發(fā)布時(shí)間：2023-03-07 15:06:15
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的發(fā)電技術(shù)研究論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：電子技術(shù)；概念；現(xiàn)象；抽象；形象
電子中的概念是反映電子現(xiàn)象和過(guò)程的本質(zhì)屬性的思維方式，是電子技術(shù)事實(shí)的抽象。它不僅是電子技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)的一個(gè)重要組成部分，也是構(gòu)成電子技術(shù)規(guī)律和公式的理論基礎(chǔ)。論文百事通學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)的過(guò)程，其實(shí)是在不斷地建立電子技術(shù)概念的過(guò)程。因此概念教學(xué)是學(xué)生學(xué)好電子技術(shù)的基礎(chǔ)，更是學(xué)好電子技術(shù)的關(guān)鍵。在實(shí)際教學(xué)中如何才能讓學(xué)生有效地掌握、理解并運(yùn)用好高中電子技術(shù)概念呢，從實(shí)際教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)中體會(huì)到，采用靈活多變的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變抽象為形象，可以提高概念教學(xué)的效果。
一、聯(lián)系、聯(lián)想記憶法
電子技術(shù)中有很多抽象的概念，例如：電場(chǎng)、電力線，磁場(chǎng)、磁力線。電場(chǎng)、磁場(chǎng)看不到但卻實(shí)存在(可以利用實(shí)驗(yàn)證明)，而電力線和磁力線不存在為了分析問(wèn)題方便而畫(huà)出來(lái)的(可以看到)。利用電力線或磁力線的方向表示電場(chǎng)或磁場(chǎng)的方向，利用電力線或磁力線的疏密來(lái)表示電場(chǎng)或磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。
半導(dǎo)體中載流子的運(yùn)動(dòng)也是如此：一般我們看不到，為了分析方便往往把空穴和自由電子畫(huà)出來(lái)?？昭◣д姾桑杂呻娮訋ж?fù)電荷，主要靠空穴導(dǎo)電的半導(dǎo)體稱為空穴型半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體；主要靠自由電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體稱為電子型半導(dǎo)體或稱為N型半導(dǎo)體。空穴通常用圓圈O表示，P去掉尾巴就是O；電子帶負(fù)電N就可以想成三個(gè)負(fù)號(hào)。通過(guò)總結(jié)空穴、電子，P型半導(dǎo)體、N型半導(dǎo)體就比較容易記了。
二、教學(xué)實(shí)驗(yàn)演示法
電子技術(shù)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在進(jìn)行概念教學(xué)時(shí)，演示實(shí)驗(yàn)法是一種行之有效的教學(xué)方法，一個(gè)生動(dòng)的演示實(shí)驗(yàn)，可創(chuàng)設(shè)一種良好的電子技術(shù)環(huán)境，給學(xué)生提供鮮明具體的感性認(rèn)識(shí)，再通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)現(xiàn)象特征的概括形成自己的概念。
如“整流”概念的教學(xué)，用直流電源和單向半波整流電路演示，讓學(xué)生體會(huì)到外加電源的正極接二極管的正極，電源的負(fù)極接二極管的負(fù)極，二極管受正電壓，二極管導(dǎo)通，電路中通過(guò)大的電流IF；反之外加電源的正極接二極管的負(fù)極，電源負(fù)極接二極管的正極，電路中幾乎無(wú)電流通過(guò)。從而揭示了二極管的單向?qū)щ娦浴?/p>
三、電教圖像剖析法
有些高中電子技術(shù)概念，無(wú)法實(shí)驗(yàn)演示也無(wú)法從生活中體驗(yàn)。如PN結(jié)的形成，空穴和電子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)、漂移運(yùn)動(dòng)等。可以用圖像、電教手段(如FLASH動(dòng)畫(huà))展示給學(xué)生觀看。電子技術(shù)圖像通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生的直覺(jué)，從而培養(yǎng)學(xué)生的高層次的形象思維能力，建立起電子技術(shù)概念的情景；電教手段能以生動(dòng)、形象、鮮明的動(dòng)畫(huà)效果，模擬再現(xiàn)一些電子技術(shù)過(guò)程，學(xué)生通過(guò)觀看、思考，就會(huì)自覺(jué)地在頭腦中形成建立電子技術(shù)概念的情景。這種方法符合“從生動(dòng)的直觀，到抽象的思維”的基本認(rèn)識(shí)規(guī)律，是現(xiàn)代教學(xué)中提高概念教學(xué)效果的一種重要手段。
四、興趣引導(dǎo)法
興趣是最好的老師，實(shí)際生活，生產(chǎn)實(shí)踐及現(xiàn)代高科技中一些有趣的電子技術(shù)現(xiàn)象會(huì)吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍學(xué)生的思維，提高學(xué)生的理解能力，有利于知識(shí)的掌握。
如對(duì)放大概念的認(rèn)識(shí)，以門鈴的工作過(guò)程為例。可以先不加放大三極管時(shí)接好電源和音樂(lè)片，門鈴發(fā)聲，聲音很小只能在耳邊才能聽(tīng)到；接著接好電源、音樂(lè)片，門鈴發(fā)聲，聲音比較大，整個(gè)班都可以聽(tīng)到。使學(xué)生親身感受到門鈴發(fā)出聲響的明顯變化的現(xiàn)象。說(shuō)明和分析什么是放大的概念，通過(guò)學(xué)生對(duì)“放大”現(xiàn)象切身的體會(huì)來(lái)理解掌握這一概念。利用振蕩電路組成的閃光燈電路即提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生對(duì)電路的分析對(duì)知識(shí)的掌握。
五、循序漸進(jìn)法
循序漸進(jìn)，通過(guò)復(fù)習(xí)舊知識(shí)引入新知識(shí)，是實(shí)際教學(xué)中常用的一種教學(xué)方法。通過(guò)復(fù)習(xí)已掌握的電子技術(shù)概念，并對(duì)此概念加以擴(kuò)展，延伸，或使其內(nèi)涵、外延發(fā)生變化從而得到新的概念。
>> 中國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀、問(wèn)題及對(duì)策分析 家用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究 太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及應(yīng)用研究 太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 當(dāng)前我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的應(yīng)用現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析 浦江太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問(wèn)題識(shí)別與對(duì)策研究 太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)研究評(píng)述 太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 太陽(yáng)能光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀與前景 對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立儲(chǔ)能單元的設(shè)計(jì)研究 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制問(wèn)題研究 基于DSP的太陽(yáng)能獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 太陽(yáng)能光伏發(fā)電量預(yù)報(bào)方法的研究與發(fā)展 山東太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策建議 太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用中的相關(guān)問(wèn)題芻議 太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用中的相關(guān)問(wèn)題探討 淺析我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的法律問(wèn)題 太陽(yáng)能光伏發(fā)電存在的問(wèn)題及促進(jìn)措施 探討太陽(yáng)能光伏發(fā)電在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用問(wèn)題 新新產(chǎn)業(yè)太陽(yáng)能光伏組件封裝設(shè)備制造現(xiàn)狀研究x 常見(jiàn)問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置：.
[3]袁婉玲.危機(jī)中見(jiàn)機(jī)遇 太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)正和時(shí)宜[J].無(wú)線電技術(shù),428.
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關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電；造價(jià)；工程建設(shè)；可再生能源
由于傳統(tǒng)的化石能源存儲(chǔ)量有限，而且已造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)失衡，因此當(dāng)今世界面臨這嚴(yán)峻的能源威脅：首先是以很難以能接受的價(jià)格獲來(lái)得充足的能源供應(yīng)；其次是過(guò)度消耗不可再生能源而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了不可恢復(fù)的破壞。所以，保護(hù)環(huán)境和利用可再生能源以實(shí)現(xiàn)能源安全已成為了新時(shí)期能源經(jīng)濟(jì)必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)課題。
風(fēng)力發(fā)電形勢(shì)和現(xiàn)狀綜述
目前在開(kāi)發(fā)新能源領(lǐng)域，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的比較成熟，許多國(guó)家把利用風(fēng)力發(fā)電作為減少環(huán)境污染、改善能源結(jié)構(gòu)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的有效措施，并將風(fēng)電建設(shè)納入國(guó)家發(fā)展規(guī)劃。雖然全球風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的歷史不是很長(zhǎng)，但在過(guò)去二十多年的時(shí)間內(nèi)，人類已在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)制造、環(huán)保法律政策、風(fēng)電裝機(jī)容量等方面取得了巨大的進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電在許多國(guó)家都得到了迅猛的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步減少了常規(guī)發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電之間的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的差距。我國(guó)政府也非常重視包括風(fēng)能在內(nèi)的可再生資源的研究開(kāi)發(fā)利用。在我國(guó)，大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)是有資源基礎(chǔ)的，我國(guó)的各種風(fēng)力資源十分豐富。目前，我國(guó)對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究研究已逐漸走向成熟，這其中包括測(cè)風(fēng)設(shè)備、風(fēng)力氣象學(xué)的研究和風(fēng)場(chǎng)建設(shè)規(guī)范、軟件的研究、風(fēng)電機(jī)組的技術(shù)開(kāi)發(fā)和風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)的研究等?？偟膩?lái)說(shuō)，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用始于20世紀(jì)的70年代末，而風(fēng)力發(fā)電技術(shù)得到大規(guī)模的應(yīng)用則是在20世紀(jì)80年代初，從90年代初期開(kāi)始了風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。近二十年來(lái)，在我國(guó)政府的全力支持下，并網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電工程建設(shè)得到了迅速發(fā)展，總裝機(jī)容量從1999年的3.8萬(wàn)KW增長(zhǎng)到2010年的1500萬(wàn)KW，根據(jù)來(lái)自中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從2004年未到2009年未，中國(guó)風(fēng)力發(fā)電能力的增長(zhǎng)達(dá)到了250％，其中，2008年一年的新增裝機(jī)占據(jù)了全球新增裝機(jī)總量的23％，增長(zhǎng)了630萬(wàn)KW，成為僅次于美國(guó)（836萬(wàn)KW）的世界排名第二。2009年我國(guó)首次超過(guò)印度成為了第四個(gè)裝機(jī)總量超過(guò)1000萬(wàn)KW的風(fēng)電利用大國(guó)。這是因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電成本最接近于火電發(fā)電的成本，并且風(fēng)電產(chǎn)業(yè)具有規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，而且我國(guó)巨大的風(fēng)能儲(chǔ)量使得風(fēng)電產(chǎn)業(yè)具有了可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景。
風(fēng)力發(fā)電工程的成本構(gòu)成分析
通過(guò)分析可知，風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)具有以下特點(diǎn)：首先，建設(shè)風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的投資屬于一次性投資，而投入資本回收周期又比較長(zhǎng)。其次，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電輸出功率要受到當(dāng)?shù)仫L(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的風(fēng)速分布影響，風(fēng)能資源也成為影響風(fēng)電成本的主要岡素之一。在技術(shù)上可知，風(fēng)機(jī)能夠有效利用的風(fēng)速范圍是 3-20米/秒，根據(jù)相關(guān)測(cè)算，發(fā)電總量每減少5％，用電價(jià)格則增加4．6％以上，因此只有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)超過(guò)2000小時(shí)的風(fēng)電場(chǎng)才具有真正的開(kāi)發(fā)價(jià)值，平均年利用小時(shí)數(shù)超過(guò)2500小時(shí)的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)才具有良好的開(kāi)發(fā)價(jià)值，平均年利用小時(shí)數(shù)在3000小時(shí)以上的風(fēng)力發(fā)電站才可以稱之為優(yōu)秀風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。但是，目前我國(guó)還未建立起一套完整的風(fēng)能資源分布圖，風(fēng)電工程建設(shè)的選址、測(cè)風(fēng)、征地等前期工作還需要投資商自己操作，這大大增加了風(fēng)電項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)成本。道路成本，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)往往都在交通不便、人煙稀少的偏遠(yuǎn)地方，首先投資方必須升級(jí)現(xiàn)有道路必要時(shí)候還要新修道路才能達(dá)到風(fēng)電部件的運(yùn)輸、安裝要求。電網(wǎng)成本，可建設(shè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)、風(fēng)力資源豐富的地方往往處于比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，因此當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)建設(shè)可能很不完善，風(fēng)電場(chǎng)配備的輸電線路需由投資商出資自己投建，這也增加了風(fēng)電建設(shè)成本。經(jīng)濟(jì)成本，目前，國(guó)內(nèi)火電發(fā)電成本大約是5500元/KW，而風(fēng)力發(fā)電成本則高達(dá)8000-10000元/KW，相比于火電成本要高出45％-82％，這也是成為了阻礙我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)快速產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的重要岡素。融資成本，風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目所需資金的70％需通過(guò)各種信貸手段來(lái)解決，貸款條件、還款期、利率、手續(xù)費(fèi)等對(duì)風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)成本影響也比較大。風(fēng)機(jī)設(shè)備價(jià)格，據(jù)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)機(jī)設(shè)備價(jià)格約占風(fēng)電項(xiàng)目總投入成本的70％以上。根據(jù)相關(guān)研究，同等質(zhì)量的條件下，國(guó)產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備價(jià)格比進(jìn)口風(fēng)力發(fā)電設(shè)備低20％-30％，因此完全使用國(guó)產(chǎn)風(fēng)機(jī)則可使風(fēng)電建設(shè)成本下降15％以上。風(fēng)力發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)，目前，風(fēng)力發(fā)電上網(wǎng)價(jià)格仍是制約風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展、投資商發(fā)揮作用的重要薄弱環(huán)節(jié)。一個(gè)企業(yè)投資風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目是否能夠盈利，這主要取決于并網(wǎng)之后的電價(jià)，我國(guó)政府為促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展，規(guī)范風(fēng)力發(fā)電價(jià)格的管理，在2009年7月，國(guó)家發(fā)改委公布了規(guī)范風(fēng)電價(jià)格的相關(guān)規(guī)章制度，規(guī)定風(fēng)力發(fā)電與標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)同定，這項(xiàng)規(guī)定為投資商提供了一個(gè)明確的投資預(yù)期，同時(shí)也有利于引導(dǎo)投資，限制劣質(zhì)資源的開(kāi)發(fā)，鼓勵(lì)優(yōu)質(zhì)資源的開(kāi)發(fā)，有利于降低成本，控制造價(jià)，保證風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的有序進(jìn)行。風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目造價(jià)越低、價(jià)格管理就越好，投資方的收益就越高，因此，激勵(lì)風(fēng)電企業(yè)不斷降低運(yùn)營(yíng)成本以及投資成本，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)的造價(jià)控制
根據(jù)以上對(duì)影響我國(guó)風(fēng)力發(fā)電成本的因素分析可知：影響風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)成本的主要因素是電網(wǎng)成本、風(fēng)機(jī)設(shè)備價(jià)格、道路成本、經(jīng)濟(jì)成本、融資成本等因素，而影響風(fēng)電設(shè)備發(fā)電量的主要因素是風(fēng)電上網(wǎng)價(jià)格、風(fēng)能資源質(zhì)量、風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行成本、維護(hù)成本等。因此，降低風(fēng)電成本、控制風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)造價(jià)可通過(guò)提高發(fā)電量、節(jié)約風(fēng)力發(fā)電建設(shè)投資、節(jié)省建場(chǎng)投資等途徑，具體可采取以下措施：（1）提高風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電率，選用可靠性高、性能優(yōu)良的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，提高電力輸出率，增加風(fēng)電場(chǎng)和電網(wǎng)并網(wǎng)的可靠性，提高風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)、維修隊(duì)伍的水平，保證風(fēng)電機(jī)組的工作率，以提高風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電效率。（2）由于風(fēng)電機(jī)組設(shè)備費(fèi)用、風(fēng)電設(shè)備的施工安裝費(fèi)用、風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)設(shè)備費(fèi)用以及風(fēng)電場(chǎng)道路交通建設(shè)費(fèi)用構(gòu)成了風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目的主要建設(shè)成本，其中購(gòu)買安裝風(fēng)電機(jī)組設(shè)備的費(fèi)用約占總成本的70％，投資商可通過(guò)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)一步降低風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目的建設(shè)成本。(3)充分利用風(fēng)能資源，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)資源分布，合理地安排風(fēng)力發(fā)電機(jī)布局，以便充分利用風(fēng)能資源。相關(guān)研究表明，同樣環(huán)境條件下， 6.5m/s的風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電成本比7m/s的風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電成本增加約14％，8m/s的風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電成本要比7m/s的風(fēng)電場(chǎng)要低近30％，另外發(fā)電風(fēng)機(jī)應(yīng)選用成熟維修體系和優(yōu)秀質(zhì)保的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，以便將來(lái)出現(xiàn)故障時(shí)，能減少維修風(fēng)機(jī)的等待時(shí)間。
我國(guó)風(fēng)電工程建設(shè)成本仍比較高，風(fēng)力發(fā)電的商業(yè)化運(yùn)行尚處于初始階段，有關(guān)風(fēng)力發(fā)電造價(jià)分析控制方面的研究還很成熟，仍然沒(méi)有一套有效地對(duì)風(fēng)電項(xiàng)目進(jìn)行成本管理、造價(jià)控制的辦法。建立一個(gè)科學(xué)、高效的造價(jià)分析控制研究體系，對(duì)風(fēng)電項(xiàng)目的成本管理提供系統(tǒng)的、現(xiàn)代化的、全面的指導(dǎo)，從而使我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電行業(yè)得到快速健康的發(fā)展。
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關(guān)鍵詞：師生課外互動(dòng)；工程創(chuàng)新能力；實(shí)踐能力；團(tuán)隊(duì)合作精神
中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）38-0213-02
引言：
我國(guó)在“十二五”規(guī)劃中提出了“創(chuàng)新教育方式，突出培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力”。2015年5月4日，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于深化高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實(shí)施意見(jiàn)》（〔2015〕36號(hào)），全面部署深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革工作。航空工程的先驅(qū)者馮?卡門有句名言“科學(xué)家研究已有的世界，工程師創(chuàng)造未有的世界”。然而，目前工程師的技術(shù)創(chuàng)新能力不足，在企業(yè)設(shè)備升級(jí)改造與生產(chǎn)優(yōu)化中的影響力降低。這與當(dāng)前的高校工科教育有關(guān)。一方面，工科教育的教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃變得系統(tǒng)化、學(xué)科化；另一方面，大多數(shù)工科教師逐漸遠(yuǎn)離工程實(shí)踐變得學(xué)術(shù)化[1]。為了提升工程師的創(chuàng)新能力，高校必須深化工科教育創(chuàng)新改革。
一、工程創(chuàng)新能力內(nèi)涵
在工程師素質(zhì)模型中，國(guó)外比較有影響的有美國(guó)工程和技術(shù)鑒定委員會(huì)頒布的《工程準(zhǔn)則2000》的素質(zhì)模型、澳大利亞工程師協(xié)會(huì)的雙層素質(zhì)模型[2]。《工程準(zhǔn)則2000》確定了當(dāng)前企業(yè)工程技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)具備的11個(gè)素質(zhì)要求，波音公司對(duì)工程師的素質(zhì)提出十條要求。創(chuàng)新型的工程技術(shù)人員是在企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行創(chuàng)新性研究和開(kāi)發(fā)，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化和利潤(rùn)的提升起到關(guān)鍵作用的創(chuàng)新性人才?，F(xiàn)代的工程技術(shù)往往是多學(xué)科交叉與融合，需要多個(gè)具體技術(shù)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員相互協(xié)作，溝通交流，主動(dòng)學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)更新和拓展，完成科技攻關(guān)。對(duì)于一個(gè)具有工程創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人員而言，喬兵提出須具有七個(gè)方面的能力[3]。汪晶晶在對(duì)S汽車企業(yè)598名工程技術(shù)人員進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，分析了影響工程創(chuàng)新能力的個(gè)人素養(yǎng)、企業(yè)文化與環(huán)境[2]。筆者認(rèn)為工程技術(shù)人員具備工程創(chuàng)新能力必須包括：（1）對(duì)從事工程技術(shù)領(lǐng)域的熱愛(ài)和興趣；（2）具有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)；（3）具有項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、熟悉項(xiàng)目整體流程；（4）主動(dòng)學(xué)習(xí)能力；（5）團(tuán)隊(duì)合作能力。只有具備這五種能力，才能對(duì)企業(yè)的復(fù)雜工程問(wèn)題發(fā)現(xiàn)、分析和高效解決。
然而，工科大學(xué)生普遍存在專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用和創(chuàng)新能力不足，綜合設(shè)計(jì)、研究開(kāi)發(fā)能力差，缺乏團(tuán)隊(duì)合作精神等顯著問(wèn)題。因此，這對(duì)高校的工科教育提出了新的要求，需要改進(jìn)教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃，更新教學(xué)方法和教學(xué)資源等，以適應(yīng)企業(yè)對(duì)工程創(chuàng)新人才的需求。周東一等人提出利用校企合作培養(yǎng)學(xué)生工程創(chuàng)新能力[4]，許宜申等人以蘇州大學(xué)光電測(cè)專業(yè)為例，提出大學(xué)生工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)措施[5]。為了培養(yǎng)本科學(xué)生的工程創(chuàng)新能力，在教學(xué)過(guò)程中要善于引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、主動(dòng)學(xué)習(xí)、解決問(wèn)題。一是要實(shí)現(xiàn)以教為主向以學(xué)為主轉(zhuǎn)變，使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。二是以課堂教學(xué)為主向課內(nèi)外結(jié)合轉(zhuǎn)變，使學(xué)生充分利用課外時(shí)間鍛煉自己。三是以結(jié)果評(píng)價(jià)為主向結(jié)果與過(guò)程并重轉(zhuǎn)變，使學(xué)生的綜合能力得到客觀評(píng)價(jià)。
在此背景下，自2010年以來(lái)，筆者在本科教學(xué)工作中摸索出一套行之有效的師生課外互動(dòng)教學(xué)模式，并進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用。該模式積極激勵(lì)學(xué)生參加教師及教師團(tuán)隊(duì)的科研項(xiàng)目，參加各種學(xué)科競(jìng)賽，設(shè)計(jì)創(chuàng)新作品并展示、書(shū)寫(xiě)發(fā)明專利等，利用PBL（基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)，Problem Based Learning）理論，借助各種途徑和媒介實(shí)施師生課外互動(dòng)，有效培養(yǎng)了工科生的工程創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。
二、基于PBL理論的課外師生互動(dòng)特點(diǎn)
PBL理論是20世紀(jì)60年代由加拿大麥克馬斯特大學(xué)首創(chuàng)的，成為國(guó)際醫(yī)學(xué)教育改革的熱點(diǎn)和趨勢(shì)。PBL是建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論之上的[3]，具有如下特色：以問(wèn)題為基礎(chǔ)、以學(xué)生為中心、以小組為單位的自我導(dǎo)向式學(xué)習(xí)。強(qiáng)調(diào)學(xué)生在知識(shí)構(gòu)建過(guò)程中的主體地位，重視自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)、潛能挖掘、創(chuàng)新精神、實(shí)踐應(yīng)用等能力的培養(yǎng)?；赑BL理論的課外師生互動(dòng)應(yīng)具有如下特點(diǎn)：
1.是基于問(wèn)題的課外互動(dòng)教學(xué)。問(wèn)題是積極思考的結(jié)果，也是深入探究的動(dòng)因，更是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和思維主動(dòng)性的最好刺激物。問(wèn)題要難易適中，可望可及。問(wèn)題可以來(lái)自日常生活，也可以來(lái)自某個(gè)工程領(lǐng)域，可以來(lái)自教師正在從事的研究課題。問(wèn)題可以由教師提出，也可以由學(xué)生提出。
2.是教師主導(dǎo)和學(xué)生主體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。教師的主導(dǎo)性表現(xiàn)在：教師是問(wèn)題的設(shè)計(jì)者、學(xué)習(xí)形式的組織者、學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者和學(xué)習(xí)效果評(píng)估者。學(xué)生的主體性表現(xiàn)在：主動(dòng)地把教師的教學(xué)意圖變成自己的學(xué)習(xí)意圖和行動(dòng)要求，不斷深度內(nèi)化知識(shí)。PBL評(píng)估結(jié)果來(lái)自教師對(duì)學(xué)生、學(xué)生對(duì)學(xué)生、學(xué)生自評(píng)。評(píng)價(jià)形式采用作品展示考核、報(bào)告考核、答辯考核等。
3.是團(tuán)隊(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)。PBL采用小組的形式將問(wèn)題進(jìn)行分解和分配，每個(gè)學(xué)生都成了特定子問(wèn)題的“專家”。小組分配要根據(jù)學(xué)生的性別、成就、智力、性格、理論理解能力和實(shí)踐動(dòng)手能力等進(jìn)行靈活搭配。組內(nèi)成員的分工要清楚。PBL小組培養(yǎng)了教師與學(xué)生、小組內(nèi)部成員的小組間的合作精神。
4.是不拘一格形式的教學(xué)。針對(duì)不同的問(wèn)題內(nèi)容、不同的學(xué)生或小組，采用不同的課外互動(dòng)教學(xué)方法，如討論式、學(xué)導(dǎo)式、案例式、啟發(fā)式、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式、探究式及其多種方法融合等。
三、師生課外互動(dòng)的教學(xué)實(shí)施途徑
課外互動(dòng)取消了時(shí)間及空間的約束，可以在教室里，可以在網(wǎng)上，可以是全部學(xué)生，可以是少數(shù)學(xué)生。
1.積極鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目。自從2010年以來(lái)，借助團(tuán)隊(duì)和省級(jí)工程中心“遼寧省光伏發(fā)電控制與集成工程技術(shù)研究中心”，積極鼓勵(lì)學(xué)生（包括申請(qǐng)者的授課對(duì)象、導(dǎo)師制的學(xué)生）參與團(tuán)隊(duì)的科研項(xiàng)目。筆者負(fù)責(zé)的科研團(tuán)隊(duì)積極設(shè)計(jì)問(wèn)題。如：如何實(shí)現(xiàn)光伏電池板的自動(dòng)清潔及除雪功能？如何實(shí)現(xiàn)光伏電池板像向日葵一樣總是跟著太陽(yáng)走？如何解決大型光伏電站的電池板故障檢測(cè)？為了激勵(lì)學(xué)生完成問(wèn)題的分析與解決，對(duì)每一個(gè)問(wèn)題，至少安排三組同學(xué)來(lái)分別完成，達(dá)到競(jìng)爭(zhēng)和知識(shí)面的有效拓展效果。在團(tuán)隊(duì)成員和研究生的引導(dǎo)和指導(dǎo)下，制作完成的光伏電池板的智能清潔裝置、光伏發(fā)電系統(tǒng)的智能跟蹤裝置等分別入選國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。
2.引導(dǎo)學(xué)生完成課程創(chuàng)新實(shí)踐作品的設(shè)計(jì)與展示。以課程《風(fēng)力發(fā)電技術(shù)》為例，PBL課外互動(dòng)教學(xué)模式簡(jiǎn)介如下：
教學(xué)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生風(fēng)能資源利用與評(píng)估能力、風(fēng)電場(chǎng)選址建設(shè)能力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組選型與設(shè)計(jì)能力、風(fēng)電場(chǎng)安全運(yùn)行與維護(hù)能力等，具有創(chuàng)新設(shè)計(jì)高效風(fēng)力發(fā)電設(shè)備能力，具有標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí)、工程意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作精神等。
定位：風(fēng)力發(fā)電技術(shù)課程涉及多學(xué)科知識(shí)，采用學(xué)科內(nèi)PBL教學(xué)模式和跨學(xué)科并行的PBL模式實(shí)現(xiàn)課外師生互動(dòng)。筆者負(fù)責(zé)的科研團(tuán)隊(duì)是由不同學(xué)科專業(yè)背景的教師組成，角色轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)團(tuán)隊(duì)，分擔(dān)課程的不同模塊，主導(dǎo)師生課外互動(dòng)。
教學(xué)方法：借鑒了小組討論、案例教學(xué)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式等教學(xué)方法的理念，有效推行PBL模式的師生課外互動(dòng)教學(xué)。設(shè)計(jì)的問(wèn)題綜合性強(qiáng)、真實(shí)感強(qiáng)、易于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。
學(xué)生學(xué)習(xí)成果及評(píng)價(jià)：學(xué)生以小組方式提供創(chuàng)新實(shí)踐作品，并進(jìn)行答辯。教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐作品教學(xué)過(guò)程如下：
如以問(wèn)題“如何提高風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的發(fā)電效率？”為任務(wù)，啟發(fā)了同學(xué)們思路，如從提高風(fēng)能捕獲角度，設(shè)計(jì)多層風(fēng)力葉片、利用樹(shù)葉原理設(shè)計(jì)風(fēng)力發(fā)電樹(shù)等；從風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電、減小棄風(fēng)現(xiàn)象、設(shè)計(jì)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和移動(dòng)電源等角度給予同學(xué)啟發(fā)。并同時(shí)教授學(xué)生如何查找資料，如在渤海大學(xué)主頁(yè)圖書(shū)館中查找論文、專利等，如何書(shū)寫(xiě)專利等。經(jīng)過(guò)四周時(shí)間準(zhǔn)備，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品答辯階段。答辯內(nèi)容按照背景、基本思路、關(guān)鍵技術(shù)、推廣價(jià)值等準(zhǔn)備。特別強(qiáng)調(diào)的是，在這個(gè)教學(xué)流程中強(qiáng)調(diào)做人，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新作品不要抄襲，要遵守學(xué)術(shù)道德，舉例說(shuō)明知名人士因?yàn)槌u而身敗名裂的事件。在創(chuàng)新作品答辯過(guò)程中，由教師和每組選派的代表組成評(píng)委團(tuán)，其他學(xué)生旁聽(tīng)但可以在答辯過(guò)程中對(duì)作品提問(wèn)或質(zhì)疑。提問(wèn)質(zhì)量高的可以獎(jiǎng)勵(lì)加分，提問(wèn)者可以與答辯者同臺(tái)進(jìn)行辯論。同學(xué)們表現(xiàn)非常積極，準(zhǔn)備相當(dāng)充分。每名學(xué)生答辯時(shí)，其他學(xué)生積極提問(wèn)，有的竟然問(wèn)出10多個(gè)問(wèn)題，有的竟要站在講臺(tái)上與答辯者共同探討。另外，對(duì)優(yōu)秀的創(chuàng)新實(shí)踐作品，指導(dǎo)改進(jìn)，并申請(qǐng)發(fā)明專利或以論文形式發(fā)表。
3.鼓勵(lì)學(xué)生參加各種學(xué)科競(jìng)賽。積極組織學(xué)生參與學(xué)科競(jìng)賽，如全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、飛思卡爾杯智能車比賽、挑戰(zhàn)杯、全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目等。
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【關(guān)鍵詞】煉焦技術(shù)節(jié)能技術(shù)發(fā)展
中圖分類號(hào)： TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一.引言
我國(guó)是世界焦炭第一生產(chǎn)大國(guó)，同時(shí)也是第一焦炭消費(fèi)大國(guó)。近些年來(lái)，我國(guó)的煉焦技術(shù)得到了較大進(jìn)步，煉焦技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了煉焦行業(yè)節(jié)能技術(shù)的推廣和應(yīng)用。
二.煉焦技術(shù)的工藝特點(diǎn)。
1.回收煉焦工藝流程簡(jiǎn)述。
熱回收煉焦工藝技術(shù)包括備煤、煉焦、篩焦、余熱鍋爐、廢氣脫硫等主要生產(chǎn)設(shè)施。煉焦煤由備煤車間制備好后送到煉焦車間，煉焦煤在裝煤推焦車上由搗固機(jī)搗成煤餅送入煉焦?fàn)t，成熟的焦炭由接熄焦車送到熄焦塔內(nèi)進(jìn)行熄焦。熄焦后的焦炭由篩焦車間進(jìn)行粒度篩分和儲(chǔ)存。煉焦?fàn)t為負(fù)壓操作，煉焦煤煉焦時(shí)產(chǎn)生的揮發(fā)份在焦?fàn)t內(nèi)全部燃燒，高溫廢氣經(jīng)焦?fàn)t集氣管道送到余熱鍋爐回收其熱量產(chǎn)生蒸汽。回收熱量后的低溫廢氣脫除二氧化硫后經(jīng)煙囪排放。蒸汽送到工業(yè)、公共設(shè)施，或用于余熱發(fā)電車間發(fā)電。
2.回收煉焦工藝主要特點(diǎn)。
（1）.煉焦?fàn)t負(fù)壓操作，基本消除了煉焦?fàn)t對(duì)大氣的污染?；厥諢捊巩a(chǎn)生的揮發(fā)份燃燒為高溫廢氣的熱量，并回收其熱量，徹底消除了化學(xué)污水的產(chǎn)生。實(shí)現(xiàn)了煉焦工業(yè)的清潔生產(chǎn)。
（2）. 煉焦?fàn)t內(nèi)煤餅和爐頂空間形成惰性氣體保護(hù)層，取代耐火磚作為高溫干餾煉焦煤和空氣的隔離物。教好的解決了煉焦煤表面在高溫干餾時(shí)的燃燒現(xiàn)象。
（3）. 煉焦?fàn)t煉焦時(shí)揮發(fā)性的物質(zhì)在焦炭層中的流程較長(zhǎng)，二次裂解產(chǎn)生的具有活性鍵的碳充分和焦餅上的活性鍵起架橋作用，能改善和提高焦炭的物理化學(xué)性質(zhì)和冷熱強(qiáng)度。結(jié)合搗固煉焦，對(duì)于擴(kuò)大煉焦用煤的范圍和提高焦炭的質(zhì)量具有重要意義。
（4）. 熱回收煉焦技術(shù)工藝在國(guó)際上首次使用具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液壓搗固，在國(guó)內(nèi)首次使用具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水平接熄焦，充分體現(xiàn)了我國(guó)堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀和科技的創(chuàng)新能力。
三．發(fā)展清潔生產(chǎn)的大型搗固煉焦。
大力研發(fā)和推廣具有完善環(huán)保設(shè)施、能夠?qū)崿F(xiàn)清潔生產(chǎn)的大型搗固煉焦技術(shù)。標(biāo)定、調(diào)試和總結(jié)我國(guó)已投產(chǎn)的6.25米大型搗固焦?fàn)t，進(jìn)一步修改和完善并建成6.25米大型搗固焦?fàn)t示范工程。
開(kāi)發(fā)適合中國(guó)國(guó)情的6.7米搗固焦?fàn)t，其每孔年產(chǎn)焦炭1.443萬(wàn)噸，將是我國(guó)乃至世界上最大的搗固焦?fàn)t，2×52孔年產(chǎn)焦炭150萬(wàn)噸，填補(bǔ)我國(guó)年產(chǎn)150萬(wàn)噸級(jí)焦炭規(guī)模的大型搗固焦?fàn)t空白，并建成能起樣板作用的示范工程，推動(dòng)我國(guó)大型搗固煉焦技術(shù)的發(fā)展，使其達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
發(fā)國(guó)產(chǎn)的適合中國(guó)國(guó)情的6.25米和6.7米大型搗固焦?fàn)t使用的搗固一裝煤一推焦一體車（SCP機(jī)），使其機(jī)械化、自動(dòng)化、安全性能和環(huán)保水平等方面達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
隨著我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)逐步接受和采用搗固煉焦技術(shù)，應(yīng)推動(dòng)焦化和煉鐵工作者共同研究搗固焦炭的冶煉性能、適宜的焦炭質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、相應(yīng)的高爐生產(chǎn)操作工藝和參數(shù)，推動(dòng)大中型高爐使用搗固焦炭。
1.大力推廣的節(jié)能技術(shù)。
(1). 發(fā)展高效節(jié)能環(huán)保的大型焦油加工裝置。
淘汰耗能高、污染嚴(yán)重、裝備水平落后的間歇蒸餾、間歇酸堿洗滌、間歇結(jié)晶和污染大的瀝青成型工藝。
進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)煤焦油加工的集中處理，建設(shè)規(guī)模大、技術(shù)先進(jìn)、節(jié)能環(huán)保的世界一流煤焦油加工廠。同時(shí)通過(guò)不斷開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，擴(kuò)大產(chǎn)品品種和品級(jí)，配合化工、醫(yī)藥、材料等市場(chǎng)要求，開(kāi)發(fā)出附加值高的洗油深加工產(chǎn)品、蒽油深加工產(chǎn)品和瀝青深加工產(chǎn)品等。對(duì)附加值低的殘油，在滿足炭黑生產(chǎn)的同時(shí)，可采用加氫催化裂化、加氫裂解等技術(shù)，使其轉(zhuǎn)化成為高附加值的汽油調(diào)和油、柴油調(diào)和油。
(2).推薦采用高效節(jié)能的脫硫脫氰技術(shù)。
新建焦化廠應(yīng)該首選脫硫脫氰效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、操作可靠的脫硫脫氰工藝，如利用荒煤氣余熱再生的真空碳酸鉀法脫硫工藝等。
推進(jìn)我國(guó)第一套HPF法氧化脫硫工藝廢液與低純度硫磺焚燒制取硫酸的工業(yè)裝置投產(chǎn)，并建成示范裝置，解決全國(guó)已有的HPF法氧化脫硫工藝存在的問(wèn)題，推動(dòng)其更新?lián)Q代。
推薦采用間接法蒸氨，以減少焦化廢水，有利于實(shí)現(xiàn)焦化廢水的近零排放。
(3)積極研發(fā)焦?fàn)t煤氣資源化利用技術(shù)。
COG含有54%-59%H2和24%-28%CH4。COG燃料化利用不如資源化利用效益高，因此只有在萬(wàn)不得已的情況下才用作燃料和發(fā)電。高質(zhì)量地利用COG不僅有利于降低鋼鐵企業(yè)單位產(chǎn)品的能源消耗和排放負(fù)荷，甚至能開(kāi)發(fā)出大量最清潔能源—?dú)錃猓瑥亩l(fā)鋼鐵制造流程能量流新的供需平衡關(guān)系，甚至?xí)l(fā)整個(gè)社會(huì)新的供需關(guān)系。
(4)開(kāi)發(fā)新型焦化污水深度處理技術(shù).
資源節(jié)約、環(huán)境友好的焦化廠必須使處理后的焦化廢水資源得到最大限度地合理使用，因?yàn)樯a(chǎn)1噸焦炭通常產(chǎn)生0.48噸焦化污水和0.42噸循環(huán)水排污水（采用CDQ時(shí)循環(huán)水排污水為0.53噸）。我國(guó)已開(kāi)發(fā)出成熟可靠的焦化污水生化處理技術(shù)。對(duì)鋼鐵企業(yè)焦化廠來(lái)說(shuō)，焦化廢水經(jīng)生化處理后可全部回用于焦化廠和鋼鐵廠的濁循環(huán)水系統(tǒng)。對(duì)采用濕法熄焦的獨(dú)立焦化廠，生化處理時(shí)，可減少或不加稀釋水，減少生化處理水量，使處理后廢水全部作為濕法熄焦補(bǔ)充水，在焦化廠內(nèi)消耗掉。但是，隨著我國(guó)獨(dú)立焦化廠逐漸采用干法熄焦，處理后廢水無(wú)路可去，只能回用于凈循環(huán)水系統(tǒng)。而凈循環(huán)水系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)要求嚴(yán)格，對(duì)其補(bǔ)充水的水質(zhì)要求更嚴(yán)。若將生化處理后焦化廢水用作凈循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水，必須進(jìn)行降低有機(jī)物和脫鹽的深度處理。
“十一五”期間，進(jìn)行了大量污水回用深度處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)工作。深度處理一般采用膜分離技術(shù)。即：生物處理（A-A/O）+超濾（UF）+納濾（NF）（或反滲透（RO））；或生物處理（A-A/O）+膜生物反應(yīng)器（MBR）+納濾（NF）（或反滲透（RO））。深度處理的產(chǎn)水率可達(dá)到70%以上，產(chǎn)水水質(zhì)可達(dá)到循環(huán)水補(bǔ)充水的要求，用作循環(huán)水補(bǔ)充水。膜深度處理產(chǎn)出占原料水量30%左右的濃縮液。濃縮液不但含有較高的有機(jī)物，而且濃縮了大量的鹽。濃縮液可以深度處理回用，也可以蒸發(fā)提鹽，但這些手段成本太高，因此，濃縮液處理將是下一步重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的課題。
(5)研發(fā)焦?fàn)t荒煤氣余熱回收及利用技術(shù)。
離開(kāi)焦?fàn)t炭化室的650-700℃荒煤氣所帶出的顯熱占焦?fàn)t輸出熱的36%，與紅焦帶出的顯熱相當(dāng)，余熱回收利用的潛力巨大。
“十一五”期間，國(guó)內(nèi)外許多焦化企業(yè)積極研發(fā)焦?fàn)t荒煤氣余熱回收及利用技術(shù)，如：濟(jì)鋼將5個(gè)上升管做成夾套管，導(dǎo)熱油通過(guò)夾套管與荒煤氣間接換熱，被加熱的高溫導(dǎo)熱油可以去蒸氨、去煤焦油蒸餾、去干燥入爐煤等；寶鋼梅山鋼鐵公司煉焦廠在其4.3米焦?fàn)t上升管采用熱管回收荒煤氣帶出熱的試驗(yàn)；濟(jì)鋼和中冶焦耐正在進(jìn)行用鍋爐回收荒煤氣帶出熱的試驗(yàn)；無(wú)錫焦化廠在其4.3米焦?fàn)t上進(jìn)行用半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)回收上升管余熱的試驗(yàn)；平煤武鋼焦化進(jìn)行了高效微流態(tài)傳熱材料作換熱介質(zhì)的上升管余熱回收試驗(yàn)；日本已在1個(gè)上升管和正在3個(gè)上升管上進(jìn)行用荒煤氣帶出熱對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行無(wú)催化高溫?zé)崃呀夂椭卣囼?yàn)，得到了主要含H2和CO的合成氣體；中冶焦耐在初冷器一段用82℃-85℃的荒煤氣加熱真空碳酸鉀法脫硫廢液，用熱廢液閃蒸的蒸汽再生脫硫液；有的焦化廠擬用初冷器一段熱循環(huán)水制冷，所得的低溫水直接用于初冷器三段制冷。
“十二五”期間，應(yīng)當(dāng)支持荒煤氣余熱回收和利用技術(shù)的研發(fā)調(diào)試、改進(jìn)完善、總結(jié)比較，選擇最優(yōu)方法；推動(dòng)最優(yōu)方法盡快工業(yè)化，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，建立示范裝置，加以推廣普及。
五．結(jié)束語(yǔ)
煉焦，要做好能源生產(chǎn)和節(jié)能處理的兩手抓，在確保生產(chǎn)的同時(shí)，要減少對(duì)能源的消耗，提高最終有效產(chǎn)出。
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關(guān)鍵詞 生物質(zhì)能源；烤煙；烘烤；應(yīng)用
中圖分類號(hào) TK6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 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
烤煙烘烤是一個(gè)大量耗熱的過(guò)程，目前烤煙生產(chǎn)上推廣的密集烤房烘烤設(shè)備普遍采用燃煤供熱，熱利用率低，煤耗量高，通常1 kg干煙葉煤耗量1.5～2.5 kg標(biāo)煤，而理論上的耗煤量為0.8 kg，也有研究分析指出，在密集烘烤中，火爐的熱效率為64.95%，烤房熱效率僅為36.08%，總的熱損失達(dá)63.92%，能量浪費(fèi)驚人[1-3]。
愈演愈烈的世界范圍能源危機(jī)以及不斷上升的能源價(jià)格，使得生產(chǎn)烤煙的成本不斷增加，使烤煙生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重影響。在此背景下研究烤煙烘烤節(jié)能技術(shù)，提高能源利用效率，尋找烤煙烘烤能源替代途徑，降低烤煙生產(chǎn)成本成為烤煙烘烤研究的一個(gè)重要課題。目前，此方面的研究主要集中在烘烤設(shè)備、烘烤工藝以及新型能源烘烤燃料開(kāi)發(fā)等方面，其中新型能源烘烤燃料中的生物質(zhì)能源因其本身可再生性、低CO2排放、幾乎不排放SO2、廣泛分布性、使用形式多樣、生物質(zhì)燃料總量豐富等特點(diǎn)成為當(dāng)下研究的一個(gè)熱點(diǎn)，有望成為烤煙烘烤傳統(tǒng)能源的有效替代品[4-5]。
1 生物質(zhì)能源概述
生物質(zhì)能源是植物通過(guò)光合作用將太陽(yáng)能儲(chǔ)藏在有機(jī)物中的一種可再生能源。每年全球積累的生物質(zhì)總量達(dá)1 730億t，蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于目前全球總能耗的10～20倍[6]。據(jù)報(bào)道，生物質(zhì)能已上升為僅次于化石能源煤、石油和天然氣之后的第4位能源，占世界一次能源消耗的14%[7]。與傳統(tǒng)直接燃燒方式相比，現(xiàn)代生物質(zhì)能源的利用更多的是借助熱化學(xué)、生物化學(xué)等手段，通過(guò)一系列先進(jìn)的轉(zhuǎn)換技術(shù)，生產(chǎn)出固、液、氣等高品位能源來(lái)代替化石燃料，為人類生產(chǎn)、生活提供電力、燃?xì)?、熱能等終端能源產(chǎn)品[8]。在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的研究發(fā)現(xiàn)，提供相同能量，煤的S和NOx排放量分別是秸稈的7.00倍和1.15倍，用1萬(wàn)t秸稈替代煤炭能量，煙塵排放將減少100 t[9]。生物質(zhì)能源作為一種可再生的低碳能源，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，它的開(kāi)發(fā)利用對(duì)于建立可持續(xù)能源系統(tǒng)、促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重大意義。
2 生物質(zhì)能源在烤煙烘烤上的應(yīng)用研究
我國(guó)擁有居世界首位的生物質(zhì)能源產(chǎn)量，年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈、谷殼等總量約14億t，如開(kāi)發(fā)用于燃燒，可折合7億t標(biāo)準(zhǔn)煤[10]。以安徽省為例，每年農(nóng)作物秸稈總產(chǎn)量5 000萬(wàn)t左右，如果能開(kāi)發(fā)利用其中的1/3轉(zhuǎn)化為燃料，即可消耗秸稈1 700萬(wàn)t，約相當(dāng)于建立2座年產(chǎn)500萬(wàn)t的大型煤礦[11]。目前，烤煙烘烤上研究應(yīng)用的生物質(zhì)多為農(nóng)作物秸稈，應(yīng)用方式主要有生物質(zhì)型煤、生物質(zhì)氣化、生物質(zhì)壓塊等，應(yīng)用效果較為理想。
2.1 應(yīng)用方式
2.1.1 生物質(zhì)型煤。生物質(zhì)型煤是指在破碎成一定粒度的煤中加入一定比例的秸稈等可燃生物質(zhì)和添加劑后由高壓成型機(jī)壓制成型的潔凈能源產(chǎn)品。其充分利用煤和生物質(zhì)各自的優(yōu)勢(shì)，具有節(jié)煤和生物質(zhì)代煤的雙重作用，與原煤燃燒相比，生物質(zhì)型煤是提高燃燒效率和減少污染的有效方法之一，目前已進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)階段[12]。
孫劍鋒等[13]利用煤和廢棄的植物莖桿生產(chǎn)出與烘烤設(shè)備外形、尺寸大小相配套的生物質(zhì)型煤。其在使用過(guò)程中容易實(shí)現(xiàn)配風(fēng)的精準(zhǔn)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與密集烤房控制系統(tǒng)的配套，且生物質(zhì)型煤在燃燒過(guò)程中著火大小容易控制，生火及升降溫速率均較快，能更好地滿足烤煙烘烤工藝的需求。向金友等[14]研究秸稈與煤不同配方壓塊燃料在烤煙烘烤中的應(yīng)用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)80%秸稈+20%煤混合壓塊代煤烤煙完全可行。
2.1.2 秸稈煤。秸稈煤是一種新型蜂窩煤燃料，沒(méi)有煤的加入，以青蒿、煙、玉米等農(nóng)作物秸稈以及廢棄的樹(shù)木枯枝、雜草、鋸末、稻殼等生物秸稈為原料，不需粉碎，在厭氧條件下碳化6～8 h，利用秸稈自然進(jìn)行分解形成生物質(zhì)碳，再加入黏土和其他粘合劑混合后形成。
郭保銀[15]研究發(fā)現(xiàn)各種秸稈碳化率平均約為50%，而通過(guò)加配方后，常規(guī)秸稈等材料2 t可生產(chǎn)2 t秸稈煤，其秸稈煤代替煤炭烤煙的技術(shù)研究結(jié)果表明秸稈煤易點(diǎn)火、燃燒效果好、升溫快而且無(wú)黑煙和異味，滿足烤煙工藝要求，其代替煤炭及其制品在密集烤房中應(yīng)用是可行的，可以進(jìn)行大范圍示范。
2.1.3 生物質(zhì)氣化。生物質(zhì)氣化是采用生物質(zhì)氣化發(fā)生裝置將生物質(zhì)原料在厭氧狀態(tài)下燃燒轉(zhuǎn)化為由氫氣、一氧化碳、甲烷等組成的可燃?xì)怏w。生物質(zhì)氣化方式在烤煙烘烤中的應(yīng)用相對(duì)較多，生物質(zhì)氣化烤煙系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)相對(duì)成熟。楊世關(guān)等[16]研究設(shè)計(jì)了一套新型烤煙設(shè)備，主要是以生物質(zhì)燃?xì)鉃槟茉?，將間接換熱與直接換熱緊密結(jié)合，該系統(tǒng)的能源利用率及煙葉品質(zhì)都較傳統(tǒng)間接換熱式烤房有顯著提高。飛 鴻等[17]以廢棄煙桿、煙梗以及各類農(nóng)作物秸稈為原料采用生物質(zhì)氣化發(fā)生裝置通過(guò)燃?xì)獍l(fā)生爐進(jìn)行厭氧燃燒使其熱解出可燃?xì)怏w，經(jīng)管網(wǎng)送往各烤房實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制烘烤煙葉。
2.1.4 生物質(zhì)壓塊。在壓強(qiáng)為50～200 Mpa、溫度為150～300 ℃、或不加熱或不加黏結(jié)劑的條件下，先將木材加工剩余物及各種農(nóng)作物秸稈等粉碎成一定粒度，再壓縮成塊狀、棒狀、粒狀等具有一定密實(shí)度的成型物[18]，故又稱為生物質(zhì)固體成型燃料。目前，此燃料在烤煙烘烤中的應(yīng)用研究較為廣泛。
張聰輝等[19]研究不同清潔能源對(duì)烤后煙的化學(xué)成分、質(zhì)量感官以及經(jīng)濟(jì)效益的影響，其中生物質(zhì)燃料為2012年煙桿壓塊能有效降低烘烤成本，提高烘烤效益，替代煤炭為主要烘烤燃料有較大的潛力。王漢文等[20]用稻殼和玉米秸稈壓塊成燃料進(jìn)行試驗(yàn)，將其放在AH密集烤房進(jìn)行燃燒，能降低烤煙生產(chǎn)成本、滿足烘烤的工藝要求、改善煙葉內(nèi)在品質(zhì)。王文杰等[10]以花生殼為原料加工的生物質(zhì)壓塊為供試燃料，研發(fā)了配套的生物質(zhì)壓塊燃燒爐，研究生物質(zhì)能源在烤煙烘烤中的應(yīng)用效果，生物質(zhì)壓塊及燃燒爐不僅能替代以煤炭為燃料的普通立式爐用于煙葉烘烤，而且能夠顯著降低煙葉烘烤成本、提高煙葉烘烤質(zhì)量。倪克平等[21]研究生物質(zhì)壓塊燃料在煙葉烘烤中的應(yīng)用效果，其中生物質(zhì)壓塊燃料是以木材加工的鋸末為主原料，添加輔助化工原料后，用攪拌機(jī)攪拌成均勻的混合原料，將混合原料通過(guò)壓塊成型機(jī)壓制成直徑為2 cm的圓餅，配備自動(dòng)添加燃料的整套專用燃燒爐，研究結(jié)果表明：生物質(zhì)壓塊用于煙葉烘烤可以充分調(diào)控烤煙烘烤工藝，降低烘烤成本，節(jié)能減耗，提高烤后煙葉品質(zhì)。譚方利等[22]關(guān)于生物質(zhì)壓塊燃料以及煤炭燃料在烤煙烘烤中的應(yīng)用效果對(duì)比研究表明生物質(zhì)壓塊用于烤煙烘烤是可行的，但對(duì)于燃料添加技術(shù)要求較高。
2.2 應(yīng)用效果
生物質(zhì)能源在烤煙烘烤中的不同應(yīng)用形式對(duì)烘烤效果的影響均較好，節(jié)能減排的同時(shí)有利于提高烤后煙葉的質(zhì)量。與原煤相比使用生物質(zhì)型煤烘烤煙葉，生產(chǎn)1 kg干煙可節(jié)約用煤約0.15 kg，每爐煙葉可節(jié)約用煤50 kg以上，節(jié)能效果顯著，而且生物質(zhì)型煤中煤矸石含量為零[13]。使用秸稈煤烤煙對(duì)烤后煙葉內(nèi)在化學(xué)成分無(wú)不良影響，而且能夠降低上部葉煙堿含量，提高上部煙葉還原糖含量，氮堿比更加協(xié)調(diào)，香氣量充足，香氣質(zhì)好，余味明顯改善，雜氣減輕，刺激性減少，評(píng)吸結(jié)果較好，有利于提高煙葉內(nèi)在品質(zhì)[15]。飛 鴻等[17]的研究中生物質(zhì)氣化烘烤與傳統(tǒng)的燃煤烘烤相比，煙葉的內(nèi)在品質(zhì)得到一定的改善。感官評(píng)吸結(jié)果表現(xiàn)為生物質(zhì)氣化烘烤的煙葉其雜氣、香氣質(zhì)、干凈度均優(yōu)于煤炭燃料烘烤的煙葉，而且回味、勁頭、濕潤(rùn)上也表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)。采用秸稈壓塊燃料烘烤，能降低煙葉中含氮化合物含量，提高煙葉中總糖、還原糖，有利于改善煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性[20]。譚方利等[22]的研究中生物質(zhì)壓塊燃料與煤炭相比烤后煙葉上等煙比例提高了2.3個(gè)百分點(diǎn)，青黃煙、微帶青煙、雜色煙比例分別下降了0.99、0.81、1.53 個(gè)百分點(diǎn)。
2.3 應(yīng)用成本
由于烤煙烘烤中應(yīng)用的生物質(zhì)原料主要是廢棄的秸稈，來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉，因此利用生物質(zhì)能源燃料降低烤煙烘烤成本效果顯著。生物質(zhì)型煤的應(yīng)用加上固硫劑、粘合劑以及加工成本，比同等發(fā)熱量的原煤成本低100元/t左右[13]。秸稈煤在酉陽(yáng)縣烤煙烘烤上的應(yīng)用，按當(dāng)?shù)厣a(chǎn)水平以及市場(chǎng)煤炭?jī)r(jià)格計(jì)算，烘烤煙葉1 875 kg/hm2，使用秸稈煤烤煙可降低成本約750元/hm2，以此測(cè)算，若在該縣進(jìn)行推廣應(yīng)用，每年可節(jié)約煤炭1.8萬(wàn)t，全縣煙農(nóng)增收480萬(wàn)元[15]。飛 鴻等[17]利用生物質(zhì)烘烤煙葉的研究中采用的生物質(zhì)氣化發(fā)生裝置上料系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)均為自動(dòng)化系統(tǒng)，烤房數(shù)量增加到100炕也只需要2人控制，自動(dòng)化程度高，在大規(guī)模烘烤中將大大降低勞動(dòng)成本。生物秸稈壓塊在烤煙烘烤中的應(yīng)用成本以安徽省為例，生產(chǎn)干煙葉2 062.5 kg/hm2（1 875～2 250 kg/hm2），需煤炭275 kg（以500元/t計(jì)），計(jì)2 062.5元/hm2；需秸稈壓塊206.25 kg（以400元/t計(jì)），計(jì)1 237.5元/hm2，降低成本825元/hm2[20]。譚方利等[22]的研究中應(yīng)用生物質(zhì)壓塊燃料與煤炭燃料相比1 kg干煙成本降低0.1元。
3 結(jié)語(yǔ)
烤煙烘烤大量耗熱且熱能利用率低，傳統(tǒng)燃料煤炭在烤煙烘烤中的應(yīng)用帶來(lái)環(huán)境污染的同時(shí)，由于燃料資源的緊缺烘烤成本不斷增加。把我國(guó)豐富的生物質(zhì)能源應(yīng)用在烤煙烘烤中既能充分利用資源同時(shí)也有望解決烤煙烘烤面臨的問(wèn)題。
生物質(zhì)能源在烤煙烘烤中的應(yīng)用研究表明其可以代替煤炭燃料，而且具有清潔、能提高烤煙品質(zhì)、降低烘烤成本的優(yōu)點(diǎn)。生物質(zhì)能源在烤煙烘烤中的不同應(yīng)用形式中生物質(zhì)型煤的原料中只是減少了煤的用量加入部分生物質(zhì)，秸稈煤加工過(guò)程中的厭氧條件碳化工藝相對(duì)復(fù)雜，而生物質(zhì)氣化裝置包括氣化爐、儲(chǔ)氣罐等，與烤房配合烘烤專用設(shè)備復(fù)雜，建成后更適合大規(guī)模烘烤。其中生物質(zhì)壓塊研究相對(duì)較多，工藝較成熟簡(jiǎn)便。生物質(zhì)壓塊加工生產(chǎn)線及配套設(shè)備的開(kāi)發(fā)研究中早在2010年姚宗路等[23]針對(duì)生物質(zhì)壓塊過(guò)程中存在的系統(tǒng)配合協(xié)調(diào)能力差以及生產(chǎn)率低等問(wèn)題研發(fā)設(shè)計(jì)了有強(qiáng)制喂料系統(tǒng)的成型機(jī)以及配套設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化大規(guī)模的生物質(zhì)壓塊生產(chǎn)。生物質(zhì)壓塊方式制成的生物質(zhì)原料可以直接應(yīng)用于烤煙烘烤，基本上不需要對(duì)烤房、烤爐等進(jìn)行改造，應(yīng)用方便。生物質(zhì)能源的利用形式中生物質(zhì)發(fā)電是我國(guó)目前對(duì)生物質(zhì)能源應(yīng)用最為廣泛和普通的方式，但其在烤煙烘烤中的應(yīng)用研究相對(duì)較少，是以后生物質(zhì)能源在烤煙烘烤中的應(yīng)用研究的一個(gè)方向[24-25]。當(dāng)下的研究表明，烤煙烘烤中的傳統(tǒng)燃料煤炭可以用生物質(zhì)壓塊代替，應(yīng)用效果較好且成本低，可以在烤煙生產(chǎn)上進(jìn)行示范推廣。
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關(guān)鍵詞：建筑產(chǎn)業(yè)；低碳經(jīng)濟(jì)； 技術(shù)創(chuàng)新；低碳技術(shù)創(chuàng)新
中圖分類號(hào)：F407.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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
建筑產(chǎn)業(yè)高投入、高能耗與低增值性的行業(yè)特征與現(xiàn)行能源危機(jī)的矛盾日益突出。研究表明，全球房地產(chǎn)及相關(guān)領(lǐng)域造成了70%的溫室效應(yīng)，建筑施工、使用以及建材生產(chǎn)過(guò)程都是溫室氣體的主要排放源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前中國(guó)建筑能耗約占全社會(huì)總能耗的三分之一左右，且隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，這個(gè)比例將繼續(xù)擴(kuò)大。在高能耗行業(yè)中，建筑業(yè)成為能耗之首，建筑業(yè)已經(jīng)成為發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵領(lǐng)域 [1]。國(guó)家“十二五”規(guī)劃明確提出， 要 “加快低碳技術(shù)研發(fā)應(yīng)用，控制工業(yè)、建筑、交通和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域溫室氣體排放。探索建立低碳產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)識(shí)和認(rèn)證制度，建立完善溫室氣體排放統(tǒng)計(jì)核算制度，逐步建立碳排放交易市場(chǎng)。推進(jìn)低碳試點(diǎn)示范”?！耙种聘吆哪墚a(chǎn)業(yè)過(guò)快增長(zhǎng)，突出抓好工業(yè)、建筑、交通、公共機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域節(jié)能，加強(qiáng)重點(diǎn)用能單位節(jié)能管理”。
本文選取高能耗建筑產(chǎn)業(yè)，對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)低碳技術(shù)和綠色、低碳建筑有關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行梳理。從低碳技術(shù)的技術(shù)路線、研究理論、綠色建筑、低碳建筑、生態(tài)建筑、能源效率等幾方面進(jìn)行分析。讓相關(guān)從業(yè)者或研究人員對(duì)與建筑產(chǎn)業(yè)相關(guān)的低碳技術(shù)創(chuàng)新有個(gè)全面了解，以便更好地推進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展和助力“十二五”規(guī)劃節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
2 低碳技術(shù)路線圖的研究
2.1 低碳技術(shù)路線圖的發(fā)展
什么是低碳技術(shù)？國(guó)外主流的觀點(diǎn)是，以可再生能源技術(shù)為主體的低碳技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)化石能源技術(shù)而言，是一種突破性創(chuàng)新?！靶碌哪茉醇夹g(shù)是對(duì)能源生產(chǎn)技術(shù)的革命性變化”，而現(xiàn)有的技術(shù)（傳統(tǒng)能源技術(shù)）“具有嚴(yán)重缺陷，無(wú)助于穩(wěn)定全球氣候” [2]。低碳技術(shù)創(chuàng)新是一個(gè)通過(guò)技術(shù)范式的轉(zhuǎn)變來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)原有技術(shù)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行解鎖的過(guò)程。他指出“真正的革命性創(chuàng)新起于毫末，但最終將通過(guò)技術(shù)與社會(huì)系統(tǒng)的共同進(jìn)化為自己創(chuàng)造出一個(gè)新的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)”。低碳技術(shù)可分為3個(gè)類型：一類是減碳技術(shù)，是指高能耗、高排放領(lǐng)域的節(jié)能減排技術(shù)等。另一類是無(wú)碳技術(shù)，如核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等。第三類是去碳技術(shù)，如碳捕獲與埋存技術(shù)等[3]。
文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，有關(guān)低碳技術(shù)、低碳產(chǎn)業(yè)的技術(shù)路線圖研究主要采用兩種思路：即以情景分析為核心和以技術(shù)預(yù)見(jiàn)為核心，這兩種制定低碳技術(shù)路線圖思路的主要區(qū)別在于關(guān)鍵技術(shù)選擇方法不同。情景分析法主要通過(guò)模擬政策措施和技術(shù)發(fā)展情景對(duì)未來(lái)能源消費(fèi)和溫室氣體排放所產(chǎn)生的影響，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵問(wèn)題，對(duì)技術(shù)發(fā)展路徑提出建議，如文獻(xiàn)[4]；而技術(shù)預(yù)見(jiàn)則在綜合考慮保障能源安全的需求和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展要求的前提下，以技術(shù)預(yù)見(jiàn)結(jié)果為主要依據(jù)，得到的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)路徑，如文獻(xiàn)[5]、[6]。
2.2 主要國(guó)家的低碳技術(shù)路線
低碳技術(shù)種類繁多，各國(guó)家和地區(qū)對(duì)低碳技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)并不相同。歐盟注重走清潔能源技術(shù)優(yōu)先發(fā)展的低碳技術(shù)路線[7]，日本側(cè)重于節(jié)能技術(shù)[8]，美國(guó)則選擇了全面發(fā)展的低碳技術(shù)發(fā)展路線[9]（見(jiàn)表1）。
國(guó)家技術(shù)前瞻課題組就低碳發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)和大規(guī)模應(yīng)用時(shí)間做了預(yù)測(cè)，其中建筑節(jié)能和能耗輸配系統(tǒng)被列為關(guān)鍵技術(shù)之一[6]。吳昌華（2010）針對(duì)中國(guó)低碳創(chuàng)新的技術(shù)發(fā)展路線圖進(jìn)行分析，分析了各產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展存在的障礙和成本，提出了一個(gè)低碳技術(shù)創(chuàng)新鏈條概念解決模型。并指出目前建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新路線的研究仍然停留在建筑節(jié)能、能效提高和新能源開(kāi)發(fā)的第一階段，未來(lái)新概念低碳建筑還處于探索階段[10]。能源與環(huán)境的巨大壓力已經(jīng)不允許中國(guó)走傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，必須轉(zhuǎn)型走低碳節(jié)能和開(kāi)發(fā)可再生能源的低碳發(fā)展之路[11]，有學(xué)者采用情景模擬對(duì)我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)技術(shù)路線圖進(jìn)行分析，透過(guò)對(duì)28種低碳技術(shù)的模擬分析，認(rèn)為我國(guó)2050年實(shí)現(xiàn)減排任務(wù)是有可能的 [12]。
由上分析，以低碳技術(shù)路線圖作為脈絡(luò)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)在國(guó)內(nèi)外都受到推崇。清晰的能源技術(shù)戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)規(guī)劃和明確的減排目標(biāo)和任務(wù)是應(yīng)對(duì)全球氣候變化和實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的一個(gè)前提。從文獻(xiàn)的研究看來(lái)，未來(lái)的低碳技術(shù)創(chuàng)新趨勢(shì)應(yīng)該是走“減碳”、“碳中和”、最后到“負(fù)碳”的技術(shù)發(fā)展路線。
3 低碳技術(shù)研究理論
學(xué)界較著名且具有標(biāo)志性意義的低碳技術(shù)體系研究理論包括史帝芬·巴克樂(lè)的穩(wěn)定楔理論、麥肯錫的全球溫室氣體減排成本曲線和烏恩魯?shù)奶兼i定理論等。
穩(wěn)定楔理論[13]是目前被公認(rèn)的處理氣候變化問(wèn)題的最佳策略之一。其創(chuàng)立者史帝芬·巴克樂(lè)和羅伯特·索克羅從各種可能的氣候變化減緩技術(shù)中篩選出了15種關(guān)鍵技術(shù)，將其命名為“穩(wěn)定楔”，認(rèn)為這15種技術(shù)的應(yīng)用可以像楔子一樣，在穩(wěn)定全球大氣二氧化碳濃度的過(guò)程中發(fā)揮重要作用。并把15種“穩(wěn)定楔”技術(shù)分為5類，即：①提高能源效率，加強(qiáng)管理的技術(shù)；②燃料使用的轉(zhuǎn)換與CO2的捕獲及儲(chǔ)存技術(shù)；③核能發(fā)電技術(shù)；④可再生能源及燃料技術(shù)；⑤森林和耕地對(duì)CO2的吸收作用技術(shù)。穩(wěn)定楔理論第一次全面審視了人類現(xiàn)有技術(shù)與碳排放之間的相互關(guān)系，按照不同技術(shù)的碳排放貢獻(xiàn)及其減排潛力對(duì)各種可能的氣候變化減緩技術(shù)進(jìn)行了篩選，為人類的減排行動(dòng)指出了重要方向。
溫室氣體減排成本曲線是麥肯錫在全球10個(gè)領(lǐng)軍企業(yè)和組織支持下開(kāi)發(fā)出的一個(gè)全球溫室氣體減排數(shù)據(jù)庫(kù)[14]。該數(shù)據(jù)庫(kù)包括了至2030年的時(shí)間范圍內(nèi)，對(duì)10個(gè)經(jīng)濟(jì)部門和全世界21個(gè)地區(qū)的200多種溫室氣體減排潛力和成本的深入評(píng)估。該成本報(bào)告不僅包括了對(duì)低碳技術(shù)發(fā)展的最新評(píng)估和宏觀經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、對(duì)不同地區(qū)和行業(yè)減排潛力、投資和融資需求均做了詳細(xì)的評(píng)估及成本估算，同時(shí)采用情景模擬動(dòng)態(tài)性地闡述了如何才能實(shí)現(xiàn)減排，包括對(duì)建筑產(chǎn)業(yè)的分析。
與“穩(wěn)定楔”理論不同的是，麥肯錫評(píng)估報(bào)告不僅注意了各種氣候變化減緩技術(shù)減排潛力，而且分析了各種減緩技術(shù)的應(yīng)用成本與投資需求。這對(duì)政府和投資決策者具有極重要的參考價(jià)值。
碳鎖定理論是由格利高里·烏恩魯最早提出來(lái)的，他在《能源政策》陸續(xù)發(fā)表了三篇重要論文[15～17]
等。其中，《理解碳鎖定》一文系統(tǒng)地提出了碳鎖定概念。他認(rèn)為，對(duì)化石能源系統(tǒng)高度依賴的技術(shù)自工業(yè)革命以來(lái)一直存在，并與政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)結(jié)合成一個(gè)“技術(shù)-制度綜合體”，并不斷為這種技術(shù)尋找正當(dāng)性，為其廣泛商業(yè)化應(yīng)用鋪設(shè)道路。形成了一種共生的系統(tǒng)內(nèi)在慣性，導(dǎo)致技術(shù)鎖定和路徑依賴，阻礙替代技術(shù)的發(fā)展，即“碳鎖定”。其來(lái)源主要來(lái)自技術(shù)、機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)、社會(huì)和制度等五個(gè)方面。
碳鎖定理論對(duì)于低碳技術(shù)創(chuàng)新研究有重要意義。特別是對(duì)于高能耗產(chǎn)業(yè)，研究指出，受益于長(zhǎng)期遞增報(bào)酬的以碳為基礎(chǔ)的能源系統(tǒng)可能會(huì)產(chǎn)生“鎖定效應(yīng)”，進(jìn)而妨礙低碳、可再生能源等低碳技術(shù)的創(chuàng)新。同時(shí)，受益于現(xiàn)有制度的參與者將試圖維持該種制度，這就進(jìn)一步強(qiáng)化了現(xiàn)存技術(shù)系統(tǒng)的鎖定。目前工業(yè)化國(guó)家以碳為基礎(chǔ)的能源和運(yùn)輸系統(tǒng)形成了鎖定的技術(shù)—制度復(fù)合體，相應(yīng)地也是碳鎖定。
文獻(xiàn)[18]認(rèn)為，由于內(nèi)部慣性，解除碳鎖定需要外生事件的沖擊。如相關(guān)技術(shù)的危機(jī)、政府規(guī)制、技術(shù)突破、消費(fèi)偏好的改變、“縫隙”市場(chǎng)和科學(xué)發(fā)現(xiàn)等6大方面。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，可再生能源如生物能源和碳封存技術(shù)可有效解決高能耗產(chǎn)業(yè)的碳鎖定僵局[19]。
4 低碳建筑、綠色建筑評(píng)估
4.1 生態(tài)建筑、綠色建筑、可持續(xù)建筑和低碳建筑演變
早在19世紀(jì)，“生態(tài)建筑”就出現(xiàn)在西方建筑理論與實(shí)踐中?！熬G色建筑”則起源于20世紀(jì)60年代、70年代或更早
[20]。90年代可持續(xù)發(fā)展理論一經(jīng)提出，即被融入了綠色建筑理論中，以1993年國(guó)際建協(xié)在芝加哥通過(guò)的《芝加哥宣言》和美國(guó)出版的《可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則》一書(shū)列出的“可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)細(xì)則”為標(biāo)志，形成了現(xiàn)代真正意義上的綠色建筑理論體系。2003年英國(guó)首次提出低碳概念[21]。低碳建筑隨之出現(xiàn)，學(xué)界開(kāi)始從能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和政治等方面對(duì)低碳建筑和低碳技術(shù)進(jìn)行研究[22～24]。
國(guó)內(nèi)對(duì)建筑業(yè)創(chuàng)新研究也經(jīng)歷了生態(tài)、綠色、可持續(xù)和低碳建筑的演變過(guò)程。筆者在中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫(kù)以“生態(tài)建筑、綠色建筑、可持續(xù)建筑、低碳建筑”為“標(biāo)題”關(guān)鍵詞分別檢索，其時(shí)間序列統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，以“低碳建筑”為主題的研究文獻(xiàn)起步較晚，內(nèi)容多集中在建筑設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、建筑機(jī)械、智能建筑技術(shù)、建筑材料、綠色建筑和節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新等方面。對(duì)表2數(shù)據(jù)基礎(chǔ)進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，以低碳技術(shù)為主題的文獻(xiàn)只有17篇，發(fā)表時(shí)間集中在近2年（發(fā)表在國(guó)際期刊的未作統(tǒng)計(jì)）。說(shuō)明有關(guān)低碳建筑的研究在我國(guó)尚處于起步階段。
4.2 綠色建筑、低碳建筑實(shí)現(xiàn)路徑和評(píng)估體系
在綠色低碳建筑的實(shí)現(xiàn)途徑方面，文獻(xiàn)[25]指出， 很多大型建筑公司采用技術(shù)創(chuàng)新是基于成本競(jìng)爭(zhēng)和服務(wù)考慮，而未考慮經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。綠色建筑的發(fā)展需要從個(gè)人、組織和制度上解決目前存在的社會(huì)和心理障礙，如“總框架、目標(biāo)人群、教育、結(jié)構(gòu)調(diào)整、激勵(lì)改革和風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償、綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)和稅制改革”等七大方面來(lái)解決。建筑技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新也可通過(guò)跨學(xué)科的研究努力來(lái)進(jìn)行[26]。文獻(xiàn)[27]研究發(fā)現(xiàn)，要有效解決建筑產(chǎn)業(yè)的脫碳，減少碳排放問(wèn)題，最好的途徑是推行低能耗、零排放的新標(biāo)準(zhǔn)綜合建筑。低碳技術(shù)集成系統(tǒng)（如環(huán)境控制、LED節(jié)能、節(jié)能技術(shù)集成網(wǎng)絡(luò)等）的應(yīng)用可有效減少建筑能耗，減少國(guó)家對(duì)能源的過(guò)度需求[28]。如文獻(xiàn)[29]基于英國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)評(píng)估狀況，指出建筑高能耗產(chǎn)生原因之一是缺乏有效的整合和技術(shù)集成，解決方案是要建立合作伙伴關(guān)系的專家團(tuán)隊(duì)，采用垂直整合設(shè)計(jì)、價(jià)值管理、全壽命周期管理、教育培訓(xùn)、信息傳遞和研發(fā)工具政策支持、文化教育的改革以實(shí)現(xiàn)低碳或零碳建筑，環(huán)境政策的制定要與建筑產(chǎn)業(yè)的改革密切結(jié)合起來(lái)。
也有學(xué)者從建筑產(chǎn)品創(chuàng)新、設(shè)計(jì)創(chuàng)新、新型建筑技術(shù)應(yīng)用等方面論證建筑產(chǎn)業(yè)的低碳可行性。文獻(xiàn)[30]以山西建筑產(chǎn)業(yè)為例，指出“產(chǎn)業(yè)節(jié)能和減排彈性脫鉤是降低二氧化碳排放、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳排放脫鉤的因素，政府應(yīng)大力支持技術(shù)創(chuàng)新”。好的綠色建筑項(xiàng)目是組織管理和效率管理的典范[31]，地方政府在綠色建筑的推行中扮演極其重要的角色[32]。低碳建筑的實(shí)現(xiàn)要解決一系列的問(wèn)題，如設(shè)定碳排放基準(zhǔn)線，促進(jìn)行為節(jié)能和行為減排，分析可行資源，建立高效的系統(tǒng)調(diào)適和運(yùn)行管理體系，才能有效實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能的目標(biāo)[33]。
國(guó)內(nèi)外比較知名的綠色建筑評(píng)價(jià)體系有美國(guó)的LEED，英國(guó)的BREEAM、加拿大的SRTool、澳大利亞綠色之星、德國(guó)的DGNB、日本的CASBEE評(píng)估體系等和中國(guó)的綠色建筑評(píng)估體系。這些綠色建筑評(píng)價(jià)體系是基于全壽命周期為主軸構(gòu)建指標(biāo)，內(nèi)容多集中在綠色節(jié)能和綠色宜居等方面。權(quán)重則根據(jù)評(píng)價(jià)的側(cè)重點(diǎn)有所不同，但對(duì)碳排放和設(shè)計(jì)中創(chuàng)新的評(píng)價(jià)指標(biāo)很少，目前只有LEED和“綠色之星”體系中有單列指標(biāo)對(duì)建筑的技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)行評(píng)估。
對(duì)建筑評(píng)估體系的研究也主要集中在綠色建筑等方面[34，35]。有學(xué)者在現(xiàn)有綠色評(píng)估體系的基礎(chǔ)上提出了低碳建筑評(píng)估內(nèi)容[36]， 全國(guó)工商聯(lián)房地產(chǎn)商會(huì)聯(lián)合的《中國(guó)綠色低碳住宅區(qū)減碳技術(shù)評(píng)估框架體系》（討論稿）[37]為我國(guó)低碳建筑社區(qū)減碳技術(shù)提供了一個(gè)比較明確的方向，但在國(guó)家統(tǒng)一的低碳建筑評(píng)估體系未權(quán)威公布之前，有關(guān)低碳建筑評(píng)估體系仍然需要進(jìn)一步論證和探討。
5 技術(shù)進(jìn)步與建筑能源效率提高的研究
5.1 建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與能效提高
隨著能源問(wèn)題與環(huán)境問(wèn)題的日益突出，能源效率越來(lái)越受到國(guó)際社會(huì)的重視。有學(xué)者把能源效率稱為“第五類能源” [38]。國(guó)際性的能源強(qiáng)度比較越來(lái)越受到關(guān)注，因?yàn)閲?guó)際性比較可以幫助了解各國(guó)能源強(qiáng)度降低的潛力。文獻(xiàn)[39]認(rèn)為建筑節(jié)能和能效提高在設(shè)計(jì)階段就要考慮盡可能地減少設(shè)備或設(shè)施的使用，這也是節(jié)省成本，提高能效的有效途徑?？萍紕?chuàng)新與建筑的能效關(guān)系密切，要輔之以必要的政策支持[40]。
5.2 建筑產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈技術(shù)創(chuàng)新與能效提高
作為耗能大戶的建筑產(chǎn)業(yè)，其供應(yīng)鏈的碳排放控制研究也日益受到學(xué)界關(guān)注，文獻(xiàn)[41]對(duì)建筑產(chǎn)業(yè)上游鋼鐵行業(yè)的能源效率及節(jié)能減排潛能做實(shí)證分析發(fā)現(xiàn)，只有技術(shù)創(chuàng)新，提高行業(yè)技術(shù)水平，才能真正提高我國(guó)鋼鐵行業(yè)的節(jié)能減排率。利用科技進(jìn)步調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，將顯著降低我國(guó)鋼鐵行業(yè)能耗和CO2排放量；我國(guó)鋼鐵和水泥企業(yè)碳減排潛力還有很大空間[42，43]。 建筑材料產(chǎn)業(yè)采用精益生產(chǎn)的模式可以有效降低成本，減少浪費(fèi)和能耗[44]；文獻(xiàn)[45]通過(guò)對(duì)我國(guó)6大產(chǎn)業(yè)的能源消耗、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和能源效率的實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)，從能源效率的長(zhǎng)期或短期分析結(jié)果看來(lái)， 建筑業(yè)的能源效率都是最低的，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和提升技術(shù)進(jìn)步勢(shì)在必行。
6 結(jié)論與展望
低碳技術(shù)創(chuàng)新研究是一個(gè)跨學(xué)科、跨專業(yè)的系統(tǒng)研究，而作為集成多技術(shù)的建筑產(chǎn)業(yè)的低碳、控碳技術(shù)的創(chuàng)新管理更是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)。建筑產(chǎn)業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新管理涉及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境等多方面要素，目前的文獻(xiàn)研究仍然有一定的局限性，缺少一個(gè)從系統(tǒng)的、全面的角度來(lái)分析整個(gè)建筑行業(yè)的特征和在當(dāng)今高能耗產(chǎn)業(yè)“碳鎖定”狀態(tài)下如何從技術(shù)、政策和操作層面來(lái)實(shí)現(xiàn)低碳建筑產(chǎn)業(yè)的革新，即從技術(shù)創(chuàng)新的本身規(guī)律上來(lái)解決當(dāng)前能源緊張和碳排放問(wèn)題，以綜合集成、多維度和多種技術(shù)系統(tǒng)集成管理的創(chuàng)新研究顯得尤為必要，以控碳技術(shù)、提高能效為績(jī)效指標(biāo)的評(píng)估機(jī)制和管理模式也是未來(lái)建筑產(chǎn)業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新管理的方向。
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