上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称：生物技术与人类课程号：BI906 班级号：F1302010 姓名：何铮学号：5130209265专业：机械与动力工程学院新能源科学与工程 课程小论文 题目编号 20 得分 序号 选题 1 生物技术的由来与发展 2 基因工程与农业革命 3 “黄金水稻”所引发的故事 4 “绿色革命”与农业基因工程 5 转基因食品安全吗？ 6 舌尖上的生物技术 7 功能食品与生物技术 8 新能源的希望生物柴油 9 化解能源危机的微生物 10 “白色革命”与生物技术 11 改变环境的基因科学 12 “红色革命”与基因工程 13 非典型战争一生物战与基因武器 14 抗生素与耐药菌 15 转基因的影响 16 基因的伦理 17 试管婴儿的是与非 18 转基因与生物多样性 19 人类基因与专利 20 自选题目（限在粮食或视频、能源或人类健康领域）
上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称： 生物技术与人类 课程号： BI906 班级号： F1302010 姓名： 何铮 学号： 5130209265 专业：机械与动力工程学院新能源科学与工程 课程小论文 题目编号 20 得分 序号 选题 1 生物技术的由来与发展 2 基因工程与农业革命 3 “黄金水稻”所引发的故事 4 “绿色革命”与农业基因工程 5 转基因食品安全吗？ 6 舌尖上的生物技术 7 功能食品与生物技术 8 新能源的希望-生物柴油 9 化解能源危机的微生物 10 “白色革命”与生物技术 11 改变环境的基因科学 12 “红色革命”与基因工程 13 非典型战争—生物战与基因武器 14 抗生素与耐药菌 15 转基因的影响 16 基因的伦理 17 试管婴儿的是与非 18 转基因与生物多样性 19 人类基因与专利 20 自选题目（限在粮食或视频、能源或人类健康领域）
新能源时代的宠儿一一风能 何铮 (上海交通大学机械与动力工程学院邮编：200240) 摘要：进入新世纪以来，对于环境保护问题以及传统化石能源的储量不断减少等 问题的关注度越来越高，促使着一个新的能源革命的到来，在此全新的能源利用 背景之下，风能凭其无污染，分布广，储量丰富的特点得到广泛关注，发展迅速。 本文就风能的基本特点及我国的风能发展进行阐述。 关键词：风能新能源时代基本特点发展 The Darling of New Energy Era,Wind Energy He Zheng (School of Mechanical Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China) Abstract:Since the new century,attention on environmental protection and dwindling reserves of traditional fossil energy has been paid much more than before,which leads to a new energy revolution.Under the new background of energy,wind energy has been widely concerned and developed rapidly with its non pollution,wide distribution and abundant reserves.This paper introduces the basic characteristics and development of wind energy in China. Keywords:wind energy,new energy era,basic characteristics,development 0引言 风能是取之不尽、用之不竭、洁净无污染的可再生能源。可再生能源包括风能、太阳能、 水能、生物质能、地热能、海洋能等。风能是可再生能源领域中较为早期被发现并投入使用 的能源，也是技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。发展风力 发电对于调整能源结构、减轻环境污染、解决能源危机等方面有着非常重要的意义
新能源时代的宠儿——风能 何铮 （上海交通大学机械与动力工程学院 邮编：200240） 摘要：进入新世纪以来，对于环境保护问题以及传统化石能源的储量不断减少等 问题的关注度越来越高，促使着一个新的能源革命的到来，在此全新的能源利用 背景之下，风能凭其无污染，分布广，储量丰富的特点得到广泛关注，发展迅速。 本文就风能的基本特点及我国的风能发展进行阐述。 关键词：风能 新能源时代 基本特点 发展 The Darling of New Energy Era，Wind Energy He Zheng (School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China) Abstract: Since the new century, attention on environmental protection and dwindling reserves of traditional fossil energy has been paid much more than before, which leads to a new energy revolution. Under the new background of energy, wind energy has been widely concerned and developed rapidly with its non pollution, wide distribution and abundant reserves. This paper introduces the basic characteristics and development of wind energy in China. Keywords: wind energy, new energy era, basic characteristics, development 0 引言 风能是取之不尽、用之不竭、洁净无污染的可再生能源。可再生能源包括风能、太阳能、 水能、生物质能、地热能、海洋能等。风能是可再生能源领域中较为早期被发现并投入使用 的能源，也是技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。发展风力 发电对于调整能源结构、减轻环境污染、解决能源危机等方面有着非常重要的意义
1风能 1.1风 风是自然界中的一种正常现象。太阳光照射在地球表面上，使地表温度升高， 地表的空气受热膨胀变轻而往上升。热空气上升后，低温的冷空气横向流入，上 升的空气因逐渐冷却变重而降落，由于地表温度较高又会加热空气使之上升，这 种空气的流动就产生了风。 1.2风能 风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，也就是空气流的动 能。 人类利用风能的历史十分悠久，可追溯到公元前数世纪，那时我国人民就已 经在利用风力提水、灌溉、磨面、春米，而后又有了利用风力推动船舶的前进， 也就是帆船的诞生。而到了现代，利用涡轮叶片可以将气流的机械能转为电能造 出了风力发电机，也是现在利用风能的主流方式。空气流动的动能作用在叶轮上， 将动能转换成机械能，从而推动叶轮旋转。如果将叶轮的转轴与发电机的转轴相 连，就会带动发电机发出电来。 1.3风能的特点 (1)蕴藏量丰富。虽然风能总量仅为太阳辐射到地球能量的2%，但光可利用 风能就有2×107MW。 (2)可以再生，永不枯竭。风能是太阳能的变异，只要太阳和地球存在，就有 风能，它取之不尽，用之不竭，是可再生的。 (3)清洁无污染。煤、石油、天然气的大量消耗，核电站的广泛建设，均会给 人类生活环境造成极大污染和破坏，危害人类健康，而风能开发就没有这样的弊 病，而且风能开发利用越多，空气中的漂尘和降尘会越少。 (4)随机统计性。风能从微观短时间上来看是随机的，忽大忽小，忽左忽右， 这就决定了风能的不可控特性：然而，从宏观长时间上来看，风能还是具有一定 的统计规律特性的，在一定程度上又是可以预测和利用的。 (⑤)极具商业化潜力。根据世界能源组织测算，风力发电年增长均在30%以上， 到2020年，全世界风电装机总容量将达12亿千瓦，年发电量将达到世界电能总 需求量的12%
1 风能 1.1 风 风是自然界中的一种正常现象。太阳光照射在地球表面上，使地表温度升高， 地表的空气受热膨胀变轻而往上升。热空气上升后，低温的冷空气横向流入，上 升的空气因逐渐冷却变重而降落，由于地表温度较高又会加热空气使之上升，这 种空气的流动就产生了风。 1.2 风能 风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，也就是空气流的动 能。 人类利用风能的历史十分悠久，可追溯到公元前数世纪，那时我国人民就已 经在利用风力提水、灌溉、磨面、舂米，而后又有了利用风力推动船舶的前进， 也就是帆船的诞生。而到了现代，利用涡轮叶片可以将气流的机械能转为电能造 出了风力发电机，也是现在利用风能的主流方式。空气流动的动能作用在叶轮上， 将动能转换成机械能，从而推动叶轮旋转。如果将叶轮的转轴与发电机的转轴相 连，就会带动发电机发出电来。 1.3 风能的特点 (1) 蕴藏量丰富。虽然风能总量仅为太阳辐射到地球能量的 2%，但光可利用 风能就有 2×107MW。 (2) 可以再生，永不枯竭。风能是太阳能的变异，只要太阳和地球存在，就有 风能，它取之不尽，用之不竭，是可再生的。 (3) 清洁无污染。煤、石油、天然气的大量消耗，核电站的广泛建设，均会给 人类生活环境造成极大污染和破坏，危害人类健康，而风能开发就没有这样的弊 病，而且风能开发利用越多，空气中的漂尘和降尘会越少。 (4) 随机统计性。风能从微观短时间上来看是随机的，忽大忽小，忽左忽右， 这就决定了风能的不可控特性；然而，从宏观长时间上来看，风能还是具有一定 的统计规律特性的，在一定程度上又是可以预测和利用的。 (5) 极具商业化潜力。根据世界能源组织测算，风力发电年增长均在 30%以上， 到 2020 年，全世界风电装机总容量将达 12 亿千瓦，年发电量将达到世界电能总 需求量的 12%
2风能在中国 2.1地理条件 我国内陆风电资源主要集中在新疆、内蒙古和甘肃走廊、东北、西北、华北 和青藏高原等部分地区，当地风功率密度在200~300Wm2以上，有的可达500W/ 2以上，风力可利用的小时数在5000小时以上，有的可达7000小时以上，可利 用风能储量约为2亿KW。三北地区风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速， 是中国连成一片的最大风能资源区，有利于大规模开发风电场。 而我国沿海风电场主要分布在东南沿海及附近岛屿，年有效风功率密度在 200Wm2以上，沿海岛屿风功率密度在500Wm2以上，可利用小时数约在7000~ 8000小时。 2.2技术发展 中国风能技术发展大致经过了4个阶段： (1)探索：20世纪50年代到70年代，为了解决海岛、偏远地区供电问题， 开始研究风电技术，但受经济、技术限制，无法实现并网，以离网式小风机研发 为主。 (2)示范：主要利用丹麦、德国、西班牙政府贷款，进行一些小项目的示范。 欧洲风电大国利用本国贷款和赠款的条件，将它们的风机在中国市场进行试验运 行，积累了大量的经验。同时中国的“七·五”、“八·五”国家风电规划中设 立的国产风机攻关项目，也取得了初步成果 (3)快速成长：在“乘风计划”和“双加”工程的促进下，由国家组织各行 业的科研力量，通过国家重点科技攻关项目帮助企业掌握大型风电机组制造的核 心技术。同时与外商组建“中一中一外”模式的合资公司，要求外商转让风力发 电机制造技术和部分设计技术，从风机总装起步，逐步提高国产化率。 (4)井喷：进入21世纪，国内风电企业迅速增加，各类与风电相关产业高 速发展，直到2010年，中国风电新增装机容量超过18.9GW,以占全球新增装机 48%的态势领跑全球风电市场，累计装机超过美国，跃居世界第一。 2.3中国风能现状一一弃风严重 近几年，风电产业的快速发展明显超出了电网建设的速度，造成电网建设的 相对滞后。其实，风电产能过剩仅仅是表面现象，真正的深层次原因是电源结构 的不尽合理和电网建设的相对滞后
2 风能在中国 2.1 地理条件 我国内陆风电资源主要集中在新疆、内蒙古和甘肃走廊、东北、西北、华北 和青藏高原等部分地区，当地风功率密度在 200～300W/m²以上，有的可达 500W/ m²以上，风力可利用的小时数在 5000 小时以上，有的可达 7000 小时以上，可利 用风能储量约为 2 亿 KW。三北地区风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速， 是中国连成一片的最大风能资源区，有利于大规模开发风电场。 而我国沿海风电场主要分布在东南沿海及附近岛屿，年有效风功率密度在 200W/m²以上，沿海岛屿风功率密度在 500W/m²以上，可利用小时数约在 7000～ 8000 小时。 2.2 技术发展 中国风能技术发展大致经过了 4 个阶段： （1）探索：20 世纪 50 年代到 70 年代，为了解决海岛、偏远地区供电问题， 开始研究风电技术，但受经济、技术限制，无法实现并网，以离网式小风机研发 为主。 （2）示范：主要利用丹麦、德国、西班牙政府贷款，进行一些小项目的示范。 欧洲风电大国利用本国贷款和赠款的条件，将它们的风机在中国市场进行试验运 行，积累了大量的经验。同时中国的“七·五”、“八· 五”国家风电规划中设 立的国产风机攻关项目，也取得了初步成果 （3）快速成长：在“乘风计划”和“双加”工程的促进下，由国家组织各行 业的科研力量，通过国家重点科技攻关项目帮助企业掌握大型风电机组制造的核 心技术。同时与外商组建“中一中一外”模式的合资公司，要求外商转让风力发 电机制造技术和部分设计技术，从风机总装起步，逐步提高国产化率。 （4）井喷：进入 21 世纪，国内风电企业迅速增加，各类与风电相关产业高 速发展，直到 2010 年，中国风电新增装机容量超过 18.9GW，以占全球新增装机 48%的态势领跑全球风电市场，累计装机超过美国，跃居世界第一。 2.3 中国风能现状——弃风严重 近几年，风电产业的快速发展明显超出了电网建设的速度，造成电网建设的 相对滞后。其实，风电产能过剩仅仅是表面现象，真正的深层次原因是电源结构 的不尽合理和电网建设的相对滞后
风电建设集中在风能资源条件好的“三北”地区，这些地区电力负荷比较小， 在当地消纳困难：风能资源的间歇和随机特性，给电力系统运行管理增加了很大 难度：受发电计划管理体制制约和地方保护主义的影响，以及上网电价审批制度 的限制，大大影响了地区间电力和电量的合理交换。 长期以来，我国电力发展基本遵循“扩张保供”的思路，在电力高度紧张时 期对保障电力安全供应发挥了重要作用。但由于我国风电和太阳能资源主要集中 在西北部地区，由于当地经济欠发达，电力市场容量不大，消纳能力较弱。因此 可再生能源集中大规模发展需要解除跨区输电通道，将多余的电能送到东中部负 荷中心，但这种发电模式正显示出其局限性。 至2014年底，中国风电累计并网量达96GW,占全部发电装机容量7%，风 电发电量达到1533亿千瓦时，但弃风总量123亿kW·h,平均弃风率达8%，相 较于正常水平的5%，弃风量还是相当大的。 2.4并网难问题建议 可以向曾遇到相同问题的德国学习。德国在2011年弃核，引起南部电力供给 的巨大空缺，而德国风电主要集中在北部，因此造成了风电设备的大量空转，2011 年弃风量达421GW。然而现在德国己基本解决弃风问题，弃风量已在控制范围之内。 既然这样，我们能从中得到什么经验呢？ 首先，最重要的是要把电网修好。修建远距离电网，扩大电网，将 多余的电输送出去。一方面通过扩大电网，另一方面是要增加系统的灵 活性。假若无风无太阳的时候怎么办？因而，需要保证供电力交易体系。 一旦出了事以后，售电方必须保证给电力供应。 然而，建立强大而灵活的电网需要很长的时间，但中国目前的电力 矛盾已经很突出了。此时可以发展储能，将多余过剩的电力储存起来。 另外把这些要放弃的富余电力进行电解氢，产生了氢气，生产氢能也是 一种不错的解决方案。 3未来我国风电发展方向 3.1培育稳定风电市场 我国要总结特许权风电场开发经验，在全国范围内开发几十个100-200MW规 模的大型风电场，同时注重发展中小型风电场，通过推行固定电价发的方式来培
风电建设集中在风能资源条件好的“三北”地区，这些地区电力负荷比较小， 在当地消纳困难；风能资源的间歇和随机特性，给电力系统运行管理增加了很大 难度；受发电计划管理体制制约和地方保护主义的影响，以及上网电价审批制度 的限制，大大影响了地区间电力和电量的合理交换。 长期以来，我国电力发展基本遵循“扩张保供”的思路，在电力高度紧张时 期对保障电力安全供应发挥了重要作用。但由于我国风电和太阳能资源主要集中 在西北部地区，由于当地经济欠发达，电力市场容量不大，消纳能力较弱。因此 可再生能源集中大规模发展需要解除跨区输电通道，将多余的电能送到东中部负 荷中心，但这种发电模式正显示出其局限性。 至 2014 年底，中国风电累计并网量达 96GW，占全部发电装机容量 7%，风 电发电量达到 1533 亿千瓦时，但弃风总量 123 亿 kW·h，平均弃风率达 8%，相 较于正常水平的 5%，弃风量还是相当大的。 2.4 并网难问题建议 可以向曾遇到相同问题的德国学习。德国在 2011 年弃核，引起南部电力供给 的巨大空缺，而德国风电主要集中在北部，因此造成了风电设备的大量空转，2011 年弃风量达 421GW。然而现在德国已基本解决弃风问题，弃风量已在控制范围之内。 既然这样，我们能从中得到什么经验呢？ 首先，最重要的是要把电网修好。修建远距离电网，扩大电网，将 多余的电输送出去。一方面通过扩大电网，另一方面是要增加系统的灵 活性。假若无风无太阳的时候怎么办？因而，需要保证供电力交易体系。 一旦出了事以后，售电方必须保证给电力供应。 然而，建立强大而灵活的电网需要很长的时间，但中国目前的电力 矛盾已经很突出了。此时可以发展储能，将多余过剩的电力储存起来。 另外把这些要放弃的富余电力进行电解氢，产生了氢气，生产氢能也是 一种不错的解决方案。 3 未来我国风电发展方向 3.1 培育稳定风电市场 我国要总结特许权风电场开发经验，在全国范围内开发几十个 100-200MW 规 模的大型风电场，同时注重发展中小型风电场，通过推行固定电价发的方式来培