辦公與大型公共建筑能源測評及診斷技術(shù)指導(dǎo)意見和電化學(xué)技術(shù)在新能源中的利用

天津市政府辦公建筑與大型公共建筑能源測評與診斷技術(shù)指導(dǎo)意見（試行）天津大學(xué)天津市建筑設(shè)計(jì)院天津市城市建設(shè)學(xué)院編制說明為建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，大力發(fā)展節(jié)能省地型建筑，緩解我國能源短缺與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾，也為天津市的可持續(xù)發(fā)展，降低建筑能耗，掌握現(xiàn)有政府辦公型建筑與大型公共建筑能耗現(xiàn)狀，特制定本實(shí)施方案，同時(shí)，該方案的制定也將為天津市建筑能耗審計(jì)、能耗定額等工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本技術(shù)指導(dǎo)意見由天津大學(xué)、天津市建筑設(shè)計(jì)院、天津市城市建設(shè)學(xué)院聯(lián)合編制。編制原則力求與建設(shè)部要求一致，使其具有良好的適用性、連貫性，堅(jiān)持其可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)。編制過程中盡可能采用先進(jìn)的測試技術(shù)手段，形成一整套技術(shù)方法、措施，力求做到全面而詳細(xì)，注重形成天津特色，為其它工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目錄TOC\o"1-3"\h\z\u1.總則本實(shí)施方案適用于對既有政府辦公建筑與大型公共建筑能耗現(xiàn)狀詳細(xì)調(diào)查、測試、診斷分析。對其它建筑的建筑能耗現(xiàn)狀詳細(xì)調(diào)查、測試和診斷分析，以及建筑能耗的普查工作，可以參考本技術(shù)實(shí)施方案。本實(shí)施方案的制定依據(jù)：中華人民共和國節(jié)約能源法中華人民共和國審計(jì)法中華人民共和國統(tǒng)計(jì)法中華人民共和國審計(jì)法實(shí)施條例中華人民共和國統(tǒng)計(jì)法實(shí)施條例中華人民共和國建筑節(jié)能管理?xiàng)l例國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定（國發(fā)［2006］28號）民用建筑節(jié)能管理規(guī)定（中華人民共和國建設(shè)部令第143號）關(guān)于加強(qiáng)大型公共建筑工程建設(shè)管理的若干意見（中華人民共和國建設(shè)部、國家發(fā)展和改革委員會、財(cái)政部、監(jiān)察部、審計(jì)署；建質(zhì)［2007］1號）國家標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189-2005)國家標(biāo)準(zhǔn)《企業(yè)能源審計(jì)技術(shù)通則》(GB17166-1997)國家標(biāo)準(zhǔn)《節(jié)能監(jiān)測技術(shù)通則》(GB15316-94)天津市標(biāo)準(zhǔn)《天津市公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(DB29-153-2005)2.術(shù)語政府辦公建筑和大型公共建筑政府建筑包括人大、政協(xié)、黨委所使用的建筑；大型公共建筑指單體建筑面積在2萬平方米以上的公共建筑。特異外形公共建筑非常規(guī)幾何形狀外形或非常規(guī)建筑材料建造的公共建筑。建筑物用能系統(tǒng)與建筑物同步設(shè)計(jì)、同步安裝的用能設(shè)備和設(shè)施。公共建筑的用能設(shè)備主要是指采暖空調(diào)系統(tǒng)、照明、辦公設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、生活用能設(shè)備和其它使用一次能源和二次能源的設(shè)備；設(shè)施一般是指與設(shè)備相配套的、為滿足設(shè)備運(yùn)行需要而設(shè)置的服務(wù)系統(tǒng)?？稍偕茉磸淖匀唤绔@取的、可以再生的非化石能源，包括風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿取Ｊ覂?nèi)其它用能設(shè)備室內(nèi)設(shè)備是指滿足建筑一般功能性要求的設(shè)備，如照明燈具、風(fēng)機(jī)盤管、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、飲水機(jī)、電冰箱、電視機(jī)、熱水器等。垂直交通設(shè)備垂直交通設(shè)備是指滿足建筑內(nèi)部交通需要的耗能設(shè)備，包括電梯、自動(dòng)扶梯、貨梯等。水力平衡度采暖居住建筑物熱力入口處循環(huán)水量（質(zhì)量流量）的測量值與設(shè)計(jì)值之比。3.能耗調(diào)查、分析與診斷步驟由專業(yè)能源調(diào)查與測試人員與調(diào)查建筑所有者分管能耗人員組成能耗調(diào)查組。專業(yè)能源調(diào)查與測試人員指經(jīng)過正規(guī)專業(yè)教育和能耗調(diào)查與測試專門訓(xùn)練的專業(yè)人員。能耗分析、診斷前，被調(diào)查單位應(yīng)提供下列資料：項(xiàng)目全套竣工驗(yàn)收資料和一套完整的竣工圖紙；竣工后建筑物的維修維護(hù)改造資料；與建筑能耗相關(guān)的系統(tǒng)、設(shè)備、材料的詳細(xì)信息；與建筑能耗相關(guān)的系統(tǒng)、設(shè)備的運(yùn)行管理規(guī)章制度與運(yùn)行管理記錄；建筑耗能歷史數(shù)據(jù)，包括近年水、電、煤氣、油、煤等能源消耗賬單以及可再生能源的利用量等。其它必要資料。調(diào)查測試人員對建筑進(jìn)行能耗分析、診斷前，應(yīng)完成以下準(zhǔn)備工作：熟悉了解建筑物本身及各類建筑用能系統(tǒng)的形式，勾畫出主要用能系統(tǒng)的流程圖；準(zhǔn)備齊全調(diào)查所需的數(shù)據(jù)記錄表格；完成測量所必須的儀器設(shè)備的準(zhǔn)備以及儀器設(shè)備的標(biāo)定；提交建筑能耗調(diào)查、分析和測評的具體安排并與建筑所有者分管能耗人員交流。調(diào)查測試人員以建筑進(jìn)行文件查閱與現(xiàn)場測評相結(jié)合的方式，對建筑耗能系統(tǒng)、設(shè)備、實(shí)際運(yùn)行情況做調(diào)查與評測。能源調(diào)查與測評完成后，測評機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)并進(jìn)行分析，提交分項(xiàng)建筑能效分析報(bào)告，提交能耗水平，判斷節(jié)能潛力等的相關(guān)技術(shù)文件。提交降低建筑能耗的建議或改造方案以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，同時(shí)對不確定因素及風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估。能源調(diào)查流程圖調(diào)查前，被調(diào)查單位向調(diào)查組提供調(diào)查前，被調(diào)查單位向調(diào)查組提供必要資料調(diào)查組針對提供的資料提出調(diào)查與測評方案根據(jù)數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、模擬。提交建筑能效分析報(bào)告，并對系統(tǒng)運(yùn)行情況與節(jié)能潛力給出建議。組成能耗調(diào)查組調(diào)查組對被調(diào)查單位進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，獲取基本數(shù)據(jù)核對已有的計(jì)量儀器，安裝必要的計(jì)量儀器，獲取測量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是否能滿足需要4.調(diào)查與測評內(nèi)容及方法4.1建筑基本信息調(diào)查建筑基本信息調(diào)查的目的了解建筑基本信息，了解各類建筑用能系統(tǒng)的基本情況，詳細(xì)記錄主要用能設(shè)備的情況，如冷熱源等，為制定調(diào)查與測試方案提供依據(jù)。填寫建筑物基本信息表調(diào)查內(nèi)容：建筑物結(jié)構(gòu)形式、圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料及熱工性能、建筑使用建筑概況、朝向、空調(diào)面積、采暖面積等。調(diào)查方法：查閱該建筑竣工驗(yàn)收資料和竣工圖紙等，并與現(xiàn)場查勘相結(jié)合。填寫建筑用能系統(tǒng)、設(shè)備基本信息表采暖空調(diào)冷熱源系統(tǒng)照明系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)其它耗能系統(tǒng)特殊耗能系統(tǒng)，如醫(yī)院潔凈室、計(jì)算機(jī)房、恒溫恒濕設(shè)備、大型醫(yī)療設(shè)備等建筑用能系統(tǒng)運(yùn)行管理制度調(diào)查方法：通過查閱被調(diào)查單位所提供的與建筑能耗相關(guān)的系統(tǒng)、設(shè)備的詳細(xì)信息，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)勘。填寫建筑近年能耗賬單統(tǒng)計(jì)表調(diào)查內(nèi)容：取得不少于一年的建筑電、氣、油、煤等一、二次能源以及水的消費(fèi)賬單；調(diào)查可再生能源使用情況。調(diào)查方法：查閱由被調(diào)查對象提供的能源消費(fèi)賬單或其他能反映能源使用量的資料。4.2耗能設(shè)備運(yùn)行記錄目的通過標(biāo)準(zhǔn)耗能設(shè)備運(yùn)行記錄表格，記錄各用能系統(tǒng)、設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況，便于今后采用運(yùn)行記錄法進(jìn)行建筑全年能耗、各分項(xiàng)用能情況的監(jiān)測和統(tǒng)計(jì)。填寫用能設(shè)備運(yùn)行記錄工作內(nèi)容：從調(diào)查日開始建筑用能系統(tǒng)運(yùn)行管理人員應(yīng)按附件表填寫如下內(nèi)容：空調(diào)冷源與熱源設(shè)備（系統(tǒng)）運(yùn)行管理記錄空調(diào)冷凍水系統(tǒng)運(yùn)行管理記錄空調(diào)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行管理記錄空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行管理記錄照明設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行管理記錄生活熱水運(yùn)行管理記錄其它用電設(shè)備運(yùn)行管理記錄方法：對運(yùn)行管理人員進(jìn)行培訓(xùn)，按照樣表填寫運(yùn)行記錄，使其標(biāo)準(zhǔn)化。4.3室內(nèi)耗能設(shè)施用能的調(diào)查、測評與統(tǒng)計(jì)目的調(diào)查、測評室內(nèi)用能設(shè)備的使用運(yùn)行情況及實(shí)際能耗情況，盡可能掌握主要室內(nèi)用能設(shè)備的實(shí)際耗能情況，如照明、辦公設(shè)備等。照明設(shè)備用能情況調(diào)查、測評內(nèi)容：照明設(shè)備的種類、數(shù)量、額定功率和運(yùn)行時(shí)間等。在必要時(shí)對照明設(shè)備在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)測試其實(shí)際使用功率，填寫照明設(shè)備用能情況調(diào)查表。調(diào)查、測評方法：調(diào)閱竣工圖紙或設(shè)備臺帳，必要時(shí)采用現(xiàn)場調(diào)勘方式統(tǒng)計(jì)照明設(shè)備的種類、數(shù)量；通過現(xiàn)場調(diào)研方式統(tǒng)計(jì)各種照明設(shè)備的平均運(yùn)行小時(shí)數(shù)、同時(shí)使用率；選擇典型照明設(shè)備對其實(shí)際功率進(jìn)行測量。室內(nèi)插座設(shè)備用能情況調(diào)查、測評內(nèi)容：調(diào)查室內(nèi)插座設(shè)備的種類、數(shù)量、額定功率、實(shí)際使用功率和平均使用時(shí)間，填寫室內(nèi)設(shè)備用能情況調(diào)查表。調(diào)查、測評方法：調(diào)閱設(shè)備臺帳，必要時(shí)采用現(xiàn)場查勘方式統(tǒng)計(jì)室內(nèi)設(shè)備的種類、數(shù)量及額定功率。采用發(fā)放調(diào)查問卷方式或現(xiàn)場抽樣調(diào)研方式統(tǒng)計(jì)各種設(shè)備的平均運(yùn)行小時(shí)數(shù)。對于實(shí)際功率與額定功率可能存在較大差異的室內(nèi)用電設(shè)備，可以采用采用實(shí)測的方法計(jì)算平均用電量，即采用功率表，對室內(nèi)插座設(shè)備連續(xù)使用過程中的工作電流和電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，考慮功率因數(shù)等因素計(jì)算得出平均實(shí)際使用功率。垂直交通設(shè)備用能情況調(diào)查、測評內(nèi)容：調(diào)查與計(jì)量電梯、自動(dòng)扶梯等設(shè)備負(fù)載、使用小時(shí)數(shù)、運(yùn)行規(guī)律、額定功率、實(shí)際運(yùn)行功率等情況。調(diào)查、測評方法：查閱垂直交通設(shè)備銘牌確定額定功率或調(diào)閱相關(guān)資料。與電梯管理人員進(jìn)行深度交談或調(diào)用電梯運(yùn)行管理記錄，確定不同分區(qū)，不同位置電梯的開啟運(yùn)行時(shí)間及運(yùn)行規(guī)律。計(jì)量垂直交通設(shè)備的全年總能耗，實(shí)際功率采用功率表或電能綜合測試儀測試：首先測量一臺載客電梯在正常工作時(shí)間、周末和公共假期內(nèi)的全天逐時(shí)能耗，然后將每個(gè)區(qū)電梯的每天運(yùn)行時(shí)間累積，最后與相應(yīng)的運(yùn)行天數(shù)相乘。采用相同方法獲得載貨電梯的全年和逐月的總能耗。對于自動(dòng)扶梯，用實(shí)際功率乘以運(yùn)行時(shí)間求得全年和各月的總能耗。房間內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管用能情況調(diào)查、測評內(nèi)容：調(diào)查風(fēng)機(jī)盤管耗電情況。調(diào)查、測評方法：調(diào)查設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，按中檔風(fēng)速工況實(shí)測其功率，采用萬用表測量并計(jì)算其功率。其它用能設(shè)備調(diào)查、評測內(nèi)容：調(diào)查除以上設(shè)備外其它用能設(shè)備的用能情況。4.4建筑用能系統(tǒng)、設(shè)備的能效測評測評日期及室外空氣參數(shù)調(diào)查、測試內(nèi)容：室外干球溫度、室外相對濕度、室外風(fēng)速等。測試目的：獲取建筑用能系統(tǒng)能效測評時(shí)對應(yīng)的室外氣象資料，為能耗診斷分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。測試方法：采用自動(dòng)干濕球溫度計(jì)測量逐時(shí)室外干球溫度和室外相對濕度，并記錄室外平均干球溫度和室外平均相對濕度，太陽輻射強(qiáng)度。采用熱線風(fēng)速儀測試逐時(shí)風(fēng)速，并記錄平均風(fēng)速。采用太陽輻射儀測量太陽輻射強(qiáng)度。通過氣象局獲取相關(guān)氣象數(shù)據(jù)。室內(nèi)熱工環(huán)境測評測試內(nèi)容：室內(nèi)空氣干球溫度、室內(nèi)空氣相對濕度。測試目的：檢查空調(diào)采暖系統(tǒng)設(shè)定溫度是否符合國家相關(guān)節(jié)能規(guī)定。測試方法：采用干濕球溫度計(jì)測量室內(nèi)干球溫度和室內(nèi)相對濕度。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能測試調(diào)查和測量內(nèi)容：建筑構(gòu)造尺寸、墻體傳熱系數(shù)、外門外窗傳熱系數(shù)、屋頂、地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)等圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工信息；測量外墻內(nèi)表面溫度。調(diào)查方法：建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際能耗計(jì)算所需數(shù)據(jù)應(yīng)按下列方法取得：建筑物構(gòu)造尺寸參照竣工圖紙。建筑物外墻、外門、外窗、屋頂，地面等傳熱系數(shù)查詢建筑設(shè)計(jì)說明等資料，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集或計(jì)算。如無資料或資料不全，則根據(jù)現(xiàn)場考察、參考設(shè)計(jì)手冊進(jìn)行估算，也可以在合適的時(shí)候進(jìn)行現(xiàn)場測量；冷、熱源設(shè)備測評調(diào)查、測試內(nèi)容：測試制冷機(jī)、鍋爐實(shí)際輸入功率，輸出冷、熱量；冷卻水水量及供回水溫度。測量計(jì)算方法：輸出側(cè)冷熱量測量：測量冷（熱）媒供回水溫度和流量，按照下列公式計(jì)算輸出冷（熱）量。Qo——輸出冷（熱）量，kJC——冷（熱）媒比熱，kJ/（kg·℃）M——冷（熱）媒質(zhì)量流量，kg/s——供回水溫差，℃溫度可用設(shè)備上安裝的溫度計(jì)讀?。ū匾獣r(shí)現(xiàn)場要更換溫度計(jì)）。如該設(shè)備沒有配套裝有溫度計(jì)，則采用表面溫度計(jì)測量其管壁溫度。流量可通過超聲波流量計(jì)測得。輸入功率測量：耗電設(shè)備：實(shí)際耗電功率采用功率表或通過電控柜儀表獲得工作電流、電壓、功率因數(shù)，測量、計(jì)算其實(shí)際耗電量。耗燃?xì)猓ㄓ停┰O(shè)備：采用現(xiàn)場安裝的燃?xì)猓ㄓ停┯?jì)量表讀數(shù)（m3/h）（如無法讀出流量，則通過監(jiān)測10－30分鐘的燃?xì)庥昧?，獲得燃?xì)饬髁?。），乘以?dāng)?shù)厝剂蠠嶂担╧J/m3）計(jì)算燃料提供的能量。當(dāng)?shù)厝細(xì)猓ㄓ停嶂祻娜細(xì)夤竞陀推焚Y料獲取。燃?xì)饪照{(diào)在消耗燃?xì)獾耐瑫r(shí)也要消耗一定的電力，采用功率表或其他適宜設(shè)備對其實(shí)際耗電量進(jìn)行測試，其實(shí)際功率。耗熱設(shè)備：測量蒸汽（熱水）流量、熱媒供回水溫度（蒸汽則測量供汽壓力、溫度和冷凝壓力、溫度）。能效比計(jì)算電制冷機(jī)的能效比為： 式中，——制冷機(jī)提供的冷量，kW;——電機(jī)驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)耗功，kW。吸收式冷水機(jī)組的能效比為： 耗用其它燃料的制冷機(jī)參考上述方法進(jìn)行測試。空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)調(diào)查測試內(nèi)容：空調(diào)機(jī)組設(shè)備及連接管道基本信息；送、回、新風(fēng)干濕球溫度及風(fēng)量；加濕方式、加濕量，耗用功率；表冷器冷凍水流量、進(jìn)出口溫度，加熱器熱媒流量、進(jìn)出口溫度等；風(fēng)機(jī)前后壓差、工作電流、電壓。測試目的：檢測空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)相關(guān)用能設(shè)備的性能和運(yùn)行效率測試計(jì)算方法：空氣側(cè)冷量確定測量穿過表冷器（加熱）的風(fēng)量和表冷器（加熱）前后的空氣狀態(tài)參數(shù)。按照下式計(jì)算送風(fēng)冷量： 式中——空調(diào)機(jī)組送風(fēng)量，m3/s；——送風(fēng)空氣密度，可取值為1.2，；——測得的送風(fēng)焓值，kJ/kg.d空氣的焓值可以通過測得的干球溫度、相對濕度在焓濕圖上獲得。送風(fēng)量可根據(jù)實(shí)際情況使用比托管、熱線風(fēng)速儀或葉輪風(fēng)速儀。水側(cè)冷量的測定：采用超聲波流量計(jì)測定流經(jīng)設(shè)備的水流量，一般在回水管道上測得；冷卻水進(jìn)、回水溫度采用可用設(shè)備上安裝的溫度計(jì)測量進(jìn)、回水溫度，如該設(shè)備沒有配套裝有溫度計(jì)，則采用表面溫度計(jì)或規(guī)范規(guī)定的其他方法。測量其管壁溫度，但應(yīng)注意其誤差在所測試的溫度范圍內(nèi)。水側(cè)冷量由下式計(jì)算： 式中——水側(cè)冷量，kW；M——水流量，kg/s——供回水溫差，℃水泵和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)調(diào)查、測試內(nèi)容：風(fēng)機(jī)實(shí)際輸入功率，風(fēng)機(jī)送風(fēng)量，風(fēng)機(jī)全壓；冷凍/冷卻水泵實(shí)際輸入功率；熱水采暖循環(huán)水泵實(shí)際輸入功率，流量。測試目的：檢測水泵、風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率測試方法：實(shí)際輸入功率測試方法參看4.4.4（2）。流量測試方法參看4.4.5（1）、（2）風(fēng)機(jī)壓頭可以采用電子微壓計(jì)或傾斜式微壓計(jì)測量。水、風(fēng)管道測試內(nèi)容：水管道單位長度溫度降，風(fēng)管道單位溫度降。測試目的：檢測管道系統(tǒng)的能量損失測試方法：水管道采用接觸式點(diǎn)式溫度計(jì)，測量等距管道冷凍水管道保溫材料內(nèi)溫度，計(jì)算其單位距離溫度降。風(fēng)管道采用4.4.5（1）方法測量等距風(fēng)管道溫度，計(jì)算其溫度降。冷卻設(shè)備測試內(nèi)容：冷卻塔進(jìn)出風(fēng)干、濕球溫度，進(jìn)、出水溫度、冷卻塔補(bǔ)水量、風(fēng)冷設(shè)備進(jìn)、出水溫度。測試目的：檢測冷卻的運(yùn)行性能和運(yùn)行效率。測試方法：采用干、濕球溫度計(jì)現(xiàn)場測試?yán)鋮s塔的進(jìn)風(fēng)干、濕球溫度；采用表面溫度計(jì)或規(guī)范規(guī)定的其它方法，測試?yán)鋮s塔進(jìn)、出水溫度。通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)查、測試內(nèi)容：通風(fēng)干管、支管管徑，風(fēng)速調(diào)查方法：查閱竣工圖與現(xiàn)場實(shí)測相結(jié)合，風(fēng)速測試方法參看4.4.5(1)采暖系統(tǒng)調(diào)查內(nèi)容：采暖系統(tǒng)形式。生活熱水系統(tǒng)調(diào)查、測試內(nèi)容：生活熱水熱源形式、容量、實(shí)際制熱量、實(shí)際輸入功率、開關(guān)時(shí)間、運(yùn)行臺數(shù)、出水溫度，水量、熱水泵實(shí)際流量、輸入功率。調(diào)查、測試內(nèi)容：實(shí)際功率測試參看4.4.4（2），制熱量、流量測試參看4.4.5(1)、(2)。水系統(tǒng)平衡度和風(fēng)系統(tǒng)平衡度調(diào)查水系統(tǒng)平衡度、風(fēng)系統(tǒng)平衡度裝置及執(zhí)行情況?？照{(diào)采暖附件能耗調(diào)查、測試內(nèi)容：空調(diào)、新風(fēng)機(jī)組過濾器使用情況，測試其壓力降；空調(diào)水系統(tǒng)水處理器、過濾器的使用情況，測試其壓力降；測試方法：采用U型管壓力計(jì)或傾斜式微壓計(jì)或其他測試儀器測試其兩側(cè)的壓力，考察其壓力降。樓宇控制系統(tǒng)調(diào)查空調(diào)控制系統(tǒng)形式（手動(dòng)、自動(dòng)），自動(dòng)控制子系統(tǒng)的組成，范圍；手動(dòng)控制調(diào)節(jié)頻率；調(diào)查方法：文件查詢與現(xiàn)場問詢，實(shí)測4.5行為節(jié)能調(diào)查目的考察被調(diào)查建筑物是否通過科學(xué)運(yùn)行管理模式降低建筑能耗，同時(shí)調(diào)查建筑內(nèi)用戶節(jié)能降耗意識與行為。建筑用能管理制度調(diào)查是否存在用能管理制度，制度是否完善及執(zhí)行情況。建筑內(nèi)人員行為節(jié)能的問卷調(diào)查采用調(diào)查問卷的方式調(diào)查建筑內(nèi)用戶降低建筑能耗意識和行為。4.6現(xiàn)場巡視4.6.1目的觀察浪費(fèi)能源現(xiàn)象，將不節(jié)能的現(xiàn)象問題，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。4.6.2填寫現(xiàn)場巡視表調(diào)查內(nèi)容：詳見現(xiàn)場巡視表調(diào)查方法：由專業(yè)測評人員利用一兩個(gè)小時(shí)在樓內(nèi)巡視觀察，并指出表中的問題是否存在，使用儀器一般只需要最簡單的儀器（例如溫度計(jì)）或僅靠仔細(xì)觀察。5．能源調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析與建議能耗統(tǒng)計(jì)與校驗(yàn)通過各系統(tǒng)建筑能耗的綜合統(tǒng)計(jì)與分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì)來驗(yàn)證能耗調(diào)查的準(zhǔn)確性。通過先進(jìn)的能耗模擬方法對全年建筑能耗進(jìn)行評估，并與調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，互相驗(yàn)證。建筑能耗調(diào)查報(bào)告建筑能耗信息匯總表內(nèi)容包括根據(jù)建筑能耗基本信息（建筑面積、空調(diào)面積等、空調(diào)使用日、新風(fēng)比等），根據(jù)不同使用功能，折合各種平均能耗，分項(xiàng)能耗，各種能耗所占的比例等。建筑能耗分系統(tǒng)詳表采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗詳表照明系統(tǒng)能耗詳表室內(nèi)設(shè)備能耗詳表垂直交通設(shè)備能耗詳表生活熱水系統(tǒng)能耗詳表其它系統(tǒng)耗能詳表建筑能耗設(shè)備統(tǒng)計(jì)表冷、熱源運(yùn)行能耗表（能效比）空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組運(yùn)行能耗表風(fēng)機(jī)盤管等空調(diào)末端能耗表水泵與風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗表（輸配比）冷卻設(shè)備（如冷卻塔等）運(yùn)行能耗表水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)能耗表（送風(fēng)方式：變水量，變風(fēng)量；阻力、溫降、水力平衡）空調(diào)采暖附件能耗表其他設(shè)備能耗表建筑能耗分能源統(tǒng)計(jì)表分為一次能源（水、煤氣、天然氣、油、煤等）、二次能源（電）能耗消耗總量和平均消耗量、可再生能源利用；行為能耗與控制能耗統(tǒng)計(jì)表內(nèi)容包括：空調(diào)自控系統(tǒng)設(shè)置，執(zhí)行效果；手動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)置，執(zhí)行效果；建筑用能管理制度，執(zhí)行效果；計(jì)量方式；建筑內(nèi)人員建筑能耗節(jié)能行為與節(jié)能意識等。新技術(shù)節(jié)能效果分析新技術(shù)節(jié)能效果分析，能源回收效果分析、自然通風(fēng)采光、主動(dòng)遮陽、變新風(fēng)比、變水量、變風(fēng)量等。建筑能耗的模擬與預(yù)測評估采用先進(jìn)軟件對建筑能耗進(jìn)行全年預(yù)測與評估，提供建筑能耗逐年、逐月變化，根據(jù)氣象參數(shù)預(yù)測建筑能耗中長期變化。建筑能耗診斷與評價(jià)報(bào)告對整個(gè)耗能與分系統(tǒng)耗能、行為節(jié)能與管理等方面進(jìn)行全面細(xì)致的診斷與評價(jià)節(jié)能潛力分析詳細(xì)分析各系統(tǒng)運(yùn)行管理的節(jié)能潛力，明確建筑能耗節(jié)能潛力。提出不同程度改造方案及節(jié)能改造投資與回報(bào)率根據(jù)不同系統(tǒng)節(jié)能潛力的大小，同時(shí)衡量節(jié)能改造投資與回報(bào)率，提出不同程度的改造方案，以適應(yīng)用戶的要求。6.附表天津市大型公共建筑和既有建筑基本信息調(diào)查表被調(diào)查的建筑（群）基本特征被調(diào)查建筑（群）的使用特征被調(diào)查的建筑（群）資源消耗調(diào)查被調(diào)查的建筑（群）用能系統(tǒng)調(diào)查被調(diào)查的建筑（群）外形描述天津市大型公共建筑和既有建筑室內(nèi)耗能設(shè)備用能調(diào)查表建筑照明系統(tǒng)室內(nèi)插座設(shè)備垂直交通系統(tǒng)廚房設(shè)備洗衣設(shè)備工藝用能設(shè)備空調(diào)末端裝置及設(shè)備建筑用能系統(tǒng)、設(shè)備能效測評表空調(diào)冷水機(jī)組測試報(bào)告熱源測試報(bào)告水泵測試報(bào)告風(fēng)機(jī)測試報(bào)告空調(diào)箱測試報(bào)告冷卻塔測試報(bào)告室內(nèi)熱工環(huán)境測試風(fēng)、水系統(tǒng)管道測試報(bào)告其他大型動(dòng)力設(shè)施測試報(bào)告建筑用能系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行記錄表冷水機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行記錄表鍋爐運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行記錄表集中供熱熱源標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行記錄表循環(huán)水泵標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行記錄表冷卻塔標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行記錄表空調(diào)箱標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行記錄表風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行記錄表可再生能源利用情況調(diào)查表

電化學(xué)技術(shù)在新能源中的利用一.能源的概況1.能源的重要性1.能源的重要性自古以來,人類就為改善生存條件和促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不停地進(jìn)行奮斗.在這一過程中,能源一直扮演著重要的角色.從世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀來看,能源問題已成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中一個(gè)具有戰(zhàn)略意義的問題,能源的消耗水平已成為衡量一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的重要標(biāo)志,能源問題對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著決定性的作用.2.能源的種類2.能源的種類大自然賦予人類的能源是多種多樣的,一般可分為常規(guī)能源和新能源兩大類.常規(guī)能源包括煤炭,石油,天然氣和水能,而新能源有生物質(zhì)能,核能,風(fēng)能,地?zé)崮?海洋能,太陽能和氫能等.其中煤炭,石油,天然氣被成為化石能源,水能,生物質(zhì)能,風(fēng)能,太陽能和氫能等是可再生能源.3.化石能源的問題(1)化石能源的短缺化石能源的短缺能源是人類賴以生存和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈,但目前主要使用的化石能源的儲量不多.據(jù)2002年世界探明的化石能源的儲量和使用量統(tǒng)計(jì),世界上煤,石油和天然氣的儲采比分別為204,40和60年,中國的情況更為嚴(yán)峻,據(jù)2002年統(tǒng)計(jì),中國煤,石油和天然氣的儲采比只有82,15和46年.這表明在人類歷史的長河中,只有很短的一段時(shí)間能使用化石能源.隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速增長,對能源的需求也持續(xù)攀升.我國一次能源消費(fèi)總量從1978年的5.3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,上升到2002年的14.3億噸.據(jù)估計(jì),我國在2004,2020和2050年的石油消費(fèi)量達(dá)3,4.5和6億噸,其中進(jìn)口量分別為1,2.7和4億噸.4億噸的進(jìn)口量相當(dāng)于目前美國的石油進(jìn)口量,這不但會制約我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,而且對國家的安全也十分不利.(2)化石燃料造成嚴(yán)重環(huán)境污染和氣候異?；剂显斐蓢?yán)重環(huán)境污染和氣候異?；剂系氖褂靡鸬沫h(huán)境污染,排放的CO2會造成溫室效應(yīng),使全球氣候變暖.有關(guān)機(jī)構(gòu)已向聯(lián)合國發(fā)出警告,如再不對CO2的排放采取嚴(yán)厲措施,在10年內(nèi),世界的氣候?qū)a(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的變化.我國的環(huán)境污染問題更是日趨嚴(yán)重,目前,我國CO2排放量占世界總排放量的14%,在美國之后位居第二,估計(jì)到2025年,將位居第一.在本世紀(jì)初聯(lián)合國關(guān)于環(huán)境污染的調(diào)查中,發(fā)現(xiàn)在世界上十個(gè)環(huán)境污染最嚴(yán)重的城市中,七個(gè)在中國.它們是太原,北京,烏魯木齊,蘭州,重慶,濟(jì)南和石家莊.4.21世紀(jì)世界能源發(fā)展趨勢世紀(jì)世界能源發(fā)展趨勢(1)節(jié)能技術(shù)將備受重視節(jié)能技術(shù)將備受重視節(jié)能就是提高能源利用率,減少能源的浪費(fèi).目前節(jié)能技術(shù)水平已是一個(gè)國家能源利用情況的綜合性指標(biāo),也是一個(gè)國家總體科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志.許多研究報(bào)告指出,依靠節(jié)能可以將能源需求量降低2530%.我國在能源利用方面的效率很低,我國的能耗很高,是世界平均水平的2倍,發(fā)達(dá)國家的5-10倍,因此更應(yīng)重視節(jié)能技術(shù),我國應(yīng)該充分重視化石能源的高效利用.(2)世界能源系統(tǒng)將發(fā)生重大變革世界能源系統(tǒng)將發(fā)生重大變革據(jù)預(yù)測,20世紀(jì)形成的以化石燃料為主的世界能源系統(tǒng)將在21世紀(jì)轉(zhuǎn)換成以可再生能源為主的新的世界能源系統(tǒng).在20世紀(jì)末,化石燃料的使用量占了世界一次能源用量的89.5%.據(jù)世界能源委員會(WEC)和國際應(yīng)用分析系統(tǒng)研究所的研究報(bào)告認(rèn)為,在20世紀(jì)上半葉,化石燃料仍將是世界一次能源的主體,但到21世紀(jì)下半葉,太陽能,生物質(zhì)能,風(fēng)能等新能源將占世界能源的50%左右.(3)煤炭將作為過渡能源而受到重視煤炭將作為過渡能源而受到重視由于石油和天然氣的儲量較少,而煤炭儲量相對較多,因此煤炭將作為一種過渡能源而在21世紀(jì)上半葉受到重視.主要發(fā)展的技術(shù)是潔凈煤技術(shù),煤液化和汽化技術(shù).(4)新化石能源的開發(fā)將得到強(qiáng)化新化石能源的開發(fā)將得到強(qiáng)化近年來發(fā)現(xiàn),在海洋300米深處有甲烷水合物存在.目前,甲烷水合物的開發(fā)已經(jīng)受到特別的關(guān)注.據(jù)估計(jì),世界甲烷水合物的儲量可能超過石油,天然氣和煤炭儲量的總和.因此,甲烷水合物作為儲量巨大的未開發(fā)能源開始受到世界各國的高度重視.(5)核能的利用將進(jìn)一步得到重視核能的利用將進(jìn)一步得到重視據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),在20世紀(jì)末,全世界運(yùn)行的核電站有436座,總發(fā)電量為3.5億千瓦.這些電站主要分布在美,法,日,英,俄等31個(gè)國家,近年來,由于擔(dān)心核電站運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性,核廢料對環(huán)境的影響和核技術(shù)擴(kuò)散對世界安全性的影響,核能的發(fā)展在發(fā)達(dá)國家已有下降趨勢,但在亞洲地區(qū)仍有強(qiáng)勁的增加趨勢,我國準(zhǔn)備在今后幾年內(nèi)建造4座核電站.受控核聚變是一直受人們關(guān)心的技術(shù),因?yàn)樵诤Ｋ写蠹s有23.4億萬噸氘,如受控核聚變技術(shù)在21世紀(jì)能得到應(yīng)用,在21世紀(jì)末,核能可望占世界一次能源的30%左右.(6)可再生能源的開發(fā)將越來越受到重視可再生能源的開發(fā)將越來越受到重視鑒于化石燃料的短缺及化石燃料的使用引起嚴(yán)重的環(huán)境污染和氣候異常,人們對新能源的開發(fā)越來越重視.其中水力能,地?zé)崮?海洋能和風(fēng)能的可利用資源有限,因此,太陽能,生物質(zhì)能和氫能的利用將倍受關(guān)注.二.生物質(zhì)能的利用1.生物質(zhì)能的優(yōu)點(diǎn).(1)生物質(zhì)來源豐富地球上每年生長的生物質(zhì)總量約14001800億噸,相當(dāng)于目前世界總能耗的10倍,我國的生物質(zhì)能也極為豐富,可作為能源開發(fā)的生物質(zhì)能總量可達(dá)4.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤.加上生物質(zhì)能可再生.因此,生物質(zhì)能的高效,規(guī)模化利用可有效緩解世界能源供需矛盾.(2)生物質(zhì)能可多途徑利用(a)直接燃燒.其熱能和蒸汽可發(fā)電,技術(shù)成熟,但效率低.(b)生物轉(zhuǎn)化.包括制沼氣和水解發(fā)酵制取醇類.生物質(zhì)制甲醇和乙醇技術(shù)基本成熟,但生產(chǎn)成本較高.生物質(zhì)制沼氣技術(shù)相當(dāng)成熟.2002年全國已建1300多萬個(gè)沼氣池.(c)光熱轉(zhuǎn)化.通過氣化,裂解,光催化等技術(shù),獲得氣,液體燃料來發(fā)電.(d)生物柴油.從油料植物提取植物油,經(jīng)甲酯化得生物柴油.它有含氧高,含硫低,分解性能好,燃燒效率高等優(yōu)點(diǎn).(3)生物質(zhì)能利用的環(huán)境污染少由于生物質(zhì)利用過程中釋放的CO2是其生長過程通過光合作用從環(huán)境吸收的,所以生物質(zhì)能的利用過程不排放額外的CO2,而對環(huán)境污染少.生物質(zhì)能的利用還能降低污染.如可利用生物質(zhì)熱解汽化技術(shù)處理生活垃圾等,可得到以甲烷為主的燃?xì)?實(shí)現(xiàn)垃圾的減量化,無害化,資源化.2.生物質(zhì)能利用的問題2.生物質(zhì)能利用的問題生物質(zhì)能利用的缺點(diǎn)主要是生物質(zhì)分布廣,大面積收集成本高,經(jīng)濟(jì)的收集半徑在50公里以內(nèi),只適合建立小型,分散的生物質(zhì)能利用系統(tǒng).而小型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的效率低,不提高生物質(zhì)能的利用效率就不能獲得好的經(jīng)濟(jì)效益,這是生物質(zhì)能至今未能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用的關(guān)鍵問題之一.因此,如何在小型,分散體系實(shí)現(xiàn)能量的高效,清潔及規(guī)模化利用是迫切需要解決的問題.三.太陽能的利用1.太陽能的優(yōu)點(diǎn)太陽能的優(yōu)點(diǎn)(1)太陽能來源豐富太陽能來源豐富太陽能來源豐富是眾所周知的,這似乎是一種用之不絕,取之不盡的能源.太陽內(nèi)部不停地進(jìn)行熱核反應(yīng),釋放出巨大的能量,輻射到地球上的能量只占起輻射總能量的極小部分,約1/22億,但地球每年接收的太陽能至少有6×1017千瓦小時(shí),相當(dāng)于74萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤的能量.其中被植物吸收的僅占0.015%.可見,開發(fā)太陽能利用的潛力很大.(2)太陽能的使用沒有污染問題太陽能的使用沒有污染問題這也是眾所周知的,太陽能的使用基本上沒有污染問題.(3)太陽能可多途徑利用太陽能可多途徑利用(a)太陽能的熱利用.如太陽能熱水器,太陽灶,太陽能蓄熱池發(fā)電等.(b)太陽能發(fā)電.如太陽能電池和光電池.(c)光催化和光電催化制氫.主要用這兩種技術(shù)從水或生物質(zhì)中制得氫氣.2.太陽能利用的概況太陽能利用的概況近年來,太陽能的利用發(fā)展很快,據(jù)1997年的數(shù)據(jù),全球太陽能發(fā)電量已達(dá)800兆瓦.到2000年,日本已有7萬個(gè)住宅用上太陽能電池,美國和歐盟計(jì)劃在2010年前安裝100萬套太陽能電池.特別是把太陽能電池與屋頂瓦結(jié)合成光電發(fā)電系統(tǒng),目前歐洲已有300套,年發(fā)電量為1億千瓦.這種系統(tǒng)不但可供應(yīng)清潔能源,而且美觀耐用,壽命可達(dá)25年.太陽能的熱利用發(fā)展更快.特別在我國,太陽能熱水器的年產(chǎn)值已達(dá)60多億元,居世界首位.3.太陽能利用的問題太陽能利用的問題開發(fā)太陽能利用的主要問題是如何提高太陽能的轉(zhuǎn)換效率,其次是降低成本,這對我國特別重要,目前我國生產(chǎn)太陽能電池的能力已達(dá)幾百兆瓦,但由于價(jià)格高,基本上都銷往國外.第三,一些技術(shù),如光催化和光電催化制氫技術(shù)還沒成熟,沒有達(dá)到實(shí)用化的階段,應(yīng)該抓緊這方面的研究和發(fā)展.四.氫能的利用1.氫能的優(yōu)點(diǎn)氫能的優(yōu)點(diǎn)(1)氫是自然界儲量最豐富的元素.(2)氫是除核燃料外發(fā)熱量最大的燃料.(3)氫燃燒生成水,是世界上最清潔的燃料.(4)燃燒性能好,可燃范圍大,燃燒速度快.(5)氫可用多種方法大規(guī)模生產(chǎn).(6)氫的利用形式多,可通過燃燒發(fā)電,通過燃料電池發(fā)電等.2.對氫能利用的重視2002年加拿大舉辦了以"氫行星"為主題的第14屆世界氫能源大會.2003年在華盛頓召開15個(gè)國家和地區(qū)參加的"國際氫能經(jīng)濟(jì)合作伙伴"會議.冰島計(jì)劃用40年時(shí)間將冰島建成"氫社會".布什將投資120億美元來促進(jìn)氫能源的發(fā)展.過去5年,工業(yè)化國家在氫能開發(fā)領(lǐng)域的投入年均遞增20.5%.氫將取代天然氣,油和煤而成為未來世界的主要能源,進(jìn)入氫能時(shí)代已成為近年來的熱門話題,21世紀(jì)將是氫能世紀(jì).布什舉著使用氫燃料的照相機(jī)我國對發(fā)展氫能經(jīng)濟(jì)也開始重視,參加了2003年在華盛頓召開的有15國家參加的"國際氫能經(jīng)濟(jì)合作伙伴"會議.2004和2005舉辦了兩次關(guān)于氫能經(jīng)濟(jì)的中美雙邊會議.今年一月,中國科學(xué)院院士局召開了關(guān)于"石油替代能源"的研討會,主要討論石油資源可持續(xù)性分析,石油的替代能源,氫能燃料和我國的石油替代能源.并要組織人員進(jìn)行軟課題研究.3.氫能的問題3.氫能的問題(1)氫的價(jià)格氫的制備,儲存和運(yùn)輸中的價(jià)格問題,是影響走進(jìn)氫能時(shí)代的很關(guān)鍵的問題.要降低其價(jià)格,必須形成氫的制備,儲存和運(yùn)輸?shù)木W(wǎng)絡(luò).(2)廉價(jià)清潔的制氫技術(shù)問題(2)廉價(jià)清潔的制氫技術(shù)問題目前制氫效率很低,氫的制取要消耗大量的能量,因此尋求大規(guī)模的廉價(jià)清潔的制氫技術(shù)是各國科學(xué)家共同關(guān)心的問題.(a)化石燃料制氫:目前,96%氫從化石燃料制備,技術(shù)成熟,但要造成環(huán)境污染.(b)電解水制氫:技術(shù)成熟,但耗能多,價(jià)格高.一般每生產(chǎn)1立方米的氫氣,需要消耗4.2-6度的電能,其能量轉(zhuǎn)化率不到32%.(c)生物質(zhì)制氫:有可再生,產(chǎn)量大,可儲存,碳循環(huán)等優(yōu)點(diǎn),從中長期看是最有前途的制氫方式.目前生物質(zhì)制氫效率低.(d)生物制氫:國內(nèi)外在選育高效產(chǎn)氫菌株工作進(jìn)展不快,制氫效率低.(e)風(fēng)能制氫:用風(fēng)能發(fā)電來電解水產(chǎn)生氫,技術(shù)上沒有問題,降低成本和風(fēng)能發(fā)電量少是主要的問題.(f)太陽能制氫:該法還處在基礎(chǔ)研究階段,離商業(yè)化還有較遠(yuǎn)的距離.(3)氫的儲運(yùn)問題(3)氫的儲運(yùn)問題氫的儲運(yùn)技術(shù)主要解決儲運(yùn)的安全性和成本,現(xiàn)在由于儲運(yùn)技術(shù)不過關(guān),因此浪費(fèi)了許多氫.許多工業(yè)過程,如煉油,煉焦,氯堿,合成氨,合成甲醇及煤氣制造等多有大量的副產(chǎn)品氫氣,只是由于儲運(yùn)技術(shù)的問題而不能被利用.我國每年放空和燒掉的氫氣至少在1010標(biāo)立方米以上.因此解決氫的儲運(yùn)問題也是走進(jìn)氫能時(shí)代的一個(gè)很關(guān)鍵的問題.目前氫的儲運(yùn)還有很大問題.(a)高壓儲氫:儲氫量少,只有1%左右,還有不安全的問題.(b)液氫儲氫:很不方便,儲氫設(shè)備大,蒸發(fā)損失大.(c)吸附儲氫:這是目前的研究熱點(diǎn),但儲氫容量還較低,一般不超過2%.鎂合金儲氫在3%,但儲放不可逆.熱門一時(shí)的納米碳管儲氫也已沒有了希望,最終的儲氫量也只有1%左右.(e)化合物儲氫:放氫不容易.(4)燃料電池還沒有商品化用氫作燃料的燃料電池的出現(xiàn)是促進(jìn)氫能利用的重要原因.近年來,由于化石燃料資源短缺和環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,各國對燃料電池的研究十分重視.美國《時(shí)代周刊》把燃料電池列為21世紀(jì)十大高新科技之首,燃料電池已被認(rèn)為是21世紀(jì)極具應(yīng)用前景的一種新型能源系統(tǒng).雖然燃料電池有很誘人的優(yōu)點(diǎn),而且燃料電池的發(fā)展已有100多年的歷史,但至今還沒有一種燃料電池已經(jīng)真正商品化,因此,燃料電池何時(shí)才能商品化是一個(gè)與氫能利用密切相關(guān)的問題.4.反對氫能的意見4.反對氫能的意見(a)氫以化合物形式存在,制氫要消耗能源.它不是一種能源,而是能源的流通手段.(b)氫的泄漏會改變氣候.氫不可避免泄漏,泄漏量可達(dá)15%.泄漏的氫會在大氣形成水霧,它會象二氧化碳一樣,使天氣變暖.(c)現(xiàn)在一般用高壓氫作燃料電池燃料,氫的泄漏會產(chǎn)生很大的不安全性,手機(jī)等的火花就會使泄漏的氫發(fā)生爆炸.(d)冰島能做的,其他國家不一定能做,冰島的氫都是電解水制得的,因該國70%的電是由地?zé)岷退娬井a(chǎn)生的.(5)氫的清潔生產(chǎn)要用風(fēng)能和太陽能.據(jù)估計(jì),如用風(fēng)能發(fā)電制氫,當(dāng)風(fēng)能發(fā)電量達(dá)到美國6%的用電量,風(fēng)能發(fā)電機(jī)要占的面積要有半個(gè)加州那么大.(6)布什承諾投資120億美元用于氫能的研究是一個(gè)微不足道的投資.美國去年用于核能和礦物質(zhì)燃料方面的研究經(jīng)費(fèi)大于氫燃料的研究經(jīng)費(fèi).美國推行"健康婚姻"的預(yù)算就有150億美元.美國用于伊拉克戰(zhàn)爭的經(jīng)費(fèi)每月390億美元.(7)氫燃料電池價(jià)格昂貴.目前內(nèi)燃機(jī)成本為每千瓦50美元,而氫燃料電池為800美元.估計(jì)大量使用后,也要300美元.另外所有的加油站改成加氫站也要花費(fèi)大量的資金.五.燃料電池加速氫能利用1.燃料電池的優(yōu)點(diǎn).(1)燃料電池是一種高效清潔的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng),可降低環(huán)境污染和氣候異常.(2)燃料電池能高效利用生物質(zhì)轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的氣,液物質(zhì)和氫作燃料,因此,能促進(jìn)氫能的利用.(3)燃料電池的發(fā)電效率不受體系規(guī)模限制,小型燃料電池同樣能夠?qū)崿F(xiàn)高效發(fā)電,適合于生物質(zhì)分散性的特點(diǎn).2.燃料電池定義燃料電池是一種不經(jīng)燃燒直接以電化學(xué)反應(yīng)的方式將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置,只要連續(xù)供應(yīng)燃料,燃料電池就能連續(xù)發(fā)電.3.原理陽極反應(yīng):H2=2H++2e陰極反應(yīng):1/2O2+2H++2e=H2O總的反應(yīng):H2+1/2O2=H2O4.燃料電池分類堿性燃料電池(AFC)(1)堿性燃料電池(AFC)陽極:催化劑:Pt,燃料:氫陰極:催化劑:Ag,氧化劑:氧電解液:30%KOH隔膜:石棉膜工作溫度:60-80oC用途:航天器和潛艇的動(dòng)力源優(yōu)點(diǎn):比能量和比功率高缺點(diǎn):對CO2敏感,不宜地面使用(2)磷酸燃料電池(PAFC)磷酸燃料電池(PAFC)陽極:催化劑:Pt,燃料:氫陰極:催化劑:Pt,氧化劑:氧電解液:98%磷酸工作溫度:200oC用途:家庭住宅能源和汽車動(dòng)力源優(yōu)點(diǎn):穩(wěn)定性好,已有商品生產(chǎn)缺點(diǎn):用貴金屬作催化劑,價(jià)格高.(3)質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)陽極:催化劑:Pt,燃料:氫陰極:催化劑:Pt,氧化劑:氧電解液:含水的質(zhì)子交換膜工作溫度:60-80oC用途:汽車和潛艇等的動(dòng)力源優(yōu)點(diǎn):比能量和比功率高,壽命長,應(yīng)用范圍廣缺點(diǎn):對CO敏感,價(jià)格高,800美元/千瓦,而內(nèi)燃機(jī)50美元/千瓦.氫源問題.(4)直接甲醇燃料電池(DMFC)直接甲醇燃料電池(DMFC)陽極:催化劑:Pt合金,燃料:氫陰極:催化劑:Pt,氧化劑:氧電解液:含硫酸的質(zhì)子交換膜工作溫度:60-80oC用途:可移動(dòng)的小型電子儀器設(shè)備動(dòng)力源優(yōu)點(diǎn):比能量高,體積小問題:Pt對甲醇氧化電催化效率低,易被甲醇氧化中間產(chǎn)物毒化,甲醇會透過質(zhì)子交換膜.(5)熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)陽極:催化劑:Ni,燃料:氫陰極:催化劑:NiO,氧化劑:氧電解液:熔融碳酸鹽(NaCO3-LiCO3)工作溫度:600oC用途:發(fā)電站優(yōu)點(diǎn):反應(yīng)溫度高,不需貴金屬催化劑.可用含CO的燃料氣.壽命長.能量轉(zhuǎn)換率高,可達(dá)80%.問題:高溫下,電解液會腐蝕電極材料.壽命2萬小時(shí),商業(yè)上要4萬小時(shí).(6)固體氧化物燃料電池(SOFC)固體氧化物燃料電池(SOFC)陽極:催化劑:NiZrO2,燃料:甲烷,氫陰極:催化劑:NaCrO4等,氧化劑:氧電解液:ZrO2,CeO2等工作溫度:900oC用途:發(fā)電站優(yōu)點(diǎn):不需貴金屬催化劑.壽命長.可用各種燃料氣.抗中毒能力強(qiáng).能量轉(zhuǎn)換率最高,可達(dá)80%以上.問題:高溫下,密封困難,放大困難.價(jià)格高.5.PEMFC發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀(1)世界各國對世界各國對PEMFC的重視世界各國對的重視近十年來,近十年來,PEMFC技術(shù)的研究開發(fā)受到技術(shù)的研究開發(fā)受到許多國家的政府和跨國大公司的極大重視,許多國家的政府和跨國大公司的極大重視,已出現(xiàn)許多PEMFC電動(dòng)車樣車.電動(dòng)車樣車.已出現(xiàn)許多電動(dòng)車樣車我國計(jì)劃,年奧運(yùn)會期間,我國計(jì)劃,到2008年奧運(yùn)會期間,將有我年奧運(yùn)會期間國生產(chǎn)的燃料電池電動(dòng)車會小批量,國生產(chǎn)的燃料電池電動(dòng)車會小批量,示范性地行駛在街頭.