能源與動力工程的發展前景

李紅喆 孟欣 張彥美

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

關鍵詞：能源與動力工程 新能源 技術 開發

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能源的利用及新能源的開發，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，1993年原國家教委將其調整為4個專業，即熱能工程、制冷與低溫工程、熱力發動機、流體機械與流體工程；1998年教育部將上述4個專業進一步合并為熱能與動力工程專業；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目錄中調整熱能與動力工程為能源與動力工程。目前，全國現有100余所高校設有能源動力類專業。國家對能源與動力工程不斷做出調整以適應當前社會經濟的發展需求，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、核能等的轉換并且應用它們來高效產生動力供人類使用。今天，人類不再單一追求能源與動力工程技術的高度發達，而是提出了更高的要求：節能環保。傳統能源可以提供源源不斷的動力，但傳統能源是有限的，要想在有限的空間內釋放無限的能量，這就要求人類要不斷開發新能源并提高其效率。

二、清潔化

傳統化石能源煤炭、石油、天然氣等仍在整個能源比重中占據主導，而且估計在今后很長一段時間內這一地位還不會改變。這些傳統化石能源主要直接應用于火力發電，這會帶來一系列嚴重的環境問題，每年有數十萬噸含硫等有害物質排放到大氣，使環境遭到嚴重污染；局部地區形成酸雨，嚴重污染水土；產生大量的溫室氣體CO2導致溫室效應，嚴重破壞著人類賴以生存的環境。因此，對能源動力生產過程中所造成的環境問題要及時地進行妥善處理，只有實現能源清潔化，才能保證人類社會經濟的可持續發展。環境問題已經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境友好型社會。要想盡快解決，盡早行動則要求高校培養高素質高學問的能源與動力工程相關專業的應用型人才。我國能源工業面臨著經濟增長緩慢、環境保護力度不強的重大壓力，新能源的開發利用顯得尤為重要。同時新能源開發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利用進行著激烈的競爭，而我國由于長期使用傳統能源，導致新能源開發技術和裝備制造能力嚴重不足。2000年的統計資料表明，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，優質能源十分匱乏。如果我國能源與動力工程發展不能順應時代，多年后甚至會導致我國出現能源危機。因此，加速新能源如風能、潮汐能、地熱能、太陽能等等的開發和利用，壯大新能源裝備制造產業，已經成為國家制造業發展的重點。為此，國家先后出臺了《可再生能源產業發展指導目錄》、《中華人民共和國可再生能源法》、可再生能源中長期發展規劃、中華人民共和國節約能源法、能源發展“十二五”規劃等法律規定和政策。

三、動力高效化

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

1.太陽能熱發電技術

太陽能是取之不竭用之不盡的能源 ，他有兩種能量轉化的方式：光-電、光-熱-電。其中第二種發電技術稱作太陽能聚焦式熱發電（CSP），是一種太陽能高溫熱利用技術，2005年，太陽能熱發電技術開始蓬勃發展，國際研究和推廣活動頻繁進行。但直到2005年太陽能熱發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，改進和發展多體現在細節技術。這就要求能源與動力工程專業型人才要敢于創新。

2.高爐煤氣發電技術

通過利用鋼鐵生產過程中的副產品：高爐煤氣、焦爐煤氣進行發電。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（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、爐頂煤氣余壓發電（TRT）和煤氣調配等工藝技術。在這些工藝中，采用 先進的自動控制技術，有著簡便易行、節能環保的作用[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展階段[2]。

4.海上風力發電技術

在海上進行風力發電，將風能轉化為電能。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技術。改進傳統的通過齒輪箱驅動和完全無齒輪箱直接驅動方式，采用混合驅動大容量風機的設計和制造混合驅動技術，這樣將會獲得更高的速度，更小的轉矩。在海上風電發展中，注重提升風電技術，最快速地降低成本是海上風電發展的重要目標[3]。

總結

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，在傳統能源開發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，實現能源、經濟、環境的可持續發展。

參考文獻

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

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

[3]趙群，柴福莉.海上風力發電現狀與發展趨勢[J]機電工程 ，2009，12；5-8

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

孟欣，男，現就讀于中北大學（朔州校區）能源與動力工程專業。

張彥美，男，現就讀于中北大學（朔州校區）能源與動力工程專業。