新能源發(fā)電技術(shù)論文范文
時間：2023-03-29 19:44:59
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篇1
為了適應(yīng)電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)學(xué)生的教學(xué)，在課程改革過程中，根據(jù)新能源發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀和電氣工程對新能源發(fā)電技術(shù)課程知識體系的需求，結(jié)合電力工程及其自動化專業(yè)的特點，精選教學(xué)內(nèi)容，重新構(gòu)建了新的課程知識體系，加強與電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)之間的聯(lián)系。根據(jù)新能源發(fā)電站接入電網(wǎng)的影響不同，將這些新能源技術(shù)分為兩類：穩(wěn)定性能源發(fā)電技術(shù)和間歇性能源發(fā)電技術(shù)。
一些新能源技術(shù)（如生物質(zhì)能、地熱能和常規(guī)水電）在接入電力系統(tǒng)方面和常規(guī)電力技術(shù)一樣容易，除了一次能源的形式不同，轉(zhuǎn)換成電能環(huán)節(jié)基本相同，都采用同步發(fā)電機進行發(fā)電，對電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定不會造成影響。因此，這部分新能源知識重點講解各種新能源發(fā)電技術(shù)的基本原理，最新的發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀和動向，及在利用過程中對改善環(huán)境帶來的好處，培養(yǎng)學(xué)生新的能源觀念和意識。同時結(jié)合電網(wǎng)發(fā)展的最近進展，這些發(fā)電技術(shù)作為分布式電源接入電網(wǎng)時，如何規(guī)劃電網(wǎng)，接入電網(wǎng)對電網(wǎng)的影響等方面進行適當?shù)闹v解，加強與電力系統(tǒng)知識的聯(lián)系，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，由于受到季節(jié)、氣象和地域等條件的影響，另一些新能源技術(shù)具有隨機性、波動性和間歇性的特點，如風(fēng)能和太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電技術(shù)，在接入電力系統(tǒng)方面需要克服更多的挑戰(zhàn)，其電力大規(guī)模并入常規(guī)電網(wǎng)會對電網(wǎng)調(diào)峰和系統(tǒng)安全運行帶來顯著影響。這部分內(nèi)容重點講解與電力系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)，涉及到電機學(xué)、電力電子技術(shù)和電力系統(tǒng)相關(guān)的知識點。在間歇性能源并網(wǎng)過程中，電力儲能技術(shù)可以補償負荷波動，解決風(fēng)能和太陽能等間歇式新能源發(fā)電直接并網(wǎng)對電網(wǎng)的沖擊，調(diào)節(jié)電能質(zhì)量，使大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電能夠方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)。隨著可再生新能源發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，電力儲能技術(shù)也是電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)學(xué)生必須掌握的知識，所以儲能技術(shù)也是該課程知識體系的重要部分。
本文提出的課程知識體系目前還沒有相關(guān)教材，為此，筆者較為系統(tǒng)地構(gòu)建并編寫適合電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的“新能源發(fā)電技術(shù)”課程講義，使之更符合電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的教學(xué)。從兩學(xué)期的試用情況來看，學(xué)生認同感增強，明確該課程是本專業(yè)不可或缺的重要選修課，重視程度顯著提升，在教學(xué)過程中取得了良好的效果。
二、教學(xué)模式改革
選擇合適的教學(xué)方法，能夠提高課堂效率。教學(xué)內(nèi)容的不同，授課的教學(xué)方法也需要相應(yīng)的改進，為此筆者對教學(xué)方法也進行了改革，使之與課程知識體系相適應(yīng)。
1.采用學(xué)術(shù)專題講座的教學(xué)方式“新能源發(fā)電技術(shù)”課程知識體系要求運用新的教學(xué)方法。每種新能源發(fā)電技術(shù)各自成章，自成系統(tǒng)，各部分內(nèi)容均有很多前沿的技術(shù)，僅靠書本知識已經(jīng)不能適應(yīng)科技的進步。因此需要任課教師補充相關(guān)發(fā)展的新動向和新技術(shù)，以學(xué)術(shù)講座的形式進行講授與課程相關(guān)知識點。講解過程中，以具體的行業(yè)問題為背景，采取啟發(fā)式的講解方式，層層剖析問題，可以讓學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)，掌握發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)電原理、利用方式、開發(fā)存在的問題和研究現(xiàn)狀及動向。如地熱發(fā)電、海洋能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、太陽能熱發(fā)電技術(shù)，都可以采用講座的方式進行講解。同時在講座過程中，增加學(xué)生提問環(huán)節(jié)，讓學(xué)生可以積極參與，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。為了強化實踐，在每一個專題授課結(jié)束后，教師通過布置與該專題相關(guān)的設(shè)計題目，讓學(xué)生學(xué)以致用。比如讓學(xué)生設(shè)計太陽能熱電站，利用波浪能發(fā)電原理設(shè)計相應(yīng)的波浪能電站，設(shè)計新農(nóng)村綜合利用生物質(zhì)能的方案，設(shè)計垃圾發(fā)電站工藝流程等，作為分布式電源接入電網(wǎng)時，結(jié)合不同能源開發(fā)利用的特點對該地區(qū)新能源開發(fā)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)做出合理規(guī)劃，并給出理由。通過這些綜合性設(shè)計作業(yè)，可以增強大家的創(chuàng)新意識和實踐能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，訓(xùn)練了學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力，起到了非常好的效果。
2.基于問題的探究式教學(xué)方式傳統(tǒng)的講授方式，可以系統(tǒng)地講解，課堂容量大。風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電技術(shù)涉及知識點多，知識點零散，因此需要教師合理組織教學(xué)內(nèi)容，使其與所學(xué)專業(yè)知識相結(jié)合。為此筆者精心設(shè)計每一個教學(xué)環(huán)節(jié)，精講多練。但傳統(tǒng)的授課方式，學(xué)生被動接受，學(xué)習(xí)積極性不高。為此，筆者采用基于問題的探究式教學(xué)方式，在教學(xué)的過程中，教師起引導(dǎo)作用，對課程中的知識點進行分析，提出基于問題的討論題目；并分析學(xué)生需要掌握的知識要點，為學(xué)生提供必要的參考文獻，讓學(xué)生課后自己查閱資料，引導(dǎo)他們學(xué)會自己總結(jié)知識點，利用所學(xué)知識分析實際問題。而學(xué)生在課后根據(jù)自己的興趣自愿選題，并分小組進行研討，研討后，該小組總結(jié)討論結(jié)果。在課堂討論中，每個小組推薦一名學(xué)生做交流發(fā)言，將自己的研究內(nèi)容做簡要匯報。學(xué)生互相提問展開討論，老師進行有針對性的點評，肯定了學(xué)生們?nèi)〉玫某煽儯瑢﹀e誤的地方進行了補充和糾正。為了達到分組討論學(xué)習(xí)預(yù)期效果，要求每個小組在上交的文獻報告中，明確每個學(xué)生所做的工作和參加小組討論的發(fā)言內(nèi)容，督促每個學(xué)生都參與討論學(xué)習(xí)。通過這種教學(xué)方式，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性，也很好地完成了教學(xué)目標，促進了教學(xué)質(zhì)量的提高，達到“授人以漁”的目的。
3.改進多媒體教學(xué)方式由于該課程設(shè)計的專業(yè)知識具有跨學(xué)科的特點，有些知識點學(xué)生難以掌握，有些原理較為抽象。如風(fēng)機的偏航過程、變槳過程、風(fēng)機的失速原理、斯特林發(fā)動機的發(fā)電過程等都比較抽象，在沒有實物演示的前提下，學(xué)生經(jīng)常不容易理解。因此在講這些課程內(nèi)容時，采用多媒體動畫演示的方法，幫助學(xué)生理解基本概念和知識，讓學(xué)生更快更易地理解和掌握這些內(nèi)容。
三、考試方法的改革
雖然在教學(xué)內(nèi)容和方法上進行了改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，但仍有不少學(xué)生選課和學(xué)習(xí)動機不端正。他們不是為了完善自己的知識結(jié)構(gòu)，提高自己的綜合素質(zhì)，只是為了湊滿學(xué)分，對選修課缺乏足夠的重視。傳統(tǒng)的閉卷考核方式不能全面地反映真實的教學(xué)情況。撰寫課程論文，成績只與論文寫得好不好有關(guān)，有的同學(xué)東拼西湊，也能獲得一個理想的成績。這些方式都難以督促學(xué)生平常的學(xué)習(xí)，因此仍需完善課程的考核方式。根據(jù)“新能源發(fā)電技術(shù)”課程的特點，筆者對該課程的考試方式做了合理的改革，促進學(xué)生學(xué)習(xí)，公正地反映了學(xué)生的成績。主要采取了以下一些措施：
1.注重對學(xué)生平時的考查增加課堂隨機考查的次數(shù)。通過提問、課堂測驗等方式，讓學(xué)生在上課時能集中精力聽講，防止學(xué)生上課“開小差”。回答問題和課堂測驗計入平時成績。
2.增加撰寫文獻報告和大作業(yè)基于問題的探究式教學(xué)方式中，撰寫文獻報告和小組討論環(huán)節(jié)能夠有效培養(yǎng)了學(xué)生查閱文獻、撰寫論文、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、獨立思考的能力，因此能夠較為科學(xué)評價學(xué)生平時的努力程度。因此，課堂討論和小組討論中，根據(jù)學(xué)生在該環(huán)節(jié)中的貢獻不同給學(xué)生不同成績，這樣能起到督促學(xué)生學(xué)習(xí)和檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果的作用。作業(yè)是課堂教學(xué)的有效補充和延伸，是教學(xué)中必不可少的環(huán)節(jié)。大作業(yè)一般具有綜合性的特點，能夠有效鍛煉學(xué)生的綜合能力，鞏固平時所學(xué)的知識，是反饋教學(xué)效果的有效手段。因此增加大作業(yè)和撰寫文獻報告在平時成績中的比重也是考查學(xué)生平時學(xué)習(xí)的有效手段。
3.增加平時成績的權(quán)重平時考核成績權(quán)重由原來的30%提高到目前的50%，有效地避免了學(xué)生平時不學(xué)習(xí)，考試時突擊學(xué)習(xí)也能取得不錯成績的弊端，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自覺性。通過上述措施的實施，經(jīng)調(diào)查表明多數(shù)學(xué)生都認可這種成績考核方法較合理、公正，能夠真實反映學(xué)生的成績，受到了多數(shù)學(xué)生的歡迎。
四、結(jié)束語
篇2
從“離網(wǎng)”向“并網(wǎng)”的跨越
光伏并網(wǎng)發(fā)電是當今世界光伏發(fā)電的主要發(fā)展方向，是光伏技術(shù)步入大規(guī)模發(fā)電階段，成為電力工業(yè)組成部分之一的重大技術(shù)步驟。許多統(tǒng)計資料表明，近幾年來世界光伏并網(wǎng)發(fā)電市場發(fā)展迅速，光伏并網(wǎng)發(fā)電的裝機容量從1 996年的7MWp上升到2000年的140MWp，光伏并網(wǎng)發(fā)電在光伏行業(yè)中的市場比例也從1 996年的10％上升到2000年的50％，2007年光伏并網(wǎng)發(fā)電的市場比例已達到80％。而在中國，光伏發(fā)電也將在未來的電力供應(yīng)中扮演重要的角色，其累計裝機容量預(yù)計至201 0年將達600MWp，2020年將達到30GWp，2050年將達到100GWp。根據(jù)電力科學(xué)院預(yù)測，到2050年，中國可再生能源發(fā)電將占到全國總電力裝機的25％，其中光伏發(fā)電則占到5％。顯而易見，光伏并網(wǎng)發(fā)電已經(jīng)是大規(guī)模光伏發(fā)電的主要趨勢。
早在上世紀80年代，合肥工業(yè)大學(xué)已經(jīng)開展起太陽能光伏與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究，張興就是在那個時候走入合肥工業(yè)大學(xué)校門的。在這所留下他半生印記的學(xué)校里，不僅走過了從學(xué)士到博士的求學(xué)之路，而且也撇下了攻關(guān)，探索的辛勤汗水。他對太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的研究，源于1 997年新疆新能源研究所原所長王國華研究員在合肥工業(yè)大學(xué)的一次講學(xué)。在那次講學(xué)中，張興對歐美日等發(fā)達國家正在興起的光伏并網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣，當時，我國的光伏發(fā)電技術(shù)與產(chǎn)業(yè)還是針對技術(shù)相對落后的光伏離網(wǎng)系統(tǒng)，很少有人關(guān)注技術(shù)新穎且有一定難度的光伏并網(wǎng)技術(shù)。盡管深知其中的挑戰(zhàn)，張興卻從未想過低頭，他抓住光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的并網(wǎng)逆變器這一核心技術(shù)，開始了潛心的研究。經(jīng)過一年多的努力，他終于成功研制了500W光伏并網(wǎng)樣機。在1 998年的全國光伏年會上，該樣機一經(jīng)展出即引起了同行的高度關(guān)注。在此基礎(chǔ)上，1999年，張興教授又與新疆新能源研究所開展了技術(shù)合作，共同承擔起自治區(qū)的科技攻關(guān)項目。當時，逆變電源專家曹仁賢創(chuàng)辦的合肥陽光電源有限公司起步不久，雖然主打產(chǎn)品主要是離網(wǎng)型光伏逆變器，但他還是給予了這一項目充分的肯定和支持。在共同的努力下，該項目組于2000年成功開發(fā)出3kW工程化樣機，并在新疆鄯善縣成功地進行了應(yīng)用測試，取得了預(yù)期性能。隨之，在經(jīng)過一年多的試運行之后，2001年，該項目順利通過了新疆維吾爾自治區(qū)組織的專家鑒定，得到了一致的好評。
而正是這個項目的成功，拉開了張興教授與合肥陽光電源有限公司產(chǎn)學(xué)研合作的帷幕。此后，國家“十五”科技攻關(guān)項目“并網(wǎng)光伏發(fā)電用系列逆變器的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)”、科技部新能源行動計劃項目等諸多科技攻關(guān)項目在他們的攜手并進下，得以產(chǎn)業(yè)化實踐，同時建造了多個并網(wǎng)光伏示范電站，其中，科技部新能源行動計劃項目“60kW光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用與研究”項目獲得新疆維吾爾自治區(qū)科技進步二等獎。
與“陽光”同行
“陽光”，一個聽起來倍感明媚的詞語。而在電源領(lǐng)域，這一個詞語則讓人聯(lián)想起我國知名的新能源發(fā)電電源專業(yè)制造商――合肥陽光電源有限公司(以下簡稱“陽光電源”)。
自1 997年成立以來，陽光電源專注于可再生能源發(fā)電產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，囊括了光伏發(fā)電電源、風(fēng)力發(fā)電電源、回饋式節(jié)能負載、電力系統(tǒng)電源等系列產(chǎn)品，曾成功參與北京奧運鳥巢、上海世博會、三峽工程，全球環(huán)境基金可再生能源項目、西班牙MaIaga 5MW大型光伏電站，英國和法國小型風(fēng)力并網(wǎng)發(fā)電項目、青藏鐵路等重大工程，獲得了國內(nèi)外業(yè)界的一致好評。多年來，陽光電源先后獲得“安徽省優(yōu)秀民營科技企業(yè)”、“安徽名牌產(chǎn)品”、“優(yōu)秀創(chuàng)新企業(yè)”，“安徽省‘115’產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團隊”、國家發(fā)改委REDP項目“技術(shù)進步優(yōu)秀項目獎”，“太陽能光伏產(chǎn)品金太陽認證”等榮譽，是安徽省可再生資源電源工程技術(shù)研究中心依托單位、安徽省研究生產(chǎn)學(xué)研示范基地。
同樣，經(jīng)過二十余年的努力，合肥工業(yè)大學(xué)在太陽能光伏與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)等可再生能源發(fā)電技術(shù)方面也取得了長足的進展，如今，不僅擁有電力電子與電力傳動國家級重點學(xué)科、教育部光伏工程研究中心，還進入了國家培育優(yōu)勢重點學(xué)科的“111計劃”，成為“可再生能源并網(wǎng)發(fā)電國家級創(chuàng)新引智基地”。而在可再生能源并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的科學(xué)研究中，張興教授與陽光電源的產(chǎn)學(xué)研合作尤其值得稱道。
從1 999年共同開展新疆維吾爾自治區(qū)的科技攻關(guān)項目開始，他們的產(chǎn)學(xué)研合作已經(jīng)整整十年。十年間，他們聯(lián)手創(chuàng)造了不少成績，近年來更是成果選出。
“上海電力局奉賢10kW光伏屋頂示范工程項目”屬于上海電力局新能源發(fā)展計劃項目，工程于2003年3月建成并投入運行，2004年7月通過專家鑒定，是上海首個全部采用國產(chǎn)化技術(shù)的光伏屋頂并網(wǎng)示范系統(tǒng)，該系統(tǒng)所用的1臺10kW三相并網(wǎng)逆變器即由張興課題組與陽光電源聯(lián)合研制。
他們合作的“并網(wǎng)光伏發(fā)電用系列逆變器的產(chǎn)業(yè)化”項目是國家科技部“十五”科技攻關(guān)項目，該項目于2005年2月通過科技部的專家鑒定。其成功研發(fā)解決了并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的關(guān)鍵部件逆變器的產(chǎn)業(yè)化難點，推進了我國并網(wǎng)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如今，該項目系列產(chǎn)品已在陽光電源實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，并定型了多種規(guī)格的并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品。
隨即，在國家科技部新能源行動計劃項目“新疆烏魯木齊大型光伏并網(wǎng)工程”研發(fā)中，張興課題組承擔起72臺60kW并網(wǎng)逆變器的系統(tǒng)及控制設(shè)計任務(wù)，而陽光電源則對逆變系統(tǒng)的制造，現(xiàn)場安裝與調(diào)試工作進行了全權(quán)負責。2004年12月，該工程完滿建成并投入運行，2006年3月，通過科技部驗收及專家鑒定。經(jīng)鑒定，該項目采用可調(diào)度型并網(wǎng)發(fā)電結(jié)構(gòu)，并具有并網(wǎng)發(fā)電、蓄電池充放電和獨立逆變?nèi)剡\行功能，省略了常規(guī)的充電控制器，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，大大提高了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的性價比，是當時新疆地區(qū)最大且功能最為先進的光伏并網(wǎng)示范工程，其成果被授予新疆維吾爾自治區(qū)科技進步二等獎。
此外，在“上海生態(tài)示范園光伏屋頂工程”、安徽省科技攻關(guān)項目“合肥陽光電源30kW光伏屋頂示范工程項目”以及
科技部科技攻關(guān)推廣項目“上海崇明30kW光伏屋頂示范工程”研發(fā)中，他們的表現(xiàn)也不負眾望。
“非常”追求
電力電子與新能源應(yīng)用技術(shù)的多年研發(fā)、與陽光電源十年的產(chǎn)學(xué)研合作，點點滴滴的付出，張興教授用自己的智慧和汗水寫出了一個不一般的科研生涯。
在風(fēng)力發(fā)電研究方面，其MW級變流器作為核心技術(shù)一直被外國壟斷，其國產(chǎn)化的路途極其艱辛和富有挑戰(zhàn)性，2004年，張興教授與陽光電源再度聯(lián)手進行科技攻關(guān)，他們首先完成了安徽省“十五”科技攻關(guān)項目“風(fēng)力發(fā)電用交直交并網(wǎng)變流器”，并獲得安徽省2006年度科技進步二等獎。接著，作為課題負責人之一，張興教授與陽光電源聯(lián)合申報并獲得了“十一五”國家科技支撐計劃“大功率風(fēng)電機組研制與示范”的兩個重大項目的資助――“1 5MW以上直驅(qū)式風(fēng)電機組控制系統(tǒng)及變流器的研制與產(chǎn)業(yè)化”與“1，5MW以上雙饋式風(fēng)電機組控制系統(tǒng)及變流器的研制與產(chǎn)業(yè)化”。經(jīng)過大家不懈的努力，目前，MW級雙饋型與直驅(qū)型風(fēng)機變流器基本實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，部分機型已經(jīng)批量向整機廠商供貨。
在柔性直流輸電變流與控制研究方面，張興教授著眼于柔性直流輸電技術(shù)與風(fēng)力發(fā)電相結(jié)合，對安徽省自然基金項目“電網(wǎng)異常條件下風(fēng)場柔性直流輸電網(wǎng)側(cè)變流器控制策略研究”進行了攻關(guān)研究。與此同時，在合肥工業(yè)大學(xué)本科評建項目的支持下，他自主研發(fā)成功了一套1 5kW柔性直流輸電變流及控制系統(tǒng)研究平臺。
在PWM整流器技術(shù)研究方面，張興教授完成了包括HT--7u超導(dǎo)托卡馬克等離子移快控電源、蓄電池雙向饋電電源、背靠背雙向變流器等多項研究成果，并在其博士學(xué)位論文基礎(chǔ)上，由“電氣自動化新技術(shù)叢書”編委會資助并由機械工業(yè)出版社出版了《PWM整流器及控制》學(xué)術(shù)專著，該學(xué)術(shù)專著在新能源并網(wǎng)發(fā)電的逆變器研究與應(yīng)用領(lǐng)域得到了學(xué)術(shù)界專家學(xué)者的肯定并被廣泛引用。
在積極進行科研攻關(guān)的同時，張興教授還將大量精力投入到特色實驗室建設(shè)中。2006年，他主持完成了“合肥工業(yè)大學(xué)風(fēng)力發(fā)電變流器及其控制實驗室”的建設(shè)，其主要包括“250kW中低壓雙饋、交流異步全功率風(fēng)力發(fā)電驅(qū)動平臺”、“永磁同步直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電驅(qū)動平臺”，以及分布式發(fā)電系統(tǒng)中的“風(fēng)力發(fā)電模擬平臺”，“柔性直流輸電變流及控制系統(tǒng)研究平臺”等。而他與陽光電源合作，還為該公司建成了“2MW雙饋型風(fēng)力發(fā)電變流器試驗平臺”、“2MW同步直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電變流器試驗平臺”。這些實驗研究平臺基本上涵蓋了張興教授及其團隊近年來的大部分成果，在這些成果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過深入地自主研制，這些平臺已經(jīng)開始發(fā)揮各自的功用，不僅大大促進了合肥工業(yè)大學(xué)新能源應(yīng)用及其電力電子研究技術(shù)的發(fā)展，使其成為全國高校風(fēng)力發(fā)電變流器研究條件一流的單位，也為國家支撐項目的取得與完成提供了良好的研究條件與基礎(chǔ)。
經(jīng)過多年的拼搏，張興教授不僅在風(fēng)力、太陽能并網(wǎng)發(fā)電的變流器技術(shù)的研究和工程應(yīng)用方面取得眾多的成果，積累了大量研究與工程經(jīng)驗，同時也為陽光電源以及電力電子行業(yè)輸送了一批高素質(zhì)人才。從當年初次涉足光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)，到如今的MW級風(fēng)電變流器的研制成功，在太陽能光伏并網(wǎng)、風(fēng)力發(fā)電變流控制與驅(qū)動領(lǐng)域的多年研究，使他和團隊得到了錘煉和成長，逐漸發(fā)展為一支擁有2名教授、2名副教授、3名博士畢業(yè)的青年科研骨干教師以及近30名博士、碩士研究生的優(yōu)秀團隊，在一起，他們總是能形成一股強大的科研力量。而與陽光電源長期的優(yōu)勢互補合作，其科研水平經(jīng)受了考驗，更是得到了升華。
篇3
[關(guān)鍵詞]太陽能 光伏發(fā)電 逆變 并網(wǎng)
中圖分類號：TK511 文獻標識碼：B 文章編號：1009-914X（2014）33-0363-01
1 概述
2013年年初，京津冀地區(qū)遭遇嚴重霧霾天氣； 10月份以后，大范圍霧霾污染又蔓延至哈爾濱、蘇州、上海、甚至三亞等地，全國范圍從北到南無一幸免。
據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計， 2013年的霧霾天數(shù)是中國近52年來的最多，創(chuàng)下歷史紀錄。
環(huán)保專家指出，導(dǎo)致空氣質(zhì)量下降的污染物有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入顆粒物、臭氧等。在一些地區(qū)，尤其是大城市，工業(yè)生產(chǎn)、機動車尾氣、建筑施工、冬季取暖燒煤等排放的有害物質(zhì)難以擴散，導(dǎo)致空氣質(zhì)量顯著下降。面對越來越嚴峻空氣污染形勢，尋找新能源成為當前面臨的迫切課題。照射在地球上的太陽能非常巨大，而且太陽能發(fā)電絕對干凈，不產(chǎn)生污染。所以太陽能被譽為是理想的能源。隨著太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，光伏發(fā)電已經(jīng)不再只是作為偏遠無電地區(qū)的能源供應(yīng)，而是向逐漸取代常規(guī)能源的方向發(fā)展。
本文主要討論太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中電力電子技術(shù)的應(yīng)用；介紹并網(wǎng)系統(tǒng)的組成特點；根據(jù)不同的電路拓撲，討論太陽能最大功率點跟蹤技術(shù)的實現(xiàn)方法。
2 太陽能光伏系統(tǒng)的組成
太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽能電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)，有獨立運行和并網(wǎng)運行兩種方式。
與獨立供電的光伏系統(tǒng)相比，并網(wǎng)系統(tǒng)一般都沒有儲能環(huán)節(jié)，直接由并網(wǎng)逆變器接太陽能電池和電網(wǎng)。并網(wǎng)逆變器的基本功能是相同的。那就是，在太陽能電池輸出較大范圍內(nèi)變化時，能始終以盡可能高的效率將太陽能電池輸出的低壓直流電轉(zhuǎn)化成與電網(wǎng)匹配的交流電流送入電網(wǎng)。
3 太陽能光伏系統(tǒng)的最大功率點跟蹤技術(shù)
實現(xiàn)太陽能光伏陣列的最大功率點跟蹤，實質(zhì)上是一個自尋優(yōu)過程。通過對光伏陣列當前時刻輸出電壓與電流的檢測，得到當前時刻光伏陣列輸出功率，再與已存儲的前一時刻光伏陣列功率值比較，舍小存大，再檢測，再相比較，如此不停地周而復(fù)始，便可使光伏陣列動態(tài)地工作在最大功率點上。
在一定溫度時，不同光照強度下太陽能電池的輸出特性曲線不同。每條曲線都存在著一個最大功率輸出點，并且這個點在當前的光照條件下是唯一的。在太陽能光伏系統(tǒng)中采用較多的一階MPPT正是利用了最大功率點的dp/dv為零的特性。先對太陽能電池的輸出電壓和電流進行連續(xù)的采樣，并將每次采樣的一組電壓電流數(shù)據(jù)相乘折合成功率值，然后減掉上一次采樣得到的功率值，即為功率差分值。當功率達到最大值時滿足式（1），同時還可以推得式（2）。
dP/dU=dUI/dU=UdI/dU+IdU/dI=0 （1）
UdI+IdU=0 （2）
令
ΔI=UdI （3）
ΔU=-IdU （4）
則當ΔU=ΔI時，即可近似認為達到最大功率點，這樣就構(gòu)成了最經(jīng)典的一階差分算法。
4 并網(wǎng)供電的太陽能光伏系統(tǒng)中的逆變器
光伏陣列所發(fā)的電能為直流電能，然而許多負載需要交流電能，如變壓器和電機等。直流供電系統(tǒng)有很大的局限性，不便于變換電壓，負載應(yīng)用范圍也有限。除特殊用電負荷外，均需要使用逆變器將直流電變換為交流電。現(xiàn)在常用的逆變器有以下幾種。
1）方波逆變器
此逆變器輸出的電壓波形為方波，逆變器線路簡單，價格便宜，實現(xiàn)較為容易。缺點是方波電壓中含有大量的高次諧波成分，在負載中會產(chǎn)生附加的損耗，并對通信等設(shè)備產(chǎn)生較大的干擾，需要外加額外的濾波器。此類逆變器多見于早期，設(shè)計功率不超過幾百瓦的小容量逆交器。
2）階梯波逆變器
階梯波逆變器輸出的電壓波形為階梯波形，階梯波逆變器的優(yōu)點是輸出波形接近正弦波，比方波有明顯的改善，高次諧波含量減少。但此逆變器往往需要多組直流電源供電，需要的功率開關(guān)管也較多，給光伏陣列分組和蓄電池分組帶來不便。
3）正弦波PWM逆變器
正弦波逆變器的優(yōu)點是輸出波形基本為正弦波，在負載中只有很少的諧波損耗，對通信設(shè)備干擾小，整機效率高。缺點是設(shè)備復(fù)雜、價格高。
5 雙模式逆變器
為了方便應(yīng)用，可以設(shè)計一種既可獨立運行，又可并網(wǎng)運行的光伏發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的逆變器可以自由切換并網(wǎng)運行和獨立運行，并且保證在切換過程中對負載和逆變器無沖擊，實現(xiàn)平滑切換。可以采用了快速檢測并網(wǎng)開關(guān)和抑制電流突變的過渡算法，以實現(xiàn)三相系統(tǒng)并網(wǎng)/獨立的平滑切換。這種系統(tǒng)稱為三相雙模式逆變器發(fā)電系統(tǒng)。此系統(tǒng)中太陽能電池板組成光伏陣列，輸出不穩(wěn)定的直流電。DC/DC 充電控制器連接電池板和蓄電池組，實現(xiàn)最大功率向蓄電池充電。 蓄電池可以在太陽輻照度變化和無太陽光時持續(xù)向逆變器供給直流電。三相逆變器的輸入級連接到蓄電池的直流母線上， 輸出接在帶有中心抽頭的變壓器上。這樣可以帶三相或單相負載運行。并網(wǎng)開關(guān)可以實現(xiàn)電網(wǎng)與負載、 逆變器的連接和斷開。當電網(wǎng)無電時，并網(wǎng)開關(guān)斷開，逆變器給負載供電。當電網(wǎng)有電時，并網(wǎng)開關(guān)閉合，負載由電網(wǎng)和逆變器共同供電，逆變器還可以將太陽能電池板發(fā)出的多余電能輸入到電網(wǎng)中，也可以利用電網(wǎng)給蓄電池充電。
6 結(jié)論
本文對太陽能光伏系統(tǒng)中的最大功率點跟蹤和逆變技術(shù)進行了討論。通過對并網(wǎng)光伏系統(tǒng)進行系統(tǒng)組成分析，比較其構(gòu)成特點和電路拓撲，討論得出了各自適用的控制方法。文章最后介紹了一種可實現(xiàn)獨立運行與并網(wǎng)運行實時切換的雙模逆變器。從上述分析可以看到：太陽能光伏發(fā)電作為新能源的應(yīng)用技術(shù)正在得到迅速發(fā)展，而電力電子技術(shù)作為其中的關(guān)鍵技術(shù)，對太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用的發(fā)展起著決定性作用。
參考文獻
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[3] 王長貴.新能源和可再生能源的現(xiàn)狀和展望.太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇論文集，2003，9：4～17.
篇4
摘要：渤海大學(xué)實行的“轉(zhuǎn)動課堂”是提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的一種創(chuàng)新教學(xué)模式。課堂上實行精講、互動、練習(xí)，是強調(diào)以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力和團隊合作能力為中心的教學(xué)方法。本文首先闡述了轉(zhuǎn)動課堂內(nèi)涵。然后，對轉(zhuǎn)動課堂中的師生互動內(nèi)涵和特點進行了研究。最后，以《風(fēng)力發(fā)電技術(shù)》課程為例，給出課內(nèi)互動和課外互動的可操作性教學(xué)方案。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)動課堂；師生互動；翻轉(zhuǎn)課堂；實踐能力；創(chuàng)新能力
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）49-0165-03
“轉(zhuǎn)動課堂”[1]是渤海大學(xué)楊延?xùn)|教授提出的一種新型課堂教學(xué)模式。既包含教育理念的轉(zhuǎn)變，更體現(xiàn)教學(xué)方法的更新。“轉(zhuǎn)動課堂”把學(xué)生從傳統(tǒng)的灌輸式課堂中解放出來，使教學(xué)活動有益于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，以學(xué)生為中心，讓學(xué)生不僅收獲知識，更要學(xué)會獲取知識，應(yīng)用知識，提高實踐動手能力，提高應(yīng)用知識的能力，真正成為適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展，m應(yīng)“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”的新環(huán)境的適用型人才[2，3]。
一、轉(zhuǎn)動課堂的內(nèi)涵
1.“轉(zhuǎn)動課堂”中的“轉(zhuǎn)”。“轉(zhuǎn)動課堂”中的“轉(zhuǎn)”主要是指：
（1）轉(zhuǎn)型。即人才培養(yǎng)模式由傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)到新的改革模式上來。
（2）轉(zhuǎn)法，由課上傳統(tǒng)的灌輸式、填鴨式的教學(xué)方法轉(zhuǎn)為啟發(fā)式、探究式、討論式、案例式等教學(xué)方法上來。
（3）轉(zhuǎn)體，課堂教學(xué)從傳統(tǒng)的以教師為主體轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體。
2.“轉(zhuǎn)動課堂”中的“動”。“轉(zhuǎn)動課堂”中的“動”主要是指：
（1）互動。主要包括師生互動、生生互動、師師互動。通過互動，讓知識獲取和消化變得鮮活。
（2）動手動腦。教師引導(dǎo)學(xué)生動腦，動手練習(xí)，學(xué)會知識是什么和怎么用知識。
在轉(zhuǎn)動課堂上，主要包括三個教學(xué)環(huán)節(jié)，即教師精講，師生互動，學(xué)生動腦動手練習(xí)。教師精講是指教師需要在課堂上將最重要、學(xué)生最需要掌握的內(nèi)容進行精心的組織與講解。精心地選取授課內(nèi)容，科學(xué)地組織精講內(nèi)容，高效地講授精講內(nèi)容。精講的主要特點是授課內(nèi)容精、講授精、用時精，三者缺一不可。根據(jù)授課內(nèi)容和學(xué)生的實際認知特點，轉(zhuǎn)動課堂的精講時間不要多于課堂教學(xué)時長的60%。這三個教學(xué)環(huán)節(jié)的時間順序、時間長短可以微調(diào)整，形式可以多樣，真正調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，高效吸收理解所學(xué)知識，提高動手實踐和創(chuàng)新能力。
二、師生互動的內(nèi)涵與特點
師生互動包括教師與學(xué)生的互動，學(xué)生與學(xué)生互動、個人與小組之間的互動、小組與小組之間的互動、小組與教師之間的互動，教師與教師之間的互動等。教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效實時動態(tài)地調(diào)整教學(xué)方法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中建立適合自己的學(xué)習(xí)模式，真正學(xué)會如何學(xué)習(xí)、思考、合作和表達。課堂互動需要圍繞如何引導(dǎo)學(xué)生思考問題、分析問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、主動學(xué)習(xí)等能力培養(yǎng)進行開展，應(yīng)該具有如下特點：
1.是基于問題的課堂互動教學(xué)。問題是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)動機和思維主動性的最好刺激物[4]。問題可以來自日常生活，也可以來自某個工程領(lǐng)域，可以來自教師正在從事的研究課題。問題可以在課前提出、可以在上課過程中提出。問題可以由教師提出，也可以由學(xué)生提出。
2.是教師主導(dǎo)和學(xué)生主體的實現(xiàn)過程。在轉(zhuǎn)動課堂中，教師的主導(dǎo)性表現(xiàn)在：激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和學(xué)習(xí)意向，導(dǎo)引學(xué)生思考，解釋學(xué)生疑惑的內(nèi)容，及時正確評價反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果。學(xué)生的主體性表現(xiàn)在：主動地把教師的教學(xué)意圖變成自己的學(xué)習(xí)意圖和行動要求，不斷深度內(nèi)化知識。教學(xué)過程中的師生互動是教師主導(dǎo)和學(xué)生主體活動的動態(tài)交替交融過程。
3.是共同學(xué)習(xí)的教學(xué)。生生互動，會碰撞出新的問題與有意義的知識成果。師生互動，教師收獲了學(xué)生的新思維、新視覺、新問題，學(xué)生收獲了老師的一種思維路徑，解決問題的方法和手段。
4.是不拘一格形式的教學(xué)。針對不同形式的教學(xué)內(nèi)容，采用不同的互動教學(xué)方法，如討論式、學(xué)導(dǎo)式、發(fā)現(xiàn)式、案例式、學(xué)導(dǎo)式、啟發(fā)式、問題式、任務(wù)驅(qū)動式、探究式及其多種方法融合等。
三、師生課堂互動的教學(xué)實施方案
根據(jù)教學(xué)流程劃分，“轉(zhuǎn)動課堂”的師生互動包括課堂互動和課外互動。下面以《風(fēng)力發(fā)電技術(shù)》課程為例，說明師生課堂互動的具體實施方案。
1.精選和創(chuàng)新課堂互動內(nèi)容。師生互動的內(nèi)容是學(xué)生需要進一步內(nèi)化的知識點，也可以是啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的內(nèi)容。在互動內(nèi)容的選擇上要下功夫，要有創(chuàng)意，要以應(yīng)用為背景，要形成一個好問題，要做到讓學(xué)生感興趣，激發(fā)學(xué)生的思考。以《風(fēng)力發(fā)電技術(shù)》課程為例，在講授能源分類知識點時，以問題“我們是新能源學(xué)院，什么是新能源？”，在講授風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的優(yōu)缺點時，以問題“風(fēng)力發(fā)電是導(dǎo)致霧霾的推手嗎？”的方式實現(xiàn)師生互動，生生互動。
2.優(yōu)化課堂互動教學(xué)方法。為了更好地實現(xiàn)課堂互動，可以采用多種教學(xué)方法，使得互動方式不拘一格。下面針對導(dǎo)學(xué)-學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法、討論式、案例教學(xué)法來說明轉(zhuǎn)動課堂中的課堂互動教學(xué)方法。
（1）導(dǎo)學(xué)-學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法。導(dǎo)學(xué)-學(xué)導(dǎo)式教學(xué)法綜合運用了導(dǎo)學(xué)式和學(xué)導(dǎo)式這兩種教學(xué)方法，取長補短，是教師主導(dǎo)，學(xué)生主體的具體體現(xiàn)。具體實現(xiàn)方式一：由教師概講（教師提供教案及相關(guān)資料）-學(xué)生自學(xué)（包括課前預(yù)習(xí)、課上自學(xué)）-學(xué)生釋疑（學(xué)生自行查閱參考資料、學(xué)生討論、教師個別輔導(dǎo)等）-小組討論-小組表述答案-教師和其他小組進行評價和質(zhì)疑-教師精講（教師講透學(xué)生難以弄懂的要點）-學(xué)生演練等環(huán)節(jié)形成教學(xué)的基本過程。具體實現(xiàn)方式二：由教師概講（教師提供教案及相關(guān)資料）-學(xué)生自學(xué)（包括課前預(yù)習(xí)、課上自學(xué)）-學(xué)生釋疑（學(xué)生自行查閱參考資料、學(xué)生討論、教師個別輔導(dǎo)等）-教師精講（教師講透學(xué)生難以弄懂的要點）-學(xué)生演練等五個環(huán)節(jié)形成教學(xué)的基本過程。在《風(fēng)力發(fā)電技術(shù)》課程中，在完成討論問題“風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)造成什么影響？”過程中，采用導(dǎo)學(xué)-學(xué)導(dǎo)教學(xué)法。先啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生暢談風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)造成的具體影響，發(fā)現(xiàn)學(xué)生不能用術(shù)語描述電能質(zhì)量。因此，教師概講了是風(fēng)力發(fā)電的什么特點對電網(wǎng)造成影響，具體影響電網(wǎng)什么？并指定為下一次的具體討論內(nèi)容。學(xué)生課外自學(xué)，經(jīng)過學(xué)生討論，向老師咨詢等方式，理解風(fēng)力發(fā)電對電能質(zhì)量造成的影響。然后，下一次課堂討論此內(nèi)容。歷經(jīng)小組表述、教師和其他小組進行評價與質(zhì)疑、教師精講、學(xué)生回顧練習(xí)等方式完成這個內(nèi)容。
（2）討論式。在轉(zhuǎn)動課堂中，討論式是一種最好的師生互動方式。討論中，學(xué)生可以用手機上網(wǎng)搜集資料，教師要巡視，可以適當參加某個小組，一定要少說多聽多看。學(xué)生在討論課上的表現(xiàn)應(yīng)成為成績記載的重要組成部分。學(xué)生課前預(yù)習(xí)-教師精講-創(chuàng)設(shè)情境-學(xué)生討論-小組表述-教師和其他小組質(zhì)疑-教師總結(jié)與評價-師精講（教師講透討論中衍生出的知識點或?qū)W生遺漏的要點等）-學(xué)生小結(jié)作業(yè)等環(huán)節(jié)形成教學(xué)的基本過程。在《風(fēng)力發(fā)電技術(shù)》課程中，多次組織學(xué)生進行討論，以問題方式引出的討論內(nèi)容：風(fēng)電場如何選址？風(fēng)能資源評估的步驟？測風(fēng)塔安裝位置和測量時應(yīng)注意哪些事項？風(fēng)電場如何選址？風(fēng)電場如何建設(shè)？為什么常用三葉片風(fēng)輪發(fā)電機組？風(fēng)力發(fā)電是導(dǎo)致霧霾的推手嗎？風(fēng)力發(fā)電對電網(wǎng)具有什么影響？風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)缺點是什么？
（3）案例教學(xué)法。在轉(zhuǎn)動課堂中，采用案例教學(xué)法，可以提高學(xué)生的實踐能力。在《L力發(fā)電技術(shù)》課程中，風(fēng)能資源評估由學(xué)生自學(xué)，并完成實踐作品題目“針對某個風(fēng)電場進行風(fēng)能資源評估，給出評估過程和評估結(jié)果”。
3.課堂互動的教學(xué)組織和程序。教師一定要科學(xué)地設(shè)計師生互動的教學(xué)過程，要進行精心準備與組織實施，使得互動內(nèi)容與互動方式協(xié)調(diào)匹配，實現(xiàn)激發(fā)學(xué)生積極參與的教學(xué)目標。
以討論式教學(xué)方法為例，老師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，精心凝練出問題，提前發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生自學(xué)，查閱資料，學(xué)生間交流，小組間交流，或向教師反饋獲得解釋。在課堂師生互動環(huán)節(jié)上，教師創(chuàng)造情境，合適時機組織學(xué)生討論，教師巡回點拔，觀察學(xué)生們的表現(xiàn)，適時參與某個小組了解情況，對難以解決無法進行的討論給予適當引導(dǎo)。討論時，學(xué)生可以通過查閱資料，特別是借助手機等移動終端獲得網(wǎng)上相關(guān)信息。小組討論完畢，討論結(jié)果由組長指定組員進行答辯，其他組員可以補充。教師和同學(xué)可以質(zhì)疑和繼續(xù)提問，屬于小組答辯過程。答辯結(jié)束，老師對學(xué)生的表現(xiàn)和知識的內(nèi)化程度進行評價，并進一步通過精講方式給出正確答案。
4.課堂互動必須實行優(yōu)化分組和正確考核評價。開學(xué)初，對學(xué)生進行優(yōu)化分組。小組分配要根據(jù)學(xué)生的性別、成就、智力、性格、理論理解能力和實踐動手能力等進行靈活搭配。組內(nèi)成員的分工要清楚，可以設(shè)組長、記錄員、發(fā)言人等；職責要明確，要確保每位成員都有事情做；每次小組活動后教師進行點評和成績評定。其次，教師對小組活動要實施動態(tài)管理。例如小組完成一項任務(wù)后要重新組合，成員的職責輪流變更等。如《風(fēng)力發(fā)電技術(shù)》課程開課之初，小組采用學(xué)生自愿和老師指派的方式組成。班級人數(shù)60人，每個小組5-6人，其中基礎(chǔ)好的2-3人，中等及其基礎(chǔ)薄弱一些的3-4人。每次小組討論可由組員選組長、記錄員和發(fā)言人。
為了使學(xué)生具有更好的主動性，完成課外學(xué)習(xí)，需要有一套合理的考核評價機制。以《風(fēng)力發(fā)電技術(shù)》課程為例，課堂互動有一套非常細化的得分標準。師生互動學(xué)生表現(xiàn)占課堂總成績成績70%，對于主動回答問題，質(zhì)疑提問等給予獎勵加分。
四、課外互動的教學(xué)實施方案
如果轉(zhuǎn)動課堂中的課內(nèi)教學(xué)占課程總學(xué)時60%，那么課外教學(xué)占課程總學(xué)時40%，仍屬于授課范疇。在課外教學(xué)中，主要以師生互動為主。課外互動可以在教室里、可以在網(wǎng)上，可以是全部學(xué)生，可以是少數(shù)學(xué)生。根據(jù)課程目標要求，可以采用答疑、實踐作品展示、發(fā)明等實現(xiàn)師生課外互動。
針對《風(fēng)力發(fā)電技術(shù)》課程，課外互動主要以學(xué)生的實踐作品設(shè)計與展示為主，如以如何提高風(fēng)力發(fā)電場的發(fā)電效率為任務(wù)，三周時間準備，并啟發(fā)了同學(xué)們思路，如從提高風(fēng)能捕獲角度，設(shè)計多層風(fēng)力葉片、利用樹葉原理設(shè)計風(fēng)力發(fā)電樹等；從風(fēng)光互補發(fā)電、減小棄風(fēng)現(xiàn)象、設(shè)計小型風(fēng)力發(fā)電機組和移動電源等角度給予同學(xué)啟發(fā)。并同時教授學(xué)生如何查找資料，如在渤海大學(xué)主頁圖書館中查找論文、專利等。提出創(chuàng)新設(shè)計作品答辯內(nèi)容按照背景、基本思路、關(guān)鍵技術(shù)、推廣價值等準備。在創(chuàng)新作品答辯過程中，教師與其他學(xué)生均是評委，可以提問或質(zhì)疑。提問有道理的可以加分，提問者可以與答辯者同臺進行辯論。另外，教師積極引導(dǎo)學(xué)生參與團隊的科研項目。引導(dǎo)學(xué)生按照自己興趣選題，由教師親自指導(dǎo)參與挑戰(zhàn)杯、全國大創(chuàng)項目等，近兩年已獲批五項國家級大創(chuàng)項目。同時，指導(dǎo)學(xué)生如何查找資料，書寫發(fā)明專利等。具體交流方式可以采用微信、QQ、郵箱、面對面等，真正做到與學(xué)生實時互動交流。
五、采用全程動態(tài)精細化考核評價機制
為了課內(nèi)、課外師生互動取得良好效果，真正啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，學(xué)會如何發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，感受團隊合作的重要性，需要采取全程動態(tài)精細化考核評價機制。如，某個學(xué)生缺勤，可以用一個創(chuàng)新作品來彌補，使學(xué)生始終有機會多學(xué)多做。課堂上主動向老師提出問題，獎勵3分，主動回答問題獎勵3分等。
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篇5
論文摘要：風(fēng)能是一種清潔，安全，可再生的綠色能源，利用風(fēng)能對環(huán)境無污染，對生態(tài)無破壞，環(huán)保效益和生態(tài)效益良好，對于人類社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。進入20世紀70年代，在世界范圍內(nèi)爆發(fā)的能源危機告誡人們，要生存就要尋找開發(fā)新能源，此后各國政府紛紛制定能源政策支持新能源的開發(fā)利用。現(xiàn)今調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、減少溫室氣體排放、緩解環(huán)境污染、加強能源安全已成為國內(nèi)外關(guān)注的熱點。國家對可再生能源的利用，特別是風(fēng)能開發(fā)利用給予了高度重視。
近年來，世界風(fēng)力發(fā)電事業(yè)蓬勃發(fā)展，截至2006年年底，全世界風(fēng)力發(fā)電裝機容量已達7422萬千瓦，預(yù)計到2010年全世界風(fēng)力發(fā)電裝機容量將達到149．5吉瓦。
我國風(fēng)能資源豐富。據(jù)中國氣象科學(xué)研究院的初步測算，我國陸地10m高度處可開發(fā)儲量為2.53億kW，海上可開發(fā)儲量為7.5億kW，總計約10億kW，風(fēng)能利用潛力巨大。2005年以來我國每年的風(fēng)電新增裝機容量連年翻番，2005年裝機容量126萬KW，2006年裝機容量260萬KW，2007年裝機容量590萬KW，至2008年底風(fēng)電裝機容量已超過1000萬KW。國家規(guī)劃，到2020年中國風(fēng)電裝機規(guī)模將達3000萬kW。在國家政策和資源優(yōu)勢的推動下，中國風(fēng)能開發(fā)利用取得了長足進步。
風(fēng)力發(fā)電在并網(wǎng)時由于沖擊電流的存在，會對電網(wǎng)電壓產(chǎn)生影響。由于風(fēng)力發(fā)電是一種間歇性能源，風(fēng)電場的功率輸出具有很強的隨機性，所以為了保證風(fēng)電并網(wǎng)以后系統(tǒng)運行的可靠性，需要額外安排一定容量的旋轉(zhuǎn)備用以響應(yīng)風(fēng)電場的隨機波動。各種形式的風(fēng)力發(fā)電機組運行時對無功功率的需求不同，依靠電容補償來解決無功功率平衡問題，發(fā)電機的無功功率與出力有關(guān)，由此也影響電網(wǎng)的電壓。
大型風(fēng)力發(fā)電機組的投入運行，使大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電場的建設(shè)成為可能，風(fēng)電事業(yè)正逐步向產(chǎn)業(yè)化邁進。在某些地方，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)在電網(wǎng)中占有了相當?shù)谋戎兀倪\行狀況直接關(guān)系到整個電網(wǎng)的安全性和可靠性。為了更加安全、充分的利用風(fēng)力資源，迫切需要深入研究大規(guī)模風(fēng)電場并網(wǎng)運行的相關(guān)技術(shù)問題，是保證并入大規(guī)模風(fēng)電場后電力系統(tǒng)仍然可以正常穩(wěn)定運行的重要前提。
國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
過去很長一段時期以來，由于結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要采用恒速恒頻發(fā)電方式，但采用恒速恒頻方式的風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)電效率較低，而且機械承受的應(yīng)力較大，相應(yīng)的裝置成本較高。近年來，隨著大規(guī)模電力電子技術(shù)的日趨成熟，同時為實現(xiàn)不同風(fēng)速下實現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲從而高效發(fā)電，國內(nèi)外正在采用變速恒頻發(fā)電方式，變速恒頻發(fā)電方式可以大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)運行轉(zhuǎn)速 ，來適應(yīng)因風(fēng)速變化而引起的風(fēng)力機功率的變化，可以最大限度的吸收風(fēng)能 ，因而效率較高；控制系統(tǒng)采取的控制手段可以較好的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有功功率、無功功率 ，但控制系統(tǒng)較為復(fù)雜；低風(fēng)速下風(fēng)機轉(zhuǎn)速相應(yīng)下降，從而大大降低了系統(tǒng)的機械應(yīng)力和裝置成本，近年來變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組成了大容量風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的主要選擇方向。
恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組的并網(wǎng)包括同步發(fā)電機的并網(wǎng)和異步發(fā)電機的并網(wǎng)。同步發(fā)電機在重載情況下并網(wǎng)，若不進行有效的控制，常會發(fā)生嚴重的無功振蕩和失步，對系統(tǒng)造成嚴重的影響。用于風(fēng)力發(fā)電的同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)運行時，常采用自動準同步并網(wǎng)和自同步并網(wǎng)方式。前者由于風(fēng)速的不確定性，通過該方法并網(wǎng)比較困難；后者的并網(wǎng)操作相對簡單，使并網(wǎng)在短時間內(nèi)完成，但要克服合閘時有沖擊電流的缺點。異步風(fēng)力發(fā)電機控制裝置簡單，而且并網(wǎng)后不會產(chǎn)生振蕩和失步，運行比較穩(wěn)定。然而，異步發(fā)電機直接并網(wǎng)時會產(chǎn)生發(fā)電機額定電流5-7倍的沖擊電流，不僅對電網(wǎng)造成沖擊而且影響機組壽命；另外異步發(fā)電機本身不發(fā)無功功率，需要進行無功補償。
變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有多種，例如同步發(fā)電機交/直/交系統(tǒng)的并網(wǎng)運行和雙饋發(fā)電機系統(tǒng)的并網(wǎng)運行。在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電的眾多種方案中，最具優(yōu)勢的方案是采用雙饋感應(yīng)發(fā)電機的并網(wǎng)型交流勵磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組。
同步發(fā)電機交/直/交系統(tǒng)并網(wǎng)運行時，由于采用頻率變換裝置進行輸出控制， 因此并網(wǎng)時沒有電流沖擊， 對系統(tǒng)幾乎沒有影響。由于同步發(fā)電機組工作頻率與電網(wǎng)頻率是彼此獨立的， 風(fēng)輪及發(fā)電機的轉(zhuǎn)速可以變化， 不必擔心發(fā)生同步發(fā)電機直接并網(wǎng)運行可能出現(xiàn)的失步問題。在風(fēng)電系統(tǒng)中使用阻抗匹配和功率跟蹤反饋來調(diào)節(jié)輸出負荷， 可使風(fēng)力發(fā)電機組按最佳效率運行， 向電網(wǎng)輸送更多的電能。
雙饋發(fā)電機系統(tǒng)并網(wǎng)運行時，風(fēng)力機起動后帶動發(fā)電機至接近同步轉(zhuǎn)速時電網(wǎng)， 并網(wǎng)時基本上無電流沖擊。風(fēng)力發(fā)電機的轉(zhuǎn)速可隨風(fēng)負載的變化及時做出相應(yīng)的調(diào)整， 產(chǎn)生最大的電能輸出。而且通過調(diào)節(jié)雙饋發(fā)電機勵磁電流的頻率、幅值和相位，可以保證發(fā)電機在變速運行的情況下發(fā)出恒定頻率的電力，并可以調(diào)節(jié)無功功率和有功功率。
交流勵磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電機和電網(wǎng)之間是一種柔性連接，尤其對無刷雙饋電機而言，對發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)交流勵磁電流的調(diào)節(jié)與控制，就可在變速運行的任何轉(zhuǎn)速下滿足并網(wǎng)條件，實現(xiàn)變速恒頻無沖擊電流的高效并網(wǎng)。其勵磁繞組與電網(wǎng)間的雙向變頻器功率，僅為發(fā)電機系統(tǒng)的一小部分功率。可以預(yù)見，在未來幾年內(nèi)，無刷雙饋電機在變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)中將會獲得廣泛的應(yīng)用，對全國的風(fēng)力發(fā)電等機電產(chǎn)品的更新?lián)Q代起推動作用，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟和社會效益。
研究(設(shè)計)內(nèi)容
對主要風(fēng)力發(fā)電機組類型進行對比研究，不同機型的發(fā)電機原理、結(jié)構(gòu)、運行特性和對電力系統(tǒng)的影響不盡相同，有必要進行研究。
對風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)方式進行比較分析研究，主要是同步發(fā)電機的并網(wǎng)方式和異步發(fā)電機的并網(wǎng)方式進行比較分析，并對目前主流的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組中的雙饋感應(yīng)發(fā)電機進行重點探討。
電壓水平是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要指標，研究了風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)運行后電力系統(tǒng)的電壓特性。
從風(fēng)電場接入地區(qū)的中樞點電壓水平、風(fēng)電系統(tǒng)負荷的輕重、風(fēng)電場的無功補償容量大小等各個方面分析探討影響風(fēng)電機組最大注入功率的各種因素。
綜合分析幾種常用風(fēng)力發(fā)電機的并網(wǎng)控制技術(shù)，分析比較它們各自應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電上的優(yōu)缺點。并提出風(fēng)力發(fā)電技術(shù)今后的發(fā)展趨勢。
研究(設(shè)計)方法及技術(shù)路線
首先建立幾種常用風(fēng)力發(fā)電機的數(shù)學(xué)模型，建立風(fēng)速、風(fēng)力機模型，并利用已建立的數(shù)學(xué)模型對發(fā)電機原理進行探討，研究各風(fēng)力發(fā)電機的運行特性，并就各種發(fā)電機并網(wǎng)時對電網(wǎng)的影響進行理論探討，特別是與電網(wǎng)有功、無功交換功率及對電網(wǎng)電壓的影響進行探討，找出合適的并網(wǎng)運行控制方案。
本課題研究的難點有：1）風(fēng)力發(fā)電機數(shù)學(xué)模型的建立；由于風(fēng)力發(fā)電機類型較多，不同電機的數(shù)學(xué)模型不一樣，不能建立統(tǒng)一的、適應(yīng)各種機型的數(shù)學(xué)模型。2）該課題的探討主要停留在理論上，并進行適當?shù)姆抡嬗嬎悖y以進行實驗驗證
時間安排
第九周
詳細地了解設(shè)計題目、設(shè)計任務(wù)、設(shè)計要求、預(yù)期效果。本周內(nèi)主要完成：①明確設(shè)計任務(wù)的具體內(nèi)容。② 完成開題報告。③編制初步設(shè)計方案
第十周
通過分析設(shè)計任務(wù)，提出各自的問題。
第十一周、第十二周
① 將設(shè)計任務(wù)再次細化，提出更加具體的問題。② 開始設(shè)計預(yù)期目標的整體方案，包括相關(guān)硬件、軟件方案，提出可行性。
第十三周、第十四周
① 設(shè)計方案更加具體化，使之更加清晰，明確提出可達到的預(yù)期效果。② 再次論證方案的可行性。③ 對設(shè)計方案各部分進行系統(tǒng)的分析計算，解決設(shè)計中出現(xiàn)的具體問題。
第十六周
總結(jié)前兩個階段的工作成果，編寫設(shè)計說明書。
第十七周
① 妥善保存設(shè)計系統(tǒng)。② 修改畢業(yè)論文，并完成打印。③準備答辯
預(yù)期成果
預(yù)期成果為幾種常見風(fēng)力發(fā)電機組的并網(wǎng)運行控制方案，并以論文論文的形式表達出來。可能的創(chuàng)新點為：考慮充分利用電力存儲或者能量存儲技術(shù)，降低風(fēng)能資源的隨機性對電網(wǎng)造成的不利影響，改善風(fēng)能資源的利用條件，盡可能達到可控的目的。
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篇6
關(guān)鍵詞：建筑能耗；節(jié)能空調(diào)；太陽能；評價
中圖分類號： TU201.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2011）-06-0306-1
0 前言
建筑能耗一般指建筑在正常使用條件下的采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)和照明所消耗的總能量，不包括生產(chǎn)和經(jīng)營性的能量消耗。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，常規(guī)能源日益匱乏，節(jié)能環(huán)保已成為世界公認的主題，各國都在推行全方位降低能耗，因此零能耗建筑在全球范圍內(nèi)應(yīng)用而生。在建筑零能耗風(fēng)靡全球的時刻，也想談?wù)勛约旱囊恍┫敕ā?/p>
1 建筑能耗現(xiàn)狀分析
我國約占全社會總耗能的46.7%，歐洲和美國約占全部能源消耗的40% ，如何全面提高能源效率，減少對日漸枯竭的傳統(tǒng)一次性“礦物化石”能源依賴性已成為當務(wù)之急。其核心特點除了強調(diào)被動式節(jié)能設(shè)計外，將建筑能源需求轉(zhuǎn)向太陽能、風(fēng)能、地熱能等可再生能源，為人們的建筑行為，為建筑與環(huán)境和諧共生尋找到最佳的解決方案。
建筑發(fā)展至今，建筑能源消耗從零走到了。隨著常規(guī)能源的匱乏，我們需要在不改變現(xiàn)在建筑室內(nèi)舒適環(huán)境的情況下，使常規(guī)能源的消耗從回歸到零。
我們知道，創(chuàng)建綠色建筑，在建筑設(shè)計中要重點抓好自然通風(fēng)、建筑遮陽、天然采光、門窗隔熱、墻體保溫、節(jié)能空調(diào)、太陽能利用、水循環(huán)使用、“3R”材料利用等“綠色技術(shù)”的推廣應(yīng)用，以實現(xiàn)建筑本身不消耗或少消耗常規(guī)能源、不產(chǎn)生或少產(chǎn)生廢水廢物、不無故浪費自然資源、不惡化自然環(huán)境的目標。
其中自然通風(fēng)、建筑遮陽、天然采光、門窗隔熱、墻體保溫這些建筑節(jié)能技術(shù)已經(jīng)很成熟了。在這些節(jié)能技術(shù)之上，如果想要保持一個舒適的室內(nèi)環(huán)境，在室內(nèi)外環(huán)境相差較大的情況下，我們必須要付出一些能量，這些能量除了正常的損耗外，其余供給室內(nèi)，來達到我們要求的室內(nèi)環(huán)境。因此，要想保持最終的目的不變，我們依然要付出能量，只是現(xiàn)在的能量消耗，要用太陽能、風(fēng)能、地熱能、生物質(zhì)能等可再生能源來代替煤、石油等常規(guī)能源。下面分別就太陽能的利用和節(jié)能空調(diào)進行闡述，分析其對建筑零能耗的巨大作用及現(xiàn)實中利用的弊端以及我們該努力的方向。
2 太陽能的利用
太陽存在我們最普遍利用的兩個方面：集熱和光伏發(fā)電。國內(nèi)的集熱器已成為太陽能應(yīng)用最為廣泛、產(chǎn)業(yè)化最迅速的產(chǎn)業(yè)之一。在中國，太陽能發(fā)電的成本是常規(guī)發(fā)電成本的6～8倍。無論對于企業(yè)還是百姓，如此高昂的電價誰都承受不起。
中國雖然是全球最大的太陽能電池制造基地，但目前用來生產(chǎn)太陽能電池的重要原料――高純度硅材料，95%以上靠從國外進口，而且加工過程中的高精度、高耗能、高污染，使晶體太陽能電池的成本居高不下。另外，中國的太陽能蓄電池的使用壽命及使用條件的限制，使太陽能路燈的造價要比消耗普通電能多10倍以上，這還不包括更換蓄電池的費用。因此，在太陽能光伏發(fā)電的使用，配套設(shè)備的研究要跟上來，否則，“太陽能電廠”仍是都市里的“能源孤島”，沒有人敢效仿，因為一個自主發(fā)電、不消耗社會資源的企業(yè)，反而要為之承受消耗社會資源的成本。
3 節(jié)能空調(diào)
節(jié)能空調(diào)顧名思義，消耗掉少量的能源，獲得最大能量的空調(diào)，那么在現(xiàn)實中，節(jié)能空調(diào)從哪些方面來改進呢，我個人認為從以下幾個方面：
3.1 中國自主研制制冷新產(chǎn)品
這類產(chǎn)品要具有一定的技術(shù)創(chuàng)新和先進性，符合低碳、綠色、環(huán)保的原則，能實現(xiàn)無級調(diào)速的多樣化控制，根據(jù)室內(nèi)負荷變化自動調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，達到最佳節(jié)能效果，比一般的風(fēng)盤系統(tǒng)節(jié)能65%以上，這樣的制冷末端新產(chǎn)品可以直接來應(yīng)用。
3.2 太陽能空調(diào)系統(tǒng)
太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng)主要由太陽集熱器和吸收式制冷機這兩部分組成的。制得的冷量就是利用了太陽集熱器為吸收式制冷機提供其發(fā)生器所需要的熱媒水來提供的。但就使用過程中也存在一些問題：
（1）太陽能空調(diào)已初步進入實用階段 使用太陽能空調(diào)的用戶依然在不斷的增加，目前產(chǎn)品多是大型的溴化鋰制冷機，只適合中央型空調(diào)。因此，研制小型的溴化鋰或氨―水吸收式制冷機與太陽集熱器配套實用并逐步進入家庭中使用。
（2）太陽能空調(diào)使用集熱器的采光面積與空調(diào)建筑面積的配比受到限制，僅能適用于多層建筑。對此，目前正在研制可以產(chǎn)生水蒸氣的真空管集熱器，以便與蒸氣型吸收式制冷機結(jié)合，來解決集熱器與空調(diào)建筑面積的配比問題。
（3）太陽能空調(diào)系統(tǒng)的初投資依然偏高，僅適用于部分的富裕用戶。為此，我們正在降低現(xiàn)有集熱器的成本，使得更多的家庭具有使用太陽能空調(diào)的經(jīng)濟承受能力。只要克服以上的缺陷，就更大限度地發(fā)揮太陽能空調(diào)的作用。
4 結(jié)論
總之，建筑零能耗要從建筑節(jié)能開始，我們要細分最終用戶的需要， 針對不同區(qū)域的氣候條件需求，研究先進的節(jié)能技術(shù)和配套設(shè)備，這需要一個曲折而漫長的過程，我們需要踏實的尋求和研究，而不是盲目的追求所謂的“新技術(shù)”卻比使用常規(guī)能源承擔更多的資源和資金浪費。從而真正的由“低能耗”走向“微能耗”最終達到“零能耗”。
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篇7
關(guān)鍵詞：碳交易市場；碳交易體系；溫室效應(yīng)；電力需求
一、引言
（一）概念介紹
碳排放權(quán)，是具有價值的資產(chǎn)，可以作為商品在市場上進行交換――減排困難的企業(yè)可以向減排容易的企業(yè)購買碳排放權(quán)，后者替前者完成減排任務(wù)，同時也獲得收益。對于發(fā)電行業(yè)而言，有學(xué)者認為碳排放權(quán)是發(fā)電企業(yè)之間、國家與發(fā)電企業(yè)之間、國家之間等碳排放主體為了實現(xiàn)溫室氣體的減排任務(wù)所形成的一種碳排放配額。
碳排放權(quán)交易市場，是指由相關(guān)經(jīng)濟主體根據(jù)法律規(guī)定依法買賣碳排放權(quán)指標的標準化市場。在碳排放權(quán)交易市場上，碳排放主體從其自身利益出發(fā)自主決定其減排程度以及買入和賣出排放權(quán)的決策。它包括排放權(quán)配額交易市場、苑⒖剎生額外排放權(quán)的項目交易市場及排放權(quán)相關(guān)的各種衍生碳產(chǎn)品交易市場。
（二）碳交易市場的分類
按市場交易主體的意愿，碳交易市場可分為配額交易市場和自愿交易市場兩類。其中，配額交易市場是指為那些有溫室氣體排放上限的國家或企業(yè)提供碳交易平臺以滿足減排目標的市場；自愿交易市場則是從其他目標出發(fā)如企業(yè)社會責任、品牌建設(shè)、社會效益等自愿進行碳交易以實現(xiàn)其目標的市場。具體而言，配額碳交易又可分為基于配額的交易和基于項目交易兩類；自愿市場分為炭灰標準與無碳標準交易兩種。
（三）問題的提出
據(jù)統(tǒng)計，2014年我國單位GDP能耗和CO2排放分別下降29.9%和33.8%，如期完成“十二五”期間的節(jié)能減排指標，成為世界上發(fā)展新能源、可再生能源的大國。2015年，在中國的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭消費總量43.0噸，占消費總量的64.0%，其中發(fā)電消費增加0.5%，發(fā)電消費總量居上。建立發(fā)電碳排放權(quán)交易市場不僅有利于發(fā)電市場與環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展，而且有利于降低發(fā)電市場減排成本，促進轉(zhuǎn)變發(fā)電市場的經(jīng)濟增長方式。但在全球市場上，中國面臨一個很嚴峻的問題就是在CDM項目上中國沒有自己的定價權(quán)，整體處于被動地位，極大地降低了中國在國際市場上參與碳交易的積極性，并且由于中國的碳交易市場目前仍處于初期階段，未形成完善的碳交易排放市場體系，嚴重制約了中國碳交易市場的發(fā)展。因此，如何規(guī)劃我國碳交易市場，建立符合國情和電力行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展的碳排放交易體系，是推動我國碳交易市場發(fā)展的關(guān)鍵。
二、國內(nèi)外碳交易碳交易體系
（一）國內(nèi)體系
在2009年的第15次聯(lián)合國氣候變化大會上，中國承諾到2020年，單位GDP二氧化碳排放量將比2005年減少40%～50%。此后，在中國政府的大力推動下，我國碳交易市場的快速興起。為推動實現(xiàn)減排目標，減緩氣候變化帶來的負效應(yīng)，加快了碳交易市場機制和中介組織的建設(shè)，解決我國作為賣方由于信息不對稱、缺乏中介服務(wù)嚴重制約碳交易業(yè)務(wù)的問題。通過發(fā)展碳金融業(yè)務(wù)的發(fā)展，落實綠色信貸政策，引進專業(yè)人才等具體舉措的落實，不斷強化我國市場對碳交易的認識，推動我國從“高碳”向“低碳”的能源消費結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。2012年之前，依據(jù)《京都議定書》，我國碳交易的主要類型是基于項目市場進行的交易，即發(fā)達國家向我國提供資金和技術(shù)，對我國實施具有溫室氣體減排效果的項目履行《京都議定書》的承諾，獲取我國溫室氣體排放權(quán)的交易。但隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，我國碳排放量的不斷增加，人們的環(huán)保意識也明顯的到了提高。2014年，中美簽署《中美氣候變化聯(lián)合聲明》，中國元首首次正式中國將在2030年左右達到CO2排放峰值，并且計劃到2030年非化石能源占一次能源消費比重提高到20%左右。2015年國家發(fā)改委、國家能源局了 《關(guān)于改善發(fā)電運行調(diào)節(jié)促進清潔能源多發(fā)滿發(fā)的指導(dǎo)意見》，進一步推動可再生能源的發(fā)展，促進發(fā)電行業(yè)減排，讓發(fā)電企業(yè)更積極地參與碳交易。
自2013年，我國已相繼啟動深圳、上海、北京、天津、重慶、廣東、湖北等“兩省五市”的碳排放交易試點，參與交易的企業(yè)主要集中在發(fā)電、鋼鐵、化工等高耗能產(chǎn)業(yè)。按照發(fā)改委的規(guī)劃，我國碳市場建設(shè)分為前期準備階段（2014―2016年），運行完善階段（2017―2020年），全面實施階段（2020年以后）。所以，目前是從前期準備到運行完善階段重要的轉(zhuǎn)型過渡期。
截至2014年底，北京、上海、天津、重慶、廣東、深圳和湖北7個碳排放交易試點均了地方碳交易管理辦法，共納入控排企業(yè)和單位1900多家，分配碳排放配額約12億噸。
2016年，國家發(fā)改委召開全國碳排放權(quán)交易市場建設(shè)工作部署電視電話會議，系統(tǒng)總結(jié)了碳排放權(quán)交易市場建設(shè)的工作基礎(chǔ)，并結(jié)合下一步的工作重點提出了抓好落實的具體要求；中挪合作“國家碳排放權(quán)交易與自愿減排交易登記注冊系統(tǒng)建立；國務(wù)院《國務(wù)院批轉(zhuǎn)國家發(fā)展改革委關(guān)于2016年深化經(jīng)濟體制改革重點工作意見的通知》；國家能源局下發(fā)特急文件，督促各地方政府和企業(yè)放緩燃煤火電建設(shè)步伐，暫緩13 省份、緩建15 省份的一大批煤電項目。
（二）國外主要體系
1、歐盟碳排放交易體系
歐盟排放交易體系（European Union Emission Trading Scheme，EU ETS），是世界上第一個多國參與的排放交易體系，也是歐盟為了實現(xiàn)《京都議定書》確立的二氧化碳減排目標，而于2005年建立的氣候政策體系。它是歐盟氣候政策的核心部分，以限額交易為基礎(chǔ)，提供了一種以最低經(jīng)濟成本實現(xiàn)減排的方式。這也是全球最大的碳排放總量控制與交易體系。歐盟排放交易體系是歐盟氣候政策的中心組成部分，以限額交易為基礎(chǔ)，提供了一種以最低經(jīng)濟成本實現(xiàn)減排的方式，是世界上首個多國參與的排放交易體系；覆蓋了11000個主要能源消費和排放行業(yè)的企業(yè)。經(jīng)過多年的內(nèi)部磋商談判和苦心經(jīng)營，歐盟碳排放交易體系已成為全球最大的碳排放交易體系，碳排放配額交易總額也位居全球首位，并且適時的結(jié)算方式提出無需與美元掛鉤，交易直接以歐元標價結(jié)算。目前，世界碳排放交易市場主要由歐洲主導(dǎo)。作為世界最大的碳排放交易市場，歐盟碳排放交易體系已進入了實施的第三階段――全面實施階段。
2、美國碳排放權(quán)交易體系
區(qū)域溫室氣體減排行動（RGGI）是一個以市場為基礎(chǔ)、為減少溫室氣體而設(shè)立的區(qū)域強制性的減排計劃，通過競拍方式出售碳排放限額，以達到區(qū)域內(nèi)碳總量減少10%的目標。美國的這種配額方式在市場主體間自由交易，截至目前，已取得顯著成果。雖然目前RGGI仍處于發(fā)展期，但美國所提出的這種市場化的機制很適合中國學(xué)習(xí)和借鑒。
三、文獻綜述
目前國內(nèi)外學(xué)者對碳排放問題的研究已有了一定的成果，在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型期，國內(nèi)一部分學(xué)者的研究主要集中在碳排放的理論分析方面上。為了建立“共同而有別的責任”原則和公平正義準則，丁仲禮等人強調(diào)通過對歷史數(shù)據(jù)的計算，以“人均累計排放指標”度量各國排放權(quán)，并針對應(yīng)得配額、實際排放量、排放水平、排放增速四個客觀指標具體對各國提出了公平合理的排放權(quán)方案。在全球碳排放權(quán)激烈的爭奪戰(zhàn)中，碳排放責任的認定和碳減排義務(wù)分配是發(fā)達國家和發(fā)展中國家兩大博弈主體間爭論的焦點。張為付在《調(diào)整》一書，研究分析了世界各國碳交易市場的博弈現(xiàn)狀，分析中國競爭優(yōu)勢的理論基礎(chǔ)，并提出低碳經(jīng)濟下我國國際分工在貿(mào)易戰(zhàn)略、引資戰(zhàn)略、區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略方面的調(diào)整方案以及政府的職責。基于碳排放和政府初始分配的交易背景，宋瑤等人建立了優(yōu)化制造商產(chǎn)品組合的三維模型，討論政府分配、碳排放價格敏感因子和技術(shù)效率對最優(yōu)產(chǎn)量的影響。另一部分的學(xué)者們將發(fā)電行業(yè)與碳排放權(quán)交易相結(jié)合進行研究。通過借鑒國外碳排放交易機制，結(jié)合我國發(fā)展現(xiàn)狀，駱躍軍等人對碳排放總量管理下發(fā)電排放所屬問題和不同配額分配方案對發(fā)電生產(chǎn)企業(yè)的影響問題進行研究，提出使用“加權(quán)平均法”碳排放配額方式模擬并分析發(fā)電企業(yè)的碳排放交易，來實現(xiàn)各機組所得配額均相對公平合理，保證企業(yè)順利履約，實現(xiàn)碳排放權(quán)交易體系的控制目標。何崇愷等人以發(fā)電行業(yè)為例研究影響碳成本傳遞率的主要因素，認為影響發(fā)電行業(yè)碳成本傳遞率的主要因素主要包括碳排放權(quán)交易的配額分配方式以及發(fā)電市場結(jié)構(gòu)。陳逸等人從碳排放交易價格和成交量變化趨勢的角度進行理論研究，分析碳排放交易的發(fā)展趨勢，認為人力資源培養(yǎng)和發(fā)展對我國碳排放交易機制的建設(shè)具有重要作用，并且將企業(yè)的硬件實力和軟性人才培養(yǎng)相結(jié)合，有助于提升企業(yè)價值。此外，也有學(xué)者提出發(fā)展中國碳排放權(quán)交易市場需要借鑒歐盟碳排放權(quán)交易機制，并且需要結(jié)合中國實際國情。
四、數(shù)據(jù)分析
從宏觀角度而言，十二五期間，全國累計發(fā)電量、當期發(fā)電量呈穩(wěn)步遞增趨勢。截止2015年12月，累計發(fā)電量大56183.7億千瓦時，當期發(fā)電量最高時為2015年8月5155.3億千瓦時。火力發(fā)電的同比增長幅度呈負增長的趨勢較為明顯，降幅最大時為-11.8%；而水力發(fā)電、核能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等低耗能的新能源發(fā)電同比增長整體呈現(xiàn)正增長的趨勢。其中風(fēng)力發(fā)電的當期發(fā)電量占比最多，當期同比增幅平均值為25.9%。如下圖所示。
從微觀角度而言，中國一共有5家大型發(fā)電企業(yè)：中國華能集團公司、中國大唐集團公司、中國華電集團公司、中國國電集團公司、中國電力投資集團公司。隨著碳市場的建立，各家陸續(xù)建立自己的碳資產(chǎn)公司，搭建碳資產(chǎn)運營管理框架，管理制定碳資產(chǎn)交易。制度。以中國華能集團為例，如下圖所示。2011年―2015年，華電的裝機總?cè)萘俊⒐╇娍偭康钠骄龇謩e為8.90%、6.25%，碳排放總量平均增幅3.09%。在保證電力供應(yīng)充足的情況下，實現(xiàn)了碳排放量的增長率大幅低于裝機電量、供電量的增長率。“十二五”期間，華電積極響應(yīng)國家節(jié)能減排政策，通過電源結(jié)構(gòu)調(diào)整和節(jié)能降耗等措施累計減排二氧化碳2 億噸。其中，結(jié)構(gòu)調(diào)整的碳減排貢獻度最為顯著，共計減 排二氧化碳1.5 億噸，貢獻度為 73%；節(jié)能降耗減排二氧化碳 5482 萬噸，貢獻度為 27%。預(yù)計在“十三五”期間，華電繼續(xù)發(fā)展清潔能源和調(diào)整電力結(jié)構(gòu)，持續(xù)節(jié)能低耗，以降低CO2的排放。
五.結(jié)論及建議
（一）結(jié)論
受傳統(tǒng)工業(yè)結(jié)構(gòu)的影響，中國能源結(jié)構(gòu)目前仍然主要依賴于火力發(fā)電，并且火力量在總發(fā)電量中占比最多。但由于近幾年工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整、國家對氣候的逐步關(guān)注，總體而言，中國已積極投入到全球的節(jié)能減排行動中，參與碳交易并自愿在交易市場交易的企業(yè)數(shù)量也在不斷增加。作為一種控制溫室氣體排放量的環(huán)境政策，碳排放權(quán)交易被證明在促進電力行業(yè)節(jié)能減排方面具有重要作用。通過新能源發(fā)電技術(shù)的提高，不但會大大減少CO2的排放量，減少溫室氣體的外部負效應(yīng)，也會拉動經(jīng)濟的增長。
（二）政策建議
十三五期間，中國的新目標是進一步加強碳排放強度約束控制，實現(xiàn)大氣資源的可持續(xù)、公平、有效的利用。但是，當前中國面臨日益嚴峻的經(jīng)濟下行、能源結(jié)構(gòu)改革和應(yīng)對氣候變化等多重壓力，發(fā)展低碳經(jīng)濟對中國發(fā)電行業(yè)的未來提出了巨大的挑戰(zhàn)。但是從短期而言，目前中國的低碳市場仍處于初級發(fā)展階段，由于規(guī)劃時間短，工作量大，無法制定出完善健全的法律法規(guī)達到保障低碳經(jīng)濟的發(fā)展有法可依的目的；許多發(fā)電企業(yè)正面臨著高耗能、高污染、高碳排放的問題，如何有效的建設(shè)和管理好碳交易市場，無疑會大大增加生產(chǎn)成本和管理成本；大量缺乏專業(yè)人才、企業(yè)減排意識不足等個問題導(dǎo)致碳交易市場的發(fā)展很遲緩。從長期而言，隨著企業(yè)技術(shù)水平和管理水平的不斷提高，短期存在的問題得以解決，發(fā)電企業(yè)會更加注重對新能源發(fā)電的投資，減少火力發(fā)電，降低生產(chǎn)和管理成本，提升企業(yè)的整體競爭力。為了保障建設(shè)和維持更安全、經(jīng)濟、清潔、可持續(xù)的碳排放交易市場，發(fā)電企業(yè)應(yīng)采取集約化的管理方式，提前做好發(fā)電規(guī)劃，避免出現(xiàn)過度投資、重復(fù)建設(shè)的問題。同時，政府職能部門應(yīng)該推進市場化建設(shè)，鼓勵企業(yè)創(chuàng)新，不斷完善相關(guān)的法律法規(guī)，使低碳市場相關(guān)的法律法規(guī)與其他經(jīng)濟政策相協(xié)調(diào)，建立完善的日常監(jiān)管和獎懲激勵機制，促進碳交易市場的發(fā)展。
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篇8
關(guān)鍵詞：能源、太陽能、光伏發(fā)電
Abstract: the energy is the material basis of human social activities, the development of new energy use is human consensus. With the rapid development of the world economy, the energy demand increased year by year, and earth with oil and coal primarily with the exhaustion of mineral resources. And, as the burning of fossil fuels, ecological environment worsen, the earth warming. Solar energy is a kind of clean natural renewable energy, {inexhaustible}. Development and utilization of solar energy, both neither can appear pollution of the atmosphere, also won't affect the nature of the ecological balance, and sun and of the place, can make use of solar energy, solar energy to its permanent, reproducibility, and pollution-free advantages is the favour of people.
Keywords: energy, solar energy, and photovoltaic power generation
中圖分類號：P754.1文獻標識碼：A 文章編號：
0 引言
隨著世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對能源需求逐年增長，而地球上以石油和煤為主的礦物資源日漸枯竭，能源已成為制約各國經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。在化石能源供應(yīng)日趨緊張的背景下，大規(guī)模的開發(fā)和利用可再生能源已成為未來各國能源戰(zhàn)略中的重要組成部分。
1太陽能的優(yōu)越性
在諸如風(fēng)能，水利能，潮汐能，太陽能等各種新型清潔能源中，有很多專家學(xué)者都對太陽能青睞有加。
首先太陽能具有普遍性：太陽光普照大地，沒有地域的限制，可直接開發(fā)和利用，且無須開采和運輸，并且開發(fā)利用太陽能不會污染環(huán)境。
其次太陽能總量十分巨大：每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當于130萬億噸煤，而據(jù)世界能源會議統(tǒng)計，世界已探明可采煤炭儲量共計15980億噸，預(yù)計還可開采200年，全世界可開采的化石能源總量相當于33730億噸原煤，所以說太陽能其總量屬現(xiàn)今世界上可以開發(fā)的最大能源。
還有最重要的長久性：根據(jù)目前太陽產(chǎn)生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的。
2國外太陽能利用的基本情況
常規(guī)能源資源的有限性和環(huán)境壓力的增加，使世界上許多國家重新加強了對新能源和可再生能源技術(shù)發(fā)展的支持。1973年，美國制定了政府級陽光發(fā)電計劃；1980年又正式將光伏發(fā)電列入公共電力規(guī)劃，累計投資達8億多美元；1997年美國和歐洲相繼宣布"百萬屋頂光伏計劃"，美國計劃到2010年安裝1000～3000MW太陽電池。日本不甘落后，1997年補貼"屋頂光伏計劃"的經(jīng)費高達9200萬美元，安裝目標是7600Mw。到目前為止，世界太陽電池年銷售量己超過60兆瓦，電池轉(zhuǎn)換效率提高到15％以上，系統(tǒng)造價和發(fā)電成本已分別降至4美元/峰瓦和25美分/度電。
3國內(nèi)太陽能利用的現(xiàn)狀我國太目前太陽能的利用主要分為兩個方面：
（一）、利用光熱效應(yīng)，即把太陽光的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能，太陽能熱水器和太陽灶就是典型的例子。
我國太陽能熱能利用發(fā)展較為成熟，已形成較完整的產(chǎn)業(yè)體系，太陽能光熱產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)遙遙領(lǐng)先于世界水平，已經(jīng)成為世界上太陽能集熱器最大的生產(chǎn)和使用國，目前最廣泛應(yīng)用的技術(shù)是太陽能熱水器，截至2006年全國太陽能熱水器累積使用已達9000萬m3，占世界總量的76%。到2008年，我國太陽能熱水器總集熱面積運行保有量為1.35億平方米，年生產(chǎn)能力超過2500萬平方米，比2007年增長10%，使用量和年產(chǎn)量均占世界總量的一半以上。
（二）、利用光生伏特效應(yīng)（簡稱光伏效應(yīng)，也稱為光生電動勢效應(yīng)），將太陽光的輻射能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽栯姵鼐褪蔷哂羞@種性能的半導(dǎo)體器件。受國際大環(huán)境的影響和國際項目、政府項目的啟動與市場的拉動，我國光伏發(fā)電方面進展明顯，形成了我國的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)。全國光伏電池及組裝廠已有10多家，制造能力達10萬kW以上。
雖然中國的光伏發(fā)電技術(shù)不斷進步，價格逐漸下降，但是由于發(fā)展時間短、經(jīng)驗不足，從整體水平來看，中國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還落后于國際水平。嚴格意義來講我國的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)只能屬于是一個加工產(chǎn)業(yè)，光伏發(fā)電原材料90%以上至今仍然需要進口，超過90%利用太陽能的產(chǎn)品出口國外，企業(yè)拿到的只是5%～6%的加工費。
4、我國太陽能的發(fā)展前景
國際能源組織對太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景進行預(yù)測，到2020年太陽能光伏發(fā)電發(fā)展速度復(fù)合增長率達到35%，太陽能光伏發(fā)電量將達到280TWh以上，占當年總發(fā)電量的1%，2040年占總發(fā)電量的20%。 2009年我國推出了太陽能屋頂計劃和金太陽示范工程,金太陽示范工程提出對并網(wǎng)光伏發(fā)電項目原則上按光伏發(fā)電系統(tǒng)及其配套輸配電工程總投資的50％給予補助，偏遠無電地區(qū)的獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)按總投資的70％給予補助。受“金太陽工程”和建筑屋頂光伏項目推動，國內(nèi)光伏內(nèi)需市場開始啟動。國家能源局最新透出的目標是，到2015年國內(nèi)光伏裝機要達500萬千瓦；到2020年，光伏裝機達2000萬千瓦。
從太陽能電池產(chǎn)量來看，目前是晶硅電池占據(jù)主導(dǎo)地位，2009年占有超過80％的市場份額，但未來薄膜、聚光光伏和聚光光熱隨著技術(shù)發(fā)展也存在發(fā)展?jié)摿ΑＲ虼耍S著國內(nèi)外光伏市場增長，晶硅電池市場前景廣闊。
5、推動我國太陽能發(fā)展的幾點建議
首先是加快太陽能熱水器與建筑一體化的示范和試點工作，與建筑結(jié)合是加速太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展并規(guī)范市場的重要途徑。由統(tǒng)一的國家太陽能行業(yè)管理協(xié)調(diào)機構(gòu)聯(lián)合設(shè)計院、企業(yè)代表及有關(guān)專家加快其示范和推廣工作，把太陽能利用納入建筑設(shè)計規(guī)范，使太陽能產(chǎn)品成為建筑的配套部件之一。
其次是加大研究開發(fā)力度，積極發(fā)展我國光伏產(chǎn)業(yè)，在全球經(jīng)濟一體化不斷深入的背景下，技術(shù)引進與自主研發(fā)要雙管齊下。我國太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，與發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)較為成功的國家相比，存在著較大差距。為了盡快解決太陽能產(chǎn)業(yè)體系不完整的現(xiàn)實問題，積極引進國外的先進技術(shù)和設(shè)備不失為明智之舉。但僅僅依賴技術(shù)和設(shè)備進口不是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長遠之計，在向外尋求技術(shù)支持的同時，政府也應(yīng)有效地引導(dǎo)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，促進光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)的國產(chǎn)化。利用企業(yè)的資金實力，結(jié)合高校科研院所的技術(shù)力量，引導(dǎo)技術(shù)從實驗室快速走向市場，推動太陽能產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。
最后要加強對太陽能產(chǎn)業(yè)的政策支持，一方面通過制定系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策調(diào)動太陽能產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)者、投資者等供方的積極性，通過不斷的開發(fā)新技術(shù)增大太陽能產(chǎn)業(yè)的供給量和降低生產(chǎn)成本；另一方面政府政策還應(yīng)關(guān)注太陽能產(chǎn)業(yè)消費市場培育，特別是在太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期，在其與傳統(tǒng)能源相比還處在劣勢的情況下，通過政策培育持續(xù)的太陽能產(chǎn)業(yè)的消費市場，引導(dǎo)能源消費市場做出指向性明確的選擇，才能保證供給方的投資信心和投資回報，進而才能確保太陽能產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展。
6、結(jié)束語
我國能源供應(yīng)主要依靠化石能源，只有通過擴大可再生能源的開發(fā)利用來降低化石能源消費比例。從長遠來看，大力發(fā)展可再生能源可以逐步改善以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)，促進常規(guī)能源資源更加合理有效地利用，緩解與能源相關(guān)的環(huán)境污染問題。開發(fā)利用以太陽能、風(fēng)能為代表的可再生能源，并建立必要的技術(shù)貯備，可以減少我國對國外礦物能源的依賴，增強國家抗御能源安全風(fēng)險的能力。隨著太陽能等新型可再生能源的大規(guī)模開發(fā)利用，我國乃至世界的能源結(jié)構(gòu)必然會有巨大的調(diào)整，可以預(yù)見將來太陽能將會得到空前發(fā)展，人類文明也會更上一個臺階！
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篇9
關(guān)鍵詞：中國能源經(jīng)濟發(fā)展；教學(xué)；體會與實踐
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）11-0104-02
能源是人類生存和發(fā)展所必需的物質(zhì)基礎(chǔ)和重要的戰(zhàn)略資源。21世紀以來，能源短缺和環(huán)境污染是擺在人類面前的一道難題。我國目前所處的經(jīng)濟發(fā)展階段，以及能源消費結(jié)構(gòu)不合理、能源分布不均衡等特點進一步加劇了我國能源與環(huán)境問題的嚴重程度。因此對能源問題的關(guān)注已不能僅僅停留在技術(shù)層面，更需拓展到經(jīng)濟層面，即如何利用經(jīng)濟手段開發(fā)、利用能源，并制定行之有效的政策就顯得極為重要。特別是我國能源經(jīng)濟專門人才的嚴重短缺影響了我國能源戰(zhàn)略的制定。為了能夠彌補這一不足，我國批準設(shè)立能源經(jīng)濟專業(yè)。江蘇大學(xué)于2011年開始對外招生。“中國能源經(jīng)濟發(fā)展”是為該專業(yè)低年級學(xué)生開設(shè)的一門選修課，屬于基礎(chǔ)知識課程，[1]目的是幫助學(xué)生比較全面的了解能源經(jīng)濟所包含的的內(nèi)容，特別是各方面最新的前沿動態(tài)，拓寬學(xué)生的視野，同時為進一步學(xué)習(xí)專業(yè)課程打好基礎(chǔ)。
“中國能源經(jīng)濟發(fā)展”作為新開課程，不可避免地存在教學(xué)經(jīng)驗不足、教學(xué)資料缺失以及教學(xué)評價不高等問題；同時由于該課程屬于專業(yè)選修課程，本身又存在學(xué)時少、內(nèi)容廣、學(xué)生重視度不夠等問題。針對上述問題，在經(jīng)過兩年教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，本文將從課程開設(shè)意義、教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方式等方面進行系統(tǒng)總結(jié)并優(yōu)化。
一、課程開設(shè)意義
隨著我國對能源問題的高度重視，能源經(jīng)濟與相關(guān)學(xué)科的交叉融合以及經(jīng)濟社會發(fā)展過程中能源金融、新能源開發(fā)、能源政策等內(nèi)容層出不窮，發(fā)展迅速。為此，必須全面了解能源經(jīng)濟發(fā)展狀況。“中國能源經(jīng)濟發(fā)展”課程共計32學(xué)時，屬于認知課、基礎(chǔ)知識課程，開設(shè)學(xué)期較早。開設(shè)目的是幫助學(xué)生了解我國能源經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀及學(xué)科前沿。一方面，了解能源經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀將會拓寬學(xué)生視野，引領(lǐng)學(xué)生進入能源經(jīng)濟這一領(lǐng)域，并幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)各自的興趣所在；另一方面，可以幫助學(xué)生初步了解能源經(jīng)濟專業(yè)，以及與其他學(xué)科的聯(lián)系，并為高年級專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。因此，開設(shè)“中國能源經(jīng)濟發(fā)展”這一課程不僅必要，而且非常有意義。
二、先進的教學(xué)理念
作為一門前沿性課程，其內(nèi)容需要依據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢不斷更新，因此需要教師采用先進的教學(xué)理念加以支撐。較為成熟的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認為，學(xué)習(xí)者的知識不是天生帶來的，也不是老師或?qū)W校給予的，而是本人主動建構(gòu)的。[2]說明在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)者不是被動地接受知識，而是積極建構(gòu)知識。由于學(xué)習(xí)過程是以學(xué)習(xí)者為中心，因而有助于培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和動機，開發(fā)學(xué)習(xí)者的批判型思維，這種學(xué)習(xí)理論非常適合這門基礎(chǔ)知識課程的要求。因此，本課程將建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論作為指導(dǎo)思想，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，以及實踐創(chuàng)新能力。本課程在遵循“寬視野、開放式”原則的基礎(chǔ)上，改變傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)方式，突出學(xué)生的主觀能動性，實現(xiàn)教師角色由“教”向“導(dǎo)”的轉(zhuǎn)變，即激發(fā)學(xué)生的求知欲，提高學(xué)生主動參與意識。
三、豐富、前沿的教學(xué)內(nèi)容
1.豐富的教學(xué)內(nèi)容
能源經(jīng)濟內(nèi)容涉及能源與經(jīng)濟增長、能源市場與價格、能源供應(yīng)與需求、能源效率與節(jié)能、能源環(huán)境與健康、能源保障與安全、能源政策與建模等等，內(nèi)容廣泛。由于課時有限，教學(xué)不能面面俱到，而需要有所側(cè)重。因此本課程將采用專題式教學(xué)方式，分為六個專題對能源經(jīng)濟的發(fā)展和政策進行介紹，包括能源發(fā)展、節(jié)能減排、新能源開發(fā)、能源價格、油電價格機制、資源稅收。教學(xué)內(nèi)容會依據(jù)實際情況進行調(diào)整，包括但并不限于以上內(nèi)容。另外，通過向?qū)W生介紹相關(guān)學(xué)術(shù)期刊（如Energy Policy、中國人口、資源與環(huán)境等）、專業(yè)網(wǎng)站（國際能源署、國家能源局等）以及研究機構(gòu)網(wǎng)站（中國能源經(jīng)濟研究中心、能源與環(huán)境政策研究中心等）等作為教學(xué)內(nèi)容以外課外閱讀或?qū)W習(xí)的補充資料，能夠較好地將教學(xué)內(nèi)容應(yīng)用到實際，從而培養(yǎng)實踐創(chuàng)新型人才。
2.前沿的教學(xué)內(nèi)容
為了實現(xiàn)課程設(shè)置的目的，拓寬學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)熱情，在內(nèi)容設(shè)置上需要抓住學(xué)科前沿，及時更新最新研究動態(tài)。在教學(xué)過程中，教學(xué)內(nèi)容一方面來自于最新學(xué)術(shù)性專著或期刊，一方面來自于媒體，包括網(wǎng)絡(luò)媒體、電視媒體。如在聯(lián)合國氣候大會召開之時，中央財經(jīng)頻道記者對大會的跟蹤報道；在召開股東大會之時，記者關(guān)于“新能源與中國機會”對股神巴菲特的采訪；關(guān)于美國、歐盟對我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的“雙反”調(diào)查的報道等等這些時效性很強的事件都可作為課程的教學(xué)內(nèi)容，并組織學(xué)生進行討論。討論過程有助于學(xué)生集思廣益，互相啟發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的表現(xiàn)力、判斷力；互動模式的課堂討論還鍛煉了學(xué)生的思維能力。
四、創(chuàng)新的教學(xué)方法與手段
專業(yè)選修課強調(diào)知識的系統(tǒng)性、完整性，重視學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)，最新科研動態(tài)的傳遞及學(xué)習(xí)和科研方法的引導(dǎo)，[3]這就要求教師采用多樣的教學(xué)方法與手段完成教學(xué)過程。
1.教學(xué)方法
本課程采用開放式、案例式、參與式的教學(xué)方法。開放式教學(xué)指教學(xué)內(nèi)容來源廣泛，不局限于教材，可以來源于圖書館資料或互聯(lián)網(wǎng)。學(xué)生通過查找、組織學(xué)習(xí)資料，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，知識的處理能力，還可以幫助學(xué)生激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，了解相關(guān)學(xué)科前沿。案例式教學(xué)指將實時發(fā)生的事件搬進課堂，幫助學(xué)生了解新發(fā)事件的來龍去脈，增強學(xué)生對事件的處理能力。如我國出現(xiàn)的“煤炭壓港現(xiàn)象”，是能源供應(yīng)與需求理論在實際生活中的反映，就可作為教學(xué)案例搬進課堂。參與式教學(xué)指以學(xué)生為中心，通過多元協(xié)作性的參與方式展開教學(xué)過程，使學(xué)生真正成為教學(xué)過程的主導(dǎo)。[4]學(xué)生通過組建學(xué)習(xí)小組，就能源經(jīng)濟發(fā)展的某一領(lǐng)域，自己組織教學(xué)過程。如有的學(xué)習(xí)小組以能源經(jīng)濟發(fā)展對人才的需求為出發(fā)點，向同學(xué)們介紹了能源經(jīng)濟的發(fā)展趨勢及就業(yè)方向，不僅同學(xué)們比較感興趣，而且為同學(xué)們今后的職業(yè)規(guī)劃提供了參考。參與式教學(xué)不僅可以幫助學(xué)生掌握多渠道的解決問題路徑，還可以鍛煉學(xué)生的表達能力。
2.教學(xué)手段
在教學(xué)手段上，使用現(xiàn)代化的教育技術(shù)和手段，采用多媒體教學(xué)來增強教學(xué)效果，擴大課堂教學(xué)信息量。多媒體教學(xué)具有直觀形象、易于理解等優(yōu)點，可以讓學(xué)生的頭“抬起來”融入到課堂教學(xué)過程中，即可調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時還能提高課堂教學(xué)效率。雖然多媒體教學(xué)具有不可比擬的優(yōu)點，但是傳統(tǒng)式教學(xué)手段也不可忽略。因此在教學(xué)過程中應(yīng)綜合運用多種教學(xué)手段以達到課堂教學(xué)目的。如在講解新能源專題核能時，內(nèi)容比較抽象，學(xué)生難以理解，在介紹給學(xué)生知識要點后，選取中央電視臺科教頻道的《走近科學(xué)》欄目中的《解惑核輻射》節(jié)目作為講解內(nèi)容的補充，可以增強學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
五、靈活多樣的考核方式
考核環(huán)節(jié)作為教學(xué)活動的有機組成部分，是整個教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)之一。長期實踐證明，此環(huán)節(jié)可有效促使學(xué)生復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)知識，檢查學(xué)生對所學(xué)知識的掌握情況，不僅可用來作為評定成績的依據(jù)，也是檢查教學(xué)效果、改進和提高教學(xué)質(zhì)量的主要途徑。[5]“中國能源經(jīng)濟發(fā)展”作為低年級的專業(yè)選修課，了解學(xué)科前沿的課程特點決定了需要采用靈活多樣的考核方式。考試具有一定的合理性，但是束縛了學(xué)生的發(fā)散思維，忽視了對學(xué)生學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的考查，對于本課程是不適合的。在教學(xué)過程中，筆者采取了平時考核與期末考核相結(jié)合的考核方式。在教學(xué)過程中，將對學(xué)生出勤、課堂提問、課堂討論發(fā)言等的考查作為平時成績。期末考核，在選取給定范圍內(nèi)任一題目完成課程論文的基礎(chǔ)上，以自己感興趣的內(nèi)容為主題完成一份報告，并在課堂上以學(xué)術(shù)會議形式進行報告和答辯，并與同學(xué)進行討論，用以考查學(xué)生分析問題、運用知識的能力，作為該課程的期末成績。兩種成績經(jīng)過加權(quán)求和作為最終的課程成績。學(xué)生在完成論文的過程中，首先需要明確研究的問題，然后確定研究思路，最后通過查找相關(guān)資料并整理歸納，尋找解決問題的方法，該過程有助于學(xué)生科研能力的提高。
六、結(jié)語
“中國能源經(jīng)濟發(fā)展”作為新興專業(yè)――能源經(jīng)濟專業(yè)的學(xué)科前沿選修課，涉及內(nèi)容廣泛，同時具有很強的理論性、應(yīng)用性和時效性，目前還沒有關(guān)于該課程的專門教材。隨著國內(nèi)外能源經(jīng)濟的發(fā)展，課程內(nèi)容需要不斷作出更新調(diào)整，避免內(nèi)容陳舊過時，教學(xué)方法也需要不斷改進完善。該課程應(yīng)以培養(yǎng)多方面復(fù)合型人才為目標，通過更新教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)方法來提高教學(xué)質(zhì)量，從而拓寬學(xué)生思維，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，為我國能源戰(zhàn)略的制定提供合格的專業(yè)型、應(yīng)用型人才。
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篇10
1文獻綜述
國內(nèi)環(huán)境與經(jīng)濟問題研究起步較晚，理論方面始于內(nèi)生經(jīng)濟增長模型中資源消費與環(huán)境約束的研究。王海建[1-2]分別在內(nèi)生經(jīng)濟增長模型基礎(chǔ)上將耗竭性資源納入生產(chǎn)函數(shù)，在經(jīng)濟增長過程中討論人均消費與環(huán)境質(zhì)量的相互關(guān)系和穩(wěn)態(tài)增長解。彭水軍和包群[3]通過將環(huán)境質(zhì)量引入生產(chǎn)與消費函數(shù)，發(fā)現(xiàn)人力資本投資和研發(fā)創(chuàng)新是經(jīng)濟可持續(xù)增長的主要因素。李仕兵和趙定濤[4]將污染、環(huán)境質(zhì)量分別加入生產(chǎn)和效用函數(shù)中，推導(dǎo)出了平衡增長的最優(yōu)路徑。
實證研究方面，首先是我國碳排放的時間和空間關(guān)系研究。彭佳雯等[5]發(fā)現(xiàn)1998-1999年和2006-2008年間，我國經(jīng)濟增長與碳排放呈現(xiàn)擴張性負脫鉤狀態(tài)，2000-2005年期間為弱脫鉤狀態(tài)；此外，東部地區(qū)的脫鉤現(xiàn)象較為顯著，且有從分散到集聚的態(tài)勢。魏下海和余玲錚[6]采用MoranⅠ指數(shù)作為空間依賴性檢驗標準，發(fā)現(xiàn)我國29個省市的人均碳排放存在較強的空間自相關(guān)。
其次是從產(chǎn)業(yè)角度研究碳減排。現(xiàn)有文獻僅有通過三次產(chǎn)業(yè)劃分來觀察產(chǎn)業(yè)調(diào)整的碳減排效應(yīng)[7-8]，由于分類簡單而導(dǎo)致內(nèi)部排放效用相抵的情況，分析結(jié)果不甚理想。
第三是碳關(guān)稅對我國出口貿(mào)易的影響。鄭春芳和趙亞平[9]認為如果歐美等國實施碳關(guān)稅會增加我國高碳行業(yè)產(chǎn)品的出口成本，促使我國制造業(yè)出口額下降，進而改變商品出口貿(mào)易結(jié)構(gòu)與方式，并在一定程度上惡化我國出口環(huán)境。張茉楠[10]則認為碳關(guān)稅的征收對我國外貿(mào)產(chǎn)業(yè)雖有以上威脅，但效應(yīng)并不全是負面的，碳關(guān)稅形成的強大倒逼機制可以促進我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，作為外部動力刺激我國完成節(jié)能減排目標。
最后是應(yīng)對歐美碳關(guān)稅的策略。韓景華和張智慧[11]提出推進低碳技術(shù)合作與發(fā)展，改變進出口商品結(jié)構(gòu)以引導(dǎo)出口貿(mào)易升級。朱阿麗[12]提出在國際層面開展“環(huán)境外交”，國內(nèi)層面建立“碳稅”自我約束機制的策略方法。不難發(fā)現(xiàn)針對碳關(guān)稅問題的經(jīng)濟學(xué)研究主要為規(guī)范經(jīng)濟分析，實證研究較少。由于缺少現(xiàn)實數(shù)據(jù)的深入剖析，提出的碳關(guān)稅應(yīng)對措施針對性與可行性較弱。
2我國產(chǎn)業(yè)實施碳減排的實證分析
將國內(nèi)產(chǎn)業(yè)細分為九個部門，研究不同部門產(chǎn)業(yè)增長與碳排放間的聯(lián)系，針對電力、交通、制造、采掘及商業(yè)為主的其他第三產(chǎn)業(yè)等五個減排重點部門，提出有針對性的減排策略。
2.1數(shù)據(jù)來源與分析方法
2.1.1 數(shù)據(jù)來源
魏一鳴等[13]學(xué)者利用Divisia分解法測算我國一次能源利用過程中CO2的排放量，將其運用于能源消耗相關(guān)碳排放研究，得到較好效果。因此本文在研究我國各產(chǎn)業(yè)碳排放量時沿用能耗測算方式，具體方法基于聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change， IPCC）溫室氣體指導(dǎo)方針，如公式（1）。其中，Ct代表該行業(yè)t時期的碳排放總量，ECi，t代表t時期第i類能源的消費量，EFi代表能源i的碳排放系數(shù)，Oi代表能源i的碳氧化率。能源碳排放系數(shù)與碳氧化率采用任潔和陳東景[14]根據(jù)《2006年IPCC溫室氣體排放清單指南》與2003年國家發(fā)改委能源研究所各類能源碳排放系數(shù)的修正結(jié)果，見表1。
碳排放總量數(shù)據(jù)選取美國能源情報署統(tǒng)計的我國CO2排放總量實際數(shù)，美國相關(guān)碳排放數(shù)據(jù)也源自該處。為保持實證分析部分借鑒美國產(chǎn)業(yè)、貿(mào)易數(shù)據(jù)的對稱性，中美兩國碳排放總量均取1980-2010年度數(shù)據(jù)，共31對，由于我國2010年碳排放量數(shù)據(jù)缺失，本文以基于碳排放量對數(shù)序列為因變量、年份為自變量的三次冪擬合回歸預(yù)測該值，方程形式選擇基于我國30年碳排放量圖型及環(huán)境庫茲涅茲曲線啟發(fā)，擬合優(yōu)度為0.977 5，預(yù)測我國2010年度碳排放量為85.24億t。
本文GDP數(shù)據(jù)采自EPS數(shù)據(jù)平臺。為去除物價水平帶來的影響，選取實際GDP作為解釋變量。鑒于GDP平減指數(shù)比CPI具有更廣泛的計算基礎(chǔ)，本文以2005年市場價格作為基準的GDP平減指數(shù)，計算實際GDP。中國產(chǎn)業(yè)增加值數(shù)據(jù)采自《2011年中國統(tǒng)計年鑒》，分行業(yè)能源消耗量數(shù)據(jù)采自《2011年中國能源統(tǒng)計年鑒》。進出口額數(shù)據(jù)采自WTO官方網(wǎng)站，中美間貨物進出口數(shù)據(jù)采自國別貿(mào)易報。基于比較方便并減小計算誤差，未特殊說明本文所有價值單位以十億美元計，重量單位以百萬t計。
2.1.2Tapio脫鉤理論
脫鉤分析是一種衡量環(huán)境壓力與經(jīng)濟發(fā)展之間均衡增長關(guān)系的分析方法，由脫鉤彈性系數(shù)表示。Tapio[15]在其論文中將脫鉤彈性分解為產(chǎn)業(yè)發(fā)展彈性與產(chǎn)業(yè)排放彈性兩部分，并衡量了歐洲1970-2001年間經(jīng)濟發(fā)展與碳排放增長之間的關(guān)系。本文沿用Tapio的分析思路，將產(chǎn)業(yè)碳排放脫鉤彈性計算公式劃分為能耗碳排放彈性與產(chǎn)業(yè)能耗彈性兩部分，公式如下：
式中，C代表碳排放，VA代表產(chǎn)業(yè)增加值，EC代表能源消耗，t代表時間期。e （C， VA）表示產(chǎn)業(yè)碳排放脫鉤彈性，e（C， EC）表示能耗碳排放脫鉤彈性，e （EC， VA）表示產(chǎn)業(yè)能耗脫鉤彈性。根據(jù)彈性的大小及變量增長率的不同可將脫鉤分為八種狀態(tài)，不同狀態(tài)代表行業(yè)增長與環(huán)境壓力間不同的連帶關(guān)系。此外，本文還將此種方法延伸用于我國對美貨物出口增長與碳排放量間的脫鉤關(guān)系，以期考量受關(guān)稅影響出口方面的碳排放特性。
2.2各產(chǎn)業(yè)碳排放與增加值脫鉤性研究
依據(jù)我國能源統(tǒng)計年鑒各類能源消耗量產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計分類，兼顧各產(chǎn)業(yè)增加值及碳排放程度，將我國產(chǎn)業(yè)分為九個子類。其中第 一產(chǎn)業(yè)概括為一類，稱為農(nóng)業(yè)；第二產(chǎn)業(yè)中工業(yè)劃分為三類，分別為采掘業(yè)，制造業(yè)與電力、
煤氣及水生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，建筑業(yè)單獨劃分一類；第三產(chǎn)業(yè)劃分四類，分別是交通運輸、倉儲和郵政業(yè)，批發(fā)、零售和住宿、餐飲業(yè)，生活消費行業(yè)及非屬以上行業(yè)匯總的其他行業(yè)。2009年各產(chǎn)業(yè)碳排放與增加值脫鉤性研究結(jié)果見表2。
以上脫鉤分析分為三個層次：第一層次是碳排放與能源消耗的脫鉤研究，理想的強脫鉤狀態(tài)出現(xiàn)于能源消耗增加但碳排放量減少，主要用于考量能源消耗結(jié)構(gòu)；第二層次是能耗與增加值間的脫鉤研究，理想的強脫鉤狀態(tài)出現(xiàn)于經(jīng)濟增長但能源消耗減少，主要用于考量經(jīng)濟增長的能耗技術(shù)；第三層次為碳排放與增加值的脫鉤研究，理想強脫鉤狀態(tài)出現(xiàn)于經(jīng)濟增長的同時碳排放量下降，主要用于考量經(jīng)濟增長與碳排放間的連帶關(guān)系。
從能源消耗結(jié)構(gòu)看，采掘業(yè)與電力行業(yè)的能源使用結(jié)構(gòu)最不理想，使用正向高碳排能源轉(zhuǎn)移；農(nóng)業(yè)、制造業(yè)與零售餐飲業(yè)能源消耗結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，碳排放量隨能源消耗同步上升；建筑行業(yè)、交通行業(yè)、生活消費品及其他第三產(chǎn)業(yè)碳排放量與能耗之間存在弱脫鉤，說明以上產(chǎn)業(yè)碳排放增速不及能源消耗增速，能源消費結(jié)構(gòu)正在改良。這里的零售餐飲業(yè)指批發(fā)、零售與住宿、餐飲業(yè)，由于篇幅限制簡寫為零售餐飲業(yè)。
從經(jīng)濟增長能耗技術(shù)研究來看，采掘業(yè)的分析結(jié)果最令人擔憂，為強負脫鉤，說明該產(chǎn)業(yè)萎縮同時能源消耗卻在上升；交通行業(yè)的脫鉤研究結(jié)果也不理想，雖然行業(yè)經(jīng)濟總量在上升，但能耗增速卻顯著高于經(jīng)濟增速，即行業(yè)能源利用技術(shù)水平在下降；農(nóng)業(yè)、電力行業(yè)、建筑行業(yè)、零售餐飲業(yè)的能耗與增加值處于增長連結(jié)狀態(tài)，即行業(yè)能源消耗隨經(jīng)濟增長穩(wěn)步上升；生活消費行業(yè)與其他第三產(chǎn)業(yè)能源與增加值處于弱脫鉤，說明以上行業(yè)的能源利用效率正在改進。
綜合碳排放與行業(yè)增加值總體脫鉤情況發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)、制造業(yè)、建筑業(yè)、生活消費行業(yè)與其他第三產(chǎn)業(yè)等多數(shù)行業(yè)的碳排放水平均得到一定控制，處于弱脫鉤狀態(tài)；交通業(yè)與零售餐飲業(yè)碳排放量隨經(jīng)濟增長穩(wěn)步提升，能源消耗結(jié)構(gòu)與利用效率沒有明顯改善；電力行業(yè)碳排放與增加值之間為擴張負脫鉤，主要問題為能源消耗結(jié)構(gòu)不合理；采掘業(yè)發(fā)展途徑最不理想，無論能源消費結(jié)構(gòu)還是能源利用效率均有待進一步提高。但總體來看，我國經(jīng)濟整體發(fā)展與碳排放量弱脫鉤，即可以做到經(jīng)濟增長的同時碳排放總量的適當控制，但由于我國各行業(yè)尚未達到強脫鉤狀態(tài)，不能同時實現(xiàn)經(jīng)濟增長與碳排放降低的雙重目標。
2.3各產(chǎn)業(yè)碳減排重要性分析
通過產(chǎn)業(yè)碳排放與增加值的脫鉤可知我國各行業(yè)減排問題關(guān)鍵所在，但由于精力與經(jīng)濟增長外在目標的限制，我們不能夠?qū)λ挟a(chǎn)業(yè)等量齊觀地采取措施，而會將減排力量用于主要產(chǎn)業(yè)之上。通過2009年產(chǎn)業(yè)碳排放總量比、經(jīng)濟增長貢獻率與碳排放強度三個指標衡量九大產(chǎn)業(yè)的減排重要性（見表3）。
從表3可以看出，制造業(yè)與電力行業(yè)年碳排放量約占我國碳排放總量的85%。為了減排的同時不影響我國經(jīng)濟正常增速，減排重點產(chǎn)業(yè)選擇還應(yīng)兼顧各行業(yè)的經(jīng)濟增長貢獻率，我國目前經(jīng)濟增長主要動力來自制造業(yè)與其他第三產(chǎn)業(yè)。碳排放強度衡量了碳排放增長與經(jīng)濟增長間的均衡關(guān)系，單位增加值碳排放最多的行業(yè)是電力行業(yè)與制造業(yè)。因此，從碳排放與經(jīng)濟增量兩方面共同衡量，我國碳減排應(yīng)主要關(guān)注制造業(yè)、電力行業(yè)與其他第三產(chǎn)業(yè)。
此外，由于美國碳關(guān)稅是國內(nèi)減排措施的遞延，因此關(guān)稅的征收也會傾向美國碳排放結(jié)構(gòu)，對美國各產(chǎn)業(yè)碳排放量考量可以為我國有目的的減排提供標桿。美國能源情報署將碳排放總量分作六個部門統(tǒng)計，分別是生物質(zhì)能源消費部門、商業(yè)部門、電力部門、工業(yè)部門、居住部門以及運輸部門。表4為以月為單位的六大行業(yè)1973年1月-2011年10月碳排放量描述性統(tǒng)計表。
20世紀70年代初美國碳排放量最大的部門是工業(yè)部門，其次是居住部門，再次是電力部門與運輸部門，構(gòu)成美國碳排放總量的四大版塊。經(jīng)過40年的變遷，美國產(chǎn)業(yè)已逐漸從第二產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)轉(zhuǎn)向第三產(chǎn)業(yè)占有絕對優(yōu)勢，工業(yè)碳排放比重也伴隨著工業(yè)占比逐年下降。截至2011年10月，碳排放量比重最大部門已被電力部門取代，其次是運輸部門，排在第三位的才是從前碳排放主力工業(yè)部門，居住部門的碳排放量下降，已接近商業(yè)部門，而由于美國農(nóng)業(yè)比重一直較小，碳排放量始終處于六大部門碳排放量排名末位。總體來看，只有工業(yè)部門的碳排放量在逐年減少，居住部門碳排放量波動性很大，每年末及下一年初都會出現(xiàn)周期性的碳排放量增加，電力部門與運輸部門的碳排放量大幅度增加，生物質(zhì)能源消費部門與商業(yè)部門碳排放量則小幅上揚。
從美國各產(chǎn)業(yè)中電力與運輸部門是目前碳排放量最大的部門，可減排程度高，將會成為“碳關(guān)稅”征收重點。此外，結(jié)合各行業(yè)碳排放與經(jīng)濟增長脫鉤關(guān)系，采掘業(yè)、電力行業(yè)與交通運輸業(yè)脫鉤情況不理想，也應(yīng)受到關(guān)注。加之各行業(yè)碳排放重要性分析結(jié)果，我國碳減排重點關(guān)注產(chǎn)業(yè)應(yīng)為：電力行業(yè)、交通運輸業(yè)、制造業(yè)、采掘業(yè)與商業(yè)為主的第三產(chǎn)業(yè)。
2.4重點產(chǎn)業(yè)碳減排的途徑分析
2.4.1電力行業(yè)
電力行業(yè)經(jīng)濟增長貢獻率雖小，但碳排放量極大，碳排放強度遠高于其他產(chǎn)業(yè)。從碳排放與經(jīng)濟增長脫鉤性來看，碳排放總量增速高于產(chǎn)業(yè)增加值增速，由于產(chǎn)業(yè)能耗彈性處于增長連結(jié)狀態(tài)，但碳排放與能源消耗間呈現(xiàn)擴張負脫鉤，所以電力行業(yè)碳排放量過高主要源自能源結(jié)構(gòu)不合理。表5為我國與日本發(fā)電來源結(jié)構(gòu)對比表。
我國電力主要來源于煤炭火力發(fā)電，供電總規(guī)模近90%；而日本電力主要來源于核能，煤、油、氣、核四大電力來源也較為平均，共同支撐全國約94%的電力供應(yīng)。目前世界范圍來看電力生產(chǎn)來源主要分為四類：其中火力發(fā)電碳排放影響最為嚴重，且產(chǎn)生大量粉塵，資源消耗巨大，也是我國電力生產(chǎn)的主要來源；水力發(fā)電需淹沒大量土地，受季節(jié)影響較深；風(fēng)力發(fā)電主要產(chǎn)生噪聲、視覺污染，發(fā)電量不穩(wěn)定；核能發(fā)電的以上污染雖小，但安全性有待提高。從碳減排以及保護環(huán)境整體角度講，更推崇風(fēng)能及核能發(fā)電。日本核能發(fā)電比例約為中國核能發(fā)電比例的13倍，這部分電力鮮有CO2排出，代表著新能源發(fā)電的地熱、風(fēng)能以及可再生能源發(fā)電比例也遠高于中國，說明電力能源開發(fā)方 面我國已落后。此外，即使同為火力發(fā)電，煤、油、氣的發(fā)電過程CO2氣體排放系數(shù)也各不相同，三種化石燃料煤的碳排放率最高，而我國的電力來源卻又主要依靠于煤。
電力來源能耗結(jié)構(gòu)不合理是我國電力行業(yè)碳排放負擔的主要方面，但碩大火電產(chǎn)業(yè)背后，能耗技術(shù)徘徊不前更使該問題雪上加霜。以生產(chǎn)單位千瓦時電力煤耗衡量能源利用率，多余煤耗意味著多余的碳排放。直至2009年我國火電供電技術(shù)仍不及日本1990年水平，每提供1 kW·h電量消耗煤炭比日本多33 g，參考《2006年IPCC溫室氣體排放清單指南》的計算方法，我國2011年1-11月全國主營業(yè)務(wù)收入2 000萬元以上火電企業(yè)發(fā)電34 612億kW·h，進而推算2011年由于火電能耗技術(shù)原因我國多排放CO2約8 500萬t。
因此，對于我國減排重點的電力行業(yè)來說，減排第一步、也是最為關(guān)鍵的一步是能耗結(jié)構(gòu)調(diào)整，在此基礎(chǔ)上兼顧能源使用效率提高。初期調(diào)整火電能源的使用構(gòu)成，提倡天然氣等能源，逐漸降低煤炭的使用比例；中期主要提高能源使用效率；長期應(yīng)從火力發(fā)電轉(zhuǎn)向風(fēng)能、核能為主導(dǎo)的新能源發(fā)電體系，從根本上解決電力行業(yè)高碳排問題，提升產(chǎn)業(yè)的競爭力。
2.4.2交通運輸業(yè)
現(xiàn)階段我國交通運輸業(yè)碳排放總量與經(jīng)濟貢獻率并不占有主要地位，但隨著經(jīng)濟發(fā)展、資源優(yōu)化配置的需要，其重要性與日俱增，且美國現(xiàn)有碳排放量中交通運輸業(yè)占有很大比例，勢必會加強此類行業(yè)的監(jiān)管。目前我國交通運輸業(yè)發(fā)展環(huán)境并不樂觀，主要問題出自能源利用效率方面，能源消耗與經(jīng)濟增長間呈現(xiàn)擴張負脫鉤。我國與日本各種交通方式運輸能耗對比，客運方面汽車運輸單位能耗遠高于日本；貨運方面，汽車、鐵路與水運均處于劣勢，交通運輸產(chǎn)業(yè)能耗提高還有很大空間。交通運輸行業(yè)碳排放控制的關(guān)鍵在能耗效率的提高，重點在公路運輸上。
2.4.3制造業(yè)
制造業(yè)在我國經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位，其碳排放量也是各行業(yè)中最多的。從目前發(fā)展趨勢看，碳排放與制造業(yè)發(fā)展間已出現(xiàn)弱脫鉤關(guān)系，即制造業(yè)碳排放增速沒有產(chǎn)業(yè)增加值增速快。
以鋼和水泥為例，中國鋼與水泥單位可比能耗均大于日本，但差距正在逐步縮小，已從1990年的每t鋼煤耗997 kg下降至2009年的679 kg，水泥也從日本單產(chǎn)煤耗的1.63倍下降至2008年的1.23倍。
2.4.4采掘業(yè)
無論從碳排放貢獻率還是經(jīng)濟增長貢獻率，采掘業(yè)均不是碳減排控制的重點，但它卻是我國目前低碳經(jīng)濟發(fā)展進程中表現(xiàn)最堪憂的產(chǎn)業(yè)。采掘業(yè)不僅碳排放量與能源消耗間呈現(xiàn)擴張負脫鉤，能源消耗與經(jīng)濟增長間甚至存在強負脫鉤，使得該產(chǎn)業(yè)增加值下降，碳排放量卻在上升。慶幸的是采掘業(yè)在我國產(chǎn)業(yè)中的比重正在逐年下降，但經(jīng)濟增長需要采掘業(yè)的健康發(fā)展做后盾，因此采掘業(yè)碳減排理應(yīng)引起重視。
采掘業(yè)關(guān)系煤炭、石油等燃料能源的提供，關(guān)系鋼鐵、鋁、銅等制造業(yè)的原料來源，其影響力延伸至經(jīng)濟行業(yè)各個方面，因此減排也需從我國整體減排視角著手。產(chǎn)業(yè)內(nèi)部主要關(guān)注燃料能源開采、金屬生產(chǎn)鍛造以及含碳氫化合物的提取等溫室氣體重點排放行業(yè)的工作效率，充分利用煤礦中的甲烷氣體；外部方面提高各行業(yè)資源使用效率以減少采掘需求，通過碳稅、碳交易等途徑促進低碳開采企業(yè)發(fā)展及高碳排企業(yè)轉(zhuǎn)型。
2.4.5其他第三產(chǎn)業(yè)
被歸為其他類第三產(chǎn)業(yè)的行業(yè)碳排放強度很小，卻是我國經(jīng)濟增長的強動力。由于其產(chǎn)值較高且對GDP增長貢獻較大，行業(yè)微小調(diào)整都可引起減排的規(guī)模效應(yīng)。目前，以商業(yè)、技術(shù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)為主的其他類第三產(chǎn)業(yè)碳排放總量仍很小，且碳排放總量與產(chǎn)業(yè)增加值間是弱脫鉤關(guān)系，即相比而言，其他類第三產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟增長帶來較少的碳排放增量，因此針對該類產(chǎn)業(yè)，我們倡導(dǎo)做好承接其他產(chǎn)業(yè)（尤其為第二產(chǎn)業(yè)中采掘、制造等行業(yè)）轉(zhuǎn)移的準備，通過產(chǎn)業(yè)間調(diào)整實現(xiàn)減排。
3開放條件下出口產(chǎn)業(yè)減排與抗關(guān)稅能力
貿(mào)易出口產(chǎn)業(yè)作為行業(yè)重要組成部分，是此次“碳關(guān)稅”征收的主要對象。
貿(mào)易減排應(yīng)對“碳關(guān)稅”的重點在貨物貿(mào)易。目前具有全面碳關(guān)稅征收計劃的只有美國，因此本部分出口貨物減排分析也以美國為例。選取2009年-2010年美國自中國進口貨物增加值前十五類商品作為研究對象，覆蓋我國出口美國貨物總額的96.44%。
從美國進口我國主要產(chǎn)品產(chǎn)值及增長情況來看，倘若“碳關(guān)稅”對我國出口美國貿(mào)易構(gòu)成沖擊，出口下降最大的仍應(yīng)當是抗沖擊性較小的金屬制品、化工與運輸設(shè)備等，而紡織、機電類產(chǎn)品的需求下降不會很大。我國制造、采礦業(yè)出口依存度較大，若商品碳排放密度很大將來“碳關(guān)稅”征收會產(chǎn)生巨大影響，另一方面，我國出口商以中小規(guī)模企業(yè)為主，統(tǒng)一減排管制難度大。
2010年我國對美國貨物出口貿(mào)易與碳排放脫鉤性良好，這與金融危機使得2009年出口下降貨物囤積有關(guān)。2010年出口的貨物部分由2009年生產(chǎn)并排放污染，以至貿(mào)易額增長同時碳排放增長很小，為避免此類影響，本文選取2009-2010年間跨越貿(mào)易增長與下降的一個時期研究脫鉤關(guān)系。皮革、箱包、鞋靴等輕工業(yè)制品貿(mào)易與碳排放強脫鉤，機電、紡織以及各種設(shè)備貿(mào)易與碳排放量弱脫鉤，說明以上行業(yè)出口增長時，國內(nèi)相應(yīng)產(chǎn)業(yè)碳排放總量增長不及出口快，是可以促進減排的對美貿(mào)易行業(yè)。玩具、金屬制品、化工產(chǎn)品、紙業(yè)、木制品等行業(yè)出口與國內(nèi)產(chǎn)業(yè)碳排放強負脫鉤，塑料、橡膠制品出口貿(mào)易與國內(nèi)產(chǎn)業(yè)碳排放擴張負脫鉤，說明以上行業(yè)環(huán)境污染比貿(mào)易增速更快。尤其金屬制品與化工產(chǎn)品，當美國實際開始增收“碳關(guān)稅”時，由于相對價格升高，出口量會迅速遞減，但國內(nèi)碳排放水平卻不會隨之下降。我國應(yīng)盡早提高這兩個產(chǎn)業(yè)的出口抵御風(fēng)險水平并降低其碳排放密度。從行業(yè)出口價值占對美國出口總價值比重以及抵御風(fēng)險情況看，機電行業(yè)是我國產(chǎn)業(yè)中較為推崇的出口產(chǎn)業(yè)，其出口增長時行業(yè)碳排放量不與之同步上升，“碳關(guān)稅”開征前應(yīng)鼓勵該出口行業(yè)的擴張。
4政策建議
4.1采用新能源，發(fā)展碳減排技術(shù)
新能源消耗過程多不排放碳，由新能源代替一次能源可大大降低碳排放濃度。支持減排技術(shù)與倡導(dǎo)新能源相輔相成，廣義上說新能源也是減排技術(shù)的一部分。減排技術(shù)前期研發(fā)資金需求大、效率低，后期使用階段效益才會凸顯，技術(shù)發(fā) 展存在障礙，我國可通過創(chuàng)立碳基金并提供有導(dǎo)向性的碳減排投融資支持，或由國家集中力量開發(fā)減排新技術(shù)。此外，技術(shù)引進也是短時間提高減排技術(shù)的有效方法。
4.2重視重點產(chǎn)業(yè)減排
我國碳減排應(yīng)重點關(guān)注電力行業(yè)、交通運輸業(yè)、制造業(yè)、采掘業(yè)與其他類第三產(chǎn)業(yè)五類行業(yè)。電力行業(yè)減排重點在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，初期主要進行火力發(fā)電燃料能源替代調(diào)整，中期提高發(fā)電技術(shù)、減少單位發(fā)電能耗，遠景為新能源發(fā)電對火力發(fā)電的替換，實現(xiàn)發(fā)電零碳排。交通運輸業(yè)減排重點在能耗技術(shù)，主要減排范圍是公路運輸，可引進國際領(lǐng)先節(jié)能減排環(huán)保技術(shù)。商業(yè)為主的其他類第三產(chǎn)業(yè)應(yīng)保持良好低碳增長勢頭，做好采掘業(yè)、制造業(yè)等高碳產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移承接工作。
4.3健全碳稅與碳市場機制
健全碳稅與碳市場機制，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，可促使我國建立低碳、綠色產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，具體可通過增收碳稅和健全碳排放權(quán)交易機制完成。應(yīng)根據(jù)各行業(yè)的碳排放強度制定有導(dǎo)向的碳稅水平，減排同時兼顧經(jīng)濟發(fā)展，對于碳排放較大卻關(guān)系經(jīng)濟增長的產(chǎn)業(yè)施以適當高于減排技術(shù)改造成本的碳稅，促進其技術(shù)革新及低碳轉(zhuǎn)型；對于碳排放量巨大且具有可替代性的行業(yè)施以重稅率，加快其產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移；對于碳排放量較小的替代型產(chǎn)業(yè)以及新能源技術(shù)產(chǎn)業(yè)適當減免碳稅，鼓勵發(fā)展。此外，增收的碳稅可以作為環(huán)境友好型企業(yè)的補貼，使低碳產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢更加明顯。碳排放交易機制方面，可由自愿性改為強制性，讓高污染企業(yè)對外部成本負責，實現(xiàn)減排單位市場自由流動，促進資源優(yōu)化配置，使清潔能源行業(yè)以及能效高、低排放企業(yè)可以通過排放權(quán)交易市場，激勵企業(yè)自行減排。
4.4調(diào)整貨物貿(mào)易結(jié)構(gòu)
通過政策導(dǎo)向支持機電、紡織等抗“碳關(guān)稅”沖擊能力強、貿(mào)易出口增加不顯著影響國內(nèi)碳排放量的出口產(chǎn)業(yè)，關(guān)注化工、金屬采掘與制造等碳排放密度高，出口與行業(yè)碳排放負脫鉤且抗“碳關(guān)稅”能力弱的出口行業(yè)，適當控制其出口規(guī)模。此外，玩具、皮革箱包等行業(yè)碳排放增長速度遠高于出口貿(mào)易，且外貿(mào)依存度大，生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小，不易管理，可以將其管理成果納入政府考核指標，實現(xiàn)環(huán)境問題部委、地方政府問責制，通過對行業(yè)主管部門、地方政府施壓，將環(huán)境問題量化落實于企業(yè)乃至公司經(jīng)營人主體，從宏觀到微觀共同努力倡導(dǎo)其向綠色減排方向發(fā)展。
