能源與動力工程的發(fā)展前景

李紅喆 孟欣 張彥美

摘 要：能源與動力工程是一個國家經(jīng)濟發(fā)展的物質(zhì)基礎，只有能源與動力工程發(fā)展壯大，才能更快的促進人類社會的發(fā)展。隨著世界工業(yè)的電氣化、機械化、自動化程度不斷提高，無論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家都爭相發(fā)展能源與動力工程，我國在現(xiàn)代化進程中不斷加強能源與動力技術的發(fā)展，并制定相關國家發(fā)展戰(zhàn)略。本文論述了能源與動力工程專業(yè)的概念，分析能源與動力工程技術，介紹能源與動力工程的發(fā)展前景。

關鍵詞：能源與動力工程 新能源 技術 開發(fā)

中圖分類號：TK 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）02-0-01

一、能源與動力工程

能源與動力工程致力于對傳統(tǒng)能源的利用及新能源的開發(fā)，和如何能夠更高效的利用能源。早在20世紀50年代我國就已形成能源動力類專業(yè)，1993年原國家教委將其調(diào)整為4個專業(yè)，即熱能工程、制冷與低溫工程、熱力發(fā)動機、流體機械與流體工程；1998年教育部將上述4個專業(yè)進一步合并為熱能與動力工程專業(yè)；2000年教育部在能源動力學科教學指導委員會下分設了三個委員會：熱能動力工程，核工程與核技術以及熱工基礎課程教學指導分委員會；2012年教育部新版高校本科專業(yè)目錄中調(diào)整熱能與動力工程為能源與動力工程。目前，全國現(xiàn)有100余所高校設有能源動力類專業(yè)。國家對能源與動力工程不斷做出調(diào)整以適應當前社會經(jīng)濟的發(fā)展需求，準確的定位了能源與動力就是研究熱能、機械能、動能、電能、太陽能、核能等的轉(zhuǎn)換并且應用它們來高效產(chǎn)生動力供人類使用。今天，人類不再單一追求能源與動力工程技術的高度發(fā)達，而是提出了更高的要求：節(jié)能環(huán)保。傳統(tǒng)能源可以提供源源不斷的動力，但傳統(tǒng)能源是有限的，要想在有限的空間內(nèi)釋放無限的能量，這就要求人類要不斷開發(fā)新能源并提高其效率。

二、清潔化

傳統(tǒng)化石能源煤炭、石油、天然氣等仍在整個能源比重中占據(jù)主導，而且估計在今后很長一段時間內(nèi)這一地位還不會改變。這些傳統(tǒng)化石能源主要直接應用于火力發(fā)電，這會帶來一系列嚴重的環(huán)境問題，每年有數(shù)十萬噸含硫等有害物質(zhì)排放到大氣，使環(huán)境遭到嚴重污染；局部地區(qū)形成酸雨，嚴重污染水土；產(chǎn)生大量的溫室氣體CO2導致溫室效應，嚴重破壞著人類賴以生存的環(huán)境。因此，對能源動力生產(chǎn)過程中所造成的環(huán)境問題要及時地進行妥善處理，只有實現(xiàn)能源清潔化，才能保證人類社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。環(huán)境問題已經(jīng)不再是一個國家的事，而是全世界、全人類都在密切關注的問題，全世界各國積極行動營造環(huán)境友好型社會。要想盡快解決，盡早行動則要求高校培養(yǎng)高素質(zhì)高學問的能源與動力工程相關專業(yè)的應用型人才。我國能源工業(yè)面臨著經(jīng)濟增長緩慢、環(huán)境保護力度不強的重大壓力，新能源的開發(fā)利用顯得尤為重要。同時新能源開發(fā)技術和裝備制造是新能源利用的重要基礎和支撐。世界各國對新能源開發(fā)利用進行著激烈的競爭，而我國由于長期使用傳統(tǒng)能源，導致新能源開發(fā)技術和裝備制造能力嚴重不足。2000年的統(tǒng)計資料表明，我國化石能源剩余可儲采為石油20.5年，煤炭92年，天然氣為63年，優(yōu)質(zhì)能源十分匱乏。如果我國能源與動力工程發(fā)展不能順應時代，多年后甚至會導致我國出現(xiàn)能源危機。因此，加速新能源如風能、潮汐能、地熱能、太陽能等等的開發(fā)和利用，壯大新能源裝備制造產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)成為國家制造業(yè)發(fā)展的重點。為此，國家先后出臺了《可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導目錄》、《中華人民共和國可再生能源法》、可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃、中華人民共和國節(jié)約能源法、能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃等法律規(guī)定和政策。

三、動力高效化

能源與動力工程中動力方面則包括內(nèi)燃機、鍋爐、航空發(fā)動機、制冷及相關測試技術。

1.太陽能熱發(fā)電技術

太陽能是取之不竭用之不盡的能源 ，他有兩種能量轉(zhuǎn)化的方式：光-電、光-熱-電。其中第二種發(fā)電技術稱作太陽能聚焦式熱發(fā)電（CSP），是一種太陽能高溫熱利用技術，2005年，太陽能熱發(fā)電技術開始蓬勃發(fā)展，國際研究和推廣活動頻繁進行。但直到2005年太陽能熱發(fā)電原理上沒有大的突破，仍然采用以前的塔式、槽式、碟式三條技術路線，改進和發(fā)展多體現(xiàn)在細節(jié)技術。這就要求能源與動力工程專業(yè)型人才要敢于創(chuàng)新。

2.高爐煤氣發(fā)電技術

通過利用鋼鐵生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品：高爐煤氣、焦爐煤氣進行發(fā)電。其中高爐煤氣氣量大，而焦爐煤氣的熱值較高。目前重要問題是如何提高熱效率，辦法是提高鍋爐的參數(shù)（蒸汽的壓強和溫度）。在整個綜合利用高爐煤氣的過程中，包括煤氣除塵、爐頂煤氣余壓發(fā)電（TRT）和煤氣調(diào)配等工藝技術。在這些工藝中，采用 先進的自動控制技術，有著簡便易行、節(jié)能環(huán)保的作用[1]。

3.世界核電技術

核聚變是利用氫或它的同位素氘和氚在超高溫、超高壓特定條件下聚合成一個較重的原子核 ，同時釋放出巨大能量。批量化建設第三代核電站，加緊研制新一代核電站，第4代的超臨界水冷堆，先進壓水堆、先進核燃料循環(huán)等關鍵技術，形成先進、高效、清潔、安全的核能技術。核電在我國已由起步進入了發(fā)展階段[2]。

4.海上風力發(fā)電技術

在海上進行風力發(fā)電，將風能轉(zhuǎn)化為電能。首先海上資源評估技術是非常關鍵的，因為海上風力發(fā)電的成本是陸地額兩倍，其次要提高單機裝機容量，或者改進多機組并聯(lián)技術。改進傳統(tǒng)的通過齒輪箱驅(qū)動和完全無齒輪箱直接驅(qū)動方式，采用混合驅(qū)動大容量風機的設計和制造混合驅(qū)動技術，這樣將會獲得更高的速度，更小的轉(zhuǎn)矩。在海上風電發(fā)展中，注重提升風電技術，最快速地降低成本是海上風電發(fā)展的重要目標[3]。

總結(jié)

時代在進步，能源與動力工程更應與時俱進。我國的能源資源是有限的，在傳統(tǒng)能源開發(fā)利用程度與效率降低的同時要充分利用天然氣、水電、核電等清潔能源，加快新能源與可再生能源開發(fā)，實現(xiàn)能源、經(jīng)濟、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]趙獻鋒.淺談高爐煤氣發(fā)電技術[J].中國科技博覽，2010，14；307

[2]歐陽予.世界核電技術發(fā)展趨勢及第3代核電技術的定位[J].發(fā)電設備，2007，5；325-331

[3]趙群，柴福莉.海上風力發(fā)電現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]機電工程 ，2009，12；5-8

作者簡介：李紅喆（1996-），男，山西省運城市，現(xiàn)就讀于中北大學（朔州校區(qū)）能源與動力工程專業(yè)。

孟欣，男，現(xiàn)就讀于中北大學（朔州校區(qū)）能源與動力工程專業(yè)。

張彥美，男，現(xiàn)就讀于中北大學（朔州校區(qū)）能源與動力工程專業(yè)。