时间：2024-01-11 11:53:25
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇能源危机产生的原因，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】节能环保;汽车新能源;节能技术;应用研究
0.引言
在经济和科技高速发展的同时，能源危机和环境污染正成为影响人类生存和发展的重要问题，节能与环保正成为21世纪人类社会和谐发展的主题。汽车燃油消耗和废气排放，已经成为能源危机和环境污染的主要诱因，为了人类社会的可持续发展，急需在汽车工业中应用新能源与节能技术，以降低能源消耗和环境污染。研究汽车新能源与节能技术已经成为汽车发展的重要方向，汔车动力正从汽油向清洁柴油、混合动力、燃料电池等方向过渡。本文就当前汽车新能源与节能技术的发展和应用进行了简要的探讨。
1.汽车节能技术
1.1汽车混合动力技术
汽车混合动力技术是当前汽车新能源与节能技术中发展较为成熟的一项技术，也是人们较为熟悉的技术。在汽车混合动力技术方面，丰田作为先行者凭借混合动力的环保理念取得了极好的成级。目前所采用的汽车混合动力技术，有汽油机与电动机混合、柴油机与电动机混合两种。实际上，混合动力技术主要是应用电动机和发动机相配合，以获得加速成和爬坡等工况下所需要的爆发力，而在汽车高速巡航状态时，则减少发动机出力，从而减少发动机的油耗。此外，混合动力技术还有能量回收技术的应用，在汽车制动情况下，可以将制动所产生的热量进行转变，提供给电动机作为能量。
通常情况下，混合动力汽车可以选择单独使用电动机驱动。从电机输出功率在整个混合动力系统功率中所占的比重来看，可分为混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统。第一种混合动力系统所采用的混合动力，是在内燃机上增加启动电机的方是所获取的，所采用的启动电机是发电启动一体式电动机，以此为基础控制发动机启动和停止。轻混合动力系统则采用集成启动电机，这一第汽车减速成和制动时，能够吸收部分能量，而在汽车行驶过程中发动机则等速运转。中混合动力系统采用高电压电机，当汽车在加入或大负荷状态时，电机辅助驱动以补充发动机自身功率的不足。完全混合动力系统采用高压启动电机，其混合程度可达50%以上，是当前混合动力技术发展的主要方向。
1.2蓝驱技术
蓝驱技术是在原发动机和车型基础上进行优化，以降低汽车燃油消耗的节能技术。相较于普通车型，应用蓝驱技术的车型调整了变速箱3挡到5挡的传动比，使汽车在高速成巡航状态下能够更省油。同巅，蓝驱技术还从空气动力学原理出发，对车身设计进行了优化，如底盘高度、风阻系数、胎压、滚动阻力等。
1.3汽车压燃技术
目前汽车所采用的往复式内燃机，所采用的燃料主要为汽油和柴油，汽油采用火花塞点火，柴油采用活塞压燃方式点火，点火方式的不同使得紫油机压缩比比汽油机更高，燃油效率相对较高，但汽油机所采用的火花塞点火方式，使其发动机工作震动小，噪音小。汽车压燃技术则是将两种技术进行融合所产生的新技术，采用汽车压燃技术的发动机，其技术结构相较于普通发动机更为复杂，其压缩比更高，燃料能在同一时间燃烧，从而提高了燃油使用率，同时由于采用了稀薄的混合气压缩点燃，能有直接通过调节喷油量来调节扭矩而不用节气门。此外，由于采用压燃技术，发动机燃烧温度极低，能有效减少辐射热传递，且燃烧周期短，其燃烧过程更多是化学反应，在目前污车节能技术中发展相对成熟。
2.汽车新能源
2.1氢动力技术
氢动力目前主要应用于宝马和本田两个汽车品牌之中。在宝马汽车中，应用了一套绝热能力极佳的储气系统，该系统采用多层复合金属材质，采用3mm中空设计，可以有效的将槽内温度保持在-250℃，用以储存气动力技术所采用氢气燃料，能有效的将氢气维持在液态情况下。虽然这个储气系统体积庞大，但能够省却安装冷却机构的空间，因此可以不增加体积和生产成本，同时不用增加机械结构。不过氢动力技术最初设计的目的，并不是纯粹氢燃料动力，而是采用汽油/氢气双燃料，真正使用氢单一燃料的车型在首批产品中仅有5辆。
采用氢气作为燃料，其烧烧特性同汽油并不相同，在采用汽油/氢气双燃料时，很难将燃烧效果最佳化，既便达到了，在进行汽油和氢气燃料切换时，汽车动力也会产生明显的落差。为此，在实际应用中，对两种燃料的动力曲线进行了限制，使得汽车动车受到部分限制，以使乘客感受不到切换时动力上产生的落差。
2.2电力驱动技术
电力驱动是将汽车汽油发动机和柴油发动机替换为电动机，采用电能作为能源，为汽车行驶提供动力。这种技术所采用的燃料清潮，同时输出扭矩大，应用在汽车中有较好的经济效益。但是，采用电力驱动技术，其难点在于动力充电的问题，以及充电后汽车续航能力的问题，虽然目前应用电动力技术的汽车已经开始量产，但这两个问题依然没能得到良好的解决。实际上，电池技术是新能源汽车研究的关键性技术之一，目前主要集中在电池安全性、可靠性、轻量化等方面，需要重点支持驱动电机系统、电动空调、电动转向、电动制动等能力。根据规划，我国2015年，纯电动乘用车、插电式混合动力乘用车最高车速成不低于100公里/小时，驱动能力与成本都将进一步得到改善。
2.3燃料电池技术
燃料电池技术，是采用氢气、甲醇等作为燃料，经过化学反应产生电流驱动汽车的一种新能源技术。燃料电池的能量是由氢气与氧气发生化学作用所产生的，而不是经过燃烧产生的。这一过程是直接将氢气、甲醇等转变为电能，整个过程不会产生有害物，同时能量转换效率比内燃机更高，是一种理想的节能环保技术。但在实际应用中，单个燃料电池所提供的动力极为有限，通常需要结合成燃料电池组，以获得足够的动力。目前，燃料电池技术已经被广泛应用于福特、丰田、通用等汽转公司，具有极高的价值。
3.结束语
当前全球都面临着能源问题，主要表现为能源储量不足、能源利用效率低、现有能源结构污染严重等方向。需要积极研究新能源作为替代，开发新的节能技术，从而降低汽车的能源消耗与环境污染，促进人类社会的持续发展。 [科]
【参考文献】
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［2］李志达,望义熙,周世权.太阳能车机电控制系统的研究[J].汽车电器,2010（11）.
新能源概念
新能源又称为非常规能源，指尚未大规模利用、正在积极研究开发的区别于传统能源之外的各种能源形式，通常都可再生。而常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，通常不可再生，如煤炭、石油、天然气、水能、核（裂变）能。新能源的各种形式都是直接或间接地来自于太阳或地球内部深出所产生的热能，包括太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。
解决能源危机，必须大力发展新能源产业
随着技术的进步和可持续发展观念的树立，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。相对于传统能源而言，新能源普遍具有污染少、储量大、可再生的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源枯竭问题都具有重要意义。目前，全球常规能源危机已经迫在眉睫，石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛投入应用使得这些资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭（见表1）。化石能源与原料链条的中断，必将导致世界经济危机和冲突的加剧，能源危机迟早会爆发。解救全球常规能源危机的唯一出路就是大力发展新能源，用资源量巨大的可再生能源和原料全面取代生化资源，进行一场新的工业革命，使世界经济能够持续发展。
中国是世界第一大碳排放国，实现经济增长与保护环境的平衡将是未来面临的一个严峻挑战。为此，“十二五”期间首要任务就是要培育和发展新能源产业，其中包括核电、水电、风能、太阳能和生物能源等可再生能源。随着产业结构调整与培育新兴战略产业步伐加速，节能减排与新兴能源产业的战略地位将愈加突出。
人才问题是新能源产业发展的关键
新能源产业近几年迅猛发展，截至2009年底，我国风电、太阳能发电装机分别达到1758万千瓦和23万千瓦，相比2000年分别增长了51倍和7.7倍。虽然中国的新能源产业发展处于蓬勃发展时期，各省市都积极投入到新能源产业的建设当中，但在这蓬勃的表象后，由于资金、技术、管理等原因，还存在诸多问题：一是核心技术层次问题亟待突破。目前中国各产业过度依赖成本优势，部分产业高度依靠外需市场，多数产业以加工制造为主，拥有自主技术比较少只有在技术角度真正解决问题，才能够使新能源得以利用。二是短期内新能源还不能完全取代以煤为主的能源结构。据美国国家情报委员会的预测，目前所有新能源技术都不足以在所需的规模上取代传统的能源结构。一项新的生产技术被广泛采用，平均需要花费25年。到2020年，要达到我国已经制定2020年非化石能源使用达到15%的目标，这必然要依靠发展光能、风能、核能等新能源。三是还没有形成健康的产业链结构。目前，我国新能源产业的发展速度前所未有，但存在严重追风倾向，产业链结构明显不合理，而产业健康发展需要以健康的产业链为基础。四是必须加强国际合作。新能源产业发展是全球问题，绝对不是一个国家自己可以做到的，但由于我国和欧美等发达国家发展阶段不同，给新能源领域国际合作带来不小的挑战：技术转让以及美国征收“碳关税”的可能，使中国不仅要付出巨大的商业成本，而且贸易摩擦加剧将在一定程度上影响国家之间的新能源合作。
以上问题究其本质仍然是人才的问题。据《科学》杂志报道，美国能源部部长朱棣文提出了一个教育项目的执行计划：用10年时间，投资17亿美元“重新占领能源科学和工程前沿”。能源部官员表示，美国需要培育和准备更多的新人力资源，迎接即将来临的清洁能源事业大发展。目前，国外许多大学都相继设立新能源专业，如2009年澳大利亚政府在环境与农业发展方面总投资超过4亿澳元。澳洲各大学也在力推工程、能源、环境专业，位于西澳首府佩斯的西澳大利亚大学和科廷科技大学采矿工程和石油工程这两个专业毕业生就业率基本达到100%。这表明不仅仅中国，全球都面临着相同的问题，要解决这个问题，就必须从教育入手，大力培养新能源专业人才，否则这种状况将严重制约中国新能源产业的发展。
新能源产业发展人才供给与需求差距悬殊，就业前景看好
根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要》，2020年可再生能源总量比重将提高到15%，2035年到2040年，可再生能源将占到我国一次能源总量的25%以上。要实现这些目标，需要大量人才从事相关产业。据专家估算，到2020年，中国将有几十万人从事风电产业，其中包括好几万专业人员；而核电按照一个百万千瓦核电机组400人计算，到2020年30个机组，总共需要5000~6000个核专业技术人员。
然而，目前我国新能源人才普遍匮乏，而我国一些重点理工大学的教学资源优势还未完全在新能源领域释放出来，在新能源专业设置和科研人才培养方面还远远落后于市场需求。目前我国只有少数高校开设了新能源专业（实验室以及研究所是无法较大规模的培养专业人才的）（见表2）。而且大部分高校开设时间比较晚，相对而言，核专业比其他新能源专业成熟一些，但据统计，至2007年，全国也只有11所高校开设了教育部认可的核专业。尽管从2008年到2010年相继有不少大学开始与新能源相关的专业，也有相当多的职业学院加入到了能源相关人才培养的队伍中，但是这些新能源专业每年招生数量有限，加上四年的培养时间，除去出国、考研的学生，目前真正已经毕业进入新能源产业工作的专业人才为数甚少。
“智联招聘网2009年上半年才情分析”显示：随着我国对绿色GDP越来越重视、新能源鼓励政策和新的环保标准的出台以及其他国内外的因素，新能源行业对人才的需求会保持一个持续的增长。与需求相比较，新能源的人才供给并不乐观。平均每个职位的申请人次呈下降趋势，用人单位只能通过加薪来提高吸引力。从薪酬上看，新能源专业人才起薪从4000元起，其中，新能源技术类人才的月薪在7000～15000元之间。从就业职位上看，新能源职位集中在技术和管理，而且，越来越多新能源的空缺职位都被猎头盯上了，一般都是几十万元的年薪。而统计显示，2009年前6月，对月薪期望在6000元以上的大学生仅占6.22%；超过半数大专学历的学生期望薪酬集中在1000~2000元；45.4%本科毕业生的期望薪酬集中在2001~3000元；研究生的期望薪酬多集中在3000~4000元，比例为34.3%，期望薪酬在2000~3000元的比例也达到了26.4%；另外博士及以上的学历期望薪酬基本在5000元以上。
从中可以看出，新能源专业人才实际所获得薪酬远远高于其他非新能源专业各层次学历的毕业生，由市场供求定律可知，新能源专业人才属于稀缺资源，供给量远远小于市场需求量，与新能源产业发展的长期目标及发展速度所要求的人才数目相比无疑是杯水车薪。据此，有关专家预测，太阳能、风电、生物能、电动汽车等新能源领域的相关专业人才就业及发展前景非常看好。
【关键词】暖通空调；系统节能；建筑工程设计
中图分类号：TU198文献标识码： A
我国经济现代化建设以来，能源不断消耗，加之能源危机早已是一个全球性的严峻问题，使得这一问题不得不备受关注和重视。同时，国家社会的发展，精神文明建设的进步，也使人民综合素质在不断的提高，节能意识也逐渐加强。合理的开采和有效的利用，成为现代技术的新标准。同样，空调技术的改善与发展也受到节能的影响和指导。
1.暖通空调系统节能在建筑工程设计中的问题
1.1暖通空调系统节能在设计方面存在问题
暖通空调是我国响应节能号召的独特设计，在整个建筑工程设计中都不容小觑，因此，无论在哪一个微小的环节出了任何差迟，都会影响整个设计的效果。但是，在实际工作中的情况，这一重要环节却没有得到设计的相关工作人员应有的重视，从而导致供暖回路出现相关问题。例如，在实际设计的过程中，设计人员盲目提高速度和数量，忽视质量，没有从局部和整体上仔细规划，只考虑到了管线这一个方面的方便快捷，从而忽视了整个系统的实际情况和需要，导致实际施工中的困难，增加了施工的工作量，同时，也影响了暖通空调系统的运作效果和节能效果。使问题更严峻的是，随着我国市场经济的发展，根据我国的建筑现状，为了在经济上获得尽可能大的效益，设计方面更趋向于业主的喜好和意愿，而无暇顾及设计的细节和质量。同时，国内缺乏相应的设计标准评判，使得暖通空调系统节能在设计方面存在的问题一直无法得到遏制和解决，严重影响了暖通空调的运行效率，也使得暖通空调系统节能性能无法得到有效的运用，达到节约能源的目的。
1.2暖通空调系统节能设计中对供暖系统设计的不合理
由于我国市场经济告诉发展，设计工作人员只求速度和数量而忽视了质量，从而使得暖通空调系统在供暖上设计不合理。例如，暖通空调系统在设计构架上的不合理会给日后的系统维修和调节带来诸多麻烦，由于一些设计工作人员将供暖系统设计成一个主干管引入后分出数个没有阀门的环路，从而导致一系列的不便。又比如，设计人员忽视了建筑结构和暖通系统管道的协调性，无法达到管道在设置上的美观和方便相统一的效果，不是设置在过道影响行走，就是设置在窗台上影响美观。更严重的是，在设置上由于个人的粗心大意，导致在多设和漏设的情况，从而导致严重的后果。比如在回路管道高点漏设排气口，导致管道难以排出集气，严重影响了整个管道的畅通和运作，使得整个系统都难以有效的运作和供暖。有些设计根本就不符合暖通空调的设计标准和规范要求，或者设置之间不符合彼此的设置要求以及在管径的选取上不符合规范的情况，这些不仅严重影响了设备本身的功能和性能，也直接导致了暖通空调系统达到既节能又能有效的运作的效果。
1.3暖通空调系统节能设计中缺乏相应的管理
在诸多的暖通空调系统节能在建筑工程设计中，除了一些系统设计上和结构上的问题和不合理需要有所改进和完善之外，在暖通空调系统的运行过程中，管理也是不容忽视的。而在实际工作中，往往忽视了从整个系统上节能，相反，只注重在运行过程中季节性的温度调节以及开关机上的节能。同时，由于缺乏有效的优化，在设计的过程往往忽视了节能这一重要目的，从而使得设计的结果无法满足所需。此外，在后续的暖通空调系统运行过程中，能源的消耗没有得到相应的监控和分析，也同样不利于节能运营和管理。更重要的是，在设计过程中，相关的节能设计并没有达到根本上的节能。因此，在暖通空调系统节能设计的同时，有效的对其设计、安装以及运行进行有效的管理，使其达到真正有效的节能应用，实现在空调运行中实实在在的节能梦想。
在暖通空调节能设计上的问题很多，导致这些问题产生的原因也不少。有的是设计工作人员的观念素质方面存在的问题，有的是技术上的以及实际应用上的问题，或者是管理方面的欠缺。为了有效的提高暖通空调节能设计的质量，必须实行有效的措施解决和改进。
2.暖通空调系统节能在建筑工程设计中的措施
2.1.改善暖通空调系统节能的设计
随着科学技术水平的不断发展，在先进技术不断更新的年代，设计工作者应与时俱进，尽可能的将先进技术广泛的应用于暖通空调系统中去，为其系统和建设中尽可能的节能做好有效的铺垫。首先，改变设计人员的设计观念和工作宗旨，提高设计人员的工作素质和专业素质。其次，在设计空调系统的过程中，要坚持保证温度调节独立的原则，使得在供暖系统中保证各个房间的室内温度能够独立的进行调节，同时也有利于实现各个区域的费用结算和支付，对使用者的方便最大化。同时，在设计过程中，尽可能的简化管路系统，减少设置管道所带来的材料消耗，从而达到尽可能的节省成本的目的。
2.2加强对暖通空调系统新风的重视
在暖通空调系统的运作过程中，正如大家所知，新风在系统节能的环节中贡献重大，暖通空调系统的运行负荷会随着新风量的增加而增加，与此同时，其运作消耗的电能也会随之增加，但是，过少的新风量又会影响空调环境的质量。因此，为了达到尽可能的节能的目的，就好针对具体的空调环境把握和控制好送风温度和新风比例。例如，为了制造冬暖夏凉的良好的室内环境，夏天室内需要供应冷空气而冬季则需要供应热空气，室外的新风量的增加，暖通空调的系统能耗也会随之增加。这样一来，为了达到节能的目的，可以通过将室外的新风控制到卫生要求的最小值。与此同时，在春秋季节，温度适宜的期间全部使用新风，从而尽可能达到节能的最大化
2.3对能源进行有效的管理
由于对能源缺乏有效的管理，导致资源和能源的浪费。那么，要改善暖通空调系统的能源节约情况，必须吸取教训，加强对能源的有效管理。在有效的管理设计、设置以及运行中的能源消耗以及分析的同时，大力开发热回收装置，充分利用空调系统耗能中大量浪费掉的余热。通过交换设备进行热量传递，达到尽可能的不消耗余热能量，是节能达到最大化。通过回收排风余热以及制冷机的冷凝热回收，从而使其得到充分利用，达到能源的使用最大化，减少浪费，以此减少能源消耗。
此外，要不断落实发展科教兴国和人才强国战略，不断开发新能源，比如：原子能、地热能、太阳能等。从而在根本上解决能源危机，达到节能的最根本的目的。在社会各方面高速发展的新时代，开发和利用新能源将是不可阻挡的发展趋势，这不仅能从根本上解决能源危机问题，也有利于社会的可持续发展。
3.总结
总而言之，能源危机是一个全球性的问题，节约能源也是这个时展的主题。建筑节能尤其如此，而暖通空调系统节能在建筑节能中有着不可替代的地位，其重要性不容忽视，必须加强对暖通空调系统节能的重要性，针对暖通系统节能各方面存在的问题，从设计工作者、以及技术和管理方面进行有效的改善，从而有效的节约能源。
【参考文献】
[1] 郭福利.暖通空调系统节能在建筑工程设计中的问题及对策研究[J].河南科技.2013.06(03):15-16.
[2] 栾宝瑞.暖通空调系统的节能工程设计[J].城市建设理论研究(电子版).2012.32(05):22-24.
[关键词]科幻电影;环境保护;警示
科幻电影从上个世纪20年代开始,就出现了比较鲜明的悲观的意识。科幻电影中很多都具有一种关于未来的悲观,无论是社会政治的黑暗,还是环境的恶化导致的人类的悲惨境地,都是现代社会中人的思想意识的一种深化。这种由现实社会所引发而在电影中进行表现的关于未来的悲观,与现代社会中关于环境的保护有着明显的关系。
一、科幻电影中的环境危机
科幻电影可以说是电影史上出现最早的类型电影之一。雨果・根斯巴克在其出版的《惊奇故事》杂志中首次运用“科幻电影”这个词。对于“科幻电影”的概念,目前主要是从超现实的虚构角度对其进行界定,如美国科幻文艺家赫伯特・W・弗兰克将科幻电影定义为“科幻电影所描写的是,发生在一个虚构的、但原则上是可能产生的模式世界中的戏剧性事件”。科幻电影,顾名思义就是“科学幻想电影”,是“以科学幻想为内容的影片,其基本特点是从今天已知的科学原理和科学成就出发,对未来的世界或遥远的过去的情景做幻想式的描述。”
悲观意念指的是悲观的思想和意识,是指对人类行为的正面动机、或对人类经营过后而得出的正面结果欠缺信心。亦即犬儒主义或悲观主义。悲观主义是人生观理论的又一种形式,叔本华是主要代表人物之一。叔本华认为:“人生如同上好弦的钟,盲目地走――一切只听命于生存意志的摆布,追求人生目的和价值是毫无意义的。”叔本华认为:“人的生存就是一场痛苦的斗争,生命的每一秒钟都在为抵抗死亡而斗争,而这是一种注定要失败的斗争。”科幻电影的悲观意念是指在影片中人类对未来的道德进步和人类能力及未来的发展都持悲观主义的态度,对人类行为的正面动机、或对人类经营过后而得出正面结果欠缺信心。
在这些关于未来的悲观的科幻电影中,人类所处的都是一种险象环生的环境。而那些危险的环境,并不是凭空出现的,而是与人类现在生存的环境和人类的行为有着一定的关系。人类对极地冰雪消融的现象有一些认识,而在电影中将这种认识和意识进行极限化的处理,将现实的担忧化为一种可能性的发生的环境的危机。在科幻电影中,关于未来的悲观随处可见,2009年热映的《2012》也是一种关于未来环境危机的担忧。人类生存的地球只有一个,如果这个惟一的地球毁灭了,那么我们将何去何从。在影片中,人类寄托生存希望的方式只剩了,只有在宗教中的诺亚方舟中去寻找寄托种族的生存。人类对生存环境的破坏,也只能由自己品尝苦果,接受地球毁灭的命运。
二、科幻电影中关于人类环境保护的警示
在科幻电影中出现的环境悲观,并不是人们心目中凭空出现的。而是在人类的生存和发展中,与自然有着密切的关系。人类为了自己的生存和发展,不断开发和掠夺自然,幻想通过自己的方式使自然臣服于脚下。但是,随着生态环境的不断恶化和社会的不断动荡,人们逐渐意识到对自然的破坏所带来的恶果。无论是生态环境的恶化,还是各种各样的疾病的出现,都在威胁着人类的安全和发展。
1笨苹玫缬爸腥死嗌存的环境危机的警示
在现代社会环境和自然环境中,都有着生存上的危机。“科学小说的行动并不是由故事中的角色所决定,而是由环境所决定。科学小说的情节不是角色造成的故事,而是环境造成的故事。读者的注意力不是被角色性格刻画及角色行动所决定,而是被一个完全不熟悉的世界环境所吸引。”在科幻电影中,环境是电影的组成重要的一部分,一种关于电影场景的处置非常的重要,人物生活在具体的场景中,并受具体环境的影响。
在科幻电影中,人类的家园总是设定在一个充满了危机的地方,人类自身的生存是一种非常的危机。无论是环境破坏所导致的最终地球的毁灭,还是来自于外太空生物的威胁,都在警示着人类,如果任由自己对地球继续破坏下去,任由自己的行为和欲望贪念的继续而不加以制止,电影中出现的场景也许会真的在人类的身边发生。在环境问题中,无论是工业生产的污染、生活废水的排放和海洋的污染等,都是人类自己造成的。在科幻电影中,所展示的关于环境的灾难都是由人类自己行为不当所造成的。如在美国科幻片《挑战者》揭示的就是关于环境问题所带给人们的危害。在现实生活中,大气遭到破坏,臭氧层出现空洞的现象也对未来有了一定的警觉。而在影片中,则将可能发生的臭氧层消失作为题材来展现。在电影中,人类生存的环境非常脆弱,这种脆弱的环境使得人们难以正常地生活,而只能在现代科技的帮助下用悲哀的方式维持下去。
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能源从来就是非常重要的一类资源,在人类的生存和发展中,原始社会的钻木取火也是一种对于能源的利用。随着社会的发展,人类对能源的利用也越来越广泛,能源的重要性在人类的生存和发展中,甚至在国家的发展中都具有重要的战略意义和作用。现代社会中对石油等能源的利用,为占有石油这种能源所引发的一系列战争,不仅是对于能源的争夺,也是一种对于未来的争夺。在科幻电影中,关于能源危机的问题也非常多,人们现代对能源的利用以及能源在人们生活中的重要作用都引起了人们的思考。而在地球上能源是有限的这个观点,更令人们禁不住要设想有一天能源都被开采利用完将会怎样。现实能源的重要性和能源的缺乏以及能源的争夺所引发的问题,都令人们对未来的能源有一种悲观的想象。
在电影中,能源的危机和能源存在的问题甚至已经成为人们忧虑和灭亡的重要的原因。一些影片中展示一种对于未来的能源匮乏时代的社会混乱的想象和展现,如在电影《信使》中,用一种非常写实的手法展现关于未来的设想。能源危机将未来社会变成一个灰暗的未来,美国在被一系列的灾难摧毁之后,能源变得极为匮乏,这时政府已经不复存在。人们的生活水平在没有能源的状况下快速退步。而在社会中,还存在着一些奇怪的军阀组织的军队,带着现代的冲锋枪和原始的利剑等兵器的组合,对人们进行欺压。另外,在彼得・杰克逊的电影《坏品味》里,描述了外星人因缺乏做快餐的原料,就到地球上猎杀人类来获取紧缺资源。这种叙述方式正是建立在人对于粮食问题的悲观和忧虑所产生的。关于未来的想象,是从现实的社会生活中人类的悲观和对环境问题出现的恐惧而引发的,并非是一种关于未来的凭空想象。电影用科幻的方式,展现关于未来社会中环境的一切危机,能源的匮乏所带来的悲惨社会,人类的悲惨境地来进行警示,激起人们对于能源的正确认识,激发人类对能源的思考,要珍惜和爱护地球上的环境,节约使用地球上有限的能源,并寻找和开发新的能源替代品。
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科技的发展,最初给了人们征服自然的自信,也带给自己对自身巨大能力的自信。但是,在人们的生活被科技所包围的时候,却发现科技在给人们带来生活便利和效率的同时,也带来了更多更严重的危害人的健康和生存的问题。在科技的发展中,人类发展的科技中诸如核技术、基因工程、试管技术等,都引起人类的关注和思考。核技术强大的摧毁力和辐射力不仅在出现的泄漏等事件中将周围的物体都辐射到了,而且还具有改变人的基因致病的严重后果。而基因工程更是将人类的自然法则破坏,而可能会产生一些以前从来不会出现的怪物出现,对人类造成威胁。
另外,电影中也表现了一些因为科技发展所带来的各种各样的环境问题,如工业带来污染,污染给人们带来各种各样的疾病等。虽然现代社会医疗和科技的发展非常迅速,但是工业化所带来的危害也更为严重,新的疾病出现的速度和对人类带来的威胁的程度也越来越严重。无论是“非典”,还是“甲流”的出现,都跟人类对环境的破坏和对自然的肆意掠夺有着一定的关系。现代科技在发展着的同时,也破坏着生态的平衡,并且这种被科技所破坏的生态很难得到恢复。在电影中,也有关于人工智能的一些警示。在人类通过科技将机器进行智能化之后,机器还会听从人的意见并服从人类的统治吗?在人工智能中,他们高超的计算能力和记忆能力,甚至随着科技的发展会有智力能力,那个时候,人工智能出现反抗,并想成为一种新的物种而统治人类的时候那将会怎么样?这些,科幻电影大多都给予一种悲观的揭示,这种对于未来的悲观,不仅是一种对于未来的忧患,还是一种对人类现在的行为的警示。
三、科幻电影中关于未来的警示的积极意义
科幻电影的存在和发展,有力地促进了电影的发展。无论是对电影特技镜头的利用,还是对于电影中的光线、蒙太奇等的表现手法,都是关于电影的探索和实践。在科幻电影中、在环境问题上都表达一种悲观的意识,这种悲观意识的融入,使得科幻电影在进行未来幻想的镜头书写的同时,更有着积极的现实意义。在影片中对于未来的悲观使得人们在观看影片的同时,也会注意到环境的破坏和生态的破坏给人们带来的深刻的灾难甚至是灭顶之灾。无论是现代环境中的保护问题、生态问题、能源问题、还是现代科技在损害环境的同时所带给人们的负面的影响,都在影片中给人留下深刻的印象。这种印象引发人类的思考和关注。这些问题都在无时无刻地提醒着人类,如果不注意这些危机所带给人类的灾害,不反思自己的破坏,电影中的灾难场景也将成为一种现实的可能。
四、结语
在科幻电影中,关于人类未来的悲观的电影具有悠久的历史。科幻电影中的关于未来的环境的悲观并不是一种凭空幻想的场景,而是一种基于人类环境的现状继续发展下的未来思考,同时也是一种人类对于未来的忧虑和恐惧。而科幻电影就是在这种关于未来的悲观中,给人们对未来的警示和对自我现状的思考。警示人们从现在做起,保护自然环境,保护自己的地球家园。
[参考文献]
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[4] [英]安东尼・吉登斯.现代性与自我认同:现代晚期的自我与社会[M].三联书店,1998.
【摘要】在化学教学中，抓住化学与生活的结合点、社会关注的热点问题和化学实验创设良好的教学情境，能够激发学生的学习兴趣，促进其积极主动地学习。这是符合新课程标准和本学科特点的，是笔者的一些肤浅体会。
【关键词】新课程理念 化学课 创设情境
新课程理念下的化学课程倡导以提高学生的科学素养为主旨，培养学生的科学探究能力，重视科学、技术与社会的联系，能从化学的视角去认识和解决一些问题。那么，在教学中创设良好的教学情境能够激发学生的学习兴趣，促进学生积极主动地学习。根据新课程标准和本学科特点，笔者认为可从以下几方面创设教学情境。
1 从化学与生活的结合点创设情境。化学与生活紧密联系，生活中处处有化学。例如，在学习纯碱的性质时，可以从学生所熟悉的蒸馒头入手提出问题；蒸馒头时为什么用到纯碱?蒸熟的馒头为什么会有一些小细孔?这样容易引起学生的兴趣，激起他们的求知欲。同学之间相互讨论、争论、各抒己见，最后通过指导、总结、归纳，形成了共识。这样，既可以让学生学到知识，又提高了学生利用所学的化学知识解决实际问题的能力。
2 从社会关注的热点问题入手创设情境。当今的化学已发展成为材料科学、生命科学、环境科学和能源科学的重要基础，正在为人类解决一系列的危机，如能源危机、环境危机等做出积极的贡献。例如，在学习水这一专题时，首先提出几个社会热点问题：如果地球上缺水或没水会发生什么现象?水是取之不尽、用之不竭的吗?我国是否水资源短缺?水污染会造成什么后果?怎样解决水污染和节约用水?同学们对这些问题非常感兴趣，积极查阅资料发表自己的见解。这样充分调动了学生的积极性、主动性和能动性，问题得到了解决，起到了意想不到的效果。所以，在学习化学课时可以从能源、环境、健康等热点问题入手创设问题情境，使学生体会到现代社会离不开化学，化学与社会紧密相连，可以帮助其从化学的视角去认识科学、技术、社会和生活方面的问题，增强了学生对自然和社会的责任感。
3 利用化学实验创设情境。化学是一门以实验为基础的自然科学，化学实验是进行科学探究的重要方式。学生通过亲身经历和体验，激发了学习化学的兴趣和好奇心，为学生提供了一个真实而完整的问题情境。例如，可用“雾里看花”、“水变牛奶”、“空中升烟”等特殊现象来吸引学生。学生带着强烈的好奇心去实验探究，找出了原因，得出了结论，这样增进了学生的科学情感，初步形成了科学探究能力。
以上几点是我的肤浅体会，总之，人的学习活动总是在某种情感环境中进行的。认知需要情感，情感促进认知。适宜的教学情境可以使学生产生学习兴趣和愿望，能促使他们积极主动地学习。所以我们在教学中应尽可能为学生创设更好更多的教学情境。
为什么现在要强调绿色发展？就是要应对资源能源日益短缺带来的挑战，通过绿色发展达到节约资源能源的目的。这不仅是中国的课题，也是世界各国的课题。最近若干年来，世界主要经济体都在强调绿色发展。欧盟在2013年前拟投资1050亿欧元支持欧盟地区的“绿色经济”，促进就业和经济增长，保持欧盟在“绿色技术”领域的世界领先地位。美国奥巴马上台后就推出了“绿色经济复兴计划”。日本在其绿色经济方案中提出，要扩大绿色经济市场，对环境友好型企业实行零利率的贷款政策，创造100万个新的绿色就业机会。韩国提出了“低碳绿色增长战略”，实施“绿色工程”计划。这反映了世界各国对资源能源矛盾日益深刻的认识。
应对全球环境危机的需要
全球环境危机集中体现在全球气候变暖上，现在世界各国正在采取一些一致性行动，应对全球气候变暖。根据联合国政府间气候变化专门委员会的第四份气候变化评估报告，在过去的100年中，由二氧化碳等气体造成的温室效应使全球平均地表气温上升了0.3℃～0.6℃；到2100年全球平均气温将升高1.8℃～4.0℃。关于全球气候是否变暖还存在争论。如国内一些学者认为绿色低碳发展是西方国家的一个阴谋，我们没有必要随着这个阴谋起舞。这其实不是一个阴谋，而是一个阳谋，各国都在公开博弈。有的人说，全球是不是真的变暖未可知，也许以后还会变冷。也有人认为二氧化碳的排放不是造成地球变暖最重要的原因。其实，二氧化碳只是当今世界用来解释地球不可持续发展的一个工具或手段，降低二氧化碳排放，实际上是要解决地球资源和环境不可持续的问题。不管以后地球是否变暖，只要当今世界多数国家、多数人认为地球的可持续发展遇到了问题，即使地球以后变冷了，假的也变成真的了，因为新的绿色低碳规则、秩序和观念由此形成了。顺之者昌，逆之者亡。欧盟要收航空碳税，美国2020年后要收碳税，很难挡得了。这是一个大趋势，而且他们占据了世界道德高地。
强调绿色发展，实际上是应对全球环境危机的必然选择。事实上，全球环境总体上在恶化。地球变暖只是环境恶化的一个方面，最主要的是现在自然灾害频发，海啸、地震、水灾、旱灾年年都有。工业污染已经扩散到南极；大批原始植被被破坏，大量生物物种遭到灭绝；许多矿产资源濒临枯竭；人类自身的健康状况日益恶化等。联合国环境规划署（UNEP） 的《UNEP2009年鉴》指出，全世界每年产生超过20亿吨废物，发达国家每人每天丢弃的固体废物达1.4公斤。与水文气象相关的气候灾害如暴风、洪水、干旱自1950年以来发生频率显著增加。2000-2007年，这些灾害发生的频繁度以每年8.4%的速度增长。至少25个国家的整个森林系统几乎完全消失，另外29个国家的森林系统退化了90%。
近年来，中国环境污染问题日益突出。比如雾霾等空气污染，已导致一些外国人不愿来中国工作，即使来了也要求很高的补贴。我们如果出国，一回国下了飞机之后，就能感觉到空气明显不一样。中国环境规划院估计，在中国13亿人口中，每年有40多万人因与空气污染相关的疾病而死亡。水污染也很严重。还有土壤污染、固体废弃物污染等。据全国第二次土壤侵蚀调查，中国37%的国土遭受水土流失之害，年均土壤侵蚀量达45亿多吨，是全球年侵蚀总量的1/5。近几年，环境频发，比如四川德阳什邡事件、江苏启东事件等，已成为影响社会稳定、政府形象的重要因素。原来很多人没把环境太当回事，现在老百姓生活水平提高了，需要好的环境，环境的价值日益凸显，对环境破坏的容忍度越来越低。
应对全球经济危机持续的需要
2008年爆发的全球经济危机还没有结束。要走出危机，需要有新的技术，尤其是新能源和节能环保技术的突破，也需要有新兴产业的成长或新增长点的形成，而新兴产业中有些就属于绿色发展方面的产业。
全球经济危机演化一般分为三个阶段：第一个阶段是金融机构破产，如雷曼兄弟破产；第二个阶段是债务危机，如希腊等“欧洲五国”的债务危机；第三个阶段是国际货币体系危机。目前尚处于第二个阶段。危机为什么呈这种演化趋势？因为危机刚开始爆发时，一些金融机构资金链断了，亏损破产。亏损破产怎么办呢？政府发债来救这些金融机构。政府救到一定程度后结果把自己也救进去了，出现财政收不抵支。在出现债务危机后，政府最后还有杀手锏，那就是印钞票。钞票印多了，就会出现货币体系危机。
危机何时能走出来，主要看两个条件是否具备：一是技术变革是否取得重大突破；二是制度变革是否取得重大进展，制度变革包括全球治理结构改革以及主要经济体的制度变革。每一次危机都会带来一次技术革命，现在正在酝酿新一轮技术革命。新的技术革命主要体现在新能源技术、节能环保技术和信息技术等方面。新能源技术、节能环保技术的发展，就属于绿色发展的范畴。这场危机要走出来，还要靠绿色发展。通过绿色发展培育新的产业和新的经济增长点。所以说绿色发展也是应对这次全球经济危机的需要。
应对经济增速下滑挑战的需要
中国过去30多年 10%左右的持续高速增长阶段已逐渐结束，现已开始步入中速增长阶段，10后可能进入中低速增长阶段，这是中国未来经济发展的大势，也是各国工业化城镇化达到一定阶段后的规律性形象。具体说，2014―2020年GDP平均增速可能是6-8%，2020―2030年GDP平均增速4-6%，2030年以后则可能是2-4%，就像当今多数西方发达国家一样。目前，中国经济正在由高速增长阶段向中速增长阶段转换。
经济增长阶段转换后，中国经济的出路在哪？其中一个重要的出路是发展绿色经济。通过发展绿色经济调整经济结构，转变经济发展方式；通过发展绿色经济培育新增长点，形成新竞争力。
关键词：生物乙醇 纤维素酶 工程菌株
The study and development progress of Bio-ethanol and cellulase production
Liping Yang1 Shuiwen Cai1 Ling Luo1 Hui Liu1，2
1. Changsha Environmental Protection and Professional technique College, 410004 2 Hunan
2. Agricultural university, 410128, Changsha, China
Abstract: With the fossil fuels from shortage to exhaustibility, the humanity is facing toward a common problem in energy crisis. Finding new energy sources is important to sustainable economic development and even human survival. Bio-ethanol, as an energy source that is renewable, affordable, and environmentally safe, will become a substitute for oil. Elevation of cellulase production and reduction of the cellulase production cost are the key factor for enhancing the market competitiveness of cellulosic bioethanol. In this paper, we discussed the development progress of bio-ethanol and cellulose industry to provide a basis for the future upgrading of bio-ethanol production industry and the development of gene engineering strain.
Keywords: bio-ethanol cellulose engineering strain
随着石化燃料由短缺变成枯竭，能源危机是人类面临的共同问题。1998年，Campbell和Laherrere对石油储备和未开发的石油进行评估后认为，天然油在2010年前的产量就开始下降，到2050年全球每年石油供应量将从目前的25亿桶下降到5亿桶[1]。随着石化燃料供应的减少，寻找新的能量来源关系到经济的可持续发展乃至人类的生存问题。生物乙醇作为一种可再生的、经济上可承受的，并且对环境安全的能源物质将逐渐成为石油的替代品[2]。生物乙醇的生产经历了以1代淀粉原料生产乙醇和以木质纤维素为代表的非淀粉原料的2代生物乙醇工业。2代生物乙醇生产克服不与食品的供应之间存在竞争，但是纤维素酶产量低、不稳定、难以工业化导致2代生物乙醇的生产成本大大提高。本文从生物乙醇产业发展过程、木质纤维质物质生产生物乙醇的市场前景及纤维素降解酶的研究进展进行综述，为生物乙醇生产产业的提升、纤维素工程菌的研发提供基础。
生物乙醇产业发展过程
从上世纪80年代开始，人们就开始以谷物为原料来生产乙醇用作供氧燃料，这些被业内称为第1代燃料乙醇的原料。在一些国家，如美国、加拿大、巴西、中国等，乙醇已经被广泛地掺入到汽油中来代替纯汽油使用，其中乙醇的体积含量可达到10%。最近美国正在实施一项混合燃油计划E85，即汽车制造商生产一种可使用乙醇混合物E85（85% 的乙醇和15% 的汽油按体积比混合）的汽车[3]。巴西早在1929年就建立了一项利用乙醇作为发动机燃料的计划，并在接下来几年里安装了第一个使用乙醇作为燃料的发动机。1984年，巴西要求新生产的汽车能使用水化生物乙醇（96%的生物乙醇+4%的水）作为燃料[3]。混合燃料的使用不仅可以减少汽油的使用量，还可以降低温室效应气体以及有毒气体的释放。
但是随着世界人口的不断增长，以谷物等第1代淀粉原料生产乙醇就与食品的供应之间存在竞争，这些谷物为原料生产乙醇就不能满足全球的需求。中国在过去三十年中GDP的年平均增长量为10%，这使得中国成为世界上最大的燃料消费国之一，同时也成为世界上造成空气污染最严重的国家。由于大部分的能源由燃烧化石燃料提供，中国政府正努力解决诸如国内因迅速枯竭的石油和天然气资源而越来越依赖进口石油来满足国内一半的实际需求[4]，以及严重的环境污染等问题。为了改善现状，中国政府决定增加使用能源的种类，尤其提倡使用可再生的、排放更少温室气体的燃料，如乙醇这样的生物燃料和生物柴油。由于生物燃料从诸如玉米、木薯、大豆这样的农产品中提取而来，这对改善中国农村人口的经济状况有积极影响。除了向乙醇生产者发放津贴以鼓励乙醇的生产之外，中国政府近年来也强制要求中国十个省份必须销售浓度为10%的乙醇汽油，这些措施使得中国2008年的乙醇产量迅速达到14.6亿升且在2010年达到21.5亿升，一举成为继美国和巴西之后的世界第三乙醇生产大国。尽管中国政府之前要求到2020年国内乙醇的年消费量要达到100亿升，然而由于担心乙醇生产可能与食物生产行业形成竞争，且考虑到国内农村可用耕地数量有限，以及水资源供应短缺的问题，中国政府于2007年宣布暂停国内谷物乙醇的生产。
为了解决这个矛盾，以木质纤维素为代表的非淀粉原料成为生物乙醇生产的重要原料物质。木质纤维素，其结构复杂，有三种：纤维素35%～37%、半纤维(23-25%)和木质素(18-22%)组成。每年光合可产生大于1，500亿吨的植物干物质，其中一半以上是纤维素和半纤维素[5]。另外，人类活动产生的废弃物中也含有大量的纤维素，如农业废物( 稻草、稻壳、麦秆、花生壳、玉米芯、棉籽壳、甘蔗渣等)、食品加工废物(果皮、果渣等)、木材废物(木屑、树皮)以及城市废弃物(40%~60% 固体废物是垃圾和废纸)等。如果能有效地利用生物转化技术将这些纤维素转化成简单糖，再发酵产生乙醇等能源物质，不仅可以变废为宝，而且还可以避免由于化石燃料燃烧所带来的环境污染，更重要的是可以缓解或解决石化能源短缺乃至枯竭所带来世界性能源危机。
木质纤维质物质生产生物乙醇的市场前景
到2020年，全世界从木质纤维素物质生产生物乙醇的产量大约是165亿加仑（合计约625亿升），美国将占有63.9%的市场，欧洲和中国分别将占有10.4%和11.5%的市场[3]。目前，生物乙醇的产业，尤其是非淀粉类的生物乙醇产业主要在于政府的补贴和维持，其原因在于利用木质纤维生产生物乙醇的生产成本较高。第1代淀粉类原料与第2代非淀粉类原料发酵生产生物乙醇不同之处在于前面的预处理和酶解糖化过程。淀粉类原料很容易被酶接触到，就被淀粉酶和糖化酶酶解为葡萄糖(C6糖)，然后葡萄糖再被普通的酵母发酵生产出乙醇，这样，生产工艺环节少，流程短，成本就非常低。但是木质纤维素物质经过自然选择和漫长进化，木质素将半纤维素和纤维素紧密包裹在内部，形成紧密结构，被天然“设计”成可以抵御酶进攻的分子结构。因此与淀粉乙醇不同的是首先要有高温高压蒸汽或结合加酸碱等化学品的预处理技术将紧密结构打开，让酶能够接触到纤维素和半纤维素。纤维素和半纤维素酶解后发酵可以生产出乙醇[6]。纤维素酶解后可得到葡萄糖(C6糖)，半纤维素酶解后可得到木糖(C5糖)，淀粉类和纤维素都是由葡萄糖聚合成的长链结构，只是结合的方式不同而已，因此酶解过程需要的酶是不同的；而半纤维素是由C5糖聚合而成的长链结构，也需要特定的酶。纤维素及半纤维酶的成本更高，这也是导致木质纤维素乙醇成本比淀粉乙醇高的重要原因之一。在每加仑生物乙醇的生产中，利用木质纤维生产，纤维素酶的成本大约是15-20美分，而利用淀粉类生产，淀粉酶的费用仅仅只占到了2－4美分[7]。因此要想提高纤维素生产生物乙醇的市场的竞争力，提高纤维素酶的产量，降低纤维素酶的成本成为解决问题的关键因素。我国是纤维素酶的需求大国，由于纤维素酶的广泛应用，我国市场需求量将以每年25%～35%的速度上升，用纤维素酶产业化生产生物乙醇的关键技术将在未来几年内得到解决，那时我国纤维素酶年需求量将增加到25-40万吨，每年将为我国节省生产燃料乙醇用粮500-1，000万吨[8]。由于产酶菌种落后，产率低，成本高，严重影响我国纤维素酶工业发展，从而阻碍了以木质纤维素为原料的2代生物乙醇工业的发展。
木质纤维素及纤维素降解酶
木质纤维素，其结构复杂，有三种：纤维素(35%～37%)、半纤维(23%-25%)和木质素(18%-22%)组成[9]。纤维素属于可再生自然资源，是生物界最重要的碳源物质，每年由光合作用产生的植物干质量约1，500亿吨，其中纤维素占850亿吨[5]。
纤维素酶(cellulase)是指能够水解纤维素β-1，4-D-葡萄糖苷键，使纤维素变成纤维二糖和葡萄糖的一组酶的总称。纤维素酶是一种具有很高活力的木聚糖酶，是一种复合酶，属生物催化剂[10]。纤维素酶主要是指三类关键酶:（1）外切型纤维素酶，系统命名为外切β-1，4-D-葡聚糖酶，又称纤维二糖水解酶(EC3.2.1.91，也称Cl酶)。这类酶作用于纤维素线状分子末端，水解β-1，4-糖苷键，每回依次从纤维素分子中切下一个纤维二糖分子，所以又称纤维二糖水解酶(简称CBH)。（2）内切型纤维素酶，系统命名为内切β-l，4-D-葡聚糖酶(EC3.2.1.4，也称Cx酶或CMCase)。这类酶是纤维素酶中最重要的酶，它作用于纤维素分子内部的非结晶区，随机水解β-1，4-糖苷键，将长链纤维素分子截短，产生大量带有非还原末端的小分子纤维素。（3）纤维二糖酶，系统命名为β-葡萄糖苷酶(EC2.1.21，也称CB酶)，这类酶将纤维二糖水解成葡萄糖分子。当以上三种纤维素酶的关键酶的活性比例适当时，就能协同作用完成对纤维素的降解，但各个酶组分单独作用时效果极差。所以说纤维素酶降解纤维素时一个协同表达和作用的过程[11-12]。
不同来源的纤维素酶分子特征和催化活性都不尽相同。细菌产生的纤维素酶量少，主要是内切酶，大多数对结晶纤维素没有活性，而且不能分泌到细菌细胞外，常常聚集形成多酶复合体[13]。真菌能产生大量的纤维素酶，产生的酶组分，能分泌到菌体外，一般不聚集成多酶复合体，但可以相互发生强烈的协同作用。纤维素酶分子的大小因来源不同也有明显的差异，变化范围很广。多数真菌和少数细菌的纤维素酶都受到糖基化，所含碳水化合物的比率不同在很大程度上决定了酶的多型性，表现为分子量的差别[14]。纤维素酶的酶活力一般都很低，因而酶生产成本高。据报道，纤维素水解成葡萄糖所需的酶蛋白要比淀粉相应水解所需的大100倍，这是影响纤维素酶实际应用的重要原因之一[3]。
迄今为止，人们已从40多种细菌和数种真菌中克隆到了多种纤维素酶基因，有一百多种基因可在大肠杆菌中表达，大多数克隆的纤维素酶基因能产生信号肽，从而使表达产物部分或全部转移至E.coli的细胞质间隙[15]。虽然克隆到大肠杆菌的基因，不需要载体的启动子就可表达，但表达水平很低，推测可能是其启动子不能完全被识别的缘故。但在大肠杆菌中表达纤维素酶基因存在两个主要问题:一是提取有很大困难，二是表达水平低、酶蛋白不能分泌，离工业化应用的目标还有一定的距离，所以在纤维素酶基因的表达方面人们将目光转向了真核表达系统[16]。
木霉属是研究最广泛的纤维素酶产生菌[6]，世界纤维素酶市场中的纤维素酶20%是来自木霉属和曲霉属[17]。绿色木霉是一种在各种气候带的土壤中能够普遍存在的一种多细胞丝状真菌，能够分泌完全的纤维素酶系，其中产量较高并且稳定，是目前纤维素酶商业化生产的主要生产菌株[18]。对于绿色木霉的研究直到九十年代初仅有CBHⅠ基因克隆的报道，王建荣、张曼夫利用里氏木霉的基因序列同源片段做探针，构建了绿色木霉基因文库，并克隆了CBHⅠ、CBHⅡ基因，并对其基因结构进行了研究[19]。
纤维素酶的合成一般受纤维素诱导及葡萄糖降解物的阻遏，多数菌株纤维素酶的合成既受纤维二糖、山梨糖等的诱导，又为葡萄糖、甘油等易利用碳源的阻遏，还受菌体生长速度的影响[6]。在绿色木霉中，纤维素酶属诱导型酶类，其多个酶组分的表达经过严密的调控。在绿色木霉中能产生分泌型的纤维素酶，当CBHⅡ基因缺失时，会影响纤维素酶系其他酶的表达，而缺失其他基因时，只单独影响自身的表达。另有研究表明CBHⅡ是纤维素酶系统中最先表达的酶，其表达产物进一步诱导其他纤维素酶基因的表达，但CBHⅡ基因的表达受纤维素降解产物葡萄糖的抑制[20]。
随着基因工程技术的发展，定点突变和基因重排技术在纤维素酶的生产工业中的应用越来越广泛。在里氏木霉 (T.reesei) 中，需要产生至少14种酶协同作用才能水解未经化学处理过的植物干物质。为了降低纤维素酶的复杂性，将里氏木霉的CBH1、嗜酸耐热菌的葡聚糖内切酶EI 以及曲霉(Aspergillus niger)的β- 葡萄糖苷酶以90∶9∶1(质量比)混合形成一个三元复合物，此三元复合物在120 小时内水解预处理过的纤维素的能力与李氏木霉中纤维素酶体的水解能力相当。为了提高此三元复合物水解纤维素的活力，利用定点突变的方法对葡聚糖内切酶EI的活性位点进行修饰，结果与突变前的三元复合物相比，其水解纤维素的活性提高了12%[21]。Zinnia R等在里氏木霉菌中应用同源重组技术将外切β－葡萄糖苷酶整合到egl3和xyn3基因启动子的下游，增强了纤维素酶的表达量4倍到7.5倍，这些重组菌株能有效的降解纤维素物质[22]。
生物乙醇及纤维素降解酶的未来发展趋势
随着石化燃料供应的减少，寻找新的能量来源关系到经济的可持续发展乃至人类的生存问题。生物乙醇作为一种可再生的、经济上可承受的，并且对环境安全的能源物质将逐渐成为石油的替代品[2]。由于产酶菌种落后，产率低，成本高，严重影响我国纤维素酶工业发展，从而阻碍了以木质纤维素为原料的2代生物乙醇工业的发展。因此要想提高纤维素生产生物乙醇的市场的竞争力，提高纤维素酶的产量，降低纤维素酶的成本成为解决问题的关键因素。目前纤维素酶工程菌株中不稳定、产酶量不高、难应用于大规模产业化大规模生产等三大难题。利用基因工程技术改造菌种，尤其是纤维素酶基因启动子的改造，在发酵过程中其酶形成过程不受主要代谢产物葡萄糖的抑制，促进其他纤维素酶基因的协同表达，大幅度提高菌株在发酵过程中的产纤维素酶的能力，将是工程菌柱构建的方向，构建不受葡萄糖抑制、稳定、高效的表达纤维素酶工程菌。可以解决本项目的实施将会大大提高纤维素酶的产量，降低木质纤维素生产生物乙醇时纤维素降解成本，从而促进木质纤维素生产生物乙醇产业的发展。
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【关键词】暖通节能；重要性
近年来我国建筑业飞快发展，而在世界能源危机不断凸显的情况下，减少建筑能耗势在必行，据统计建筑能耗已经占据社会总能耗的27 %以上。有些地区已接近40 %，且其总量呈逐年上升趋势。能源总消费量的比例已从20世纪70年代末的10 %，上升到近年的27.48 %，其中2/3为暖通空调系统所消耗。在建筑工程中暖通空调系统正慢慢的得以应用，用于暖通空调系统的能耗也将进一步增大，同时我国目前现有空调系统的能耗巨大。因此在暖通空调系统中考虑节能，意义十分重大。
一、当前暖通空调系统在节能方面面临的问题
（一）暖通空调系统的设计及施工管理
暖通空调系统的设计对空调系统的节能有着重要的影响，然而，在实际工作中往往得不到一些设计部门和设计人员的足够重视，加之工程设计周期普遍较短，设计收费与设计产生的经济效益不挂钩，以及一些技术性问题没有完全得到解决等原因，一些设计单位只求数量，忽视质量，使得设计施工完的系统不仅投资大，运行能耗也相当惊人，大大超过了国家标准，甚至有的公共建筑的暖通空调能耗占建筑总能耗达60%。
另外，目前建筑施工监理行业中暖通空调专业人员水平参差不齐，很大一部分人员非本专业院校毕业或非对口专业，甚至一部分人员根本未经过任何培训，对本专业理论知识似懂非懂，常凭经验，采用惯用方案或甲方指定的方案，由此在设计或施工中遇到的一些涉及方案性调整问题不能进行及时正确的处理和解决，最终导致系统出现无法挽回的不良后果，给系统的运行、管理留下隐患，在实际工作中，由此造成的经济损失也是相当严重的。
（二）暖通空调系统的节能设计方案
暖通空调设计的特点是“条条大道通罗马”，近年来，随着对节能和环保要求的不断提高，新的技术方案不断涌现，每种技术方案往往都有各自的优缺点。面对众多的设计方案，由于考虑问题的角度不同，各方面的评价结果也往往不相同，甚至大相径庭；由于缺乏科学的、客观的设计方案评价方法，设计人员往往雾里看花，无所适从，如何在众多的设计方案中找到最合适的节能方案，是困扰暖通空凋没计人员的重要课题。另一方面，不科学的评价方法则会起到误导的作用，造成严重损失。
（三）暖通空调系统运行管理
除设计施工外，运行管理也起着重要的作用。在实际中有些单位认为设计施工达标完成就可以了，因此不注意对暖通空调操作人员的培训，很多操作人员不具备必要的暖通空调基本理论常识，不懂得根据室外参数的变化进行相应的调节。一年四季只有开机、关机和冬、夏季转换操作，显然系统达不到相应的节能效果。
二、解决暖通空调系统节能的有效途径与方法
（一）精心设计暖通空调系统
使其在高效经济的状况下运行。暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统，系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。
（二）改善建筑维护结构的保温性能，减少冷热损失
对于暖通空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例，而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中，首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。
（三）提高系统控制水平，调整室内热湿环境参数，尽可能降低空调系统能耗
（四）采用新型节能舒适健康的空调方式
影响人体热舒适性的环境参数众多，不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我们采用传统的空调方式，把整个室内的空气加热，通过空气实现人体与环境的热湿交换，就需要较高的空气温度，此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果，改变传统的空调方式，增加辐射热（如低温地板辐射采暖），此时所需要的空气温度显著下降，一般可达到12～14℃，而传统方式一般在18～20℃，显然后者比前者具有显著的节能效果。在夏季也有类似的结果。
（五）推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统
如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。地源热泵空调系统就是在这种形势下发展起来的，它利用地下恒温层土壤热显著提高空调系统的COP值，使得同等制热（或制冷）量下的系统能耗大幅度下降。另外，利用太阳能供热或制冷技术也在开发研究着。
（六）开展冷热回收利用的研究运用工作，实现能源的最大限度利用
目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃开展，如空调系统排风的全热回收器，夏季利用冷凝热的卫生热水供应等，都是对系统冷热的回收利用，显著提高了空调系统能源利用率。
（七）强化系统的运行管理并提高系统控制水平
对暖通空调专业的操作人员进行培训，提高管理人员的专业水平和业务技能，使其具备必须的暖通空调基本理论常识，实行空调操作人员操作证制度，对没有达到考核要求的，应重新培训，考核合格后才能上岗，同时提高管理人员的素质，增强其责任心，这样管理人员才有能力根据室外参数的变化进行相应的调节，达到设计要求的节能效果。
三、结束语
【关 键 词】可持续发展 环境保护 环境污染 协调统一
英国经济学家B·沃德和美国微生物学家K·杜博斯在为1972年斯德哥尔摩“人类环境会议”提供的材料《只有一个地球》（Only One Earth）中指出：地球上各环境都是相互依存、制约的，地球环境的任何部分也都相互联系、制约，任何国家或国家集团都不可能脱离地球却又独享其舒适的环境；偌大一个地球只不过是遨游天际的一叶扁舟，各国必须同舟共济，这就是国际社会普遍承认的地球整体性原则。它从一个侧面隐约地反映出环境保护与经济可持续发展的关系。随后在世界环境与发展委员会的报告《我们共同的未来》正式提出了可持续发展原则。从而使“环境保护与经济可持续发展”成为近年来国际社会共同关注的一个极为重要问题。
一、中国经济建设中面临严重的资源环境问题
人类在征服自然的同时，自然也在报复人类。科学技术迅猛发展，人类的生产能力以及对自然环境的开发利用规模日益扩大，人口膨胀，城市数量和规模急剧增加，发达国家和发展中国家的生态破坏和环境污染显得更为严重与突出，反过来又极大地制约和影响着人类的发展。
（一）人类赖以生存的资源面临枯竭。到2009年，我国有土地、水、森林、矿产、能源、草原、海洋、内陆水产、野生动物等等多种资源告急，由于我国人口众多，自然资源人均占有量都在世界平均值以下：水资源为1/4，森林资源为1/10，耕地资源为1/5（为美国的1/10），45种主要矿产资源为世界人均的1/2。其中威胁最大的资源危机包括水资源危机，土地资源危机，能源危机。不仅影响我国居民的生活质量，而且制约着我国的现代化建设。
水资源危机是我国最严重的资源危机。我国列为世界上13个最缺水的国家之一，有的环境专家指出，如果我国再不节约用水，20年之后，我们可以用的最后一滴水将是我们的眼泪。其实这句话并不夸张，我国的淡水总量28000亿立方米，占全球的百分之六，但人均淡水量只有2200立方米，是世界水平的四分之一，美国的五分之一，在世界上仅为121位。更为严重的是我国的淡水由于污染、地域不平衡等因素的影响，可利用的淡水资源人均只有900立方米，加剧了我国的水资源危机。
土地资源危机也是我国资源危机中比较严重的危机之一，中国的土地总面积居于世界第三位，但人均土地面积仅为0.777公顷，是世界人均土地资源量的1/3。《2010年中国环境状况公报》指出：2010年中国耕地总面积为1.282亿公顷，人均耕地面积为0.101公顷，不足世界人均耕地的一半。目前全国的耕地面积以每年平均数十万公顷的速度递减。中国约有1/3的耕地受到水土流失的危害。每年流失的土壤总量达50多亿吨，相当于在全国的耕地上刮去1厘米厚的地表土（60年来，水土流失毁掉的耕地达4000万亩），造成水土流失的主要原因是不合理的耕作方式和植被破坏。土地资源危机是继水资源危机后的第二大资源危机。
能源危机是随着我国工业化发展而产生的，中国拥有较为丰富的化石能源资源。其中，煤炭占主导地位。2009年，煤炭保有资源量10345亿吨，剩余探明可采储量约占世界的13%，列世界第三位。已探明的石油、天然气资源储量相对不足，油页岩、煤层气等非常规化石能源储量潜力较大。中国拥有较为丰富的可再生能源资源。水力资源理论蕴藏量折合年发电量为6.19万亿千瓦时，经济可开发年发电量约1.76万亿千瓦时，相当于世界水力资源量的12%，列世界首位。但人均能源资源拥有量较低，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平。煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右。耕地资源不足世界人均水平的30%，制约了生物质能源的开发。能源危机成为限制我国现代化建设的最主要的问题。
（二）生态的破坏严重。生态破坏（又叫环境破坏）是指人类不合理地开发、利用自然资源和兴建工程项目而引起的生态环境的退化及由此而衍生的有关环境效应，从而对人类的生存环境产生不利影响的现象。在我国，最严重的有三个方面，物种灭绝，植被破坏，土地退化等等。
1.物种灭绝：我国是世界上生物多样性最丰富的国家之一，高等植物和野生动物物种均占世界的10%左右，基保约有200个特有属。然而，环境污染和生态破坏导致了动植物生境的破坏，物种数量急剧减少，有的物种已经灭绝。据统计，我国高等植物大约有4600种处于濒危或受威胁状态，占高等植物的15%以上，近50年来约有200种高等植物灭绝，平均每年灭绝4种；野生动物中约有400种处于濒危或受威胁状态，近年来，非法捕猎、经营、倒卖、食用野生动物的现象屡禁不止。广东省吴川县非法出售犀牛角，珠海活熊取胆等案件在国际上造成了恶劣的影响。
2.植被破坏：森林是生态系统的重要支柱。一个良性生态系统要求森林覆盖率仅13.9%。尽管建国后开展了大规模植树造林活动，但森林破坏仍很严重，特别是用材林中可供采伐的成熟林和过熟林蓄积量已大幅度减少。同时，大量林地被侵占，1984～1991年全国年均达837万亩，呈逐年上升趋势，在很大程度上抵消了植树造林的成效。草原面临严重退化，沙化、碱化，加剧了草地水土流失和风沙危害。
3.土地退化：我国是世界上土地沙漠化较为严重的国家，近十年来土地沙漠化急剧发展，50～70年代年均沙化面积为1560平方公里，70～80年代年均扩大到2100平方公里，总面积已达20.1平方公里。40年来初步治理了50多万平方公里，而目前水土流失面积已达179万平方公里。我国的耕地退化问题也十分突出。如原来土地肥沃的北大荒地带，土壤的有机质已从原来的5%～8%下降到1%～2%（理想值应不小于3%）。同时，由于农业生态系统失调，全国每年因灾害损毁的耕地约200万亩。
（三）环境污染严重。我国的环境污染主要集中在三个方面，包括水污染、大气污染、固体废弃物污染。
1.水污染。目前中国正面临的不得不解决的最可怕的环境危机之一是缺水和水污染。中国水资源总量居世界第六位，但人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4，在世界银行连续统计的153个国家中居第88位。我国江河湖泊普遍遭受污染，全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化；90%的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60%～70%是由于水污染造成的；对我国118个大中城市的地下水调查显示，有115个城市地下水受到污染，其中重度污染约占40%。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，未来我国水资源紧缺的形势依然严峻。
2.大气污染。中国大气污染的程度和危害度丝毫不亚于我国的水体污染。主要分为以下几种污染：一是二氧化硫。中国的资源消耗主要以煤炭为主，随着煤炭消耗量的增加，二氧化硫排放总量急剧上升，由二氧化硫排放引起得酸雨污染范围也不断扩大，直接造成我国粮食、素菜和水果减产，林木死亡，土壤和水体酸化。空气中的二氧化硫甚至引起人体呼吸系统疾病，造成人群死亡率增加。二是烟尘、粉尘。烟尘的主要排放源也是火电厂和工业锅炉，由于我国目前许多电厂使用的大多为低效除尘器，因此烟尘排放量居高不下，严重危害大气环境。三是机动车排气污染。受经济增长的推动，我国机动车近年来数量增长迅速，汽车排放的氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物排放总量逐年上升。此外汽车排放的铅也是城市空气中重要的污染物。铅的排放对居住在城市的居民身体健康将造成严重威胁。
3.固体废弃物污染。目前我国固体废物产生量持续增长，工业固体废物每年增长7%，城市生活垃圾每年增长4%；而对于固体废物处置能力又明显不足，大部分危险废物处于低水平综合利用或简单储存状态，城市生活垃圾无害化处置率仅达到20%左右。并且老的固体废物造成的环境问题尚未得到有效解决，新问题接踵而来：废弃电器产品等新型固体废物不断增长，农村固体废物污染问题日益突出。
二、经济可持续发展及其现实意义
（一）经济可持续发展的含义。可持续发展理论源于环境保护，可持续发展目前被定义为：可持续发展是既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。虽然各门学科均可从各自的角度对可持续发展的内涵加以阐述，但其本质是一种发展战略思想已为世人所接受。1972年6月的《人类环境宣言》指出：为了这一代和将来的世世代代的利益，地球上的自然资源，其中包括空气、水、土地、植物和动物，特别是自然生态类中具有代表性的标本，必须通过周密计划或适当管理加以保护。要求人们改变传统的生产方式和生活方式，改变人类对于自然的态度。这是环境保护所赋予可持续发展的含义。
我国将经济可持续发展定义为：在经济发展过程中，既要考虑当前发展的需要，又要考虑未来发展的需要，不以牺牲后代人的利益为代价来满足当代人的利益。
2002年十六大把“经济可持续发展能力不断增强”作为全面建设的目标之一。经济可持续发展是以保护自然资源环境为基础，以激励经济发展为条件，以改善和提高人类生活质量为目标的发展理论和战略。它是一种新的道德观和价值观。
科学发展观把社会的全面协调发展和可持续发展结合起来，以经济社会全面协调可持续发展为基本要求，指出要促进人与自然的和谐，实现经济发展和人口、资源、环境相协调，坚持走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，保证一代接一代地永续发展。从忽略环境保护受到自然界惩罚，到最终选择经济可持续发展，是人类历史进化中的一次历史性重大转折。
（二）经济可持续发展对我国经济建设的现实意义。实施经济可持续发展战略，是关系中华民族生存和发展的长远大计。我国只有坚定不移地实施可持续发展战略，正确处理经济发展与人口、资源、环境的关系，促进人和自然的协调和和谐，努力开创生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展之路，才能顺利实现社会主义现代化建设的宏伟目标，才能为中华民族世世代代的生存发展创造良好的条件。
经济可持续发展战略为我国社会主义现代化建设指明了正确方向。我国是世界上人口最多的发展中国家，人均资源很有限，必须始终坚持把控制人口、节约资源、保护环境放在重要的战略位置。能不能坚持做好人口、资源、环境工作，关系到我国经济和社会安全，关系到我国人民生活的质量，关系到中华民族生存和发展的长远大计。
经济可持续发展战略丰富和发展建设中国特色社会主义理论。可持续发展战略反映了经济发展与人口、资源、环境相互协调，当前发展与未来发展相互协调，实现均衡持续发展的思想。可持续发展思想揭示了中国特色社会主义建设的客观规律，是建设中国特色社会主义的重要组成部分。
三、经济发展和环境保护冲突和协调并存
（一）我国长期以来的以牺牲环境来谋求经济的发展。我国经济发展也如世界工业化国家一样，经历了一个对经济发展规律从自然遵循到自觉遵循的长期过程。以后，在解放思想，改革开放的思想指导下，蕴藏在人民群众和产业结构中的巨大生产力得到极大的解放，我国经济发展速度突飞猛进，经济建设取得了巨大成就，社会发展状况也有了很大改观，贫困人口大幅度减少，城乡居民生活水平得到有效改善，社会公平得到有效保障和体现，经济总量也跃居世界第二，综合国力得到极大加强。这是我们引以为豪的。但是，与此同时，存在着问题的另一方面，我国的人口数量压力巨大；资源和生存空间相对紧张；人均淡水、耕地、森林、草地资源和重要的矿产资源不到世界平均的一半。此外，废水、废气、固体废物等主要工业污染物的排放量继续增加，以城市为中心的环境污染仍在继续，并逐渐向农村蔓延。尤其是在过去的几十年间，片面追求GDP数量的增长，只注重经济效益，极力推行掠夺性消耗自然资源的经济增长方式，导致经济社会发展出现了一系列问题。从总体上看，以往我国经济增长主要是依靠增加物质资本和劳动投入，约占国内生产总值的70%，加之我国生产技术与管理水平、产业结构层次都比较低，地区间低水平重复建设等原因，造成经济增长投入大、消耗高、效益差，对环境污染加剧。据统计，我国单位生产总值综合能耗，相当于世界平均水平的3、8倍，美国的4.3倍，日本的11.3倍，工业劳动生产率只有美国的5%，因此，这样的快速增长持续的时间越长，对资源环境的压力越大，我们必须转变发展方式。
（二）环境库兹涅茨曲线与加快产业结构的升级。环境库兹涅茨曲线是通过人均收入与环境污染指标之间的演变模拟，说明经济发展对环境污染程度的影响，也就是说，在经济发展过程中，环境状况先是恶化而后得到逐步改善。对这种关系的理论解释主要是围绕三个方面展开的：经济规模效应与结构效应和政府对环境污染的政策与规制。
随着人均收入的增长，经济规模变得越来越大。对于一个发展中的经济，需要更多的资源投入。而产出的提高意味着废弃物的增加和经济活动副产品——废气排放量的增长，从而使得环境的质量水平下降。这就是所谓的规模效应。同时，经济的发展也使其经济结构产生了变化。当一国经济从以农耕为主向以工业为主转变时，环境污染的程度将加深，因为，伴随着工业化的加快，越来越多的资源被开发利用，资源消耗速率开始超过资源的再生速率，产生的废弃物数量大幅增加，从而使环境的质量水平下降；而当经济发展到更高的水平，产业结构进一步升级，从能源密集型为主的重工业向服务业和技术密集型产业转移时，环境污染减少，这就是结构变化对环境所产生的效应。实际上，结构效应暗含着技术效应。产业结构的升级需要有技术的支持，而技术进步使得原先那些污染严重的技术为较清洁技术所替代，从而改善了环境的质量。正是因为规模效应与技术效应二者之间的权衡，才使得在第一次产业结构升级时，环境污染加深，而在第二次产业结构升级时，环境污染减轻，从而使环境与经济发展的关系呈倒“U”形曲线。
我国正好处于经济从以农耕为主向以工业为主转变时期，环境保护与经济发展之间的矛盾尤其尖锐，将环境保护与经济的可持续发展协调统一显得更加迫切。
四、环境保护与经济可持续发展协调统一的建议
如果经济发展的目标是为了提供社会需要和人类的幸福，那么环境保护的目标就是保证环境、经济和社会协调，同步发展。具体的讲，实现经济效益，环境效益和社会效益的统一。具体的措施有三。
（一）完善环境保护法律体系是实现环境与经济协调发展的基础保障。环境标志，又被称为“绿色通行证”，是指对于那些从生产到消费直至回收处理的一系列过程中不会对生态环境和人身健康造成危害的产品，经有关政府主管部门审查批准，可在其包装上表明其已达到环保要求或可回收再用的特定标志。自德国于1987年首推“蓝衣大使”环保标志认证制度以来，许多发达国家也相继实行绿色标志制度。我国也于1994年5月1日正式成立了环境标志产品认证委员会。目前，我国应从法律上保证该项制度的顺利实施，尽快出台适合我国的环境标志制度实施细则和管理条例，以确保所有符合环境标准的产品都能得到环境标志的认证。从长远利益看，实行环境标志，不但可以使我国企业增强在国际市场的竞争力，更有利于提高世界各国人民的环保意识和身体健康，对于实现全球的可持续发展有重要的促进作用。
（二）科学规划管理是实现环境保护与经济发展目标的根本手段。当前规划管理的主要任务是把自然生态保护纳入规划控制之下。针对我国主要的自然生态问题，应着手制订土地利用规划，特别是农田保护规划；水土流失治理规划及森林生态系统保护规划；草原保护规划；沙漠化治理规划；物种保护规划；海洋生态保护等规划。目前我国政府正加紧建立自然生态环境检测和保护体系工作，但仍需加强，切实扭转生态环境恶化的势头。
（三）转变经济增长模式是可持续发展道路的必由之路。为实现经济可持续发展，经济增长方式必须从粗放型向集约型转变，摒弃以大量消耗资源和粗放经营为特征的传统发展模式，加快转变经济发展方式，有利于实现我国经济的持续、稳定、健康的运行和发展，也有利于污染控制和生态环境保护。不断追求理性高效，均衡持续，少用资源，少用能源，少牺牲生态环境，综合降低自然成本、社会成本、制度成本、管理成本前提下的“品质好的GDP”。
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关键词：污染、温室效应、环境恶化、资源枯竭、环保意识教育
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（b）-0000-00
二十世纪以来，科学技术迅猛发展，推动了社会的进步，满足了人民日益增长的物质生活的需要，同时也带来了环境恶化，资源枯竭等一系列负面问题。大量二氧化碳的排放，使我们耐以生存的地球饱受到了“温室效应”的煎熬，给人类频繁造成严重的灾难。因此，结合物理教学内容，强化环保意识教育。将教材中物理知识紧密的与生活实际问题联系起来，不断地渗透环境保护思想，是非常必要的。
1 将生活中的污染现象与物理教学内容联系起来，强化环保意识。
“生活情景物理化，物理知识生活化”是初中物理教学的基本方法，各种污染现象产生的原因，危害和防治，又渗透在物理教学教材的各个知识点中，在教学中融合环保教育，无处不在。譬如，1，九年级物理第十六章【热和能】，热机的工作实质，是燃料的燃烧释放化学能转化为机械能。燃料汽油、柴油的燃烧，会产生二氧化碳和烟尘。二氧化碳大量排放加剧了‘‘温室效应’’，使全球变暖，影响了生态环境。烟尘大量排放，影响空气质量，造成大气污染。煤炭中含有大量的硫，燃烧时有生成二氧化硫等物质，致使雨水中酸度升高，形成酸雨，腐蚀建筑物，土壤酸化，严重的影响了植物的生长。所以，低碳减排是当今生活中的一个非常重要的问题，引导学生从生活每个细节做起，树立环保意识。2，八年级物理第四章【电学】讲到，电池电源是化学能转化为电能的装置。电池的内部含有许多化学物质，有些有毒，有些是重金属。如果将其废品胡乱丢弃，会对周围水源，土壤造成严重污染。进一步影响植物生长，影响了人的生活，破坏了生态环境。在授课之余，倡导同学加入到‘收集，处理废电池等固体垃圾’这一项环保事业中去，全民保护环境，保护我们的家园。3，在八年级物理第八章【声现象】教材中，把‘振动物体不规则振动产生的声音，严重影响了人的正常工作，生活和学习叫做噪声’。会对周围环境产生噪声污染，其强度达到100分贝以上，长期生活在此环境中的人，轻则头晕眼花，心跳加快，神经系统紊乱；重则死亡。在闹市区厂矿企业等环境，噪声危害日趋严重。在教学中教给学生噪声产生的原因，危害以及声学知识外，详细交代如何科学有效的防止减小噪声危害的方法和途径。譬如；在声源，在传播过程中，在人耳处如何减小噪声危害。通过这一节学习，同学既掌握了噪声的特性，危害，又掌握了防止减弱途径，教知识的同时渗透了环保知识。4，九年级物理第十七章第二节【核能】中讲到，核能是一种新型能源，利用重核裂变和轻核聚变，释放出巨大的原子能。1千克铀全部裂变，释放出的能量超过2000吨标准煤完全燃烧时释放的能量。链式反应如果不加控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出极大的能量。1945年利用不可控核裂变制造的毁灭性的武器---原子弹。如果核裂变加以控制，核心设备是核反应堆，使其能量缓慢的、平稳的、释放出来，建成核电站利用核能发电，将会给那些水利资源、化石能源缺乏的地区提供电能，也给人类解决能源危机带来希望。但是核能开发和利用，需要先进的，纯熟的科学技术。如果放射线泄漏到核反应堆的外面，会对人和其他生物造成严重的伤害，形成核污染。1986年，乌克兰境内的切尔诺贝利核电站，发生严重事故，造成核泄漏。当地环境恶化，切尔诺贝利市变成一片废墟，该地区居民已全部迁移。给周边地区造成的次生危害还将存在。因此，将核污染现象造成的危害和物理教学内容紧密联系起来，引导学生扎实有效的掌握科学知识，同时强化环保意识，在将来开发利用新型能源时严格的制定安全措施和安全指标。既开发了新能源，又防止了污染保护了环境。
其实，生活中还有更多的污染现象，如光污染，水污染等等，这些现象产生的原因，危害和相关知识点，防止方法及措施在物理教学中随处可见。因此，在物理教学中融合环保教育，使同学在掌握知识时，树立环保意识。在以后认识自然，改造自然过程中，按规律办事，从而有效地防止由各种污染引起环境恶化。
2 教学中突出“能源与持续发展的关系”，树立节能思想，强化环保意识
九年级物理第十七章【能源与可持续发展】一章，讲到世界能源结构百分之八十以上是化石能源。占首位的是煤炭，其次是石油和天然气，既是常规能源也是不可再生的能源。
近二三百年以来，人类相继发明了蒸汽机，内燃机电动机等动力机械，使生产力得到飞速发展。但是，能源消耗也急剧增长。就标准煤来说，全世界消耗在1950年为26亿吨，1987年为110亿吨，2000年为130亿吨，今天呈继续增长趋势。研究人员估计，按目前开采速度开采石油，地球上的石油贮藏将在几十年内开采完，煤贮藏量稍多一点，但也将在二百年左右时间内开采完。这些不可再生的能源开采完后，不可能在短时期内得以产生，早能源枯竭。
第一，“三问”而提升
问题1采用哪些简单机械将底楼的一堆书提升至二楼？
策略分析这个问题的引入，充分激发学生对简单机械的思考，借此复习前面的杠杆、滑轮、滑轮组、斜面等简单机械，并结合实际生活问题得以巩固.学生分别结合每种简单机械的特点来解决这一实际问题，真正达到学以致用的效果.而学生经过交流，一般可以想到多种简单机械，如下图所示.
问题2请问，我们选择这些简单机械的目的是什么？
策略分析学生发现使用这些机械有的是为了省力，有的是为了改变力的方向等，进一步复习了简单机械的特征.
问题3无论使用哪种机械，我们的最终目的是什么？我们能否达到省功的目的.
策略分析这个问题首先引入“我们的目的是什么？”，即让学生思考，我们使用机械做功的过程是为了满足某种目的，这样就是为了让学生在复习理解功的原理的基础之上，进一步为引导学生理解有用功、额外功、总功服务，且追问学生能否达到省功的目的，在第三节《功》的学习过程中，学生已经初步了解到使用任何机械都不能省功的原理，这次抛出这个问题，再次引入学生的思考，从而激发再次探究动滑轮的兴趣.
第二，典范到普及，突破重难点
1.再探动滑轮
教材以再探动滑轮为实验，引导学生通过实验活动理解有用功、额外功、总功，并为理解机械效率做好充分的准备，而实验的本身体现在两个重点之中，第一“再”，即学生在学习动滑轮的时候，对动滑轮之间力的关系，绳子自由端和物体移动距离的关系已经有所掌握.第二“探动滑轮”，在这个实验过程中，我们的目的是让学生探究动滑轮克服物体重力所做的功与此时拉力对整个动滑轮做的功是否相等，学生就动滑轮做功的问题进行进一步的探究，能从做功的角度分析动滑轮存在什么样的问题.因此，在本次实验探究过程中，我们在引导学生用好原有知识和技能的前提下，要有新的收获.笔者用以下三个环节来达到理想效果.
（1）注意细节.引导学生去思考这几个细节问题，引导学生在对动滑轮有所了解的情况下进行进一步地思考和交流，以提升学生的思维深度.①S 、h这两个物理量如何测更方便，如果楼房高10 m，我们可以引导学生取一个固定值，如10 cm等，并追问是否要同时测量S 、h，学生会根据S =2h，获知，测一组数据即可.②追问学生：为了得到一个普遍的规律，在实验过程中一般如何解决？很快获知一般测三组数据，以排除偶然现象.并建议学生物重分别测两个钩码、四个钩码、六个钩码.（这样的建议，也是为后面数据的对比作好铺垫）.③能否“静测”拉力F，或者如何测出拉力F.这个问题的引入，对学生而言是很有难度和挑战性的，学生即使知道要匀速竖直向上拉动绳子的自由端，读出弹簧测力计的示数，这时的示数就是我们预期中的拉力F，却不知道为什么.这时我们要采用启发式提问追问这样几个问题：a.测量动滑轮克服物体重力所做的功，做功的条件是什么，我们测量时，静止时测出拉力还是拉动时测量拉力？（根据做功的条件获知拉动了才做功）b.既然要拉动时测量，对这个拉动又有什么要求呢？（物体只有做匀速直线运动，动滑轮对物体的拉力才等于物体的重力，此时动滑轮对物体做的功才是克服物体重力所做的功，因此要拉着绳的自由端做匀速竖直向上的运动）.这两个启发式的提问，充分激发了学生对测量F的理解，让学生在思考的前提下，真正理解为什么要这样测量F.这样的三个注意点一解决，学生很快就通过实验操作落实到行动中，从而真正训练了学生对相关实验器材、实验过程的技能，提升了学生对动滑轮探究的认知深度和广度.
（2）巧设玄机.取三个不同质量的动滑轮，随机地分布在学生的分组实验之中，并引导学生在测量过程中对比自己的数据和其他组的数据，激发学生对数据进一步分析的兴趣.学生在测量后会不经意地交流彼此的测量数据，在发现差异较大后，从而进一步分析实验数据差异的原因，不仅激发了学生对实验过程和生成数据的再思考，还考验了学生对实验细节的掌握程度，能达到充分运用课堂中实际生成的真实数据来解决我们需要解决的问题.
（3）联系实际，提升认识.①在实验数据中，学生会很快发现动滑轮克服物体重力所做的功总比当时拉力对整个动滑轮做的功要小.在这种情况下，老师进一步引导，学生会真正理解什么是有用功，什么是总功，什么是额外功.并联系学生列举的几种简单机械提升物体的办法，让学生在此对这些机械做功过程中的有用功、额外功、总功进行判断，让学生在实际应用过程中，再次加深对三种功的理解.②让学生结合自己的生活经验，谈谈生活中对有用功和额外功在总功中所占比例的需求，发现现实生活中，人们都希望有用功在总功中所占比例越大越好，从而引出机械效率，获知机械效率的计算公式，感受机械效率在生活中的意义.
2.计算机械效率，训练提升
通过学生对测量数据的认识，让学生通过计算发现机械效率所隐含的物理特征，学生在计算都可以发现机械效率是没有单位的，是一个百分数.第二发现我们的几组数据的机械效率都是小于100%，经过分析获知，我们用简单机械进行工作的过程中，额外功是不得不存在的，这样就导致机械效率小于100%.
3.深入分析，加深理解
经过本人的课堂教学，我们分别采用了0.5 N、0.2 N和0.1 N的动滑轮做实验，而学生的数据之中，我选择了学生通过不同动滑轮产生的三大组数据，学生可以仔细分析表格中的数据发现，机械效率会随着物重的增加而提高，此时我们就要引导学生分析机械效率变大的原因，在老师的引导下和数据的分析下，并结合实际经验，学生会发现当动滑轮重不变时，物重增加就是增加了有用功，而额外功几乎不变的情况下（摩擦会随着物重的增加发生微小的增加，可忽略），我们可以通过增大有用功来提高动滑轮这种简单机械的机械效率，再进一步分析可以发现，当物重一定时，动滑轮越重，机械效率就越低，这里可以分析得到，提升物体的过程中，对动滑轮做的功是额外功，当有用功不变时，额外功变小了，有用功所占比值就增大，机械效率就增大.依次分析推理，要提高机械效率，我们有两种方法，即增大有用功或减小额外功，而增加物重则是增大有用功的方法之一，而减小额外功除了减小动滑轮重以外，我们还有减小摩擦等方法.这个过程中，不仅引导学生理解了提高机械效率的方法，还提升了学生的分析数据的能力，科学推理的能力，更有效地帮助学生提升了自主学习和分析问题的能力.
第三，区分提升
功率和机械效率、省力情况和机械效率的关系，这是提升学生对机械效率概念理解的一个问题，在理解机械效率的过程中，也同时提升了学生对功率和省力杠杆的理解.对此我们可以抛出这样两个问题给学生判断是否正确：1.功率大的机械，机械效率一定高；2.越省力的机械，机械效率一定越高.这两个问题的抛出，让学生没有把握去直接判断它们的正确与否，学生必须从自己的知识储备、生活经验中寻找对功率和省力机械的理解，并与今天所学的机械效率进行对比，通过实际的例子来判断其中是否存在题目所描述的关系.这时面对学生的思维停顿，我们可以引导学生去交流讨论一下，在这个过程中，学生不仅将自己的对三个物理概念认识进行系统化的分析和罗列，并交流彼此对这是三者关系的看法，采用反证法、排除法等方法，将最终结论获知.比如学生可以举例，在滑轮组中，动滑轮越多越省力，但是如果提升同一物体时，动滑轮多就越省力，却大大增大了额外功，从而降低了机械效率.这样的推理不仅要求学生对原有概念有较为准确的认识，还要结合机械效率，进行对比和分析.从而进一步理解功率和机械效率、省力情况和机械效率是没有必然关联的.
第四，情感目标的有效升华
关键词：生物质能源；生物质能
一、生物质能源定义
生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。生物质能（biomass energy），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。依据来源的不同，分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
二、生物质能源的特点
（1）可再生性――生物质能源是从太阳能转化而来，储存在生物质内部，地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，其取之不尽、用之不竭，可实现能源的永续利用。与风能、太阳能等同属可再生能源。
（2）清洁、低碳――生物质能源属于清洁能源，其生物质的硫、氮有害物质含量低，燃烧过程中生成的SOX、NOX较少；由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零。能够有效减少二氧化碳的净排放量，降低温室效应。
（3）分布广泛的可替代能源――目前我国生物质资源可转换为能源的潜力约5 亿吨标准煤，今后随着扩大造林面积的和经济社会的发展，我国生物质资源转换为能源的潜力可达10 亿吨标准煤。在传统能源日渐枯竭的情况下，生物质能源是理想的替代能源，被誉为继煤炭、石油、天然气之外的“第四大”能源。
三、我国目前生物质能源经济发展现状
目前以生物质能源开发带动的经济发展主要存在如下几点问题
（1）认识不够；
（2）国家扶持政策单一；
（3）规划布局合理能性差；
（4）创新不足，发展粗放单一。
四、克服生物质能源经济发展现状实现循环、低碳经济
（1）加强生物质能源经济认知
我国未来生物资源潜能巨大，而石油、天然气资源将在2050年前被罄尽的看法已被公认。煤的资源也只能再满足100～200年的需求，但其低碳排放的清洁利用技术还需花力气开发。但我国能源界却有这样的观点――生物质能源成不了“大气候”，理由之一是生物质原料来源有限、分散，且规模化生产存在技术和成本约束。究其主要原因是相对于煤炭、石油、天然气这些传统能源，中国生物质能源和生物化产业起步较晚，规模较小，总体发展水平还很低。这些对生物质的误解已影响了决策部门，极大阻碍了生物质能源经济发展。而与此同时，全球致力于生物质能源的产业并未停止发展的步伐。2012年2月欧盟委员会通过了欧洲生物经济战略，2012年4月美国了《国家生物经济蓝图》，2013年7月，德国了生物经济战略，这些国家分别就推动生物经济，摆脱对化石能源的依赖等方面制定了新的战略、布局，力图在末来生物经济竞争中占有有利地位。联合国能源署也预计到2050年，生物质能源将占全球人类总能源消耗的50%以上。生物质能源将是未来能源的主战场。打好生物质能源经济这场硬杖，首先要从上层统一思想。从战略、策略、经济性、环保、法律及制度等方面，加强解决配套政策问题，提高对生物质能源经济重要性的认识。
（2）国家扶持政策多元化
过去国家对生物质能多采取补贴手段。但补贴门槛高，手续繁琐、先垫后补方式给企业带来困扰。国家应学习国外成功经验，加大扶持的力度和广度，从税收优惠、融资担保、技改贴息、租金补贴、技术研发等多方面入手。例如瑞典征收二氧化碳排放税和能源税，但对于可再生燃料，免征二氧化碳税，只征收能源税，如果企业投资建设相关新项目，可申请国家或者欧盟的补助金。美国能源独立与安全法案中要求化石燃料供应商每年达到一比例的生物燃料混配。
（3）项目建设初期合理布局
中国原料种植地域分散，种植数量有限，收集及运输成本等问题，离支撑生物质能和生物化产业的发展还有很大差距，例如①生物发电方面：根据国家能源局规划，我国生物质发电到2015年将达到1300万千瓦，2020年生物质发电装机3000万千瓦的发展目标。而另一方面生物质发电却是一个依赖政府补贴产业，2010年7月，国家发改委《关于完善农林生物质发电价格政策的通知》，明确生物质发电统一执行标杆上网电价为0.75元/千瓦时，而政府对企业的补贴则是0.3元/千瓦时。即便在如此高的补贴下，生物质能龙头凯迪电力，其2010年的相关营收也只有9000余万，不到其总营收的3%。②生物燃料方面：国际上比较成熟、且技术难度较小燃料乙醇是以粮食为原料工艺路线。巴西以甘蔗为原料，美国以玉米为原料，而中国人口众多用大量粮食做燃料乙醇不可行，这些都说明，生物质能源发展整体要求生物质集中、数量足够丰富、具备一定的规模与其原料分散、不足、季节性、运行成本居高不下相矛盾。所以在哪些生物质原料比较丰富且集中地区有序、规模的发展哪些生物质能源需要国家、省、市各部分规划统筹。
（4）多样化、多途径发展生物质能源经济
目前，我国生物质能源产业发展有的已具备一定规模，有的已经济进入产业化阶段，也积累了一些丰富的经验，如户用沼气技术。但笔者认为我国生物质能源化发展多为直接燃烧途径，在热化学转换和生物化学转换方面较少，未来应多样化、多途径发展。如以下几个产业：
①微藻制油产业：微藻是简单的单细胞植物，这种原料属于低等植物。光转化油脂的转化效率能够达到12%。传统生物柴油所需原料均为油料高等植物，其光转化油脂的转化效率最高仅1%，且由于油料植物的油脂面积产率不高，发展生物柴油必然要占用大量耕地，影响粮食生产。而微藻种类繁多、分布广、繁殖快，可直接利用阳光、二氧化碳及氮磷等简单营养物质快速生长，并在胞内合成大量油脂，为生物柴油生产提供新的油脂资源，有资料显示，同样一亩地，种植大豆和微藻，产油率的差距是50-100倍。”可见高品质的微藻油、高蛋白的微藻渣能担纲固碳减排的角色。其实现商业化放大在经济上是可行的。
②生物塑料产业：生物塑料的研制都是从纯植物中获取，植物中含有大量淀粉和蛋白质，这也是生物塑料中丙烯酸、聚乳酸的主要来源，在植物中提取的丙烯酸、聚乳酸等再经过各种工艺生产制成生物可降解塑料材料，这在很大程度上避免了传统塑料在自然条件下不会降解，燃烧又会释放出有害气体等对环境的污染和破坏。
③有机废物肥料产业：北京嘉博文生物科技有限公司联手中国环境科学研究院、清华大学共同完成，有机废物生物强化腐殖化及腐植酸高效提取循环利用技术，解决传统堆肥效率低、产品质量差、过程二次污染难控三大技术难题。目前已在国家餐厨废弃物资源化利用试点城市中建设了14个规模化处理厂。
④生物丁醇燃料产业：生物丁醇作为生物燃料时其蒸汽压力低，与汽油混合时对杂质水的宽容度大，而且腐蚀性较小。在燃料性能和经济性方面有明显优势，能以更高比例与汽油混合，而无需对车辆进行改造，单位体积储存的能量也更高，目前日本开发出利用废弃柑橘、苹果、甜菜、甘薯、稻草、废纸以及木材生产纸浆后的废弃物，都可以用来生产生物丁醇。
