标准化工作导则和电化学技术在新能源中的利用

PAGEPAGE16主要培训内容：一、标准编写基本要求二、专题一：编制说明编写要求三、专题二：标准编写模版软件简介一、标准编写基本要求（一）、概念1、标准为了在一定范围内获得最佳秩序，经协商一致制定并由公认机构批准，共同使用和重复使用的一种规范性文件。2、技术规范规定产品、过程或服务应满足的技术要求的文件。标准和规范的本质区别：（1）、标准化的对象不同标准主要是针对某一类科学、技术、概念或经验的综合成果为基础制定的一种标准文件。规范主要对某一类（个）具体的物品或事件（包括过程或服务）而制定的标准文件。（2）、包含的具体内容不同标准只规定要求性或统一概念内容，规范即规定要求性内容，又应包括规定用来测定所给出的要求是否已得到满足的程序即合格评定的内容，两者不可缺一。（3）、作用不同标准存在的价值通过规范的引用来体现；规范通过引用标准而达到完整、简洁。对产品而言，作为组织生产和交货的依据。3、规程为设备、构件或产品的设计、制造、安装、维护或使用而推荐惯例或程序的文件。4、条款规范性文件内容的表述方式，一般采取陈述、指示、推荐等形式。5、规范性要素要声明符合标准而应遵守的条款的要素，分为一般要素和技术要素。6、资料性要素标识标准、介绍标准、提供标准的附加信息的要素，分为概述要素和补充要素。7、必备要素在标准中必须存在的要素。包括封面、前言、名称、范围。8、可选要素在标准中不是必须存在的要素，其存在与否视标准条款的具体需求而定。（二）、标准的结构资料性概述要素资料性要素资料性补充要素标准要素规范性一般要素规范性要素规范性技术要素1、资料性概述要素：封面（必备要素）目次前言（必备）引言2、规范性一般要素：名称（必备）范围（必备）规范性引用文件3、规范性技术要素：术语和定义符号和缩略语要求……规范性附录4、资料性补充要素：资料性附录、参考文献、索引等。（三）、内容要求及编排格式1、封面（必备）内容：每项标准应有封面，以地方标准为例，封面的内容有：“黑龙江省地方标准”字样和标准的标志（DB23)、中文名称、ICS号（国际标准分类号）、中国标准文献分类号、备案号、标准编号、发布日期、实施日期、标准的发布部门。其中：ICS：国际标准文献分类号，英文Internationnalclassificationforstandards的缩写，由国际标准化组织（ISO）编制，具体分类见《国际标准分类法》。中国标准文献分类号：此分类号应符合〈中国标准文献分类法〉。备案号：行业标准和地方标准的备案号应印在标准封面左上角中国标准文献分类号下边。标准标志：黑龙江省地方标准DB23。标准类别：黑龙江省地方标准。标准编号：由标准代号、顺序号、年代号三部分组成。标准中文名称：地方标准与国家标准和行业标准区别无英文名称。标准发布和实施日期由标准的审批部门在发布标准时确定，地方标准的发布部门为各省、自治区、直辖市标准化管理部门。编排格式：封面标准编号中的标准代号和标准顺序号之间空半个字的间隙，标准顺序号与年代号之间的连线为一字线。ICS和中国标准文献分类号及备案号分上下三行编排，不留行空，左端对齐。字体字号：ICS号：五号黑体中国标准文献分类号：五号黑体。备案号：五号黑体。标准标志：专用美术字体。标准类别：（黑龙江省地方标准）专用字。标准编号：四号黑体。标准中文名称：一号黑体。发布和实施日期：专用字（二号扁小标宋）。发布：四号黑体。10251025ICS××××××备案号：××75DB××75425×××××××（地方名称）地方标准4251025DB23/T××××—×××102525170251704040标准名称××××-××-××发布××××-××-××实施310××（地方标准发布部门）发布31024402440单位：mm2、目次（可选）：（1）作用：具有显示标准的结构框架、引导阅读、方便检索等功能。内容：目次所列内容和顺序如下：前言；引言；章；带有标题的条（需要时列出）；附录，应在圆括号中标明其性质；附录的章和带有标题的条（需要时列出）；参考文献；索引；图(需要时列出)；表(需要时列出)。（2）、编写目次应注意事项a、目次所列出的要素均应使用与文中完全一样的标题；b、术语和定义一章中的术语不应列在目次中；C、如设目次，则前言、引言、章、条编号、标题都应列出。（3）编排格式:目次中前言、引言、章的编号和标题均顶格排，章、条编号后为标题，附录编号后为附录性质，并加圆括号，其后为附录标题。章、条标题和附录标题与前边内容之间空一个字间隙，前言、引言、标题与页码之间用……..连接，页码不加括号，目次内容回行时顶格排。字体字号：目次：三号黑体。目次内容：五号宋体。标准编号：五号黑体。单位：mm252515DB/T×××××-××××15202512目次202512前言………………I(大写罗马字母)引言………………II1范围…………1（正文从1开始）2规范性引用文件……………23术语和定义…34总则…………45×××……5附录A（规范性附录）××…63、前言（必备）（1）、内容：每项标准均应有前言，前言分两部分：特定和基本部分组成。a、特定部分：给出一些基本信息。①说明标准代替或废除的全部或部分其它文件；②与前一版本的重大技术变化的说明；③标准附录性质的说明。b、基本部分基本部分应视情况依次给出下列信息：①本标准由××××提出；②本标准由××××归口；③本标准起草单位；④标准的主要起草人；⑤所代替标准的历次版本发布情况。C、前言中有关强制性标准的编写①强制性标准的形式强制标准可分为全文强制和条文强制。②强制标准的表述形式a.对于全文强制形式的标准在“前言”的第一段以黑体字写明：“本标准的全部技术内容为强制性。”b.对于条文强制形式的标准，应根据具体情况，在“前言”中第一段以黑体字并采用下列方式之一写明：当强制条文多于推荐性条文时，写明：“本标准的第×章、第×条、第×条……为强制性的，其余为推荐性的。”当强制性与推荐性条文在数量上大致相同时，写明：“本标准的第×章、第×条、第×条……为了强制性的，其余为推荐性的。”（2）、编写前言时出现问题a、阐述标准的重要意义；b、介绍标准的立项情况或编制过程；c、前言中包含“范围”一章内容；d、在前言中给出要求。（3）、编排格式:前言应另起一面。字体字号：前言：三号黑体。前言内容：五号宋体。标准编号：五号黑体。单位：mm252515DB/T×××××-××××1512前言122025×××××××××××××××××2025××××××××××××××××××××4、引言（可选）引言是对“前言”中有关内容的特殊补充或对标准中有关技术内容的特殊说明、解释，以及制定该标准的原因的特殊信息和说明。（1）、编写引言注意问题引言中不应包含要求，引言不编号，一般也不分条。（2）、编排格式：引言应另起一面。字体字号：引言：三号黑体。引言内容：五号宋体。标准编号：五号黑体。单位：mm252515DB/T×××××-××××1512引言122025×××××××××××××××××2025××××××××××××××××××××5、名称（必备）（1）、结构及要求名称置于正文首页和标准封面，力求简练，明确表示标准主题，使其与其他标准相区分，不应涉及不必要的细节，任何其他必要的详细说明应在范围中给出。具体结构有以下三种形式：一段式：只有主体要素二段式：引导要素+主体要素主体要素+补充要素三段式：引导要素+主体要素+补充要素（2）、名称编写中易出现的问题a、名称中术语不一致；b、标准名称中赘加“标准”字样；c、无意中限制标准范围；d、无意中扩大标准范围；（3）、编排格式字体字号：标准名称：三号黑体。标准编号：五号黑体。单位：mm2025202515DB/T×××××-××××152512标准名称2512范围6、范围（必备）（1）、内容①主题内容把标准所规定、确立、给出的内容予以说明，告诉读者标准确定的主题是什么。②适用范围指明根据主题所确立的主题，在哪个范围，哪个领域内应用。③不适用的范围当规定的界限不十分明确，必要时就可以把不适用的范围列出来。④提供在某些领域内的工作可以参考这个标准的规定。（2）典型用语本标准规定了……。本标准适用于……。本标准确立了……。本标准适用于……。（3）必要时，加不适用范围时的语句顺序本标准规定了……。本标准适用于……。本标准不适用于……。（4）范围的特点范围不应包含要求内容，其特点是完整、规范、简洁。7、规范性引用文件（可选）（1）、目的①、总体结构协调（避免某一章特别庞大）；②、使标准简练；③、和有关标准一致。（2）、引用文件是否标注日期①、当引用的是完整的文件或标准的某个部分，并且当引用的这个文件（或标准的某个部分）将来发生变化（如被修订），也能被接受时，则不注日期；②当引用的是其它文件中特定的章、条、表或图时，则应在文件后面注日期。所注日期应是4位年号。（3）、引用文件的排列顺序国家标准、行业标准、地方标准（适用于地方标准编写）、国际标准、国内有关文件、国际有关文件。国家标准按标准顺序号排列、行业标准和国际标准先按标准代号的拉丁字母顺序排列，再按标准顺序号排列。（4）、在引用文件一览表前，应加上固定的导语“下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可以使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。（5）、不能引用的文件①非公开的文件；②资料性引用文件；③参考过的文件；上述三类文件可列入参考文献。（6）、引用后标准的性质问题如果一项全文强制标准中或条文强制的条款中规范性引用了推荐性标准的内容，则推荐性的内容便构成了强制执行内容的一部分，如果推荐性标准引用了强制标准中强制执行的内容，强制性标准的内容仍然应强制执行。（7）、引用文件易出现的问题①重复引用将引用标准列入一览表中，同时又把具体内容又写在标准中。取其一即可。②引用标准有误a、引用过时的、作废的标准；.b、引用标准不适用。③引用关系不清按规定，除国家标准可以引用行业标准外，都只能引用上级标准和同级标准，不能引用下级标准。④、前后不一致规范性引用文件一览表中引用了某个文件，在标准的正文中未体现该文件。（8）、编排格式：规范性引用文件中所列文件均空两个字起排，回车时顶格排，每个文件之后不加标点符号，所列标准的编号与名称之间空一个字的间隙。8.术语和定义（可选）（1）、术语标准的编写形式主要有两种：a、可单独制定成术语标准；b、编制在其它标准中的“术语和定义”一章中。(2)、基本要求：开头加导语：“下列术语和定义适用于本标准。”a、不引起分歧时，不定义术语；b、只要不是一看就懂或众所周知,或在不同的语句中有不同解释的术语均应通过定义有关概念予以明确；c、对通用词典中的词或通用的技术术语，只有在用于特定含义时，应对它定义；d、避免给商品名（品牌名）、旧称和俗语下定义。（3）、编排格式：术语标准可用条文或表的形式编写。用条文形式编写的术语标准以及标准中“术语和定义”一章中的术语的编排形式为：条目的编号顶格排，术语另起一行空两个字排，后空一个字接排英文对应词，术语的定义或说明另起一行空两个字起排，回车时顶格排。9、符号和缩略语（可选）有关要求：除非为了反映技术准则需要以特定次序列出符号外，所有符号按下列次序以字母顺序列出：（1）、大写拉丁字母置于小写拉丁字母之前（A、a、B、b)；无角标的字母置于有角标的字母之前；有字母角标的字母置于有数字角标的字母之前。（B、b、C、Cm、C2）；（2）、若标准中未列出缩略语一览表，在标准中第一次使用缩略语时，应在该缩略语之后写出其全称，并将全称放在圆括号内；（3）、只有在标准中随后多次使用某缩略语时，才应规定该缩略语。10、要求（核心内容、可选要素）（1）、基本内容①标准设计的产品、过程或服务等方面的所有特性；②可量化特性所要求的极限值。（2）、编写中应注意的问题①技术要求尽量用数值定量表示，避免用“足够牢固”、“具有一定的强度”之类的词语；②每一项要求一定要提及相应的试验方法，当标准中只列出特性，而不规定特性值时，也应规定相应的测量方法；③不要把商业化要求写入标准。如索赔、担保、费用结算和价格等非技术内容；④对产品的使用和安装要求不属于产品本身的特性，不应放入本章；⑤注意与法律法规、其它标准协调；⑥指标不能低于相应通用要求标准的指标，当然，也不能太高，可量化的特性应给出极限值或可选值。11、抽样（可选）本章一般包括抽样的条件和方法、样品保存方法以及判定规则。我国目前广泛采用GB/T2828（适用于大批量连续生产的产品）。抽样内容：（1）、需要时应规定抽样条件；（2）、需要时应规定抽样方法；（3）、需要时应对易挥发或易变质的样品规定储存样品容器的材料或特性以及保管条件等；（4）、需要时应规定样品的数量。12、试验方法（可选要素）（1）、内容a、测定特性值时需要有测定程序，给出详细的操作步骤;b、检查是否符合要求需要有数据，给出结果的计算方法;C、测试结果要有保证，给出方法的精密度数据;d、试验方法如涉及安全，给出警示内容。（2）、注意事项a、如果有两种试验方法时，应规定其中一种方法为仲裁方法；b、试验结果数值应与技术要求量值的有效位数一致。分析中间数据可以多一位，但最终结果应按GB/T8170—1987《数值修约规则》进行修约;C、试验用仪器设备，一般情况下，不应规定制造厂，只规定精度、性能。试验用仪器设备。13、分类和标记（可选要素）为符合规定要求的产品、过程或服务建立一个分类、标记或编码体系。（1）、编写顺序一般为：分类及类别的表示方法，基本参数与尺寸，标记及示例。（2）、也可列“要求”开头。14、标志、标签和包装（可选要素）标志是指产品或包装等物品上的一种识别符号。（用图形、文字、颜色等喻示产品某些特性或要求的记号）。标签是标志的载体，其上携带着相关信息。包装的主要目的是方便储运，有利于销售，随着国内外贸易的发展和人们对产品信息需求的增加，越来越重视产品的标志、标签和包装，依据产品的标志、标签和包装来检验、核对产品的质量，也越来越被人们重视。如果标志、标签标出的内容与产品不一致，就涉及到有“欺诈”行为。对这个问题的要求越来越高。15、附录（可选要素）分为规范性附录和资料性附录，其要求如下：（1）、正文要提及到。措词方式：规范性的：“遵照附录A的规定”；“见附录C”等；资料性的：“参见附录B”。（2）、前言对附录属性要陈述：哪些是规范性附录，哪些是资料性附录。（3）、在目次中标明附录性质，用圆括号标明。（4）、附录的编号：应按标准中提及的先后次序编排附录的顺序，不论属性如何。（5）、附录中的章用“A.1”、“A.2”……等表示。其中图、表也给出编号，有一个也要编号。（6）、编排格式附录的编号、附录的性质，即规范性附录或资料性附录以及附录的标题，每项各占一行，置于附录条文之上居中位置。第一个附录应另起一面，以后各个附录通常另起一面，如果有较短的附录也可接排，接排的附录之间的距离10mm。字体字号：标准编号：五号黑体。附录编号：五号黑体。附录性质：五号黑体。附录标题：五号黑体。附录内容：五号宋体。单位：mm252515DB/T×××××-××××15附录A（规范性附录）205附录标题20525×××××××××××××××××25×××××××××××××××××××附录格式16、.参考文献和索引有关要求：（1）、以前作为附录出现，现在不是附录，单列出来。参考文献置于附录之后，索引放在最后；（2）、参考文献起草遵照GB/T7714的规定。（《参考文献著录规则》）；（3）、编排格式参考文献和索引均应另起一面，参考文献中所列文件均空两个字起排，回车时顶格排，每个文件后不加标点符号，所列标准的编号与名称之间空一个字的间隙。字体字号：标准编号：五号黑体。参考文献：五号黑体。参考文献内容：五号宋体。单位：mm252515DB/T×××××-××××155参考文献520××××××××××××××××××2025××××××××××××××××××××25××××××××××××××××××××××参考文献格式17、标准其它要素编排格式（1）、从范围开始进入标准的正文编写，标准的单数页、双数页和封底格式，其编排格式如下：字体字号：单数页、双数页标准编号：五号黑体；封底标准编号：四号黑体。单位：mm2525525DB/T×××××-××××52520××××××××××××××××××20××××××××××××××××××单数页格式252525205DB/T×××××-××××25205××××××××××××××××××××××××××××××××××××××双数页格式2525DB/T×××××-×××DB/T×××××-×××5封底格式（2）、章、条、段编排格式章、条、段编号顶格排，编号与标题或文字之间空一个字的间隙，章的标题占两行，段的文字空两个字起排，回车时顶格排。并且章、条的标题字加黑。（3）、注和脚注编排格式每条注、图注和表注另起一行空两个字起排，回车时与注的内容的文字位置对齐。每条脚注另起一行空两个字排，编号后的文字以及文字回行均应置于距版心左边五个字的位置。每条图的脚注和表的脚注另起一行空两个字排，编号后的文字以及文字回行均应置于距版心左边四个字的位置。（4）、示例编排格式每条示例另起一行空两个字起排，示例：或示例×：可单独占一行，可与示例的内容接排，文字类的示例回行时顶格排。（5）、公式编排格式标准中的公式应另起一行居中排，较长的公式尽可能在等号处回行，或在“+、-”号处回行，公式中分数线的横线长短要分清，主要的横线应与等号取平。公式的编号右端对齐，公式编号之间用“……”连接。公式下面的“式中：”空两个字起排，单独占一行。公式中所要解释的符号按先左后右，先上后下的顺序分行空两个字排，在用破折号与释文连接，回行时与上一行释文对齐，上下行的破折号对齐。（6）、书眉和终结线从标准的目次开始在每页书眉位置应排标准编号，单数页排在书眉右侧，双数页排在书眉左侧。终结线为居中的粗实线，长度为版面的四分之一，终结线应排在标准的最后一个要素之后，不能另起一面编排。18、标准其他要素的字体、字号（1）、标准条文：五号宋体；（2）、章、条的编号和标题：五号黑体；（3）、条文的示例、注、脚注：小五号宋体；（4）、图注、图的脚注：小五号宋体；（5）、图中的数字和文字：六号宋体；（6）、图题、表题：五号黑体；（7）、表中的文字、表注、表的脚注：小五号宋体；（8）、图、表右上方单位：小五号宋体；（9）、索引：五号黑体；（10）、索引内容：五号宋体；（11）、单双数页码：小五号宋体。专题一、编制说明内容编写要求一、编制说明内容（一）、工作简况：包括任务来源、协作单位、主要工作过程、标准主要起草人及其所做的工作等；（二）、标准编制原则和确定标准主要内容（如技术指标、参数、公式、性能要求，试验方法，检验规则等）的论据、依据（包括试验、统计数据和有关标准规定），修订标准时，应增列新旧标准水平的对比；（三）、主要试验（或验证）的分析、综合报告，技术经济论证，预期的经济效果；（四）、采用国际标准和国外先进标准的程度，以及与国际、国外同类标准水平的对比情况，或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况；（五）、与有关的现行法律、法规和强制性标准的关系；（六）、重大分歧意见的处理经过和依据；（七）、标准作为强制性标准或推荐性标准的建议；（八）、贯彻标准的要求和措施建议（包括组织措施，技术措施、过渡办法等内容）；（九）、废止现行有关标准的建议；（十）、其他应予说明的事项。二、前言和编制说明区别前言和编制说明是两个范畴的内容，各有各的用途，两者的表达形式、内容构成、作用是不相同的，主要区别：（一）、表达形式不同前言是标准中概述要素的一个必不可少的组成部分，而编制说明做为一个必可少的独立文件，并与标准草案一起审查、报批。（二）、内容构成不同前言由特定部分和基本部分组成，其内容相对而言较编制说明少，编制说明的内容较前言的内容多。（三）、叙述内容的侧重点不同虽然前言和编制说明中有些需要表达的内容看似相同，但在实际编制时的侧重点不一样。（四）、作用不同前言阅读对象主要是使用标准者，其内容给出了该标准的基本信息，有助于读者了解和实施该报纸，编制说明阅读对象主要是是审查、批准标准者，其内容是标准内容的技术论证和说明，做为审批标准草案及标准批准后实施过程中对标准进行解释的主要依据。专题二、标准编写模版软件简介

电化学技术在新能源中的利用一.能源的概况1.能源的重要性1.能源的重要性自古以来,人类就为改善生存条件和促进社会经济的发展而不停地进行奋斗.在这一过程中,能源一直扮演着重要的角色.从世界经济发展的历史和现状来看,能源问题已成为社会经济发展中一个具有战略意义的问题,能源的消耗水平已成为衡量一个国家国民经济发展和人民生活水平的重要标志,能源问题对社会经济发展起着决定性的作用.2.能源的种类2.能源的种类大自然赋予人类的能源是多种多样的,一般可分为常规能源和新能源两大类.常规能源包括煤炭,石油,天然气和水能,而新能源有生物质能,核能,风能,地热能,海洋能,太阳能和氢能等.其中煤炭,石油,天然气被成为化石能源,水能,生物质能,风能,太阳能和氢能等是可再生能源.3.化石能源的问题(1)化石能源的短缺化石能源的短缺能源是人类赖以生存和社会发展的重要物质基础,是国民经济发展的命脉,但目前主要使用的化石能源的储量不多.据2002年世界探明的化石能源的储量和使用量统计,世界上煤,石油和天然气的储采比分别为204,40和60年,中国的情况更为严峻,据2002年统计,中国煤,石油和天然气的储采比只有82,15和46年.这表明在人类历史的长河中,只有很短的一段时间能使用化石能源.随着我国经济的持续高速增长,对能源的需求也持续攀升.我国一次能源消费总量从1978年的5.3亿吨标准煤,上升到2002年的14.3亿吨.据估计,我国在2004,2020和2050年的石油消费量达3,4.5和6亿吨,其中进口量分别为1,2.7和4亿吨.4亿吨的进口量相当于目前美国的石油进口量,这不但会制约我国经济的可持续发展,而且对国家的安全也十分不利.(2)化石燃料造成严重环境污染和气候异常化石燃料造成严重环境污染和气候异常化石燃料的使用引起的环境污染,排放的CO2会造成温室效应,使全球气候变暖.有关机构已向联合国发出警告,如再不对CO2的排放采取严厉措施,在10年内,世界的气候将产生不可逆转的变化.我国的环境污染问题更是日趋严重,目前,我国CO2排放量占世界总排放量的14%,在美国之后位居第二,估计到2025年,将位居第一.在本世纪初联合国关于环境污染的调查中,发现在世界上十个环境污染最严重的城市中,七个在中国.它们是太原,北京,乌鲁木齐,兰州,重庆,济南和石家庄.4.21世纪世界能源发展趋势世纪世界能源发展趋势(1)节能技术将备受重视节能技术将备受重视节能就是提高能源利用率,减少能源的浪费.目前节能技术水平已是一个国家能源利用情况的综合性指标,也是一个国家总体科学技术水平的重要标志.许多研究报告指出,依靠节能可以将能源需求量降低2530%.我国在能源利用方面的效率很低,我国的能耗很高,是世界平均水平的2倍,发达国家的5-10倍,因此更应重视节能技术,我国应该充分重视化石能源的高效利用.(2)世界能源系统将发生重大变革世界能源系统将发生重大变革据预测,20世纪形成的以化石燃料为主的世界能源系统将在21世纪转换成以可再生能源为主的新的世界能源系统.在20世纪末,化石燃料的使用量占了世界一次能源用量的89.5%.据世界能源委员会(WEC)和国际应用分析系统研究所的研究报告认为,在20世纪上半叶,化石燃料仍将是世界一次能源的主体,但到21世纪下半叶,太阳能,生物质能,风能等新能源将占世界能源的50%左右.(3)煤炭将作为过渡能源而受到重视煤炭将作为过渡能源而受到重视由于石油和天然气的储量较少,而煤炭储量相对较多,因此煤炭将作为一种过渡能源而在21世纪上半叶受到重视.主要发展的技术是洁净煤技术,煤液化和汽化技术.(4)新化石能源的开发将得到强化新化石能源的开发将得到强化近年来发现,在海洋300米深处有甲烷水合物存在.目前,甲烷水合物的开发已经受到特别的关注.据估计,世界甲烷水合物的储量可能超过石油,天然气和煤炭储量的总和.因此,甲烷水合物作为储量巨大的未开发能源开始受到世界各国的高度重视.(5)核能的利用将进一步得到重视核能的利用将进一步得到重视据国际原子能机构统计,在20世纪末,全世界运行的核电站有436座,总发电量为3.5亿千瓦.这些电站主要分布在美,法,日,英,俄等31个国家,近年来,由于担心核电站运转的安全性,核废料对环境的影响和核技术扩散对世界安全性的影响,核能的发展在发达国家已有下降趋势,但在亚洲地区仍有强劲的增加趋势,我国准备在今后几年内建造4座核电站.受控核聚变是一直受人们关心的技术,因为在海水中大约有23.4亿万吨氘,如受控核聚变技术在21世纪能得到应用,在21世纪末,核能可望占世界一次能源的30%左右.(6)可再生能源的开发将越来越受到重视可再生能源的开发将越来越受到重视鉴于化石燃料的短缺及化石燃料的使用引起严重的环境污染和气候异常,人们对新能源的开发越来越重视.其中水力能,地热能,海洋能和风能的可利用资源有限,因此,太阳能,生物质能和氢能的利用将倍受关注.二.生物质能的利用1.生物质能的优点.(1)生物质来源丰富地球上每年生长的生物质总量约14001800亿吨,相当于目前世界总能耗的10倍,我国的生物质能也极为丰富,可作为能源开发的生物质能总量可达4.5亿吨标准煤.加上生物质能可再生.因此,生物质能的高效,规模化利用可有效缓解世界能源供需矛盾.(2)生物质能可多途径利用(a)直接燃烧.其热能和蒸汽可发电,技术成熟,但效率低.(b)生物转化.包括制沼气和水解发酵制取醇类.生物质制甲醇和乙醇技术基本成熟,但生产成本较高.生物质制沼气技术相当成熟.2002年全国已建1300多万个沼气池.(c)光热转化.通过气化,裂解,光催化等技术,获得气,液体燃料来发电.(d)生物柴油.从油料植物提取植物油,经甲酯化得生物柴油.它有含氧高,含硫低,分解性能好,燃烧效率高等优点.(3)生物质能利用的环境污染少由于生物质利用过程中释放的CO2是其生长过程通过光合作用从环境吸收的,所以生物质能的利用过程不排放额外的CO2,而对环境污染少.生物质能的利用还能降低污染.如可利用生物质热解汽化技术处理生活垃圾等,可得到以甲烷为主的燃气,实现垃圾的减量化,无害化,资源化.2.生物质能利用的问题2.生物质能利用的问题生物质能利用的缺点主要是生物质分布广,大面积收集成本高,经济的收集半径在50公里以内,只适合建立小型,分散的生物质能利用系统.而小型转换系统的效率低,不提高生物质能的利用效率就不能获得好的经济效益,这是生物质能至今未能实现规模化应用的关键问题之一.因此,如何在小型,分散体系实现能量的高效,清洁及规模化利用是迫切需要解决的问题.三.太阳能的利用1.太阳能的优点太阳能的优点(1)太阳能来源丰富太阳能来源丰富太阳能来源丰富是众所周知的,这似乎是一种用之不绝,取之不尽的能源.太阳内部不停地进行热核反应,释放出巨大的能量,辐射到地球上的能量只占起辐射总能量的极小部分,约1/22亿,但地球每年接收的太阳能至少有6×1017千瓦小时,相当于74万吨标准煤的能量.其中被植物吸收的仅占0.015%.可见,开发太阳能利用的潜力很大.(2)太阳能的使用没有污染问题太阳能的使用没有污染问题这也是众所周知的,太阳能的使用基本上没有污染问题.(3)太阳能可多途径利用太阳能可多途径利用(a)太阳能的热利用.如太阳能热水器,太阳灶,太阳能蓄热池发电等.(b)太阳能发电.如太阳能电池和光电池.(c)光催化和光电催化制氢.主要用这两种技术从水或生物质中制得氢气.2.太阳能利用的概况太阳能利用的概况近年来,太阳能的利用发展很快,据1997年的数据,全球太阳能发电量已达800兆瓦.到2000年,日本已有7万个住宅用上太阳能电池,美国和欧盟计划在2010年前安装100万套太阳能电池.特别是把太阳能电池与屋顶瓦结合成光电发电系统,目前欧洲已有300套,年发电量为1亿千瓦.这种系统不但可供应清洁能源,而且美观耐用,寿命可达25年.太阳能的热利用发展更快.特别在我国,太阳能热水器的年产值已达60多亿元,居世界首位.3.太阳能利用的问题太阳能利用的问题开发太阳能利用的主要问题是如何提高太阳能的转换效率,其次是降低成本,这对我国特别重要,目前我国生产太阳能电池的能力已达几百兆瓦,但由于价格高,基本上都销往国外.第三,一些技术,如光催化和光电催化制氢技术还没成熟,没有达到实用化的阶段,应该抓紧这方面的研究和发展.四.氢能的利用1.氢能的优点氢能的优点(1)氢是自然界储量最丰富的元素.(2)氢是除核燃料外发热量最大的燃料.(3)氢燃烧生成水,是世界上最清洁的燃料.(4)燃烧性能好,可燃范围大,燃烧速度快.(5)氢可用多种方法大规模生产.(6)氢的利用形式多,可通过燃烧发电,通过燃料电池发电等.2.对氢能利用的重视2002年加拿大举办了以"氢行星"为主题的第14届世界氢能源大会.2003年在华盛顿召开15个国家和地区参加的"国际氢能经济合作伙伴"会议.冰岛计划用40年时间将冰岛建成"氢社会".布什将投资120亿美元来促进氢能源的发展.过去5年,工业化国家在氢能开发领域的投入年均递增20.5%.氢将取代天然气,油和煤而成为未来世界的主要能源,进入氢能时代已成为近年来的热门话题,21世纪将是氢能世纪.布什举着使用氢燃料的照相机我国对发展氢能经济也开始重视,参加了2003年在华盛顿召开的有15国家参加的"国际氢能经济合作伙伴"会议.2004和2005举办了两次关于氢能经济的中美双边会议.今年一月,中国科学院院士局召开了关于"石油替代能源"的研讨会,主要讨论石油资源可持续性分析,石油的替代能源,氢能燃料和我国的石油替代能源.并要组织人员进行软课题研究.3.氢能的问题3.氢能的问题(1)氢的价格氢的制备,储存和运输中的价格问题,是影响走进氢能时代的很关键的问题.要降低其价格,必须形成氢的制备,储存和运输的网络.(2)廉价清洁的制氢技术问题(2)廉价清洁的制氢技术问题目前制氢效率很低,氢的制取要消耗大量的能量,因此寻求大规模的廉价清洁的制氢技术是各国科学家共同关心的问题.(a)化石燃料制氢:目前,96%氢从化石燃料制备,技术成熟,但要造成环境污染.(b)电解水制氢:技术成熟,但耗能多,价格高.一般每生产1立方米的氢气,需要消耗4.2-6度的电能,其能量转化率不到32%.(c)生物质制氢:有可再生,产量大,可储存,碳循环等优点,从中长期看是最有前途的制氢方式.目前生物质制氢效率低.(d)生物制氢:国内外在选育高效产氢菌株工作进展不快,制氢效率低.(e)风能制氢:用风能发电来电解水产生氢,技术上没有问题,降低成本和风能发电量少是主要的问题.(f)太阳能制氢:该法还处在基础研究阶段,离商业化还有较远的距离.(3)氢的储运问题(3)氢的储运问题氢的储运技术主要解决储运的安全性和成本,现在由于储运技术不过关,因此浪费了许多氢.许多工业过程,如炼油,炼焦,氯碱,合成氨,合成甲醇及煤气制造等多有大量的副产品氢气,只是由于储运技术的问题而不能被利用.我国每年放空和烧掉的氢气至少在1010标立方米以上.因此解决氢的储运问题也是走进氢能时代的一个很关键的问题.目前氢的储运还有很大问题.(a)高压储氢:储氢量少,只有1%左右,还有不安全的问题.(b)液氢储氢:很不方便,储氢设备大,蒸发损失大.(c)吸附储氢:这是目前的研究热点,但储氢容量还较低,一般不超过2%.镁合金储氢在3%,但储放不可逆.热门一时的纳米碳管储氢也已没有了希望,最终的储氢量也只有1%左右.(e)化合物储氢:放氢不容易.(4)燃料电池还没有商品化用氢作燃料的燃料电池的出现是促进氢能利用的重要原因.近年来,由于化石燃料资源短缺和环境污染日趋严重,各国对燃料电池的研究十分重视.美国《时代周刊》把燃料电池列为21世纪十大高新科技之首,燃料电池已被认为是21世纪极具应用前景的一种新型能源系统.虽然燃料电池有很诱人的优点,而且燃料电池的发展已有100多年的历史,但至今还没有一种燃料电池已经真正商品化,因此,燃料电池何时才能商品化是一个与氢能利用密切相关的问题.4.反对氢能的意见4.反对氢能的意见(a)氢以化合物形式存在,制氢要消耗能源.它不是一种能源,而是能源的流通手段.(b)氢的泄漏会改变气候.氢不可避免泄漏,泄漏量可达15%.泄漏的氢会在大气形成水雾,它会象二氧化碳一样,使天气变暖.(c)现在一般用高压氢作燃料电池燃料,氢的泄漏会产生很大的不安全性,手机等的火花就会使泄漏的氢发生爆炸.(d)冰岛能做的,其他国家不一定能做,冰岛的氢都是电解水制得的,因该国70%的电是由地热和水电站产生的.(5)氢的清洁生产要用风能和太阳能.据估计,如用风能发电制氢,当风能发电量达到美国6%的用电量,风能发电机要占的面积要有半个加州那么大.(6)布什承诺投资120亿美元用于氢能的研究是一个微不足道的投资.美国去年用于核能和矿物质燃料方面的研究经费大于氢燃料的研究经费.美国推行"健康婚姻"的预算就有150亿美元.美国用于伊拉克战争的经费每月390亿美元.(7)氢燃料电池价格昂贵.目前内燃机成本为每千瓦50美元,而氢燃料电池为800美元.估计大量使用后,也要300美元.另外所有的加油站改成加氢站也要花费大量的资金.五.燃料电池加速氢能利用1.燃料电池的优点.(1)燃料电池是一种高效清洁的能量转换系统,可降低环境污染和气候异常.(2)燃料电池能高效利用生物质转化产生的气,液物质和氢作燃料,因此,能促进氢能的利用.(3)燃料电池的发电效率不受体系规模限制,小型燃料电池同样能够实现高效发电,适合于生物质分散性的特点.2.燃料电池定义燃料电池是一种不经燃烧直接以电化学反应的方式将燃料的化学能转变成电能的装置,只要连续供应燃料,燃料电池就能连续发电.3.原理阳极反应:H2=2H++2e阴极反应:1/2O2+2H++2e=H2O总的反应:H2+1/2O2=H2O4.燃料电池分类碱性燃料电池(AFC)(1)碱性燃料电池(AFC)阳极:催化剂:Pt,燃料:氢阴极:催化剂:Ag,氧化剂:氧电解液:30%KOH隔膜:石棉膜工作温度:60-80oC用途:航天器和潜艇的动力源优点:比能量和比功率高缺点:对CO2敏感,不宜地面使用(2)磷酸燃料电池(PAFC)磷酸燃料电池(PAFC)阳极:催化剂:Pt,燃料:氢阴极:催化剂:Pt,氧化剂:氧电解液:98%磷酸工作温度:200oC用途:家庭住宅能源和汽车动力源优点:稳定性好,已有商品生产缺点:用贵金属作催化剂,价格高.(3)质子交换膜燃料电池(PEMFC)质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极:催化剂:Pt,燃料:氢阴极:催化剂:Pt,氧化剂:氧电解液:含水的质子交换膜工作温度:60-80oC用途:汽车和潜艇等的动力源优点:比能量和比功率高,寿命长,应用范围广缺点:对CO敏感,价格高,800美元/千瓦,而内燃机50美元/千瓦.氢源问题.(4)直接甲醇燃料电池(DMFC)直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极:催化剂:Pt合金,燃料:氢阴极:催化剂:Pt,氧化剂:氧电解液:含硫酸的质子交换膜工作温度:60-80oC用途:可移动的小型电子仪器设备动力源优点:比能量高,体积小问题:Pt对甲醇氧化电催化效率低,易被甲醇氧化中间产物毒化,甲醇会透过质子交换膜.(5)熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)阳极:催化剂:Ni,燃料:氢阴极:催化剂:NiO,氧化剂:氧电解液:熔融碳酸盐(NaCO3-LiCO3)工作温度:600oC用途:发电站优点:反应温度高,不需贵金属催化剂.可用含CO的燃料气.寿命长.能量转换率高,可达80%.问题:高温下,电解液会腐蚀电极材料.寿命2万小时,商业上要4万小时.(6)固体氧化物燃料电池(SOFC)固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极:催化剂:NiZrO2,燃料:甲烷,氢阴极:催化剂:NaCrO4等,氧化剂:氧电解液:ZrO2,CeO2等工