节能的技术「绿色节能技术是什么」

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节约能源，从根本上说，就是减少能源的消耗和提高能源的利用率,因此凡是能做到这两点的方法和技术,都能称为节能技术。比如,正在研究中的磁流体发电技术就是节能技术,因为它的燃料热利用效率可以达到 50%~60%,远远高于现在的火力发电效率,而且它可以燃烧劣质燃料,污染也小,但目前因为有些关键材料没有解决,至今仍然只是一种实验室的技术,无法实现工业化。如能研究出满足磁流体发电要求的材料(耐高温、抗腐蚀的高强度材料),那么,能源利用率将大大提高,这样的材料就当之无愧地成为节能材料,所以在节能技术中,一个重要方面就是研究和采用节能材料。

再举个简单例子,现在大家都知道太阳能是一种取之不尽的洁净能源,但由于很长时间没有发展出高效率、长寿命和价格低的光电转换材料,使太阳能在能源中占的比例一直不高,如果能研究出像砷化镓一样光电转换效率能达到25%,而价格又低的太阳电池材料,那就会大大提高太阳能的利用率,这样的材料也是当之无愧的节能材料。

又如,现在大多数变压器都是采用硅钢片做铁芯,由于它在电流交变中会产生涡流损失,因此这一部分电力还没有派上用场就白白地损失了;这种损失叫无功损失。另外,当电流从一地远距离输送到另一地时,由于导线中有电阻,使一部分电能变成为热能,它们白白地散发到空气中,也是无功损失。

现在有一些新材料,能避免这种无用的损失。比如,1967年,美国加利福尼亚大学的波尔·杜维茨教授研究出一种非晶态金属。这种金属是从熔化状态以每秒10℃~100万℃的速度冷却后得到的,由于冷却速度特快,就使液体状态下原子的无次序排列保留了下来,形成玻璃那种非晶体一样的金属,因此叫玻璃金属或非晶态金属。它的特点是用作变压器铁芯时,无功损失特小,只有普通硅钢片的 25%。因此大大节约了能源。

从80年代开始,美国一家钢铁公司首先生产一种非晶态铁基合金。美国电力公司立即用这些非晶体材料生产了几万台新型变压器,投入各地进行试用,证明不仅能够节省能源,而且能在不影响性能的条件下,可大大降低变压器的重量。比如,用铁基非晶材料制作400赫兹、3千伏安的电源变压器,使变压器的体积减少了17%,重量减轻了46%,无功损失(也叫铁损)降低了68%~87%，激磁电流降低80%~86%，并使变压器因无功热损失造成的温度升高降低50%~60%，能源利用率高达98.5%。用铁基非晶材料制作 8000赫芝、500千伏安的中频变压器,铁芯由原来的45公斤降低到10公斤。

日本也非常重视使用非晶态材料来节约能源。据日本的能源专家称，目前日本各地使用的变压器,大部分仍然使用硅钢片铁芯,每年造成的无功损失达36亿千瓦小时。

如果将硅钢片换成非晶态铁芯,可以使无功损失减少到10亿千瓦小时，由此节省的电力完全可以满足100 万户的家庭用电。超导材料也属节能材料,因为它没有电阻,用它输送电流,不会有因电阻而产生的热损失。用超导材料制作的电机可以使尺寸变得很小,例如,一台普通大型电机需要用15~20吨铜丝绕成线圈,而如果用超导材料制作线圈,只要几百克就足够了,而发出的电力却一样。因此,超导材料是最好的节能材料。

现在许多国家,如美国、日本、英国、德国和中国,都在研究和制造陶瓷发动机,因为金属制作的发动机的工作温度不高,还需要冷却系统,无形中增加了发动机的重量,而陶瓷制作的发动机,工作温度高,还不需要冷却系统,因此发动机的重量大大降低，仅此一点就能节省油耗8.5%。因此,这种能制作发动机的材料也是典型的节能材料。

日本从1988年起开始研究功率为300千瓦的热电陶瓷燃气轮机,目标是使能源的热利用效率达到40%以上,这种涡轮机的入口温度可达到1350℃。现在一些汽车用发动机的零件如涡轮增压器叶片已经采用了陶瓷制品。但是全陶瓷发动机的普遍采用可能至少要到21世纪初,因为要保证产品质量、解决大批生产的加工方法和解决陶瓷材料的无损检验等问题，还需要一定的时间。

全陶瓷燃气轮机与普通柴油内燃机比,效率可提高10%，热效率可达40%~50%，排出的氮氧化物也可减少到三分之一,可见陶瓷材料在节能上的显著效果。