時間：2024-01-11 11:53:25
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇能源危機產(chǎn)生的原因，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關(guān)鍵詞】節(jié)能環(huán)保;汽車新能源;節(jié)能技術(shù);應(yīng)用研究
0.引言
在經(jīng)濟和科技高速發(fā)展的同時，能源危機和環(huán)境污染正成為影響人類生存和發(fā)展的重要問題，節(jié)能與環(huán)保正成為21世紀人類社會和諧發(fā)展的主題。汽車燃油消耗和廢氣排放，已經(jīng)成為能源危機和環(huán)境污染的主要誘因，為了人類社會的可持續(xù)發(fā)展，急需在汽車工業(yè)中應(yīng)用新能源與節(jié)能技術(shù)，以降低能源消耗和環(huán)境污染。研究汽車新能源與節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為汽車發(fā)展的重要方向，汔車動力正從汽油向清潔柴油、混合動力、燃料電池等方向過渡。本文就當前汽車新能源與節(jié)能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進行了簡要的探討。
1.汽車節(jié)能技術(shù)
1.1汽車混合動力技術(shù)
汽車混合動力技術(shù)是當前汽車新能源與節(jié)能技術(shù)中發(fā)展較為成熟的一項技術(shù)，也是人們較為熟悉的技術(shù)。在汽車混合動力技術(shù)方面，豐田作為先行者憑借混合動力的環(huán)保理念取得了極好的成級。目前所采用的汽車混合動力技術(shù)，有汽油機與電動機混合、柴油機與電動機混合兩種。實際上，混合動力技術(shù)主要是應(yīng)用電動機和發(fā)動機相配合，以獲得加速成和爬坡等工況下所需要的爆發(fā)力，而在汽車高速巡航狀態(tài)時，則減少發(fā)動機出力，從而減少發(fā)動機的油耗。此外，混合動力技術(shù)還有能量回收技術(shù)的應(yīng)用，在汽車制動情況下，可以將制動所產(chǎn)生的熱量進行轉(zhuǎn)變，提供給電動機作為能量。
通常情況下，混合動力汽車可以選擇單獨使用電動機驅(qū)動。從電機輸出功率在整個混合動力系統(tǒng)功率中所占的比重來看，可分為混合動力系統(tǒng)、輕混合動力系統(tǒng)、中混合動力系統(tǒng)、完全混合動力系統(tǒng)。第一種混合動力系統(tǒng)所采用的混合動力，是在內(nèi)燃機上增加啟動電機的方是所獲取的，所采用的啟動電機是發(fā)電啟動一體式電動機，以此為基礎(chǔ)控制發(fā)動機啟動和停止。輕混合動力系統(tǒng)則采用集成啟動電機，這一第汽車減速成和制動時，能夠吸收部分能量，而在汽車行駛過程中發(fā)動機則等速運轉(zhuǎn)。中混合動力系統(tǒng)采用高電壓電機，當汽車在加入或大負荷狀態(tài)時，電機輔助驅(qū)動以補充發(fā)動機自身功率的不足。完全混合動力系統(tǒng)采用高壓啟動電機，其混合程度可達50%以上，是當前混合動力技術(shù)發(fā)展的主要方向。
1.2藍驅(qū)技術(shù)
藍驅(qū)技術(shù)是在原發(fā)動機和車型基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，以降低汽車燃油消耗的節(jié)能技術(shù)。相較于普通車型，應(yīng)用藍驅(qū)技術(shù)的車型調(diào)整了變速箱3擋到5擋的傳動比，使汽車在高速成巡航狀態(tài)下能夠更省油。同巔，藍驅(qū)技術(shù)還從空氣動力學(xué)原理出發(fā)，對車身設(shè)計進行了優(yōu)化，如底盤高度、風阻系數(shù)、胎壓、滾動阻力等。
1.3汽車壓燃技術(shù)
目前汽車所采用的往復(fù)式內(nèi)燃機，所采用的燃料主要為汽油和柴油，汽油采用火花塞點火，柴油采用活塞壓燃方式點火，點火方式的不同使得紫油機壓縮比比汽油機更高，燃油效率相對較高，但汽油機所采用的火花塞點火方式，使其發(fā)動機工作震動小，噪音小。汽車壓燃技術(shù)則是將兩種技術(shù)進行融合所產(chǎn)生的新技術(shù)，采用汽車壓燃技術(shù)的發(fā)動機，其技術(shù)結(jié)構(gòu)相較于普通發(fā)動機更為復(fù)雜，其壓縮比更高，燃料能在同一時間燃燒，從而提高了燃油使用率，同時由于采用了稀薄的混合氣壓縮點燃，能有直接通過調(diào)節(jié)噴油量來調(diào)節(jié)扭矩而不用節(jié)氣門。此外，由于采用壓燃技術(shù)，發(fā)動機燃燒溫度極低，能有效減少輻射熱傳遞，且燃燒周期短，其燃燒過程更多是化學(xué)反應(yīng)，在目前污車節(jié)能技術(shù)中發(fā)展相對成熟。
2.汽車新能源
2.1氫動力技術(shù)
氫動力目前主要應(yīng)用于寶馬和本田兩個汽車品牌之中。在寶馬汽車中，應(yīng)用了一套絕熱能力極佳的儲氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用多層復(fù)合金屬材質(zhì)，采用3mm中空設(shè)計，可以有效的將槽內(nèi)溫度保持在-250℃，用以儲存氣動力技術(shù)所采用氫氣燃料，能有效的將氫氣維持在液態(tài)情況下。雖然這個儲氣系統(tǒng)體積龐大，但能夠省卻安裝冷卻機構(gòu)的空間，因此可以不增加體積和生產(chǎn)成本，同時不用增加機械結(jié)構(gòu)。不過氫動力技術(shù)最初設(shè)計的目的，并不是純粹氫燃料動力，而是采用汽油/氫氣雙燃料，真正使用氫單一燃料的車型在首批產(chǎn)品中僅有5輛。
采用氫氣作為燃料，其燒燒特性同汽油并不相同，在采用汽油/氫氣雙燃料時，很難將燃燒效果最佳化，既便達到了，在進行汽油和氫氣燃料切換時，汽車動力也會產(chǎn)生明顯的落差。為此，在實際應(yīng)用中，對兩種燃料的動力曲線進行了限制，使得汽車動車受到部分限制，以使乘客感受不到切換時動力上產(chǎn)生的落差。
2.2電力驅(qū)動技術(shù)
電力驅(qū)動是將汽車汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機替換為電動機，采用電能作為能源，為汽車行駛提供動力。這種技術(shù)所采用的燃料清潮，同時輸出扭矩大，應(yīng)用在汽車中有較好的經(jīng)濟效益。但是，采用電力驅(qū)動技術(shù)，其難點在于動力充電的問題，以及充電后汽車續(xù)航能力的問題，雖然目前應(yīng)用電動力技術(shù)的汽車已經(jīng)開始量產(chǎn)，但這兩個問題依然沒能得到良好的解決。實際上，電池技術(shù)是新能源汽車研究的關(guān)鍵性技術(shù)之一，目前主要集中在電池安全性、可靠性、輕量化等方面，需要重點支持驅(qū)動電機系統(tǒng)、電動空調(diào)、電動轉(zhuǎn)向、電動制動等能力。根據(jù)規(guī)劃，我國2015年，純電動乘用車、插電式混合動力乘用車最高車速成不低于100公里/小時，驅(qū)動能力與成本都將進一步得到改善。
2.3燃料電池技術(shù)
燃料電池技術(shù)，是采用氫氣、甲醇等作為燃料，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流驅(qū)動汽車的一種新能源技術(shù)。燃料電池的能量是由氫氣與氧氣發(fā)生化學(xué)作用所產(chǎn)生的，而不是經(jīng)過燃燒產(chǎn)生的。這一過程是直接將氫氣、甲醇等轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽麄€過程不會產(chǎn)生有害物，同時能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機更高，是一種理想的節(jié)能環(huán)保技術(shù)。但在實際應(yīng)用中，單個燃料電池所提供的動力極為有限，通常需要結(jié)合成燃料電池組，以獲得足夠的動力。目前，燃料電池技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于福特、豐田、通用等汽轉(zhuǎn)公司，具有極高的價值。
3.結(jié)束語
當前全球都面臨著能源問題，主要表現(xiàn)為能源儲量不足、能源利用效率低、現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)污染嚴重等方向。需要積極研究新能源作為替代，開發(fā)新的節(jié)能技術(shù)，從而降低汽車的能源消耗與環(huán)境污染，促進人類社會的持續(xù)發(fā)展。 [科]
【參考文獻】
［1］史永基,高雅利,王宇炎.新能源汽車節(jié)能減排技術(shù)研究進展[J].傳感器世界,2011（07）.
［2］李志達,望義熙,周世權(quán).太陽能車機電控制系統(tǒng)的研究[J].汽車電器,2010（11）.
新能源概念
新能源又稱為非常規(guī)能源，指尚未大規(guī)模利用、正在積極研究開發(fā)的區(qū)別于傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式，通常都可再生。而常規(guī)能源是指技術(shù)上比較成熟且已被大規(guī)模利用的能源，通常不可再生，如煤炭、石油、天然氣、水能、核（裂變）能。新能源的各種形式都是直接或間接地來自于太陽或地球內(nèi)部深出所產(chǎn)生的熱能，包括太陽能、風能、生物質(zhì)能、地熱能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出來的生物燃料和氫所產(chǎn)生的能量。
解決能源危機，必須大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)
隨著技術(shù)的進步和可持續(xù)發(fā)展觀念的樹立，在不同的歷史時期和科技水平情況下，新能源有不同的內(nèi)容。相對于傳統(tǒng)能源而言，新能源普遍具有污染少、儲量大、可再生的特點，對于解決當今世界嚴重的環(huán)境污染問題和資源枯竭問題都具有重要意義。目前，全球常規(guī)能源危機已經(jīng)迫在眉睫，石油、天然氣、煤炭與核裂變能的廣泛投入應(yīng)用使得這些資源載體將在21世紀上半葉迅速地接近枯竭（見表1）。化石能源與原料鏈條的中斷，必將導(dǎo)致世界經(jīng)濟危機和沖突的加劇，能源危機遲早會爆發(fā)。解救全球常規(guī)能源危機的唯一出路就是大力發(fā)展新能源，用資源量巨大的可再生能源和原料全面取代生化資源，進行一場新的工業(yè)革命，使世界經(jīng)濟能夠持續(xù)發(fā)展。
中國是世界第一大碳排放國，實現(xiàn)經(jīng)濟增長與保護環(huán)境的平衡將是未來面臨的一個嚴峻挑戰(zhàn)。為此，“十二五”期間首要任務(wù)就是要培育和發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，其中包括核電、水電、風能、太陽能和生物能源等可再生能源。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與培育新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)步伐加速，節(jié)能減排與新興能源產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略地位將愈加突出。
人才問題是新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵
新能源產(chǎn)業(yè)近幾年迅猛發(fā)展，截至2009年底，我國風電、太陽能發(fā)電裝機分別達到1758萬千瓦和23萬千瓦，相比2000年分別增長了51倍和7.7倍。雖然中國的新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于蓬勃發(fā)展時期，各省市都積極投入到新能源產(chǎn)業(yè)的建設(shè)當中，但在這蓬勃的表象后，由于資金、技術(shù)、管理等原因，還存在諸多問題：一是核心技術(shù)層次問題亟待突破。目前中國各產(chǎn)業(yè)過度依賴成本優(yōu)勢，部分產(chǎn)業(yè)高度依靠外需市場，多數(shù)產(chǎn)業(yè)以加工制造為主，擁有自主技術(shù)比較少只有在技術(shù)角度真正解決問題，才能夠使新能源得以利用。二是短期內(nèi)新能源還不能完全取代以煤為主的能源結(jié)構(gòu)。據(jù)美國國家情報委員會的預(yù)測，目前所有新能源技術(shù)都不足以在所需的規(guī)模上取代傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)。一項新的生產(chǎn)技術(shù)被廣泛采用，平均需要花費25年。到2020年，要達到我國已經(jīng)制定2020年非化石能源使用達到15%的目標，這必然要依靠發(fā)展光能、風能、核能等新能源。三是還沒有形成健康的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。目前，我國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度前所未有，但存在嚴重追風傾向，產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)明顯不合理，而產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展需要以健康的產(chǎn)業(yè)鏈為基礎(chǔ)。四是必須加強國際合作。新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展是全球問題，絕對不是一個國家自己可以做到的，但由于我國和歐美等發(fā)達國家發(fā)展階段不同，給新能源領(lǐng)域國際合作帶來不小的挑戰(zhàn)：技術(shù)轉(zhuǎn)讓以及美國征收“碳關(guān)稅”的可能，使中國不僅要付出巨大的商業(yè)成本，而且貿(mào)易摩擦加劇將在一定程度上影響國家之間的新能源合作。
以上問題究其本質(zhì)仍然是人才的問題。據(jù)《科學(xué)》雜志報道，美國能源部部長朱棣文提出了一個教育項目的執(zhí)行計劃：用10年時間，投資17億美元“重新占領(lǐng)能源科學(xué)和工程前沿”。能源部官員表示，美國需要培育和準備更多的新人力資源，迎接即將來臨的清潔能源事業(yè)大發(fā)展。目前，國外許多大學(xué)都相繼設(shè)立新能源專業(yè)，如2009年澳大利亞政府在環(huán)境與農(nóng)業(yè)發(fā)展方面總投資超過4億澳元。澳洲各大學(xué)也在力推工程、能源、環(huán)境專業(yè)，位于西澳首府佩斯的西澳大利亞大學(xué)和科廷科技大學(xué)采礦工程和石油工程這兩個專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率基本達到100%。這表明不僅僅中國，全球都面臨著相同的問題，要解決這個問題，就必須從教育入手，大力培養(yǎng)新能源專業(yè)人才，否則這種狀況將嚴重制約中國新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展人才供給與需求差距懸殊，就業(yè)前景看好
根據(jù)《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》，2020年可再生能源總量比重將提高到15%，2035年到2040年，可再生能源將占到我國一次能源總量的25%以上。要實現(xiàn)這些目標，需要大量人才從事相關(guān)產(chǎn)業(yè)。據(jù)專家估算，到2020年，中國將有幾十萬人從事風電產(chǎn)業(yè)，其中包括好幾萬專業(yè)人員；而核電按照一個百萬千瓦核電機組400人計算，到2020年30個機組，總共需要5000~6000個核專業(yè)技術(shù)人員。
然而，目前我國新能源人才普遍匱乏，而我國一些重點理工大學(xué)的教學(xué)資源優(yōu)勢還未完全在新能源領(lǐng)域釋放出來，在新能源專業(yè)設(shè)置和科研人才培養(yǎng)方面還遠遠落后于市場需求。目前我國只有少數(shù)高校開設(shè)了新能源專業(yè)（實驗室以及研究所是無法較大規(guī)模的培養(yǎng)專業(yè)人才的）（見表2）。而且大部分高校開設(shè)時間比較晚，相對而言，核專業(yè)比其他新能源專業(yè)成熟一些，但據(jù)統(tǒng)計，至2007年，全國也只有11所高校開設(shè)了教育部認可的核專業(yè)。盡管從2008年到2010年相繼有不少大學(xué)開始與新能源相關(guān)的專業(yè)，也有相當多的職業(yè)學(xué)院加入到了能源相關(guān)人才培養(yǎng)的隊伍中，但是這些新能源專業(yè)每年招生數(shù)量有限，加上四年的培養(yǎng)時間，除去出國、考研的學(xué)生，目前真正已經(jīng)畢業(yè)進入新能源產(chǎn)業(yè)工作的專業(yè)人才為數(shù)甚少。
“智聯(lián)招聘網(wǎng)2009年上半年才情分析”顯示：隨著我國對綠色GDP越來越重視、新能源鼓勵政策和新的環(huán)保標準的出臺以及其他國內(nèi)外的因素，新能源行業(yè)對人才的需求會保持一個持續(xù)的增長。與需求相比較，新能源的人才供給并不樂觀。平均每個職位的申請人次呈下降趨勢，用人單位只能通過加薪來提高吸引力。從薪酬上看，新能源專業(yè)人才起薪從4000元起，其中，新能源技術(shù)類人才的月薪在7000～15000元之間。從就業(yè)職位上看，新能源職位集中在技術(shù)和管理，而且，越來越多新能源的空缺職位都被獵頭盯上了，一般都是幾十萬元的年薪。而統(tǒng)計顯示，2009年前6月，對月薪期望在6000元以上的大學(xué)生僅占6.22%；超過半數(shù)大專學(xué)歷的學(xué)生期望薪酬集中在1000~2000元；45.4%本科畢業(yè)生的期望薪酬集中在2001~3000元；研究生的期望薪酬多集中在3000~4000元，比例為34.3%，期望薪酬在2000~3000元的比例也達到了26.4%；另外博士及以上的學(xué)歷期望薪酬基本在5000元以上。
從中可以看出，新能源專業(yè)人才實際所獲得薪酬遠遠高于其他非新能源專業(yè)各層次學(xué)歷的畢業(yè)生，由市場供求定律可知，新能源專業(yè)人才屬于稀缺資源，供給量遠遠小于市場需求量，與新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長期目標及發(fā)展速度所要求的人才數(shù)目相比無疑是杯水車薪。據(jù)此，有關(guān)專家預(yù)測，太陽能、風電、生物能、電動汽車等新能源領(lǐng)域的相關(guān)專業(yè)人才就業(yè)及發(fā)展前景非常看好。
【關(guān)鍵詞】暖通空調(diào)；系統(tǒng)節(jié)能；建筑工程設(shè)計
中圖分類號：TU198文獻標識碼： A
我國經(jīng)濟現(xiàn)代化建設(shè)以來，能源不斷消耗，加之能源危機早已是一個全球性的嚴峻問題，使得這一問題不得不備受關(guān)注和重視。同時，國家社會的發(fā)展，精神文明建設(shè)的進步，也使人民綜合素質(zhì)在不斷的提高，節(jié)能意識也逐漸加強。合理的開采和有效的利用，成為現(xiàn)代技術(shù)的新標準。同樣，空調(diào)技術(shù)的改善與發(fā)展也受到節(jié)能的影響和指導(dǎo)。
1.暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能在建筑工程設(shè)計中的問題
1.1暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能在設(shè)計方面存在問題
暖通空調(diào)是我國響應(yīng)節(jié)能號召的獨特設(shè)計，在整個建筑工程設(shè)計中都不容小覷，因此，無論在哪一個微小的環(huán)節(jié)出了任何差遲，都會影響整個設(shè)計的效果。但是，在實際工作中的情況，這一重要環(huán)節(jié)卻沒有得到設(shè)計的相關(guān)工作人員應(yīng)有的重視，從而導(dǎo)致供暖回路出現(xiàn)相關(guān)問題。例如，在實際設(shè)計的過程中，設(shè)計人員盲目提高速度和數(shù)量，忽視質(zhì)量，沒有從局部和整體上仔細規(guī)劃，只考慮到了管線這一個方面的方便快捷，從而忽視了整個系統(tǒng)的實際情況和需要，導(dǎo)致實際施工中的困難，增加了施工的工作量，同時，也影響了暖通空調(diào)系統(tǒng)的運作效果和節(jié)能效果。使問題更嚴峻的是，隨著我國市場經(jīng)濟的發(fā)展，根據(jù)我國的建筑現(xiàn)狀，為了在經(jīng)濟上獲得盡可能大的效益，設(shè)計方面更趨向于業(yè)主的喜好和意愿，而無暇顧及設(shè)計的細節(jié)和質(zhì)量。同時，國內(nèi)缺乏相應(yīng)的設(shè)計標準評判，使得暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能在設(shè)計方面存在的問題一直無法得到遏制和解決，嚴重影響了暖通空調(diào)的運行效率，也使得暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能性能無法得到有效的運用，達到節(jié)約能源的目的。
1.2暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中對供暖系統(tǒng)設(shè)計的不合理
由于我國市場經(jīng)濟告訴發(fā)展，設(shè)計工作人員只求速度和數(shù)量而忽視了質(zhì)量，從而使得暖通空調(diào)系統(tǒng)在供暖上設(shè)計不合理。例如，暖通空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計構(gòu)架上的不合理會給日后的系統(tǒng)維修和調(diào)節(jié)帶來諸多麻煩，由于一些設(shè)計工作人員將供暖系統(tǒng)設(shè)計成一個主干管引入后分出數(shù)個沒有閥門的環(huán)路，從而導(dǎo)致一系列的不便。又比如，設(shè)計人員忽視了建筑結(jié)構(gòu)和暖通系統(tǒng)管道的協(xié)調(diào)性，無法達到管道在設(shè)置上的美觀和方便相統(tǒng)一的效果，不是設(shè)置在過道影響行走，就是設(shè)置在窗臺上影響美觀。更嚴重的是，在設(shè)置上由于個人的粗心大意，導(dǎo)致在多設(shè)和漏設(shè)的情況，從而導(dǎo)致嚴重的后果。比如在回路管道高點漏設(shè)排氣口，導(dǎo)致管道難以排出集氣，嚴重影響了整個管道的暢通和運作，使得整個系統(tǒng)都難以有效的運作和供暖。有些設(shè)計根本就不符合暖通空調(diào)的設(shè)計標準和規(guī)范要求，或者設(shè)置之間不符合彼此的設(shè)置要求以及在管徑的選取上不符合規(guī)范的情況，這些不僅嚴重影響了設(shè)備本身的功能和性能，也直接導(dǎo)致了暖通空調(diào)系統(tǒng)達到既節(jié)能又能有效的運作的效果。
1.3暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中缺乏相應(yīng)的管理
在諸多的暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能在建筑工程設(shè)計中，除了一些系統(tǒng)設(shè)計上和結(jié)構(gòu)上的問題和不合理需要有所改進和完善之外，在暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行過程中，管理也是不容忽視的。而在實際工作中，往往忽視了從整個系統(tǒng)上節(jié)能，相反，只注重在運行過程中季節(jié)性的溫度調(diào)節(jié)以及開關(guān)機上的節(jié)能。同時，由于缺乏有效的優(yōu)化，在設(shè)計的過程往往忽視了節(jié)能這一重要目的，從而使得設(shè)計的結(jié)果無法滿足所需。此外，在后續(xù)的暖通空調(diào)系統(tǒng)運行過程中，能源的消耗沒有得到相應(yīng)的監(jiān)控和分析，也同樣不利于節(jié)能運營和管理。更重要的是，在設(shè)計過程中，相關(guān)的節(jié)能設(shè)計并沒有達到根本上的節(jié)能。因此，在暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計的同時，有效的對其設(shè)計、安裝以及運行進行有效的管理，使其達到真正有效的節(jié)能應(yīng)用，實現(xiàn)在空調(diào)運行中實實在在的節(jié)能夢想。
在暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計上的問題很多，導(dǎo)致這些問題產(chǎn)生的原因也不少。有的是設(shè)計工作人員的觀念素質(zhì)方面存在的問題，有的是技術(shù)上的以及實際應(yīng)用上的問題，或者是管理方面的欠缺。為了有效的提高暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計的質(zhì)量，必須實行有效的措施解決和改進。
2.暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能在建筑工程設(shè)計中的措施
2.1.改善暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的設(shè)計
隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，在先進技術(shù)不斷更新的年代，設(shè)計工作者應(yīng)與時俱進，盡可能的將先進技術(shù)廣泛的應(yīng)用于暖通空調(diào)系統(tǒng)中去，為其系統(tǒng)和建設(shè)中盡可能的節(jié)能做好有效的鋪墊。首先，改變設(shè)計人員的設(shè)計觀念和工作宗旨，提高設(shè)計人員的工作素質(zhì)和專業(yè)素質(zhì)。其次，在設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)的過程中，要堅持保證溫度調(diào)節(jié)獨立的原則，使得在供暖系統(tǒng)中保證各個房間的室內(nèi)溫度能夠獨立的進行調(diào)節(jié)，同時也有利于實現(xiàn)各個區(qū)域的費用結(jié)算和支付，對使用者的方便最大化。同時，在設(shè)計過程中，盡可能的簡化管路系統(tǒng)，減少設(shè)置管道所帶來的材料消耗，從而達到盡可能的節(jié)省成本的目的。
2.2加強對暖通空調(diào)系統(tǒng)新風的重視
在暖通空調(diào)系統(tǒng)的運作過程中，正如大家所知，新風在系統(tǒng)節(jié)能的環(huán)節(jié)中貢獻重大，暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行負荷會隨著新風量的增加而增加，與此同時，其運作消耗的電能也會隨之增加，但是，過少的新風量又會影響空調(diào)環(huán)境的質(zhì)量。因此，為了達到盡可能的節(jié)能的目的，就好針對具體的空調(diào)環(huán)境把握和控制好送風溫度和新風比例。例如，為了制造冬暖夏涼的良好的室內(nèi)環(huán)境，夏天室內(nèi)需要供應(yīng)冷空氣而冬季則需要供應(yīng)熱空氣，室外的新風量的增加，暖通空調(diào)的系統(tǒng)能耗也會隨之增加。這樣一來，為了達到節(jié)能的目的，可以通過將室外的新風控制到衛(wèi)生要求的最小值。與此同時，在春秋季節(jié)，溫度適宜的期間全部使用新風，從而盡可能達到節(jié)能的最大化
2.3對能源進行有效的管理
由于對能源缺乏有效的管理，導(dǎo)致資源和能源的浪費。那么，要改善暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源節(jié)約情況，必須吸取教訓(xùn)，加強對能源的有效管理。在有效的管理設(shè)計、設(shè)置以及運行中的能源消耗以及分析的同時，大力開發(fā)熱回收裝置，充分利用空調(diào)系統(tǒng)耗能中大量浪費掉的余熱。通過交換設(shè)備進行熱量傳遞，達到盡可能的不消耗余熱能量，是節(jié)能達到最大化。通過回收排風余熱以及制冷機的冷凝熱回收，從而使其得到充分利用，達到能源的使用最大化，減少浪費，以此減少能源消耗。
此外，要不斷落實發(fā)展科教興國和人才強國戰(zhàn)略，不斷開發(fā)新能源，比如：原子能、地熱能、太陽能等。從而在根本上解決能源危機，達到節(jié)能的最根本的目的。在社會各方面高速發(fā)展的新時代，開發(fā)和利用新能源將是不可阻擋的發(fā)展趨勢，這不僅能從根本上解決能源危機問題，也有利于社會的可持續(xù)發(fā)展。
3.總結(jié)
總而言之，能源危機是一個全球性的問題，節(jié)約能源也是這個時展的主題。建筑節(jié)能尤其如此，而暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能在建筑節(jié)能中有著不可替代的地位，其重要性不容忽視，必須加強對暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的重要性，針對暖通系統(tǒng)節(jié)能各方面存在的問題，從設(shè)計工作者、以及技術(shù)和管理方面進行有效的改善，從而有效的節(jié)約能源。
【參考文獻】
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[關(guān)鍵詞]科幻電影;環(huán)境保護;警示
科幻電影從上個世紀20年代開始,就出現(xiàn)了比較鮮明的悲觀的意識。科幻電影中很多都具有一種關(guān)于未來的悲觀,無論是社會政治的黑暗,還是環(huán)境的惡化導(dǎo)致的人類的悲慘境地,都是現(xiàn)代社會中人的思想意識的一種深化。這種由現(xiàn)實社會所引發(fā)而在電影中進行表現(xiàn)的關(guān)于未來的悲觀,與現(xiàn)代社會中關(guān)于環(huán)境的保護有著明顯的關(guān)系。
一、科幻電影中的環(huán)境危機
科幻電影可以說是電影史上出現(xiàn)最早的類型電影之一。雨果?根斯巴克在其出版的《驚奇故事》雜志中首次運用“科幻電影”這個詞。對于“科幻電影”的概念,目前主要是從超現(xiàn)實的虛構(gòu)角度對其進行界定,如美國科幻文藝家赫伯特?W?弗蘭克將科幻電影定義為“科幻電影所描寫的是,發(fā)生在一個虛構(gòu)的、但原則上是可能產(chǎn)生的模式世界中的戲劇性事件”。科幻電影,顧名思義就是“科學(xué)幻想電影”,是“以科學(xué)幻想為內(nèi)容的影片,其基本特點是從今天已知的科學(xué)原理和科學(xué)成就出發(fā),對未來的世界或遙遠的過去的情景做幻想式的描述。”
悲觀意念指的是悲觀的思想和意識,是指對人類行為的正面動機、或?qū)θ祟惤?jīng)營過后而得出的正面結(jié)果欠缺信心。亦即犬儒主義或悲觀主義。悲觀主義是人生觀理論的又一種形式,叔本華是主要代表人物之一。叔本華認為:“人生如同上好弦的鐘,盲目地走――一切只聽命于生存意志的擺布,追求人生目的和價值是毫無意義的。”叔本華認為:“人的生存就是一場痛苦的斗爭,生命的每一秒鐘都在為抵抗死亡而斗爭,而這是一種注定要失敗的斗爭。”科幻電影的悲觀意念是指在影片中人類對未來的道德進步和人類能力及未來的發(fā)展都持悲觀主義的態(tài)度,對人類行為的正面動機、或?qū)θ祟惤?jīng)營過后而得出正面結(jié)果欠缺信心。
在這些關(guān)于未來的悲觀的科幻電影中,人類所處的都是一種險象環(huán)生的環(huán)境。而那些危險的環(huán)境,并不是憑空出現(xiàn)的,而是與人類現(xiàn)在生存的環(huán)境和人類的行為有著一定的關(guān)系。人類對極地冰雪消融的現(xiàn)象有一些認識,而在電影中將這種認識和意識進行極限化的處理,將現(xiàn)實的擔憂化為一種可能性的發(fā)生的環(huán)境的危機。在科幻電影中,關(guān)于未來的悲觀隨處可見,2009年熱映的《2012》也是一種關(guān)于未來環(huán)境危機的擔憂。人類生存的地球只有一個,如果這個惟一的地球毀滅了,那么我們將何去何從。在影片中,人類寄托生存希望的方式只剩了,只有在宗教中的諾亞方舟中去尋找寄托種族的生存。人類對生存環(huán)境的破壞,也只能由自己品嘗苦果,接受地球毀滅的命運。
二、科幻電影中關(guān)于人類環(huán)境保護的警示
在科幻電影中出現(xiàn)的環(huán)境悲觀,并不是人們心目中憑空出現(xiàn)的。而是在人類的生存和發(fā)展中,與自然有著密切的關(guān)系。人類為了自己的生存和發(fā)展,不斷開發(fā)和掠奪自然,幻想通過自己的方式使自然臣服于腳下。但是,隨著生態(tài)環(huán)境的不斷惡化和社會的不斷動蕩,人們逐漸意識到對自然的破壞所帶來的惡果。無論是生態(tài)環(huán)境的惡化,還是各種各樣的疾病的出現(xiàn),都在威脅著人類的安全和發(fā)展。
1笨蘋玫纈爸腥死嗌存的環(huán)境危機的警示
在現(xiàn)代社會環(huán)境和自然環(huán)境中,都有著生存上的危機。“科學(xué)小說的行動并不是由故事中的角色所決定,而是由環(huán)境所決定。科學(xué)小說的情節(jié)不是角色造成的故事,而是環(huán)境造成的故事。讀者的注意力不是被角色性格刻畫及角色行動所決定,而是被一個完全不熟悉的世界環(huán)境所吸引。”在科幻電影中,環(huán)境是電影的組成重要的一部分,一種關(guān)于電影場景的處置非常的重要,人物生活在具體的場景中,并受具體環(huán)境的影響。
在科幻電影中,人類的家園總是設(shè)定在一個充滿了危機的地方,人類自身的生存是一種非常的危機。無論是環(huán)境破壞所導(dǎo)致的最終地球的毀滅,還是來自于外太空生物的威脅,都在警示著人類,如果任由自己對地球繼續(xù)破壞下去,任由自己的行為和欲望貪念的繼續(xù)而不加以制止,電影中出現(xiàn)的場景也許會真的在人類的身邊發(fā)生。在環(huán)境問題中,無論是工業(yè)生產(chǎn)的污染、生活廢水的排放和海洋的污染等,都是人類自己造成的。在科幻電影中,所展示的關(guān)于環(huán)境的災(zāi)難都是由人類自己行為不當所造成的。如在美國科幻片《挑戰(zhàn)者》揭示的就是關(guān)于環(huán)境問題所帶給人們的危害。在現(xiàn)實生活中,大氣遭到破壞,臭氧層出現(xiàn)空洞的現(xiàn)象也對未來有了一定的警覺。而在影片中,則將可能發(fā)生的臭氧層消失作為題材來展現(xiàn)。在電影中,人類生存的環(huán)境非常脆弱,這種脆弱的環(huán)境使得人們難以正常地生活,而只能在現(xiàn)代科技的幫助下用悲哀的方式維持下去。
2笨蘋玫纈爸泄賾諛茉次侍獾木示
能源從來就是非常重要的一類資源,在人類的生存和發(fā)展中,原始社會的鉆木取火也是一種對于能源的利用。隨著社會的發(fā)展,人類對能源的利用也越來越廣泛,能源的重要性在人類的生存和發(fā)展中,甚至在國家的發(fā)展中都具有重要的戰(zhàn)略意義和作用。現(xiàn)代社會中對石油等能源的利用,為占有石油這種能源所引發(fā)的一系列戰(zhàn)爭,不僅是對于能源的爭奪,也是一種對于未來的爭奪。在科幻電影中,關(guān)于能源危機的問題也非常多,人們現(xiàn)代對能源的利用以及能源在人們生活中的重要作用都引起了人們的思考。而在地球上能源是有限的這個觀點,更令人們禁不住要設(shè)想有一天能源都被開采利用完將會怎樣。現(xiàn)實能源的重要性和能源的缺乏以及能源的爭奪所引發(fā)的問題,都令人們對未來的能源有一種悲觀的想象。
在電影中,能源的危機和能源存在的問題甚至已經(jīng)成為人們憂慮和滅亡的重要的原因。一些影片中展示一種對于未來的能源匱乏時代的社會混亂的想象和展現(xiàn),如在電影《信使》中,用一種非常寫實的手法展現(xiàn)關(guān)于未來的設(shè)想。能源危機將未來社會變成一個灰暗的未來,美國在被一系列的災(zāi)難摧毀之后,能源變得極為匱乏,這時政府已經(jīng)不復(fù)存在。人們的生活水平在沒有能源的狀況下快速退步。而在社會中,還存在著一些奇怪的軍閥組織的軍隊,帶著現(xiàn)代的沖鋒槍和原始的利劍等兵器的組合,對人們進行欺壓。另外,在彼得?杰克遜的電影《壞品味》里,描述了外星人因缺乏做快餐的原料,就到地球上獵殺人類來獲取緊缺資源。這種敘述方式正是建立在人對于糧食問題的悲觀和憂慮所產(chǎn)生的。關(guān)于未來的想象,是從現(xiàn)實的社會生活中人類的悲觀和對環(huán)境問題出現(xiàn)的恐懼而引發(fā)的,并非是一種關(guān)于未來的憑空想象。電影用科幻的方式,展現(xiàn)關(guān)于未來社會中環(huán)境的一切危機,能源的匱乏所帶來的悲慘社會,人類的悲慘境地來進行警示,激起人們對于能源的正確認識,激發(fā)人類對能源的思考,要珍惜和愛護地球上的環(huán)境,節(jié)約使用地球上有限的能源,并尋找和開發(fā)新的能源替代品。
3笨蘋玫纈爸鋅萍薊倩禱肪車木示
科技的發(fā)展,最初給了人們征服自然的自信,也帶給自己對自身巨大能力的自信。但是,在人們的生活被科技所包圍的時候,卻發(fā)現(xiàn)科技在給人們帶來生活便利和效率的同時,也帶來了更多更嚴重的危害人的健康和生存的問題。在科技的發(fā)展中,人類發(fā)展的科技中諸如核技術(shù)、基因工程、試管技術(shù)等,都引起人類的關(guān)注和思考。核技術(shù)強大的摧毀力和輻射力不僅在出現(xiàn)的泄漏等事件中將周圍的物體都輻射到了,而且還具有改變?nèi)说幕蛑虏〉膰乐睾蠊６蚬こ谈菍⑷祟惖淖匀环▌t破壞,而可能會產(chǎn)生一些以前從來不會出現(xiàn)的怪物出現(xiàn),對人類造成威脅。
另外,電影中也表現(xiàn)了一些因為科技發(fā)展所帶來的各種各樣的環(huán)境問題,如工業(yè)帶來污染,污染給人們帶來各種各樣的疾病等。雖然現(xiàn)代社會醫(yī)療和科技的發(fā)展非常迅速,但是工業(yè)化所帶來的危害也更為嚴重,新的疾病出現(xiàn)的速度和對人類帶來的威脅的程度也越來越嚴重。無論是“非典”,還是“甲流”的出現(xiàn),都跟人類對環(huán)境的破壞和對自然的肆意掠奪有著一定的關(guān)系。現(xiàn)代科技在發(fā)展著的同時,也破壞著生態(tài)的平衡,并且這種被科技所破壞的生態(tài)很難得到恢復(fù)。在電影中,也有關(guān)于人工智能的一些警示。在人類通過科技將機器進行智能化之后,機器還會聽從人的意見并服從人類的統(tǒng)治嗎?在人工智能中,他們高超的計算能力和記憶能力,甚至隨著科技的發(fā)展會有智力能力,那個時候,人工智能出現(xiàn)反抗,并想成為一種新的物種而統(tǒng)治人類的時候那將會怎么樣?這些,科幻電影大多都給予一種悲觀的揭示,這種對于未來的悲觀,不僅是一種對于未來的憂患,還是一種對人類現(xiàn)在的行為的警示。
三、科幻電影中關(guān)于未來的警示的積極意義
科幻電影的存在和發(fā)展,有力地促進了電影的發(fā)展。無論是對電影特技鏡頭的利用,還是對于電影中的光線、蒙太奇等的表現(xiàn)手法,都是關(guān)于電影的探索和實踐。在科幻電影中、在環(huán)境問題上都表達一種悲觀的意識,這種悲觀意識的融入,使得科幻電影在進行未來幻想的鏡頭書寫的同時,更有著積極的現(xiàn)實意義。在影片中對于未來的悲觀使得人們在觀看影片的同時,也會注意到環(huán)境的破壞和生態(tài)的破壞給人們帶來的深刻的災(zāi)難甚至是滅頂之災(zāi)。無論是現(xiàn)代環(huán)境中的保護問題、生態(tài)問題、能源問題、還是現(xiàn)代科技在損害環(huán)境的同時所帶給人們的負面的影響,都在影片中給人留下深刻的印象。這種印象引發(fā)人類的思考和關(guān)注。這些問題都在無時無刻地提醒著人類,如果不注意這些危機所帶給人類的災(zāi)害,不反思自己的破壞,電影中的災(zāi)難場景也將成為一種現(xiàn)實的可能。
四、結(jié)語
在科幻電影中,關(guān)于人類未來的悲觀的電影具有悠久的歷史。科幻電影中的關(guān)于未來的環(huán)境的悲觀并不是一種憑空幻想的場景,而是一種基于人類環(huán)境的現(xiàn)狀繼續(xù)發(fā)展下的未來思考,同時也是一種人類對于未來的憂慮和恐懼。而科幻電影就是在這種關(guān)于未來的悲觀中,給人們對未來的警示和對自我現(xiàn)狀的思考。警示人們從現(xiàn)在做起,保護自然環(huán)境,保護自己的地球家園。
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【摘要】在化學(xué)教學(xué)中，抓住化學(xué)與生活的結(jié)合點、社會關(guān)注的熱點問題和化學(xué)實驗創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進其積極主動地學(xué)習(xí)。這是符合新課程標準和本學(xué)科特點的，是筆者的一些膚淺體會。
【關(guān)鍵詞】新課程理念 化學(xué)課 創(chuàng)設(shè)情境
新課程理念下的化學(xué)課程倡導(dǎo)以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，重視科學(xué)、技術(shù)與社會的聯(lián)系，能從化學(xué)的視角去認識和解決一些問題。那么，在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)。根據(jù)新課程標準和本學(xué)科特點，筆者認為可從以下幾方面創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境。
1 從化學(xué)與生活的結(jié)合點創(chuàng)設(shè)情境。化學(xué)與生活緊密聯(lián)系，生活中處處有化學(xué)。例如，在學(xué)習(xí)純堿的性質(zhì)時，可以從學(xué)生所熟悉的蒸饅頭入手提出問題；蒸饅頭時為什么用到純堿?蒸熟的饅頭為什么會有一些小細孔?這樣容易引起學(xué)生的興趣，激起他們的求知欲。同學(xué)之間相互討論、爭論、各抒己見，最后通過指導(dǎo)、總結(jié)、歸納，形成了共識。這樣，既可以讓學(xué)生學(xué)到知識，又提高了學(xué)生利用所學(xué)的化學(xué)知識解決實際問題的能力。
2 從社會關(guān)注的熱點問題入手創(chuàng)設(shè)情境。當今的化學(xué)已發(fā)展成為材料科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和能源科學(xué)的重要基礎(chǔ)，正在為人類解決一系列的危機，如能源危機、環(huán)境危機等做出積極的貢獻。例如，在學(xué)習(xí)水這一專題時，首先提出幾個社會熱點問題：如果地球上缺水或沒水會發(fā)生什么現(xiàn)象?水是取之不盡、用之不竭的嗎?我國是否水資源短缺?水污染會造成什么后果?怎樣解決水污染和節(jié)約用水?同學(xué)們對這些問題非常感興趣，積極查閱資料發(fā)表自己的見解。這樣充分調(diào)動了學(xué)生的積極性、主動性和能動性，問題得到了解決，起到了意想不到的效果。所以，在學(xué)習(xí)化學(xué)課時可以從能源、環(huán)境、健康等熱點問題入手創(chuàng)設(shè)問題情境，使學(xué)生體會到現(xiàn)代社會離不開化學(xué)，化學(xué)與社會緊密相連，可以幫助其從化學(xué)的視角去認識科學(xué)、技術(shù)、社會和生活方面的問題，增強了學(xué)生對自然和社會的責任感。
3 利用化學(xué)實驗創(chuàng)設(shè)情境。化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，化學(xué)實驗是進行科學(xué)探究的重要方式。學(xué)生通過親身經(jīng)歷和體驗，激發(fā)了學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和好奇心，為學(xué)生提供了一個真實而完整的問題情境。例如，可用“霧里看花”、“水變牛奶”、“空中升煙”等特殊現(xiàn)象來吸引學(xué)生。學(xué)生帶著強烈的好奇心去實驗探究，找出了原因，得出了結(jié)論，這樣增進了學(xué)生的科學(xué)情感，初步形成了科學(xué)探究能力。
以上幾點是我的膚淺體會，總之，人的學(xué)習(xí)活動總是在某種情感環(huán)境中進行的。認知需要情感，情感促進認知。適宜的教學(xué)情境可以使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣和愿望，能促使他們積極主動地學(xué)習(xí)。所以我們在教學(xué)中應(yīng)盡可能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更好更多的教學(xué)情境。
為什么現(xiàn)在要強調(diào)綠色發(fā)展？就是要應(yīng)對資源能源日益短缺帶來的挑戰(zhàn)，通過綠色發(fā)展達到節(jié)約資源能源的目的。這不僅是中國的課題，也是世界各國的課題。最近若干年來，世界主要經(jīng)濟體都在強調(diào)綠色發(fā)展。歐盟在2013年前擬投資1050億歐元支持歐盟地區(qū)的“綠色經(jīng)濟”，促進就業(yè)和經(jīng)濟增長，保持歐盟在“綠色技術(shù)”領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位。美國奧巴馬上臺后就推出了“綠色經(jīng)濟復(fù)興計劃”。日本在其綠色經(jīng)濟方案中提出，要擴大綠色經(jīng)濟市場，對環(huán)境友好型企業(yè)實行零利率的貸款政策，創(chuàng)造100萬個新的綠色就業(yè)機會。韓國提出了“低碳綠色增長戰(zhàn)略”，實施“綠色工程”計劃。這反映了世界各國對資源能源矛盾日益深刻的認識。
應(yīng)對全球環(huán)境危機的需要
全球環(huán)境危機集中體現(xiàn)在全球氣候變暖上，現(xiàn)在世界各國正在采取一些一致性行動，應(yīng)對全球氣候變暖。根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會的第四份氣候變化評估報告，在過去的100年中，由二氧化碳等氣體造成的溫室效應(yīng)使全球平均地表氣溫上升了0.3℃～0.6℃；到2100年全球平均氣溫將升高1.8℃～4.0℃。關(guān)于全球氣候是否變暖還存在爭論。如國內(nèi)一些學(xué)者認為綠色低碳發(fā)展是西方國家的一個陰謀，我們沒有必要隨著這個陰謀起舞。這其實不是一個陰謀，而是一個陽謀，各國都在公開博弈。有的人說，全球是不是真的變暖未可知，也許以后還會變冷。也有人認為二氧化碳的排放不是造成地球變暖最重要的原因。其實，二氧化碳只是當今世界用來解釋地球不可持續(xù)發(fā)展的一個工具或手段，降低二氧化碳排放，實際上是要解決地球資源和環(huán)境不可持續(xù)的問題。不管以后地球是否變暖，只要當今世界多數(shù)國家、多數(shù)人認為地球的可持續(xù)發(fā)展遇到了問題，即使地球以后變冷了，假的也變成真的了，因為新的綠色低碳規(guī)則、秩序和觀念由此形成了。順之者昌，逆之者亡。歐盟要收航空碳稅，美國2020年后要收碳稅，很難擋得了。這是一個大趨勢，而且他們占據(jù)了世界道德高地。
強調(diào)綠色發(fā)展，實際上是應(yīng)對全球環(huán)境危機的必然選擇。事實上，全球環(huán)境總體上在惡化。地球變暖只是環(huán)境惡化的一個方面，最主要的是現(xiàn)在自然災(zāi)害頻發(fā)，海嘯、地震、水災(zāi)、旱災(zāi)年年都有。工業(yè)污染已經(jīng)擴散到南極；大批原始植被被破壞，大量生物物種遭到滅絕；許多礦產(chǎn)資源瀕臨枯竭；人類自身的健康狀況日益惡化等。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP） 的《UNEP2009年鑒》指出，全世界每年產(chǎn)生超過20億噸廢物，發(fā)達國家每人每天丟棄的固體廢物達1.4公斤。與水文氣象相關(guān)的氣候災(zāi)害如暴風、洪水、干旱自1950年以來發(fā)生頻率顯著增加。2000-2007年，這些災(zāi)害發(fā)生的頻繁度以每年8.4%的速度增長。至少25個國家的整個森林系統(tǒng)幾乎完全消失，另外29個國家的森林系統(tǒng)退化了90%。
近年來，中國環(huán)境污染問題日益突出。比如霧霾等空氣污染，已導(dǎo)致一些外國人不愿來中國工作，即使來了也要求很高的補貼。我們?nèi)绻鰢换貒铝孙w機之后，就能感覺到空氣明顯不一樣。中國環(huán)境規(guī)劃院估計，在中國13億人口中，每年有40多萬人因與空氣污染相關(guān)的疾病而死亡。水污染也很嚴重。還有土壤污染、固體廢棄物污染等。據(jù)全國第二次土壤侵蝕調(diào)查，中國37%的國土遭受水土流失之害，年均土壤侵蝕量達45億多噸，是全球年侵蝕總量的1/5。近幾年，環(huán)境頻發(fā)，比如四川德陽什邡事件、江蘇啟東事件等，已成為影響社會穩(wěn)定、政府形象的重要因素。原來很多人沒把環(huán)境太當回事，現(xiàn)在老百姓生活水平提高了，需要好的環(huán)境，環(huán)境的價值日益凸顯，對環(huán)境破壞的容忍度越來越低。
應(yīng)對全球經(jīng)濟危機持續(xù)的需要
2008年爆發(fā)的全球經(jīng)濟危機還沒有結(jié)束。要走出危機，需要有新的技術(shù)，尤其是新能源和節(jié)能環(huán)保技術(shù)的突破，也需要有新興產(chǎn)業(yè)的成長或新增長點的形成，而新興產(chǎn)業(yè)中有些就屬于綠色發(fā)展方面的產(chǎn)業(yè)。
全球經(jīng)濟危機演化一般分為三個階段：第一個階段是金融機構(gòu)破產(chǎn)，如雷曼兄弟破產(chǎn)；第二個階段是債務(wù)危機，如希臘等“歐洲五國”的債務(wù)危機；第三個階段是國際貨幣體系危機。目前尚處于第二個階段。危機為什么呈這種演化趨勢？因為危機剛開始爆發(fā)時，一些金融機構(gòu)資金鏈斷了，虧損破產(chǎn)。虧損破產(chǎn)怎么辦呢？政府發(fā)債來救這些金融機構(gòu)。政府救到一定程度后結(jié)果把自己也救進去了，出現(xiàn)財政收不抵支。在出現(xiàn)債務(wù)危機后，政府最后還有殺手锏，那就是印鈔票。鈔票印多了，就會出現(xiàn)貨幣體系危機。
危機何時能走出來，主要看兩個條件是否具備：一是技術(shù)變革是否取得重大突破；二是制度變革是否取得重大進展，制度變革包括全球治理結(jié)構(gòu)改革以及主要經(jīng)濟體的制度變革。每一次危機都會帶來一次技術(shù)革命，現(xiàn)在正在醞釀新一輪技術(shù)革命。新的技術(shù)革命主要體現(xiàn)在新能源技術(shù)、節(jié)能環(huán)保技術(shù)和信息技術(shù)等方面。新能源技術(shù)、節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，就屬于綠色發(fā)展的范疇。這場危機要走出來，還要靠綠色發(fā)展。通過綠色發(fā)展培育新的產(chǎn)業(yè)和新的經(jīng)濟增長點。所以說綠色發(fā)展也是應(yīng)對這次全球經(jīng)濟危機的需要。
應(yīng)對經(jīng)濟增速下滑挑戰(zhàn)的需要
中國過去30多年 10%左右的持續(xù)高速增長階段已逐漸結(jié)束，現(xiàn)已開始步入中速增長階段，10后可能進入中低速增長階段，這是中國未來經(jīng)濟發(fā)展的大勢，也是各國工業(yè)化城鎮(zhèn)化達到一定階段后的規(guī)律性形象。具體說，2014―2020年GDP平均增速可能是6-8%，2020―2030年GDP平均增速4-6%，2030年以后則可能是2-4%，就像當今多數(shù)西方發(fā)達國家一樣。目前，中國經(jīng)濟正在由高速增長階段向中速增長階段轉(zhuǎn)換。
經(jīng)濟增長階段轉(zhuǎn)換后，中國經(jīng)濟的出路在哪？其中一個重要的出路是發(fā)展綠色經(jīng)濟。通過發(fā)展綠色經(jīng)濟調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式；通過發(fā)展綠色經(jīng)濟培育新增長點，形成新競爭力。
關(guān)鍵詞：生物乙醇 纖維素酶 工程菌株
The study and development progress of Bio-ethanol and cellulase production
Liping Yang1 Shuiwen Cai1 Ling Luo1 Hui Liu1，2
1. Changsha Environmental Protection and Professional technique College, 410004 2 Hunan
2. Agricultural university, 410128, Changsha, China
Abstract: With the fossil fuels from shortage to exhaustibility, the humanity is facing toward a common problem in energy crisis. Finding new energy sources is important to sustainable economic development and even human survival. Bio-ethanol, as an energy source that is renewable, affordable, and environmentally safe, will become a substitute for oil. Elevation of cellulase production and reduction of the cellulase production cost are the key factor for enhancing the market competitiveness of cellulosic bioethanol. In this paper, we discussed the development progress of bio-ethanol and cellulose industry to provide a basis for the future upgrading of bio-ethanol production industry and the development of gene engineering strain.
Keywords: bio-ethanol cellulose engineering strain
隨著石化燃料由短缺變成枯竭，能源危機是人類面臨的共同問題。1998年，Campbell和Laherrere對石油儲備和未開發(fā)的石油進行評估后認為，天然油在2010年前的產(chǎn)量就開始下降，到2050年全球每年石油供應(yīng)量將從目前的25億桶下降到5億桶[1]。隨著石化燃料供應(yīng)的減少，尋找新的能量來源關(guān)系到經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展乃至人類的生存問題。生物乙醇作為一種可再生的、經(jīng)濟上可承受的，并且對環(huán)境安全的能源物質(zhì)將逐漸成為石油的替代品[2]。生物乙醇的生產(chǎn)經(jīng)歷了以1代淀粉原料生產(chǎn)乙醇和以木質(zhì)纖維素為代表的非淀粉原料的2代生物乙醇工業(yè)。2代生物乙醇生產(chǎn)克服不與食品的供應(yīng)之間存在競爭，但是纖維素酶產(chǎn)量低、不穩(wěn)定、難以工業(yè)化導(dǎo)致2代生物乙醇的生產(chǎn)成本大大提高。本文從生物乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程、木質(zhì)纖維質(zhì)物質(zhì)生產(chǎn)生物乙醇的市場前景及纖維素降解酶的研究進展進行綜述，為生物乙醇生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的提升、纖維素工程菌的研發(fā)提供基礎(chǔ)。
生物乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程
從上世紀80年代開始，人們就開始以谷物為原料來生產(chǎn)乙醇用作供氧燃料，這些被業(yè)內(nèi)稱為第1代燃料乙醇的原料。在一些國家，如美國、加拿大、巴西、中國等，乙醇已經(jīng)被廣泛地摻入到汽油中來代替純汽油使用，其中乙醇的體積含量可達到10%。最近美國正在實施一項混合燃油計劃E85，即汽車制造商生產(chǎn)一種可使用乙醇混合物E85（85% 的乙醇和15% 的汽油按體積比混合）的汽車[3]。巴西早在1929年就建立了一項利用乙醇作為發(fā)動機燃料的計劃，并在接下來幾年里安裝了第一個使用乙醇作為燃料的發(fā)動機。1984年，巴西要求新生產(chǎn)的汽車能使用水化生物乙醇（96%的生物乙醇+4%的水）作為燃料[3]。混合燃料的使用不僅可以減少汽油的使用量，還可以降低溫室效應(yīng)氣體以及有毒氣體的釋放。
但是隨著世界人口的不斷增長，以谷物等第1代淀粉原料生產(chǎn)乙醇就與食品的供應(yīng)之間存在競爭，這些谷物為原料生產(chǎn)乙醇就不能滿足全球的需求。中國在過去三十年中GDP的年平均增長量為10%，這使得中國成為世界上最大的燃料消費國之一，同時也成為世界上造成空氣污染最嚴重的國家。由于大部分的能源由燃燒化石燃料提供，中國政府正努力解決諸如國內(nèi)因迅速枯竭的石油和天然氣資源而越來越依賴進口石油來滿足國內(nèi)一半的實際需求[4]，以及嚴重的環(huán)境污染等問題。為了改善現(xiàn)狀，中國政府決定增加使用能源的種類，尤其提倡使用可再生的、排放更少溫室氣體的燃料，如乙醇這樣的生物燃料和生物柴油。由于生物燃料從諸如玉米、木薯、大豆這樣的農(nóng)產(chǎn)品中提取而來，這對改善中國農(nóng)村人口的經(jīng)濟狀況有積極影響。除了向乙醇生產(chǎn)者發(fā)放津貼以鼓勵乙醇的生產(chǎn)之外，中國政府近年來也強制要求中國十個省份必須銷售濃度為10%的乙醇汽油，這些措施使得中國2008年的乙醇產(chǎn)量迅速達到14.6億升且在2010年達到21.5億升，一舉成為繼美國和巴西之后的世界第三乙醇生產(chǎn)大國。盡管中國政府之前要求到2020年國內(nèi)乙醇的年消費量要達到100億升，然而由于擔心乙醇生產(chǎn)可能與食物生產(chǎn)行業(yè)形成競爭，且考慮到國內(nèi)農(nóng)村可用耕地數(shù)量有限，以及水資源供應(yīng)短缺的問題，中國政府于2007年宣布暫停國內(nèi)谷物乙醇的生產(chǎn)。
為了解決這個矛盾，以木質(zhì)纖維素為代表的非淀粉原料成為生物乙醇生產(chǎn)的重要原料物質(zhì)。木質(zhì)纖維素，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有三種：纖維素35%～37%、半纖維(23-25%)和木質(zhì)素(18-22%)組成。每年光合可產(chǎn)生大于1，500億噸的植物干物質(zhì)，其中一半以上是纖維素和半纖維素[5]。另外，人類活動產(chǎn)生的廢棄物中也含有大量的纖維素，如農(nóng)業(yè)廢物( 稻草、稻殼、麥稈、花生殼、玉米芯、棉籽殼、甘蔗渣等)、食品加工廢物(果皮、果渣等)、木材廢物(木屑、樹皮)以及城市廢棄物(40%~60% 固體廢物是垃圾和廢紙)等。如果能有效地利用生物轉(zhuǎn)化技術(shù)將這些纖維素轉(zhuǎn)化成簡單糖，再發(fā)酵產(chǎn)生乙醇等能源物質(zhì)，不僅可以變廢為寶，而且還可以避免由于化石燃料燃燒所帶來的環(huán)境污染，更重要的是可以緩解或解決石化能源短缺乃至枯竭所帶來世界性能源危機。
木質(zhì)纖維質(zhì)物質(zhì)生產(chǎn)生物乙醇的市場前景
到2020年，全世界從木質(zhì)纖維素物質(zhì)生產(chǎn)生物乙醇的產(chǎn)量大約是165億加侖（合計約625億升），美國將占有63.9%的市場，歐洲和中國分別將占有10.4%和11.5%的市場[3]。目前，生物乙醇的產(chǎn)業(yè)，尤其是非淀粉類的生物乙醇產(chǎn)業(yè)主要在于政府的補貼和維持，其原因在于利用木質(zhì)纖維生產(chǎn)生物乙醇的生產(chǎn)成本較高。第1代淀粉類原料與第2代非淀粉類原料發(fā)酵生產(chǎn)生物乙醇不同之處在于前面的預(yù)處理和酶解糖化過程。淀粉類原料很容易被酶接觸到，就被淀粉酶和糖化酶酶解為葡萄糖(C6糖)，然后葡萄糖再被普通的酵母發(fā)酵生產(chǎn)出乙醇，這樣，生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)少，流程短，成本就非常低。但是木質(zhì)纖維素物質(zhì)經(jīng)過自然選擇和漫長進化，木質(zhì)素將半纖維素和纖維素緊密包裹在內(nèi)部，形成緊密結(jié)構(gòu)，被天然“設(shè)計”成可以抵御酶進攻的分子結(jié)構(gòu)。因此與淀粉乙醇不同的是首先要有高溫高壓蒸汽或結(jié)合加酸堿等化學(xué)品的預(yù)處理技術(shù)將緊密結(jié)構(gòu)打開，讓酶能夠接觸到纖維素和半纖維素。纖維素和半纖維素酶解后發(fā)酵可以生產(chǎn)出乙醇[6]。纖維素酶解后可得到葡萄糖(C6糖)，半纖維素酶解后可得到木糖(C5糖)，淀粉類和纖維素都是由葡萄糖聚合成的長鏈結(jié)構(gòu)，只是結(jié)合的方式不同而已，因此酶解過程需要的酶是不同的；而半纖維素是由C5糖聚合而成的長鏈結(jié)構(gòu)，也需要特定的酶。纖維素及半纖維酶的成本更高，這也是導(dǎo)致木質(zhì)纖維素乙醇成本比淀粉乙醇高的重要原因之一。在每加侖生物乙醇的生產(chǎn)中，利用木質(zhì)纖維生產(chǎn)，纖維素酶的成本大約是15-20美分，而利用淀粉類生產(chǎn)，淀粉酶的費用僅僅只占到了2－4美分[7]。因此要想提高纖維素生產(chǎn)生物乙醇的市場的競爭力，提高纖維素酶的產(chǎn)量，降低纖維素酶的成本成為解決問題的關(guān)鍵因素。我國是纖維素酶的需求大國，由于纖維素酶的廣泛應(yīng)用，我國市場需求量將以每年25%～35%的速度上升，用纖維素酶產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)生物乙醇的關(guān)鍵技術(shù)將在未來幾年內(nèi)得到解決，那時我國纖維素酶年需求量將增加到25-40萬噸，每年將為我國節(jié)省生產(chǎn)燃料乙醇用糧500-1，000萬噸[8]。由于產(chǎn)酶菌種落后，產(chǎn)率低，成本高，嚴重影響我國纖維素酶工業(yè)發(fā)展，從而阻礙了以木質(zhì)纖維素為原料的2代生物乙醇工業(yè)的發(fā)展。
木質(zhì)纖維素及纖維素降解酶
木質(zhì)纖維素，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有三種：纖維素(35%～37%)、半纖維(23%-25%)和木質(zhì)素(18%-22%)組成[9]。纖維素屬于可再生自然資源，是生物界最重要的碳源物質(zhì)，每年由光合作用產(chǎn)生的植物干質(zhì)量約1，500億噸，其中纖維素占850億噸[5]。
纖維素酶(cellulase)是指能夠水解纖維素β-1，4-D-葡萄糖苷鍵，使纖維素變成纖維二糖和葡萄糖的一組酶的總稱。纖維素酶是一種具有很高活力的木聚糖酶，是一種復(fù)合酶，屬生物催化劑[10]。纖維素酶主要是指三類關(guān)鍵酶:（1）外切型纖維素酶，系統(tǒng)命名為外切β-1，4-D-葡聚糖酶，又稱纖維二糖水解酶(EC3.2.1.91，也稱Cl酶)。這類酶作用于纖維素線狀分子末端，水解β-1，4-糖苷鍵，每回依次從纖維素分子中切下一個纖維二糖分子，所以又稱纖維二糖水解酶(簡稱CBH)。（2）內(nèi)切型纖維素酶，系統(tǒng)命名為內(nèi)切β-l，4-D-葡聚糖酶(EC3.2.1.4，也稱Cx酶或CMCase)。這類酶是纖維素酶中最重要的酶，它作用于纖維素分子內(nèi)部的非結(jié)晶區(qū)，隨機水解β-1，4-糖苷鍵，將長鏈纖維素分子截短，產(chǎn)生大量帶有非還原末端的小分子纖維素。（3）纖維二糖酶，系統(tǒng)命名為β-葡萄糖苷酶(EC2.1.21，也稱CB酶)，這類酶將纖維二糖水解成葡萄糖分子。當以上三種纖維素酶的關(guān)鍵酶的活性比例適當時，就能協(xié)同作用完成對纖維素的降解，但各個酶組分單獨作用時效果極差。所以說纖維素酶降解纖維素時一個協(xié)同表達和作用的過程[11-12]。
不同來源的纖維素酶分子特征和催化活性都不盡相同。細菌產(chǎn)生的纖維素酶量少，主要是內(nèi)切酶，大多數(shù)對結(jié)晶纖維素沒有活性，而且不能分泌到細菌細胞外，常常聚集形成多酶復(fù)合體[13]。真菌能產(chǎn)生大量的纖維素酶，產(chǎn)生的酶組分，能分泌到菌體外，一般不聚集成多酶復(fù)合體，但可以相互發(fā)生強烈的協(xié)同作用。纖維素酶分子的大小因來源不同也有明顯的差異，變化范圍很廣。多數(shù)真菌和少數(shù)細菌的纖維素酶都受到糖基化，所含碳水化合物的比率不同在很大程度上決定了酶的多型性，表現(xiàn)為分子量的差別[14]。纖維素酶的酶活力一般都很低，因而酶生產(chǎn)成本高。據(jù)報道，纖維素水解成葡萄糖所需的酶蛋白要比淀粉相應(yīng)水解所需的大100倍，這是影響纖維素酶實際應(yīng)用的重要原因之一[3]。
迄今為止，人們已從40多種細菌和數(shù)種真菌中克隆到了多種纖維素酶基因，有一百多種基因可在大腸桿菌中表達，大多數(shù)克隆的纖維素酶基因能產(chǎn)生信號肽，從而使表達產(chǎn)物部分或全部轉(zhuǎn)移至E.coli的細胞質(zhì)間隙[15]。雖然克隆到大腸桿菌的基因，不需要載體的啟動子就可表達，但表達水平很低，推測可能是其啟動子不能完全被識別的緣故。但在大腸桿菌中表達纖維素酶基因存在兩個主要問題:一是提取有很大困難，二是表達水平低、酶蛋白不能分泌，離工業(yè)化應(yīng)用的目標還有一定的距離，所以在纖維素酶基因的表達方面人們將目光轉(zhuǎn)向了真核表達系統(tǒng)[16]。
木霉屬是研究最廣泛的纖維素酶產(chǎn)生菌[6]，世界纖維素酶市場中的纖維素酶20%是來自木霉屬和曲霉屬[17]。綠色木霉是一種在各種氣候帶的土壤中能夠普遍存在的一種多細胞絲狀真菌，能夠分泌完全的纖維素酶系，其中產(chǎn)量較高并且穩(wěn)定，是目前纖維素酶商業(yè)化生產(chǎn)的主要生產(chǎn)菌株[18]。對于綠色木霉的研究直到九十年代初僅有CBHⅠ基因克隆的報道，王建榮、張曼夫利用里氏木霉的基因序列同源片段做探針，構(gòu)建了綠色木霉基因文庫，并克隆了CBHⅠ、CBHⅡ基因，并對其基因結(jié)構(gòu)進行了研究[19]。
纖維素酶的合成一般受纖維素誘導(dǎo)及葡萄糖降解物的阻遏，多數(shù)菌株纖維素酶的合成既受纖維二糖、山梨糖等的誘導(dǎo)，又為葡萄糖、甘油等易利用碳源的阻遏，還受菌體生長速度的影響[6]。在綠色木霉中，纖維素酶屬誘導(dǎo)型酶類，其多個酶組分的表達經(jīng)過嚴密的調(diào)控。在綠色木霉中能產(chǎn)生分泌型的纖維素酶，當CBHⅡ基因缺失時，會影響纖維素酶系其他酶的表達，而缺失其他基因時，只單獨影響自身的表達。另有研究表明CBHⅡ是纖維素酶系統(tǒng)中最先表達的酶，其表達產(chǎn)物進一步誘導(dǎo)其他纖維素酶基因的表達，但CBHⅡ基因的表達受纖維素降解產(chǎn)物葡萄糖的抑制[20]。
隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展，定點突變和基因重排技術(shù)在纖維素酶的生產(chǎn)工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。在里氏木霉 (T.reesei) 中，需要產(chǎn)生至少14種酶協(xié)同作用才能水解未經(jīng)化學(xué)處理過的植物干物質(zhì)。為了降低纖維素酶的復(fù)雜性，將里氏木霉的CBH1、嗜酸耐熱菌的葡聚糖內(nèi)切酶EI 以及曲霉(Aspergillus niger)的β- 葡萄糖苷酶以90∶9∶1(質(zhì)量比)混合形成一個三元復(fù)合物，此三元復(fù)合物在120 小時內(nèi)水解預(yù)處理過的纖維素的能力與李氏木霉中纖維素酶體的水解能力相當。為了提高此三元復(fù)合物水解纖維素的活力，利用定點突變的方法對葡聚糖內(nèi)切酶EI的活性位點進行修飾，結(jié)果與突變前的三元復(fù)合物相比，其水解纖維素的活性提高了12%[21]。Zinnia R等在里氏木霉菌中應(yīng)用同源重組技術(shù)將外切β－葡萄糖苷酶整合到egl3和xyn3基因啟動子的下游，增強了纖維素酶的表達量4倍到7.5倍，這些重組菌株能有效的降解纖維素物質(zhì)[22]。
生物乙醇及纖維素降解酶的未來發(fā)展趨勢
隨著石化燃料供應(yīng)的減少，尋找新的能量來源關(guān)系到經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展乃至人類的生存問題。生物乙醇作為一種可再生的、經(jīng)濟上可承受的，并且對環(huán)境安全的能源物質(zhì)將逐漸成為石油的替代品[2]。由于產(chǎn)酶菌種落后，產(chǎn)率低，成本高，嚴重影響我國纖維素酶工業(yè)發(fā)展，從而阻礙了以木質(zhì)纖維素為原料的2代生物乙醇工業(yè)的發(fā)展。因此要想提高纖維素生產(chǎn)生物乙醇的市場的競爭力，提高纖維素酶的產(chǎn)量，降低纖維素酶的成本成為解決問題的關(guān)鍵因素。目前纖維素酶工程菌株中不穩(wěn)定、產(chǎn)酶量不高、難應(yīng)用于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)等三大難題。利用基因工程技術(shù)改造菌種，尤其是纖維素酶基因啟動子的改造，在發(fā)酵過程中其酶形成過程不受主要代謝產(chǎn)物葡萄糖的抑制，促進其他纖維素酶基因的協(xié)同表達，大幅度提高菌株在發(fā)酵過程中的產(chǎn)纖維素酶的能力，將是工程菌柱構(gòu)建的方向，構(gòu)建不受葡萄糖抑制、穩(wěn)定、高效的表達纖維素酶工程菌。可以解決本項目的實施將會大大提高纖維素酶的產(chǎn)量，降低木質(zhì)纖維素生產(chǎn)生物乙醇時纖維素降解成本，從而促進木質(zhì)纖維素生產(chǎn)生物乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
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【關(guān)鍵詞】暖通節(jié)能；重要性
近年來我國建筑業(yè)飛快發(fā)展，而在世界能源危機不斷凸顯的情況下，減少建筑能耗勢在必行，據(jù)統(tǒng)計建筑能耗已經(jīng)占據(jù)社會總能耗的27 %以上。有些地區(qū)已接近40 %，且其總量呈逐年上升趨勢。能源總消費量的比例已從20世紀70年代末的10 %，上升到近年的27.48 %，其中2/3為暖通空調(diào)系統(tǒng)所消耗。在建筑工程中暖通空調(diào)系統(tǒng)正慢慢的得以應(yīng)用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗也將進一步增大，同時我國目前現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)的能耗巨大。因此在暖通空調(diào)系統(tǒng)中考慮節(jié)能，意義十分重大。
一、當前暖通空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能方面面臨的問題
（一）暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計及施工管理
暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能有著重要的影響，然而，在實際工作中往往得不到一些設(shè)計部門和設(shè)計人員的足夠重視，加之工程設(shè)計周期普遍較短，設(shè)計收費與設(shè)計產(chǎn)生的經(jīng)濟效益不掛鉤，以及一些技術(shù)性問題沒有完全得到解決等原因，一些設(shè)計單位只求數(shù)量，忽視質(zhì)量，使得設(shè)計施工完的系統(tǒng)不僅投資大，運行能耗也相當驚人，大大超過了國家標準，甚至有的公共建筑的暖通空調(diào)能耗占建筑總能耗達60%。
另外，目前建筑施工監(jiān)理行業(yè)中暖通空調(diào)專業(yè)人員水平參差不齊，很大一部分人員非本專業(yè)院校畢業(yè)或非對口專業(yè)，甚至一部分人員根本未經(jīng)過任何培訓(xùn)，對本專業(yè)理論知識似懂非懂，常憑經(jīng)驗，采用慣用方案或甲方指定的方案，由此在設(shè)計或施工中遇到的一些涉及方案性調(diào)整問題不能進行及時正確的處理和解決，最終導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)無法挽回的不良后果，給系統(tǒng)的運行、管理留下隱患，在實際工作中，由此造成的經(jīng)濟損失也是相當嚴重的。
（二）暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計方案
暖通空調(diào)設(shè)計的特點是“條條大道通羅馬”，近年來，隨著對節(jié)能和環(huán)保要求的不斷提高，新的技術(shù)方案不斷涌現(xiàn)，每種技術(shù)方案往往都有各自的優(yōu)缺點。面對眾多的設(shè)計方案，由于考慮問題的角度不同，各方面的評價結(jié)果也往往不相同，甚至大相徑庭；由于缺乏科學(xué)的、客觀的設(shè)計方案評價方法，設(shè)計人員往往霧里看花，無所適從，如何在眾多的設(shè)計方案中找到最合適的節(jié)能方案，是困擾暖通空凋沒計人員的重要課題。另一方面，不科學(xué)的評價方法則會起到誤導(dǎo)的作用，造成嚴重損失。
（三）暖通空調(diào)系統(tǒng)運行管理
除設(shè)計施工外，運行管理也起著重要的作用。在實際中有些單位認為設(shè)計施工達標完成就可以了，因此不注意對暖通空調(diào)操作人員的培訓(xùn)，很多操作人員不具備必要的暖通空調(diào)基本理論常識，不懂得根據(jù)室外參數(shù)的變化進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。一年四季只有開機、關(guān)機和冬、夏季轉(zhuǎn)換操作，顯然系統(tǒng)達不到相應(yīng)的節(jié)能效果。
二、解決暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的有效途徑與方法
（一）精心設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng)
使其在高效經(jīng)濟的狀況下運行。暖通空調(diào)系統(tǒng)特別是中央空調(diào)系統(tǒng)是一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的使用性能。可以說空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計對系統(tǒng)的節(jié)能起著重要的作用。
（二）改善建筑維護結(jié)構(gòu)的保溫性能，減少冷熱損失
對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過維護結(jié)構(gòu)的空調(diào)負荷占有很大比例，而維護結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過維護結(jié)構(gòu)的空調(diào)負荷的大小。所以在國家出臺的建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范和標準中，首先要求的就是提高維護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。
（三）提高系統(tǒng)控制水平，調(diào)整室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)，盡可能降低空調(diào)系統(tǒng)能耗
（四）采用新型節(jié)能舒適健康的空調(diào)方式
影響人體熱舒適性的環(huán)境參數(shù)眾多，不同的環(huán)境參數(shù)組合可以得到相同的熱舒適性效果，但不同的熱濕環(huán)境參數(shù)組合空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我們采用傳統(tǒng)的空調(diào)方式，把整個室內(nèi)的空氣加熱，通過空氣實現(xiàn)人體與環(huán)境的熱濕交換，就需要較高的空氣溫度，此時通過維護結(jié)構(gòu)的熱損失和加熱新風的熱損失都比較大。如果我們根據(jù)熱濕環(huán)境的研究成果，改變傳統(tǒng)的空調(diào)方式，增加輻射熱（如低溫地板輻射采暖），此時所需要的空氣溫度顯著下降，一般可達到12～14℃，而傳統(tǒng)方式一般在18～20℃，顯然后者比前者具有顯著的節(jié)能效果。在夏季也有類似的結(jié)果。
（五）推廣應(yīng)用使用可再生能源或低品位能源的空調(diào)系統(tǒng)
如何利用可再生能源及低品位能源已經(jīng)成了該領(lǐng)域重要的研究課題。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)就是在這種形勢下發(fā)展起來的，它利用地下恒溫層土壤熱顯著提高空調(diào)系統(tǒng)的COP值，使得同等制熱（或制冷）量下的系統(tǒng)能耗大幅度下降。另外，利用太陽能供熱或制冷技術(shù)也在開發(fā)研究著。
（六）開展冷熱回收利用的研究運用工作，實現(xiàn)能源的最大限度利用
目前許多空調(diào)系統(tǒng)冷熱回收利用研究也在蓬勃開展，如空調(diào)系統(tǒng)排風的全熱回收器，夏季利用冷凝熱的衛(wèi)生熱水供應(yīng)等，都是對系統(tǒng)冷熱的回收利用，顯著提高了空調(diào)系統(tǒng)能源利用率。
（七）強化系統(tǒng)的運行管理并提高系統(tǒng)控制水平
對暖通空調(diào)專業(yè)的操作人員進行培訓(xùn)，提高管理人員的專業(yè)水平和業(yè)務(wù)技能，使其具備必須的暖通空調(diào)基本理論常識，實行空調(diào)操作人員操作證制度，對沒有達到考核要求的，應(yīng)重新培訓(xùn)，考核合格后才能上崗，同時提高管理人員的素質(zhì)，增強其責任心，這樣管理人員才有能力根據(jù)室外參數(shù)的變化進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，達到設(shè)計要求的節(jié)能效果。
三、結(jié)束語
【關(guān) 鍵 詞】可持續(xù)發(fā)展 環(huán)境保護 環(huán)境污染 協(xié)調(diào)統(tǒng)一
英國經(jīng)濟學(xué)家B·沃德和美國微生物學(xué)家K·杜博斯在為1972年斯德哥爾摩“人類環(huán)境會議”提供的材料《只有一個地球》（Only One Earth）中指出：地球上各環(huán)境都是相互依存、制約的，地球環(huán)境的任何部分也都相互聯(lián)系、制約，任何國家或國家集團都不可能脫離地球卻又獨享其舒適的環(huán)境；偌大一個地球只不過是遨游天際的一葉扁舟，各國必須同舟共濟，這就是國際社會普遍承認的地球整體性原則。它從一個側(cè)面隱約地反映出環(huán)境保護與經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系。隨后在世界環(huán)境與發(fā)展委員會的報告《我們共同的未來》正式提出了可持續(xù)發(fā)展原則。從而使“環(huán)境保護與經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展”成為近年來國際社會共同關(guān)注的一個極為重要問題。
一、中國經(jīng)濟建設(shè)中面臨嚴重的資源環(huán)境問題
人類在征服自然的同時，自然也在報復(fù)人類。科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，人類的生產(chǎn)能力以及對自然環(huán)境的開發(fā)利用規(guī)模日益擴大，人口膨脹，城市數(shù)量和規(guī)模急劇增加，發(fā)達國家和發(fā)展中國家的生態(tài)破壞和環(huán)境污染顯得更為嚴重與突出，反過來又極大地制約和影響著人類的發(fā)展。
（一）人類賴以生存的資源面臨枯竭。到2009年，我國有土地、水、森林、礦產(chǎn)、能源、草原、海洋、內(nèi)陸水產(chǎn)、野生動物等等多種資源告急，由于我國人口眾多，自然資源人均占有量都在世界平均值以下：水資源為1/4，森林資源為1/10，耕地資源為1/5（為美國的1/10），45種主要礦產(chǎn)資源為世界人均的1/2。其中威脅最大的資源危機包括水資源危機，土地資源危機，能源危機。不僅影響我國居民的生活質(zhì)量，而且制約著我國的現(xiàn)代化建設(shè)。
水資源危機是我國最嚴重的資源危機。我國列為世界上13個最缺水的國家之一，有的環(huán)境專家指出，如果我國再不節(jié)約用水，20年之后，我們可以用的最后一滴水將是我們的眼淚。其實這句話并不夸張，我國的淡水總量28000億立方米，占全球的百分之六，但人均淡水量只有2200立方米，是世界水平的四分之一，美國的五分之一，在世界上僅為121位。更為嚴重的是我國的淡水由于污染、地域不平衡等因素的影響，可利用的淡水資源人均只有900立方米，加劇了我國的水資源危機。
土地資源危機也是我國資源危機中比較嚴重的危機之一，中國的土地總面積居于世界第三位，但人均土地面積僅為0.777公頃，是世界人均土地資源量的1/3。《2010年中國環(huán)境狀況公報》指出：2010年中國耕地總面積為1.282億公頃，人均耕地面積為0.101公頃，不足世界人均耕地的一半。目前全國的耕地面積以每年平均數(shù)十萬公頃的速度遞減。中國約有1/3的耕地受到水土流失的危害。每年流失的土壤總量達50多億噸，相當于在全國的耕地上刮去1厘米厚的地表土（60年來，水土流失毀掉的耕地達4000萬畝），造成水土流失的主要原因是不合理的耕作方式和植被破壞。土地資源危機是繼水資源危機后的第二大資源危機。
能源危機是隨著我國工業(yè)化發(fā)展而產(chǎn)生的，中國擁有較為豐富的化石能源資源。其中，煤炭占主導(dǎo)地位。2009年，煤炭保有資源量10345億噸，剩余探明可采儲量約占世界的13%，列世界第三位。已探明的石油、天然氣資源儲量相對不足，油頁巖、煤層氣等非常規(guī)化石能源儲量潛力較大。中國擁有較為豐富的可再生能源資源。水力資源理論蘊藏量折合年發(fā)電量為6.19萬億千瓦時，經(jīng)濟可開發(fā)年發(fā)電量約1.76萬億千瓦時，相當于世界水力資源量的12%，列世界首位。但人均能源資源擁有量較低，人均能源資源擁有量在世界上處于較低水平。煤炭和水力資源人均擁有量相當于世界平均水平的50%，石油、天然氣人均資源量僅為世界平均水平的1/15左右。耕地資源不足世界人均水平的30%，制約了生物質(zhì)能源的開發(fā)。能源危機成為限制我國現(xiàn)代化建設(shè)的最主要的問題。
（二）生態(tài)的破壞嚴重。生態(tài)破壞（又叫環(huán)境破壞）是指人類不合理地開發(fā)、利用自然資源和興建工程項目而引起的生態(tài)環(huán)境的退化及由此而衍生的有關(guān)環(huán)境效應(yīng)，從而對人類的生存環(huán)境產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象。在我國，最嚴重的有三個方面，物種滅絕，植被破壞，土地退化等等。
1.物種滅絕：我國是世界上生物多樣性最豐富的國家之一，高等植物和野生動物物種均占世界的10%左右，基保約有200個特有屬。然而，環(huán)境污染和生態(tài)破壞導(dǎo)致了動植物生境的破壞，物種數(shù)量急劇減少，有的物種已經(jīng)滅絕。據(jù)統(tǒng)計，我國高等植物大約有4600種處于瀕危或受威脅狀態(tài)，占高等植物的15%以上，近50年來約有200種高等植物滅絕，平均每年滅絕4種；野生動物中約有400種處于瀕危或受威脅狀態(tài)，近年來，非法捕獵、經(jīng)營、倒賣、食用野生動物的現(xiàn)象屢禁不止。廣東省吳川縣非法出售犀牛角，珠海活熊取膽等案件在國際上造成了惡劣的影響。
2.植被破壞：森林是生態(tài)系統(tǒng)的重要支柱。一個良性生態(tài)系統(tǒng)要求森林覆蓋率僅13.9%。盡管建國后開展了大規(guī)模植樹造林活動，但森林破壞仍很嚴重，特別是用材林中可供采伐的成熟林和過熟林蓄積量已大幅度減少。同時，大量林地被侵占，1984～1991年全國年均達837萬畝，呈逐年上升趨勢，在很大程度上抵消了植樹造林的成效。草原面臨嚴重退化，沙化、堿化，加劇了草地水土流失和風沙危害。
3.土地退化：我國是世界上土地沙漠化較為嚴重的國家，近十年來土地沙漠化急劇發(fā)展，50～70年代年均沙化面積為1560平方公里，70～80年代年均擴大到2100平方公里，總面積已達20.1平方公里。40年來初步治理了50多萬平方公里，而目前水土流失面積已達179萬平方公里。我國的耕地退化問題也十分突出。如原來土地肥沃的北大荒地帶，土壤的有機質(zhì)已從原來的5%～8%下降到1%～2%（理想值應(yīng)不小于3%）。同時，由于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)失調(diào)，全國每年因災(zāi)害損毀的耕地約200萬畝。
（三）環(huán)境污染嚴重。我國的環(huán)境污染主要集中在三個方面，包括水污染、大氣污染、固體廢棄物污染。
1.水污染。目前中國正面臨的不得不解決的最可怕的環(huán)境危機之一是缺水和水污染。中國水資源總量居世界第六位，但人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4，在世界銀行連續(xù)統(tǒng)計的153個國家中居第88位。我國江河湖泊普遍遭受污染，全國75%的湖泊出現(xiàn)了不同程度的富營養(yǎng)化；90%的城市水域污染嚴重，南方城市總?cè)彼康?0%～70%是由于水污染造成的；對我國118個大中城市的地下水調(diào)查顯示，有115個城市地下水受到污染，其中重度污染約占40%。水污染降低了水體的使用功能，加劇了水資源短缺，未來我國水資源緊缺的形勢依然嚴峻。
2.大氣污染。中國大氣污染的程度和危害度絲毫不亞于我國的水體污染。主要分為以下幾種污染：一是二氧化硫。中國的資源消耗主要以煤炭為主，隨著煤炭消耗量的增加，二氧化硫排放總量急劇上升，由二氧化硫排放引起得酸雨污染范圍也不斷擴大，直接造成我國糧食、素菜和水果減產(chǎn)，林木死亡，土壤和水體酸化。空氣中的二氧化硫甚至引起人體呼吸系統(tǒng)疾病，造成人群死亡率增加。二是煙塵、粉塵。煙塵的主要排放源也是火電廠和工業(yè)鍋爐，由于我國目前許多電廠使用的大多為低效除塵器，因此煙塵排放量居高不下，嚴重危害大氣環(huán)境。三是機動車排氣污染。受經(jīng)濟增長的推動，我國機動車近年來數(shù)量增長迅速，汽車排放的氮氧化物、一氧化碳和碳氫化合物排放總量逐年上升。此外汽車排放的鉛也是城市空氣中重要的污染物。鉛的排放對居住在城市的居民身體健康將造成嚴重威脅。
3.固體廢棄物污染。目前我國固體廢物產(chǎn)生量持續(xù)增長，工業(yè)固體廢物每年增長7%，城市生活垃圾每年增長4%；而對于固體廢物處置能力又明顯不足，大部分危險廢物處于低水平綜合利用或簡單儲存狀態(tài)，城市生活垃圾無害化處置率僅達到20%左右。并且老的固體廢物造成的環(huán)境問題尚未得到有效解決，新問題接踵而來：廢棄電器產(chǎn)品等新型固體廢物不斷增長，農(nóng)村固體廢物污染問題日益突出。
二、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展及其現(xiàn)實意義
（一）經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的含義。可持續(xù)發(fā)展理論源于環(huán)境保護，可持續(xù)發(fā)展目前被定義為：可持續(xù)發(fā)展是既滿足當代人的需要，又不對后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展。雖然各門學(xué)科均可從各自的角度對可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵加以闡述，但其本質(zhì)是一種發(fā)展戰(zhàn)略思想已為世人所接受。1972年6月的《人類環(huán)境宣言》指出：為了這一代和將來的世世代代的利益，地球上的自然資源，其中包括空氣、水、土地、植物和動物，特別是自然生態(tài)類中具有代表性的標本，必須通過周密計劃或適當管理加以保護。要求人們改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式和生活方式，改變?nèi)祟悓τ谧匀坏膽B(tài)度。這是環(huán)境保護所賦予可持續(xù)發(fā)展的含義。
我國將經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展定義為：在經(jīng)濟發(fā)展過程中，既要考慮當前發(fā)展的需要，又要考慮未來發(fā)展的需要，不以犧牲后代人的利益為代價來滿足當代人的利益。
2002年十六大把“經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展能力不斷增強”作為全面建設(shè)的目標之一。經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展是以保護自然資源環(huán)境為基礎(chǔ)，以激勵經(jīng)濟發(fā)展為條件，以改善和提高人類生活質(zhì)量為目標的發(fā)展理論和戰(zhàn)略。它是一種新的道德觀和價值觀。
科學(xué)發(fā)展觀把社會的全面協(xié)調(diào)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展結(jié)合起來，以經(jīng)濟社會全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展為基本要求，指出要促進人與自然的和諧，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展和人口、資源、環(huán)境相協(xié)調(diào)，堅持走生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路，保證一代接一代地永續(xù)發(fā)展。從忽略環(huán)境保護受到自然界懲罰，到最終選擇經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，是人類歷史進化中的一次歷史性重大轉(zhuǎn)折。
（二）經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展對我國經(jīng)濟建設(shè)的現(xiàn)實意義。實施經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，是關(guān)系中華民族生存和發(fā)展的長遠大計。我國只有堅定不移地實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，正確處理經(jīng)濟發(fā)展與人口、資源、環(huán)境的關(guān)系，促進人和自然的協(xié)調(diào)和和諧，努力開創(chuàng)生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展之路，才能順利實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的宏偉目標，才能為中華民族世世代代的生存發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。
經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略為我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)指明了正確方向。我國是世界上人口最多的發(fā)展中國家，人均資源很有限，必須始終堅持把控制人口、節(jié)約資源、保護環(huán)境放在重要的戰(zhàn)略位置。能不能堅持做好人口、資源、環(huán)境工作，關(guān)系到我國經(jīng)濟和社會安全，關(guān)系到我國人民生活的質(zhì)量，關(guān)系到中華民族生存和發(fā)展的長遠大計。
經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略豐富和發(fā)展建設(shè)中國特色社會主義理論。可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略反映了經(jīng)濟發(fā)展與人口、資源、環(huán)境相互協(xié)調(diào)，當前發(fā)展與未來發(fā)展相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)均衡持續(xù)發(fā)展的思想。可持續(xù)發(fā)展思想揭示了中國特色社會主義建設(shè)的客觀規(guī)律，是建設(shè)中國特色社會主義的重要組成部分。
三、經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護沖突和協(xié)調(diào)并存
（一）我國長期以來的以犧牲環(huán)境來謀求經(jīng)濟的發(fā)展。我國經(jīng)濟發(fā)展也如世界工業(yè)化國家一樣，經(jīng)歷了一個對經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律從自然遵循到自覺遵循的長期過程。以后，在解放思想，改革開放的思想指導(dǎo)下，蘊藏在人民群眾和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的巨大生產(chǎn)力得到極大的解放，我國經(jīng)濟發(fā)展速度突飛猛進，經(jīng)濟建設(shè)取得了巨大成就，社會發(fā)展狀況也有了很大改觀，貧困人口大幅度減少，城鄉(xiāng)居民生活水平得到有效改善，社會公平得到有效保障和體現(xiàn)，經(jīng)濟總量也躍居世界第二，綜合國力得到極大加強。這是我們引以為豪的。但是，與此同時，存在著問題的另一方面，我國的人口數(shù)量壓力巨大；資源和生存空間相對緊張；人均淡水、耕地、森林、草地資源和重要的礦產(chǎn)資源不到世界平均的一半。此外，廢水、廢氣、固體廢物等主要工業(yè)污染物的排放量繼續(xù)增加，以城市為中心的環(huán)境污染仍在繼續(xù)，并逐漸向農(nóng)村蔓延。尤其是在過去的幾十年間，片面追求GDP數(shù)量的增長，只注重經(jīng)濟效益，極力推行掠奪性消耗自然資源的經(jīng)濟增長方式，導(dǎo)致經(jīng)濟社會發(fā)展出現(xiàn)了一系列問題。從總體上看，以往我國經(jīng)濟增長主要是依靠增加物質(zhì)資本和勞動投入，約占國內(nèi)生產(chǎn)總值的70%，加之我國生產(chǎn)技術(shù)與管理水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次都比較低，地區(qū)間低水平重復(fù)建設(shè)等原因，造成經(jīng)濟增長投入大、消耗高、效益差，對環(huán)境污染加劇。據(jù)統(tǒng)計，我國單位生產(chǎn)總值綜合能耗，相當于世界平均水平的3、8倍，美國的4.3倍，日本的11.3倍，工業(yè)勞動生產(chǎn)率只有美國的5%，因此，這樣的快速增長持續(xù)的時間越長，對資源環(huán)境的壓力越大，我們必須轉(zhuǎn)變發(fā)展方式。
（二）環(huán)境庫茲涅茨曲線與加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級。環(huán)境庫茲涅茨曲線是通過人均收入與環(huán)境污染指標之間的演變模擬，說明經(jīng)濟發(fā)展對環(huán)境污染程度的影響，也就是說，在經(jīng)濟發(fā)展過程中，環(huán)境狀況先是惡化而后得到逐步改善。對這種關(guān)系的理論解釋主要是圍繞三個方面展開的：經(jīng)濟規(guī)模效應(yīng)與結(jié)構(gòu)效應(yīng)和政府對環(huán)境污染的政策與規(guī)制。
隨著人均收入的增長，經(jīng)濟規(guī)模變得越來越大。對于一個發(fā)展中的經(jīng)濟，需要更多的資源投入。而產(chǎn)出的提高意味著廢棄物的增加和經(jīng)濟活動副產(chǎn)品——廢氣排放量的增長，從而使得環(huán)境的質(zhì)量水平下降。這就是所謂的規(guī)模效應(yīng)。同時，經(jīng)濟的發(fā)展也使其經(jīng)濟結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了變化。當一國經(jīng)濟從以農(nóng)耕為主向以工業(yè)為主轉(zhuǎn)變時，環(huán)境污染的程度將加深，因為，伴隨著工業(yè)化的加快，越來越多的資源被開發(fā)利用，資源消耗速率開始超過資源的再生速率，產(chǎn)生的廢棄物數(shù)量大幅增加，從而使環(huán)境的質(zhì)量水平下降；而當經(jīng)濟發(fā)展到更高的水平，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進一步升級，從能源密集型為主的重工業(yè)向服務(wù)業(yè)和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移時，環(huán)境污染減少，這就是結(jié)構(gòu)變化對環(huán)境所產(chǎn)生的效應(yīng)。實際上，結(jié)構(gòu)效應(yīng)暗含著技術(shù)效應(yīng)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級需要有技術(shù)的支持，而技術(shù)進步使得原先那些污染嚴重的技術(shù)為較清潔技術(shù)所替代，從而改善了環(huán)境的質(zhì)量。正是因為規(guī)模效應(yīng)與技術(shù)效應(yīng)二者之間的權(quán)衡，才使得在第一次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級時，環(huán)境污染加深，而在第二次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級時，環(huán)境污染減輕，從而使環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系呈倒“U”形曲線。
我國正好處于經(jīng)濟從以農(nóng)耕為主向以工業(yè)為主轉(zhuǎn)變時期，環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展之間的矛盾尤其尖銳，將環(huán)境保護與經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展協(xié)調(diào)統(tǒng)一顯得更加迫切。
四、環(huán)境保護與經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展協(xié)調(diào)統(tǒng)一的建議
如果經(jīng)濟發(fā)展的目標是為了提供社會需要和人類的幸福，那么環(huán)境保護的目標就是保證環(huán)境、經(jīng)濟和社會協(xié)調(diào)，同步發(fā)展。具體的講，實現(xiàn)經(jīng)濟效益，環(huán)境效益和社會效益的統(tǒng)一。具體的措施有三。
（一）完善環(huán)境保護法律體系是實現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)保障。環(huán)境標志，又被稱為“綠色通行證”，是指對于那些從生產(chǎn)到消費直至回收處理的一系列過程中不會對生態(tài)環(huán)境和人身健康造成危害的產(chǎn)品，經(jīng)有關(guān)政府主管部門審查批準，可在其包裝上表明其已達到環(huán)保要求或可回收再用的特定標志。自德國于1987年首推“藍衣大使”環(huán)保標志認證制度以來，許多發(fā)達國家也相繼實行綠色標志制度。我國也于1994年5月1日正式成立了環(huán)境標志產(chǎn)品認證委員會。目前，我國應(yīng)從法律上保證該項制度的順利實施，盡快出臺適合我國的環(huán)境標志制度實施細則和管理條例，以確保所有符合環(huán)境標準的產(chǎn)品都能得到環(huán)境標志的認證。從長遠利益看，實行環(huán)境標志，不但可以使我國企業(yè)增強在國際市場的競爭力，更有利于提高世界各國人民的環(huán)保意識和身體健康，對于實現(xiàn)全球的可持續(xù)發(fā)展有重要的促進作用。
（二）科學(xué)規(guī)劃管理是實現(xiàn)環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展目標的根本手段。當前規(guī)劃管理的主要任務(wù)是把自然生態(tài)保護納入規(guī)劃控制之下。針對我國主要的自然生態(tài)問題，應(yīng)著手制訂土地利用規(guī)劃，特別是農(nóng)田保護規(guī)劃；水土流失治理規(guī)劃及森林生態(tài)系統(tǒng)保護規(guī)劃；草原保護規(guī)劃；沙漠化治理規(guī)劃；物種保護規(guī)劃；海洋生態(tài)保護等規(guī)劃。目前我國政府正加緊建立自然生態(tài)環(huán)境檢測和保護體系工作，但仍需加強，切實扭轉(zhuǎn)生態(tài)環(huán)境惡化的勢頭。
（三）轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長模式是可持續(xù)發(fā)展道路的必由之路。為實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟增長方式必須從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，摒棄以大量消耗資源和粗放經(jīng)營為特征的傳統(tǒng)發(fā)展模式，加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，有利于實現(xiàn)我國經(jīng)濟的持續(xù)、穩(wěn)定、健康的運行和發(fā)展，也有利于污染控制和生態(tài)環(huán)境保護。不斷追求理性高效，均衡持續(xù)，少用資源，少用能源，少犧牲生態(tài)環(huán)境，綜合降低自然成本、社會成本、制度成本、管理成本前提下的“品質(zhì)好的GDP”。
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關(guān)鍵詞：污染、溫室效應(yīng)、環(huán)境惡化、資源枯竭、環(huán)保意識教育
中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）06（b）-0000-00
二十世紀以來，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，推動了社會的進步，滿足了人民日益增長的物質(zhì)生活的需要，同時也帶來了環(huán)境惡化，資源枯竭等一系列負面問題。大量二氧化碳的排放，使我們耐以生存的地球飽受到了“溫室效應(yīng)”的煎熬，給人類頻繁造成嚴重的災(zāi)難。因此，結(jié)合物理教學(xué)內(nèi)容，強化環(huán)保意識教育。將教材中物理知識緊密的與生活實際問題聯(lián)系起來，不斷地滲透環(huán)境保護思想，是非常必要的。
1 將生活中的污染現(xiàn)象與物理教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系起來，強化環(huán)保意識。
“生活情景物理化，物理知識生活化”是初中物理教學(xué)的基本方法，各種污染現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，危害和防治，又滲透在物理教學(xué)教材的各個知識點中，在教學(xué)中融合環(huán)保教育，無處不在。譬如，1，九年級物理第十六章【熱和能】，熱機的工作實質(zhì)，是燃料的燃燒釋放化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能。燃料汽油、柴油的燃燒，會產(chǎn)生二氧化碳和煙塵。二氧化碳大量排放加劇了‘‘溫室效應(yīng)’’，使全球變暖，影響了生態(tài)環(huán)境。煙塵大量排放，影響空氣質(zhì)量，造成大氣污染。煤炭中含有大量的硫，燃燒時有生成二氧化硫等物質(zhì)，致使雨水中酸度升高，形成酸雨，腐蝕建筑物，土壤酸化，嚴重的影響了植物的生長。所以，低碳減排是當今生活中的一個非常重要的問題，引導(dǎo)學(xué)生從生活每個細節(jié)做起，樹立環(huán)保意識。2，八年級物理第四章【電學(xué)】講到，電池電源是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電池的內(nèi)部含有許多化學(xué)物質(zhì)，有些有毒，有些是重金屬。如果將其廢品胡亂丟棄，會對周圍水源，土壤造成嚴重污染。進一步影響植物生長，影響了人的生活，破壞了生態(tài)環(huán)境。在授課之余，倡導(dǎo)同學(xué)加入到‘收集，處理廢電池等固體垃圾’這一項環(huán)保事業(yè)中去，全民保護環(huán)境，保護我們的家園。3，在八年級物理第八章【聲現(xiàn)象】教材中，把‘振動物體不規(guī)則振動產(chǎn)生的聲音，嚴重影響了人的正常工作，生活和學(xué)習(xí)叫做噪聲’。會對周圍環(huán)境產(chǎn)生噪聲污染，其強度達到100分貝以上，長期生活在此環(huán)境中的人，輕則頭暈眼花，心跳加快，神經(jīng)系統(tǒng)紊亂；重則死亡。在鬧市區(qū)廠礦企業(yè)等環(huán)境，噪聲危害日趨嚴重。在教學(xué)中教給學(xué)生噪聲產(chǎn)生的原因，危害以及聲學(xué)知識外，詳細交代如何科學(xué)有效的防止減小噪聲危害的方法和途徑。譬如；在聲源，在傳播過程中，在人耳處如何減小噪聲危害。通過這一節(jié)學(xué)習(xí)，同學(xué)既掌握了噪聲的特性，危害，又掌握了防止減弱途徑，教知識的同時滲透了環(huán)保知識。4，九年級物理第十七章第二節(jié)【核能】中講到，核能是一種新型能源，利用重核裂變和輕核聚變，釋放出巨大的原子能。1千克鈾全部裂變，釋放出的能量超過2000噸標準煤完全燃燒時釋放的能量。鏈式反應(yīng)如果不加控制，大量原子核就會在一瞬間發(fā)生裂變，釋放出極大的能量。1945年利用不可控核裂變制造的毀滅性的武器---原子彈。如果核裂變加以控制，核心設(shè)備是核反應(yīng)堆，使其能量緩慢的、平穩(wěn)的、釋放出來，建成核電站利用核能發(fā)電，將會給那些水利資源、化石能源缺乏的地區(qū)提供電能，也給人類解決能源危機帶來希望。但是核能開發(fā)和利用，需要先進的，純熟的科學(xué)技術(shù)。如果放射線泄漏到核反應(yīng)堆的外面，會對人和其他生物造成嚴重的傷害，形成核污染。1986年，烏克蘭境內(nèi)的切爾諾貝利核電站，發(fā)生嚴重事故，造成核泄漏。當?shù)丨h(huán)境惡化，切爾諾貝利市變成一片廢墟，該地區(qū)居民已全部遷移。給周邊地區(qū)造成的次生危害還將存在。因此，將核污染現(xiàn)象造成的危害和物理教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生扎實有效的掌握科學(xué)知識，同時強化環(huán)保意識，在將來開發(fā)利用新型能源時嚴格的制定安全措施和安全指標。既開發(fā)了新能源，又防止了污染保護了環(huán)境。
其實，生活中還有更多的污染現(xiàn)象，如光污染，水污染等等，這些現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，危害和相關(guān)知識點，防止方法及措施在物理教學(xué)中隨處可見。因此，在物理教學(xué)中融合環(huán)保教育，使同學(xué)在掌握知識時，樹立環(huán)保意識。在以后認識自然，改造自然過程中，按規(guī)律辦事，從而有效地防止由各種污染引起環(huán)境惡化。
2 教學(xué)中突出“能源與持續(xù)發(fā)展的關(guān)系”，樹立節(jié)能思想，強化環(huán)保意識
九年級物理第十七章【能源與可持續(xù)發(fā)展】一章，講到世界能源結(jié)構(gòu)百分之八十以上是化石能源。占首位的是煤炭，其次是石油和天然氣，既是常規(guī)能源也是不可再生的能源。
近二三百年以來，人類相繼發(fā)明了蒸汽機，內(nèi)燃機電動機等動力機械，使生產(chǎn)力得到飛速發(fā)展。但是，能源消耗也急劇增長。就標準煤來說，全世界消耗在1950年為26億噸，1987年為110億噸，2000年為130億噸，今天呈繼續(xù)增長趨勢。研究人員估計，按目前開采速度開采石油，地球上的石油貯藏將在幾十年內(nèi)開采完，煤貯藏量稍多一點，但也將在二百年左右時間內(nèi)開采完。這些不可再生的能源開采完后，不可能在短時期內(nèi)得以產(chǎn)生，早能源枯竭。
第一，“三問”而提升
問題1采用哪些簡單機械將底樓的一堆書提升至二樓？
策略分析這個問題的引入，充分激發(fā)學(xué)生對簡單機械的思考，借此復(fù)習(xí)前面的杠桿、滑輪、滑輪組、斜面等簡單機械，并結(jié)合實際生活問題得以鞏固.學(xué)生分別結(jié)合每種簡單機械的特點來解決這一實際問題，真正達到學(xué)以致用的效果.而學(xué)生經(jīng)過交流，一般可以想到多種簡單機械，如下圖所示.
問題2請問，我們選擇這些簡單機械的目的是什么？
策略分析學(xué)生發(fā)現(xiàn)使用這些機械有的是為了省力，有的是為了改變力的方向等，進一步復(fù)習(xí)了簡單機械的特征.
問題3無論使用哪種機械，我們的最終目的是什么？我們能否達到省功的目的.
策略分析這個問題首先引入“我們的目的是什么？”，即讓學(xué)生思考，我們使用機械做功的過程是為了滿足某種目的，這樣就是為了讓學(xué)生在復(fù)習(xí)理解功的原理的基礎(chǔ)之上，進一步為引導(dǎo)學(xué)生理解有用功、額外功、總功服務(wù)，且追問學(xué)生能否達到省功的目的，在第三節(jié)《功》的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生已經(jīng)初步了解到使用任何機械都不能省功的原理，這次拋出這個問題，再次引入學(xué)生的思考，從而激發(fā)再次探究動滑輪的興趣.
第二，典范到普及，突破重難點
1.再探動滑輪
教材以再探動滑輪為實驗，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗活動理解有用功、額外功、總功，并為理解機械效率做好充分的準備，而實驗的本身體現(xiàn)在兩個重點之中，第一“再”，即學(xué)生在學(xué)習(xí)動滑輪的時候，對動滑輪之間力的關(guān)系，繩子自由端和物體移動距離的關(guān)系已經(jīng)有所掌握.第二“探動滑輪”，在這個實驗過程中，我們的目的是讓學(xué)生探究動滑輪克服物體重力所做的功與此時拉力對整個動滑輪做的功是否相等，學(xué)生就動滑輪做功的問題進行進一步的探究，能從做功的角度分析動滑輪存在什么樣的問題.因此，在本次實驗探究過程中，我們在引導(dǎo)學(xué)生用好原有知識和技能的前提下，要有新的收獲.筆者用以下三個環(huán)節(jié)來達到理想效果.
（1）注意細節(jié).引導(dǎo)學(xué)生去思考這幾個細節(jié)問題，引導(dǎo)學(xué)生在對動滑輪有所了解的情況下進行進一步地思考和交流，以提升學(xué)生的思維深度.①S 、h這兩個物理量如何測更方便，如果樓房高10 m，我們可以引導(dǎo)學(xué)生取一個固定值，如10 cm等，并追問是否要同時測量S 、h，學(xué)生會根據(jù)S =2h，獲知，測一組數(shù)據(jù)即可.②追問學(xué)生：為了得到一個普遍的規(guī)律，在實驗過程中一般如何解決？很快獲知一般測三組數(shù)據(jù)，以排除偶然現(xiàn)象.并建議學(xué)生物重分別測兩個鉤碼、四個鉤碼、六個鉤碼.（這樣的建議，也是為后面數(shù)據(jù)的對比作好鋪墊）.③能否“靜測”拉力F，或者如何測出拉力F.這個問題的引入，對學(xué)生而言是很有難度和挑戰(zhàn)性的，學(xué)生即使知道要勻速豎直向上拉動繩子的自由端，讀出彈簧測力計的示數(shù)，這時的示數(shù)就是我們預(yù)期中的拉力F，卻不知道為什么.這時我們要采用啟發(fā)式提問追問這樣幾個問題：a.測量動滑輪克服物體重力所做的功，做功的條件是什么，我們測量時，靜止時測出拉力還是拉動時測量拉力？（根據(jù)做功的條件獲知拉動了才做功）b.既然要拉動時測量，對這個拉動又有什么要求呢？（物體只有做勻速直線運動，動滑輪對物體的拉力才等于物體的重力，此時動滑輪對物體做的功才是克服物體重力所做的功，因此要拉著繩的自由端做勻速豎直向上的運動）.這兩個啟發(fā)式的提問，充分激發(fā)了學(xué)生對測量F的理解，讓學(xué)生在思考的前提下，真正理解為什么要這樣測量F.這樣的三個注意點一解決，學(xué)生很快就通過實驗操作落實到行動中，從而真正訓(xùn)練了學(xué)生對相關(guān)實驗器材、實驗過程的技能，提升了學(xué)生對動滑輪探究的認知深度和廣度.
（2）巧設(shè)玄機.取三個不同質(zhì)量的動滑輪，隨機地分布在學(xué)生的分組實驗之中，并引導(dǎo)學(xué)生在測量過程中對比自己的數(shù)據(jù)和其他組的數(shù)據(jù)，激發(fā)學(xué)生對數(shù)據(jù)進一步分析的興趣.學(xué)生在測量后會不經(jīng)意地交流彼此的測量數(shù)據(jù)，在發(fā)現(xiàn)差異較大后，從而進一步分析實驗數(shù)據(jù)差異的原因，不僅激發(fā)了學(xué)生對實驗過程和生成數(shù)據(jù)的再思考，還考驗了學(xué)生對實驗細節(jié)的掌握程度，能達到充分運用課堂中實際生成的真實數(shù)據(jù)來解決我們需要解決的問題.
（3）聯(lián)系實際，提升認識.①在實驗數(shù)據(jù)中，學(xué)生會很快發(fā)現(xiàn)動滑輪克服物體重力所做的功總比當時拉力對整個動滑輪做的功要小.在這種情況下，老師進一步引導(dǎo)，學(xué)生會真正理解什么是有用功，什么是總功，什么是額外功.并聯(lián)系學(xué)生列舉的幾種簡單機械提升物體的辦法，讓學(xué)生在此對這些機械做功過程中的有用功、額外功、總功進行判斷，讓學(xué)生在實際應(yīng)用過程中，再次加深對三種功的理解.②讓學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗，談?wù)勆钪袑τ杏霉皖~外功在總功中所占比例的需求，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實生活中，人們都希望有用功在總功中所占比例越大越好，從而引出機械效率，獲知機械效率的計算公式，感受機械效率在生活中的意義.
2.計算機械效率，訓(xùn)練提升
通過學(xué)生對測量數(shù)據(jù)的認識，讓學(xué)生通過計算發(fā)現(xiàn)機械效率所隱含的物理特征，學(xué)生在計算都可以發(fā)現(xiàn)機械效率是沒有單位的，是一個百分數(shù).第二發(fā)現(xiàn)我們的幾組數(shù)據(jù)的機械效率都是小于100%，經(jīng)過分析獲知，我們用簡單機械進行工作的過程中，額外功是不得不存在的，這樣就導(dǎo)致機械效率小于100%.
3.深入分析，加深理解
經(jīng)過本人的課堂教學(xué)，我們分別采用了0.5 N、0.2 N和0.1 N的動滑輪做實驗，而學(xué)生的數(shù)據(jù)之中，我選擇了學(xué)生通過不同動滑輪產(chǎn)生的三大組數(shù)據(jù)，學(xué)生可以仔細分析表格中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，機械效率會隨著物重的增加而提高，此時我們就要引導(dǎo)學(xué)生分析機械效率變大的原因，在老師的引導(dǎo)下和數(shù)據(jù)的分析下，并結(jié)合實際經(jīng)驗，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)當動滑輪重不變時，物重增加就是增加了有用功，而額外功幾乎不變的情況下（摩擦?xí)S著物重的增加發(fā)生微小的增加，可忽略），我們可以通過增大有用功來提高動滑輪這種簡單機械的機械效率，再進一步分析可以發(fā)現(xiàn)，當物重一定時，動滑輪越重，機械效率就越低，這里可以分析得到，提升物體的過程中，對動滑輪做的功是額外功，當有用功不變時，額外功變小了，有用功所占比值就增大，機械效率就增大.依次分析推理，要提高機械效率，我們有兩種方法，即增大有用功或減小額外功，而增加物重則是增大有用功的方法之一，而減小額外功除了減小動滑輪重以外，我們還有減小摩擦等方法.這個過程中，不僅引導(dǎo)學(xué)生理解了提高機械效率的方法，還提升了學(xué)生的分析數(shù)據(jù)的能力，科學(xué)推理的能力，更有效地幫助學(xué)生提升了自主學(xué)習(xí)和分析問題的能力.
第三，區(qū)分提升
功率和機械效率、省力情況和機械效率的關(guān)系，這是提升學(xué)生對機械效率概念理解的一個問題，在理解機械效率的過程中，也同時提升了學(xué)生對功率和省力杠桿的理解.對此我們可以拋出這樣兩個問題給學(xué)生判斷是否正確：1.功率大的機械，機械效率一定高；2.越省力的機械，機械效率一定越高.這兩個問題的拋出，讓學(xué)生沒有把握去直接判斷它們的正確與否，學(xué)生必須從自己的知識儲備、生活經(jīng)驗中尋找對功率和省力機械的理解，并與今天所學(xué)的機械效率進行對比，通過實際的例子來判斷其中是否存在題目所描述的關(guān)系.這時面對學(xué)生的思維停頓，我們可以引導(dǎo)學(xué)生去交流討論一下，在這個過程中，學(xué)生不僅將自己的對三個物理概念認識進行系統(tǒng)化的分析和羅列，并交流彼此對這是三者關(guān)系的看法，采用反證法、排除法等方法，將最終結(jié)論獲知.比如學(xué)生可以舉例，在滑輪組中，動滑輪越多越省力，但是如果提升同一物體時，動滑輪多就越省力，卻大大增大了額外功，從而降低了機械效率.這樣的推理不僅要求學(xué)生對原有概念有較為準確的認識，還要結(jié)合機械效率，進行對比和分析.從而進一步理解功率和機械效率、省力情況和機械效率是沒有必然關(guān)聯(lián)的.
第四，情感目標的有效升華
關(guān)鍵詞：生物質(zhì)能源；生物質(zhì)能
一、生物質(zhì)能源定義
生物質(zhì)是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產(chǎn)生的各種有機體，即一切有生命的可以生長的有機物質(zhì)通稱為生物質(zhì)。它包括植物、動物和微生物。生物質(zhì)能（biomass energy），就是太陽能以化學(xué)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。依據(jù)來源的不同，分為林業(yè)資源、農(nóng)業(yè)資源、生活污水和工業(yè)有機廢水、城市固體廢物和畜禽糞便等五大類。
二、生物質(zhì)能源的特點
（1）可再生性――生物質(zhì)能源是從太陽能轉(zhuǎn)化而來，儲存在生物質(zhì)內(nèi)部，地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有1730億噸，其中蘊含的能量相當于全世界能源消耗總量的10-20倍，其取之不盡、用之不竭，可實現(xiàn)能源的永續(xù)利用。與風能、太陽能等同屬可再生能源。
（2）清潔、低碳――生物質(zhì)能源屬于清潔能源，其生物質(zhì)的硫、氮有害物質(zhì)含量低，燃燒過程中生成的SOX、NOX較少；由于它在生長時需要的二氧化碳相當于它排放的二氧化碳的量，因而對大氣的二氧化碳凈排放量近似于零。能夠有效減少二氧化碳的凈排放量，降低溫室效應(yīng)。
（3）分布廣泛的可替代能源――目前我國生物質(zhì)資源可轉(zhuǎn)換為能源的潛力約5 億噸標準煤，今后隨著擴大造林面積的和經(jīng)濟社會的發(fā)展，我國生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)換為能源的潛力可達10 億噸標準煤。在傳統(tǒng)能源日漸枯竭的情況下，生物質(zhì)能源是理想的替代能源，被譽為繼煤炭、石油、天然氣之外的“第四大”能源。
三、我國目前生物質(zhì)能源經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀
目前以生物質(zhì)能源開發(fā)帶動的經(jīng)濟發(fā)展主要存在如下幾點問題
（1）認識不夠；
（2）國家扶持政策單一；
（3）規(guī)劃布局合理能性差；
（4）創(chuàng)新不足，發(fā)展粗放單一。
四、克服生物質(zhì)能源經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀實現(xiàn)循環(huán)、低碳經(jīng)濟
（1）加強生物質(zhì)能源經(jīng)濟認知
我國未來生物資源潛能巨大，而石油、天然氣資源將在2050年前被罄盡的看法已被公認。煤的資源也只能再滿足100～200年的需求，但其低碳排放的清潔利用技術(shù)還需花力氣開發(fā)。但我國能源界卻有這樣的觀點――生物質(zhì)能源成不了“大氣候”，理由之一是生物質(zhì)原料來源有限、分散，且規(guī)模化生產(chǎn)存在技術(shù)和成本約束。究其主要原因是相對于煤炭、石油、天然氣這些傳統(tǒng)能源，中國生物質(zhì)能源和生物化產(chǎn)業(yè)起步較晚，規(guī)模較小，總體發(fā)展水平還很低。這些對生物質(zhì)的誤解已影響了決策部門，極大阻礙了生物質(zhì)能源經(jīng)濟發(fā)展。而與此同時，全球致力于生物質(zhì)能源的產(chǎn)業(yè)并未停止發(fā)展的步伐。2012年2月歐盟委員會通過了歐洲生物經(jīng)濟戰(zhàn)略，2012年4月美國了《國家生物經(jīng)濟藍圖》，2013年7月，德國了生物經(jīng)濟戰(zhàn)略，這些國家分別就推動生物經(jīng)濟，擺脫對化石能源的依賴等方面制定了新的戰(zhàn)略、布局，力圖在末來生物經(jīng)濟競爭中占有有利地位。聯(lián)合國能源署也預(yù)計到2050年，生物質(zhì)能源將占全球人類總能源消耗的50%以上。生物質(zhì)能源將是未來能源的主戰(zhàn)場。打好生物質(zhì)能源經(jīng)濟這場硬杖，首先要從上層統(tǒng)一思想。從戰(zhàn)略、策略、經(jīng)濟性、環(huán)保、法律及制度等方面，加強解決配套政策問題，提高對生物質(zhì)能源經(jīng)濟重要性的認識。
（2）國家扶持政策多元化
過去國家對生物質(zhì)能多采取補貼手段。但補貼門檻高，手續(xù)繁瑣、先墊后補方式給企業(yè)帶來困擾。國家應(yīng)學(xué)習(xí)國外成功經(jīng)驗，加大扶持的力度和廣度，從稅收優(yōu)惠、融資擔保、技改貼息、租金補貼、技術(shù)研發(fā)等多方面入手。例如瑞典征收二氧化碳排放稅和能源稅，但對于可再生燃料，免征二氧化碳稅，只征收能源稅，如果企業(yè)投資建設(shè)相關(guān)新項目，可申請國家或者歐盟的補助金。美國能源獨立與安全法案中要求化石燃料供應(yīng)商每年達到一比例的生物燃料混配。
（3）項目建設(shè)初期合理布局
中國原料種植地域分散，種植數(shù)量有限，收集及運輸成本等問題，離支撐生物質(zhì)能和生物化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還有很大差距，例如①生物發(fā)電方面：根據(jù)國家能源局規(guī)劃，我國生物質(zhì)發(fā)電到2015年將達到1300萬千瓦，2020年生物質(zhì)發(fā)電裝機3000萬千瓦的發(fā)展目標。而另一方面生物質(zhì)發(fā)電卻是一個依賴政府補貼產(chǎn)業(yè)，2010年7月，國家發(fā)改委《關(guān)于完善農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電價格政策的通知》，明確生物質(zhì)發(fā)電統(tǒng)一執(zhí)行標桿上網(wǎng)電價為0.75元/千瓦時，而政府對企業(yè)的補貼則是0.3元/千瓦時。即便在如此高的補貼下，生物質(zhì)能龍頭凱迪電力，其2010年的相關(guān)營收也只有9000余萬，不到其總營收的3%。②生物燃料方面：國際上比較成熟、且技術(shù)難度較小燃料乙醇是以糧食為原料工藝路線。巴西以甘蔗為原料，美國以玉米為原料，而中國人口眾多用大量糧食做燃料乙醇不可行，這些都說明，生物質(zhì)能源發(fā)展整體要求生物質(zhì)集中、數(shù)量足夠豐富、具備一定的規(guī)模與其原料分散、不足、季節(jié)性、運行成本居高不下相矛盾。所以在哪些生物質(zhì)原料比較豐富且集中地區(qū)有序、規(guī)模的發(fā)展哪些生物質(zhì)能源需要國家、省、市各部分規(guī)劃統(tǒng)籌。
（4）多樣化、多途徑發(fā)展生物質(zhì)能源經(jīng)濟
目前，我國生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展有的已具備一定規(guī)模，有的已經(jīng)濟進入產(chǎn)業(yè)化階段，也積累了一些豐富的經(jīng)驗，如戶用沼氣技術(shù)。但筆者認為我國生物質(zhì)能源化發(fā)展多為直接燃燒途徑，在熱化學(xué)轉(zhuǎn)換和生物化學(xué)轉(zhuǎn)換方面較少，未來應(yīng)多樣化、多途徑發(fā)展。如以下幾個產(chǎn)業(yè)：
①微藻制油產(chǎn)業(yè)：微藻是簡單的單細胞植物，這種原料屬于低等植物。光轉(zhuǎn)化油脂的轉(zhuǎn)化效率能夠達到12%。傳統(tǒng)生物柴油所需原料均為油料高等植物，其光轉(zhuǎn)化油脂的轉(zhuǎn)化效率最高僅1%，且由于油料植物的油脂面積產(chǎn)率不高，發(fā)展生物柴油必然要占用大量耕地，影響糧食生產(chǎn)。而微藻種類繁多、分布廣、繁殖快，可直接利用陽光、二氧化碳及氮磷等簡單營養(yǎng)物質(zhì)快速生長，并在胞內(nèi)合成大量油脂，為生物柴油生產(chǎn)提供新的油脂資源，有資料顯示，同樣一畝地，種植大豆和微藻，產(chǎn)油率的差距是50-100倍。”可見高品質(zhì)的微藻油、高蛋白的微藻渣能擔綱固碳減排的角色。其實現(xiàn)商業(yè)化放大在經(jīng)濟上是可行的。
②生物塑料產(chǎn)業(yè)：生物塑料的研制都是從純植物中獲取，植物中含有大量淀粉和蛋白質(zhì)，這也是生物塑料中丙烯酸、聚乳酸的主要來源，在植物中提取的丙烯酸、聚乳酸等再經(jīng)過各種工藝生產(chǎn)制成生物可降解塑料材料，這在很大程度上避免了傳統(tǒng)塑料在自然條件下不會降解，燃燒又會釋放出有害氣體等對環(huán)境的污染和破壞。
③有機廢物肥料產(chǎn)業(yè)：北京嘉博文生物科技有限公司聯(lián)手中國環(huán)境科學(xué)研究院、清華大學(xué)共同完成，有機廢物生物強化腐殖化及腐植酸高效提取循環(huán)利用技術(shù)，解決傳統(tǒng)堆肥效率低、產(chǎn)品質(zhì)量差、過程二次污染難控三大技術(shù)難題。目前已在國家餐廚廢棄物資源化利用試點城市中建設(shè)了14個規(guī)模化處理廠。
④生物丁醇燃料產(chǎn)業(yè)：生物丁醇作為生物燃料時其蒸汽壓力低，與汽油混合時對雜質(zhì)水的寬容度大，而且腐蝕性較小。在燃料性能和經(jīng)濟性方面有明顯優(yōu)勢，能以更高比例與汽油混合，而無需對車輛進行改造，單位體積儲存的能量也更高，目前日本開發(fā)出利用廢棄柑橘、蘋果、甜菜、甘薯、稻草、廢紙以及木材生產(chǎn)紙漿后的廢棄物，都可以用來生產(chǎn)生物丁醇。
