生物質(zhì)能利用途徑范文
時間:2023-12-06 17:53:58
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篇1
關鍵詞: 語用失誤 高職英語教學 跨文化交際
國家在高職英語“新課程”教學大綱提出:“在義務教育的基礎上,鞏固、擴大學生的基礎知識,發(fā)展聽、說、讀、寫的基本技能,培養(yǎng)在口頭上和書面上初步運用英語進行交際的能力?!痹趯W生中學階段主要強調(diào)應試教育,只要求學生掌握英語的語言知識,而忽視學生交際能力的培養(yǎng),導致出現(xiàn)“高分低能”的英語學習現(xiàn)象。隨著我國對外交往的日益頻繁,學生步入社會后跨文化交流的機會增多,為避免失誤,對交際成功的要求越來越高,尤其對于高職學生,外語實際應用能力成為越來越多的單位人才錄用的基本條件。但現(xiàn)階段部分高職各專業(yè)的學生,即使有的已經(jīng)通過國家英語A、B級考試,仍然在對外交往中力不從心,無法做到得體表達,語用失誤現(xiàn)象較為普遍,因而培養(yǎng)學生的交際能力是英語教師面臨的緊迫任務和重要課題。本文旨在探討高職英語教學中學生的語用失誤現(xiàn)象及交際能力培養(yǎng)途徑。
1.常見的語用失誤現(xiàn)象
所謂跨文化語用失誤,是指異文化與本文化的沖突,具體來說就是“說話者不自覺地違反了交際規(guī)則、社會規(guī)約,或者不合時間空間,不看對象,不顧交際雙方的身份、地位、場合等,違背目的語特有的文化價值觀念,導致交際不能取得預期效果或達不到完滿的交際效果,這樣性質(zhì)的錯誤就叫做語用失誤”(孫亞、戴凌,2002)。高職學生在跨文化交際中主要呈現(xiàn)兩種失誤現(xiàn)象,理論上叫做語用語言失誤和社交語用失誤,說通俗點就是“言傳”中的失誤和“意會”中的失誤。
1.1“言傳”失誤。主要表現(xiàn)在語境把握不當,在用英語交流的過程中,未注意到不同文化背景在思維方式和觀察事物角度上的差異,影響了正常交際。例(1)反義疑問句的回答反映出不同語言思維方式的差異。如客戶詢問發(fā)貨時間——“We would like to receive the goods this weekend,can’t you catch the time?”在高職經(jīng)管專業(yè)學生如果回答“No.”本意想說“不,我們可以按時發(fā)貨?!币驗闆]有掌握好對英語反義疑問句的回答,回答錯誤,被誤解為“是,我們辦不到?!辈粌H失去一單生意,還可能會被老板炒魷魚。例(2):“這星期三”還是“下星期三”。假如高職護理專業(yè)的學生上崗后遇到老外預約看診,如果說,“Come here again next Wednesday morning please.”當時若是星期一,老外可能兩天后就出現(xiàn)在醫(yī)院了,但護士的本意是過了這個周末的下周三。引起誤會是因為英語和漢語觀察時間的參照點不同,漢語中說話時是星期一,那么說“下星期三”,就是指過了這個星期以后下一個星期的星期三。而英語則是以說話時的這一天為參照點。假如說話時是星期一,那么說“下星期三”是指過了今天以后即將到來的那個星期三,可能就是后天。可見由于觀察事物的角度不一樣,會造成交際中的語用失誤現(xiàn)象。
1.2“意會”失誤。主要表現(xiàn)為在交際中由于不了解或忽視談話雙方的社會、文化背景差異而出現(xiàn)的語用失誤。例如,中國人最喜歡見面問,“Didyou have your dinner?”(您吃飯了嗎?)對于英美人士來說,這是請人吃飯的婉轉(zhuǎn)邀請,要是未婚男女,還可能表示男士對女士有興趣,所以會讓聽到這句問候的老外摸不著頭腦。另外,外國人士會詢問到家里來的中國客人,“Would you like something to drink?”中國人要是按照自己的習俗,明明想喝卻還要客氣地說“No,thank you.”就很可能喝不到東西了??梢姡袊艘幌蜃⒅囟Y節(jié),崇尚“禮多人不怪”,而英美人士尤其是美國人,習慣簡潔直爽(directness),思維上很少“拐彎抹角”,出現(xiàn)這樣的語用失誤就不奇怪。高職學生在跨文化交流中語用失誤的頻繁出現(xiàn),暴露出高職英語教學中對學生跨文化交際能力,尤其是語用能力培養(yǎng)方面的不足。
2.高職學生跨文化交際中出現(xiàn)語用失誤的原因分析
2.1英語基礎薄弱,無明確的學習目標。目前,我國高等職業(yè)院校的生源多是成績中下等、高考分數(shù)進不了普通高校的學生,因此英語水平參差不齊,分化嚴重。而且學生一直受傳統(tǒng)應試英語教學的影響,英語學習還局限于語言層面,學習方法還停留在背單詞、記語法、做習題上,一方面導致學生逐漸失去學習英語的興趣,另一方面影響和束縛學生跨文化交際能力的培養(yǎng),在一定程度上造成跨文化交際的障礙。同時,高職學生學習英語的目標也不明確,只重視英語知識的接受,卻忽視語言文化等已有知識的綜合運用,沒有意識到跨文化交際能力在未來職場中的重要性。因此,在目前的這種形勢下,迫切需要通過跨文化交際的教育來培養(yǎng)高職院校的學生,幫助學生確定學習方向,使跨文化交際能力在未來給學生助力。
2.2教師跨文化教育意識相對滯后,師資質(zhì)量需不斷提高。盡管不少高職院校英語教師的跨文化教育意識已經(jīng)在慢慢提高,但是總體來說,他們還普遍缺乏跨文化的視野,認為英語教學就是語言知識的教學。雖然近幾年來,高校交際法教學得到提倡及普及,英語教學中的文化問題也受到越來越多的關注,教師逐漸開始重視跨文化交際在整個英語教學中的作用,但重視程度還顯不足,導致在平時的英語教學中無法增強學生的跨文化意識。
3.高職院校學生跨文化交際能力的培養(yǎng)途徑
3.1提高教師自身的跨文化交際素質(zhì)。對教師提出更高要求,在教學中增強培養(yǎng)跨文化交際能力的目的性。教師應不斷學習,既掌握深厚的英語語言功底,又具備廣博的跨文化背景知識,了解東西方思維方式、價值取向觀念的差異,提高跨文化交際能力。因此,應該給教師制造機會,多參加一些學術交流活動,并且配備一些反映歐美國家社會、政治、經(jīng)濟、風俗習慣等內(nèi)容的書籍及報紙雜志供教師涉獵,在不斷提高自身的文化修養(yǎng)的同時,適應跨文化交際教學的要求。
3.2高職院校英語課堂應營造以學生為中心的課堂交際場景。文化無所不在,教師既要重視文化知識的傳播,又要重視文化氛圍的營造,英語課堂教學本身就是文化學習,包括禮儀、習俗、語言等很多方面。教師要通過實踐語言教學,在課堂上營造出英美文化氛圍,培養(yǎng)學生在社會交際中真正運用語言進行交際的能力。在課堂內(nèi)加入大量的以學生為主體的練習方式,如對話、角色表演、小組討論、辯論等諸多形式,鼓勵學生開口說話,說符合文化背景的話。如通過角色扮演,創(chuàng)造模擬場景,使學生身臨其境,把握如何打電話、拜訪、購物等語言表達技能。
在世界全球化的背景下,跨文化交際將越來越頻繁,對學生跨文化交際能力的要求“水漲船高”。培養(yǎng)學生的跨文化交際意識,提高跨文化交際能力是適應“文化多樣性”的需要。高職教師應努力幫助學生適應社會潮流,將語言教學置于跨文化交際環(huán)境中,明確英語學習中的文化要素,逐漸提高學生的跨文化交際意識,最終學生可以主動理解掌握英語文化的內(nèi)涵,提高跨文化交際能力。筆者期待能與從事跨文化研究的廣大高職英語教師進行進一步的探討,將這一課題真正推廣在英語教學當中,為社會培養(yǎng)出更多的“跨文化人才”。
參考文獻:
[1]胡文仲.英語教學中為什么要涉及文化[J].外國語,1986(4):10-11.
[2]賈玉新.跨文化交際學[M].上海:上海外語教育出版社,1997.
[3]張巨文.語用失誤與外語教學[J].鄭州大學學報,2000.
篇2
1引言
葫蘆島市建城區(qū)面積約40km2,主要由連山區(qū)、龍港區(qū)、南票區(qū)組成。城市人口約40萬人。屬于中小城市,2011年經(jīng)濟總量實現(xiàn)531.4億元。人均收入較低,居民消費價格總指數(shù)和工業(yè)品出廠價格指數(shù)高位運行。全年居民消費價格總指數(shù)比2010年上升2.7%,物價上漲壓力增大,給居民生活和社會生產(chǎn)經(jīng)營帶來不利影響[1]。
2000年前城區(qū)共有茶水爐和洗浴鍋爐195臺,噸位均在0.35MW以下,屬小型手燒鍋爐,大都直接燃燒原煤,沒有脫硫除塵器,煙氣直接排放,黑煙滾滾,煙塵、飛灰、SO2均超標排放,嚴重污染了城市大氣質(zhì)量,居民不斷,紛紛要求解決城市洗浴鍋爐冒黑煙的城市頑癥。2001年葫蘆島市人民政府決定取締小型茶水鍋爐,并對小型洗浴鍋爐進行改造,改用燃燒型煤或燃燒焦炭的鍋爐。由于型煤有固硫劑,焦炭是經(jīng)煤炭高溫干餾轉(zhuǎn)化而形成的,灰分含量較低,一般為11%~14%,含硫量低,二級焦炭含硫量在0.7以下,因此在初期基本解決了煙氣污染環(huán)境問題。但由于此種鍋爐結(jié)構(gòu)既能燃燒型煤、焦炭,也能燃燒原煤,業(yè)主為了降低成本,經(jīng)常偷燒原煤,造成管理難度較大。致使城區(qū)洗浴鍋爐冒黑煙現(xiàn)象日益突出,市民投訴案件比例居高不下,占上訪比例的40%以上,不僅影響了百姓的生存環(huán)境,造成了城市大氣環(huán)境質(zhì)量下降,也損害了環(huán)境保護部門在百姓中的形象。
為了徹底解決洗浴鍋爐冒黑煙這一頑癥,經(jīng)過調(diào)研,2009年在葫蘆島市連山區(qū)安裝使用3臺生物質(zhì)能鍋爐試點,經(jīng)過一年試運營,從環(huán)保、經(jīng)濟和社會等方面均取得滿意效果。2010年在葫蘆島市城區(qū)推廣使用生物質(zhì)能鍋爐。
2生物質(zhì)能現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
2.1生物質(zhì)能源[2-3]
生物質(zhì)能源是太陽能以化學能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式,即以生物質(zhì)為載體的能量。生物質(zhì)能源包括木材、農(nóng)作物(主要有秸稈、稻草、麥稈、豆稈、棉花稈、谷殼、花生殼)、雜草、藻類等有機廢棄物。生物質(zhì)能源豐富,地球上每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有1730億t,其中蘊含的能量相當于全世界能源消耗總量的10.2倍,但目前利用率不到3%。
2.2生物質(zhì)能源的特點
2.2.1生物質(zhì)能源分布廣泛且總量十分豐富
地球上通過光合作用生成的生物質(zhì)總量達到1440億—1800億t。太陽能以化學能形式存在于植物、動物和微生物的有機物中,是人們最早利用的廉價能源。
2.2.2生物質(zhì)能源是可再生能源
生物質(zhì)能屬于可再生資源,太陽能永恒,生物質(zhì)能源永續(xù),取之不盡,用之不竭。
2.2.3生物質(zhì)能低污染性
生物質(zhì)的硫含量、氮含量較低,燃燒過程中SOx,NOx較少,由于它在燃燒時釋放出CO2和H2O,正是生物質(zhì)生長時需要的CO2,因而對大氣的CO2凈排放量近似于零,可有效地減輕溫室效應。
2.2.4生物質(zhì)能源缺點
生物質(zhì)種類的多樣性也造成了生物質(zhì)能源的復雜性,生物質(zhì)密度小,體積大,能量密度低,收集運輸成本相對較高,生物質(zhì)直接燃燒易產(chǎn)生飛灰,造成環(huán)境污染。
2.2.5生物質(zhì)能源利用的前景
傳統(tǒng)能源煤炭、石油、天然氣面臨枯竭,開發(fā)新能源已成為人類發(fā)展中的緊迫課題。隨著環(huán)境污染日益嚴重,傳統(tǒng)高能耗嚴重制約了經(jīng)濟發(fā)展和社會進步,而可再生的生物質(zhì)能源可代替煤炭、石油、天然氣等化石燃料,減少溫室效應和酸性氣體的排放,對生態(tài)系統(tǒng)具有保護作用。通過大規(guī)模開發(fā)利用生物質(zhì)能源,提高生物質(zhì)能源利用率,減少對石油依附程度,對保護國家能源安全具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
2.2.6生物質(zhì)能源利用形式
根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒2008》公布,我國各種能源比例為:煤29.2%,石油34.8%,天然氣24.1%,其他能源11.9%。生物質(zhì)能的利用主要是直接燃燒、熱化學轉(zhuǎn)換和生物化學轉(zhuǎn)換等3種途徑。生物質(zhì)的直接燃燒在我國仍然是生物質(zhì)能利用的主要方式。生物質(zhì)的熱化學轉(zhuǎn)換是在一定條件下,使生物質(zhì)氣化、炭化、熱解和催化液化,以生產(chǎn)氣態(tài)燃料、液態(tài)燃料和化學物質(zhì)的技術。生物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化包括生物質(zhì)—沼氣轉(zhuǎn)換、生物質(zhì)—乙醇轉(zhuǎn)換等。沼氣轉(zhuǎn)化是有機物質(zhì)在厭氧環(huán)境中,通過微生物發(fā)酵產(chǎn)生的一種以甲烷為主要成分的可燃性混合氣體,即沼氣。乙醇轉(zhuǎn)換是利用糖、淀粉和纖維素等原料經(jīng)發(fā)酵制成乙醇。
3生物質(zhì)能鍋爐在葫蘆島市應用的現(xiàn)狀
3.1葫蘆島市生物質(zhì)能燃料的生產(chǎn)狀況
葫蘆島市政府為了推廣使用生物質(zhì)能,克服生物質(zhì)體積大、不易運輸、能量密度小的缺點,倡導每個私有企業(yè)主投資50萬—100萬元,興建了30余家生物質(zhì)能造粒企業(yè),主要利用秸稈、廢木屑、花生殼等生物質(zhì),利用機械力,擠壓成柱狀顆粒。葫蘆島市已形成生產(chǎn)生物質(zhì)能燃料10~20萬t/a的生產(chǎn)能力。
3.2生物質(zhì)燃料與煤炭在組分上的比較
生物質(zhì)燃料和煤炭在組分上的比較見表1。從組成上看C的含量,生物質(zhì)燃料低于煤炭,燃燒值相當于劣質(zhì)煤的燃燒值,是優(yōu)質(zhì)煤50%左右,其燃燒值為15~25MJ/kg,灰分比優(yōu)質(zhì)煤灰分低,所以生物質(zhì)燃燒要比煤炭燃燒友好。生物質(zhì)能源是潔凈能源,產(chǎn)生的灰渣還可還原農(nóng)田,作為肥料,其燃燒幾乎不產(chǎn)生任何有害氣體[4-5]。
3.3生物質(zhì)能燃燒設備及用途
從2007年開始,葫蘆島市主要有兩家研制生產(chǎn)生物質(zhì)能鍋爐的企業(yè),目前這兩家企業(yè)生產(chǎn)的鍋爐還屬于傳統(tǒng)型第一代產(chǎn)品,按照傳熱能力大約分為7個系列產(chǎn)品。最大規(guī)模0.7MW,鍋爐結(jié)構(gòu)固定式爐排,手工推進式加生物質(zhì)能燃料,人工排渣,其主要用途一是燒熱水以供洗浴中心熱水洗浴,二是給分散住戶供暖。
3.4生物質(zhì)能鍋爐燃煤污染物排放
葫蘆島市從2010年開始正式推廣使用生物質(zhì)能鍋爐,主要取代市區(qū)洗浴中心燃煤鍋爐,到2010年1月末共安裝生物質(zhì)能鍋爐188臺,主要分布在連山區(qū)、龍港區(qū)和興城市城區(qū)。2011年葫蘆島市環(huán)境監(jiān)測中心站對安裝的生物質(zhì)鍋爐隨機抽取監(jiān)測結(jié)果表明:煙氣平均溫度在60~110℃之間,標態(tài)煙氣流量在110~431m3/h之間,煙塵平均排放濃度為84.6~105mg/m3,煙塵排放量為0.01~0.04kg/h,SO2平均排放濃度為116~208mg/m3,SO2排放量在0.02~0.05kg/h,黑度均小于林格曼黑度一級,檢測結(jié)果見表2。2011年葫蘆島市環(huán)保局又對安裝生物質(zhì)能鍋爐進行了后評價,葫蘆島市環(huán)境監(jiān)測中心站對3臺鍋爐進行了隨機抽樣監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果表明,煙塵平均排放濃度為85~97.07mg/Nm3,林格曼黑度均小于1級。監(jiān)測結(jié)果見表3。綜觀二次監(jiān)測結(jié)果,煙塵平均排放濃度為75.22mg/Nm3,低于《鍋爐大氣污染物排放標準》200mg/Nm3的標準限值,SO2平均排放濃度為117.0mg/Nm3,低于《鍋爐大氣污染物排放標準》500mg/Nm3的標準限值,煙塵林格曼黑度小于1級。
3.5已安裝生物質(zhì)能鍋爐環(huán)境效益分析
生物質(zhì)能鍋爐生產(chǎn)使用屬于國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵的項目,利用生物質(zhì)能鍋爐替代燃煤鍋爐具有顯著的社會效益和環(huán)境效益,并具有一定的經(jīng)濟效益。葫蘆島市現(xiàn)已推廣生物質(zhì)能鍋爐188臺,可替代標煤1.83萬t/a。每年減少SO2排放426t,煙塵排放1321t,推動了新興環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,帶動了農(nóng)作物“三剩物及次小薪柴”的產(chǎn)業(yè)深加工的發(fā)展,推動了全市部分環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展,燃燒副產(chǎn)物可作為肥料還田,實現(xiàn)了資源利用最大化。
篇3
關鍵詞:教學改革;新能源發(fā)電技術;創(chuàng)新人才培養(yǎng)
作者簡介:韓楊(1982-),男,四川成都人,電子科技大學機電學院電力電子系,講師。
基金項目:本文系電子科技大學中央高?;究蒲袠I(yè)務費資助(項目編號:2672011ZYGX2011J093)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)14-0046-02
“新能源發(fā)電技術”是電子科技大學電氣工程及自動化、機械設計制造及自動化、工業(yè)工程三個專業(yè)課程體系中的一門重要課程。該課程屬于高年級本科生的專業(yè)選修課,共32課時、內(nèi)容多、知識面廣、綜合性強。[1, 2]由于三個專業(yè)的學生知識體系存在一定差異,在教學理念、教學內(nèi)容、教學方法等方面,需要做出系統(tǒng)的設計和創(chuàng)新。筆者在教學過程中,充分吸收國外高校模塊化教學模式、凝練教學內(nèi)容,充分利用交互式教學方法,采用課堂講授、提問與解答、課程項目、研究報告等手段,把互動式教學方法成功應用到教學實踐中。課程以電能變換與控制為主線,鼓勵不同專業(yè)背景的學生組成研究小組對課程項目進行協(xié)作研究,提升了學生的學習興趣,培養(yǎng)了學生的自主創(chuàng)新能力。[3, 4]
一、國外“新能源發(fā)電技術”教學內(nèi)容與模式回顧
1.麻省理工學院(MIT)的模塊化教學模式
課程簡介:課程評估當前和未來潛在的能源系統(tǒng),包括資源提取、轉(zhuǎn)換和最終使用技術,重點區(qū)域和全球能源需求。研究各種可再生能源和傳統(tǒng)能源的生產(chǎn)技術,能源最終用途和替代品,在不同國家的消費習慣。
第一部分:能源的背景。欠發(fā)達國家日益增長的能源需求、發(fā)達國家可持續(xù)的未來能源。能源概述、能源供給和需求的問題;能源轉(zhuǎn)換和經(jīng)濟性分析,氣候變化和應對措施。模塊1:能量傳遞和轉(zhuǎn)換方法。模塊2:資源評估和消耗分析。模塊3:能量轉(zhuǎn)換、傳輸和存儲。模塊4:系統(tǒng)的分析方法。模塊5:能源供應,需求和存儲規(guī)劃。模塊6:電氣系統(tǒng)動力學。模塊7:熱力學與效率的計算。
第二部分:具體的能源技術。模塊1:核能的基礎和現(xiàn)狀;核廢料處理;擴建民用核能和核擴散。模塊2:化石能源的燃料轉(zhuǎn)換,電源循環(huán),聯(lián)合循環(huán)。模塊3:地熱能源的類型;技術、環(huán)境、社會和經(jīng)濟問題。模塊4:生物質(zhì)能資源和用途,資源的類型和要求。
第三部分:能源最終用途,方案評估和權(quán)衡分析。模塊1:汽車技術和燃料經(jīng)濟政策。模塊2:生物質(zhì)轉(zhuǎn)化的生命周期分析;土地使用問題、凈能量平衡和能量整合。模塊3:電化學方法電能儲存、能量轉(zhuǎn)換,燃料電池。模塊4:可持續(xù)能源,非洲撒哈拉以南地區(qū)的電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)和選擇。
2.瑞典皇家理工學院(KTH)課程內(nèi)容與要求
課程內(nèi)容:替代能源和可再生能源的全方位的介紹和分析,包括整合這些解決方案以滿足能源服務的要求。包括現(xiàn)有和未來的替代能源,如水能、風能、太陽能、光伏、光熱,燃料處理;可再生能源系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn);動態(tài)整合各種可再生能源。在整個教學過程中,學生的讀、寫和研討主題是“先進的可再生能源系統(tǒng)技術”,特別是通過項目工作和多個為期半天的研討會對相關專題進行研討,每個人都參與演講和討論,并邀請有行業(yè)工程背景的專家和政策制定者來課堂參與探討,豐富課堂內(nèi)容、提升教學質(zhì)量。
課程要求:在課程結(jié)束時,學生應能夠分析和設計能源系統(tǒng),利用風能、生物能源、太陽能產(chǎn)生電力或用于加熱與冷卻。完成課程后,學生能詳細說明風能、生物能、太陽能基本原理和主要特點,以及它們之間的區(qū)別。能掌握這3種可再生能源系統(tǒng)的主要組件,了解基于化石燃料的能源系統(tǒng)對環(huán)境和社會的影響。
3.威斯康星大學(UWM)課程內(nèi)容與要求
課程內(nèi)容:學習有關國家最先進的可再生能源系統(tǒng),包括生物質(zhì)、電力和液體燃料,以及風力、太陽能、水電。學生們將對可再生能源電力和能源供應做工程計算,并要了解可再生能源的生產(chǎn)、分配和最終使用系統(tǒng)。能源存儲、可再生能源政策;經(jīng)濟分析,購買和銷售能源;風能理論與實踐;太陽能可用性,光熱和光伏發(fā)電系統(tǒng);水電;地熱,潮汐能和波浪發(fā)電;生物能源、生物質(zhì)燃燒熱力和電力;生物質(zhì)氣化,生物油熱解;生物燃料的生命周期評估。
課程要求:掌握基本的可再生能源系統(tǒng)的工程計算,了解可再生資源評估和能源基礎設施一體化。確定可再生能源系統(tǒng)的環(huán)境影響。設計和評估可再生能源系統(tǒng)的技術和經(jīng)濟上的可行性。了解能源在社會中的關鍵作用。了解可再生能源發(fā)展的公共政策、市場結(jié)構(gòu)。卓越學生的學習成果:能夠運用數(shù)學、科學和工程原則進行實驗設計,并能分析和解釋實驗現(xiàn)象。有能力設計一個系統(tǒng)、部件或過程,以滿足預期要求,具備解決工程問題和有效溝通的能力。
二、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下“新能源發(fā)電技術”教學設計
通過對該課程的學習,使學生了解中國的能源現(xiàn)狀,掌握電源變換與控制技術的基本原理,掌握光伏發(fā)電和風力發(fā)電的基本原理及系統(tǒng)的構(gòu)成,加深對中國風力資源和風力發(fā)電基本原理的認識,理解生物質(zhì)資源的利用現(xiàn)狀、轉(zhuǎn)換與控制技術的基本原理,了解天然氣、燃氣發(fā)電與控制技術的基本原理和應用情況。吸收國外經(jīng)驗,設計教學模塊。
1.電源變換和控制技術
內(nèi)容要點:電力電子器件的概念、特征和分類,不可控器件——電力二極管,半控型器件——晶閘管,電力場效應晶體管——電力MOSFET,絕緣柵雙極型晶體管——IGBT;AC—DC變換電路:二極管整流器——不控整流,晶閘管整流器——相控整流,PWM整流器——斬波整流;DC—DC變換電路:單管不隔離式DC—DC變換器,隔離式DC—DC變換器;DC—AC變換電路原理、分類、參數(shù)計算;AC—AC變換電路。
課堂提問:晶閘管的導通和關斷條件是什么?相控整流與PWM整流電路區(qū)別是什么?交流調(diào)壓電路的基本原理是什么?什么是逆變?如何防止逆變失?。?/p>
課程項目1:讓學生設計一個50kW的相控整流和PWM整流電路,進行MATLAB仿真分析,比較兩種整流電路的區(qū)別,要求分組討論、制作PPT演講,撰寫研究報告。
2.風能、風力發(fā)電與控制技術
內(nèi)容要點:風的產(chǎn)生、特性與應用;風力發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)、分類與工作原理;風力發(fā)電的特點、控制要求和功率調(diào)節(jié)控制;風力發(fā)電機組的并網(wǎng)運行和功率補償:同步發(fā)電機組、異步發(fā)電機組和雙饋異步發(fā)電機組的并網(wǎng)運行和功率補償。
課堂提問:簡述風能轉(zhuǎn)換的基本原理。風力機的空氣動力學參數(shù)有哪些?具體怎么求解?風力機有哪幾種分類方法?
課程項目2:讓學生設計基于全功率變換器的風力發(fā)電系統(tǒng),在課程項目1的PWM整流電路的基礎上,設計整流和逆變電路及其控制算法,進行MATLAB仿真,驗證工作原理,要求分組討論、制作PPT演講、撰寫研究報告。
3.太陽能、光伏發(fā)電與控制技術
內(nèi)容要點:太陽能利用方式、分類及原理,中國光伏發(fā)電的歷史和研究現(xiàn)狀;太陽能電池的工作原理,太陽能電池材料的光學性質(zhì)、等效電路、輸出功率和填充因數(shù),太陽能電池的效率、影響效率的因素及提高的途徑;太陽能電池制造工藝,多、單晶硅制造技術;太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設備構(gòu)成,正弦波PWM技術,逆變器基本特性及評價;獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理、系統(tǒng)構(gòu)成;并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類、特點、結(jié)構(gòu)、供電形式和設備構(gòu)成。
課堂提問:多晶硅和單晶硅的制造工藝有什么不同?根據(jù)制作工藝的不同它們各有什么特點?什么是正弦波PWM逆變技術?并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)由哪幾部分構(gòu)成?
課程項目3:讓學生設計小功率并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng),在課程項目2逆變電路的基礎上,設計單相及三相逆變電路及其控制算法,進行MATLAB仿真,驗證工作原理,要求分組討論、制作PPT演講、撰寫研究報告。
4.生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)換與控制技術
內(nèi)容要點:生物質(zhì)能的定義、生物質(zhì)資源特點及類別;生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換和發(fā)電技術、生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換的能源模形式,城市垃圾、生物質(zhì)燃氣發(fā)電技術;生物質(zhì)熱裂解發(fā)電技術的分類、生物質(zhì)熱裂解機理,生物質(zhì)熱裂解技術及裝置簡介;我國生物質(zhì)能的利用現(xiàn)狀及開發(fā)生物質(zhì)能的必要性,生物質(zhì)能發(fā)電前景。
課堂提問:生物質(zhì)能的優(yōu)缺點是什么?根據(jù)其優(yōu)缺點如何揚長避短充分利用生物質(zhì)資源?生物質(zhì)熱裂解的機理是什么?請詳細分析說明。影響生物質(zhì)熱裂解的因素有哪些?具體是如何影響的?
5.天然氣、燃氣發(fā)電與控制技術
內(nèi)容要點:天然氣水合物的概念,形成機理及化學性質(zhì);天然氣的綜合利用、環(huán)境價值與發(fā)展前景;小型燃氣輪機發(fā)電機組的原理及用途、主要形式及應用前景;燃氣輪機組的電能變換與控制系統(tǒng)、電網(wǎng)供電及控制;燃氣發(fā)電機組的并網(wǎng)運行與控制策略,DC-AC低頻并網(wǎng)逆變技術,DC-AC/ AC-DC-AC三級變換高頻環(huán)節(jié)并網(wǎng)逆變技術;燃氣發(fā)電機組高頻并網(wǎng)逆變的控制策略。
課堂提問:小型燃氣輪機組并網(wǎng)發(fā)電的原理是什么?簡述燃氣輪機組電能變換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理。燃氣發(fā)電機組高頻并網(wǎng)逆變是如何實現(xiàn)的?
三、結(jié)束語
在充分吸收國外高校“新能源發(fā)電技術”模塊化教學模式的基礎上,以人才培養(yǎng)為中心,凝練教學內(nèi)容、改革教學方法,提高了學生對該課程的學習興趣,課堂互動得到明顯改善,不同專業(yè)背景的學生能夠?qū)φn程項目進行協(xié)作研究,發(fā)揮各自的特長收集和吸收國外前沿技術,在PPT演講、研究報告撰寫方面鍛煉了學生的綜合能力,取得了良好的教學效果。
參考文獻:
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篇4
【關鍵詞】生物質(zhì);生物質(zhì)能源;農(nóng)林廢棄物;貴州
一、開發(fā)利用的內(nèi)在動因
能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎,隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,世界能源消耗量大幅度增加、煤炭、石油、天然氣等化石能源消耗迅速及環(huán)境污染日趨嚴重,人類社會的持續(xù)發(fā)展受到嚴重威脅。有鑒于此,緩解能源供求矛盾,尋求和開發(fā)新的清潔性替代能源被提上了議事日程,生物質(zhì)能源的開發(fā)利用應時而生。
生物質(zhì)能是以各種生物質(zhì)為載體,將太陽能以化學能形式存儲在生物體中的能量,它直接或間接地來源于植物的光合作用。其主要包括各種活體植物、農(nóng)林廢棄物、有機廢水和畜禽糞便等。在可再生能源中,生物質(zhì)能源具有儲量大、分布廣、低硫、低氮、生長快、CO2零排放等優(yōu)點?,F(xiàn)代生物質(zhì)能源的開發(fā)利用如沼氣、燃料乙醇、生物柴油、農(nóng)作物秸稈氣化等,無不是借助于熱化學、生物化學等手段通過先進的轉(zhuǎn)換技術,從生物質(zhì)中生產(chǎn)出不同需求的固體、液體、氣體等高品位的新能源。
貴州是“欠開發(fā)、欠發(fā)達”、工業(yè)化、城鎮(zhèn)化程度較低的農(nóng)業(yè)省份,同時也一個富煤、缺油、缺氣的山區(qū)省份。改革開放以來,特別是西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施以來,貴州省經(jīng)濟得到持續(xù)快速發(fā)展,能源需求持續(xù)增長,增加能源供應、保障能源安全、保護生態(tài)環(huán)境、促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展已成為貴州省的一項重大戰(zhàn)略任務。合理開發(fā)利用生物質(zhì)能源也是貴州省重要的能源資源及資源利用途徑,在滿足能源需求、改善農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、充分利用資源、減少環(huán)境污染、促進經(jīng)濟發(fā)展等方面具有重要作用和意義。
二、開發(fā)利用的資源基礎
貴州省位于我國云貴高原東部,介于東經(jīng)103?36?-109?35?,北緯24?37?-29?13?之間,平均海拔1100米左右。古代貴州地處較低緯度,受冰川的直接破壞小,成為北方植物躲避冰期的避難所,有大量孑遺植物;加之貴州地處亞熱帶濕潤季風氣候區(qū),氣候溫暖濕潤,立體氣候明顯,水量充沛,境內(nèi)典型的喀斯特地形地貌、多樣性的土壤特質(zhì)等自然條件,非常有利于各種動植物的生長、繁衍。因此貴州成為多種植物區(qū)地理成分匯聚地,物種資源豐富,有利于進行生物質(zhì)能綜合開發(fā)利用。
農(nóng)業(yè)和林業(yè)是目前生物質(zhì)能源最重要的兩個原料來源。貴州雨、熱、水、光基本同期的良好組合十分有利于農(nóng)作物的生長,不僅產(chǎn)量可觀,品種也非常豐富。僅栽培的糧食作物、油料作物、纖維植物和其他經(jīng)濟作物就有近6000個品種。據(jù)調(diào)查,貴州省常用耕地面積2642萬畝,每年主要農(nóng)作物秸稈理論資源總量超過1600萬噸,其中水稻558萬噸、玉米638萬噸、油菜籽180萬噸、小麥50萬噸、煙葉36萬噸、薯類116萬噸、豆類47萬噸;可收集資源總量超過1300萬噸,其中水稻428萬噸、玉米517萬噸、油菜籽158萬噸、小麥27萬噸、煙葉33萬噸、薯類110萬噸、豆類41萬噸;可利用資源總量超過590萬噸,其中水稻161萬噸、玉米241萬噸、油菜籽132萬噸、小麥13萬噸、煙葉30萬噸、薯類3萬噸、豆類12萬噸。
在林業(yè)方面,貴州省獨特的自然地理環(huán)境,孕育著世界同緯度地區(qū)罕見的常綠闊葉林、常綠落葉混交林和針葉闊葉混交林等多種森林群落類型;既分布有熱帶、亞熱帶區(qū)系植被,又分布有暖溫帶和溫帶區(qū)系植被,垂直分布和地帶性分布規(guī)律明顯,因此林業(yè)資源十分豐富。據(jù)統(tǒng)計,2011年貴州省森林面積(含灌木)10974.8萬畝,活立木總蓄積量3.89億立方米,森林覆蓋率達到41.53%,遠遠高于全國20.36%的平均水平。據(jù)初步估算,貴州省林木生物質(zhì)總量超過3.33億噸,可采伐更新的林木生物質(zhì)總量可超過3300萬噸以上。
三、開發(fā)利用的基本現(xiàn)狀
2000年以來,貴州省抓住國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略的歷史性機遇,積極推動生物質(zhì)能源的發(fā)掘及技術研發(fā)工作,如今已在農(nóng)村沼氣、燃料乙醇、生物柴油、生物質(zhì)能發(fā)電等領域取得了一定成績,產(chǎn)生了良好的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益。
在農(nóng)村推進沼氣建設和節(jié)柴灶應用,清潔利用有機廢棄物,將其轉(zhuǎn)換為電力、燃氣或固體成型燃料等清潔能源。“十五”期間貴州省新增農(nóng)村沼氣池64萬口,“十一五”期間每年新建20萬口,“十二五”期間再擬新增40萬口以上;2007年貴州省啟動大中型沼氣工程建設項目,截止2010年底,共完成200-300m3的常溫發(fā)酵大中型沼氣工程項目272 個。
在生物液體燃料方面,根據(jù)《貴州省小油桐種植基地建設及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展規(guī)劃》,將在15年內(nèi)形成年產(chǎn)200萬噸生物柴油的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。2015年,建設生物柴油能源示范林10萬公頃,建成年產(chǎn)5萬噸生物柴油加工示范廠;2020年,規(guī)劃建設液體燃料能源林60萬公頃,生物液體燃料產(chǎn)量達30萬噸。
2005 年武漢凱迪電力股份有限公司來貴州投資修建生物質(zhì)能電廠,開啟了貴州生物質(zhì)能發(fā)電的歷史紀元。截止2011年,已在貴州投資100多億元用于生物質(zhì)發(fā)電,年發(fā)電量達30多億度?!笆濉逼陂g,凱迪公司擬投資406 億元在貴州省29 個縣建設生物質(zhì)發(fā)電等項目,并力爭“十二五”期間全部投產(chǎn)運營。根據(jù)《貴州省“十二五”能源發(fā)展專項規(guī)劃》,“十二五”期間,生物質(zhì)發(fā)電建設項目將在全省生物質(zhì)資源豐富的縣開展,規(guī)劃建設總規(guī)模120萬千瓦生物質(zhì)直燃發(fā)電廠;配套建設有機肥廠100萬噸/年;建設或合作經(jīng)營能源林原料基地2000萬畝。
四、開發(fā)利用存在的問題及對策
“欠開發(fā)、欠發(fā)達”的是貴州的基本省情,同時也是制約貴州快速發(fā)展的瓶頸。目前,貴州省對農(nóng)林生物質(zhì)資源的利用技術相對滯后,使用范圍還不廣泛,僅有少部分農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源被農(nóng)戶用于生產(chǎn)沼氣作為燃料,其他技術的研究及推廣應用還比較少,林業(yè)“三剩物”的深加工利用等技術運用比較薄弱。截止2012年底,在貴州投資開發(fā)利用生物質(zhì)能源的只有武漢凱迪公司、北京金桐福公司、貴州江南航天公司等為數(shù)不多的幾家具有一定規(guī)模的高新技術企業(yè)。
貴州農(nóng)作物秸稈基本上還是處于傳統(tǒng)、粗放的使用方式,主要作為農(nóng)家餐飲和取暖燃料、直接還田、禽畜墊料堆漚還田、禽畜飼料、菌類栽培用料等。在可收集的1300多萬噸資源量中,約有一半被棄置于田間地頭,或作為燃料燒掉,同時也給農(nóng)村及林區(qū)的防火、環(huán)境等造成極大的安全隱患。經(jīng)濟果木林修枝、撫育管理產(chǎn)生大量的剩余物均廢棄在果園,或焚燒,或任其自行腐爛;林業(yè)“三剩物”除部分作為農(nóng)戶燃料外,少有深加工利用,大部分被遺棄林中、山頭,一方面造成資源浪費,另一方面給病蟲害防治和森林防火帶來壓力。
特別是近些年來,隨著貴州省外出務工人員的增加,農(nóng)業(yè)機械化程度逐漸提高和有機生物肥的廣泛運用,作為返田肥料等的利用逐年減少直至不用;農(nóng)村生活條件不斷改善,人們越來越多的使用煤、氣、電等,導致農(nóng)作物及林業(yè)剩余物的廢棄日益增多。如果這些寶貴的資源不能有效的加以利用,必將造成資源的巨大浪費。
生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)是一種新型的跨部門、跨行業(yè)的高新技術產(chǎn)業(yè),大力發(fā)展這一產(chǎn)業(yè),不僅能夠促進資源節(jié)約和循環(huán)利用,解決能源和環(huán)境問題,還能夠促進就業(yè)和增加農(nóng)民收入,解決“三農(nóng)”問題。為此:(1)各級政府部門必須根據(jù)當?shù)刭Y源條件和經(jīng)濟社會發(fā)展需要,在保護環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的前提下,科學規(guī)劃、因地制宜、有序開發(fā);(2)在國家宏觀政策指導下,制定具體、可操作性的激勵措施,在財政補貼、稅收、土地、融資等政策上給予更多優(yōu)惠;(3)加大對生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)的投入,用于生物質(zhì)能源的規(guī)劃、研發(fā)、技術創(chuàng)新、人才培養(yǎng)、設備制造和改進等,形成支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術服務體系;(4)建立促進生物質(zhì)能源發(fā)展的市場保障機制,形成穩(wěn)定的市場需求和持續(xù)的市場拉動,充分調(diào)動投資者的積極性,不斷提高生物質(zhì)能源的市場競爭力,使其得到更大規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
參考文獻:
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作者簡介:
童中平(1969-),男,湖南常德人,副教授,主要從事社會管理與社會政策研究。
篇5
廣東東莞 任先生
答:SiO2是涂料和橡膠中不可或缺的添加劑,它可以增加材料的強度和透明度。目前,SiO2的提取,多是依靠礦石。但礦石加工出的多是微米SiO2,而稻殼加工出的則是納米SiO2,其分子體積遠小于微米SiO2,其強度和透明度都較微米SiO2要高。
納米SiO2作為一種超高活性材料,由于特殊的結(jié)構(gòu)層次,對許多材料具有強改性作用,被譽為21世紀的高科技材料。將少量的納米SiO2摻入混凝土中,即可輕易制備出超高強度和超高耐久性能的高性能混凝土。但人工制備納米SiO2工藝十分復雜,產(chǎn)品價格高昂,無法用于水泥混凝土等大宗材料的改性。而數(shù)量龐大的農(nóng)業(yè)廢棄物稻殼含有大量的SiO2(約20%),通過一定的方式(如低溫熱解)將稻殼的有機成分去除,可以廉價制得納米SiO2(成本不足普通的人工制備SiO2成本的10%)。并且,稻殼燃燒熱的回收利用能夠使生產(chǎn)用熱全部自給,大大降低了生產(chǎn)成本;燃燒尾氣的利用,減少了對環(huán)境的污染。它的研制成功,不僅可以充分利用這種“農(nóng)業(yè)垃圾”,減少環(huán)境污染,而且具有重要的開發(fā)價值,成為一種新的可再生資源,必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
在提取工藝上,吉林大學王子忱教授根據(jù)稻殼的特性,發(fā)明了從其中提取SiO2的技術,大致步驟如下:先用一定濃度的無機酸去掉稻殼中的無機物、纖維及雜質(zhì),再通過加工燃燒讓稻殼中的碳成分去掉,最后剩下的就是SiO2,其含量約占稻殼重量的20%。這個過程中沒有肥料的產(chǎn)生,所有稻殼都被充分利用。而暨南大學的歐陽東教授則發(fā)明了一種內(nèi)部設置有熱交換管,可有效控制焚燒溫度的稻殼熱解裝置。通過對稻殼進行控制性焚燒熱解,從中提取出納米SiO2。
篇6
關鍵詞:新能源 發(fā)展規(guī)劃 核心技術 發(fā)展策略
一、中國新能源利用的重要性
我國能源需求的急劇增長打破了我國長期以來自給自足的能源供應格局,自1993年起我國成為石油凈進口國,且石油進口量逐年增加,使得我國接入世界能源市場的競爭。由于我國化石能源尤其是石油和天然氣生產(chǎn)量的相對不足,未來我國能源供給對國際市場的依賴程度將越來越高。
國際貿(mào)易存在著很多的不確定因素,國際能源價格有可能隨著國際和平環(huán)境的改善而趨于穩(wěn)定,但也有可能隨著國際局勢的動蕩而波動。今后國際石油市場的不穩(wěn)定以及油價波動都將嚴重影響我國的石油供給,對經(jīng)濟社會造成很大的沖擊。大力發(fā)展可再生能源(新能源)可相對減少我國能源需求中化石能源的比例和對進口能源的依賴程度,提高我國能源、經(jīng)濟安全。
二、中國新能源利用現(xiàn)狀
近些年中國對于新能源的開發(fā)也給予了高度重視,相繼出臺了《可再生能源法》、《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》, 我國新能源發(fā)展規(guī)劃的制定工作即將推出。在國家政策的引導下, 目前我國風能、太陽能、生物質(zhì)能、核電等均實現(xiàn)了高速增長。2008年, 全國風電裝機容量達到了1217萬千瓦, 其中新增裝機容量超過600萬千瓦, 并且已連續(xù)三年實現(xiàn)“翻倍增長”, 現(xiàn)已成為亞洲第一、世界第四的風電大國。預計2020年總裝機容量將達到1. 5億千瓦。
中國蘊藏著豐富的太陽能資源,太陽能利用前景廣闊。目前,我國太陽能產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界第一,是全球太陽能熱水器生產(chǎn)量和使用量最大的國家和重要的太陽能光伏電池生產(chǎn)國。我國比較成熟太陽能產(chǎn)品有兩項:太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和太陽能熱水系統(tǒng)。
生物質(zhì)能源原料的多樣性和對傳統(tǒng)化石能源的全面替代性,使其重要性無可替代。生物質(zhì)能的原材料有動物、植物、有機廢棄物、秸稈、畜禽糞便等,可以固體、液體和氣體狀態(tài)存在,可全面替代煤炭、石油、天然氣等化石能源。然而,“十一五”期間生物質(zhì)能發(fā)展在可再生能源產(chǎn)業(yè)中唯一一個未能如期完成目標的能源。
核能在中國和世界的主要利用途徑就是用核能發(fā)電,自從日本福島核電站地震發(fā)生核能泄露后,各個國家對核電站的建設采取了謹慎和保守的態(tài)度。不可否認,核電是具有巨大的發(fā)展?jié)摿Φ男履茉?,但是其弊端也顯而易見,其危險性是限制其發(fā)展的一個重大因素
三、中國新能源發(fā)展中存在的重大問題
1.新能源結(jié)構(gòu)發(fā)展不均衡
根據(jù)中國國家能源局公布的數(shù)據(jù),截至2010年年底,火力發(fā)電在總裝機量中仍占主導地位。非化石能源裝機比重合計占26.6%,比上年提高1.1個百分點,累計發(fā)電量7862億千瓦時,按發(fā)電煤耗折算約合2.63億噸標準煤。在這26.6個百分點中,水電占22.2%,風電占3.2%,核電1.1%,而太陽能發(fā)電只占0.1%。由以上數(shù)據(jù)可見,我國新能源結(jié)構(gòu)發(fā)展相當不均衡,應該有重點的趨向均衡性發(fā)展。
2.各地爭相啟建新能源產(chǎn)業(yè)基地,產(chǎn)業(yè)盲目
近幾年,我國各地紛紛上馬以“新能源”為主題的產(chǎn)業(yè)基地,特別是風電迅速擴張,個別地方甚至出現(xiàn)了“圈風倒賣”現(xiàn)象,即企業(yè)以低于生產(chǎn)成本的電價投標以搶占項目,拿到項目后自己不開發(fā),而是以高價倒賣牟利。
我國風電機組建成后“曬太陽”已不是稀罕事。內(nèi)蒙古錫林浩特風電場一些風電機組曾經(jīng)“曬太陽”3至4個月,有的長達1年之久;河北壩上風電場的幾家風電企業(yè)的機組曾經(jīng)變相“曬太陽”,其出力可達30萬千瓦,往往只送出20萬千瓦。
生物質(zhì)能源發(fā)展和太陽能光伏產(chǎn)業(yè)同樣均呈蜂擁之勢。2008年以來,打著發(fā)展“生物質(zhì)能源”旗號的各類基地,僅湖北省就有數(shù)千家企業(yè),但大都是以發(fā)展這一產(chǎn)業(yè)為旗號進行圈地。2007年之前,我國只有3家企業(yè)生產(chǎn)多晶硅,產(chǎn)量不過600噸,但2008年上半年卻有近20家企業(yè)生產(chǎn)多晶硅,產(chǎn)能高達5萬噸以上,幾乎占全世界90%以上的產(chǎn)能。
3.核心技術和關鍵部件仍是瓶頸
太陽能光伏產(chǎn)業(yè)面臨的最大問題就在于多晶硅和單晶硅的提純技術,但這一技術長期以來基本上依靠日本和德國。即使在日本和德國開始向中國輸出硅提純技術之后,中國還是面臨著“技術租借”這一瓶頸。因為德國和日本與中國太陽能光伏生產(chǎn)企業(yè)簽訂的協(xié)議是:只要采取類似的工藝設計和制造流程,就必須向出讓國交納技術轉(zhuǎn)讓費,在這一工藝流程下進行的任何改造創(chuàng)新,即使取得專利,其專利歸屬權(quán)仍然屬于出讓國。這相當于用太陽能光伏每發(fā)一度電,國外就會從中拿走0.1元錢。
風能領域的電機制造技術同樣受制于人。中國風能協(xié)會提供的資料表明,在風力發(fā)電市場快速發(fā)展過程中,一個突出的瓶頸就是缺乏高效率、質(zhì)量可靠、低維護成本的國產(chǎn)風機。目前2.0至3.0兆瓦的風機已成為歐美發(fā)達國家的主流機型,但風電行業(yè)巨頭如Vestas、Enercon等國際著名風機生產(chǎn)企業(yè)為保持其技術的壟斷性,不愿意輸出2.5兆瓦以上級風機制造技術,也沒有在國內(nèi)設立合資企業(yè)。因此,我國風機制造商多數(shù)都采取購買國外風機公司生產(chǎn)許可證的方式,引進的機型主要集中在1.0至1.5兆瓦。
四、中國新能源發(fā)展策略
分析造成我國新能源發(fā)展長期只能“喝湯”無法“吃肉”的原因,一方面是企業(yè)的整體科研實力特別是基礎理論領域長期滯后,另一方面則是國家相關政策過分強調(diào)應用領域研究,重點扶持產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。這兩大因素已經(jīng)成為我國新能源研發(fā)領域缺乏核心技術的關鍵環(huán)節(jié)。所以,盡快向基礎理論研發(fā)傾斜,向以零部件為核心的制造業(yè)傾斜,才能推動我國新能源領域在技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化兩個方面實現(xiàn)“質(zhì)的突變”。
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篇7
建筑設計
以往的建筑設計由于缺乏專業(yè)的指導,大多數(shù)農(nóng)宅的建筑朝向、體形系數(shù)、墻體熱工性能等均不同程度存在問題,使得居住舒適度大大降低,從而加大了冬季取暖和夏季制冷等對煤炭和電能的需求,不利于建筑節(jié)能。改變這種狀況,首先要有專業(yè)的工程技術人員指導,可利用大學畢業(yè)生去農(nóng)村基層工作(大學畢業(yè)生當“村官”)的時機,選聘相關規(guī)劃、建筑、結(jié)構(gòu)工程專業(yè)的畢業(yè)生深入鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊,發(fā)揮大學生的專業(yè)才智,同時起到“以點帶線形成面”的作用。在設計過程中注意以下幾點:建筑朝向,主要與太陽輻射有關,采用南北向或接近南北向,且與庭院里的樹木持適當距離,避免遮擋導致采光不好。
控制體形系數(shù),體形系數(shù)是指建筑物的外表面積與其所包圍的體積之比,反映建筑物在體積一定的情況下,與室外進行熱交換的面積大小,室內(nèi)外熱交換量隨體形系數(shù)的增大而增大。研究表明,體形系數(shù)為0.15的建筑物最為節(jié)能,每增大0.01則能耗約增加2.5%,石家莊屬于寒冷地區(qū),根據(jù)《嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》,宜控制在0.45以下。
圍護結(jié)構(gòu),圍護結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占70%~80%,為降低圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù),可采用外墻外保溫技術或采用節(jié)能復合墻體,適度增加屋面保溫層厚度,控制窗墻面積比,如表1所示,力求在經(jīng)濟、技術與節(jié)能方面達到最優(yōu)化??稍偕茉?,本著因地制宜、合理利用的原則,逐步加大太陽能、淺層地能、生物質(zhì)能等可再生能源的利用,優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),逐步降低商品能源的需求。
例如發(fā)展沼氣技術是生物質(zhì)能的有效利用途徑,將廁所與沼氣池建在一起,避免溫度低導致發(fā)酵困難的情況出現(xiàn),以節(jié)約煤炭同時解決農(nóng)村燒柴、照明問題;太陽能利用目前比較成熟的集熱器將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能后,為農(nóng)戶提供熱水或熱源;平山縣的地熱資源豐富,可以村為單位利用地下熱水集中取暖、建造農(nóng)作物溫室等節(jié)能措施。
墻體材料,農(nóng)村住宅多是墻體承重的砌體結(jié)構(gòu),墻體材料的用量最大,以往多使用燒結(jié)粘土磚,眾所周知磚在燒制過程中由于不當?shù)拈_采破壞了耕地,而且消耗了大量的石化能源作為燃料,與節(jié)能不利。目前利用建筑垃圾制備的免燒免蒸標準磚無論外形和力學性能均能符合現(xiàn)行國家標準GB5101-2003《燒結(jié)普通磚》的要求(在抗裂、耐久性等性能方面有待研究提高——編者注),且單價比燒結(jié)普通磚低,建議推薦采用。
建筑施工
建筑施工由有資質(zhì)的施工企業(yè)或建筑工匠承擔。四層及四層以上或集中統(tǒng)建的農(nóng)村住房,由具備相應資質(zhì)的施工企業(yè)承擔施工,對集中統(tǒng)建的農(nóng)村住房項目應辦理質(zhì)量安全監(jiān)督手續(xù);三層及三層以下的可由建房村民選擇具備相應資質(zhì)的施工企業(yè)或農(nóng)村建筑工匠承接施工。施工過程中加強材料檢驗與監(jiān)督。各級建設主管部門積極配合工商管理、技術監(jiān)督、公安等部門對建材市場進行定期、不定期的檢查、抽查,特別是對住房質(zhì)量直接相關的鋼材、水泥、墻材、門窗等建材和制品進行質(zhì)量檢查,凡不滿足技術標準要求的建材和產(chǎn)品一律不得進入建材市場和施工現(xiàn)場。加強施工監(jiān)理,嚴格隱蔽工程驗收,每個村莊有1~2名監(jiān)理或技術人員現(xiàn)場監(jiān)理或檢查,加強施工過程的控制。
篇8
關鍵詞農(nóng)作物秸稈;綜合利用技術;山東陽谷
秸稈富含有機質(zhì)和氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等多種養(yǎng)分,是一種具有多種用途的可再生生物資源[1-2]。山東省陽谷縣地處魯西平原,是一個農(nóng)業(yè)大縣,以小麥秸和玉米秸為主要農(nóng)作物秸稈。近年來,由于人們生活水平的提高,秸稈已不再是日常生活的主要燃料,造成了秸稈的大量過剩。而且,當?shù)剞r(nóng)民有焚燒秸稈的習慣,既污染了環(huán)境,又造成了資源的浪費[3-4]。因此,如何做好農(nóng)作物秸稈的就地轉(zhuǎn)化工作已成為亟待解決的農(nóng)業(yè)問題之一。陽谷縣委、縣政府高度重視這一客觀問題,積極采取相關措施,大力研究開發(fā)利用農(nóng)作物秸稈資源,取得了一定的經(jīng)濟效益和良好的社會效益。
1作為農(nóng)用肥料
秸稈還田是當今世界上普遍重視的一項培肥地力的增產(chǎn)措施,在杜絕了秸稈焚燒所造成的大氣污染的同時還有增肥增產(chǎn)作用;農(nóng)作物秸稈還田是補充和平衡土壤養(yǎng)分的有效方法,是創(chuàng)建高產(chǎn)農(nóng)田的基本措施之一,對于提高資源利用率、節(jié)本增效、提高耕地基礎地力和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。秸稈還田具有促進土壤有機質(zhì)及氮、磷、鉀等含量的增加;提高土壤水分的保蓄能力;改善植株性狀,提高作物產(chǎn)量;改善土壤性狀,增加團粒結(jié)構(gòu)等優(yōu)點。目前秸稈還田有多種形式,可分為五大類,即秸稈粉碎翻壓還田、秸稈覆蓋還田、堆漚還田、焚燒還田、過腹還田。目前,陽谷縣秸稈還田面積占全縣總面積的80%以上。
2作為農(nóng)村新型能源
生物質(zhì)是僅次于煤炭、石油、天然氣的第四大能源,在世界能源總消費量中占14%。我國每年農(nóng)作物秸稈資源量約占生物質(zhì)能資源量的1/2。秸稈在我國農(nóng)村生活用能構(gòu)成中占有十分重要的地位,但消費方式亟需改變。目前我國秸稈能源化主要有直接作為農(nóng)村生活燃料、秸稈氣化、壓塊替代煤炭燃料以及秸稈發(fā)電等途徑。目前,陽谷縣利用秸稈高濃度發(fā)酵工藝制取沼氣,已在張秋鎮(zhèn)和僑潤辦事處分別建設了2個大型秸稈沼氣工程。隨著全球石化能源日益緊張,以秸稈為代表的生物質(zhì)能必將有著廣闊的發(fā)展前景。
3作為飼料
秸稈富含纖維素、木質(zhì)素、半纖維素等非淀粉類大分子物質(zhì)。作為粗飼料營養(yǎng)價值極低,必須對其進行加工處理。我國對秸稈飼料的開發(fā)和利用仍處于起步階段,飼料工業(yè)集約化生產(chǎn)水平較低,目前僅限于挖坑青貯以及小規(guī)模的氨化處理。因此,開發(fā)利用豐富的秸稈資源是我國民族飼料工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。目前對秸稈進行化學處理和物理處理的方法有很多,但被公認的較好方法是秸稈氨化處理技術、秸稈熱噴技術和秸稈顆粒化技術。陽谷縣現(xiàn)有以“東方牧業(yè)”等為主的幾家青貯秸稈飼料加工企業(yè),較好地帶動了陽谷縣畜牧業(yè)的發(fā)展。
4作為工業(yè)原料
秸稈是高效、長遠的輕工、紡織和建材原料,既可以部分代替磚、木等材料,還可有效保護耕地和森林資源。實踐證明,秸稈墻板的保溫性、裝飾性和耐久性均屬上乘,許多發(fā)達國家已把“秸稈板”當作木板和瓷磚的替代品廣泛應用于建筑行業(yè)。此外,經(jīng)過技術方法處理加工秸稈還可以制造人造絲和人造棉,生產(chǎn)糠醛、酒和木糖醇,加工纖維板等。在陽谷縣的大布鄉(xiāng)集中了一批以秸稈為原料生產(chǎn)糠醛和木糖醇的企業(yè),為陽谷縣經(jīng)濟的發(fā)展注入了新的活力。
5作為基料
食用菌具有較高的營養(yǎng)和藥用價值,利用秸稈作為生產(chǎn)基質(zhì),大大增加了生產(chǎn)食用菌的原料來源,降低了生產(chǎn)成本。目前在陽谷縣的閆樓、七級等鄉(xiāng)鎮(zhèn)利用秸稈作為生產(chǎn)基質(zhì)生產(chǎn)平菇、香菇、金針菇、雞腿菇等技術已較為成熟,但仍存在技術條件要求較高的問題,用玉米秸和小麥秸培育食用菌的產(chǎn)出率較低。
6結(jié)語
綜上所述,搞好秸稈綜合利用,具有重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。通過秸稈還田等形式利用秸稈,能夠有效地改良土壤,提高地力,降低生產(chǎn)成本,提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,有利于發(fā)展綠色農(nóng)業(yè);通過青貯把秸稈轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)飼料,有利于促進畜牧業(yè)發(fā)展;通過發(fā)展食用菌轉(zhuǎn)化秸稈,有利于促進農(nóng)民增收;通過沼氣和氣化轉(zhuǎn)化秸稈,有利于推進農(nóng)村新能源建設。充分利用秸稈資源,抑制秸稈焚燒,可以有效控制污染,優(yōu)化環(huán)境,保障社會經(jīng)濟生活的有序進行。做好秸稈綜合利用和禁燒工作,直接關系到廣大人民群眾的根本利益,是構(gòu)建和諧社會的具體體現(xiàn)。陽谷縣委、縣政府高度重視秸稈這一重要資源,積極采取措施,加快推進秸稈綜合利用,對緩解資源約束、減輕環(huán)境壓力、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、促進農(nóng)民增收、應對氣候變化等都具有十分重要的意義。
7參考文獻
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篇9
1.從樹木的根、枝、葉、果實、果殼中用提取法得到的產(chǎn)物稱為樹木提取物,主要包括:天然樹脂、天然多酚類物質(zhì)植物單寧、天然香精香料等。重視高產(chǎn)脂樹種的選育,建立松脂工業(yè)的原料基地。我國采脂樹種有馬尾松、云南松、思茅松、南亞松、油松等,引種國外的有濕地松、火炬松、加勒比松等。要改進采脂技術,提高勞動生產(chǎn)率。加強松香、松節(jié)油再加工產(chǎn)品的開發(fā)研究,開發(fā)一批材料工業(yè)、塑料工業(yè)、有機合成工業(yè)、香料工業(yè)需要的新產(chǎn)品,擴大松香、松節(jié)油的應用范圍,使產(chǎn)品能在國際市場上具有競爭能力。隨著木材制漿工業(yè)的發(fā)展,浮油松香的發(fā)展是必然趨勢,我國除脂松香外,要發(fā)展浮油松香的生產(chǎn)。在我國和許多國家,栲膠是國民經(jīng)濟中不可缺少的一種產(chǎn)品。栲膠的用途長期以來用于鞣革為主,今后栲膠生產(chǎn)的發(fā)展將取決于其新用途的開發(fā)。
2.木材熱解是以農(nóng)林副產(chǎn)物為原料,在隔絕空氣或通入少量空氣條件下,使天然多分子化合物通過分解及二次縮合的途徑制取多種林產(chǎn)化工產(chǎn)品的方法?;钚蕴啃枰芯康恼n題很多,如化學藥品活化法生產(chǎn)活性炭的工藝與設備的改進,目的是消除目前生產(chǎn)過程中存在的氣相與液相污染;廉價活性炭的生產(chǎn)與開發(fā),適應廢水、廢氣治理和環(huán)境保護的需要;此外,活性炭新用途、新品種的開發(fā),在國內(nèi)外都受到重視。
木材的氣化、液化及生物質(zhì)能源的開發(fā)與利用。我國是農(nóng)業(yè)大國,每年有大量的農(nóng)副產(chǎn)物生成,將木屑、樹皮、稻殼、棉籽殼及作物秸稈的粉碎產(chǎn)物用特制的機械擠壓成棒狀或顆粒狀成型燃料,可以大大改善燃燒性能,提高它們的利用價值;還可以再進一步進行炭化處理,獲得成型炭化燃料,是木質(zhì)能源的一種新的利用形態(tài),具有一定的發(fā)展前景。
3.植物纖維原料水解是將原料和催化劑一起加熱,使其中的纖維素和半纖維素加水分解生成單糖的過程。單糖經(jīng)過化學或生物化學加工可制得酒精、飼料酵母、糖醛和木糖醇等產(chǎn)品,水解后剩下的殘渣,可制成活性炭和木素衍生物,用作塑料工業(yè)和橡膠工業(yè)的填料,也可直接用作燃料和肥料采用多種原料,充分利用生物技術,大力開發(fā)單細胞蛋白生產(chǎn)技術,同時開發(fā)糖質(zhì)飼料生產(chǎn)技術。
4.制漿造紙工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分,擔負著促進物質(zhì)文明與精神文明建設的雙重職能。紙和紙板的消費水平已成為衡量一個國家現(xiàn)代化水平的重要標志之一。我國的制漿造紙原料將逐漸地由非木材纖維原料向木材纖維原料轉(zhuǎn)變,培育速生優(yōu)質(zhì)樹種,發(fā)展造紙豐產(chǎn)林基地;調(diào)整企業(yè)規(guī)模,提高大型企業(yè)的比重,改進制漿造紙企業(yè)的技術裝備,提高勞動生產(chǎn)率,研究新的技術和方法解決制漿造紙工業(yè)的環(huán)境污染問題。
轉(zhuǎn)根據(jù)目前中國經(jīng)濟發(fā)展的階段來看,通過林業(yè)措施發(fā)展低碳經(jīng)濟,不僅成本低、綜合效益好,真實的吸收和減少了二氧化碳,而且不會像有些所謂低碳的工業(yè)項目,在設備生產(chǎn)過程中造成新的二氧化碳排放。因此林業(yè)是發(fā)展低碳經(jīng)濟不可缺的重要領域。
一、森林是最大的儲碳庫和吸碳器
作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,森林通過光合作用吸收二氧化碳,放出氧氣,并把大氣中的二氧化碳固定在植被和土壤中。所以,森林具有碳匯功能。森林以其巨大的生物量儲存了大量的碳。作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫,森林被公認為最有效的生物固碳方式,同時又是最經(jīng)濟的吸碳器。與工業(yè)減排相比,森林固碳投資少、代價低、綜合效益大、更具經(jīng)濟可行性和現(xiàn)實操作性。森林的碳匯功能和其他許多重要的生態(tài)功能一樣,對維護全球生態(tài)安全和氣候安全一直起著重要的杠桿作用。
二、森林銳減造成大量溫室氣體排放
毀林和森林退化以及災害導致森林遭受破壞后,儲存在森林生態(tài)系統(tǒng)中的碳被重新釋放到大氣中。聯(lián)合國《2000年全球生態(tài)展望》指出,全球森林已從人類文明初期的約76億hm2減少到38億hm2,減少了50%,難以支撐人類文明的大廈,對全球氣候變暖造成了嚴重影響。聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)的數(shù)據(jù),2000~2005年,全球年均毀林面積為730萬hm2。IPCC第四次評估報告指出,2004年,源自森林排放的溫室氣體約占全球溫室氣體排放總量的17.4%,僅次于能源和工業(yè)部門,位列第三。而且,目前全球森林減少的趨勢仍在繼續(xù)。圍繞哥本哈根乃至今后的國際談判,許多國家和國際組織都在積極倡導通過恢復和保護森林生態(tài)系統(tǒng),以推動“減少毀林和退化林地造成的碳排放(REDD+)”等政策的制定,以控制溫室氣體排放,減緩氣候變暖。
三、森林是適應氣候變化的重要措施之一
森林是適應氣候變化的重要措施,如大規(guī)模植樹造林、治理荒漠化等,具有涵養(yǎng)水源、保持水土、防風固沙的作用;建設農(nóng)田林網(wǎng),起到了改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、提高糧食產(chǎn)量的作用;建設沿海防護林、恢復紅樹林生態(tài)系統(tǒng),對抗御海洋災害,保護沿海生態(tài)環(huán)境具有重要價值。而采用抗旱抗?jié)匙魑锲贩N、加固海岸提防、減少森林火災和病蟲災害、加快優(yōu)良林木品種選育等,有助于提高森林本身適應氣候變化的能力,森林適應氣候變化能力的增強,反過來又會提高森林減緩氣候變化的能力。
四、木制林產(chǎn)品與林業(yè)生物質(zhì)能源具有固碳減排作用
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記者:生物技術領域是最具活力的高科技領域。 從20世紀70年代,以DNA重組技術成功為標志的生物技術誕生后,生物技術不斷被應用到健康、植物及環(huán)境等領域。我國作為人口眾多的發(fā)展中大國,是一個對生物技術產(chǎn)品有著多種潛在需求的巨大市場,市場前景非常廣闊,我國目前生物技術發(fā)展現(xiàn)狀及前景如何?
王宏廣:經(jīng)過近20多年的快速發(fā)展,我國生物技術正在實現(xiàn)從跟蹤仿制到自主創(chuàng)新,從實驗室探索到產(chǎn)業(yè)化,從單項技術突破到整體協(xié)調(diào)發(fā)展的根本性轉(zhuǎn)變??傮w水平在發(fā)展中國家中居于領先地位,少數(shù)領域已經(jīng)進入國際先進行列。
生物技術現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、輕化工、環(huán)保、能源等重要領域,對提高人民健康水平,提高農(nóng)牧業(yè)和工業(yè)產(chǎn)量與質(zhì)量,改善環(huán)境正發(fā)揮著越來越重要的作用,孕育著巨大的經(jīng)濟潛力。中國被公認為是全球最大的生物產(chǎn)品潛在市場,具有集中力量辦大事的制度優(yōu)勢,也有資源、人才和潛在市場的等優(yōu)勢。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國擁有動植物、微生物約26萬種,是生物資源最豐富的國家之一。在20世紀的最后20年里,我國生物產(chǎn)業(yè)迅速崛起,涉及現(xiàn)代生物技術的企業(yè)約500家,從業(yè)人員近5萬人,其中涉及醫(yī)藥生物技術的企業(yè)300多家,涉及農(nóng)業(yè)生物技術的200多家。北京、上海、廣州、深圳等地已建立及正在籌建中的生物技術園區(qū)20多個。改革開放以來,我國相繼開展了分子遺傳學、基因工程、細胞融合、酶工程等新學科新技術的研究。據(jù)不完全統(tǒng)計,去年我國用于這一領域的研發(fā)投入較之1999年增加了3倍。目前分布在全國各地的299家科技園區(qū)中,有100多個均有生物技術研發(fā)的項目。我國未來5-10年,生物技術發(fā)展的重點領域是基礎生物學、醫(yī)藥生物技術、農(nóng)業(yè)生物技術、環(huán)境生物技術、生物多樣性、生物安全等。
隨著科學技術的發(fā)展,生物技術緊隨信息技術之后,掀起了科技發(fā)展的新,成為社會發(fā)展的發(fā)動機。有預測認為,到2020年我國生物產(chǎn)業(yè)的市場總額將達2萬億人民幣,有望成為支柱產(chǎn)業(yè)。
記者:我國生物技術研發(fā)水平在發(fā)展中國家中居于領先地位,少數(shù)領域已經(jīng)進入國際先進行列,那么,其產(chǎn)業(yè)化程度如何,是否同樣處于領先水平?
王宏廣:需要澄清一個概念,人們通常認為的生物技術產(chǎn)業(yè),多數(shù)是指現(xiàn)代生物技術產(chǎn)業(yè),也就是生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè),這一產(chǎn)業(yè)正在迅速崛起,總體規(guī)模還不大,而傳統(tǒng)生物技術產(chǎn)業(yè)已經(jīng)為經(jīng)濟發(fā)展、人民健康、社會進步做出了巨大貢獻。從這個意義上說,生物技術產(chǎn)業(yè)并不是一個完全新興的產(chǎn)業(yè),它是一個既傳統(tǒng)又年輕的產(chǎn)業(yè)。
說他傳統(tǒng),是因為生物技術已經(jīng)過一個漫長的發(fā)展過程,在這一過程中,許多生物技術已發(fā)展成熟,融入到我們的日常生活中,使得我們?nèi)菀住耙暥灰姟保缫呙?、抗生素、維生素、啤酒、味精、醬油、醋等都是生物技術產(chǎn)品。如今,傳統(tǒng)生物技術產(chǎn)業(yè)在我國早已成為一個具有4000多億元產(chǎn)值的產(chǎn)業(yè)。說他年輕,是因為近一、二十年來,現(xiàn)代生物技術與信息技術的結(jié)合,使人類在基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程等方面取得了新的突破,從而展現(xiàn)了醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等領域發(fā)生革命性變化的前景。
總體來說,我國生物技術產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模,而且發(fā)展迅速。2005年我國生物產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)工業(yè)增加什已達2000億元人民幣(包括傳統(tǒng)生物產(chǎn)業(yè)及現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)),其中現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值達600多億元,已擁有生物技術企業(yè)270家,共批準了30多種基因工程藥物和疫苗;農(nóng)業(yè)生物技術的發(fā)展也帶來了巨額的經(jīng)濟效益,僅轉(zhuǎn)基因抗蟲棉每年為農(nóng)民至少增收50多億元;工業(yè)生物技術產(chǎn)品中僅氨基酸的年銷售額已逾100億元,發(fā)酵有機酸以檸檬酸產(chǎn)業(yè)為主,其產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的1/3,出口量一直居世界第一;天然藥物的市場容量近400億元;保健品等生物產(chǎn)品市場前景非常廣闊;其他如生物能源、生物材料、組織器官工程等都將給人類的生活帶來巨大的變化,產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。特別是組織器官工程、基因組研究和后基因組研究等新興領域,目前大多還處于研究階段,產(chǎn)業(yè)化的程度還不是很高,沒有表現(xiàn)出巨大的經(jīng)濟效益,但是由這些技術所帶來的變化,將徹底改變?nèi)祟惿鐣纳詈蜕娣绞?,蘊含著巨大的經(jīng)濟效益,具有廣闊的發(fā)展前景。
應該說,我國生物產(chǎn)業(yè)總體上與發(fā)達國家有很大差距,技術產(chǎn)業(yè)化程度、產(chǎn)業(yè)規(guī)模等與發(fā)達國家間存在較大差距,但在基因組學、蛋白質(zhì)組學及干細胞等生物科學前沿領域,我國有著較強研究能力,為生物技術及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定一定的基礎。我們預計到2010年,我國生物技術研究開發(fā)水平達到或接近國際先進水平,在若干重要領域達到國際領先水平,生物產(chǎn)業(yè)工業(yè)增加值將達到4000億元以上;到2020年,力爭進入生物技術強國行列,生物產(chǎn)業(yè)增加值達到2萬億元。
加速發(fā)展,我國生物技術與產(chǎn)業(yè)有望用15-20年的時間內(nèi)躋身世界前列。
記者:我國農(nóng)業(yè)生物技術成就十分顯著,特別是我國首創(chuàng)的雜交水稻技術已經(jīng)推廣到20多個國家,累計增產(chǎn)糧食3500多億公斤,在此基礎上,我國的超級雜交稻研究又取得了新的突破,每公頃產(chǎn)量突破了12噸,國際上提出的超級稻指標首先在我國實現(xiàn)。是不是可以說,農(nóng)業(yè)生物技術推動第二次“綠色革命”提供了技術可能?
王宏廣:農(nóng)業(yè)生物技術將推動第二次“綠色革命”我提出已經(jīng)五年了,并且專門請教了第一次“綠色革命”之父諾曼布勒格等五位諾貝爾獎獲得者。農(nóng)業(yè)生物技術將創(chuàng)造動植物新品種,創(chuàng)造新肥料(生物肥料)、新農(nóng)藥(生物農(nóng)藥)、新地膜(可降解地膜)、新食品與飼料添加劑,全面提升農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)力,推動第二次綠色革命。第二次綠色革命將比第一次綠色革命對農(nóng)業(yè)的推動力更大,影響面更廣,作用時間更長,效果更持久。
全球轉(zhuǎn)基因植物的應用面積在生物安全的激烈爭論中迅速發(fā)展,而各國對轉(zhuǎn)基因植物研究的支持力度從來就沒有減少過。據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術應用服務機構(gòu)(ISAAA)的統(tǒng)計,2005年全球近20個國家種植轉(zhuǎn)基因作物,種植面積已經(jīng)超過1.2億公頃,近9年增長了50倍。我國轉(zhuǎn)基因棉花已經(jīng)占棉花種植面積的64%,每年可為農(nóng)民增收70多億元。轉(zhuǎn)基因水稻、玉米的研究工作已經(jīng)完成,具備了產(chǎn)業(yè)化的條件。轉(zhuǎn)基因大豆、油菜、草、林木的研究也取得了重要進展。400多個農(nóng)作物品種進入了安全性評價階段。我國有15億畝不能很好利用的鹽堿地,大力發(fā)展抗鹽堿的植物,至少可增加1億畝耕地,種植纖維、能源等植物,能夠有效地減輕能源、木材短缺的壓力。
另外,胚胎移植技術、克隆技術的應用將加速動物品種的更新?lián)Q代,培育出超級豬、轉(zhuǎn)基因魚、高產(chǎn)奶牛等新品種。我國生物肥料、生物農(nóng)藥不斷取得突破,已經(jīng)進入邊研究邊產(chǎn)業(yè)化階段,能夠部分替代化學肥料和化學農(nóng)藥,不僅能減少環(huán)境與食物污染,而且能降低生產(chǎn)成本,增加農(nóng)民收入。
可降解生物地膜的生產(chǎn)技術已經(jīng)成熟,在石油價格高位運行的情況下,完全可以替代化學塑料,不但能從根本上解決農(nóng)田“白色”污染問題,而且能夠大量節(jié)約進口地膜原料的費用。
記者:在醫(yī)學領域,我國生物醫(yī)藥正在成為新的經(jīng)濟增長點,生物醫(yī)藥技術將推動第四次醫(yī)學革命,人均壽命將進一步提高,可能使人人都變成壽星,生活質(zhì)量也進一步提高,它為醫(yī)藥生物技術為提高人民健康水平發(fā)揮了重要作用。
王宏廣:是的,醫(yī)藥生物技術將從疾病預防、疾病診斷、藥物研制、生物治療、器官移植等方面,推進第四次醫(yī)學科技革命,全面提高人民健康水平,延長人類壽命。
我國是世界上疫苗生產(chǎn)與使用量最多的國家,人均壽命已經(jīng)從1949年的37歲提高到2003年的72.8歲,疫苗在預防重大傳染病,增加平均壽命中發(fā)揮了不可替代的重要作用。目前,我國預防瘧疾、霍亂等疾病的疫苗已經(jīng)進入應用階段,SARS疫苗、預防性艾滋病疫苗、治療性乙肝疫苗等已進入臨床研究階段,疫苗的研制與應用將大幅度提高對重大傳染性疾病的預防能力。
我國生物藥研發(fā)與制造能力大幅度提高,正在形成化學藥、中藥、生物藥三足鼎立的藥物新格局。全球已能生產(chǎn)針對200多種疾病的500多種生物藥物,使3.25億人受益,近700個生物藥正在臨床試驗階段。截至2005年底,我國已經(jīng)生產(chǎn)使用30多種生物藥,還有150余種生物藥已經(jīng)進入臨床試驗階段,其中一類新藥占1/3左右。生物制藥正在成為新興產(chǎn)業(yè)。
目前,世界上已經(jīng)有骨、軟骨、皮膚、肌腱等近20種組織(器官)工程產(chǎn)品進入臨床試驗或應用階段,基因治療、細胞治療將使一些疑難病、遺傳病得到根除,生物芯片、基因診斷、免疫診斷等高新技術將帶來病原檢測與疾病診斷技術的革命性變化。以再生醫(yī)學、基因治療為代表的第四次醫(yī)學革命逐步形成。
記者:有人說,生物能源的興起,會使生物柴油逐步取代石油,生物技術在緩解能源短缺形勢方面有著不可估量的作用。
王宏廣:的確,全球生物質(zhì)能的儲量為18000億噸,相當于640億噸石油。我國生物質(zhì)能至少有相當于3個大慶的能源產(chǎn)出量。發(fā)展生物質(zhì)能,有效利用部分生物質(zhì)能,至少能夠形成1個"綠色大慶",有效地緩解能源短缺的壓力。利用荒地、南方草地、鹽堿地等發(fā)展生物質(zhì)能,不會與人爭糧、與糧爭地。目前,我國利用以陳化糧、高粱、甘蔗、甘薯生產(chǎn)燃料酒精的技術已基本成熟,在石油價格45美元以上時,已經(jīng)能夠做到不需要國家補貼,只要在稅收政策上給予支持,就能進行規(guī)?;a(chǎn)。我國生物柴油生產(chǎn)工藝也已取得重大突破,生產(chǎn)成本明顯下降,有望在近期實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,而國外燃料酒精、生物柴油已經(jīng)進入產(chǎn)業(yè)化階段。在當前石油價格高位運行的情況,我國石油資源短缺的形勢下,發(fā)展生物質(zhì)能已經(jīng)是一個戰(zhàn)略的選擇。
記者:世紀之交網(wǎng)絡經(jīng)濟全面崛起,其中一個重要的原因就是網(wǎng)絡技術帶來了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的革命性變化,生物技術也會帶來傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的變化嗎?或者說,把基因、細胞、蛋白質(zhì)等與農(nóng)業(yè)聯(lián)系起來很自然,把這些名詞與工業(yè)聯(lián)系起來卻比較難,您能談談生物技術對工業(yè)的影響嗎?
王宏廣:我國已經(jīng)進入高速工業(yè)化的階段,已經(jīng)成為世界重要的制造業(yè)基地,但是資源過度消耗,大量廢物、廢水、廢氣的排放,導致越來越嚴重的資源與環(huán)境問題,必須轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式,利用現(xiàn)代工業(yè)生物技術,能夠有效地改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),提高經(jīng)濟效益,減少環(huán)境污染。
工業(yè)生物技術將推動化學工業(yè)的第三次技術革命。一是利用生物催化替代化學催化,將使紡織、造紙、皮革、化工等領域大幅度減少化學廢物產(chǎn)出量、提高產(chǎn)品純度,走出一條低資源消耗、低污染物排放、高效益的新型工業(yè)化道路。化學工業(yè)中將廣泛使用生物催化劑,可以進一步提高效益,大幅度減少廢物產(chǎn)出量、提高產(chǎn)品純度;紡織工業(yè)中采用生物技術,可減少紡織品在染色和修整過程中毒性副產(chǎn)物的產(chǎn)生;造紙工業(yè)中采用生物工藝,可顯著降低制備紙漿過程中毒性副產(chǎn)物的排出量。二是用生物質(zhì)為原料替代部分化石原料,可改變化學工業(yè)對石油產(chǎn)品的依賴。我國化工材料的市場需求額高達5000多億元以上,發(fā)展生物化工能夠形成千億元的生物化工產(chǎn)業(yè)。還可以利用玉米和大豆等生產(chǎn)"綠色塑料",減少石油用量。三是利用生物技術可以研發(fā)新型食品添加劑、保鮮劑,進一步提高食品的質(zhì)量。而發(fā)展功能食品,加速第四代食品產(chǎn)業(yè)的形成,創(chuàng)造新的就業(yè)機會;飼料生物技術產(chǎn)品將逐步替代傳統(tǒng)的添加劑,加速飼料工業(yè)與發(fā)達國家飼料標準的接軌。
生物資源的深度開發(fā)還將培育一批新的生物產(chǎn)業(yè)。一是培育具有特殊用途的植物,如纖維植物、油脂植物等新品種,為工業(yè)、精細化工提供重要的原料和制劑等;二是大規(guī)模篩選和提取微生物活性物質(zhì)。研制100種以上抗腫瘤、抗真菌、抗病毒、酶抑制劑,新型人用、畜用和農(nóng)用抗菌素等微生物藥物,開發(fā)和生產(chǎn)治療及診斷類生物制品,并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
海洋生物產(chǎn)業(yè)逐步興起,促進海洋經(jīng)濟的發(fā)展。一是發(fā)展海洋藥物,形成一批海洋藥物及保健品;二是從海洋生物中克隆一批重要的功能基因;三是海洋生物材料、海洋生物酶的研究與應用。
記者:美國著名未來學家保羅先生預言:“推動社會發(fā)展的代表科學將由信息科學轉(zhuǎn)為生物科學?!?顯然,21世紀是生物技術、生物經(jīng)濟的世紀,如果誰擁有生物經(jīng)濟的優(yōu)勢,誰就擁有綜合國力的優(yōu)勢,生物經(jīng)濟已經(jīng)成為新的經(jīng)濟增長點。是否可以說, 以生物經(jīng)濟為主體的第四次浪潮,將像以往三次浪潮一樣,對經(jīng)濟發(fā)展和人類進步產(chǎn)生巨大的推動作用?
王宏廣: 進入21世紀以來,科學技術日新月異,信息技術方興未艾,新材料、新能源、航空航天技術等高新技術不斷取得重大突破,而生命科學、生物技術則以更加迅猛的速度發(fā)展,以生物技術為主導的新科技革命正在加速形成,生物經(jīng)濟已經(jīng)成為網(wǎng)絡經(jīng)濟之后的一個新的經(jīng)濟增長點,生物經(jīng)濟正在推動第四次產(chǎn)業(yè)革命浪潮的加速形成,對經(jīng)濟發(fā)展和人類進步產(chǎn)生巨大的推動作用 ,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
一是形成新的經(jīng)濟生長點,使經(jīng)濟發(fā)展上一個新臺階。人類在食物、住宅、汽車等基本需求滿足之后,進一步的追求必然是健康、環(huán)境,以及精神享受。生物技術產(chǎn)業(yè)正是順應了這一歷史潮流,將促進健康產(chǎn)業(yè)、環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)、綠色經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展,大幅度促進經(jīng)濟增長。
二是推動醫(yī)學史上的第四次革命,提高人類健康水平?,F(xiàn)代生物技術使疾病診斷、治療和預防手段產(chǎn)生革命性的變化,使醫(yī)療技術發(fā)生質(zhì)的飛躍,使人類更健康、更長壽。生物技術將推進自公共衛(wèi)生制度建立、與麻醉術、疫苗和抗生素應用之后的醫(yī)學史上的第四次技術革命。
三是推動第二次綠色革命,改善人類膳食水平。轉(zhuǎn)基因技術、組織培養(yǎng)技術、動物胚胎移植與克隆技術,以及生物肥料、生物農(nóng)藥、新型飼料添加劑的應用,將大幅度地減少化學農(nóng)藥、化學肥料對農(nóng)田、環(huán)境污染,推動種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)變革。
四是創(chuàng)造新的生物品種,改善生態(tài)環(huán)境。植物抗旱、抗鹽基因的發(fā)現(xiàn)與應用,將有可能有效改變10億畝干旱地區(qū)的生態(tài)環(huán)境,使5億畝不毛之地、鹽堿地變?yōu)榱继铩S糜趶U氣、廢水、廢渣處理的基因工程極端微生物的應用,可降解生物塑料產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化推廣,將會解決工業(yè)排放、白色垃圾等環(huán)保難題,有效改善生態(tài)環(huán)境。
五是發(fā)展綠色能源,緩解能源短缺壓力。全球生物質(zhì)能量的儲量為18000億噸,相當于640億噸石油。生物能源將會使作物秸稈等廢棄的有機物成為能源,緩解化石能源不足的危機,為石油短缺國家解決能源危機問題找到一個較為經(jīng)濟的途徑。利用“綠金”代替“黑金”,開發(fā)生物乙醇、生物柴油、生物發(fā)電、生物氫等生物質(zhì)能將部分替代日漸枯竭的化石燃料,已經(jīng)成為許多國家的能源戰(zhàn)略。
六是沖擊傳統(tǒng)倫理觀念?;蛏矸葑C將個人的病癥、性格等方面的信息貯存在身份證上,必然會影響人的隱私權(quán)。干細胞、組織工程、器官移植技術的應用,將對人傳統(tǒng)倫理觀念產(chǎn)生強烈沖擊。
七是生物安全將成為保障國家安全的關鍵。必須認識到生物技術是一柄雙刃劍。SARS之后,越來越多的人認識到,生物戰(zhàn)將徹底改變傳統(tǒng)戰(zhàn)爭的方式與后果,沒有對生物戰(zhàn)劑、生物恐怖的防御與應對能力,就不能從根本上保障國家安全。
生物技術:
生物技術是對經(jīng)濟、社會可持續(xù)發(fā)展和人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展具有重大帶動作用的高新技術。生物技術的本質(zhì)是獲得、理解和使用包含在生活性生物體遺傳材料里的信息,使其具有生產(chǎn)價值。從這一意義上說,生物技術包括遺傳控制特性信息的發(fā)現(xiàn)和使用,并結(jié)合當前的技術能力來改變這些特性的表現(xiàn)形式,或培育出某些特性被增強的生物體,以減少自然環(huán)境對人類的限制。根據(jù)目前生物技術的發(fā)展現(xiàn)狀,通??煞譃閭鹘y(tǒng)生物技術和現(xiàn)代生物技術。現(xiàn)代生物技術是在分子生物學基礎上發(fā)展起來的,包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、細胞工程、酶工程,其中基因工程技術是核心。
生物產(chǎn)業(yè):
生物技術產(chǎn)業(yè)包括傳統(tǒng)生物技術產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代生物技術產(chǎn)業(yè)?,F(xiàn)代生物技術產(chǎn)業(yè)包括基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程?,F(xiàn)代生物技術產(chǎn)業(yè)主要是醫(yī)藥生物技術、農(nóng)業(yè)生物技術、工業(yè)生物技術,如天然藥物、保健品、環(huán)保產(chǎn)業(yè)、生物能源、生物材料和組織器官工程等。生物技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將最終解決世界人口、糧食、環(huán)境、健康、能源和海洋等影響二十一世紀人類生存的重大問題。
生物經(jīng)濟:
生物經(jīng)濟是以生命科學與生物技術研究開發(fā)與應用為基礎的、建立在生物技術產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)之上的經(jīng)濟,是一個與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、工業(yè)經(jīng)濟、信息經(jīng)濟相對應的新的經(jīng)濟形態(tài)。
中國生物技術發(fā)展中心簡介:
中國生物技術發(fā)展中心是1983年11月3日經(jīng)國務院批準成立的機構(gòu),直屬國家科學技術部。