提高能源終端利用效率要依靠科技進(jìn)步

1、發(fā)表于節(jié)能與環(huán)保2005年第6、7期提高能源終端利用效率要依靠科技進(jìn)步白 泉摘要：提高能源的終端利用效率是建設(shè)“節(jié)約型社會”的一項重要任務(wù)，推動科技進(jìn)步是重要的舉措之一。在全面回顧國內(nèi)外工業(yè)、建筑和交通部門能源終端利用技術(shù)發(fā)展情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展前沿動態(tài)，該文提出了今后提高我國能源終端利用效率的若干重點技術(shù)及相關(guān)政策建議。關(guān)鍵詞：科技，節(jié)能通過科技進(jìn)步提高能源的終端利用效率是我國建設(shè)“節(jié)約型社會”的一項重要任務(wù)，也是降低單位GDP能耗的重要手段。能源終端利用技術(shù)不象電力技術(shù)、油氣技術(shù)等在領(lǐng)域劃分上相對比較獨立，而是廣泛地融入到社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活的各個方面。當(dāng)前，政府已經(jīng)充分認(rèn)識到

2、了節(jié)能的重要性，希望通過科技進(jìn)步推動終端能源效率的提高，但在落實科研資金、選擇重大科研方向和重點技術(shù)時，能源的終端利用技術(shù)卻似繁星點點，給決策者理清脈絡(luò)、抓住重點增加了難度。工業(yè)、建筑、交通是能源終端利用技術(shù)的三大傳統(tǒng)領(lǐng)域，每個領(lǐng)域都有自己的特點和發(fā)展規(guī)律。在結(jié)合行業(yè)技術(shù)發(fā)展特點，遵循行業(yè)技術(shù)進(jìn)步客觀規(guī)律的基礎(chǔ)上，選擇適合我國國情的重要領(lǐng)域加大科研投入，對建設(shè)“節(jié)約型社會”具有重要的戰(zhàn)略意義。一、我國能源終端利用技術(shù)發(fā)展回顧（一）工業(yè)用能技術(shù)工業(yè)部門是中國最大的終端能源消費部門，多年來，我國工業(yè)能源消費總量占全國能源消費總量的比重一直維持在70%左右。從技術(shù)上看，不同行業(yè)的產(chǎn)品不同，生產(chǎn)工藝不

3、同，用能設(shè)備更是千差萬別。從能源消費的角度看，科技攻關(guān)的重點主要是通用高耗能設(shè)備和重點耗能行業(yè)的節(jié)能技術(shù)兩大類。1. 通用用能設(shè)備的技術(shù)工業(yè)鍋爐運行效率工業(yè)鍋爐是中國主要的熱能動力設(shè)備，消耗的煤炭占全國煤炭消費總量的 11/3左右。目前大多數(shù)工業(yè)鍋爐實際運行效率為60%-70%，比國外平均低15個百分點以上。近年來，我國開發(fā)了一系列高效鍋爐和先進(jìn)的鍋爐技術(shù)。目前從中國的實際情況看，工業(yè)鍋爐與國外的差距主要差在“運行效率”上，而不是鍋爐的“設(shè)計效率”或“銘牌效率”。電機(jī)系統(tǒng)運行效率電機(jī)系統(tǒng)是最大的耗電設(shè)備，消耗了我國發(fā)電總量的62%左右。電機(jī)系統(tǒng)包括電動機(jī)、被拖動設(shè)備(風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等)和調(diào)

4、速裝置三大組成部分。目前，我國電動機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)等單個設(shè)備的效率雖然比國外水平略低，但整個系統(tǒng)運行效率低是最主要的問題。實際運行中，不少高效電機(jī)往往處于低效運行狀態(tài)，這主要是系統(tǒng)設(shè)計、選型、匹配和控制系統(tǒng)設(shè)計不合理造成的。我國電機(jī)拖動系統(tǒng)的能源利用效率比國外平均低20%左右。電機(jī)調(diào)速技術(shù)可以有效提高電機(jī)系統(tǒng)的運行效率。近些年電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)得到比較廣泛的應(yīng)用，但主要集中在中低壓產(chǎn)品，國內(nèi)的高壓變頻技術(shù)尚待進(jìn)一步提高，國產(chǎn)高壓變頻設(shè)備尚不能競爭過國外產(chǎn)品。2. 高耗能行業(yè)中的用能技術(shù)高耗能行業(yè)中，鋼鐵、建材、化工三者的能源消費量之和占工業(yè)能源消費總量的60%左右。近十幾年來，除了提高通用設(shè)備的

5、用能效率以外，各行業(yè)內(nèi)部也采取了多種措施推進(jìn)終端用能技術(shù)的進(jìn)步，可以歸納為三種方式：1）增加現(xiàn)代化大型設(shè)備，淘汰小舊設(shè)備；2)采用先進(jìn)生產(chǎn)工藝；3)采用余能回收技術(shù)增加現(xiàn)代化大型設(shè)備，淘汰小舊設(shè)備工業(yè)社會的一大特點就是機(jī)器化大生產(chǎn)。近年來，我國工業(yè)企業(yè)積極采用大型現(xiàn)代生產(chǎn)設(shè)備，對提高用能技術(shù)水平起到了很大的推動作用。以鋼鐵為例，“九五”期間，我國鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備逐步向大型化方向發(fā)展，高爐平均容積和轉(zhuǎn)爐、電爐的平均噸位都有顯著提高(見表1)。表1 19952000年鋼鐵企業(yè)主要技術(shù)裝備水平變化情況 單 位年年煉鐵高爐平均容積 m煉鋼轉(zhuǎn)爐平均每座噸位煉鋼電爐平均每座噸位與此同時，陳舊的、小規(guī)模的生產(chǎn)設(shè)

6、備被逐漸淘汰。在關(guān)?！拔逍　钡闹甘鞠?，19982001年10月底，累計關(guān)停小鋼廠85戶，淘汰小水泥9450萬噸，小玻璃2855萬重量箱，關(guān)停小火電機(jī)組1230萬千瓦。采用先進(jìn)生產(chǎn)工藝工業(yè)的現(xiàn)代化不僅體現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的大型化上，更重要的是，技術(shù)進(jìn)步帶來了更加先進(jìn)的生產(chǎn)工藝。以鋼鐵行業(yè)為例，在淘汰舊工藝方面實施了轉(zhuǎn)爐煉鋼取代平爐煉鋼、淘汰化鐵煉鋼工藝等措施。在推廣新工藝方面，鋼鐵行業(yè)積極推廣三大節(jié)能技術(shù)：一是采用干法熄焦代替舊的熄焦方法，二是高爐煉鐵采用噴吹煤粉代替部分焦炭，三是大力發(fā)展連鑄連軋。在開發(fā)新工藝方面，熔融還原法煉鐵技術(shù)的研發(fā)得到了政府和企業(yè)的高度關(guān)注。采用余能回收技術(shù)多年來，高耗能

7、行業(yè)積極采用多種方法回收生產(chǎn)過程中的余熱、余壓、尾氣等，不但提高了能源利用水平，而且降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。以鋼鐵行業(yè)為例，近年得到迅速推廣的主要余能回收技術(shù)是高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電和轉(zhuǎn)爐煤氣回收技術(shù)，有效地利用了高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣的能量。此外，還有一些節(jié)能效果較明顯的余能回收技術(shù)，如：高爐熱風(fēng)爐余熱回收、爐外精煉技術(shù)、電爐廢鋼預(yù)熱技術(shù)等，也逐漸得到應(yīng)用。（二）建筑用能技術(shù)目前建筑能耗在我國能源消費總量中所占比例為20%左右，是我國第二大能源消費部門，今后將成為我國能耗增加的重要源頭建筑能耗泛指建筑物使用過程中消耗的能源，包括建筑采暖、空調(diào)、熱水供應(yīng)、炊事、照明、家用電器、電梯、通風(fēng)等方面的能耗。

8、其中，采暖、空調(diào)能耗約占建筑能耗的65%左右，是最主要的用能領(lǐng)域。與發(fā)達(dá)國家相比，我國住宅的單位采暖建筑面積一般要多消耗23倍以上的能源。提高建筑能效水平主要依靠三大類技術(shù)：1.本體節(jié)能技術(shù)；2.高效供熱、制冷技術(shù)；3.建筑物內(nèi)用能設(shè)備的技術(shù)1.建筑物本體的節(jié)能技術(shù)建筑物本體節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步分為節(jié)能建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和節(jié)能建筑設(shè)計兩個方面。新型墻體材料主要在新增建筑中使用。對原有建筑墻體的節(jié)能改造主要依靠增加外保溫圍護(hù)結(jié)構(gòu)。在新型墻體材料的研發(fā)方面，我國引進(jìn)了巖棉、玻璃棉等多種新型高效保溫絕熱材料，正在研究相變貯能材料、復(fù)合墻體等新技術(shù)。在建筑設(shè)計方面，我國目前尚無規(guī)范的綠色建筑，重要從事超低能耗建筑

9、的研究，已建成少量示范建筑，如國家科技部的低能耗辦公樓。2.高效供熱、制冷系統(tǒng)集中式的熱電聯(lián)供（或熱電冷三聯(lián)供）系統(tǒng)和中央空調(diào)系統(tǒng)是取代傳統(tǒng)集中供熱和分戶式空調(diào)的先進(jìn)用能技術(shù)。熱電聯(lián)供能夠?qū)崿F(xiàn)熱量的梯級利用，燃料利用效率可以達(dá)到80%以上。在北京、武漢、上海等有天然氣供應(yīng)的中心城市，由于嚴(yán)格限制煤炭使用，以天然氣為基礎(chǔ)的熱電聯(lián)供正在逐漸興起。今后隨著集中供熱比例的提高和小容量鍋爐的淘汰，熱電聯(lián)供將得到更大的發(fā)展。熱電冷三聯(lián)供在我國剛剛起步，但發(fā)展迅速，全國多個城市已擁有在燃煤熱電廠基礎(chǔ)上建立的熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)。采用更先進(jìn)技術(shù)的微燃機(jī)燃?xì)鉄犭娎渎?lián)供系統(tǒng)也已出現(xiàn)，如上海浦東國際機(jī)場熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)等。

10、改革開放20年來，我國的制冷空調(diào)行業(yè)發(fā)展迅速，目前已成為世界上規(guī)模僅次于美國、日本的世界第三大制冷空調(diào)設(shè)備生產(chǎn)國。在集中式空調(diào)方面，吸收式制冷機(jī)是我國當(dāng)前唯一具有自主知識產(chǎn)權(quán)的中央空調(diào)產(chǎn)品，我國的溴化鋰吸收式制冷機(jī)技術(shù)處于國際一流水平。在戶用空調(diào)方面，我國從80年代初才開始發(fā)展，至今已經(jīng)歷了從進(jìn)口散件組裝、生產(chǎn)窗式空調(diào)器到生產(chǎn)分體空調(diào)器三個階段。目前，我國戶用空調(diào)技術(shù)水平較低，壓縮機(jī)等關(guān)鍵技術(shù)以引進(jìn)為主，缺乏自主技術(shù)，模仿成份較多。3.建筑物內(nèi)用能設(shè)備我國的家用熱水器市場以電、燃?xì)鉃橹?，太陽能熱水器處于國際較先進(jìn)水平。20多年來，太陽能熱水器在我國得到了快速推廣，目前我國太陽能熱水器擁有量居世

11、界第一位。我國照明用電量約占全國發(fā)電總量的10%左右，在終端用電中僅次于電機(jī)系統(tǒng)居第二位。白熾燈的發(fā)光效率只有大約10，普通熒光燈的發(fā)光效率約為3040，而高效節(jié)能燈的發(fā)光效率則可達(dá)到7080。推廣高效節(jié)能燈投入少、見效快，是所有終端用電設(shè)備中節(jié)電率最高、成本效益最好的一種技術(shù)?！爸袊G色照明工程”有力地促進(jìn)了中國照明技術(shù)的發(fā)展，高效節(jié)能燈得到迅速推廣。（三）交通用能技術(shù)交通用能占我國能源消費總量的10%左右，從類型上看可分為道路交通、鐵路交通、水運交通、航空交通四大類。2000年道路交通用能占全國交通運輸行業(yè)用能的68%，是能源消費，特別是油品消費大戶。汽車節(jié)油技術(shù)是我國交通節(jié)能技術(shù)長期關(guān)注

12、的重點。1. 現(xiàn)有汽車技術(shù)的改進(jìn)在汽車設(shè)計制造方面，目前我國除部分車型的標(biāo)牌油耗接近國際同類型產(chǎn)品水平外，絕大部分產(chǎn)品的油耗比國際先進(jìn)水平高出1020%。90年代以來，國外汽車生產(chǎn)廠商進(jìn)入中國的汽車生產(chǎn)領(lǐng)域，經(jīng)過與國外合作，我國車輛設(shè)計、開發(fā)和制造水平已有所提高，但遠(yuǎn)未達(dá)到國際先進(jìn)水平。我國從80年代以來高度重視汽車節(jié)能技改，1995發(fā)布了全國在用車船節(jié) 4能產(chǎn)品（技術(shù)）推廣應(yīng)用管理辦法，1996年發(fā)布了中國節(jié)能技術(shù)政策大綱（公路、水路運輸部分）。但多年的實踐表明，汽車一旦出廠，很難再通過技術(shù)改造或其它方式大幅度降低油耗。2. 從概念上創(chuàng)新的技術(shù)在替代燃料方面，中國目前已采取了一系列行動。如在

13、12個城市開展了以液化石油氣（LPG）、壓縮天然氣(CNG)作為主的“清潔汽車計劃”，在黑龍江、遼寧、吉林、河南、安徽等地開展了乙醇汽油試點活動、在山西開展了甲醇燃料汽車示范活動等。但實踐表明，不同的替代燃料都或多或少存在某些問題，或是汽車本身昂貴、或是尾氣排放不甚理想、或是燃料需要國家補貼等等，全面替代傳統(tǒng)的汽油、柴油有較大困難。國家在新一代節(jié)油汽車研發(fā)上最大的舉措是國家863計劃的“電動汽車重大專項”，已投資8.8億元對純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，其中約一半的資金投向燃料電池車。在商業(yè)化示范方面，我國2003年啟動了“燃料電池公共汽車商業(yè)化示范項目”，總投入3236

14、萬美元，為期5年。該項目將資助中國購置12輛燃料電池公共汽車，并建立相應(yīng)加氫設(shè)施，在京滬兩市示范運行。二、國際先進(jìn)的能源終端利用技術(shù)回顧（一）工業(yè)用能技術(shù)1. 通用用能技術(shù)工業(yè)鍋爐技術(shù)先進(jìn)工業(yè)國家工業(yè)鍋爐運行效率一般為80%85%。效率比我國高15個百分點的主要原因一是國外工業(yè)鍋爐的平均單機(jī)容量較高，如日本為5t/h，美國為14t/h，原蘇聯(lián)為40t/h，我國只有2.4t/h左右；二是國外鍋爐多以油氣為燃料，運行的自動化控制交容易，而我國以燒煤為主，自動控制程度低。值得關(guān)注的是，德國近年還開發(fā)了高度自動化的粉煤工業(yè)鍋爐。該鍋爐類似于小型的電站用煤粉鍋爐，可基本實現(xiàn)無人值守，管理人員只需一周添加

15、一次燃料即可，大大提高了燃煤鍋爐的自動化水平。電機(jī)拖動系統(tǒng)近年來國際上電機(jī)系統(tǒng)提高能效技術(shù)的主要方向是更多地利用電力電子技術(shù)對電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使設(shè)備集成化、智能化水平不斷提高，變頻調(diào)速、全數(shù)字化的電機(jī)系統(tǒng)調(diào)速是當(dāng)前技術(shù)的主流。就單個設(shè)備而言，電動機(jī)在國外基本屬于成熟技術(shù)，大型電動機(jī)在提高效率上已沒有很大余地，主要以中小型電動機(jī)的技術(shù)改進(jìn)為主。在泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等被拖動機(jī)械方面，國外大多采用計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)軟件和仿真軟件進(jìn)行設(shè)計，制造水平先進(jìn)，關(guān)鍵部件的加工精度高。 52. 重點耗能行業(yè)中的用能技術(shù)西方發(fā)達(dá)國家的工業(yè)化已經(jīng)歷了一百多年，傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)已趨成熟，雖然近幾年出現(xiàn)的技術(shù)突破較少

16、，但在既有先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用上明顯高于國內(nèi)水平。設(shè)備的大型化從大型設(shè)備的推廣規(guī)?？?，我國距先進(jìn)水平還有一定距離。以鋼鐵行業(yè)中高爐的大型化進(jìn)程為例，目前發(fā)達(dá)國家中1000立方米以下的高爐基本被淘汰，單爐容積大于2000立方米的是當(dāng)前世界煉鐵高爐的主流。與之相比，我國目前正在考慮將新建高爐的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整到1000立方米以上，同時淘汰300立方米以下的高爐。由于國外單臺高爐生產(chǎn)能力大，高爐爐頂差壓發(fā)電、煤氣回收、余熱利用、優(yōu)化控制等節(jié)能技術(shù)得到了更普遍的應(yīng)用。生產(chǎn)工藝的改進(jìn)在生產(chǎn)工藝改進(jìn)方面，新工藝、新設(shè)備的采納進(jìn)程也優(yōu)于我國。以鋼鐵行業(yè)為例，干法熄焦（CDQ）裝置在日本的普及率已達(dá)70%以上，我國僅在少部

17、分企業(yè)中有；在連鑄連軋方面，目前除中國以外的鋼鐵生產(chǎn)大國，連鑄比例均在95以上，一些中小國家如馬來西亞、泰國均達(dá)到了100%，我國2003年全國連鑄比僅93.5%。此外，連鑄坯熱送熱裝工藝在國外已相當(dāng)普及，我國目前還有部分企業(yè)沒有做到。余能的回收在余能回收方面，國際上的發(fā)展速度也很快。以鋼鐵行業(yè)為例，高爐頂壓發(fā)電設(shè)備（TRT）在日本的普及率高達(dá)90%以上，我國還有部分大型高爐尚未采用TRT，中小高爐采用得更少。從余能回收總量上看，國際先進(jìn)鋼鐵企業(yè)，如日本新日鐵公司，2000年余熱余能回收利用率已高達(dá)92%，我國最先進(jìn)的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)寶鋼的余熱余能回收利用率當(dāng)時僅為68%，其它鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的余熱余

18、能回收利用率一般為3050%。研發(fā)中的新技術(shù)目前國外高耗能行業(yè)中也在開發(fā)一些節(jié)能型的新技術(shù)、新工藝。以鋼鐵行業(yè)為例，非焦非高爐煉鐵工藝(如熔融還原法煉鐵)技術(shù)、電磁感應(yīng)加熱技術(shù)、直接鑄造技術(shù)等都是國外多年來研發(fā)的熱點。（二）建筑用能技術(shù)目前發(fā)達(dá)國家的建筑物已基本達(dá)到建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，因此，節(jié)能工作的主要方向更側(cè)重于科技方面。建筑物本體用能技術(shù)的提高主要集中在綠色建筑和超低能耗建筑的設(shè)計上，建筑用能設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步主要體現(xiàn)在熱電冷聯(lián)供和采用不同的空調(diào)類型上。1.綠色建筑綠色建筑是指為人類提供一個健康、舒適的工作、居住、活動的空間，同時能實現(xiàn)最高效率地利用能源、最低限度地影響環(huán)境的建筑物。綠色建筑的

19、概念不僅限于用能效率最高，而且具有可持續(xù)發(fā)展的含義。國外從80年代已開始研究綠色建筑，發(fā)達(dá)國家對綠色建筑的設(shè)計和示范十分重視。政府率先支持開展了一系列的活動，如加拿大開展了“綠色建筑挑戰(zhàn)”行動，歐盟的“焦耳2”行動計劃等。已有的典型綠色建筑包括法國巴黎的聯(lián)合國教科文組織辦公樓；德國采用太陽能發(fā)電、熱泵、氫氣貯能器以及多種隔熱建筑材料和建造方法建造的"旋轉(zhuǎn)式太陽能房屋"等。這些示范建筑通過精妙的總體設(shè)計，將自然通風(fēng)、自然采光、太陽能利用、地?zé)崂?、中水利用、綠色建材和智能控制等高新技術(shù)集于一身，落實了建筑領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。2. 熱電聯(lián)供和熱電冷三聯(lián)供熱電聯(lián)供具有更高的能量利用

20、效率，在發(fā)達(dá)國家中得到了較快發(fā)展。美國的熱電聯(lián)供裝機(jī)容量在19801995年的15年間由12000MW增加至45000MW。目前，熱電聯(lián)供裝機(jī)容量已占美國總裝機(jī)容量的約7。在歐洲，熱電聯(lián)供發(fā)電量已占總發(fā)電量的9左右（其中丹麥、芬蘭和荷蘭已達(dá)到30以上），并計劃到2010年達(dá)到18。在日本先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)熱電（冷）聯(lián)供和汽輪機(jī)驅(qū)動壓縮式制冷是供冷/供熱的主要形式。作為一種新的嘗試，區(qū)域供冷技術(shù)也在世界范圍內(nèi)逐步開始應(yīng)用。1962年世界上最早的區(qū)域供冷系統(tǒng)在美國建成后，目前美國已有超60個區(qū)域供冷系統(tǒng)。日本的區(qū)域供冷發(fā)展很快，歐洲也有多個熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)投入運行。3.家用小型中央空調(diào)更高的生活水平要求

21、更好的居住條件。國外較大面積的居民住宅基本采用家用小型中央空調(diào)系統(tǒng)。美國的別墅型住宅具有寬敞、高大的特點，由于層高較大，風(fēng)管式系統(tǒng)在美國家用小型中央空調(diào)中所占的比重較大。目前，美國風(fēng)管式系統(tǒng)的年產(chǎn)量約為600萬臺/年，占其家用空調(diào)產(chǎn)量的一半左右。此外，集成了燃?xì)鉅t的家用小型中央空調(diào)系統(tǒng)在美國也非常普及。該系統(tǒng)在供冷季由制冷機(jī)組提供冷量，在供熱季由燃?xì)鉅t提供熱量，同時還可提供家庭生活熱水。日本的小型中央空調(diào)走的是一條“氟系統(tǒng)”為主的發(fā)展道路。日本的家用小型中央空調(diào)以變頻空調(diào)即VRV系統(tǒng)（包括一拖多）為主。VRV空調(diào)系統(tǒng)的研究起源于日本，目前大金工業(yè)、三菱電機(jī)、日立制作所、東芝四家企業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)最

22、先進(jìn)，大金工業(yè)的市場占有率最高，約占世界市場的6070%。（三）交通用能技術(shù)在交通部門的各種用能技術(shù)中，汽車技術(shù)發(fā)展最快，尤其是汽車的節(jié)能技術(shù)， 7更是近十幾年發(fā)達(dá)國家關(guān)注的焦點。1.現(xiàn)有汽車技術(shù)的改進(jìn)美國有關(guān)機(jī)構(gòu)曾經(jīng)對提高汽、柴油車燃料效率的技術(shù)潛力進(jìn)行過分析，以探討油耗水平的最低限。分析表明，目前汽車燃料消耗的能量只有12%的用于驅(qū)動車輪，80%左右用來克服輔助部件的內(nèi)部摩擦力和發(fā)動機(jī)的熱力損失。據(jù)測算，如果沒有這些內(nèi)部用能和損失，一輛轎車的百公里油耗僅為1.3升。各國正在開發(fā)一系列新技術(shù)以減少汽、柴油車的油耗，如直噴發(fā)動機(jī)技術(shù)、無極變速箱技術(shù)、用高強(qiáng)度鋁、鎂復(fù)合材料減輕車身重量的技術(shù)、更

23、符合空氣動力學(xué)原理的車身外形設(shè)計技術(shù)、低滾動摩擦輕體輪胎技術(shù)等等。據(jù)專家估算，如果上述技術(shù)能全部采用，車輛的綜合燃料效率可提高1040%?？肆诸D政府時期，美國的新一代汽車合作計劃(PNGV)有力地推動了汽車用能技術(shù)的進(jìn)步。該計劃曾設(shè)定的目標(biāo)是 “在不改變車體大小，安全性與售價的情況下，制造出每加侖汽油至少跑80英里路的汽車（100公里耗油3升多）”。經(jīng)過多年研究，美國最終確定輕質(zhì)材料、混合動力、高性能發(fā)動機(jī)（四沖程直燃式發(fā)動機(jī)）、和燃料電池（質(zhì)子交換膜燃料電池）為四大主攻技術(shù)方向。經(jīng)過多年研發(fā)后發(fā)現(xiàn)，達(dá)到上述燃油經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)已沒有問題，但降低價格的難度十分大。雖然該計劃因布什政府提出新的計劃而終

24、結(jié)，但它由此帶動了日本、歐洲對汽車節(jié)能技術(shù)的極大關(guān)注和巨資投入。2.新概念汽車技術(shù)的發(fā)展為了擺脫對石油產(chǎn)品的過分依賴，未來汽車的燃料也是向著多元化的方向發(fā)展。目前乙醇汽油是替代燃料中推廣程度最大的一種，乙醇可由甘蔗、玉米等植物生產(chǎn)。巴西、美國對推廣乙醇汽車高度重視，巴西已成為世界上唯一一個沒有普通汽油的國家?；旌蟿恿ζ囀莾?nèi)燃機(jī)驅(qū)動與電動機(jī)驅(qū)動的聯(lián)合體，可以通過回收剎車時的能量提高能效，在城市路況下可省油一半左右。目前國際上混合動力汽車在技術(shù)上已逐漸成熟。日本公司和美國公司先后開發(fā)了幾款混合動力汽車，如日本豐田的Pruis、本田的Insight、Civic等,混合動力轎車?yán)塾嬩N售已超過20多萬

25、輛。歐洲在汽車節(jié)油方面走的是柴油化的道路，開發(fā)了既節(jié)能又環(huán)保的柴油轎車。歐洲目前柴油轎車已占轎車年產(chǎn)量的32%，個別國家(如法國、西班牙等)更高達(dá)50以上。歐洲市場2002年共銷售了579.9萬輛柴油車，北美銷量也高達(dá)25.2萬輛。燃料電池汽車可達(dá)到車輛尾氣的零排放或近零排放。目前幾乎所有的主要汽車生產(chǎn)廠商都在開發(fā)燃料電池車，整體水平處于技術(shù)研發(fā)和初步示范階段，距離大規(guī)模商業(yè)化尚遠(yuǎn)。各國的汽車廠商在開發(fā)燃料電池汽車的過程中，都曾試制過以甲醇或汽油為燃料、通過車載“重整器”制造氫氣的燃料電池汽車。這種汽車的 8優(yōu)點是可以使用當(dāng)前的加油站和相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施。但是近幾年，各廠家都轉(zhuǎn)向制造直接利用氫氣的

26、燃料電池汽車。三、未來技術(shù)發(fā)展方向及相關(guān)政策建議（一）工業(yè)用能技術(shù)發(fā)達(dá)國家當(dāng)前已進(jìn)入后工業(yè)化時代，各種工業(yè)用能技術(shù)經(jīng)過百年的發(fā)展已相對比較成熟，新的發(fā)展趨勢是信息技術(shù)對傳統(tǒng)工業(yè)的滲透逐漸增強(qiáng)，信息化成為工業(yè)技術(shù)升級的新方向。未來20年，工業(yè)用能技術(shù)進(jìn)步將以三大發(fā)展方向為主線：繼續(xù)推廣現(xiàn)有先進(jìn)用能技術(shù)，開發(fā)新的用能技術(shù)，和提高生產(chǎn)設(shè)備的信息化水平。在推廣先進(jìn)用能技術(shù)方面，高度自動化的工業(yè)鍋爐、電機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化運行仍有潛力可挖；在開發(fā)新技術(shù)方面，電磁煉鋼、低溫余熱回收等都尚待成熟；在信息化方面，一方面通過信息工具偵測、診斷全生產(chǎn)流程中的低效環(huán)節(jié)、提高生產(chǎn)率，一方面通過信息化的能源調(diào)度系統(tǒng)將工廠中余能

27、回收設(shè)備與其它用能設(shè)備銜接起來，提高全廠的能源使用效率。中國目前所擁有的先進(jìn)設(shè)備基本上都是走的“國外研發(fā)、國外生產(chǎn)、國內(nèi)引進(jìn)、國產(chǎn)化研制、國內(nèi)推廣”的路子，工業(yè)技術(shù)的自主研發(fā)能力相對較弱，雖有個別企業(yè)有一定實力，但整體看尚未形成完整的體系。今后一段時期內(nèi)，國外對中國的資金、技術(shù)投資將繼續(xù)增加，為我國借助外部力量提高工業(yè)用能技術(shù)的科技水平創(chuàng)造了良好的條件。本文建議的工業(yè)用能技術(shù)研發(fā)重點包括：1. 鍋爐提高鍋爐運行的管理水平固然能從“人”的角度解決鍋爐運行效率低的問題。從科技研發(fā)上看，更需要以提高工業(yè)鍋爐的“無人看管”能力為目標(biāo)，開發(fā)類似于小型電廠用煤粉爐的“無人看管工業(yè)煤粉爐”。國外已有比較成熟

28、的技術(shù)，國內(nèi)的電廠大型煤粉爐技術(shù)也很成熟，引進(jìn)消化或獨立研發(fā)都是可行的。2. 電機(jī)系統(tǒng)電機(jī)系統(tǒng)仍將是我國最主要的耗電設(shè)備，而電機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能潛力蘊含在系統(tǒng)的運行中。在科技研發(fā)上，首先要推動高壓變頻器的國產(chǎn)化，努力降低其成本。其次，需要開發(fā)成本更低、質(zhì)量更好的國產(chǎn)電抗器，幫助推動變頻器的普及。第三，開發(fā)適用于我國電機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化運行的“傻瓜型”軟件工具包，使不具備電機(jī)系統(tǒng)專業(yè)知識的企業(yè)人員獲得優(yōu)化電機(jī)系統(tǒng)運行的能力。3. 行業(yè)技術(shù)未來高耗能行業(yè)的用能技術(shù)一方面將延續(xù)現(xiàn)有的三大發(fā)展方向，即增加現(xiàn)代化大型設(shè)備、淘汰陳舊的小設(shè)備，推廣現(xiàn)代化的低能耗工藝路線，采用各種余能 9回收技術(shù)回收余熱、余壓、余氣，另一

29、方面還要努力推動信息技術(shù)向工業(yè)領(lǐng)域的滲透。此外，我國也要鼓勵技術(shù)的原始創(chuàng)新，國家應(yīng)考慮資助高耗能行業(yè)研發(fā)先進(jìn)節(jié)能工藝，開展一批具有適合于中國國情、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的研發(fā)項目，并將“工業(yè)節(jié)能信息化”納入到貫徹落實“走新型工業(yè)化道路”中。（二）建筑用能技術(shù)發(fā)達(dá)國家中既有建筑的節(jié)能改造能力已很有限，未來將主要致力于新一代技術(shù)的研發(fā)。在建筑本體方面，主要是綠色建筑、智能建筑以及復(fù)合建筑材料的研發(fā)。在采暖、供冷方面，以微透平、甚至燃料電池為基礎(chǔ)的熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)將是未來重要的發(fā)展方向。在建筑用能設(shè)備方面，半導(dǎo)體照明、低待機(jī)能耗電器將繼續(xù)開展。此外，可再生能源將在建筑領(lǐng)域?qū)⒌靡栽絹碓蕉嗟膽?yīng)用，“光伏與建筑

30、一體化”(Building Integrated Photovoltaic，簡稱BIPV)、地源/空氣源熱泵將成為新的研發(fā)熱點。建筑用能將成為我國能源消費新的重要增長點，當(dāng)前必須要在滿足大房間、高舒適性要求的同時，通過提高科技含量實現(xiàn)能源消費的低增長。當(dāng)前最迫切的問題建筑物的節(jié)能達(dá)標(biāo)問題屬于政策貫徹執(zhí)行的范疇，與之相比，建筑用能領(lǐng)域的科技研發(fā)更強(qiáng)調(diào)前瞻性。我國建筑用能技術(shù)的科技研發(fā)將圍繞建筑物本體節(jié)能、高效供熱、制冷系統(tǒng)和建筑物內(nèi)用能設(shè)備三大領(lǐng)域展開，選擇在中國國情條件下最迫切發(fā)展的技術(shù)。本文建議的重點技術(shù)包括：1. 建筑物本體節(jié)能技術(shù)綠色建筑、超低能耗建筑、智能建筑的設(shè)計；新型保溫墻體、門窗的開發(fā)，特別是復(fù)合材料、相變儲能材料的開發(fā)；2. 高效供熱、制冷系統(tǒng)戶用高效空調(diào)和小型戶用集中空調(diào)的設(shè)計制造；熱電冷三聯(lián)供技術(shù)；可再生能源在建筑中的應(yīng)用技術(shù)，包括光伏與建筑一體化技術(shù)、地源/空氣源熱技術(shù)等；3. 建筑物內(nèi)用能設(shè)備半導(dǎo)體照明技術(shù)；低待機(jī)能耗電器；（三）交通用能技術(shù)在發(fā)達(dá)國家中，以節(jié)油、環(huán)保為特征的柴油轎車、混合動力汽車已初步實現(xiàn)商業(yè)化，氫能汽車是近幾年研發(fā)的熱點。最新的研究表明，從全聲明周期的能源利用效率上看，氫燃料電池汽車與柴油混合