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一、請結合你的專業,試闡述“節能減排”的戰略意義。(2008)試列舉4種能源動力領域中節能減排的技術或方法(2012)
發展才是硬道理,而環保利在千秋。應利用技術進步提升能源利用效率,降低對環境的破壞。節能減排能實現發展和環保雙贏。同時緩解不可再生能源目前面臨的問題。 技術: (1) 提高碳利用率。粉煤純氧氣化同水電解循環制甲醇,得到潔凈甲醇燃料,免CO2排放。 (2) 回收煤炭煉焦的副產品焦爐氣,用非催化法轉化為甲烷液體燃料。 (3) 煤炭氣化燃氣發電將硫化物回收成硫磺,免除排入大氣產生酸雨對人類和生態環境的破壞。 (4) 降低燃煤發電的污染。關停小鍋爐,提高洗煤比例,強制安裝除塵、脫硫脫硝裝置,凈化大型火電廠排出的廢氣。 (5) 建筑節能。建筑能耗的一半來自暖通,各種建筑節能技術已被應用,比如保溫墻體,雙層幕墻,自呼吸幕墻,地源熱泵空調,太陽能空調,溫濕度獨立控制,智能樓宇自控系統(實時監控房間溫濕度及二氧化碳含量從而精確估算房間人數及時調節VAV送風量)等。 方法: (1) 用?效率代替熱效率,綜合考慮能量的量與質,科學評價并提升能源利用效率。 (2) 電動車替代燃油汽車。電動車在運行階段基本零排放,大部分污染氣體在燃煤發電過程中產生。而郊區的火力發電廠集中排放也更有利于污染氣體的集中處理。
二、可再生能源的應用意義。(2008)類比分析核能太陽能風能和生物質等新能源形式的特點,你認為哪些新能源形式能夠滿足我國可持續發展的需要?為什么?(2012)2012年BP世界能源統計年鑒的數據,2011年我國可再生能源增長,但仍只占一次能源消總量的0.7%,請分析闡述為滿足可持續性發展應主要發展哪些可再生能源?為什么?(2013)
大力發展可再生能源可有效實現節能減排,使經濟發展和保護環境雙贏。同時緩解不可再生能源目前面臨的問題。 就我國來說,煤炭將在未來幾十年內仍占據最主要地位,電力基荷仍將由火電和核電提供,各種新能源將在滿足調峰作用的同時逐步提高使用比例。 就目前的技術水平,我個人只看好核能,其余有著成本太高、能量密度低、不穩定導致并網難等問題的新能源難以用來滿足基荷。畢竟電池能量密度的提高困難,大規模儲能技術更是有待發展。
核能: (1) 核電站只需消耗少量核燃料,就能產生大量的電能,發電成本和燃料運輸成本都比火電廠低。 (2) 鈾235稀缺,但若使用增殖反應堆,可在裂變的過程中利用慢中子制造新的核燃料。如果增殖反應堆進入商業化,可以將裂變燃料總量擴大很多倍。 (3) 暫時沒有有效消除核廢料反射性的辦法,目前主要通過深埋處理。核裂變的原料本身帶有放射性。核擴散問題和公眾對核的恐慌是核能大規模應用的最大障礙。
太陽能: 可能是未來最主要的能源,有待光電轉化效率的提高和光伏面板生產工藝的進步。 (1) 不穩定性太大,并網困難。短暫的日食都能給大規模使用光伏發電的電網造成大麻煩。 (2) 能量轉換效率很低。需要突破材料限制提高轉化率。 (3) 太陽能電池板的生產過程高污染。
風能: (1) 相對非常清潔。 (2) 能源產出率非常高 (3) 不穩定性太大,并網困難。
水能: (1) 地域局限性很大,要建在有落差的地方,而能源需求大的地區多在沿海平原。 (2) 跨區域輸電建設成本、損耗高。 (3) 水電對生態影響較大。如三峽工程減少了長江入海泥沙通量,長江三角洲停止持續千百年的生長,由此可能引發海水倒灌等后果。
生物能: 生物能的利用方式有氣化(沼氣)、液化(生物乙醇、生物柴油等)和固體燃料(直燃供熱或發電)。目前對我國來說最靠譜的就是用作固體燃料直接燒。一種方式是歐洲廣泛使用的熱電聯產,滿足供熱需求及一部分供電,二是將農村的秸稈等制成固體成型燃料,在農村中替代柴火、煤炭、木材的使用。 (1) 不低碳。本質上還是碳氫化合物燃燒釋放出能量,從全生命周期分析來看還會有很大的碳排放和能源消耗。 (2) 我國垃圾分類不普及,有機物回收難,成本高。
三、當前揮之不去的霧霾引起了人們對空氣質量的擔憂,請從我國能源利用分析霧霾產生的主要原因,并列舉3種防治霧霾污染的主要技術措施。(2013) 霾出現的人為因素一是,能源結構長期已煤炭為主,其中大部分用于燃煤發電。而火電場排放的污染物主要是SO2,CO2,粉塵和氮氧化物。二是,燃油汽車產生的尾氣。三是工業廢氣。四是揚塵。五是部分地區農村大田植物秸桿焚燒。 技術措施: (1) 降低燃煤發電的污染。關停小鍋爐,提高洗煤比例,強制安裝除塵、脫硫脫硝裝置,凈化大型火電廠排出的廢氣。 (2) 采用先進高效的污染治理設備,加強汽車尾氣治理,對擬排放的污染物進行治理后達標排放。 (3) 對排放后的大氣污染物進行吸收穩定化治理,如采用吸附方式、沖洗方式對地面等處灰塵進行清理,防止遇風或車輪攜帶成為二次污染源。 (4) 采用灰塵抑制劑的化學手段等方式來清潔已被污染的空氣。
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