农垦北安局农业生态经济系统能值分析及可持续发展对策

文章运用能值理论分析方法,对黑龙江省农垦北安局2001年-2008年农业生态经济系统发展现状进行研究分析。研究结果表明,系统能值投入和产出呈逐年增长的趋势,能值自给率、人口承载力和净能值产出率呈下降趋势,能值投资率、人均能值使用量和能值密度呈增加态势,环境压力逐年增加。根据能值指标分析结果和经济发展现状,提出农业生态系统可持续发展对策。     

微生物-光-电化学耦合技术降解污染物和回收能源的研究进展

微生物电化学技术能同时实现污染物去除和能量回收,但存在污染物去除种类有限及产能效率低的局限,近几年将可再生的太阳能引入微生物电化学技术的微生物-光-电化学耦合技术应运而生。本文简要介绍了微生物-光-电化学耦合技术的发展背景和研究现状,对该技术现有的耦合形式进行分类,并对各种形式的耦合机理进行详细的阐释,最后对其未来的发展进行了展望。     

Comparative study on performances of a heat-pipe PV/T system and a heat-pipe solar water heating system

The heat-pipe solar water heating (HP-SWH) system and the heat-pipe photovoltaic/thermal (HP-PV/T) system are two practical solar systems, both of which use heat pipes to transfer heat. By selecting appropriate working fluid of the heat-pipes, these systems can be used in the cold region without being frozen. However, performances of these two solar systems are different because the HP-PV/T system can simultaneously provide electricity and heat, whereas the HP-SWH system provides heat only. In order to understand these two systems, this work presents a mathematical model for each system to study their one-day and annual performances. One-day simulation results showed that the HP-SWH system obtained more thermal energy and total energy than the HP-PV/T system while the HP-PV/T system achieved higher exergy efficiency than the HP-SWH system. Annual simulation results indicated that the HP-SWH system can heat the water to the available temperature (45°C) solely by solar energy for more than 121 days per year in typical climate regions of China, Hong Kong, Lhasa, and Beijing, while the HP-PV/T system can only work for not more than 102 days. The HP-PV/T system, however, can provide an additional electricity output of 73.019 kWh/m², 129.472 kWh/m², and 90.309 kWh/m² per unit collector area in the three regions, respectively.     

Modeling urban solar energy with high spatiotemporal resolution: A case study in Toronto,Canada

This research presents a method to determine the maximum potential for the capturing of solar radiation on the rooftop of buildings in an urban environment. This involves the modeling of solar energy potential and comparison to historical building energy demand profiles through the use of 3-D solar simulation software tools and geographic information systems (GIS). The objective is to accurately identify the amount of surface area that is suitable for solar photovoltaic (PV) installations and to estimate the hourly PV electricity generation potential of existing building rooftops in an urban environment. This study demonstrates a viable approach for modeling urban solar energy and offers valuable information for electricity distributors, policy makers, and urban energy planners to facilitate the substantial design of a green built environment. The developed methodology is comprised of three main sections: (1) determination of suitable rooftop area, (2) determination of the amount of incident solar radiation available per rooftop, and (3) estimation of hourly solar PV electricity generation potential. A case study was performed using this method for Ryerson University, located in Toronto, Canada. It was found that solar PV could supply up to 19% of the study area’s electricity demands during peak consumption hours. The potential benefits of solar PV was also estimated based upon hourly greenhouse gas emission intensity factors as well as Time-of-Use (TOU) savings through the Ontario Feed-in-Tariff (FIT) program, which allows for better representation of the positive impacts of solar technologies.     

太阳热反射涂料的研制

根据涂料反射太阳热的原理,以丙烯酸树脂为基料,以金红石型钛白粉、云母粉及空心玻璃微珠为原料,制备了隔热性能和耐候性能均良好的太阳热反射隔热涂料,并研究了颜料、填料种类、粒径、涂层厚度对涂料隔热性能的影响。     

我国开发太阳能的紧迫性与可行性对策研究

太阳能是一种具有无限性、无偿性、清洁性特征的自然能源,开发太阳能对缓解我国资源短缺、保护生态环境、促进生产力的可持续发展具有重要战略意义.分析了我国开发太阳能的紧迫性和可行性,探讨了我国太阳能开发的制约因素,提出了建设性的对策.     

西北干旱地区农宅雨水转化为可饮水技术

雨水集流工程对于解决干旱地区人民生活用水问题起着重要作用,甘肃省兰州市榆中县北山地区处于严重缺水的地区,人畜的饮用水为雨水、雪水直接沉淀后的水窖水。经过对北山饮用水进行水质检测,发现水中浊度、锰含量、微生物数量均超过《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的规定值。通过对传统滤池进行改造并结合阳光消毒研制出了一种新型水处理器——阳光消毒-生物砂滤池(SBF)家庭水处理设备,通过生物砂滤池中微生物对雨水中污染物的氧化分解及河砂的过滤使水浊度及锰得到有效地去除,日光高温灭活和光氧化降解综合作用杀灭水中致病微生物。用SBF家庭水处理设备对雨水进行处理,水中浊度、锰含量、微生物数量均达到标准的规定值。     

“地球工程”作为减缓气候变化手段的几个关键问题

减缓气候变化可以在大的地理尺度上以工程技术手段来实施。地球工程包括所有能源生产和消费以外的、不涉及工业生产过程管理的,在较大的地球尺度或规模上,去除大气中的CO2或直接控制太阳辐射而降温的各种人为的工程技术手段,主要包括三大类:绿色生物技术手段、碳捕获与埋存技术和太阳光辐射额度控制管理技术。这一类地球工程手段有着一系列经济、技术、环境、伦理、安全和不确定性含义。本文就近年来国际上关于地球工程作为减缓气候变化可能技术选择的几个关键问题开展了分析和讨论,涉及概念界定、技术特点、可能影响、治理构架等。作者认为,对于直接作用于碳的地球工程手段,如绿色生物技术手段和碳捕获与埋存技术,风险小、可操控;太阳光辐管理技术,通过人为排放到大气的SO2和气溶胶等的降温效应,来控制地球气温的上升,尽管使用的经济成本可能不高,具有实际操作可能,但其巨大的不确定性和可能的安全含义,需要引起足够的重视。从伦理上看,当代人是否有权来开展太阳光辐管理技术这类具有巨大科学不确定性的地球工程存在争议,在科学不确定的情况下采取任何行动,就失去了伦理学基础。从法律上看,人工干预太阳辐射,即使是科学实验或研究,由于其影响超出了国界,超出了当代人,也超出了人类社会,如果有人采取行动,也存在法律依据上的质疑。人工干预太阳辐射的研究和实施,需要一个国际治理构架。为了防止其他国家单独行动,需要"相互约束"的治理构架——"自我约束"以换取他国同意"自我约束"。鉴于气候变化和光辐管理在科学上的不确定性,目前不宜实施,短期内也不会提上议事日程。太阳光辐管理技术影响的复杂性和气候变化风险的迫切性,需要我们加大科学研究力度,为科学决策提供依据。中国作为一个新兴经济体,世界第一大CO2排放国,地域空间气候条件存在巨大差异性。从减排成本的角度,从气候影响的空间差异性,开展地球工程的科学研究,有着科学、政策和国际气候外交的积极意义。但是,相关的科学研究需要国际制度构架。由于气候变化框架公约及其谈判尚未涉及,需要开展系统科学、技术、经济、法律和国家安全等方面的相关研究,提高科学认知度,为国际谈判和政策选择提供决策依据。     

沼气农业复合生态系统能值分析

以沼气为纽带的农业综合利用系统对农村和偏远地区可持续发展具有重要意义。本文基于能值流图和指标体系,构建了沼气农业复合生态系统的综合评价框架,并以国家沼气农业示范区广西恭城县为案例,分析养殖-沼气-种植"三位一体"典型沼气农业复合系统的能值投入产出量及其结构,利用能值系统结构功能指标对该系统进行经济生态多元分析,评估其投资率、产出率、环境压力以及可持续性等系统综合表现,并与国内外其他农业系统进行比较分析。系统投入结果表明,恭城县沼气农业复合系统总投入中人类经济反馈在系统中所占比例最大,可更新环境资源次之,其中又以肥料、农药和劳工与管理的投入最大;系统产出表明,目前仍以种植业和养殖业为主导,水产业相对薄弱,而新兴的沼气产业因其低耗高产的特点,发展势头良好;而能值系统结构功能指标表明该农业系统整体具有环境负荷低、产出效率高、可持续性强等优势。依照能值分析各项结果,本文对沼气农业系统优化配置和进一步推广应用提出了参考建议。     

基于能值分析的滨海湿地生态系统服务价值定量化研究进展

在滨海湿地生态系统服务价值评价中,能值方法克服了传统经济学方法的一些不足,对评价沿海地区发展的可持续性具有重要意义,并成为近十年来环境经济学和生态经济学研究的热点问题。综合国内外滨海湿地生态系统服务价值能值评价的研究进展,就滨海湿地生态系统的供给、调节、文化和支持服务价值的能值估算方法进行了分析。在此基础上,指出了目前该方法应用于滨海湿地生态系统服务价值评价主要存在能值转换率的选用不一致、生态系统服务价值的能值估算方法需要完善、能值分析所应用的滨海湿地类型较少、缺少对人类活动引起的生态系统服务能值变化的评价及检验评价结论正确性的标准等不足,并提出了进一步的研究方向。