PAGEPAGE1建筑能源審計(jì)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析方法的研究武漢科技大學(xué)張道軍李玉云楊金鳳張春枝中南建筑設(shè)計(jì)院蔣修英摘要文章結(jié)合2007年武漢市國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑的能源審計(jì)，在計(jì)量?jī)x表不全的條件下，討論與分析了各用能系統(tǒng)的能耗統(tǒng)計(jì)與分析方法，得出了不同建筑功能能耗基準(zhǔn)點(diǎn)的確定方法以及各用能系統(tǒng)的同時(shí)使用系數(shù)。關(guān)鍵詞能源審計(jì)基準(zhǔn)能耗誤差1引言對(duì)政府建筑和大型公共建筑推行建筑能源審計(jì),有利于節(jié)能管理向經(jīng)常化和科學(xué)化轉(zhuǎn)變；有利于對(duì)既有建筑的能源使用情況進(jìn)行有效的監(jiān)督和合理的考核；有利于準(zhǔn)確合理地分析建筑能源利用狀況和水平，查找節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié)，明確節(jié)能方向，挖掘節(jié)能潛力，降低能源消耗和能源成本，提高能源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益；有利于推進(jìn)既有建筑節(jié)能改造。但從建筑的計(jì)量水平，業(yè)主提供的能耗數(shù)據(jù)、設(shè)備資料來(lái)看，按照《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能源審計(jì)導(dǎo)則》的標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)，絕大部分既有建筑難以滿足能源審計(jì)的最低條件。因此，筆者在參與武漢市國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能源審計(jì)中，為了能比較準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)各用能系統(tǒng)的能耗，對(duì)建筑能源審計(jì)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析方法進(jìn)行了探討。2建筑能源統(tǒng)計(jì)的方法2.1國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑2.1.1空調(diào)采暖能耗的統(tǒng)計(jì)通過(guò)計(jì)量?jī)x表計(jì)量采暖空調(diào)能耗1.制冷空調(diào)能耗在一些建筑，電制冷機(jī)、冷凍水泵、冷卻水泵有專(zhuān)門(mén)的變壓器，并配有電度表，但末端設(shè)備與照明、辦公設(shè)備公用電度表。對(duì)于這一類(lèi)建筑，制冷空調(diào)能耗由下式計(jì)算：制冷空調(diào)能耗=冷源水系統(tǒng)能耗+末端設(shè)備能耗其中，冷源水系統(tǒng)能耗=制冷機(jī)耗電量+冷凍水泵耗電量+冷卻水泵耗電量+冷卻塔耗電量（2-1）對(duì)于直燃式（溴化鋰主機(jī)）制冷機(jī)：冷源水系統(tǒng)能耗=燃?xì)饬浚ɑ蛉加土浚?冷凍水泵耗電量+冷卻水泵耗電量+冷卻塔耗電量（2-2）末端設(shè)備的能耗=末端設(shè)備功率×運(yùn)行時(shí)間×同時(shí)使用系數(shù)（2-3）同時(shí)使用系數(shù)根據(jù)用戶提供的辦公室、會(huì)議室等確定，一般小于1。制冷機(jī)的耗電量由計(jì)量表累計(jì)，溴化鋰主機(jī)的耗油量由業(yè)主提供；如A1政府辦公樓的制冷機(jī)耗電量如圖1所示。，2005年制冷機(jī)累計(jì)耗電量為61.86萬(wàn)度，2005年制冷機(jī)累計(jì)耗電量為61.66萬(wàn)度。2006年節(jié)約了0.32%。該大樓的節(jié)約是通過(guò)行為管理節(jié)約，即控制制冷機(jī)運(yùn)行時(shí)間。從圖中還可以看出，2005年與2006年的8月用電量相差很大，原因是讀電表的時(shí)間不同引起，也就是說(shuō)，2005年8月份用電量對(duì)應(yīng)31天，2006年8月用電量對(duì)應(yīng)可能是40天左右。冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔的耗電量=額定功率（實(shí)際投入的額定功率）×運(yùn)行時(shí)間（2-4）張道軍,男,1985年2月生,在讀碩士研究生，地址：武漢科技大學(xué)洪山校區(qū)15＃，郵政編碼：430065，電話：，E-mail:zhangdaojun1985@126.com其中，冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔的運(yùn)行時(shí)間從空調(diào)運(yùn)行記錄統(tǒng)計(jì)得出；如果是變頻控制，則在5月、6月、9月、10月運(yùn)行期間，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況，乘以系數(shù)0.5～0.7，一般取0.5。如果水泵安裝有電流表、電壓表，水泵的耗電量可按下式計(jì)算。冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔的耗電量=1.73×運(yùn)行電流×運(yùn)行電壓×功率因數(shù)×運(yùn)行時(shí)間圖1A大樓制冷機(jī)耗電量2.采暖（空調(diào)方式）耗能量的統(tǒng)計(jì)圖1A大樓制冷機(jī)耗電量采暖（空調(diào)方式）耗能量等于采暖（空調(diào)方式）熱水系統(tǒng)耗能量與末端設(shè)備耗能量之和。采暖（空調(diào)方式）熱水系統(tǒng)耗能量由熱源耗能和循環(huán)泵耗能組成。熱水系統(tǒng)熱源耗能由下式計(jì)算：采暖（空調(diào)方式）熱水系統(tǒng)耗能量=熱源耗能+燃燒器耗電量+循環(huán)水泵耗電量（2-5）熱源耗能由鍋爐的用能確定，有天然氣、柴油、電等。天然氣一般都有計(jì)量表，柴油憑采購(gòu)的憑證統(tǒng)計(jì)。若廚房和鍋爐房的燃料耗量由一塊計(jì)量表計(jì)量，則以非采暖季燃料耗量的平均值作為廚房的月燃料耗量，每月燃料耗量與平均值之差即為采暖燃料耗量（未考慮收費(fèi)時(shí)差因素），見(jiàn)表1。循環(huán)水泵耗電量、燃燒器耗電量均為額定功率×運(yùn)行時(shí)間，運(yùn)行時(shí)間的亦由運(yùn)行記錄得出，方法與空調(diào)系統(tǒng)相同。如果循環(huán)泵是變頻控制，則在11月和3月運(yùn)行期間，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況，乘以系數(shù)0.5～0.7，一般取0.5。末端設(shè)備的耗電量計(jì)算與制冷空調(diào)季節(jié)相同。表1A1辦公樓的采暖耗氣量的統(tǒng)計(jì)日期1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月天然氣耗量/m318645276353451657241765137822151294154012841446305504月～11月平均值2081采暖耗氣量/m316564255543243528469無(wú)計(jì)量?jī)x表?xiàng)l件下的采暖空調(diào)能耗的統(tǒng)計(jì)[1]若該建筑的制冷機(jī)耗電量沒(méi)有用電度表計(jì)量或者其空調(diào)運(yùn)行記錄不可信或者不齊全，則要選擇建筑用能基準(zhǔn)點(diǎn)。建筑用能基準(zhǔn)點(diǎn)是該建筑不含采暖空調(diào)的用能?；鶞?zhǔn)點(diǎn)：上半年一般取4月份耗電量為基準(zhǔn)，下半年一般取11月份耗電量為基準(zhǔn)，各月耗電量與基準(zhǔn)之差，即為各月采暖空調(diào)用電量，逐月累計(jì)即可得出全年空調(diào)采暖耗電量。空調(diào)耗電量為制冷月份的差值求和，采暖耗電量為采暖月份的差值求和。采暖燃料耗量的計(jì)算方法與第一種方法相同。計(jì)算誤差工程實(shí)例1：A1政府辦公樓，冷熱源為電制冷+燃油鍋爐，末端以新風(fēng)機(jī)組+風(fēng)機(jī)盤(pán)管為主，但該大樓的新風(fēng)機(jī)組不運(yùn)行。2005年：方法一得出的空調(diào)采暖能耗為1.62×1010kJ，方法二得出的空調(diào)采暖能耗為1.55×1010kJ，二者的相對(duì)誤差為4.11%；2006年：方法一得出的空調(diào)采暖能耗為1.68×1010kJ，方法二得出的空調(diào)采暖能耗為1.74×1010kJ，二者的相對(duì)誤差為-3.46%。工程實(shí)例2：A2法院綜合樓（風(fēng)冷熱泵）：2006年：方法一得出的空調(diào)采暖能耗為1.80×1010kJ，方法二得出的空調(diào)采暖能耗為1.76×1010kJ，二者的相對(duì)誤差為2.36%。通過(guò)上面兩個(gè)例子，可以看出這兩種計(jì)算方法的誤差不大。主要原因是辦公樓的作息時(shí)間、空調(diào)運(yùn)行時(shí)間比較有規(guī)律。如果在過(guò)渡季節(jié)，政府辦公大樓不能充分利用自然通風(fēng)改善室內(nèi)舒適度，其能耗的統(tǒng)計(jì)方法參考寫(xiě)字樓。表2A1辦公樓空調(diào)采暖能耗誤差計(jì)算日期1月2月3月4月5月6月7月2005空調(diào)采暖總能耗（1）②/kJ1.70E+091.30E+094.85E+080.00E+009.78E+082.35E+092.96E+092005空調(diào)采暖總能耗（2）③/kJ1.36E+091.43E+093.41E+080.00E+004.22E+082.13E+093.22E+092006空調(diào)采暖總能耗（1）/kJ2.18E+091.99E+095.71E+080.00E+004.57E+082.36E+093.01E+092006空調(diào)采暖總能耗（2）/kJ2.09E+091.67E+097.93E+080.00E+000.00E+008.56E+083.20E+09日期8月9月10月11月12月總計(jì)誤差2005空調(diào)采暖總能耗（1）②/kJ2.23E+091.51E+090.00E+003.41E+082.31E+091.62E+104.11%2005空調(diào)采暖總能耗（2）③/kJ3.03E+092.46E+088.27E+083.41E+082.17E+091.55E+102006空調(diào)采暖總能耗（1）/kJ3.21E+099.58E+080.00E+005.40E+081.57E+091.68E+10-3.46%2006空調(diào)采暖總能耗（2）/kJ4.11E+092.02E+094.40E+084.27E+081.84E+091.74E+10①一次能源：1kWh電=11838KJ；1㎏柴油=42652KJ；②主要冷熱源有計(jì)量?jī)x表計(jì)量；③冷熱源無(wú)計(jì)量?jī)x表計(jì)量2.1.2其他用能系統(tǒng)耗能量的統(tǒng)計(jì)1.電梯電梯的年耗電量的計(jì)算方法是：電梯的年耗電量=電梯功率×每天開(kāi)放時(shí)間×年工作日天數(shù)×同時(shí)使用系數(shù)（2-6）式中，每天運(yùn)行時(shí)間一般取9～11小時(shí)，年工作日一般取258天。；電梯的同時(shí)使用系數(shù)根據(jù)用戶的使用情況確定，一般貨梯取0.3，客梯取0.3～0.6，頻繁使用的可取0.8，對(duì)辦公樓內(nèi)的扶梯取1，但開(kāi)放時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況取5～6小時(shí)。2.照明照明一般由三項(xiàng)組成，室內(nèi)照明、室外照明和亮化工程。（1）室內(nèi)照明年耗電量的計(jì)算方法是：室內(nèi)照明年耗電量=總功率×每天運(yùn)行時(shí)間×年工作日天數(shù)×同時(shí)使用系數(shù)（2-7）每天運(yùn)行時(shí)間一般取8～9小時(shí)，年工作日一般取258天。如果給出的是竣工圖照明功率，則同時(shí)使用系數(shù)取0.3～0.5；如果給出的是實(shí)際使用的照明功率，考慮會(huì)議室等照明區(qū)域，同時(shí)使用系數(shù)取0.5～1之間，一般小于1。（2）室外照明年耗電量的計(jì)算方法是：總功率×每天開(kāi)放時(shí)間×年開(kāi)放天數(shù)。每天開(kāi)放時(shí)間一般取10小時(shí)，年開(kāi)放天數(shù)取365天。（3）亮化工程的年耗電量的計(jì)算方法是：總功率×年開(kāi)放時(shí)間。年開(kāi)放時(shí)間由業(yè)主提供。3.辦公設(shè)備的年耗電量辦公設(shè)備的年耗電量計(jì)算方法是：辦公設(shè)備的年耗電量=總功率×每天運(yùn)行時(shí)間×年工作日天數(shù)×同時(shí)使用系數(shù)（2-8）·每天運(yùn)行時(shí)間一般取8～9小時(shí)；表3A1辦公樓各用能系統(tǒng)耗電量/kWh用途功率/kW天時(shí)間/h年運(yùn)行/d系數(shù)耗電量份額/%建筑總用電量258空調(diào)采暖89330834.66室內(nèi)照明31092580.9568382933.68室外照明49.2103651179580亮化工程21.85102114589客梯86102580.61331287.30觀光梯22102580.634056貨梯9102580.36966會(huì)議梯18102580.313932辦公設(shè)備30.892580.8572142.22生活泵3092580.5348301.35其他53580320.79·年工作日一般取258天；·同時(shí)使用系數(shù)一般取0.5～0.8。4.生活水泵的年耗電量生活水泵的年耗電量的計(jì)算方法是：生活水泵的年耗電量=功率×每天運(yùn)行時(shí)間×年工作日×同時(shí)使用系數(shù)2-9）·年工作日一般取258天；·每天運(yùn)行時(shí)間和系數(shù)的取值按業(yè)主描述的實(shí)際情況選取。如果是變頻控制（無(wú)水箱），則再乘以0.5。以上2～4類(lèi)若業(yè)主沒(méi)有提供功率，則不能計(jì)算各用能系統(tǒng)的能耗。（5）廚房用能廚房用能一般按以下兩種方法計(jì)算：·如果有單獨(dú)計(jì)量，可以計(jì)算炊具的用能，但廚房、餐廳的用電量一般無(wú)法統(tǒng)計(jì)?！と绻麤](méi)有有單獨(dú)計(jì)量，盡量給出用餐人數(shù)。A1辦公樓的用電量見(jiàn)表3。該表的用能不包括采暖用油、廚房廚具用能。表中的其他用電包括地下室通風(fēng)、廚房設(shè)備用電、餐廳用電、衛(wèi)生間通風(fēng)等，從這個(gè)數(shù)據(jù)可看出，這一類(lèi)就占了20.79%。2.2寫(xiě)字樓寫(xiě)字樓與辦公樓比較，具有以下特點(diǎn)：計(jì)量水平略高，但各用能系統(tǒng)仍然沒(méi)有獨(dú)立的計(jì)量?jī)x表，一般每層樓有一塊計(jì)量?jī)x表，包括空調(diào)末端設(shè)備、照明、辦公設(shè)備、電開(kāi)水器。能源收費(fèi)方式是按面積分?jǐn)?按能量計(jì)費(fèi)。各用能系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)原則上與辦公樓相同，主要區(qū)別點(diǎn)是：（1）由于寫(xiě)字樓的建筑特點(diǎn)，一般過(guò)渡季節(jié)不能充分利用自然通風(fēng)，而且室內(nèi)熱源大。這兩個(gè)因素決定了寫(xiě)字樓的過(guò)渡季節(jié)存在空調(diào)通風(fēng)耗能。空調(diào)通風(fēng)耗能（風(fēng)機(jī)盤(pán)管+新風(fēng)機(jī)組的系統(tǒng)）由下式計(jì)算：空調(diào)通風(fēng)耗能=新風(fēng)機(jī)組耗能+風(fēng)機(jī)盤(pán)管耗能（2-10）式中，新風(fēng)機(jī)組耗能=新風(fēng)機(jī)組功率×運(yùn)行時(shí)間×同時(shí)使用系數(shù)；風(fēng)機(jī)盤(pán)管耗能=風(fēng)機(jī)盤(pán)管功率×運(yùn)行時(shí)間×同時(shí)使用系數(shù)。詳細(xì)的運(yùn)行時(shí)間與投入的功率一般沒(méi)有記錄，只能通過(guò)與運(yùn)行人員交談獲得有用的信息。（2）照明有公共照明，各業(yè)主或者租賃戶所使用的區(qū)域照明，而且還有不同的裝飾風(fēng)格以及用途，因此照明與辦公設(shè)備一般不便于統(tǒng)計(jì)其總功率，僅能與動(dòng)力設(shè)備等歸為一類(lèi)[2]。（3）基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇與辦公樓不同?；鶞?zhǔn)點(diǎn)=4月（或11月）的耗電量-空調(diào)通風(fēng)耗電量。根據(jù)該寫(xiě)字樓在過(guò)渡季節(jié)空調(diào)機(jī)組的實(shí)際開(kāi)啟情況，得出其過(guò)渡季節(jié)中空調(diào)通風(fēng)的月耗電量（功率×每天運(yùn)行時(shí)間×該月天數(shù)×同時(shí)使用系數(shù)），再用上半年的較小值和下半年的較小值減去空調(diào)通風(fēng)的月耗電量，即可分別得出上半年和下半年的月耗電量基準(zhǔn)。各月的通風(fēng)空調(diào)的耗電量=各月耗電量與基準(zhǔn)值之差，通風(fēng)空調(diào)與采暖的總能耗為各月的通風(fēng)空調(diào)與采暖的能耗之和。2.3商場(chǎng)各用能系統(tǒng)能耗的計(jì)算方法基本可以參考辦公樓與寫(xiě)字樓的計(jì)算方法，只是在同時(shí)使用系數(shù)和基準(zhǔn)點(diǎn)的確定上略有不同。2.3.1空調(diào)與采暖耗能量統(tǒng)計(jì)武漢的商場(chǎng)一般全年需要制冷，但在氣溫低和客流密度比較小的情況下也采暖?？照{(diào)與采暖耗能量的統(tǒng)計(jì)類(lèi)同于寫(xiě)字樓。一般有兩種方法。（1）冷熱源有單獨(dú)計(jì)量根據(jù)計(jì)量表統(tǒng)計(jì)出冷熱源的能耗，冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔和末端能耗均為額定功率乘以運(yùn)行時(shí)間。（2）冷熱源無(wú)單獨(dú)計(jì)量冷熱源無(wú)單獨(dú)計(jì)量時(shí)，則要確定基準(zhǔn)值。空調(diào)與采暖耗電量的基準(zhǔn)值的選取方法類(lèi)同寫(xiě)字樓，但上半年的基準(zhǔn)點(diǎn)=3月份耗電量-空調(diào)通風(fēng)耗能，下半年仍然取11月份。（3）因?yàn)樯虉?chǎng)一般不采暖，所以大多數(shù)商場(chǎng)無(wú)采暖能耗；有少數(shù)商場(chǎng)采暖，其采暖能耗的計(jì)算也可參考辦公樓的計(jì)算方法。2.3.2電梯系統(tǒng)能耗電梯一般有自動(dòng)扶梯、客梯、貨梯。自動(dòng)扶梯，每天時(shí)間取12小時(shí)，工作日天數(shù)取365天，系數(shù)取0.8～1；客梯的系數(shù)取0.6；貨梯的系數(shù)取0.3～0.4。表4C商場(chǎng)各系統(tǒng)耗能項(xiàng)目建筑空調(diào)通風(fēng)公共區(qū)域照明電梯其他耗電量/kWh290583832842490122份額/%35.003.148.995.2947.592.3.3照明系統(tǒng)能耗由于照明系統(tǒng)復(fù)雜，照明功率難以統(tǒng)計(jì)，較好的情況是能給出公共區(qū)域的照明能耗。照明系統(tǒng)的工作日天數(shù)取365天，視圍護(hù)結(jié)構(gòu)、用戶的能源管理狀況，同時(shí)使用系數(shù)取0.8～1。表4為C商場(chǎng)各用能系統(tǒng)能耗。酒店酒店的能耗計(jì)量與統(tǒng)計(jì)比辦公樓、商場(chǎng)規(guī)范。計(jì)算方法可綜合參考辦公樓和商場(chǎng)的計(jì)算方法。但酒店有它的特殊性，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況酌情處理。例如，空調(diào)采暖能耗，熱水系統(tǒng)的能耗。2.4.1空調(diào)采暖能耗的計(jì)算表5中央空調(diào)系統(tǒng)各用能系統(tǒng)耗電量/kWh空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)機(jī)組風(fēng)機(jī)盤(pán)管空調(diào)機(jī)組水系統(tǒng)2569656064277035圖2D酒店空調(diào)系統(tǒng)份額（1）D酒店1＃、2＃變壓器的電度表計(jì)量了冷水機(jī)組、循環(huán)水泵、冷卻水泵、冷卻塔的耗電量，通過(guò)電度表可以統(tǒng)計(jì)中央空調(diào)水系統(tǒng)的耗電量。末端裝置的耗電量計(jì)算采用式（2-3）。其中風(fēng)機(jī)盤(pán)管的總功率為其單臺(tái)額定功率×臺(tái)數(shù)×客戶率（床位數(shù)），新風(fēng)機(jī)組和空調(diào)機(jī)組不需要考慮客戶率（床位數(shù)）。空調(diào)采暖系統(tǒng)的耗電量即為電度表的計(jì)量值與新風(fēng)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤(pán)管、空調(diào)機(jī)組的耗電量之和。中央空調(diào)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表5。中央空調(diào)系統(tǒng)各用能系統(tǒng)的份額見(jiàn)圖2。圖2D酒店空調(diào)系統(tǒng)份額表6建筑物中各用能系統(tǒng)的能耗項(xiàng)目建筑采暖空調(diào)電天然氣電天然氣電/kWh/m3/kWh/m3kWh實(shí)物能耗676319442633236312能耗/kJ1.04E+111.31E+102.16E+10份額/%－12.65%20.81%項(xiàng)目電梯廚房蒸汽鍋爐其他電天然氣天然氣電天然氣/kWh/m3/m3/kWh/m3實(shí)物能耗6819669754325506887396能耗/kJ8.07E+093.26E+098.54E+094.93E+10份額/%7.77%3.14%8.22%47.41%蒸汽鍋爐用途：一樓半廚房熱水，洗衣房，七樓游泳池，員工澡堂，員工餐廳（2）鍋爐房的熱水鍋爐1）熱水鍋爐的用途為：采暖和給客房提供生活熱水；2）能耗：天然氣耗量有計(jì)量表計(jì)量，但采暖鍋爐一般與生活鍋爐公用，因?yàn)槎镜纳顭崴枨罅勘认募敬?，故在采暖季中，提供生活熱水的天然氣的耗量逐月增?000m3,計(jì)量值與生活熱水天然氣耗量值之差，即為采暖的天然氣耗量；2.4.2其他系統(tǒng)的能耗計(jì)算其他系統(tǒng)的能耗計(jì)算方法可以參考寫(xiě)字樓與辦公樓的計(jì)算方法。參考文獻(xiàn)[1]李玉云,張春枝,曾省稚.武漢市公共建筑集中空調(diào)系統(tǒng)能耗分析[J].暖通空調(diào),2002,32(4):85-87[2]婁承芝,楊洪興,李雨桐,張藝豪.建筑物能源審計(jì)研究[J].暖通空調(diào),2006,36(5):44-50

電化學(xué)技術(shù)在新能源中的利用一.能源的概況1.能源的重要性1.能源的重要性自古以來(lái),人類(lèi)就為改善生存條件和促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不停地進(jìn)行奮斗.在這一過(guò)程中,能源一直扮演著重要的角色.從世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀來(lái)看,能源問(wèn)題已成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一個(gè)具有戰(zhàn)略意義的問(wèn)題,能源的消耗水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的重要標(biāo)志,能源問(wèn)題對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著決定性的作用.2.能源的種類(lèi)2.能源的種類(lèi)大自然賦予人類(lèi)的能源是多種多樣的,一般可分為常規(guī)能源和新能源兩大類(lèi).常規(guī)能源包括煤炭,石油,天然氣和水能,而新能源有生物質(zhì)能,核能,風(fēng)能,地?zé)崮?海洋能,太陽(yáng)能和氫能等.其中煤炭,石油,天然氣被成為化石能源,水能,生物質(zhì)能,風(fēng)能,太陽(yáng)能和氫能等是可再生能源.3.化石能源的問(wèn)題(1)化石能源的短缺化石能源的短缺能源是人類(lèi)賴(lài)以生存和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈,但目前主要使用的化石能源的儲(chǔ)量不多.據(jù)2002年世界探明的化石能源的儲(chǔ)量和使用量統(tǒng)計(jì),世界上煤,石油和天然氣的儲(chǔ)采比分別為204,40和60年,中國(guó)的情況更為嚴(yán)峻,據(jù)2002年統(tǒng)計(jì),中國(guó)煤,石油和天然氣的儲(chǔ)采比只有82,15和46年.這表明在人類(lèi)歷史的長(zhǎng)河中,只有很短的一段時(shí)間能使用化石能源.隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長(zhǎng),對(duì)能源的需求也持續(xù)攀升.我國(guó)一次能源消費(fèi)總量從1978年的5.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,上升到2002年的14.3億噸.據(jù)估計(jì),我國(guó)在2004,2020和2050年的石油消費(fèi)量達(dá)3,4.5和6億噸,其中進(jìn)口量分別為1,2.7和4億噸.4億噸的進(jìn)口量相當(dāng)于目前美國(guó)的石油進(jìn)口量,這不但會(huì)制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,而且對(duì)國(guó)家的安全也十分不利.(2)化石燃料造成嚴(yán)重環(huán)境污染和氣候異常化石燃料造成嚴(yán)重環(huán)境污染和氣候異?；剂系氖褂靡鸬沫h(huán)境污染,排放的CO2會(huì)造成溫室效應(yīng),使全球氣候變暖.有關(guān)機(jī)構(gòu)已向聯(lián)合國(guó)發(fā)出警告,如再不對(duì)CO2的排放采取嚴(yán)厲措施,在10年內(nèi),世界的氣候?qū)a(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的變化.我國(guó)的環(huán)境污染問(wèn)題更是日趨嚴(yán)重,目前,我國(guó)CO2排放量占世界總排放量的14%,在美國(guó)之后位居第二,估計(jì)到2025年,將位居第一.在本世紀(jì)初聯(lián)合國(guó)關(guān)于環(huán)境污染的調(diào)查中,發(fā)現(xiàn)在世界上十個(gè)環(huán)境污染最嚴(yán)重的城市中,七個(gè)在中國(guó).它們是太原,北京,烏魯木齊,蘭州,重慶,濟(jì)南和石家莊.4.21世紀(jì)世界能源發(fā)展趨勢(shì)世紀(jì)世界能源發(fā)展趨勢(shì)(1)節(jié)能技術(shù)將備受重視節(jié)能技術(shù)將備受重視節(jié)能就是提高能源利用率,減少能源的浪費(fèi).目前節(jié)能技術(shù)水平已是一個(gè)國(guó)家能源利用情況的綜合性指標(biāo),也是一個(gè)國(guó)家總體科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志.許多研究報(bào)告指出,依靠節(jié)能可以將能源需求量降低2530%.我國(guó)在能源利用方面的效率很低,我國(guó)的能耗很高,是世界平均水平的2倍,發(fā)達(dá)國(guó)家的5-10倍,因此更應(yīng)重視節(jié)能技術(shù),我國(guó)應(yīng)該充分重視化石能源的高效利用.(2)世界能源系統(tǒng)將發(fā)生重大變革世界能源系統(tǒng)將發(fā)生重大變革據(jù)預(yù)測(cè),20世紀(jì)形成的以化石燃料為主的世界能源系統(tǒng)將在21世紀(jì)轉(zhuǎn)換成以可再生能源為主的新的世界能源系統(tǒng).在20世紀(jì)末,化石燃料的使用量占了世界一次能源用量的89.5%.據(jù)世界能源委員會(huì)(WEC)和國(guó)際應(yīng)用分析系統(tǒng)研究所的研究報(bào)告認(rèn)為,在20世紀(jì)上半葉,化石燃料仍將是世界一次能源的主體,但到21世紀(jì)下半葉,太陽(yáng)能,生物質(zhì)能,風(fēng)能等新能源將占世界能源的50%左右.(3)煤炭將作為過(guò)渡能源而受到重視煤炭將作為過(guò)渡能源而受到重視由于石油和天然氣的儲(chǔ)量較少,而煤炭?jī)?chǔ)量相對(duì)較多,因此煤炭將作為一種過(guò)渡能源而在21世紀(jì)上半葉受到重視.主要發(fā)展的技術(shù)是潔凈煤技術(shù),煤液化和汽化技術(shù).(4)新化石能源的開(kāi)發(fā)將得到強(qiáng)化新化石能源的開(kāi)發(fā)將得到強(qiáng)化近年來(lái)發(fā)現(xiàn),在海洋300米深處有甲烷水合物存在.目前,甲烷水合物的開(kāi)發(fā)已經(jīng)受到特別的關(guān)注.據(jù)估計(jì),世界甲烷水合物的儲(chǔ)量可能超過(guò)石油,天然氣和煤炭?jī)?chǔ)量的總和.因此,甲烷水合物作為儲(chǔ)量巨大的未開(kāi)發(fā)能源開(kāi)始受到世界各國(guó)的高度重視.(5)核能的利用將進(jìn)一步得到重視核能的利用將進(jìn)一步得到重視據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),在20世紀(jì)末,全世界運(yùn)行的核電站有436座,總發(fā)電量為3.5億千瓦.這些電站主要分布在美,法,日,英,俄等31個(gè)國(guó)家,近年來(lái),由于擔(dān)心核電站運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性,核廢料對(duì)環(huán)境的影響和核技術(shù)擴(kuò)散對(duì)世界安全性的影響,核能的發(fā)展在發(fā)達(dá)國(guó)家已有下降趨勢(shì),但在亞洲地區(qū)仍有強(qiáng)勁的增加趨勢(shì),我國(guó)準(zhǔn)備在今后幾年內(nèi)建造4座核電站.受控核聚變是一直受人們關(guān)心的技術(shù),因?yàn)樵诤Ｋ写蠹s有23.4億萬(wàn)噸氘,如受控核聚變技術(shù)在21世紀(jì)能得到應(yīng)用,在21世紀(jì)末,核能可望占世界一次能源的30%左右.(6)可再生能源的開(kāi)發(fā)將越來(lái)越受到重視可再生能源的開(kāi)發(fā)將越來(lái)越受到重視鑒于化石燃料的短缺及化石燃料的使用引起嚴(yán)重的環(huán)境污染和氣候異常,人們對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)越來(lái)越重視.其中水力能,地?zé)崮?海洋能和風(fēng)能的可利用資源有限,因此,太陽(yáng)能,生物質(zhì)能和氫能的利用將倍受關(guān)注.二.生物質(zhì)能的利用1.生物質(zhì)能的優(yōu)點(diǎn).(1)生物質(zhì)來(lái)源豐富地球上每年生長(zhǎng)的生物質(zhì)總量約14001800億噸,相當(dāng)于目前世界總能耗的10倍,我國(guó)的生物質(zhì)能也極為豐富,可作為能源開(kāi)發(fā)的生物質(zhì)能總量可達(dá)4.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤.加上生物質(zhì)能可再生.因此,生物質(zhì)能的高效,規(guī)?；每捎行Ь徑馐澜缒茉垂┬杳?(2)生物質(zhì)能可多途徑利用(a)直接燃燒.其熱能和蒸汽可發(fā)電,技術(shù)成熟,但效率低.(b)生物轉(zhuǎn)化.包括制沼氣和水解發(fā)酵制取醇類(lèi).生物質(zhì)制甲醇和乙醇技術(shù)基本成熟,但生產(chǎn)成本較高.生物質(zhì)制沼氣技術(shù)相當(dāng)成熟.2002年全國(guó)已建1300多萬(wàn)個(gè)沼氣池.(c)光熱轉(zhuǎn)化.通過(guò)氣化,裂解,光催化等技術(shù),獲得氣,液體燃料來(lái)發(fā)電.(d)生物柴油.從油料植物提取植物油,經(jīng)甲酯化得生物柴油.它有含氧高,含硫低,分解性能好,燃燒效率高等優(yōu)點(diǎn).(3)生物質(zhì)能利用的環(huán)境污染少由于生物質(zhì)利用過(guò)程中釋放的CO2是其生長(zhǎng)過(guò)程通過(guò)光合作用從環(huán)境吸收的,所以生物質(zhì)能的利用過(guò)程不排放額外的CO2,而對(duì)環(huán)境污染少.生物質(zhì)能的利用還能降低污染.如可利用生物質(zhì)熱解汽化技術(shù)處理生活垃圾等,可得到以甲烷為主的燃?xì)?實(shí)現(xiàn)垃圾的減量化,無(wú)害化,資源化.2.生物質(zhì)能利用的問(wèn)題2.生物質(zhì)能利用的問(wèn)題生物質(zhì)能利用的缺點(diǎn)主要是生物質(zhì)分布廣,大面積收集成本高,經(jīng)濟(jì)的收集半徑在50公里以內(nèi),只適合建立小型,分散的生物質(zhì)能利用系統(tǒng).而小型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的效率低,不提高生物質(zhì)能的利用效率就不能獲得好的經(jīng)濟(jì)效益,這是生物質(zhì)能至今未能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一.因此,如何在小型,分散體系實(shí)現(xiàn)能量的高效,清潔及規(guī)?；檬瞧惹行枰鉀Q的問(wèn)題.三.太陽(yáng)能的利用1.太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)(1)太陽(yáng)能來(lái)源豐富太陽(yáng)能來(lái)源豐富太陽(yáng)能來(lái)源豐富是眾所周知的,這似乎是一種用之不絕,取之不盡的能源.太陽(yáng)內(nèi)部不停地進(jìn)行熱核反應(yīng),釋放出巨大的能量,輻射到地球上的能量只占起輻射總能量的極小部分,約1/22億,但地球每年接收的太陽(yáng)能至少有6×1017千瓦小時(shí),相當(dāng)于74萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量.其中被植物吸收的僅占0.015%.可見(jiàn),開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能利用的潛力很大.(2)太陽(yáng)能的使用沒(méi)有污染問(wèn)題太陽(yáng)能的使用沒(méi)有污染問(wèn)題這也是眾所周知的,太陽(yáng)能的使用基本上沒(méi)有污染問(wèn)題.(3)太陽(yáng)能可多途徑利用太陽(yáng)能可多途徑利用(a)太陽(yáng)能的熱利用.如太陽(yáng)能熱水器,太陽(yáng)灶,太陽(yáng)能蓄熱池發(fā)電等.(b)太陽(yáng)能發(fā)電.如太陽(yáng)能電池和光電池.(c)光催化和光電催化制氫.主要用這兩種技術(shù)從水或生物質(zhì)中制得氫氣.2.太陽(yáng)能利用的概況太陽(yáng)能利用的概況近年來(lái),太陽(yáng)能的利用發(fā)展很快,據(jù)1997年的數(shù)據(jù),全球太陽(yáng)能發(fā)電量已達(dá)800兆瓦.到2000年,日本已有7萬(wàn)個(gè)住宅用上太陽(yáng)能電池,美國(guó)和歐盟計(jì)劃在2010年前安裝100萬(wàn)套太陽(yáng)能電池.特別是把太陽(yáng)能電池與屋頂瓦結(jié)合成光電發(fā)電系統(tǒng),目前歐洲已有300套,年發(fā)電量為1億千瓦.這種系統(tǒng)不但可供應(yīng)清潔能源,而且美觀耐用,壽命可達(dá)25年.太陽(yáng)能的熱利用發(fā)展更快.特別在我國(guó),太陽(yáng)能熱水器的年產(chǎn)值已達(dá)60多億元,居世界首位.3.太陽(yáng)能利用的問(wèn)題太陽(yáng)能利用的問(wèn)題開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能利用的主要問(wèn)題是如何提高太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換效率,其次是降低成本,這對(duì)我國(guó)特別重要,目前我國(guó)生產(chǎn)太陽(yáng)能電池的能力已達(dá)幾百兆瓦,但由于價(jià)格高,基本上都銷(xiāo)往國(guó)外.第三,一些技術(shù),如光催化和光電催化制氫技術(shù)還沒(méi)成熟,沒(méi)有達(dá)到實(shí)用化的階段,應(yīng)該抓緊這方面的研究和發(fā)展.四.氫能的利用1.氫能的優(yōu)點(diǎn)氫能的優(yōu)點(diǎn)(1)氫是自然界儲(chǔ)量最豐富的元素.(2)氫是除核燃料外發(fā)熱量最大的燃料.(3)氫燃燒生成水,是世界上最清潔的燃料.(4)燃燒性能好,可燃范圍大,燃燒速度快.(5)氫可用多種方法大規(guī)模生產(chǎn).(6)氫的利用形式多,可通過(guò)燃燒發(fā)電,通過(guò)燃料電池發(fā)電等.2.對(duì)氫能利用的重視2002年加拿大舉辦了以"氫行星"為主題的第14屆世界氫能源大會(huì).2003年在華盛頓召開(kāi)15個(gè)國(guó)家和地區(qū)參加的"國(guó)際氫能經(jīng)濟(jì)合作伙伴"會(huì)議.冰島計(jì)劃用40年時(shí)間將冰島建成"氫社會(huì)".布什將投資120億美元來(lái)促進(jìn)氫能源的發(fā)展.過(guò)去5年,工業(yè)化國(guó)家在氫能開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的投入年均遞增20.5%.氫將取代天然氣,油和煤而成為未來(lái)世界的主要能源,進(jìn)入氫能時(shí)代已成為近年來(lái)的熱門(mén)話題,21世紀(jì)將是氫能世紀(jì).布什舉著使用氫燃料的照相機(jī)我國(guó)對(duì)發(fā)展氫能經(jīng)濟(jì)也開(kāi)始重視,參加了2003年在華盛頓召開(kāi)的有15國(guó)家參加的"國(guó)際氫能經(jīng)濟(jì)合作伙伴"會(huì)議.2004和2005舉辦了兩次關(guān)于氫能經(jīng)濟(jì)的中美雙邊會(huì)議.今年一月,中國(guó)科學(xué)院院士局召開(kāi)了關(guān)于"石油替代能源"的研討會(huì),主要討論石油資源可持續(xù)性分析,石油的替代能源,氫能燃料和我國(guó)的石油替代能源.并要組織人員進(jìn)行軟課題研究.3.氫能的問(wèn)題3.氫能的問(wèn)題(1)氫的價(jià)格氫的制備,儲(chǔ)存和運(yùn)輸中的價(jià)格問(wèn)題,是影響走進(jìn)氫能時(shí)代的很關(guān)鍵的問(wèn)題.要降低其價(jià)格,必須形成氫的制備,儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)木W(wǎng)絡(luò).(2)廉價(jià)清潔的制氫技術(shù)問(wèn)題(2)廉價(jià)清潔的制氫技術(shù)問(wèn)題目前制氫效率很低,氫的制取要消耗大量的能量,因此尋求大規(guī)模的廉價(jià)清潔的制氫技術(shù)是各國(guó)科學(xué)家共同關(guān)心的問(wèn)題.(a)化石燃料制氫:目前,96%氫從化石燃料制備,技術(shù)成熟,但要造成環(huán)境污染.(b)電解水制氫:技術(shù)成熟,但耗能多,價(jià)格高.一般每生產(chǎn)1立方米的氫氣,需要消耗4.2-6度的電能,其能量轉(zhuǎn)化率不到32%.(c)生物質(zhì)制氫:有可再生,產(chǎn)量大,可儲(chǔ)存,碳循環(huán)等優(yōu)點(diǎn),從中長(zhǎng)期看是最有前途的制氫方式.目前生物質(zhì)制氫效率低.(d)生物制氫:國(guó)內(nèi)外在選育高效產(chǎn)氫菌株工作進(jìn)展不快,制氫效率低.(e)風(fēng)能制氫:用風(fēng)能發(fā)電來(lái)電解水產(chǎn)生氫,技術(shù)上沒(méi)有問(wèn)題,降低成本和風(fēng)能發(fā)電量少是主要的問(wèn)題.(f)太陽(yáng)能制氫:該法還處在基礎(chǔ)研究階段,離商業(yè)化還有較遠(yuǎn)的距離.(3)氫的儲(chǔ)運(yùn)問(wèn)題(3)氫的儲(chǔ)運(yùn)問(wèn)題氫的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)主要解決儲(chǔ)運(yùn)的安全性和成本,現(xiàn)在由于儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)不過(guò)關(guān),因此浪費(fèi)了許多氫.許多工業(yè)過(guò)程,如煉油,煉焦,氯堿,合成氨,合成甲醇及煤氣制造等多有大量的副產(chǎn)品氫氣,只是由于儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的問(wèn)題而不能被利用.我國(guó)每年放空和燒掉的氫氣至少在1010標(biāo)立方米以上.因此解決氫的儲(chǔ)運(yùn)問(wèn)題也是走進(jìn)氫能時(shí)代的一個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題.目前氫的儲(chǔ)運(yùn)還有很大問(wèn)題.(a)高壓儲(chǔ)氫:儲(chǔ)氫量少,只有1%左右,還有不安全的問(wèn)題.(b)液氫儲(chǔ)氫:很不方便,儲(chǔ)氫設(shè)備大,蒸發(fā)損失大.(c)吸附儲(chǔ)氫:這是目前的研究熱點(diǎn),但儲(chǔ)氫容量還較低,一般不超過(guò)2%.鎂合金儲(chǔ)氫在3%,但儲(chǔ)放不可逆.熱門(mén)一時(shí)的納米碳管儲(chǔ)氫也已沒(méi)有了希望,最終的儲(chǔ)氫量也只有1%左右.(e)化合物儲(chǔ)氫:放氫不容易.(4)燃料電池還沒(méi)有商品化用氫作燃料的燃料電池的出現(xiàn)是促進(jìn)氫能利用的重要原因.近年來(lái),由于化石燃料資源短缺和環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,各國(guó)對(duì)燃料電池的研究十分重視.美國(guó)《時(shí)代周刊》把燃料電池列為21世紀(jì)十大高新科技之首,燃料電池已被認(rèn)為是21世紀(jì)極具應(yīng)用前景的一種新型能源系統(tǒng).雖然燃料電池有很誘人的優(yōu)點(diǎn),而且燃料電池的發(fā)展已有100多年的歷史,但至今還沒(méi)有一種燃料電池已經(jīng)真正商品化,因此,燃料電池何時(shí)才能商品化是一個(gè)與氫能利用密切相關(guān)的問(wèn)題.4.反對(duì)氫能的意見(jiàn)4.反對(duì)氫能的意見(jiàn)(a)氫以化合物形式存在,制氫要消耗能源.它不是一種能源,而是能源的流通手段.(b)氫的泄漏會(huì)改變氣候.氫不可避免泄漏,泄漏量可達(dá)15%.泄漏的氫會(huì)在大氣形成水霧,它會(huì)象二氧化碳一樣,使天氣變暖.(c)現(xiàn)在一般用高壓氫作燃料電池燃料,氫的泄漏會(huì)產(chǎn)生很大的不安全性,手機(jī)等的火花就會(huì)使泄漏的氫發(fā)生爆炸.(d)冰島能做的,其他國(guó)家不一定能做,冰島的氫都是電解水制得的,因該國(guó)70%的電是由地?zé)岷退娬井a(chǎn)生的.(5)氫的清潔生產(chǎn)要用風(fēng)能和太陽(yáng)能.據(jù)估計(jì),如用風(fēng)能發(fā)電制氫,當(dāng)風(fēng)能發(fā)電量達(dá)到美國(guó)6%的用電量,風(fēng)能發(fā)電機(jī)要占的面積要有半個(gè)加州那么大.(6)布什承諾投資120億美元用于氫能的研究是一個(gè)微不足道的投資.美國(guó)去年用于核能和礦物質(zhì)燃料方面的研究經(jīng)費(fèi)大于氫燃料的研究經(jīng)費(fèi).美國(guó)推行"健康婚姻"的預(yù)算就有150億美元.美國(guó)用于伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)的經(jīng)費(fèi)每月390億美元.(7)氫燃料電池價(jià)格昂貴.目前內(nèi)燃機(jī)成本為每千瓦50美元,而氫燃料電池為800美元.估計(jì)大量使用后,也要300美元.另外所有的加油站改成加氫站也要花費(fèi)大量的資金.五.燃料電池加速氫能利用1.燃料電池的優(yōu)點(diǎn).(1)燃料電池是一種高效清潔的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng),可降低環(huán)境污染和氣候異常.(2)燃料電池能高效利用生物質(zhì)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的氣,液物質(zhì)和氫作燃料,因此,能促進(jìn)氫能的利用.(3)燃料電池的發(fā)電效率不受體系規(guī)模限制,小型燃料電池同樣能夠?qū)崿F(xiàn)高效發(fā)電,適合于生物質(zhì)分散性的特點(diǎn).2.燃料電池定義燃料電池是一種不經(jīng)燃燒直接以電化學(xué)反應(yīng)的方式將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置,只要連續(xù)供應(yīng)燃料,燃料電池就能連續(xù)發(fā)電.3.原理陽(yáng)極反應(yīng):H2=2H++2e陰極反應(yīng):1/2O2+2H++2e=H2O總的反應(yīng):H2+1/2O2=H2O4.燃料電池分類(lèi)堿性燃料電池(AFC)(1)堿性燃料電池(AFC)陽(yáng)極:催化劑:Pt,燃料:氫陰極:催化劑:Ag,氧化劑:氧電解液:30%KOH隔膜:石棉膜工作溫度:60-80oC用途:航天器和潛艇的動(dòng)力源優(yōu)點(diǎn):比能量和比功率高缺點(diǎn):對(duì)CO2敏感,不宜地面使用(2)磷酸燃料電池(PAFC)磷酸燃料電池(PAFC)陽(yáng)極:催化劑:Pt,燃料:氫陰極:催化劑:Pt,氧化劑:氧電解液:98%磷酸工作溫度:200oC用途:家庭住宅能源和汽車(chē)動(dòng)力源優(yōu)點(diǎn):穩(wěn)定性好,已有商品生產(chǎn)缺點(diǎn):用貴金屬作催化劑,價(jià)格高.(3)質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)陽(yáng)極:催化劑:Pt,燃料:氫陰極:催化劑:Pt,氧化劑:氧電解液:含水的質(zhì)子交換膜工作溫度:60-80oC用途:汽車(chē)和潛艇等的動(dòng)力源優(yōu)點(diǎn):比能量和比功率高,壽命長(zhǎng),應(yīng)用范圍廣缺點(diǎn):對(duì)CO敏感,價(jià)格高,800美元/千瓦,而內(nèi)燃機(jī)50美元/千瓦.氫源問(wèn)題.(4)直接甲醇燃料電池(DMFC)直接甲醇燃料電池(DMFC)陽(yáng)極:催化劑:Pt合金,燃料:氫陰極:催化劑:Pt,氧化劑:氧電解液:含硫酸的質(zhì)子交換膜工作溫度:60-80oC用途:可移動(dòng)的小型電子儀器設(shè)備動(dòng)力源優(yōu)點(diǎn):比能量高,體積小問(wèn)題:Pt對(duì)甲醇氧化電催化效率低,易被甲醇氧化中間產(chǎn)物毒化,甲醇會(huì)透過(guò)質(zhì)子交換膜.(5)熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)陽(yáng)極:催化劑:Ni,燃料:氫陰極:催化劑:NiO,氧化劑:氧電解液:熔融碳酸鹽(NaCO3-LiCO3)工作溫度:600oC用途:發(fā)電站優(yōu)點(diǎn):反應(yīng)溫度高,不需貴金屬催化劑.可用含CO的燃料氣.壽命長(zhǎng).能量轉(zhuǎn)換率高,可達(dá)80%.問(wèn)題:高溫下,電解液會(huì)腐蝕電極材料.壽命2萬(wàn)小時(shí),商業(yè)上要4萬(wàn)小時(shí).(6)固體氧化物燃料電池(SOFC)固體氧化物燃料電池(SOFC)陽(yáng)極:催化劑:NiZrO2,燃料:甲烷,氫陰極:催化劑:NaCrO4等,氧化劑:氧電解液:ZrO2,CeO2等工作溫度:900oC用途:發(fā)電站優(yōu)點(diǎn):不需貴金屬催化劑.壽命長(zhǎng).可用各種燃料氣.抗中毒能力強(qiáng).能量轉(zhuǎn)換率最高,可達(dá)80%以上.問(wèn)題:高溫下,密封困難,放大困難.價(jià)格高.5.PEMFC發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀(1)世界各國(guó)對(duì)世界各國(guó)對(duì)PEMFC的重視世界各國(guó)對(duì)的重視近十年來(lái),近十年來(lái),PEMFC技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)受到技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)受到許多國(guó)家的政府和跨國(guó)大公司的極大重視,許多國(guó)家的政府和跨國(guó)大公司的極大重視,已出現(xiàn)許多PEMFC電動(dòng)車(chē)樣車(chē).電動(dòng)車(chē)樣車(chē).已出現(xiàn)許多電動(dòng)車(chē)樣車(chē)我國(guó)計(jì)劃,年奧運(yùn)會(huì)期間,我國(guó)計(jì)劃,到2008年奧運(yùn)會(huì)期間,將有我年奧運(yùn)會(huì)期間國(guó)生產(chǎn)的燃料電池電動(dòng)車(chē)會(huì)小批量,國(guó)生產(chǎn)的燃料電池電動(dòng)車(chē)會(huì)小批量,示范性地行駛在街頭.性地行駛在街頭.年世博會(huì)期間,輛燃料電池公交到2010年世博會(huì)期間,20輛燃料電池公交年世博會(huì)期間輛燃料電池出租車(chē),車(chē),300輛燃料電池出租車(chē),1000輛電動(dòng)輛燃料電池出租車(chē)輛電動(dòng)汽車(chē)