氢燃料电池船舶研究现状论文

发布时间：2023-12-05 17:31:36

氢燃料电池船舶研究现状论文

是能期待一下更先进的常规潜艇出现了，但是对于五大常任理事国来说毫无卵用，因为核潜艇秒杀一切常规潜艇

作为一种新型的清洁能源，肯定会得到广泛地利用，也会提升船的科技水平。

氢燃料电池商用车发展研究论文

政策推进燃料电池汽车发展，2020年有望实现保有量目标

我国燃料电池汽车的推广速度与政策的大力支持密不可分。在2019年两会上，政府工作报告首次提出“推动加氢等设施建设”，政府推动加氢站配套设施建设，极大地鼓励燃料电池大规模走向商用，伴随着相应的燃料电池汽车财政补贴政策落地，各大车企刮起一波研发推广燃料电池汽车的热潮。另外，2019年，我国推出国六汽车排放标准，

根据2016年《节能与新能源汽车路线图》中我国燃料汽车产业三步走战略：2020年、2025年、2030年，我国将分别实现1万辆、5万辆、100万辆燃料电池汽车保有量的发展规划。截至2019年底，我国已累计推广燃料电池汽车超过6500辆。我国轻型车将在2020年7月1日开始执行国六标准，燃料电池汽车产业有望持续加快发展，预计2020年完成1万辆车的保有量目标。

在国家“2020年国民经济和社会发展计划的主要任务”中，氢能产业发展战略规划被列入2020年国民经济和社会发展计划的主要任务之一。但在我国以电力为核心主体、氢供给体系为辅的能源战略下，与氢燃料供给相配套的基础设施，特别是加氢站的建设，受成本和技术水平制约，发展与普及尚需时日。同时，氢燃料电池系统高昂的生产成本也使其短时间内很难应用到乘用车市场。所以，对加氢站依赖低、行驶路线和停放点相对固定的中大型客车、公交车、物流车及重型货车等商用车将成为氢燃料电池最先普及的领域。

——更多数据请参考前瞻产业研究院《中国燃料电池汽车行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

中国新能源汽车产业始于21世纪初。2001年，新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题，并规划了以汽油车为起点，向氢动力车目标挺进的战略。“十一五”以来，我国提出“节能和新能源汽车”战略，政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。 2008年，新能源汽车在国内已呈全面出击之势。2008年成为我国“新能源汽车元年”。2008年1-12月新能源汽车的销量增长主要是乘用车的增长，1-12月新能源乘用车销售899台，同比增长117%，而商用车的新能源车共销售1536台，1-12月同比下滑17%。 2009年，在密集的扶持政策出台背景下，我国新能源汽车驶入快速发展轨道。虽然新能源汽车在中国汽车市场的比重依然微乎其微，但它在中国商用车市场上的增长潜力已开始释放。2009年1-11月，新能源乘用车销量同比下降，至310辆。2009年1-11月，新能源商用车——主要是液化石油气客车、液化天然气客车、混合动力客车等——销量同比增长，至4034辆。相比在乘用车市场的冷遇，“新能源汽车”在中国商用车市场已开始迅猛增长。 2010年，我国正加大对新能源汽车的扶持力度，2010年6月1日起，国家在上海、长春、深圳、杭州、合肥等5个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作。2010年7月，国家将十城千辆节能与新能源汽车示范推广试点城市由20个增至25个。新能源汽车正进入全面政策扶持阶段。在能源和环保的压力下，新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。“十二.五”期间，我国新能源汽车将正式迈入产业化发展阶段：2011-2015年开始进入产业化阶段，在全社会推广新能源城市客车、混合动力轿车、小型电动车。“十三.五”期间即2016-2020年，我国将进一步普及新能源汽车、多能源混合动力车，插电式电动轿车，氢燃料电池轿车将逐步进入普通家庭。据调查，新型能源多种多样，如电能、太阳能、氢能、核能、乙醇等等，目前已发展比使用在汽车上面的有电能、氢能、天然气与液化石油气、醇类。在新能源的发展当中，我们不仅要注意能源是否足够，还要注意其是否对环境造成破坏。针对不同能源的汽车，我们将一一对其了解。1.纯电动汽车电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车，大部分车辆直接采用电机驱动，有一部分车辆把电动机装在发动机舱内，也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子，其难点在于电力储存技术。本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，清除各种有害排放物较容易，也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，解除人们对石油资源日见枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。有关研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。有专家认为，对于电动车而言，目前最大的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程，与混合动力相比，电动车更需要基础设施的配套，而这不是一家企业能解决的，需要各企业联合起来与当地政府部门一起建设，才会有大规模推广的机会。优点:技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。缺点: 目前蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较贵，至于使用成本，有些试用结果比汽车贵，有些结果仅为汽车的1/3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。 2.燃料电池汽车燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能或的。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。单个的燃料电池必须结合成燃料电池组，以便获得必需的动力，满足车辆使用的要求。近几年来，燃料电池技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制造厂，如戴姆勒－克莱斯勒、福特、丰田和通用汽车公司已经宣布，计划在2004年以前将燃料电池汽车投向市场。目前，燃料电池轿车的样车正在进行试验，以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。在开发燃料电池汽车中仍然存在着技术性挑战，如燃料电池组的一体化，提高商业化电动汽车燃料处理器和辅助部汽车制造厂都在朝着集成部件和减少部件成本的方向努力，并已取得了显著的进步。与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点： 1、零排放或近似零排放。 2、减少了机油泄露带来的水污染。 3、降低了温室气体的排放。 4、提高了燃油经济性。 5、提高了发动机燃烧效率。 6、运行平稳、无噪声。 3.氢动力汽车氢动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染，零排放，储量丰富等优势，因此，氢动力汽车是传统汽车最理想的替代方案。与传统动力汽车相比，氢动力汽车成本至少高出20%。中国长安汽车在2007年完成了中国第一台高效零排放氢内燃机点火，并在2008年北京车展上展出了自主研发的中国首款氢动力概念跑车“氢程”。随着“汽车社会”的逐渐形成，汽车保有量在不断地呈现上升趋势，而石油等资源却捉襟见肘，另一方面，吞下大量汽油的车辆不断排放着有害气体和污染物质。最终的解决之道当然不是限制汽车工业发展，而是开放替代石油的新能源，燃料电池车的四轮快速又安静地滚过路面，辙印出新能源的名字——氢。几乎所有的世界汽车巨头都在研制新能源汽车。电曾经被认为是汽车的未来动力，但蓄电池漫长的充电时间和重量使得人们渐渐对它兴味索然。而目前（指2009年）的电与汽油合用的混合动力车只能暂时性地缓解能源危机，只能减少但无法摆脱对石油的依赖。这个时候，氢动力燃料电池的出现，犹如再造了一艘诺亚方舟，让人们从危机中看到无限希望。以氢气为汽车燃料这种说法刚出来时吓人一跳，但事实上是有根据的。氢具有很高的能量密度，释放的能量足以使汽车发动机运转，而且氢与氧气在燃料电池中发生化学反应只生成水，没有污染。因此，许多科学家预言，以氢为能源的燃料电池是21世纪汽车的核心技术，它对汽车工业的革命性意义，相当于微处理器对计算机业那样重要优点：排放物是纯水，行驶时不产生任何污染物。缺点：氢燃料电池成本过高，而且氢燃料的存储和运输按照目前的技术条件来说非常困难，因为氢分子非常小，极易透过储藏装置的外壳逃逸。另外最致命的问题，氢气的提取需要通过电解水或者利用天然气，如此一来同样需要消耗大量能源，除非使用核电来提取，否则无法从根本上降低二氧化碳排放。 4.燃气汽车燃气汽车是指用压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)和液化天然气(LNG)作为燃料的汽车。近年来，世界上各国政府都积极寻求解决这一难题，开始纷纷调整汽车燃料结构。燃气汽车由于其排放性能好，可调正汽车燃料结构，运行成本低、技术成熟、安全可靠，所以被世界各国公认为当前最理想的替代燃料汽车。目前，燃气仍然是世界汽车代用燃料的主流，在我国代用燃料汽车中占到90%左右。美国的目标是，到2010年，公共汽车领域有7%的汽车使用天然气，50%的出租车和班车改为专用天然气的汽车；到2010年，德国天然气汽车数量将达到10万至40万辆，加气站将由目前的180座增加到至少300座。业内专家指出，替代燃料的作用是减轻并最终消除由于石油供应紧张带来的各种压力以及对经济发展产生的负面影响。近期，中国仍将主要用压缩天然气、液化气、乙醇汽油作汽车的替代燃料。汽车代用燃料能否扩大应用，取决于中国替代燃料的资源、分布、可利用情况，替代燃料生产与应用技术的成熟程度以及减少对环境污染等；替代燃料的生产规模、投资、生产成本、价格决定着其与石油燃料的竞争力；汽车生产结构与设计改进必须与燃料相适应。以燃气替代燃油将是中国乃至世界汽车发展的必然趋势。我国应尽快组织力量，制定出国家级燃气汽车政策。考虑到我国能源安全主要是石油的状况，发展包括燃气汽车在内的各种代用燃料汽车，已是刻不容缓的事，根据国情应该做到：一是要限制燃气价格，使油、气价格之间保持合理的差价，如四川省、重庆市的油、气差价，即可保证燃气汽车适度发展；二是鉴于加气站投资大，回收期长，政府适当给予一定补贴，在加气站售出的气价和汽车用户因用气节省的燃料费用之间，调节好利益分配；三是对加气站的所得税，应参照高新技术产业开发区政策，采取免二减三的税收政策；四是将加气站用电按照特殊工业用电对待，电价从优；另外，对加气站用地，能按重大项目和环保产业对待，特事特办，不要互相推诿、扯皮，积极采用国外先进建站标准，科学确定消防安全距离，节省土地资源。 5.生物乙醇汽车乙醇俗称酒精，通俗些说，使用乙醇为燃料的汽车，也可叫酒精汽车。用乙醇代替石油燃料的活动历史已经很长，无论是从生产上和应用上的技术都已经很成熟，近来由于石油资源紧张，汽车能源多元化趋向加剧，乙醇汽车又提到议事日程。目前世界上已有40多个国家，不同程度应用乙醇汽车，有的已达到较大规模的推广，乙醇汽车的地位日益提升。在汽车上使用乙醇，可以提高燃料的辛烷值，增加氧含量，使汽车缸内燃烧更完全，可以降低尾气的害物的排放。乙醇汽车的燃料应用方式：一、掺烧，指乙醇和汽油掺合应用。在混合燃料中，乙醇和容积比例以“E”表示，如乙醇占10%，15%，则用E10，E15来表示，目前，掺烧占乙醇汽车占主要地位。二、纯烧，即单烧乙醇，可用E100%表示，目前应用并不多，属于试行阶段；三、变性燃料乙醇，指乙醇脱水后，再添加变性剂而生成的乙醇，这也是属于试验应用阶步；四、灵活燃料，指燃料既可用汽油，又可以使用乙醇或甲醇与汽油比例混合的燃料，还可以用氢气，并随时可以切换。如福特，丰田汽车均在试验灵活燃料汽车（FFV）

国内氢燃料电池行业内上市企业：亿华通(688339)、雄韬股份(002733)、潍柴动力(000338)、大洋电机(002249)

本文核心数据：产量、销量、保有量、销量分类

燃料电池研究相关论文

《未来的新能源》 2050年，我们的世界将是一个新能源层出不穷的时代。路边的加油站早已不见踪影，大大小小的煤矿煤窑早已停工关闭，发电厂发电站如今已经面目全非…… 公路两旁栽种的是粗如瓮缸的参天大树，这种树是经过科学家20年才培育出来的新型能源树。一辆汽车打着鸟鸣喇叭叽叽吱吱开过来了，只见司机不慌不忙把车停靠在路旁的特定位置，然后伸手一按车上的一个绿色按钮，从车的底盘下便伸出一个像大象鼻子似的管子。司机把这个管子 *** 连线著大树的一个能源转化储存机。干什么呢？原来是新型能源树早已把吸收到的阳光、二氧化碳以及其他的废气转化成供汽车使用的绿色能源了。这种能源代替了石油、柴油，使用起来不会排放有害气体，排放的正是人类及动物所需要的氧气。夜幕降临了，街道两旁灯光通明，这可不是路灯啊！代替它的就是这些新型能源树。原来管理路灯的工作人员在每棵大树上安装了特种灯泡，只要一按连线这些树木的按钮，一部分新能源就会转化成光能为人们照明。不管城市还是乡村，人们早已不再使用煤作燃料了。原来是家家户户所住的房子屋顶全是由黑色的太阳能集合板制成的。这种屋顶，以强大的收集功能把太阳能可转化成热能，供人们做饭取暖。总之，未来的新能源将会形形 *** ，层出不穷，这些新能源能拯救我们的地球，拯救我们全人类！

Development of new energy should be established as an important strategy for China to address energy shortage and environmental woes, Zhang Guobao, head of the National Energy Administration, said Saturday. To develop new sources of energy has bee an important strategy for many countries to fight for a dominance in the bat against climate change, and China should closely follow global developments in this area, beef up R&D of new energy technologies, and invest more in the industry, said Zhang. "If we fail to address the development of new energy from a higher horizon, we will regret to find ourselves falling behind others within 10 years," said Zhang, a member of the National Committee of the Chinese People's Political Consultative Conference (CPPCC). Zhang's advocation is echoed by Ouyang Minggao, who underlined the use of new-energy vehicles at the same plenary meeting of the political advisory body. "The promotion of energy-efficient and new-energy vehicles is a necessary step in the country's energy development and in the revival of the auto industry," said Ouyang, a Tsinghua University professor. In China, coal makes up about 70 percent of its total energy consumption, 40 percentage points higher than the world average. The country is seeking the development of other energy sources than coal to shift its heavy reliance on coal and reduce pollution. Premier Wen Jiabao said in the government work report delivered to lawmakers Thursday that the country will "energetically develop a circular economy and clean energy." The country would promote R&D on technologies in new energy sources and develop clean energy such as nuclear, wind, and solar power this year, aording to Wen's report. Yang Qi, honorary president of the Nuclear Power Institute of China and a CPPCC National Committee member, urged the country to develop new technologies to conserve energy and reduce emissions. He said the country is stressed by targets to improve energy efficiency and reduce emissions, as the country is expected to initiate more projects under the huge 4-trillion-yuan stimulus plan. Premier Wen said Thursday the country's energy consumption per unit of GDP fell by percent from the previous year, chemical oxygen demand down by percent, and sulfur dioxide emissions down by percent. Over the past three years, total energy consumption per unit of GDP dropped by percent, chemical oxygen demand down by percent, and sulfur dioxide emissions down by percent, aording to the Premier. China aims to cut energy consumption for every 10,000 yuan (1,298 . dollars) of GDP by 20 percent from 2006 to 2010, with emissions to drop 10 percent.

新能源现在世界上到处存在着环境的污染，是人类渐渐普及石油产品用途的弊端而引发出来的后果。这种后果已经成为世界上人类都密切关注的焦点，如今人类居住的环境条件越来越差，节约能源是环境保护的首要，也是先决条件，所以人类要从这方面去着手。经过调查，我了解到了现在各国都正在研究一种新的能源——环保燃料电池，据目前所知，德国是暂时在世界上领先著这项技术，原本这项技术是用于军事上的，但是现在正准备应用到航空以及民用上。环保燃料电池的特点是没有噪音，没有污染，没有辐射，属于清洁能源。如果这项新的环保能源可以普及在世界上的话，那么将能够在全方位应用：车辆、船只、飞机这些类似的交通工具，建筑机器、照明等等，这样一来便可以减少对空气、水的污染，而且环保燃料电池使用方便，特点多且优，将会是环保界上的一大伟业！虽然环保燃料电池还没有完全研制成功，但是一等到这项技术日益成熟，我们将会加以推广，使到各种行业上都使用环保燃料电池，那么我们居住的环境就能够减少对环境的污染，为我们的地球妈妈造福，同时也是为我们自己和我们的子孙造福！让我们共同期待环保燃料电池的诞生，共同期待我们未来美好的生活环境吧！

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网易 > 新闻中心 > 滚动新闻 > 正文新闻新闻网页新能源专业成留学新热门(图) 2010-03-10 10:40:00 来源: 华商网-华商晨报(陕西西安) 跟贴 0 条手机看新闻随着国际能源市场的竞争越来越激烈，未来全球将掀起一场以“低碳经济”为目标的清洁能源革命。与节能减排相关的能源专业渐受热捧。预期能源专业留学生将增加近日，记者在采访中了解到，目前有很多留学生在选择专业时，逐渐倾向能源相关专业。亨泰莱留学总经理吴群介绍，由于海外国家在多年前已开始钻研能源专业，新能源技术主要掌握在西方发达国家手中，预计今年留学就读能源相关专业的留学生人数将呈明显增长趋势。澳大利亚、美国、欧洲、日本等国家将是留学生选择读能源相关专业的热门国家。金吉列澳新部总经理霍娜向记者介绍，去年澳大利亚 *** 在环境与农业方面总投资超过4亿澳元，澳洲各大学也在力推工程、能源专业。西澳名校莫道克大学是澳大利亚第一所开设环境科学课程的大学，新南威尔士大学也对申请该校太阳能专业的学生提供了一定数量的奖学金。世界各国纷纷开始着力于新能源开发，并推动一些相关研究领域的发展，不管是赢利性还是非赢利性机构都有大手笔的投入，拓展了众多新型相关专业以及研究专案，并因此产生大量工作机会。对准留学生而言，选择的专业去向以及获取奖学金资助的机会也会更多。前景能源专业就业良好目前新能源技术主要掌握在西方发达国家手中，因此有条件留学的学生，如果学生能在海外留学期间学习到最为先进的新能源技术，回国就业也就会更具竞争力。澳大利亚、加拿大等国家地广人稀，矿产、能源十分丰富，这为更多的相关领域的人提供更多实践的机会。而相对于商科与文科，工科学生掌握的是一门专业的技术，为其本身增加了竞争的实力。霍娜分析说：“中国正处在飞速发展时期，对基础性设施建设投入较大，同时对能源需求量也很高。各国大力发展能源产业，国际间也多有合作。多种具有潜力的行业，如燃油工业、太阳能等相关行业，使得学成回国的留学生有很好的归宿。” 另外，今年公派留学将优先资助的学科专业领域为能源、资源等相关科学领域。留学专家指出，因为公派留学优先资助的专业，通常都是国家急需的专业种类，因此，这些专业历来可以作为自费留学生选择海外留学专业的参考，而学习这些专业的人才毕业后，也往往有很好的就业前景。要求读能源硕士需专业背景霍娜指出，如果硕士选择环保专业，要求学生要有相关专业背景，即在国内所修本科为环保相关专业。

荣威：E50，众泰知豆系列，康迪小电跑、熊猫，特斯拉model 3，比亚迪：秦，e6；江淮和悦E30、奇瑞，还有一些低速车的牌子：力帆电动汽车、唐骏、陆地方舟、御捷、宝雅。

整细致点别写这么概括的介绍就有的写了多找综述看看印象中这方面的综述很多啊

燃料电池的演化及发展探析摘要：对燃料电池的工作原理进行了详细的分析；对其演化过程进行了简述；对其最新技术进行了详细的研究；对国内燃料电池技术的发展提供了参考意见。关键词：燃料电池；碱性燃料电池；磷酸型燃料电池；熔融碳酸型燃料电池；固体氧化物燃料电池；直接醇类燃料电池；固体高分子膜燃料电池随着工业化过程的进一步加强，大气中二氧化碳的排放量和污染程度加剧，导致了温室效应越来越明显，因此环保问题引起了各国政府的重视。为此，绿色能源技术引起了各国的普遍关注，并且正在逐步成为一种趋势。经过了各方的互相协作和努力，燃料电池技术正日趋成熟。作为一项重要技术，从本质上讲，它是一种电化学的发电装置，等温地按电化学方式，直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程，不受卡诺循环限制，因而能量转化效率高，且无噪音，无污染，因此正在成为理想的替代能源。1 燃料电池的演化过程1．1 燃料电池的演化过程燃料电池是一种新型的无污染、高效率汽车、游艇动力和发电设备，在本质上是一种能量转化装置。1839年，格罗夫发表了第一篇有关燃料电池研究的报告。1889年，蒙德和朗格尔采用了浸有电解质的多孔非传导材料为电池隔膜，一铂黑为电催化剂，以钻孔的铂或金片为电流收集器组装出燃料电池。但此后的一段时间里，奥斯卡尔德等人在探索燃料电池发电过程的实验都因为反映速度太慢而使实验没有成功。与此同时，热机研究却取得了突破性进展并成功运用而迅速发展。因此燃料电池技术在数十年内没能取得大的进展。直到1923年，由施密特提出了多孔气体扩散电极的概念，在此基础上，培根提出了双孔结构电池概念，并成功开发出中温度培根型碱性燃料电池。以此为基础，经过一系列发展，这项燃料电池技术得到了突飞猛进的发展。在20世纪60年代由普拉特一惠特尼公司研制出的燃料电池系统，并成功应用于宇航飞行，使得燃料电池进入了应用阶段。1．2 燃料电池的基本工作原理燃料电池是一种能量转化装置，它就是按电化学原理，即原电池工作原理，等温地把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，因而实际过程是氧化还原反应。从本质上说是水电解的一个“逆”装置。电解水过程中，通过外加电源将水电解，产生氢和氧；而在燃料电池中，则是氢和氧通过电化学反应生成水，并释放出电能。因此，燃料电池的基本结构与电解水装置是相类似的，它主要由4部分组成，即阳极、阴极、电解质和外部电路。其阳极为氢电极，阴极为氧电极。通常，阳极和阴极上都含有一定量的催化剂，目的是用来加速电极上发生的电化学反应。两极之间是电解质，电解质可分为碱性型、磷酸型、固体氧化物型、熔融碳酸盐型和质子交换膜型等类型。燃料电池的工作原理如下(以磷酸型或质子交换膜型为例)：(1)氢气通过管道或导气板到达阳极；(2)在阳极催化剂的作用下，1个氢分子解离为2个氢离子，即质子，并释放出2个电子；(3)在电池的另一端，氧气(或空气)通过管道或导气板到达阴极，同时，氢离子穿过电解质到达阴极，电子通过外电路也到达阴极；(4)在阴极催化剂的作用下，氧与氢离子和电子发生反应生成水；与此同时，电子在外电路的连接下形成电流，通过适当连接可以向负载输出电能。1．3 燃料电池的特点由上所述可知，燃料电池在本质上是电化学转化装置，它能够通过电化学过程直接将化学能转化为电能和热能，因而具有如下优点：1)干净清洁。利于环保，可减少二氧化碳的排放；无噪音，并自给供水；2)高效。由于其转化过程没有经过热机过程，因此效率高。3)适用性。由于污染小，无噪音，可靠，可使用于终端用户，因而可减少各种损失，并节省设备投资。4)可调制性。由于它是组合的结构，因而可以调节，以满足需求。5)燃料多样性。由于燃料可以是氢气、天然气、煤气、沼气的功能碳氢化合物燃料。基于以上特点。燃料电池成为绿色能源技术发展的重点。成为本世纪最有发展前途的技术之一。2 国内外燃料电池的最新进展2．1 碱性燃料电池（AFC）AFC技术是第一代燃料电池技术，已经在20世纪60年代就成功地应用于航天飞行领域。它是最早开发的燃料电池技术。目前德国一家公司开发的AFC在潜艇动力实验上获得了成功。国内对AFC的研究工作是从20世纪60年代开始的，主要是集中在中科院的下属研究机构。武汉大学和中科院长春应化所在上世纪60年代中期即开始对AFC进行基础研究。上世纪70年代，由于航天工业的需求，天津电源研究所研制出lkW AFX2系统。与此同时，A型号(即以纯氢、纯氧为燃料和氧化剂)、B型号(即以N2H4分解气、空气氧为燃料和氧化剂)燃料电池系统也在中科院大连化物所研制成功。此外，其它的研究机构也都展开了对AFC的研究。2．2 磷酸型燃料电池（PAFC）PAFC也是第一代燃料电池技术，也是目前最为成熟的应用技术。已经进入了商业化应用和批量生产。目前美国、日本、欧洲各国已有100多台200KW 发电机组投入使用或在安装中，最长的已经运行了37000小时。因此已经证实了PAFC是高度可靠的电源。只是由于其成本太高，目前只能作为区域性电站来现场供电、供热。国内对PAFC的研究工作相对较少。尽管如此，在对PAFC的研究过程中仍进行了卓有成效的工作，取得了不俗成绩。如国内学者魏子栋等人在对氧化还原发应的电催化剂研究过程中发现了Fe、Co对Pt的锚定效应。2．3 熔融碳酸型燃料电池(MCF℃)MCFC是属于第二代燃料电池技术。目前对MCF℃ 的研究国家有美国、日本和西欧，主要是应用于设备发电，目前还处于试验阶段。美国对MCFC的研究单位有国际燃料电池公司和能源研究公司及M—C动力公司。而日本对MCFC的主要是NEIX)公司、电力公司、煤气公司和机电设备厂商组成的MCFC研究开发组。大坂工业技术研究所从1991年开始10kW的MCFC单电池的长期运行试验，到1995年l1月止，累计运行了4万小时，确证了MCFC实用化的可能。德国MTU宣布在MCFC技术方面取得了突破。由该公司开发出来的世界上最大的280kW 的单电池还在运行。国内对MCFC的研究是中科院大连化物所从1993年开始的。现在正处于组合电池的研究阶段。而经过多年的艰苦努力与创新突破，上海交通大学科研人员率先在国内成功进行了1～1．5l 的熔融碳酸型燃料电池(M ℃)发电实验，取得了在国外一些国家至少需要6年甚至10年左右时间才能获得的成果。参加项目评审的专家认为，它整体水平达到了当前国内领先水平、国际20世纪90年代初同类技术的先进水平。2．4 质子交换膜型燃料电池系统(PEMF℃)PEMFC是属于第三代燃料电池技术。20世纪60年代，美国就已将PEMFC应用于宇航飞行，但由于技术问题，使得在其发展过程中受到了影响。直到20世纪80年代，加拿大Ballad公司才展开对PEMFC的研究工作。并取得了突破性进展。目前开发出来的电池组合功率达到了1000W／L、700W／kg的指标，因此这一技术引起了各国的广泛关注。目前Ballad公司在这一技术领域处于领先地位。国内对PEMFC的研究是从20世纪70年代天津电源研究所展开一聚苯乙烯蟥酸膜为电解质的PEM—FC基础研究。但进展缓慢。而国外在这一领域发展较快。因此在90年代开展了PEMFC的跟踪研究。目前，在PEM 方面，国内技术在多个方面取得了突破，北京富原新技术开发总公司已出现了50W、75W、150W、5KW 等样机。而上海神力科技有限公司已研制出5KW，10KW 的大功率型质子交换墨燃料电池系统，这大大缩小了与世界先进水平的距离。

新能源是指传统能源之外的各种能源形式。我整理了浅谈新能源技术论文，欢迎阅读!

论新能源发电技术

摘要：本文从全球能源的现状，介绍了中国能源发电技术的应用情况，发现中国新能源发电对现代化建设具有重要战略意义。进一步介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统两种新能源发电技术。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是近期发展的重点。燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的装置，它能量转化效率高，几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。

关键词：新能源;风能;燃料电池;发电技术

中图分类号： F206 文献标识码： A

能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈，如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。欧盟就首先提出了20-20-20计划：到2020 年，可再生能源占欧盟总能源消耗的20%。2007年12月，美国前总统布什也签署了《能源独立和安全法案》(EISA)，从而大力推动新能源的使用和节能计划。另外，从环境的角度来看，为了保护人们赖以生存的地球，开发新能源也是必由之路。

一、我国能源和发电技术的现状

2011年，我国新能源发电继续保持快速发展态势，并网装机容量持续增长，发电量不断增加。截至2011年底，我国新能源安装容量达到7000万kW，居世界首位，并网新能源装机容量达到5409万kW，同比增长，约占全部发电装机容量的。其中，风电并网容量约占并网新能源装机总量的;并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的;生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的。

2011年，我国新能源发电量约为1016亿kW?h，同比增长，约占全部发电量的。其中，风电发电量约占新能源发电总量的;太阳能光伏发电约占;生物质及其他新能源发电约占。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW?h)计算，相当于节约3241万tce，减排二氧化碳9030万t。

电能是国民生活和生产的根基，无论是从能源角度，还是电力系统自身方面来看，研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。

二、风力发电技术

风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式，也是目前新能源发展的重点方向。

1.发展现状

近年来，我国风力发电产业取得了长足发展，这与我国的风能资源丰富密不可分。据有关资料显示，陆地上离地面10米高度处，我国风能资源理论储量约为43亿千瓦，技术可开发量约为3亿千瓦，离地面50米，估计可能增大一倍;近海资源10米高经济可开发量约亿千瓦，50米高约15亿千瓦。从我国联网风电场总装机量来说，到2006 年底，我国已建成约91个风电场，装机总容量达到约260万千瓦，比2005年新增装机134万千瓦，增长率为105%。根据国家中长期规划，2015年风能发电要达到1500万千瓦，2020年要达到3000万千瓦。但是，与风电发达国家相比，我国的发展规模还很小，发展速度也较缓慢。制约我国风电发展的重要因素包括技术和制度两个方面。技术方面，风电机组的制造水平较低，风电机组性能测试设备和技术也相对落后，并缺少相应的认证机构;制度方面，风电场的运行维护水平和制度与国外风电场及国内火电生产相比有明显差距，缺乏对运行过程中出现的问题和故障的详细记录、分析。

2.对电力系统的影响

风力发电机是以风作为原动力，风的随机波动性和间歇性决定了风力发电机的电能输出也是波动和间歇的。所以，风电场的大规模接入将会带来波动功率，从而加重电网负担，影响电网供电质量和电网稳定性等。

(1)对电能质量的影响。空气气流运动导致的风速波动周期一般为几秒到几分钟，这种短周期的风速波动以及风电机组本身的运行特性可能影响电网的电能质量。首先会对频率产生影响：风力发电有功功率波动引起电磁功率的波动，由于发电机组转子惯性，调节系统很难跟上电磁功率的瞬时变化，造成功率不平衡，使发电机转速变化，系统频率也将改变。此外，风电还会对电压产生影响：并网风电机组输出功率的波动导致电压的波动，而其输出功率的频率范围正处于电压闪变的范围之内(25Hz)，因此又会造成电压闪变，最后会产生谐波电压和谐波电流。

(2)对电网稳定性的影响。对较为薄弱的电网，风电功率波动将导致瞬间电压跌落以及风力发电机的频繁掉线。在故障清除之后，发电机的磁化和转差率的增加会消耗大量无功，导致电网电压恢复困难。

(3)对调频调峰能力的影响。气流长时间、季节性运动导致的风速波动周期一般为数小时，甚至数天、数月，这种长周期的风速波动会增加现有电网调频调峰的负担。负荷曲线的低谷期常常对应了风电出力的高峰期，风电场的并网发电使电网的等效负荷峰谷差增大，大大增加了电网调频调峰负担。

三、太阳能光伏电池发电技术

1. 1 太阳能光伏电池

太阳能光伏电池发电也简称为太阳能光伏发电，被认为是未来世界上发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。太阳能光伏电池的基本原理是利用半导体的“光生伏打效应”( 光伏效应) 将太阳的光能直接转换成电能。能利用光伏效应产生电能的物质，称为光伏材料。利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件叫太阳能光伏电池或光伏电池。光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。

1839 年，法国物理学家贝克勒尔 ( Edmond Bec-qurel) 发现: 将两片金属浸入电解液中所构成的伏打电池，当接收到太阳光照射时电压升高，他在所发表的论文中把这种现象称为“光生伏打效应( PhotovohaicEffect) ”。“光生伏打效应”是不均匀半导体或半导体与金属混合材料在光照作用下，其内部可以传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化，因而在不同部位之间产生电位差的现象。1941 年，奥尔在硅材料上发现了光伏效应，从而奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。1954 年，美国贝尔实验室的科学家恰宾( Darryl Chapin) 和皮尔松( Gerald Pearson) 研制成功世界上第一个实用的单晶硅光伏电池。同年，韦克尔发现砷化镓具有光伏效应，并在玻璃上沉积硫化镉薄膜，制成世界上第一块薄膜光伏电池。我国2010 年 12 月投入运行的大丰 20 MW 光伏电站，是目前全国最大的薄膜光伏电站，年发电量2 300 万 kW·h。

太阳能光伏电池的工作原理如图 1 所示。

在半导体中掺加杂质制成 PN 结，以形成在平衡状态时具有的内建电场，在该内建电场的作用下分离由外界激发而生成的过剩载流子，从而形成外部电压。在光照条件下，半导体中的电子吸收光子能量从价带跃入导带，形成电子———空穴对，成为载流子。生成载流子所需要的最低能量是半导体的禁带宽度 Eg，使用禁带宽度较小的材料制作的太阳能电池可以形成较大的电流。

基于单晶硅的第一代光伏电池是目前太阳能光伏电池市场的主流，其光电转换率已达 24. 7%; 基于薄膜技术的第二代光伏电池的光电转换效率已达到16. 5% ～ 18. 8% 。由于薄膜光伏电池大大减少了半导体材料的消耗，因此具有很好的发展前景。应该指出，光伏电池在光电转换过程中，光伏材料既不发生任何化学变化，也不产生任何机械磨损，因此太阳能光伏电池是一种无噪音、无气味、无污染的理想清洁能源。2006 年，我国太阳能电池生产总量首次达到400 MW，从而超过美国成为全球第三大生产国，也是世界上发展最快的国家。

1. 2 太阳能光伏电站

太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件，再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列，并与储能、测量、控制装置相配套，构成太阳能光伏电站。

太阳能光伏电池具有很大的灵活性，不仅可以用其建设零星规格的电站，而且可以组成应用于小型、分散电力用户的太阳能光伏发电系统。这种独立运行的太阳能光伏发电系统称之为离网型太阳能光伏发电系统。

由于受昼夜日照变化及天气的影响，离网型光伏发电系统通常需要和其他电源形式联合使用，比如柴油发电机组以及蓄电池组，从而增大了电站的投资和维护费用。离网型光伏发电系统往往建在距离电网较远的偏远山区及荒漠地带，向独立的区域用户供电。西藏措勒 20 kW 光伏电站是我国建设较早的离网型光伏电站，总投资 290 万元，1994 年 12 月正式投产发电。

离网型太阳能光伏电站系统如图 2 所示。

电站的发电系统由太阳能光伏电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流 - 交流逆变器、交流配电柜和备用电源系统( 包括柴油发电机组和整流充电柜) 等组成。其工作原理为太阳能光伏电池方阵经过直流控制柜向蓄电池组供电，并根据需要整定蓄电池组的上限和下限电压，由直流控制柜自动控制充电。蓄电池组通过直流控制柜向直流 - 交流逆变器供电，经逆变器将直流电变换成三相交流电，再通过交流配电柜以三相四线制向用户供电。当蓄电池组的电压下降到下限电压时，为不造成蓄电池组的过渡放电，直流控制柜将自动切除其输出电路，使直流 - 交流逆变器停止工作。柴油发电机组为电站的备用电源，必要时由备用电源通过整流充电柜向蓄电池组充电，或在光伏发电系统出现故障及停运时直接通过交流配电柜向用户供电。直流 - 交流逆变器和柴油发电机组不能同时向用户供电，为此必须在交流配电柜中设置互锁装置以保证供电电源的唯一性。

当太阳能光伏电站的容量达到一定规模时，还可与电网相联，即所谓的并网型光伏电站。这时，如果本地负荷不足，则可将多余的电能输送给电网。当本地太阳能发电量不足时，则由电网向用户提供电能。因此，并网型光伏电站可以不需要使用蓄能装置，减少系统投资和维护费用。同时由于与电网的互济，提高了发电设备的利用率和供电用电的安全可靠性，是大规模开发太阳能发电技术的必然趋势。我国第一座并网型光伏电站是 2006 年建成投运的西藏羊八井可再生能源基地 100 kW 高压并网光伏电站。2010 年底全国首个光伏并网发电项目敦煌 2 ×10 MW 光伏发电项目建成投产。

四、结论与展望

本文从全球和我国的能源现状出发，分析说明了新能源发电技术是当前迫切而有实际价值的研究课题，进而具体介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统的特点以及我国在这两个方面的发展现状。新能源不仅仅指风能和燃料电池，还包括生物质能、海洋能、地热能和光伏电池等。我国乃至全世界的新能源发电技术发展的潜力都是巨大的。在人类明天的舞台上，新能源将取代化石燃料，扮演重要的角色。

参考文献：

[1] 徐德鸿 . 新能源电力电子导论 [D]. 杭州 : 浙江大学 ,2009.

[2] 郝伟, 舒隽, 张粒子. 新能源发电技术综述 [C].华北电力大学第五届研究生学术交流年会 ,2007.

[3] 施涛.燃料电池发电系统的建模与仿真 [D].南京:东南大学,2007:5-6,63-64.

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国外内河船舶研究现状论文

建造质量

涉及到船舶的使用寿命其中包括很多元素

比如最初的设计科学和合理性.

以及船厂的建造能力和管理水平.

以及在建造的过程中不可抗拒的非人为因素.

对于质量这个关键词论题涉及比较难以把握.

答辩过程中会出现很多漏洞.对于一个船厂实习的毕业生来说.论述的科学依据性也不高.

个人建议可从船厂的建造安全来着手.具有典型的重工业代表性.

论文如下：（本人做毕业设计时候所用的材料）

希望提供帮助

《浅析船舶建造的安全现状及改善措施》

1. 引言

目前，浙江船舶已出口至全球24个国家和地区，尤其是出口欧盟市场的浙江船舶附加值较高。浙江海关统计分析认为，尽管出口势头强劲，但是浙江造船业仍然存在较多问题。在机遇面前由于浙江民营资本在造船业的过热投资，目前，浙江的温州、台州、宁波、舟山等主要造船基地相继出现低水平扩大投资、小规模生产发展、造船民企散乱等“低、小、散”一哄而上的局面。相关数据显示，浙江虽然有造船企业500多家，但是规模以上的企业却只有76家。浙江民营造船厂“低、小、散”的格局，导致船厂投入资金低，创新能力有限，设备更新缓慢，安全事故频发。小型企业或作坊式、家族式管理生产企业。造船企业安全事故时有发生，人员伤亡事故呈高发趋势。制约了企业发展，损失生命财产。

2. 船舶建造过程中存在的主要风险

高空作业的危险

船舶建造过程高处作业量很大，出现事故较多。施工人员必须使用安全带、安全帽，安全带应高挂低用，并注意防止摆动碰撞。作业过程中传递工具时没有使用工具袋。高处作业位移时，工作人员安全意识淡薄，自我保护意识不强，以为是瞬间完成的事，存在侥幸心理。如电焊的工作人员在杆塔上作业，虽然是一项经常性工作，但对杆架作业危险性重视不够，对工作条件、工作环境认识不足，存在着麻痹思想，上落杆塔过程均没保护措施。上杆架前不检查登杆工具、防坠工具是否牢固、可靠、完整。

梯子的使用

生产现场使用梯子的场合较多，也较频繁较普遍，因而，也常常被作业人员忽视一些基本安全要求：需用梯子登高作业时，见到梯子随手搬用，用前没有认真检查梯子是否符合基本安全要求。下梯子时，背向梯子而下。上下梯子时，手中持带工具或设备。梯子不够高时，临时找垫物垫高使用。梯脚底部不坚实，梯脚没有采用防滑橡胶套、橡胶垫或加以包扎。使用立梯时，梯子太陡，在梯子上作业时，将工具放置不妥。

脚手架的使用

脚手架使用前未经严格验收，脚手架上铺设的踏板没有绑扎固定，可以活动。导致施工人员从没有绑扎固定的脚手架上失足坠落，脚手架的安全应引起高度重视。高处作业搭设的脚手架，有空隙和探头板，跳板中部没有支持物，两头绑扎松动。脚手架相互间连接不牢固，脚手架踏板厚度不符合要求。使用锈蚀的材料。不能够承受站在上面的人员和材料等的重量，不具备足够的牢固性和稳定性，在施工期间发生变形、摇晃、倾斜，作业人员的人身安全得不到保障。在高处上下层同时作业时，中间应搭设严密牢固的防护隔离设施，以防落物伤人。传递工具应使用工具袋。高处作业下方应设置围栏或遮栏，并悬挂警告牌，不准人员通行和逗留。

火灾的控制与触电

火灾是企业生产中面临的主要危险。由于船舶建造环境特殊，尤其修船、拆船环境更为复杂，有些焊工的安全意识比较差，对所焊割的设备、装置或管道的性质了解不清，盲目动火，结果在焊割过程中酿成重大火灾或爆炸事故。

下面一些情况常常会引起火灾：

1、场地混乱，焊割炬随处乱扔。有些焊工工作途中因其他原因离开舱室或工作结束，焊割炬没有带出，阀门又不严密，造成漏气，可燃气体泄出和空气混合达到爆炸极限，工人点火发生爆炸。

2、维修油轮时，作业前不使用专业设备进行测爆。单凭操作人员的经验处理问题，造成在操作时发生爆炸。此种现象的发生在一些小船厂，尤其是一些私人修船厂、拆船厂比较常见。

3、作业现场有与明火相抵触的工种同时作业。焊接是明火作业，周围不应有禁火工种，如船体喷涂，以避免同时进行操作时发生爆炸。

4、由于舱室内空气状况差，为了改善内部条件直接向舱室内通入氧气，而富氧状态是诱发火灾事故的直接原因。

触电伤害主要表现为人体接触或接近带电物体时对人造成的电击或电弧灼伤，一般发生在电气设备的使用、维修时，或者相关电源供应、断开等操作。

造成触电的原因常常是由于绝缘的老化，修理不及时；使用不合格的电动工具，电路或电气未安装或安装不合格的过载或漏电保护装置，作业人员与带电设备安全距离不够、缺乏必要的电气安全常识。

压力容器的爆炸

气瓶使用不当或维护不良可以直接或间接造成爆炸、着火或中毒伤亡事故。开启或关闭瓶阀时，未用手或专用扳手，使用锤子、管钳、长柄螺纹扳手，损坏阀件。开启或关闭瓶阀的速度过快，产生摩擦热或静电火花，从而带来危险。

使用可燃气体检查气瓶时存在的疏忽：气瓶上没有粘贴气体充装后检验合格证的；气瓶的颜色标记与所需的气体不符，或者颜色标记模糊不清，或者表面漆色夜盖在另一种漆色之上的；瓶体上有不能保证气瓶安全使用的缺陷，如严重的机械损伤、变形、腐蚀等；瓶阀漏气、阀杆受损、侧接嘴螺纹旋向与所需要的气体性质不符或螺纹受损的；在氧气或氧化性气体气瓶上或瓶阀上有油脂物的；气瓶不能直立、底座松动、倾斜的；气瓶上未装瓶帽和防震圈，或瓶帽和防震圈尺寸不符合要求或损坏的。在进行上述检查时，对发现有缺陷的气瓶，未随时在气瓶上用粉笔简要注明，并向充气单位或储存单位交代清楚，给他人使用带来危害。

气瓶受热爆炸：不慎将气瓶靠近热源。安放气瓶的地点周围lM范围内，有明火或可能产生火花的工作。气瓶在夏季使用时，未进行避光处理。瓶阀冻结时，处置方法不当：解冻温度超过401℃的热源对气瓶加热。盛装易于自行聚合反应或分解的气体的气瓶，应避开放射性射线源。气瓶未使用时，一般没有立放，气瓶滚、滑、翻的过程瓶壁受热引发危险。

氧气瓶和氧化性气体气瓶，瓶内气体混人其他气体或杂质，液化石油气瓶向其他气瓶倒装，瓶体进行挖补、焊接修理。使用氧气瓶和氧化性气体气瓶时，操作者未检查自己的双手、手套、工具、减压器、瓶阀等有沽染油脂，凡有油脂的，必须脱脂干净后，方能操作。

装运罐车的停放靠近火、电区域，罐体受到利器撞击后泄漏，自身管道内发生大量泄漏时未进行紧急止漏。装运罐车未必须设置可靠的导静电接地装置，在停车和装卸作业时，没有进行充分接地。罐车的定期检查不彻底，罐车发生重大事故重新使用前未全面检验。罐车的罐体外表面颜色应满足规定的要求，一般汽车罐车罐体外表面颜色应为银灰色，低温型汽车罐车罐体外表面颜色应为铝白色。

起重设备的危险

船厂大量使用特种设备，例如起重机、高空作业车、厂内运输车辆（叉车、运输车）起重设备在使用上较为广泛，同时发生事故的可能性越大。

1．安全站位

在起重作业中，有些位置十分危险，如吊杆下、吊物下、被吊物起吊前区、导向滑轮钢绳三角区、快绳周围、站在斜拉的吊钩或导向滑轮受力方向等等，如果处在这些位置上，一且发生危险极不易躲开。所以，起重作业人员的站位非常重要，不但自己要时刻注意，还需要互相提醒、检查落实，以防不测。

2．吊索具安全系数小

起重作业中，对吊索具安全系数理解错误，选用往往以不断为使用的依据，致使超重作业总是处在危险状态。

3．拆除作业中留下隐患

由于种种原因，切割不彻底，拽拉物多，拆除件受挤压增加荷重，连接部位未被发现强行起吊等等，造成吊车、吊索具骤加荷重冲击而导致意外。

4．误操作

起重作业涉及面大，经常使用不同的吊车、龙门吊。人员操作习惯不同，再加上指挥信号的差异影响，容易发生误操作等事故。

5．绑扎不牢

高空吊装拆除时对被吊物未采取“锁”的措施，而用“搭”的方法；对被吊物的尖锐棱角挂擦其他物体。成束材料垂直吊送捆缚不牢，致使吊物空中一旦颤动、受刮碰即失稳坠落或“抽签”。

6．临时吊鼻焊接不牢，载荷增加或受到冲击，在空中运送的过程中被起吊物体进行旋转、下滑形成惯性，从而对发生断裂。

7．吊装工具或吊点选择不当

贪图方便，非专职人员操作。吊装工具的性能和操作技术盲目靠经验操作，一处失稳，导致危险。

机器工具伤害

机器工具伤害事故是指机械性外力所造成的事故，一般表现为人身伤害或设备的损坏。船舶修理作业中所使用的机器设备，包括冷加工所需的金属加工设备（如车床、铣床、钻床、刨床、磨床、冲床、砂轮机等）及机械热加工所需的焊接设备以及搬运过程中所需的超重机械设备。

机械伤害事故的主要原因有如下各种情况：

安全操作规程不健全或管理不善，对操作者缺乏基本功训练，操作者不按规程进行操作，没有穿戴合适的防护服和符合国家标准的防护工具。由于机器在运转时敞露的部分较大，切屑和金属丝、刀具、工件及零件，若不加防护或防护不当，工作地点布局不合理，使用管理不当就会发生工伤事故。

机械设备在非最佳状态下运转，机械设备在设计、结构和制造工艺上存在缺陷，机械设备组成部件、附件和安全防护装置的功能退化等均可能导致伤害事故。

工作场所环境不好，场所环境混乱。如工作场所照明不良，温度及湿度不适宜，噪声过高，地面或脚踏板被乳化液弄脏，设备布置不合理。

工艺规程和工装不符合安全要求，新工艺、新技术采用时无安全措施。

根据事故统计分析，机械伤害主要由人和设备两方面因素引起的，如操作者不按操作规程操作、安全设施缺少或有缺陷、没有穿戴或穿戴不正确的防护用品、机床非正常状态下运转。

中毒与职业病

船舶在涂装和漆装中容易发生中毒事件。在舱室内作业时，对空间狭小的环境，要保证内部通风良好。不仅要驱除内部的有毒有害气体，而且要向内部送入新鲜空气。做好个体防护，减少烟尘对人体的侵害。在条件恶劣，通风不良的环境下，还必须采用更多的防护措施，如使用通风头盔、送风口罩、空气呼吸器等。

施工过程中常见有毒物质及其防止方法如下：

1.苯无色、透明具有芳香的液体，油漆中用来作溶剂，沸点80℃，极易挥发。苯中毒后头痛、头昏、记忆力减退、无力，失眠等。另外还能引起皮肤干燥骚痒，发红。热苯还可以引起皮肤水泡，出现脱脂性皮炎。预防的方法，应加强自然通风和局部的机械通风，严禁用苯洗手。

2.铅包括铅白、铅铬绿、红丹、黄丹等含铅化合物。它是一种慢性中毒的化合物，日久方能发觉体弱易倦、食欲不振、体重减轻、脸色苍白、肚痛、头痛、关节痛等。预防的方法是以刷涂施工方法为宜，加强通风等防护措施，饭前洗手，下班淋浴，最好能用其他防锈漆来代替红丹防锈漆。

3.刺激性气体如氯气，对呼吸道、皮肤和眼睛有损害。应加强个人防护，加强通风和局部机械通风，使作业场所有害气体浓度降低到容许浓度的下限。

4.汽油无色透明液体，具有很强的挥发性，若在超过汽油蒸汽容许浓度时的环境中长期工作，能使神经系统和造血系统损害，皮肤接触后可能产生皮炎、湿疹和皮肤干燥。因此，在高浓度环境工作时，要戴防毒面具或加强机械通风；手上可涂保护性糊剂进行保护；工作结束后，用肥皂水洗净，并用水冲洗干净。

船舶建造过程中除锈、校正敲打等作业产生的震耳噪声，可能对人员造成潜在的噪声聋；从事除锈（包括喷丸、喷砂）、油漆、油舱洗舱、气割、热处理等作业人员经常吸入铁锈烟易引起尘肺或肺病，并刺激皮肤和眼睛引起过敏。

电焊作业中产生的氧化锰烟雾，过多吸入会产生个“金属烟尘热”中毒。焊件、焊条挥发出大量有毒烟尘、气体，尤其船舶焊接主要是用碱性（低氢型）条，而碱性焊条比酸性焊条更容易挥发烟尘、有毒气体（氟化物）。这些有害物质若不能及时排出，被焊工长期吸入引发眼、鼻、咽喉等疾病。

灼伤易发于焊割作业，立体交叉作业，上面焊接的焊渣或熔渣随风飘落，极易落在下面操作者身上，发生灼伤事故。切割是工件未散热，从而烫伤皮肤。

3. 船舶建造企业安全防护现状分析

政策和法律上的原因

在国家政策和法律对船舶修造行业的市场准入和源头管理的规定不够明确，准入门槛太低，造成船舶修造行业良莠不齐，竞争无序，缺乏行之有效、相互配合的监管措施和行政手段，致使日常管理针对性不强，管理不到位。

一是行业的快速发展与管理不相适应。首先，船舶修造业作为多工种、多设备交叉作业的高危机械行业，在行业准入口国家尚未设置相应的门槛。其次是在安全生产管理上缺乏相对统一的、可操作的规范化标准。再次是相关的管理部门职责尚需进一步明确，力量也有待于加强。

二是违规现象严重。部分企业员工有章不循，冒险蛮干，违章指挥、违反操作规程、违反劳动纪律和工作时间的现象不同程度地存在。

体制和机制上的原因

长期以来，船舶修造业大多数是由所属地挂靠管理，而县级以下政府无专门主管机构，综合监督和专项监管安全生产长效管理机制尚未完善，监管职责不清，责权不一致。加之，缺乏统一的船舶修造业安全生产行业标准和操作规程，恶性竞争有愈演愈烈，也是造成事故多发的一个重要原因。

一是作业人员复杂。船舶的焊接、组装、合拢、下水等工种绝大部分都是外来施工队承包完成，外包队伍中的特殊工种绝大多数都是由农民工组成，由于利益和效益驱动，对于人员的管理十分涣散。

二是现场管理乱。企业安全管理体系不健全，作业现场无专职安全员监管；员工劳动防护用品配戴不齐，特种作业人员无证上岗或证书过期现象屡见不鲜，

责任落实和管理上的原因

企业负责人安全生产法律意识淡薄，责任主体不明确，职责不落实，尤其是租用场地生产的企业通过层层发包或挂靠，安全生产存在短期行为，一些外包工程队对安全设施、安全生产管理以及安全管理人员在配备上互相推诿，导致管理环节脱节。

资金投入不到位。一些企业以及外包工程队由于资金匮乏，大部分资金都投入到生产经营中，致使安全生产资金不落实，绝大多数企业没有设立安全生产资金专户，更没有按照规定提取足额的安全生产保证金，企业用于安全生产的技改投入、隐患排查与整改、员工安全教育与培训、应急救援等只是流于形式，导致抗风险和抗御事故发生能力差，为事故高发埋下了祸根。

放火设备防护不到位。焊机及配电箱直接裸露在场地上，防护措施不到位，长期的日晒，焊机的防护罩、桩头、龙头线老化、破损，漏电、短路时有发生，还有部分设备“带病”运行，不少特种设备和压力容器等没有实行严格的检测、保养，安全阀、压力表、消防栓设备配备不齐全、不配套，设备安全性能和能力均不能及时有效地预防和抵御事故发生。工作人员大意麻痹，无规章可遵。

安全控制不到位。电器设备直接裸露在场地上，电线乱拉乱接，线路老化和破损、无漏电保护装置、有的甚至无配电箱和开关箱，船舱油污不清洗，明火动用不测爆的现象还有存在。绝大多数作业现场既没有明显的标识，也没有严格执行规定，触电事故居发生事故之首。

环境保护不到位。船体拼装后，船体除锈打磨、职工不带口罩和防毒面具，到处可见。后续动火都是闷舱作业，由于各段空间狭小，通风不够，作业环境差，救护措施不落实，进舱作业没有严格执行的制度和动火制度，特别是油漆工和焊工作业，极易发生重大恶性事故。

安全教育不到位。安全投入少。不少企业法人重效益、轻安全现象普遍存在，在安全投入上往往是能减则减，能少则少，能不投入就不投入，安全设施，整改措施落实不及时、不到位，职工的三级安全教育和正常培训工作得不到保证，不同程度地存在着设备陈旧，超期“服役”、“带病”运行，为事故的高发埋下了隐患。安全生产责任制不落实。不少单位安全生产责任制、安全生产管理制度和各工种安全操作规程流于形式，主体责任没有得到真正落实。部分企业特别是一些外来承包队伍中的电焊工、冷作工、吊车工、铲车工、电工等人员无证上岗，缺乏应有的安全知识，不了解操作规程，给企业埋下了安全生产事故隐患。

4. 针对现状，对策措施

船舶安全的意义在于预防和杜绝事故的发生。生产计划处于安全平稳的状态下进行。切实把牢船舶安全文化的基本要求，抓好各项工作。船舶安全文化就是要实实在在地做到提高安全意识，树立“安全建造”的理念，使安全工作成为每一个人的自觉行动；就是要纠正不良的工作作风，树立全局观念，消除只顾自己不顾别人，只顾现在不顾将来的片面行为发挥工作行为、工艺技能、生产环境等外在因素的最大优势，排除一切不利于安全的因素，确保船舶建造的安全。“坚持安全发展，强化安全生产管理和监管，有效遏制重特大安全事故”。针对船舶修造业存在的问题，为预防和遏制安全生产事故发生，作者认为应采取以下应对措施：

加大政策引导力度

充分利用国家对造船行业政策调整的契机，研究制定出一套有针对性的地方产业政策。调整目前的产业结构，适当提高门槛，依照市场经济的法则，规范市场准入，实行优胜劣汰，通过政策引导和法律的支撑，大力推行标准化建设，避免不良竞争，使造船企业逐步走上良性发展的轨道，逐步提高企业的安全生产管理水平，提高企业的本质安全度。

加大行业领导力度

一是政府要强化领导，目前，船舶修造业地（市）级以上由同防科工委主管，而县级以下政府没有专门的船舶管理部门，大部分在经发委内设或带管，并且没有专门行政主管机构。特别是实施沿江开发战略后，不少企业由内河向沿江迁移，企业管理权仍由原乡镇管理，出现了安全生产管理的一个“空白地”。对此。县级以下政府应设立专门主管部门。

二是实行行业管理，通过政府牵头组建行业管理协会实施有效的安全生产监督。三是实行注册安全主任代理制度，帮助企业完善安全生产管理制度，建立安全台

帐，开展安全生产检查工作，及时发现消除安全隐患。

加大资质审查力度

目前我国船舶修造企业的准入门槛还很低，很多船舶修造项目采用挂靠或使用外包队伍，按照《安全生产法》有关规定，行业主管部门要严格对使用的外包企业及外包工程队的法定代表人、安全员和特种作业持证，安全生产规章制度、安全教育、安全管理台帐以及过去安全生产等情况进行安全资格和资质审查，抓好源头管理和监控。

设立安全生产资金

各造船企业要确保安全生产资金的投入及使用。按照国家有关安全生产政策精神由地方相关部门建立相应的制度，单独列帐，企业足额提取安全费用，保障安全生产重大设施、设备、人员培训、隐患整改的资金。针对船舶修造业曾出现的高处坠落、物体打击、触电、机械伤害、爆燃等安全隐患，要从发展的眼光，投入一定的资金，按照高标准、高起点的要求，加强对安全生产科学规划、分类管理。对重大安全隐患整改的投入。对日常检查、集中检查、重点检查、全面检查中排查出的重大隐患，督促企业及时纠正安全问题，使“零违章”的关口前移，把“事后惩戒”转变为“事前疏导”，将被动防范转变为主动预防，把“要我安全”真正变成“我要安全”。

建立安全监管的机制

联合整治。各级安监、经贸、质监、消防等部门要各司其职，强化对船舶修造企业的管理和监督。尤其是各级安监部门应加强对船舶修造企业安全生产的监督检查，加大行政执法力度，对严重违反《安全生产法》的单位或个人要依法作出处理，同时，要严格按原则处理事故，查明事故原因，分清事故责任，严格经济处罚、行政处罚和刑事责任追究工作。

企业应制定出具体的安全生产检查工作制度建立好检查台帐，同时要建立安全生产组织网络，把安全生产各项目标落实到车间、班组。船舶修造发包工程都必须有施工作业安全方案，同时要建立安全监管信息联席制度，采取部门检查、企业自查、事故调查分析，会同相关职能部门共研究确定安全监督检查重点，有针对性地开展安全生产监督管理工作，促进企业安全生产、企业管理水平的提升。

5. 结束语

船舶安全文化的作用，一言以蔽之，通过教育、管理来营造一种企业安全文化。安全文化建设的关键作用是致力于人的主体工作潜能，树立良好风气，倡导职业道德规范，塑造价值观念；这样，船舶安全文化建设就为船舶安全生产提供精神动力和智力支持，用严谨的科学态度、规范的管理对应一切内、外部环境。我们扎扎实实地实现上述各项要求，船舶安全建造就会结出丰硕的果实。

.走出船舶建造的误区

这些误区主要有：认为不出事故就是安全，满足于现状，把安全隐患、事故苗头、潜在危险抛之脑后，丧失了防范意识；认为昨天安全今天也安全，没有认识到安全只有起点，没有终点；制度归制度，工作行为依然我行我素，使规章制度得不到有效落实。“头痛医头，脚痛医脚”；以前别人怎么做我现在仍然这么做，别人解决不了的问题我也解决不了，致使安全生产“老大难”问题得不到解决。安全工作只抓表面不抓本质，导致安全生产时好时坏，重复事故常有发生；这种种误区都是船舶安全文化建设的绊脚石和致命伤，给企业、人员、海洋作业造成极大的危害，给企业的经济效益、社会效益甚至企业的生死存亡造成极大的影响，更严重的还影响到国家政治声誉。要建设好船舶安全文化就必须从这些误区中走出来。

走进安全管理的范畴

船舶安全建造离不开先进的管理机制和方法。管理出安全，各项管理工作没有做好，安全工作就是一句空话。没有规范的管理程序，也就没有可靠的安全保证。只有规范的管理程序，才有可靠的安全保证。公司各部门要通力合作，从管好设备、提高人员素质人手，在加大船舶生产建造调整力度基础上，对现有的管理制度进行完善，添加一些市场运作比较成熟的企业管理理念，建立一套科学的、全面的、符合现代化管理理念的管理制度，逐步形成一种长效和良性的竞争机制，实现人机的完美统一。

安全生产管理作为船舶修造企业行业管理的重要内容，坚持安全管理与生产经营管理同布置、同检查、同落实，规范该行业生产秩序，提升整体竞争力。

参考文献

[1] 朱清明.船舶修理作业的安全风险分析与控制2006

[2] 张永兴.探讨修船火灾原因及对策[J].航海技术.2006．

[3] 吕洪胜.修船企业安全教育应实现系统化和规范化2006

[4] 王勤章.《船舶建造安全》哈尔滨大学出版社

[5] 中国船舶商情网. 浙江船舶出口额大幅增加.2007-8-2

[6] 浙江省地方标准DB33/ 630—2007．浙江省质量技术监督局2007-3-13发布

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船舶与海洋工程结构极限强度分析论文

船舶的总体结构状态时一个非常复杂的过程。下面是我收集整理的船舶与海洋工程结构极限强度分析论文，希望对您有所帮助!

摘要：当轮船受到外部冲击载荷时，轮船整体结构就会变形，当这个变形达到最大极限状态，这时的极限状态叫做极限弯矩。轮船整体构架承受全部抗击的最强能力是极限强度。本文对船舶结构极限强度。进行了分析和研究，提出了有限元分析方法进行强度和极限分析。

关键字：极限强度，船舶，结构，船舶与海洋工程

随着科学技术的不断进步，轮船结构以及轮船使用的材料都有很大的进步。船体的整体结构和材料成为当今社会研究的主要对象。随着计算机技术的日益成熟，船体整体结构和承受的。屈服力都可以采用软件仿真来快速精确的计算。

1.引言

船体的整体结构和承受的能力是保证轮船安全的重要保障，它关系到轮船是否安全出航和安全返航。随着先进的设计技术的进步，计算机相关设计软件已经可以。设计整体结构和仿真测试船体的整体结构。分析船体结构和整体强度是一个复杂的非线性过程，必须进行合理的划分，采用好的分析方法才能得出精确的数值。新材料的不断出现使船体材料耗费变的越来越经济合理，同时船体结构屈服强度也变的越来越理想。

在分析船舶整体结构变形和极限强度的时候，我们所研究的绝大多数问题都是属于线性的微弱形变问题。在微弱整体的结构中，位移和应变可以被线性化，等效于正比关系。但是，在实际中，不规则物体所受的应力和应变都不是线性的，常见的有悬臂梁的弯曲，U形梁的变形等等。

2.总体结构状态

船舶的总体结构状态时一个非常复杂的过程。总体结构的崩溃在过去几年是一个非常普遍的现象，它是船体结构所受冲击超过了材料本身的极限，这时候支撑梁不能够支撑船体整体结构。以上情况不足为奇，在飞机和潜艇外体上也经常出现类似情况。目前，中国的船体分析技术的研究还处于起步阶段，与国外发达国家。先进水平仍有很大的差距。为了进一步研究分析，我国投入资金和人力，在实际工程中，建立一个比较完善的船体分析系统，包括原动机转速控制系统，同步船体结构系统，轮船控制系统管理相关技术的研究，实验研究了一系列模拟各种恶劣的条件下，容易控制船体结构的一些关键技术，并做了可行性分析。船舶具有非常重要的作用，特别是对船体分。析屈服强度的分析，轮船安全可谓海军舰艇的生命线。动力和结构形成一个整体轮船系统，为船体结构极限强度分析的发展。指明了方向。

3.极限强度分析法

如何分析船舶结构的极限强度是一个复杂而且非常有意义的过程。分析这种复杂的船体结构没有一种比较准确的分析方法。在分析极限强度的时候，我们通常采用复杂问题简单化，采用线性和非线性结合的方法，有限元和边界元分析相结合的方法。

逐步破坏分析法

上世纪末，美国物理学家的在基于对悬臂梁、加筋板在轴向压缩载荷作用下结构失效问题的研究成果中提出了逐步破坏的分析方法。船体结构破坏不是一个迅速变化的过程，是一个一步一步的程序，同时也不会一下子超过屈服极限，随着应力的增大逐渐的增大的逐渐破坏。在进行破坏分析的时候，首先建立屈服应力和位移的曲线关系。

非线性分析法

分线性分析方法必须。对船体分析采用模块化分析，必须充分考虑如何进行分段，分段之后逐个段进行非线性分析。在这个工程中，一个段的结构有自己的不同，针对不同结构进行线性化分析和非线性化分析。每个分段包含一个骨架间距内的所有主要构件，选择或者利用发生崩溃概率最大的情况进行分析的原则，对所承受的分段骨架进行全面的分析和仿真。这种分析方法需要对每一段进行模型建立，然后一个模型模型的分析。船体总体结构的弯曲和抗屈服能力不同导致分析结果不同。

有限元分析法

有限元分析方法是结构分析的简单方法，它能把复杂问题简单化，分析整体结构的节点和网格。在进行有限元分析的时候，通常对船体结构进行网格划分，然后进行网格施加约束，在均匀网格上施加可变的。激励，观察整体结构的响应。采用这种方法能模拟船体的边界条件和整体约束。有限元分析方法综合考虑。船体的形状和材料的'不同，通过不同载荷的约束，我们可以分析出结构极限(包括最大应力，最大屈服极限)。最近几年，有限元分析方法被应用在船舶整体分析和部分结构分析的案例非常多。这种分析方法有两个个缺点。一是。不能很好的模拟真实环境，不能考虑周围环境对整体结构形变的影响。第二对于结构复杂的构件，有限元分析方法对于复杂的结构不太实用，设置相关算法时间太长，不能在有效的时间完成任务。这种分析方法的优点有以下几个方面：

(1)对船体建模方式直观明了。在分析结构的时候可以采用线性划分和非线性划分网格。采用相关软件完全可以分析所有动态结构的模型和仿真。利用有限元分析模块的可视化建模窗口，动态结构的框图和模型可迅速地建立和仿真研究。用户需要选择元件库(对应的子模块程序模块)中选出比较合适的模块，然后并改变需要的形式，拖放到新建的建模窗口，鼠标点击或者画线连接都可以搭建非常可观的结构模型。他的标准库拥有的模块远远大于一百五十多种，可用于搭建和仿真各种不同的、种类变化的动态结构。模块包。括输入信号源子模块、动力学元件子模块、代数函数和非线性函数子模块、数据显示子模块模块等。模块可以被设定为触发端口和使能的端口，能用于模拟大模型结构中存在条件作用的子模型的行为。

(2)可以构建动态结构模型。可动结构的模型可以修改并进行仿真。有限元分析还可以作为一种图形化的、数字的仿真工具，用于对动态结构模型建立和操作改变规律的研究制定。

(3) 模块元件与用户代码的增添和定制。已有模块的图标都可以被用户修改，对话框的重新设定。用户完全可以把自己编写的C代码、FORTRAN代码、Ada代码直接植入模型中，此外模块库和库函数都。是可定制的，扩展以包容用户自定义的结构环节模块。。

(4)设计船舶结构模型的快速、准确。他拥有优秀的积分和微分算法，这样给非线性结构仿真带来了极大的方便，同时也带来了相对较高的计算精度。可以选择比较先进的常微分方程求解器和偏微分方程求解器，还可用于求解力学刚性的和非刚性的结构，还可以求解具有事件触发的逻辑结构，求解或不连续状态变量的结构和具有代数环和参数环的结构。软件的求解器可以确保连续结构或离散结构的仿真高速、准确的进行。

(5)复杂结构可以分层次地表达。根据个人需要，若干子结构可以由各种模块组织。按照自顶向下(从元器件到结构)或自底向上(从实现的每一个细节到整体结构)的方式搭建整个结构模型。这种分级建模能力能够使得代码丰富的、体积庞大的、结构非常复杂的模型可以简便易于行动的构建。结构子模型的层次数量和子子模块的分层次数量完全取决于所搭建的结构，软件本身不会限制到搭建的模型。有限元还提供了模型和子。模块结构浏览的功能。这样更加方便了大型复杂结构结构的操作。

(6) 仿真分析的交互式。该软件显示的示波器可以图形显示和动画的形式显示出来，数据也可以动作的形式显示，What-if分析运行中可调整参数模型进行，监视仿真结果能够在仿真运算进行时。可帮助用户不同的算法可以快速评估，进行参数优化这种交互式的特征。

由于有限元模块是全部融合于有限元，一次在有限元模块下所有的计算的结果都完全可保存到有限元软的工作空间中，因而就能使用有限元所具有的众多分析、可视化及工具箱工具操作数据。

4.船舶在军事上的发展状况

在军事上的应用：在上世纪90年代，以美国为首的国家海军大力发展海军轮船性能优化，整体结构和性能得到优化。于93年提出了水面舰艇先进机械项目计划(提前海洋表面计划ASMP)。

美国的目的是建立一个国家的最先进的舰艇推进系统，能够实现远程作战和抗高撞击的能力。美国海军采用先进的智能设备，同时采用电气控制和机械控制系统。在同一时间满足指定的性能，在分析极限强度上加大了投资，军用船舶的其他方面投资也有显着的减少。随着ASMP计划进一步研究，权力一体化“和”模块化“的方法来研究船舶电力发电、运输、转化、分配。利用共享设置海军的推进装置用电、日常的用电。各种武器装备输电发电和配电系统构成的综合电力系统，美国海军相当重视电力在船舰上的应用。

我国海军在研究这方面也不逊色，国内有先进设计理论和分析方法。对船舶承载能力和撞击能力做过实验分析。

5.总结

本文介绍了船舶结构极限分析的三种不同的方法，并进行了对比分析，最后得出结论：有限元分析方法耗时比较长，但是能够很高的分析和仿真船舶结构极限。

参考文献

[1]祁恩荣，彭兴宁.破损船体非对称弯曲极限强度分析首届船舶与海洋工程结构力学学术讨论会论文集，江西九江：

[2]徐向东，崔维成等.箱型粱极限承载能力试验与理论研究.船舶力学，2000，4(5)：36-43

[3]朱胜昌，陈庆强.大型集装箱船总纵强度计算方法研究.船舶力学，2001，5(2)：34--42

[4]郭昌捷，唐翰岫，周炳焕.受损船体极限强度分析与可靠性评估.中国造船，1998(4)：49—56

我这里有，我正好在写造船史方面的论文，但是挺多的。你具体是哪个方面，或者哪个时期，我挑选以后发给你吧！已经发过去了，请查收！分两个压缩包！

燃料电池相关研究进展论文

立帜汽车制造网随着世界能源危机和环保问题日益突出，汽车工业面临着严峻的挑战。一方面，石油资源短缺，汽车是油耗大户，且目前内燃机的热效率较低，燃料燃烧产生的热能大约只有35%—40%用于实际汽车行驶，节节攀升的汽车保有量加剧了这一矛盾；另一方面，汽车的大量使用加剧了环境污染，城市大气中CO的82%、NOx的48%、HC的58%和微粒的8%来自汽车尾气，此外，汽车排放的大量CO2加剧了温室效应，汽车噪声是环境噪声污染的主要内容之一。我国作为石油进口国和第二大石油消费大国，污染严重，世行认定的20个污染最严重的城市有16个在中国。国内汽车产品水平与国外差距很大，平均油耗高出10%—30%，排放约为15—20倍，汽车工业面临的压力更大。上个世纪末以来世界各国和各大汽车公司以及国内各大科研机构和高等院校纷纷致力于开发清洁节能汽车，新能源汽车获得了长足发展。汽油和柴油是传统内燃机汽车的能源，利用除此以外的能源提供汽动力的汽车均可称为新能源汽车。目前正在开发的新能源包括天然气、液化石油气、醇类、二甲醚、氢、合成燃料、生物气、空气以及电荷燃料电池等。本文介绍新能源汽车技术的发展概况，并对其发展前景提出看法。1 新能源汽车的种类及其特点天然气汽车和液化石油气汽车天然气汽车又被称为“蓝色动力”汽车，主要以压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)、吸附天然气(ANG)为燃料，常见的是压缩天然气汽车(CNGV)。液化石油气汽车(LPGV)是以液化石油气(LPG)为燃料。CNG和LPG是理想的点燃式发动机燃料，燃气成分单一、纯度高，与空气混合均匀，燃烧完全，CO和微粒的排放量较低，燃烧温度低因而NOx排放较少，稀燃特性优越，低温起动及低温运转性能好。其缺点是储运性能比液体燃料差、发动机的容积效率较低、着火延迟期较长。这两类汽车多采用双燃料系统，即一个汽油或柴油燃料系统和一个压缩天然气或液化石油气系统，汽车可由其中任意一个系统驱动，并能容易地由一个系统过渡到另一个系统。康明斯与美国能源部正合作开发名为“先进往复式发动机系统(ARES)”的新一代天然气发动机，根据开发目标，该发动机热效率达50%(热电联产时达到80%以上)，NOx排放量低于／km，制造成本为400450美元／kW，维护费用低于美元／kwh，在满足这些目标的同时，发动机具有较高的可靠性。醇类汽车醇类汽车就是以甲醇、乙醇等醇类物质为燃料的汽车，使用比较广泛的是乙醇，乙醇来源广泛，制取技术成熟，最新的一种利用纤维素原料生产乙醇的技术其可利用的原料几乎包括了所有的农林废弃物、城市生活有机垃圾和工业有机废弃物。目前醇类汽车多使用乙醇与汽油或柴油以任意比例掺和的灵活燃料驱动，既不需要改造发动机，又起到良好的节能、降污效果，但这种掺和燃料要获得与汽油或柴油相当的功率，必须加大燃油喷射量，当掺醇率大于15%—20%时，应改变发动机的压缩比和点火提前角。乙醇燃料理论空燃比低，对发动机进气系统要求不高，自燃性能差，辛烷值高，有较高的抗爆性，挥发性好，混合气分布均匀，热效率较高，汽车尾气污染可减少30%以上。这种汽车最早由福特公司在20世纪80年代中期开发，到2003年底，美国有230多万辆乙醇汽车，其中多数是道奇和克莱斯勒厢式车——2003年已卖出233466辆。氢燃料汽车氢是清洁燃料，采用氢气作燃料，只需略加改动常规火花塞点火式发动机，其燃烧效率比汽油高，混合气可以较大程度地变稀，所需点火能量小，有利于节约燃料。氢气也可以加入其它燃料(如CNG)中，用于提高效率和减少N02排放。氢的质量能量密度是各种燃料中最高的一种，但体积能量密度最低，其最大的使用障碍是储存和安全问题。宝马公司一直致力于氢气发动机研制，开发了多款氢发动机汽车，其装有V12氢发动机的7系列轿车是世界上首批量产的氢发动机，该发动机可使用氢气和汽油两种燃料。二甲醚汽车二甲醚(DME)是一种无色无味的气体，具有优良的燃烧性能，清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少，稍加压即为液体，非常适合作为压燃式发动机的代用能源，使用该燃料的车辆可达到美国加州的超低排放标准。日本NKK公司成功地开发出用劣质煤生产二甲醚的设备，并且和住友金属工业公司于1998年完成了用二甲醚作为汽车燃料的试验，二甲醚汽车(DMEV)不会排放黑色气体污染环境，产生的NOX比柴油少20%。气动汽车以压缩空气、液态空气、液氮等为介质，通过吸热膨胀做功供给驱动能量的汽车称为气动汽车，气动发动机不发生燃烧或其他化学反应，排放的是无污染物辐射的空气或氮气，真正实现了零污染。目前开发比较成功的是压缩空气动力汽车(APV)，工作原理类似于传统内燃机汽车，只不过驱动活塞连杆机构的能量来源于高压空气。APV介质来源方便、清洁，社会基础设施建设费用不高，较容易建造。无燃料燃烧过程，对发动机材料要求低，结构简单，可借鉴现有内燃机技术因而研发周期短，设计和制造容易。但目前APV能量密度和能量转换率还不够高，续驶里程短。1991年法国工程师Guy Negre获得了压缩空气动力发动机的专利，并加盟MDI公司，2000年MDI公司推出的名为“进化”(evolution)的APV，质量仅700kg，其发动机质量仅为35kg，速度可达120km／h，一次充满压缩空气可行驶200km，充气费用仅为美元，在城市中约可行驶10h，在压缩空气站充气2min就可完成，用气泵充气3h可完成。电动汽车世界上第一辆电动车(EV)由美国人在19世纪90年代制造。EV大致分为蓄电池电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)和混合动力电动汽车(HEV)。电动汽车的一个共同特点是汽车完全或部分由电力通过电机驱动，能够实现低排放和零排放。蓄电池电动汽车是最早出现的电动汽车。使用铅酸电池的汽车整车动力性、续驶里程与传统内燃机汽车有较大的差距，而使用高性能镍氢电池或者锂电池又会使成本大大增加。而JtBEV都需有一定充电时间及相应的充电设备，使用场合受到了限制。燃料电池具有近65%的能量利用率，能够实现零排放、低噪声，国外最新开发的高性能燃料电池已经能够实现几乎与传统内燃机汽车相当的动力性能，发展前景很好，但成本却是制约其产业化的瓶颈。在加拿大进行的示范试验表明，使用燃料电他的公共汽车制造成本为120万加元，而使用柴油机的公共汽车仅为万加元。混合动力汽车融合了传统内燃机汽车和电动汽车的优点，同时克服了两者的缺点，近年来获得了飞速发展，并已经实现了产业化和商业化，PRIUS和INSIGHT两款混合动力汽车的成功向人们展现了混合动力技术的魅力和巨大的市场潜力。以植物油为燃料的汽车为了寻找可代替石油的新能源，科学家也将目光投向了植物油，正在研制以植物油如大豆油、玉米油及向日葵油为原料的内燃机油。科学家们还在研究生物柴油，这是一种以植物油为原料的燃料，将来可作为柴油的替代品大量用于卡车和轮船。生物柴油中不含硫，因此不会对环境造成酸雨威胁。为生产生物柴油，化学家们正在对植物油进行酯化加工，使之变成甲基酯化合物，燃烧起来更干净，发动机内残留物也较少。2 我国新能源汽车的发展概况我国天然气资源丰富，分布广泛，海南、北京、上海、重庆等省市被列为国家燃气汽车重点示范城市，各地均在燃油汽车基础上研制开发改装了压缩天然气汽车和液化石油气汽车，主要用于出租车、公交客车、大型车辆和工程设施等。一汽—大众公司开发了捷达LPG，上海交大研制成LPG轿车并和申沃客车联合开发成功改装型LPG城市bus，北京开发了CNG城市bus。山西是产煤大省，甲醇汽车项目已进行多年，目前已达到商业运行阶段，所用甲醇汽车采用灵活燃料系统，既可用甲醇，也可用汽油，将乙醇当作有氧燃料使用，现在在河北和黑龙江等地推广。同时国家制定了乙醇汽油燃料相关标准。我国云岗汽车公司大同汽车制造厂开发了甲醇中巴车。我国煤炭资源丰富，政府支持以煤炭为原料制造车用燃料项目。煤直接液化和间接液化制取车用燃料的项目正在积极进行。“十五”期间在云南和陕西建立了煤直接液化示范厂，以煤为原料合成石油或二甲醚等车用燃料。西安交通大学与中国科学院煤化工研究所经过5年协同攻关，于2000年研制出了“超低排放二甲醚汽车”，通过在TYll00单缸柴油机及装备有大连柴油机厂生产的CA498柴油机的面包车上燃用二甲醚的试验，发现发动机的功率可提高10%-15%，热效率提高2—3个百分点，噪声降低10%-15%。我国从事燃料电池研究的单位有20余家，质子交换膜(PEM)燃料电池技术已取得较大进展，但与国外还有不小差距，例如，国外将功率50—80kW的PEM燃料电池用于轿车，而我国最大的PEM燃料电池单堆功率为5kW，离轿车使用相距甚远。我国的金属燃料电池技术已经达到世界先进水平。我国的镍氢电池和锂电池技术水平也已经达到国际先进水平，比亚迪在2005年上海车展展出的E1电动车已经具备了很好的整车动力性能。目前国内对压缩空气动力汽车的研究报道最多的是浙江大学，他们已经开发出压缩空气动力摩托车研究平台，探索出不少有益的结论，正在进一步深入研究，此外重庆大学和同济大学也做过一些探索性研究。应当说APV在国内的发展才刚刚起步。3 代用燃料汽车的发展前景在各种汽车代用燃料中，LPG和CNG最方便投入使用，而且目前已经具有好的配套基础设施。在排放和经济性能要求较高而动力性能要求一般的公共交通领域具有很好的应用前景，美国近年来新型公交客车中天然气汽车就占据了较大比例。在中国这样的农业大国特别是一些农业大省，乙醇资源丰富，乙醇汽车有良好的应用前景。二甲醚等合成燃料具有很好的排放特性，也将具有很好的应用前景，特别是作为代用柴油应用于混合动力汽车。混合动力汽车毫无疑问是下一代汽车动力系统的主要形式。蓄电池电动汽车的使用性能不如混合动力汽车和燃料电池汽车，且成本高。氢燃料发动机的能量利用率不如氢氧燃料电池。因而蓄电池电动汽车和氢发动机汽车的发展前景不是十分乐观。当然随着太阳能电池技术的发展和突破，也许纯电动汽车能迎来一个不错的发展局面。压缩空气动力汽车虽然实现了零污染，但其整车性能与传统汽车相差太远，只能在较小的范围内应用于特定场合。燃料电池是目前技术条件下能量利用率最高的车用能源。燃料电池的比能量可达200—350Wh／kg，为锂离子电池的2—3倍；能量转换效率高达60%～80%，是汽油机或柴油机的～2倍，能实现超低污染甚至零污染，而且燃料电池使用的氢能源是可再生的。目前以甲醇燃料电池技术最为成熟。国外各大石油公司和汽车均在致力于燃料电池汽车的研发以抢占在未来汽车发展中的滩头。戴姆勒—奔驰汽车公司从1993年到2000年先后推出了NecarI—NecarⅣ和Nebas等系列FCEV，2001年5月Necar4在美国试车，功率55kW，最高车速145km／h，装载行程450km，最新推出的Necar V-FCEV采用甲醇燃料电池。1997年Ballard动力公司和福特汽车公司组建了Xcellsis公司开发燃料电池轿车，美国AR—CO、壳牌、德士古等石油公司和加州CARB先后加盟，组成世界上最强大的燃料电池车开发联盟。日本电力中央研究所正在开发一种全面使用耐热陶瓷的燃料电池，电池在发电效率非常高的1000℃的高温下工作，电解质的输出功率达到1W／cm2，相当于传统燃料电池的5倍。EvomR公司致力于开发铝和锌燃料电池，已具有相当水平。总之对代用燃料的综合评价应考虑以下因素：燃料成本；车辆成本；对进口石油的依赖程度；有效能源利用率；温室效应；排放污染；生产、储运、分销、加注设施；装载行驶里程和加注时间；安全性。基于这些因素，目前最容易投入使用的代用燃料是CNG和LPG。电、甲醇和乙醇的综合评价指数都低于汽油。可以预计LPG和CNG以及乙醇的市场份额将会不断增加。二甲醚和合成柴油在十年后其市场份额会快速稳定增长。混合动力汽车会进一步发展，迅速增加市场份额。而燃料电池汽车会在20年之后开始实现产业化逐渐增加市场份额。传统汽油机汽车的市场份额会在20年之后开始出现明显的下降，但柴油车会在重型车辆领域继续保持很高的市场份额。4 结束语在未来的20年内，汽油和柴油仍是汽车主要的能量来源，但汽油和柴油的质量要求越来越高，发动机技术将快速发展以提高能量利用率。代用燃料会得到迅速运用，天然气汽车和乙醇汽车会率先大规模投入使用，二甲醚和合成燃料会逐步扩大应用。混合动力系统会得到快速发展和应用，混合动力汽车将至少在30年内都是汽车工业最切实可行的解决能源问题和污染问题的途径。因此应当整合资源加速混合动力汽车的开发，抢占汽车技术发展的新高地。燃料电池是最有前途的车用能量，也是未来汽车的主要能量源，国内石油工业应该与汽车工业联手开发先进的燃料电池技术，抢占未来先进汽车技术的前沿阵地!

作者: Raymond George Klaus Hassmann【摘要】燃料电池具有非同寻常的性能：电效率可达60％以上，而且可以在带着部分负荷运行的情况下进行维修，除了有低比率碳氧化物排放外几乎没有任何有害的排放物。文章介绍按温度划分的4种主要燃料电池(PEMFC、PAFC、MCFC和SOFC)的性能，重点介绍高温固体氧化物燃料电池(SOFC)的应用及其发展前景。 With demonstration projects fuel cells are Well uder way toward penetrating the power market,covering a wide range of application．This paper introduces the main four types of fuel cells which are PEMFC,PAFC，MCFC and SOFC．Then it puts the emphasis on SOFC and its application market．燃料电池是通过由电解液分隔开的2个电极中间的燃料(如天然气、甲醇或纯净氢气)的化学反应直接产生出电能。与汽轮发电机生产的电能相比，燃料电池具有非同寻常的特性：它的电效率可达60％以上，可以在带部分负荷运行的情况下进行维修，而且除了排放低比率碳氧化物外，几乎没有任何其他的有害排放物。1 燃料电池的分类目前研制的燃料电池技术在运行温度上有不同的类型，从比室温略高直到高达1000℃的范围。大多数工业集团公司的注意力集中在以下4种主要类型上：(1)运行温度在60-80℃之间的聚合物电解液隔膜型燃料电池(PEMFC)；(2)运行温度在160-220℃之间的磷酸类燃料电池(PAFC)；(3)运行温度在620-660℃之间的熔融碳酸盐类燃料电池(MCFC)；(4)运行温度在880-1000℃之间的固体氧化物燃料电池(SOFC)。可以将这些类型的燃料电池划分为低温型(100℃及以下)、中温型(约200℃左右)及高温型(600-l000℃)燃料电池。表1简要地列出了各种类型燃料电池的性能。中温型和高温型燃料电池适于用在静止式装置上，而低温型燃料电池对于静止装置和移动式装置都适用。实用装置的功率容量差别也很大，可以给笔记本电脑及移动电话供电(数以W计)，也可以给居民住宅(数kW)或是分散的电热设备和动力设备(数百KW到数MW)供电。最适于用来驱动汽车的是低温型燃料电池。根据使用期限成本进行的经济性比较结果表明，就发电成本而言，SOFC型燃料电池要PEM型低30％。这个结果是根据SOFC型燃料电池的电效率比PEM型的高，这2种燃料电池最终都可以达到l000美元／KW的投资成本这一假设条件而推导出来的。 2 高温燃科电池高温型燃料电池具有许多适于在静止式装置上使用的特性。但是在高温型燃料电池产生出电能之前需要较长的加热过程，因而这种技术不能应用于要求在短时间内频繁起动的各种实用装置。此外，高温型燃料电池还具有以下特点： (1)不需要使用贵金属来催化电化学反应。一般情况下使用陶瓷材料。 (2)对CO完全没有限制。CO参加到电化学反应过程并像H2一样被氧化。 (3)对燃料表现出高度灵活性。可以给这类燃料电池发电设备供应天然气，天然气在设备内部被转换成H2和CO。这意味着无需任何外部燃料，从而大大简化了发电设备的平衡问题。 (4)高温可以将燃气轮机连接到该系统上，在这种情况下，燃料电池发电设备是在300kPa压力下运行，并在不考虑燃气轮机输出的情况下将燃料电池的功率密度提高约20％，因此使总的电效率提高10％，可成倍地降低使用期限成本。 (5)较高的运行温度也为排热提供了更多的灵活性。在电效率达60％或更高水平的联合循环系统中可限制废热排放，而在单循环下则会排放出更多的热量。 MCFC和SOFC是这类高温型燃料电池的2种技术。它们使用的材料不同。MCFC是在一只陶瓷容器中放入液态的金属碳酸盐作为电解液，如果没有采取防止电极老化的措施，燃料电他的使用寿命会受到影响。在MCFC中电化学反应是由CO3离子引发的。MCFC采用的是颊型电池，和SOFC型的管形设计方案相比，这种颊型电他的功率密度要稍微高一些。这在成本上要比SOFC型装置优越。但在另一方面，由于SOFC所用的陶瓷材料非常稳定，可以用在950-1000℃范围内，所以SOFC装置在抗老化性能上更具优越性。到目前为止，所有的长期电池试验和正在运行的试验性机组都表明SOFC型装置的使用寿命可以达到70 000-80 000h，是MCFC型的2倍。 MCFC和SOFC 2种技术在进行100-250kW功率范围的单循环现场试验中，成本都有大幅度的下降。目前在MCFC开发上占有主导地位的是美国的Fuel Cell Energy公司及其在德国的授权单位MTU，日本的Ishikawajima-Harima重工(IHI)和三菱公司等。而Siemens Westinghouse在SOFC开发上处于领先水平。3 中温型燃料电池目前磷酸类燃料电池(PAFC)是具有最先进技术的燃料电池。80年代，IFC(国际燃料电池公司)决定对其前期商业化生产线进行投资，制造和销售200kW的PAFC装置，并将其投入市场。东芝公司在80年代末就已经努力使PAFC技术进入商用市场。从此，PAFC技术就一直在静止燃料电池的市场中占据着显赫的位置。迄今为止，全球已经安装了150多套PAFC燃料电池装置。研究表明，这种燃料电池未能实现市场商业化的原因大致有以下几方面： (1)电效率最高为40％，超过维修期限后会降到35％甚至更低水平。通常情况下设备的使用期限不超过20 000运行h。 (2)有些试验性的设备(如东芝公司管理的1套11MW设备未能达到顶期的性能水平。 (3)美国和日本政府大幅度削缩用于PAFC技术研究和开发的投资。 (4)从迄今积累的经验及在改善设计参数和降低产品成本方面的潜力来看，让PAFC技术成功地跻身于当今的市场中的可能性是极低的。4 SOFC在配电市场方面的潜力 Siemens Westinghouse公司根据对市场的分析，决定采取必要的措施加快SOFC技术进入市场的步伐。预计在2003-2004年提供第l批产品，进入商业性生产前的试验阶段，装置容量从目前的2MW扩大到15MW。北美和欧洲被认为是SOFC燃料电池技术最有希望的市场。Hagler Bailly公司和西门子公司对功率范围为250 kW-l MW的市场进行了调查，结果表明到2005年SOFC燃料电池的市场容量为每年10000MW。北美和欧洲几乎各占50％。考虑到北美洲用户的结构和他们的需求，在北美洲各类小型发电机组的总容量在2010年可能达到每年约1000MW，其中600MW可能是燃料电池发电装置。在各种类型的燃料电池中，SOFC的市场份额约占40％，到2010年在北美洲SOFC的全年销售额将达到亿美元。在竞争日益激烈的配电市场中的另一个获胜者是微型燃气轮机，主要是作为备用电源或辅助电源。由于SOFC和微型燃气轮机的特性适于不同的应用场所，SOFC效率高但投资成本也高，而微型燃气轮机成本低但效率也低，因而这2种技术不会产生市场上竞争。而往复式发动机会逐渐失去其在市场中的份额。欧洲电网要比北美洲电网强大得多，欧洲电网强化了集中的大型发电厂的作用。因此在北美洲经常出现的分散式电热设备和动力装置的供电质量和供电可靠性问题在欧洲是不突出的。但另一方面，在欧洲对能量储存更为敏感。此外，一些国家政府将颁布新的规程和法律及新的能源价格，预计欧洲各国之间市场份额会有重大差异。在有些情况下这个过程会给SOFC用于配电装置起到一定的促进作用。此外，欧洲的自由化近程落后于北美洲。因此，市场预测结果会有很大程度的不确定性。5 SOFC技术应用的扩展使用天然气作为燃料的SOFC是车载式装置，其扩展应用可有以下几种形式：(1)家庭应用：新一代燃料电池将是扁平管型的，其功率密度是目前所用圆柱型燃料电池技术的2倍，因而将制造出5kW的燃料电池装置。这种设计方案是可行的，在配电市场中可以替代圆柱型燃料电池。(2)l0MW以上的系统装置：很显然，只要SOFC技术占有了功率范围在250-10MW的市场，那么下一步最必然的是要争取占有l0MW以上更大规模发电设备的市场。通过把更多SOFC链接起来便能实现这个目标，也满足了高效率低成本的要求。20MW级规模燃料电池的电效率已经接近甚至超过70％。(3)用液态燃料运行：使用天然气作为燃料将SOFC的应用局限在靠近天然气供气网的区域内，从而使这项新技术的应用受到限制。因此存在着让SOFC使用液态燃料的迫切要求。因此，应与大型石油公司合作进行该课题的研究开发，选择一种适宜的液体燃料并设计出最适于使用这种新燃料的SOFC发电装置，以便为边远的用户服务。 (4)C02的分离：Shell公司和 Siemens Westinghouse公司正在共同研制一种能将CO2从完全反应后的燃料中分离的SOFC设飞方案。例如，当把其装在用于回收油的平台上时，可以把CO2用泵压到地下储层中，这不但可省去CO2的排放税，还可提高原油的产出量。 (5)综合性应用：CO2分离装置可能是点火的火花装置，它使得SOFC在一种封闭且可再生的能量循环中成为关键性部件。经过-段时间，SOFC能产生出热量和电力，例如用于大型暖房的设施中，SOFC装置产生的C02可用来加快植物的生长。而任何一种农作物收获后的剩余有机物都可以转化为气体供给SOFC作燃料。

燃料电池是很有发展前途的新的动力电源,般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料,作为负极,用空气中的氧作为正极和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在入的,因而电池容量取决于贮存的活性物质的量;而燃料电池的活性物质(燃料和氧化剂)是在反应的同时源源不断地输入的,因此,这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不用充电等优点,但由于成本高,系统比较复杂,仅限于一些特殊用途,如飞船、潜艇、军事、电视中转站、灯塔和浮标等方面。

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