建设成本下降15％以上。风力发电上网电价，目前，风力发电上网价格仍是制约风力发电产业快速发展、投资商发挥作用的重要薄弱环节。一个企业投资风力发电项目是否能够盈利，这主要取决于并网之后的电价，我国政府为促进风力发电产业持续、健康发展，规范风力发电价格的管理，在2009年7月，国家发改委公布了规范风电价格的相关规章制度，规定风力发电与标杆上网电价同定，这项规定为投资商提供了一个明确的投资预期，同时也有利于引导投资，限制劣质资源的开发，鼓励优质资源的开发，有利于降低成本，控制造价，保证风力发电项目开发的有序进行。风力发电项目造价越低、价格管理就越好，投资方的收益就越高，因此，激励风电企业不断降低运营成本以及投资成本，具有重要的经济效益和社会效益。
风力发电项目建设的造价控制
根据以上对影响我国风力发电成本的因素分析可知：影响风电项目建设成本的主要因素是电网成本、风机设备价格、道路成本、经济成本、融资成本等因素，而影响风电设备发电量的主要因素是风电上网价格、风能资源质量、风电场运行成本、维护成本等。因此，降低风电成本、控制风力发电项目建设造价可通过提高发电量、节约风力发电建设投资、节省建场投资等途径，具体可采取以下措施：（1）提高风电场的发电率，选用可靠性高、性能优良的风力发电机组，提高电力输出率，增加风电场和电网并网的可靠性，提高风电场运营、维修队伍的水平，保证风电机组的工作率，以提高风电场的发电效率。（2）由于风电机组设备费用、风电设备的施工安装费用、风电场并网设备费用以及风电场道路交通建设费用构成了风电场项目的主要建设成本，其中购买安装风电机组设备的费用约占总成本的70％，投资商可通过设备国产化进一步降低风电场项目的建设成本。(3)充分利用风能资源，根据风电场的风资源分布，合理地安排风力发电机布局，以便充分利用风能资源。相关研究表明，同样环境条件下， 6.5m/s的风电场的发电成本比7m/s的风电场的发电成本增加约14％，8m/s的风电场的发电成本要比7m/s的风电场要低近30％，另外发电风机应选用成熟维修体系和优秀质保的风力发电机，以便将来出现故障时，能减少维修风机的等待时间。
我国风电工程建设成本仍比较高，风力发电的商业化运行尚处于初始阶段，有关风力发电造价分析控制方面的研究还很成熟，仍然没有一套有效地对风电项目进行成本管理、造价控制的办法。建立一个科学、高效的造价分析控制研究体系，对风电项目的成本管理提供系统的、现代化的、全面的指导，从而使我国的风力发电行业得到快速健康的发展。
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关键词：师生课外互动；工程创新能力；实践能力；团队合作精神
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）38-0213-02
引言：
我国在“十二五”规划中提出了“创新教育方式，突出培养学生科学精神、创造性思维和创新能力”。2015年5月4日，国务院办公厅印发了《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》（〔2015〕36号），全面部署深化高校创新创业教育改革工作。航空工程的先驱者冯・卡门有句名言“科学家研究已有的世界，工程师创造未有的世界”。然而，目前工程师的技术创新能力不足，在企业设备升级改造与生产优化中的影响力降低。这与当前的高校工科教育有关。一方面，工科教育的教学培养计划变得系统化、学科化；另一方面，大多数工科教师逐渐远离工程实践变得学术化[1]。为了提升工程师的创新能力，高校必须深化工科教育创新改革。
一、工程创新能力内涵
在工程师素质模型中，国外比较有影响的有美国工程和技术鉴定委员会颁布的《工程准则2000》的素质模型、澳大利亚工程师协会的双层素质模型[2]。《工程准则2000》确定了当前企业工程技术人员应当具备的11个素质要求，波音公司对工程师的素质提出十条要求。创新型的工程技术人员是在企业生产实践中进行创新性研究和开发，对企业的生产过程优化和利润的提升起到关键作用的创新性人才。现代的工程技术往往是多学科交叉与融合，需要多个具体技术领域的工程技术人员相互协作，沟通交流，主动学习，实现知识更新和拓展，完成科技攻关。对于一个具有工程创新能力的工程技术人员而言，乔兵提出须具有七个方面的能力[3]。汪晶晶在对S汽车企业598名工程技术人员进行问卷调查，分析了影响工程创新能力的个人素养、企业文化与环境[2]。笔者认为工程技术人员具备工程创新能力必须包括：（1）对从事工程技术领域的热爱和兴趣；（2）具有扎实的专业基础知识；（3）具有项目经验、熟悉项目整体流程；（4）主动学习能力；（5）团队合作能力。只有具备这五种能力，才能对企业的复杂工程问题发现、分析和高效解决。
然而，工科大学生普遍存在专业知识的应用和创新能力不足，综合设计、研究开发能力差，缺乏团队合作精神等显著问题。因此，这对高校的工科教育提出了新的要求，需要改进教学培养计划，更新教学方法和教学资源等，以适应企业对工程创新人才的需求。周东一等人提出利用校企合作培养学生工程创新能力[4]，许宜申等人以苏州大学光电测专业为例，提出大学生工程创新能力培养措施[5]。为了培养本科学生的工程创新能力，在教学过程中要善于引导学生思考问题、分析问题、发现问题、主动学习、解决问题。一是要实现以教为主向以学为主转变，使学生成为学习的主人。二是以课堂教学为主向课内外结合转变，使学生充分利用课外时间锻炼自己。三是以结果评价为主向结果与过程并重转变，使学生的综合能力得到客观评价。
在此背景下，自2010年以来，笔者在本科教学工作中摸索出一套行之有效的师生课外互动教学模式，并进行实践应用。该模式积极激励学生参加教师及教师团队的科研项目，参加各种学科竞赛，设计创新作品并展示、书写发明专利等，利用PBL（基于问题的学习，Problem Based Learning）理论，借助各种途径和媒介实施师生课外互动，有效培养了工科生的工程创新能力、实践能力和团队合作精神。
二、基于PBL理论的课外师生互动特点
PBL理论是20世纪60年代由加拿大麦克马斯特大学首创的，成为国际医学教育改革的热点和趋势。PBL是建立在建构主义学习理论之上的[3]，具有如下特色：以问题为基础、以学生为中心、以小组为单位的自我导向式学习。强调学生在知识构建过程中的主体地位，重视自主学习、终身学习、潜能挖掘、创新精神、实践应用等能力的培养。基于PBL理论的课外师生互动应具有如下特点：
1.是基于问题的课外互动教学。问题是积极思考的结果，也是深入探究的动因，更是调动学生学习动机和思维主动性的最好刺激物。问题要难易适中，可望可及。问题可以来自日常生活，也可以来自某个工程领域，可以来自教师正在从事的研究课题。问题可以由教师提出，也可以由学生提出。
2.是教师主导和学生主体的实现过程。教师的主导性表现在：教师是问题的设计者、学习形式的组织者、学习的指导者和学习效果评估者。学生的主体性表现在：主动地把教师的教学意图变成自己的学习意图和行动要求，不断深度内化知识。PBL评估结果来自教师对学生、学生对学生、学生自评。评价形式采用作品展示考核、报告考核、答辩考核等。
3.是团队协作学习。PBL采用小组的形式将问题进行分解和分配，每个学生都成了特定子问题的“专家”。小组分配要根据学生的性别、成就、智力、性格、理论理解能力和实践动手能力等进行灵活搭配。组内成员的分工要清楚。PBL小组培养了教师与学生、小组内部成员的小组间的合作精神。
4.是不拘一格形式的教学。针对不同的问题内容、不同的学生或小组，采用不同的课外互动教学方法，如讨论式、学导式、案例式、启发式、项目驱动式、探究式及其多种方法融合等。
三、师生课外互动的教学实施途径
课外互动取消了时间及空间的约束，可以在教室里，可以在网上，可以是全部学生，可以是少数学生。
1.积极鼓励学生参与教师的科研项目。自从2010年以来，借助团队和省级工程中心“辽宁省光伏发电控制与集成工程技术研究中心”，积极鼓励学生（包括申请者的授课对象、导师制的学生）参与团队的科研项目。笔者负责的科研团队积极设计问题。如：如何实现光伏电池板的自动清洁及除雪功能？如何实现光伏电池板像向日葵一样总是跟着太阳走？如何解决大型光伏电站的电池板故障检测？为了激励学生完成问题的分析与解决，对每一个问题，至少安排三组同学来分别完成，达到竞争和知识面的有效拓展效果。在团队成员和研究生的引导和指导下，制作完成的光伏电池板的智能清洁装置、光伏发电系统的智能跟踪装置等分别入选国家大学生创新创业项目。
2.引导学生完成课程创新实践作品的设计与展示。以课程《风力发电技术》为例，PBL课外互动教学模式简介如下：
教学目标：培养学生风能资源利用与评估能力、风电场选址建设能力、风力发电机组选型与设计能力、风电场安全运行与维护能力等，具有创新设计高效风力发电设备能力，具有标准化意识、工程意识、团队合作精神等。
定位：风力发电技术课程涉及多学科知识，采用学科内PBL教学模式和跨学科并行的PBL模式实现课外师生互动。笔者负责的科研团队是由不同学科专业背景的教师组成，角色转变为教学团队，分担课程的不同模块，主导师生课外互动。
教学方法：借鉴了小组讨论、案例教学、项目驱动式等教学方法的理念，有效推行PBL模式的师生课外互动教学。设计的问题综合性强、真实感强、易于激发学习兴趣和动力。
学生学习成果及评价：学生以小组方式提供创新实践作品，并进行答辩。教师引导学生设计创新实践作品教学过程如下：
如以问题“如何提高风力发电场的发电效率？”为任务，启发了同学们思路，如从提高风能捕获角度，设计多层风力叶片、利用树叶原理设计风力发电树等；从风光互补发电、减小弃风现象、设计小型风力发电机组和移动电源等角度给予同学启发。并同时教授学生如何查找资料，如在渤海大学主页图书馆中查找论文、专利等，如何书写专利等。经过四周时间准备，进行创新设计作品答辩阶段。答辩内容按照背景、基本思路、关键技术、推广价值等准备。特别强调的是，在这个教学流程中强调做人，强调创新作品不要抄袭，要遵守学术道德，举例说明知名人士因为抄袭而身败名裂的事件。在创新作品答辩过程中，由教师和每组选派的代表组成评委团，其他学生旁听但可以在答辩过程中对作品提问或质疑。提问质量高的可以奖励加分，提问者可以与答辩者同台进行辩论。同学们表现非常积极，准备相当充分。每名学生答辩时，其他学生积极提问，有的竟然问出10多个问题，有的竟要站在讲台上与答辩者共同探讨。另外，对优秀的创新实践作品，指导改进，并申请发明专利或以论文形式发表。
3.鼓励学生参加各种学科竞赛。积极组织学生参与学科竞赛，如全国大学生电子设计大赛、飞思卡尔杯智能车比赛、挑战杯、全国大学生创新创业训练项目等。
参考文献：
[1]陆小华.工程创新能力的认识和培养方法[J].高等工程教育研究，2008，（Z1）：14-18.
[2]汪晶晶.工程技术人员创新能力开发研究――以S汽车集团为例[D].华东师范大学硕士学位论文，2009.
[3]乔兵，王志瑾.基于问题的学习与工科大学生工程创新能力培养[J].南京航空航天大学学报：社会科学版，2012，14（2）：88-93.
【关键词】炼焦技术节能技术发展
中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：
一.引言
我国是世界焦炭第一生产大国，同时也是第一焦炭消费大国。近些年来，我国的炼焦技术得到了较大进步，炼焦技术的发展，促进了炼焦行业节能技术的推广和应用。
二.炼焦技术的工艺特点。
1.回收炼焦工艺流程简述。
热回收炼焦工艺技术包括备煤、炼焦、筛焦、余热锅炉、废气脱硫等主要生产设施。炼焦煤由备煤车间制备好后送到炼焦车间，炼焦煤在装煤推焦车上由捣固机捣成煤饼送入炼焦炉，成熟的焦炭由接熄焦车送到熄焦塔内进行熄焦。熄焦后的焦炭由筛焦车间进行粒度筛分和储存。炼焦炉为负压操作，炼焦煤炼焦时产生的挥发份在焦炉内全部燃烧，高温废气经焦炉集气管道送到余热锅炉回收其热量产生蒸汽。回收热量后的低温废气脱除二氧化硫后经烟囱排放。蒸汽送到工业、公共设施，或用于余热发电车间发电。
2.回收炼焦工艺主要特点。
（1）.炼焦炉负压操作，基本消除了炼焦炉对大气的污染。回收炼焦产生的挥发份燃烧为高温废气的热量，并回收其热量，彻底消除了化学污水的产生。实现了炼焦工业的清洁生产。
（2）. 炼焦炉内煤饼和炉顶空间形成惰性气体保护层，取代耐火砖作为高温干馏炼焦煤和空气的隔离物。教好的解决了炼焦煤表面在高温干馏时的燃烧现象。
（3）. 炼焦炉炼焦时挥发性的物质在焦炭层中的流程较长，二次裂解产生的具有活性键的碳充分和焦饼上的活性键起架桥作用，能改善和提高焦炭的物理化学性质和冷热强度。结合捣固炼焦，对于扩大炼焦用煤的范围和提高焦炭的质量具有重要意义。
（4）. 热回收炼焦技术工艺在国际上首次使用具有我国自主知识产权的液压捣固，在国内首次使用具有我国自主知识产权的水平接熄焦，充分体现了我国坚持科学发展观和科技的创新能力。
三．发展清洁生产的大型捣固炼焦。
大力研发和推广具有完善环保设施、能够实现清洁生产的大型捣固炼焦技术。标定、调试和总结我国已投产的6.25米大型捣固焦炉，进一步修改和完善并建成6.25米大型捣固焦炉示范工程。
开发适合中国国情的6.7米捣固焦炉，其每孔年产焦炭1.443万吨，将是我国乃至世界上最大的捣固焦炉，2×52孔年产焦炭150万吨，填补我国年产150万吨级焦炭规模的大型捣固焦炉空白，并建成能起样板作用的示范工程，推动我国大型捣固炼焦技术的发展，使其达到世界领先水平。
发国产的适合中国国情的6.25米和6.7米大型捣固焦炉使用的捣固一装煤一推焦一体车（SCP机），使其机械化、自动化、安全性能和环保水平等方面达到世界领先水平。
随着我国大中型钢铁企业逐步接受和采用捣固炼焦技术，应推动焦化和炼铁工作者共同研究捣固焦炭的冶炼性能、适宜的焦炭质量标准、相应的高炉生产操作工艺和参数，推动大中型高炉使用捣固焦炭。
1.大力推广的节能技术。
(1). 发展高效节能环保的大型焦油加工装置。
淘汰耗能高、污染严重、装备水平落后的间歇蒸馏、间歇酸碱洗涤、间歇结晶和污染大的沥青成型工艺。
进一步推动我国煤焦油加工的集中处理，建设规模大、技术先进、节能环保的世界一流煤焦油加工厂。同时通过不断开发新产品，扩大产品品种和品级，配合化工、医药、材料等市场要求，开发出附加值高的洗油深加工产品、蒽油深加工产品和沥青深加工产品等。对附加值低的残油，在满足炭黑生产的同时，可采用加氢催化裂化、加氢裂解等技术，使其转化成为高附加值的汽油调和油、柴油调和油。
(2).推荐采用高效节能的脱硫脱氰技术。
新建焦化厂应该首选脱硫脱氰效率高、产品质量好、操作可靠的脱硫脱氰工艺，如利用荒煤气余热再生的真空碳酸钾法脱硫工艺等。
推进我国第一套HPF法氧化脱硫工艺废液与低纯度硫磺焚烧制取硫酸的工业装置投产，并建成示范装置，解决全国已有的HPF法氧化脱硫工艺存在的问题，推动其更新换代。
推荐采用间接法蒸氨，以减少焦化废水，有利于实现焦化废水的近零排放。
(3)积极研发焦炉煤气资源化利用技术。
COG含有54%-59%H2和24%-28%CH4。COG燃料化利用不如资源化利用效益高，因此只有在万不得已的情况下才用作燃料和发电。高质量地利用COG不仅有利于降低钢铁企业单位产品的能源消耗和排放负荷，甚至能开发出大量最清洁能源—氢气，从而引发钢铁制造流程能量流新的供需平衡关系，甚至会引发整个社会新的供需关系。
(4)开发新型焦化污水深度处理技术.
资源节约、环境友好的焦化厂必须使处理后的焦化废水资源得到最大限度地合理使用，因为生产1吨焦炭通常产生0.48吨焦化污水和0.42吨循环水排污水（采用CDQ时循环水排污水为0.53吨）。我国已开发出成熟可靠的焦化污水生化处理技术。对钢铁企业焦化厂来说，焦化废水经生化处理后可全部回用于焦化厂和钢铁厂的浊循环水系统。对采用湿法熄焦的独立焦化厂，生化处理时，可减少或不加稀释水，减少生化处理水量，使处理后废水全部作为湿法熄焦补充水，在焦化厂内消耗掉。但是，随着我国独立焦化厂逐渐采用干法熄焦，处理后废水无路可去，只能回用于净循环水系统。而净循环水系统对水质要求严格，对其补充水的水质要求更严。若将生化处理后焦化废水用作净循环水系统补充水，必须进行降低有机物和脱盐的深度处理。
“十一五”期间，进行了大量污水回用深度处理技术的开发工作。深度处理一般采用膜分离技术。即：生物处理（A-A/O）+超滤（UF）+纳滤（NF）（或反渗透（RO））；或生物处理（A-A/O）+膜生物反应器（MBR）+纳滤（NF）（或反渗透（RO））。深度处理的产水率可达到70%以上，产水水质可达到循环水补充水的要求，用作循环水补充水。膜深度处理产出占原料水量30%左右的浓缩液。浓缩液不但含有较高的有机物，而且浓缩了大量的盐。浓缩液可以深度处理回用，也可以蒸发提盐，但这些手段成本太高，因此，浓缩液处理将是下一步重点开发的课题。
(5)研发焦炉荒煤气余热回收及利用技术。
离开焦炉炭化室的650-700℃荒煤气所带出的显热占焦炉输出热的36%，与红焦带出的显热相当，余热回收利用的潜力巨大。
“十一五”期间，国内外许多焦化企业积极研发焦炉荒煤气余热回收及利用技术，如：济钢将5个上升管做成夹套管，导热油通过夹套管与荒煤气间接换热，被加热的高温导热油可以去蒸氨、去煤焦油蒸馏、去干燥入炉煤等；宝钢梅山钢铁公司炼焦厂在其4.3米焦炉上升管采用热管回收荒煤气带出热的试验；济钢和中冶焦耐正在进行用锅炉回收荒煤气带出热的试验；无锡焦化厂在其4.3米焦炉上进行用半导体温差发电技术回收上升管余热的试验；平煤武钢焦化进行了高效微流态传热材料作换热介质的上升管余热回收试验；日本已在1个上升管和正在3个上升管上进行用荒煤气带出热对焦炉煤气进行无催化高温热裂解和重整试验，得到了主要含H2和CO的合成气体；中冶焦耐在初冷器一段用82℃-85℃的荒煤气加热真空碳酸钾法脱硫废液，用热废液闪蒸的蒸汽再生脱硫液；有的焦化厂拟用初冷器一段热循环水制冷，所得的低温水直接用于初冷器三段制冷。
“十二五”期间，应当支持荒煤气余热回收和利用技术的研发调试、改进完善、总结比较，选择最优方法；推动最优方法尽快工业化，总结经验，建立示范装置，加以推广普及。
五．结束语
炼焦，要做好能源生产和节能处理的两手抓，在确保生产的同时，要减少对能源的消耗，提高最终有效产出。
参考文献：
[1] 曹海霞CAO Hai-xia. 山西焦化工业技术发展现状与趋势研究 [期刊论文]. 《煤炭加工与综合利用》 -2007年5期
[2] 曾子平刘应隆. 应用氨肥法一体化工艺烟气脱硫促进高能耗产业节能减排——煤化钢铁企业炼焦废氨水脱硫产业链建设 [会议论文]. 2008年全国热工节能减排技术交流会
[3] 武荣成 许光文. 焦化过程煤调湿技术发展与应用 [会议论文]. 2012 - 中国化工学会2012年年会暨第三届石油补充与替代能源开发利用技术论坛
关键词 生物质能源；烤烟；烘烤；应用
中图分类号 TK6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）17-0153-03
Abstract To take advantage of the abundant biomass resources in our country adequately，relieving the status of rising costs and curing pollution，this paper reviewed the research progress of the biomass energy in tobacco curing. This study showed that applying biomass energy in tobacco curing benefits the promoting of tobacco quality，debasing the cost of flue-cured tobacco curing and reducing the pollution of curing. Currently the applied forms of biomass energy in tobacco curing included bio-coalbriquette，biomass gasification，biomass briquette and so on，different applied forms showed positive effect，which could be promoted in areas with suitable conditions.
Key words biomass energy；flue-cured tobacco；curing；application
烤烟烘烤是一个大量耗热的过程，目前烤烟生产上推广的密集烤房烘烤设备普遍采用燃煤供热，热利用率低，煤耗量高，通常1 kg干烟叶煤耗量1.5～2.5 kg标煤，而理论上的耗煤量为0.8 kg，也有研究分析指出，在密集烘烤中，火炉的热效率为64.95%，烤房热效率仅为36.08%，总的热损失达63.92%，能量浪费惊人[1-3]。
愈演愈烈的世界范围能源危机以及不断上升的能源价格，使得生产烤烟的成本不断增加，使烤烟生产的可持续发展受到严重影响。在此背景下研究烤烟烘烤节能技术，提高能源利用效率，寻找烤烟烘烤能源替代途径，降低烤烟生产成本成为烤烟烘烤研究的一个重要课题。目前，此方面的研究主要集中在烘烤设备、烘烤工艺以及新型能源烘烤燃料开发等方面，其中新型能源烘烤燃料中的生物质能源因其本身可再生性、低CO2排放、几乎不排放SO2、广泛分布性、使用形式多样、生物质燃料总量丰富等特点成为当下研究的一个热点，有望成为烤烟烘烤传统能源的有效替代品[4-5]。
1 生物质能源概述
生物质能源是植物通过光合作用将太阳能储藏在有机物中的一种可再生能源。每年全球积累的生物质总量达1 730亿t，蕴含的能量相当于目前全球总能耗的10～20倍[6]。据报道，生物质能已上升为仅次于化石能源煤、石油和天然气之后的第4位能源，占世界一次能源消耗的14%[7]。与传统直接燃烧方式相比，现代生物质能源的利用更多的是借助热化学、生物化学等手段，通过一系列先进的转换技术，生产出固、液、气等高品位能源来代替化石燃料，为人类生产、生活提供电力、燃气、热能等终端能源产品[8]。在生态环境保护方面的研究发现，提供相同能量，煤的S和NOx排放量分别是秸秆的7.00倍和1.15倍，用1万t秸秆替代煤炭能量，烟尘排放将减少100 t[9]。生物质能源作为一种可再生的低碳能源，具有巨大的发展潜力，它的开发利用对于建立可持续能源系统、促进国民经济发展、保护生态环境具有重大意义。
2 生物质能源在烤烟烘烤上的应用研究
我国拥有居世界首位的生物质能源产量，年产农作物秸秆、谷壳等总量约14亿t，如开发用于燃烧，可折合7亿t标准煤[10]。以安徽省为例，每年农作物秸秆总产量5 000万t左右，如果能开发利用其中的1/3转化为燃料，即可消耗秸秆1 700万t，约相当于建立2座年产500万t的大型煤矿[11]。目前，烤烟烘烤上研究应用的生物质多为农作物秸秆，应用方式主要有生物质型煤、生物质气化、生物质压块等，应用效果较为理想。
2.1 应用方式
2.1.1 生物质型煤。生物质型煤是指在破碎成一定粒度的煤中加入一定比例的秸秆等可燃生物质和添加剂后由高压成型机压制成型的洁净能源产品。其充分利用煤和生物质各自的优势，具有节煤和生物质代煤的双重作用，与原煤燃烧相比，生物质型煤是提高燃烧效率和减少污染的有效方法之一，目前已进入商业化生产阶段[12]。
孙剑锋等[13]利用煤和废弃的植物茎杆生产出与烘烤设备外形、尺寸大小相配套的生物质型煤。其在使用过程中容易实现配风的精准控制，进而实现与密集烤房控制系统的配套，且生物质型煤在燃烧过程中着火大小容易控制，生火及升降温速率均较快，能更好地满足烤烟烘烤工艺的需求。向金友等[14]研究秸秆与煤不同配方压块燃料在烤烟烘烤中的应用，结果发现80%秸秆+20%煤混合压块代煤烤烟完全可行。
2.1.2 秸秆煤。秸秆煤是一种新型蜂窝煤燃料，没有煤的加入，以青蒿、烟、玉米等农作物秸秆以及废弃的树木枯枝、杂草、锯末、稻壳等生物秸秆为原料，不需粉碎，在厌氧条件下碳化6～8 h，利用秸秆自然进行分解形成生物质碳，再加入黏土和其他粘合剂混合后形成。
郭保银[15]研究发现各种秸秆碳化率平均约为50%，而通过加配方后，常规秸秆等材料2 t可生产2 t秸秆煤，其秸秆煤代替煤炭烤烟的技术研究结果表明秸秆煤易点火、燃烧效果好、升温快而且无黑烟和异味，满足烤烟工艺要求，其代替煤炭及其制品在密集烤房中应用是可行的，可以进行大范围示范。
2.1.3 生物质气化。生物质气化是采用生物质气化发生装置将生物质原料在厌氧状态下燃烧转化为由氢气、一氧化碳、甲烷等组成的可燃气体。生物质气化方式在烤烟烘烤中的应用相对较多，生物质气化烤烟系统开发设计相对成熟。杨世关等[16]研究设计了一套新型烤烟设备，主要是以生物质燃气为能源，将间接换热与直接换热紧密结合，该系统的能源利用率及烟叶品质都较传统间接换热式烤房有显著提高。飞 鸿等[17]以废弃烟杆、烟梗以及各类农作物秸秆为原料采用生物质气化发生装置通过燃气发生炉进行厌氧燃烧使其热解出可燃气体，经管网送往各烤房实现自动控制烘烤烟叶。
2.1.4 生物质压块。在压强为50～200 Mpa、温度为150～300 ℃、或不加热或不加黏结剂的条件下，先将木材加工剩余物及各种农作物秸秆等粉碎成一定粒度，再压缩成块状、棒状、粒状等具有一定密实度的成型物[18]，故又称为生物质固体成型燃料。目前，此燃料在烤烟烘烤中的应用研究较为广泛。
张聪辉等[19]研究不同清洁能源对烤后烟的化学成分、质量感官以及经济效益的影响，其中生物质燃料为2012年烟杆压块能有效降低烘烤成本，提高烘烤效益，替代煤炭为主要烘烤燃料有较大的潜力。王汉文等[20]用稻壳和玉米秸秆压块成燃料进行试验，将其放在AH密集烤房进行燃烧，能降低烤烟生产成本、满足烘烤的工艺要求、改善烟叶内在品质。王文杰等[10]以花生壳为原料加工的生物质压块为供试燃料，研发了配套的生物质压块燃烧炉，研究生物质能源在烤烟烘烤中的应用效果，生物质压块及燃烧炉不仅能替代以煤炭为燃料的普通立式炉用于烟叶烘烤，而且能够显著降低烟叶烘烤成本、提高烟叶烘烤质量。倪克平等[21]研究生物质压块燃料在烟叶烘烤中的应用效果，其中生物质压块燃料是以木材加工的锯末为主原料，添加辅助化工原料后，用搅拌机搅拌成均匀的混合原料，将混合原料通过压块成型机压制成直径为2 cm的圆饼，配备自动添加燃料的整套专用燃烧炉，研究结果表明：生物质压块用于烟叶烘烤可以充分调控烤烟烘烤工艺，降低烘烤成本，节能减耗，提高烤后烟叶品质。谭方利等[22]关于生物质压块燃料以及煤炭燃料在烤烟烘烤中的应用效果对比研究表明生物质压块用于烤烟烘烤是可行的，但对于燃料添加技术要求较高。
2.2 应用效果
生物质能源在烤烟烘烤中的不同应用形式对烘烤效果的影响均较好，节能减排的同时有利于提高烤后烟叶的质量。与原煤相比使用生物质型煤烘烤烟叶，生产1 kg干烟可节约用煤约0.15 kg，每炉烟叶可节约用煤50 kg以上，节能效果显著，而且生物质型煤中煤矸石含量为零[13]。使用秸秆煤烤烟对烤后烟叶内在化学成分无不良影响，而且能够降低上部叶烟碱含量，提高上部烟叶还原糖含量，氮碱比更加协调，香气量充足，香气质好，余味明显改善，杂气减轻，刺激性减少，评吸结果较好，有利于提高烟叶内在品质[15]。飞 鸿等[17]的研究中生物质气化烘烤与传统的燃煤烘烤相比，烟叶的内在品质得到一定的改善。感官评吸结果表现为生物质气化烘烤的烟叶其杂气、香气质、干净度均优于煤炭燃料烘烤的烟叶，而且回味、劲头、湿润上也表现出一定的优势。采用秸秆压块燃料烘烤，能降低烟叶中含氮化合物含量，提高烟叶中总糖、还原糖，有利于改善烟叶化学成分的协调性[20]。谭方利等[22]的研究中生物质压块燃料与煤炭相比烤后烟叶上等烟比例提高了2.3个百分点，青黄烟、微带青烟、杂色烟比例分别下降了0.99、0.81、1.53 个百分点。
2.3 应用成本
由于烤烟烘烤中应用的生物质原料主要是废弃的秸秆，来源广泛、价格低廉，因此利用生物质能源燃料降低烤烟烘烤成本效果显著。生物质型煤的应用加上固硫剂、粘合剂以及加工成本，比同等发热量的原煤成本低100元/t左右[13]。秸秆煤在酉阳县烤烟烘烤上的应用，按当地生产水平以及市场煤炭价格计算，烘烤烟叶1 875 kg/hm2，使用秸秆煤烤烟可降低成本约750元/hm2，以此测算，若在该县进行推广应用，每年可节约煤炭1.8万t，全县烟农增收480万元[15]。飞 鸿等[17]利用生物质烘烤烟叶的研究中采用的生物质气化发生装置上料系统、流量控制系统、除渣系统均为自动化系统，烤房数量增加到100炕也只需要2人控制，自动化程度高，在大规模烘烤中将大大降低劳动成本。生物秸秆压块在烤烟烘烤中的应用成本以安徽省为例，生产干烟叶2 062.5 kg/hm2（1 875～2 250 kg/hm2），需煤炭275 kg（以500元/t计），计2 062.5元/hm2；需秸秆压块206.25 kg（以400元/t计），计1 237.5元/hm2，降低成本825元/hm2[20]。谭方利等[22]的研究中应用生物质压块燃料与煤炭燃料相比1 kg干烟成本降低0.1元。
3 结语
烤烟烘烤大量耗热且热能利用率低，传统燃料煤炭在烤烟烘烤中的应用带来环境污染的同时，由于燃料资源的紧缺烘烤成本不断增加。把我国丰富的生物质能源应用在烤烟烘烤中既能充分利用资源同时也有望解决烤烟烘烤面临的问题。
生物质能源在烤烟烘烤中的应用研究表明其可以代替煤炭燃料，而且具有清洁、能提高烤烟品质、降低烘烤成本的优点。生物质能源在烤烟烘烤中的不同应用形式中生物质型煤的原料中只是减少了煤的用量加入部分生物质，秸秆煤加工过程中的厌氧条件碳化工艺相对复杂，而生物质气化装置包括气化炉、储气罐等，与烤房配合烘烤专用设备复杂，建成后更适合大规模烘烤。其中生物质压块研究相对较多，工艺较成熟简便。生物质压块加工生产线及配套设备的开发研究中早在2010年姚宗路等[23]针对生物质压块过程中存在的系统配合协调能力差以及生产率低等问题研发设计了有强制喂料系统的成型机以及配套设备，可实现自动化大规模的生物质压块生产。生物质压块方式制成的生物质原料可以直接应用于烤烟烘烤，基本上不需要对烤房、烤炉等进行改造，应用方便。生物质能源的利用形式中生物质发电是我国目前对生物质能源应用最为广泛和普通的方式，但其在烤烟烘烤中的应用研究相对较少，是以后生物质能源在烤烟烘烤中的应用研究的一个方向[24-25]。当下的研究表明，烤烟烘烤中的传统燃料煤炭可以用生物质压块代替，应用效果较好且成本低，可以在烤烟生产上进行示范推广。
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关键词：建筑产业；低碳经济； 技术创新；低碳技术创新
中图分类号：F407.9 文献标识码：A 文章编号：1001-8409（2012）11-0090-04
A Literature Review of Low Carbon Technology Innovation Management in Construction Industry
LAI Xiao-dong， SHI Qian
（School of Economics and Management， Tongji University， Shanghai 200092）
Abstract： This paper examines the literatures research status with the topics regard to low carbon technology innovation management in construction industry of China based on the national requirements on greenhouse gas control and energy conservation and emission reduction target. It presents an overall review for the journal literatures in China with a methodology by classifying the literatures based on five aspects of low carbon technology development roadmap， research theory， low carbon building assessment and energy efficiency with technology progress. To a further step， it has given a brief summary with some recommendations and directions of low carbon technology management with the purpose of aiding the construction industry strategic development.
Key words： construction industry；low carbon economy；technology innovation；low carbon technology innovation
1 引言
建筑产业高投入、高能耗与低增值性的行业特征与现行能源危机的矛盾日益突出。研究表明，全球房地产及相关领域造成了70%的温室效应，建筑施工、使用以及建材生产过程都是温室气体的主要排放源。据统计，目前中国建筑能耗约占全社会总能耗的三分之一左右，且随着城镇化的快速发展，这个比例将继续扩大。在高能耗行业中，建筑业成为能耗之首，建筑业已经成为发展低碳经济的关键领域 [1]。国家“十二五”规划明确提出， 要 “加快低碳技术研发应用，控制工业、建筑、交通和农业等领域温室气体排放。探索建立低碳产品标准、标识和认证制度，建立完善温室气体排放统计核算制度，逐步建立碳排放交易市场。推进低碳试点示范”。“抑制高耗能产业过快增长，突出抓好工业、建筑、交通、公共机构等领域节能，加强重点用能单位节能管理”。
本文选取高能耗建筑产业，对国内外有关低碳技术和绿色、低碳建筑有关文献进行梳理。从低碳技术的技术路线、研究理论、绿色建筑、低碳建筑、生态建筑、能源效率等几方面进行分析。让相关从业者或研究人员对与建筑产业相关的低碳技术创新有个全面了解，以便更好地推进低碳经济发展和助力“十二五”规划节能减排目标的实现。
2 低碳技术路线图的研究
2.1 低碳技术路线图的发展
什么是低碳技术？国外主流的观点是，以可再生能源技术为主体的低碳技术相对于传统化石能源技术而言，是一种突破性创新。“新的能源技术是对能源生产技术的革命性变化”，而现有的技术（传统能源技术）“具有严重缺陷，无助于稳定全球气候” [2]。低碳技术创新是一个通过技术范式的转变来实现对原有技术经济系统进行解锁的过程。他指出“真正的革命性创新起于毫末，但最终将通过技术与社会系统的共同进化为自己创造出一个新的社会经济系统”。低碳技术可分为3个类型：一类是减碳技术，是指高能耗、高排放领域的节能减排技术等。另一类是无碳技术，如核能、太阳能、风能、生物质能等。第三类是去碳技术，如碳捕获与埋存技术等[3]。
文献研究发现，有关低碳技术、低碳产业的技术路线图研究主要采用两种思路：即以情景分析为核心和以技术预见为核心，这两种制定低碳技术路线图思路的主要区别在于关键技术选择方法不同。情景分析法主要通过模拟政策措施和技术发展情景对未来能源消费和温室气体排放所产生的影响，进而发现关键问题，对技术发展路径提出建议，如文献[4]；而技术预见则在综合考虑保障能源安全的需求和实现经济社会可持续发展要求的前提下，以技术预见结果为主要依据，得到的关键技术发展目标和实现路径，如文献[5]、[6]。
2.2 主要国家的低碳技术路线
低碳技术种类繁多，各国家和地区对低碳技术的侧重点并不相同。欧盟注重走清洁能源技术优先发展的低碳技术路线[7]，日本侧重于节能技术[8]，美国则选择了全面发展的低碳技术发展路线[9]（见表1）。
国家技术前瞻课题组就低碳发展的关键技术和大规模应用时间做了预测，其中建筑节能和能耗输配系统被列为关键技术之一[6]。吴昌华（2010）针对中国低碳创新的技术发展路线图进行分析，分析了各产业技术发展存在的障碍和成本，提出了一个低碳技术创新链条概念解决模型。并指出目前建筑产业技术创新路线的研究仍然停留在建筑节能、能效提高和新能源开发的第一阶段，未来新概念低碳建筑还处于探索阶段[10]。能源与环境的巨大压力已经不允许中国走传统的经济发展模式，必须转型走低碳节能和开发可再生能源的低碳发展之路[11]，有学者采用情景模拟对我国低碳经济技术路线图进行分析，透过对28种低碳技术的模拟分析，认为我国2050年实现减排任务是有可能的 [12]。
由上分析，以低碳技术路线图作为脉络发展低碳经济在国内外都受到推崇。清晰的能源技术战略、产业结构规划和明确的减排目标和任务是应对全球气候变化和实现低碳经济的一个前提。从文献的研究看来，未来的低碳技术创新趋势应该是走“减碳”、“碳中和”、最后到“负碳”的技术发展路线。
3 低碳技术研究理论
学界较著名且具有标志性意义的低碳技术体系研究理论包括史帝芬·巴克乐的稳定楔理论、麦肯锡的全球温室气体减排成本曲线和乌恩鲁的碳锁定理论等。
稳定楔理论[13]是目前被公认的处理气候变化问题的最佳策略之一。其创立者史帝芬·巴克乐和罗伯特·索克罗从各种可能的气候变化减缓技术中筛选出了15种关键技术，将其命名为“稳定楔”，认为这15种技术的应用可以像楔子一样，在稳定全球大气二氧化碳浓度的过程中发挥重要作用。并把15种“稳定楔”技术分为5类，即：①提高能源效率，加强管理的技术；②燃料使用的转换与CO2的捕获及储存技术；③核能发电技术；④可再生能源及燃料技术；⑤森林和耕地对CO2的吸收作用技术。稳定楔理论第一次全面审视了人类现有技术与碳排放之间的相互关系，按照不同技术的碳排放贡献及其减排潜力对各种可能的气候变化减缓技术进行了筛选，为人类的减排行动指出了重要方向。
温室气体减排成本曲线是麦肯锡在全球10个领军企业和组织支持下开发出的一个全球温室气体减排数据库[14]。该数据库包括了至2030年的时间范围内，对10个经济部门和全世界21个地区的200多种温室气体减排潜力和成本的深入评估。该成本报告不仅包括了对低碳技术发展的最新评估和宏观经济评价、对不同地区和行业减排潜力、投资和融资需求均做了详细的评估及成本估算，同时采用情景模拟动态性地阐述了如何才能实现减排，包括对建筑产业的分析。
与“稳定楔”理论不同的是，麦肯锡评估报告不仅注意了各种气候变化减缓技术减排潜力，而且分析了各种减缓技术的应用成本与投资需求。这对政府和投资决策者具有极重要的参考价值。
碳锁定理论是由格利高里·乌恩鲁最早提出来的，他在《能源政策》陆续发表了三篇重要论文[15～17]
等。其中，《理解碳锁定》一文系统地提出了碳锁定概念。他认为，对化石能源系统高度依赖的技术自工业革命以来一直存在，并与政治、经济、社会结合成一个“技术-制度综合体”，并不断为这种技术寻找正当性，为其广泛商业化应用铺设道路。形成了一种共生的系统内在惯性，导致技术锁定和路径依赖，阻碍替代技术的发展，即“碳锁定”。其来源主要来自技术、机构、产业、社会和制度等五个方面。
碳锁定理论对于低碳技术创新研究有重要意义。特别是对于高能耗产业，研究指出，受益于长期递增报酬的以碳为基础的能源系统可能会产生“锁定效应”，进而妨碍低碳、可再生能源等低碳技术的创新。同时，受益于现有制度的参与者将试图维持该种制度，这就进一步强化了现存技术系统的锁定。目前工业化国家以碳为基础的能源和运输系统形成了锁定的技术—制度复合体，相应地也是碳锁定。
文献[18]认为，由于内部惯性，解除碳锁定需要外生事件的冲击。如相关技术的危机、政府规制、技术突破、消费偏好的改变、“缝隙”市场和科学发现等6大方面。长远来看，可再生能源如生物能源和碳封存技术可有效解决高能耗产业的碳锁定僵局[19]。
4 低碳建筑、绿色建筑评估
4.1 生态建筑、绿色建筑、可持续建筑和低碳建筑演变
早在19世纪，“生态建筑”就出现在西方建筑理论与实践中。“绿色建筑”则起源于20世纪60年代、70年代或更早
[20]。90年代可持续发展理论一经提出，即被融入了绿色建筑理论中，以1993年国际建协在芝加哥通过的《芝加哥宣言》和美国出版的《可持续发展设计指导原则》一书列出的“可持续建筑设计细则”为标志，形成了现代真正意义上的绿色建筑理论体系。2003年英国首次提出低碳概念[21]。低碳建筑随之出现，学界开始从能源、环境、经济和政治等方面对低碳建筑和低碳技术进行研究[22～24]。
国内对建筑业创新研究也经历了生态、绿色、可持续和低碳建筑的演变过程。笔者在中国知网（CNKI）数据库以“生态建筑、绿色建筑、可持续建筑、低碳建筑”为“标题”关键词分别检索，其时间序列统计见表2。经分析发现，以“低碳建筑”为主题的研究文献起步较晚，内容多集中在建筑设计、施工技术、建筑机械、智能建筑技术、建筑材料、绿色建筑和节能技术创新等方面。对表2数据基础进一步分析发现，以低碳技术为主题的文献只有17篇，发表时间集中在近2年（发表在国际期刊的未作统计）。说明有关低碳建筑的研究在我国尚处于起步阶段。
4.2 绿色建筑、低碳建筑实现路径和评估体系
在绿色低碳建筑的实现途径方面，文献[25]指出， 很多大型建筑公司采用技术创新是基于成本竞争和服务考虑，而未考虑经济的可持续发展。绿色建筑的发展需要从个人、组织和制度上解决目前存在的社会和心理障碍，如“总框架、目标人群、教育、结构调整、激励改革和风险补偿、绿色建筑标准的改进和税制改革”等七大方面来解决。建筑技术研发创新也可通过跨学科的研究努力来进行[26]。文献[27]研究发现，要有效解决建筑产业的脱碳，减少碳排放问题，最好的途径是推行低能耗、零排放的新标准综合建筑。低碳技术集成系统（如环境控制、LED节能、节能技术集成网络等）的应用可有效减少建筑能耗，减少国家对能源的过度需求[28]。如文献[29]基于英国建筑产业评估状况，指出建筑高能耗产生原因之一是缺乏有效的整合和技术集成，解决方案是要建立合作伙伴关系的专家团队，采用垂直整合设计、价值管理、全寿命周期管理、教育培训、信息传递和研发工具政策支持、文化教育的改革以实现低碳或零碳建筑，环境政策的制定要与建筑产业的改革密切结合起来。
也有学者从建筑产品创新、设计创新、新型建筑技术应用等方面论证建筑产业的低碳可行性。文献[30]以山西建筑产业为例，指出“产业节能和减排弹性脱钩是降低二氧化碳排放、实现经济发展与碳排放脱钩的因素，政府应大力支持技术创新”。好的绿色建筑项目是组织管理和效率管理的典范[31]，地方政府在绿色建筑的推行中扮演极其重要的角色[32]。低碳建筑的实现要解决一系列的问题，如设定碳排放基准线，促进行为节能和行为减排，分析可行资源，建立高效的系统调适和运行管理体系，才能有效实现低碳节能的目标[33]。
国内外比较知名的绿色建筑评价体系有美国的LEED，英国的BREEAM、加拿大的SRTool、澳大利亚绿色之星、德国的DGNB、日本的CASBEE评估体系等和中国的绿色建筑评估体系。这些绿色建筑评价体系是基于全寿命周期为主轴构建指标，内容多集中在绿色节能和绿色宜居等方面。权重则根据评价的侧重点有所不同，但对碳排放和设计中创新的评价指标很少，目前只有LEED和“绿色之星”体系中有单列指标对建筑的技术创新进行评估。
对建筑评估体系的研究也主要集中在绿色建筑等方面[34，35]。有学者在现有绿色评估体系的基础上提出了低碳建筑评估内容[36]， 全国工商联房地产商会联合的《中国绿色低碳住宅区减碳技术评估框架体系》（讨论稿）[37]为我国低碳建筑社区减碳技术提供了一个比较明确的方向，但在国家统一的低碳建筑评估体系未权威公布之前，有关低碳建筑评估体系仍然需要进一步论证和探讨。
5 技术进步与建筑能源效率提高的研究
5.1 建筑产业技术创新与能效提高
随着能源问题与环境问题的日益突出，能源效率越来越受到国际社会的重视。有学者把能源效率称为“第五类能源” [38]。国际性的能源强度比较越来越受到关注，因为国际性比较可以帮助了解各国能源强度降低的潜力。文献[39]认为建筑节能和能效提高在设计阶段就要考虑尽可能地减少设备或设施的使用，这也是节省成本，提高能效的有效途径。科技创新与建筑的能效关系密切，要辅之以必要的政策支持[40]。
5.2 建筑产业供应链技术创新与能效提高
作为耗能大户的建筑产业，其供应链的碳排放控制研究也日益受到学界关注，文献[41]对建筑产业上游钢铁行业的能源效率及节能减排潜能做实证分析发现，只有技术创新，提高行业技术水平，才能真正提高我国钢铁行业的节能减排率。利用科技进步调整产业结构，将显著降低我国钢铁行业能耗和CO2排放量；我国钢铁和水泥企业碳减排潜力还有很大空间[42，43]。 建筑材料产业采用精益生产的模式可以有效降低成本，减少浪费和能耗[44]；文献[45]通过对我国6大产业的能源消耗、经济增长和能源效率的实证研究发现，从能源效率的长期或短期分析结果看来， 建筑业的能源效率都是最低的，加快产业结构和提升技术进步势在必行。
6 结论与展望
低碳技术创新研究是一个跨学科、跨专业的系统研究，而作为集成多技术的建筑产业的低碳、控碳技术的创新管理更是一个复杂系统。建筑产业低碳技术创新管理涉及社会、经济、能源和环境等多方面要素，目前的文献研究仍然有一定的局限性，缺少一个从系统的、全面的角度来分析整个建筑行业的特征和在当今高能耗产业“碳锁定”状态下如何从技术、政策和操作层面来实现低碳建筑产业的革新，即从技术创新的本身规律上来解决当前能源紧张和碳排放问题，以综合集成、多维度和多种技术系统集成管理的创新研究显得尤为必要，以控碳技术、提高能效为绩效指标的评估机制和管理模式也是未来建筑产业低碳技术创新管理的方向。
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