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一、请结合你的专业,试阐述“节能减排”的战略意义。(2008)试列举4种能源动力领域中节能减排的技术或方法(2012)
发展才是硬道理,而环保利在千秋。应利用技术进步提升能源利用效率,降低对环境的破坏。节能减排能实现发展和环保双赢。同时缓解不可再生能源目前面临的问题。 技术: (1) 提高碳利用率。粉煤纯氧气化同水电解循环制甲醇,得到洁净甲醇燃料,免CO2排放。 (2) 回收煤炭炼焦的副产品焦炉气,用非催化法转化为甲烷液体燃料。 (3) 煤炭气化燃气发电将硫化物回收成硫磺,免除排入大气产生酸雨对人类和生态环境的破坏。 (4) 降低燃煤发电的污染。关停小锅炉,提高洗煤比例,强制安装除尘、脱硫脱硝装置,净化大型火电厂排出的废气。 (5) 建筑节能。建筑能耗的一半来自暖通,各种建筑节能技术已被应用,比如保温墙体,双层幕墙,自呼吸幕墙,地源热泵空调,太阳能空调,温湿度独立控制,智能楼宇自控系统(实时监控房间温湿度及二氧化碳含量从而精确估算房间人数及时调节VAV送风量)等。 方法: (1) 用㶲效率代替热效率,综合考虑能量的量与质,科学评价并提升能源利用效率。 (2) 电动车替代燃油汽车。电动车在运行阶段基本零排放,大部分污染气体在燃煤发电过程中产生。而郊区的火力发电厂集中排放也更有利于污染气体的集中处理。
二、可再生能源的应用意义。(2008)类比分析核能太阳能风能和生物质等新能源形式的特点,你认为哪些新能源形式能够满足我国可持续发展的需要?为什么?(2012)2012年BP世界能源统计年鉴的数据,2011年我国可再生能源增长,但仍只占一次能源消总量的0.7%,请分析阐述为满足可持续性发展应主要发展哪些可再生能源?为什么?(2013)
大力发展可再生能源可有效实现节能减排,使经济发展和保护环境双赢。同时缓解不可再生能源目前面临的问题。 就我国来说,煤炭将在未来几十年内仍占据最主要地位,电力基荷仍将由火电和核电提供,各种新能源将在满足调峰作用的同时逐步提高使用比例。 就目前的技术水平,我个人只看好核能,其余有着成本太高、能量密度低、不稳定导致并网难等问题的新能源难以用来满足基荷。毕竟电池能量密度的提高困难,大规模储能技术更是有待发展。
核能: (1) 核电站只需消耗少量核燃料,就能产生大量的电能,发电成本和燃料运输成本都比火电厂低。 (2) 铀235稀缺,但若使用增殖反应堆,可在裂变的过程中利用慢中子制造新的核燃料。如果增殖反应堆进入商业化,可以将裂变燃料总量扩大很多倍。 (3) 暂时没有有效消除核废料反射性的办法,目前主要通过深埋处理。核裂变的原料本身带有放射性。核扩散问题和公众对核的恐慌是核能大规模应用的最大障碍。
太阳能: 可能是未来最主要的能源,有待光电转化效率的提高和光伏面板生产工艺的进步。 (1) 不稳定性太大,并网困难。短暂的日食都能给大规模使用光伏发电的电网造成大麻烦。 (2) 能量转换效率很低。需要突破材料限制提高转化率。 (3) 太阳能电池板的生产过程高污染。
风能: (1) 相对非常清洁。 (2) 能源产出率非常高 (3) 不稳定性太大,并网困难。
水能: (1) 地域局限性很大,要建在有落差的地方,而能源需求大的地区多在沿海平原。 (2) 跨区域输电建设成本、损耗高。 (3) 水电对生态影响较大。如三峡工程减少了长江入海泥沙通量,长江三角洲停止持续千百年的生长,由此可能引发海水倒灌等后果。
生物能: 生物能的利用方式有气化(沼气)、液化(生物乙醇、生物柴油等)和固体燃料(直燃供热或发电)。目前对我国来说最靠谱的就是用作固体燃料直接烧。一种方式是欧洲广泛使用的热电联产,满足供热需求及一部分供电,二是将农村的秸秆等制成固体成型燃料,在农村中替代柴火、煤炭、木材的使用。 (1) 不低碳。本质上还是碳氢化合物燃烧释放出能量,从全生命周期分析来看还会有很大的碳排放和能源消耗。 (2) 我国垃圾分类不普及,有机物回收难,成本高。
三、当前挥之不去的雾霾引起了人们对空气质量的担忧,请从我国能源利用分析雾霾产生的主要原因,并列举3种防治雾霾污染的主要技术措施。(2013) 霾出现的人为因素一是,能源结构长期已煤炭为主,其中大部分用于燃煤发电。而火电场排放的污染物主要是SO2,CO2,粉尘和氮氧化物。二是,燃油汽车产生的尾气。三是工业废气。四是扬尘。五是部分地区农村大田植物秸杆焚烧。 技术措施: (1) 降低燃煤发电的污染。关停小锅炉,提高洗煤比例,强制安装除尘、脱硫脱硝装置,净化大型火电厂排出的废气。 (2) 采用先进高效的污染治理设备,加强汽车尾气治理,对拟排放的污染物进行治理后达标排放。 (3) 对排放后的大气污染物进行吸收稳定化治理,如采用吸附方式、冲洗方式对地面等处灰尘进行清理,防止遇风或车轮携带成为二次污染源。 (4) 采用灰尘抑制剂的化学手段等方式来清洁已被污染的空气。
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