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生物质能研究

生物质能研究

生物质能研究范文第1篇

关键词:生物质能源企业;商业竞争;战略

中图分类号:F27 文献标识码:A 文章编号:1672-3198(2011)04-0037-02

1、生物质能源产业发展地位

改革开放30年来,我国经济一直保持着持续快速的增长,在能源的消费结构上,我国目前还主要是依赖石化能源。一方面,长期粗放型的经济增长方式,导致了资源利用效率和产生的经济效益不高,较低的资源利用水平已经成为企业降低成本、提高经济效益和竞争力的重要障碍。另一方面,经济快速发展对能源需求的激增导致能源的绝对短缺。近年来,我国的能源形势越来越严峻,我国的石油对外依存度不断攀升,按照我国目前的发展速度,到2020年,我国最少需要4.5亿吨原油,而届时本土生产能力将至多不超过2亿吨。与此同时,以煤为主的能源结构也给我国带来了日益严重的环境问题。要真正实现节能、降耗、减污,必须尽快改变我国的燃料结构。因此,要积极发展各种可再生新能源。

为了明确生物质能源产业地位,确保生物质能源产业的稳步发展,我国政府出台了一系列法律法规和政策措施,积极推动生物质能源的开发和利用。例如对乙醇,2004年2月,国家发展和改革委员会等8部委联合《车用乙醇汽油扩大试点方案》和《车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则》,在中国部分地区开展车用乙醇汽油扩大试点工作。在国家出台相关政策措施的同时,试点区域的省份均制定和颁布了地方性法规,地方各级政府机构依照有关规定,加强组织领导和协调,严格市场准入,加大市场监管力度,对中国生物质燃料乙醇产业发展和车用生物乙醇汽油推广使用起到了重大作用。此外,国家相关的法律法规也为生物质能源的发展提供保障。2005年,《中华人民共和国可再生能源法》提出,“国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料、鼓励发展能源作物,将符合国家标准的生物液体燃料纳入其燃料销售体系”。国家“十一五”规划纲要也提出,“加快开发生物质能源,支持发展秸秆、垃圾焚烧和垃圾填埋发电,建设一批秸秆发电站和林木质发电站,扩大生物质固体成型燃料、燃料乙醇和生物柴油生产能力”。除制定相应法律法规和标准外,2002年以来,中央财政也积极支持燃料乙醇的试点及推广工作,主要措施包括投入国债资金、实施税收优惠政策、建立并优化财政补贴机制等。

从国家出台的一系列法律法规和政策措施中,我们可以看到,我国政府把发展生物质能源产业放在了一个重要的战略地位,整个生物质能源产业的行业地位得到了极大地提升。

2、生物质能源企业各成长阶段的竞争力

2.1初创和学习发展期的竞争力

从创新活动和学习发展的内容看,这一时期主要包含以下两方面,一是科技人员将科技成果从理论方法和实验室层面向现实生产力转移;二是吸引各种资源要素的投入,创建一个具有生产经营职能和严密组织结构的经济实体。

以科技研究与开发为重点的技术创新和管理创新成了该阶段企业创新的主导。如同一般企业,创建之初需要各种资源要素的投入,加上生物质能源企业所固有的高投入的特征,所以这一阶段资金需求数量往往非常大,投入密度异常高。但是,由于企业刚刚创立,生存性较弱,未能在短期内得到社会各部门的认可,筹资成了一大难题。所以能否筹集到企业生存所需的足够资金和选择有效的筹资渠道,是生物质能源企业初创阶段面对的主要问题。另外,企业在这一阶段还面对很大的风险,即把科技成果转化为实现生产力过程中所产生的各种经营风险、技术风险、产品风险、市场风险的综合。企业要能经受上述风险,首先需要企业提高自身抵御风险的能力,主要是对技术成果转化前景的把握和对行业发展的预测,另外,还需要政府出台政策鼓励和支持产业的发展。

2.2学习与快速成长期的竞争力

学习与快速成长期主要围绕以下两个方面展开:一是合理配置和利用人才、技术和资本等各种资源要素,扩大规模,降低成本,迅速占领市场,增强竞争力;二是保持活跃的科技创新能力,加强科技研究开发优势。前者涉及到企业经营管理各方面的问题,因此,与之相应的企业创新主要表现为管理创新、市场创新。其中管理创新是核心,因为在这一阶段,吸引各方面的优秀人才投身企业成了关键。后者要求企业具备较强的技术创新能力,围绕企业的经营主业,从战略上、整体上安排和实施技术创新,并且创新活动具有明确的目标指向和价值取向。

在这一阶段,企业为了适应市场需要而出现快速增长,需要大量追加资金的投入。不过,筹资不再是难题。因为随着企业管理逐步走上正轨,企业素质得到了全面提高,融资能力明显增强,资金来源相对而言宽松,企业可以从各种资金来源渠道筹措资金。

进入成长发展期,高新技术企业基本排除了技术风险,面临的风险主要是市场风险和管理风险。由于科技进步加快对企业的影响远远大于一般中小企业,上述风险在程度上较一般中小企业要大得多。为增强抵抗风险的能力,企业由单一经营优势向综合经营优势过渡。

从市场环境看,在这一阶段,产品在市场上已具有自己的定位,市场份额逐步提高。创营销市场成了这时期的首要任务,因为科技型企业已由以前的直觉型感性管理转变为职业化的管理,技术优势得到了充分体现。但由于市场环境变动带来的市场风险很大以及新的竞争者开始进入市场参与这一领域的竞争,企业应密切关注顾客不断变化的需求,调整公司产品、服务和营销方式以适应新的需求,增强市场竞争力。

2.3技术创新、规模扩张期的竞争力

处在技术创新、规模扩张期的企业已达到一定的规模,各方面的条件都比较成熟,但是,随着原有技术优势的逐步失去,其发展度开始放慢,甚至出现停滞现象。因此,为了成功地过渡到蜕变期,企业在保证正常运营的同时,必须加强对高技术产品研究和开发力度,以掌握新的技术优势。所以技术创新仍然是本阶段企业创新活动的主要内容。

从资金需求和来源看,在这一阶段,企业管理比较成熟,并已形成一定的市场地位。因此,企业在保证正常的运作资金之余,主要是加强与技术创新各过程相关的资金投入。其融资渠道与前一阶段基本相同。从风险特征看,这一时期企业的产品已在市场上占有较大比例,管理风险、市场风险均较大程度降低,技术风险增大。从市场环境看,在这一阶段,企业的市场地位比较稳固,但由于更多竞争者的介入,竞争极其激烈。

2.4组织创新、企业整合期的竞争力

这一阶段在以技术创新为核心的基础上表现为对观念创新、市场创新、制度创新和管理创新的需求。因企业的成功蜕变要求企业家和科技人员能自觉地根据环境的变化进行观念、技术、市场和组织管理的变革,此时,企业的创新行为比以往各阶段显得更为重要。由于科技型企业高技术的特征,在组织创新和企业整合的过程中会涉及到比一般企业更多的资源重组和置换,因而转型风险非常大。为了降低风险,企业大都采用渐进式的转型。

从市场环境看,在这一阶段,企业在社会上已具有一定的影响力和知名度,新产品很容易被市场接受,盈利剧增,因而能否为市场提供足够的产品成了企业成功的关键。但是,企业还必须加强营销体系的建设和营销渠道的开拓,以提升企业的竞争力,使企业取得更大的发展。

3、生物质能源企业的商业竞争战略

3.1政策扶持的竞争战略

发展生物质能源产业是提高我国农业综合生产能力的重要方面,也是开辟新的农业资源、拓展农业经营领域、促进农业可持续发展和能源可持续利用的战略选择。各级政府应给予高度重视,将其作为解决“三农”问题、有效解决经济发展中的能源瓶颈问题、保护环境的重要措施和招商引资、项目建设的重要内容来实施,并通过政府财政补贴奖励、贷款担保或贴息、税收减免等方式,鼓励和支持农民扩大能源作物的种植和农业废弃物的资源化利用,鼓励和支持投资者兴建生物质能源产业化项目,鼓励企业加大科研力度以不断增强企业竞争力,促进生物质能源产业的快速、健康发展。

3.2“两头在外”的商业竞争战略

加强国际科技合作与交流,吸引更多资金、技术和人才投向本省生物质能源产业,形成发展生物质能源产业的强大动力。一是采取多种方式,积极引导和鼓励有实力的生物质能源企业到省内投资,以最大限度的利用国内外资源,尽快壮大本省生物质能源产业规模,提高竞争力。二是通过国际技术交流与合作,扩大对外贸易,增强本地区生物质能源产业发展的后劲,提高国际竞争力。

3.3上市融资的商业竞争战略

加快本地区生物质能源企业上市融资的步伐,促进生物质能源产业的快速发展。一方面,生物质能企业通过上市和吸引其他上市公司参股投资等方式筹措发展资金,为生物质能源企业提供充足的科研开发基金,另一方面还要加大资本营运力度,通过联合、控股、参股等方式,促使资本、技术、人才等生产要素向优势企业集中,培育生物质能源大公司、大集团。

3.4技术集成的商业竞争战略

生物质能源产业能否得到健康、快速发展,关键在于生物质能源资源产品能否被有效利用。而这主要取决于相关的加工、种植技术和设备工艺水平。因此,要加强对生物质能源产业的技术研究和开发,尤其是要注重生物技术集成创新和成套装备研发,促进生物质能源产业快速发展。注重生物质能转化与催化前沿技术研究,大幅度提高生物质能转化效率、效益{加快生物质能源科研成果转化为现实生产力,提高生物质科技自主创新能力,保障生物质能源科技创新发展。各级政府要建立能源农业科技进步基金,用于支持、补贴能源植物品种的发掘和选育、能源植物种植技术研发及其成果应用推广、生物质能源化处理高新技术研制与实验发展以及生物质能源生产企业孵化等,为生物质能源产业的发展提供强有力的技术支持。

参考文献:

[1]吴怀俊,邓珍琴,国内生物质能源产业发展研究[J],中国经贸导刊,2009,(12)

生物质能研究范文第2篇

关键词:生物质能源;产业现状;存在问题;对策措施;贵州

中图分类号:F127文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)28-0128-03

生物质能是植物通过光合作用将太阳能转换为化学能而固定下来并储存于生物质中的能量。主要包括植物、农林废弃物、有机废水和畜禽粪便等 [1]。现代生物质能源的研究与利用主要指借助热化学、生物化学等手段通过先进的转换技术,生产出不同需求的固体、液体、气体等高品位的新能源来替代日期枯竭的化石能源。生物质能源目前已占世界能源消费的14%左右,排在化石能源煤、油、气之后而位居第四[1~2]。 贵州是一个富煤缺油缺气的山区省份,长期欠开发、欠发达,充分利用优越的自然气候资源、丰富的生物资源,积极开发利用生物质能源,缓解能源短缺压力,是事关国家能源安全、生态安全,确保国民经济可持续发展和社会进步的重大研究课题,是国家能源发展战略的必然选择。发展生物质能源有利于探索能源替代新途径,缓解能源压力;有利于贵州喀斯特山区的石漠化治理,改善生态环境;有利于拓展农业生产功能,增加农民经济收入。有鉴于此,拟通过对贵州主要自然气候资源、能源植物资源及产业技术现状、存在问题和发展对策进行分析探讨,以期促进贵州生物质能源产业持续稳步发展。

一、贵州发展生物质能源的优势及条件

“十五”计划以来,随着中国《可再生能源法》的正式实施,生物质能源发展日益受到各级政府和全社会的密切关注。国家先后颁布了《中华人民共和国可再生能源法》,制定了《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源“十一五”规划》及《生物燃料和生物化工原料基地补贴办法》、《生物能源及生物化工非粮引导奖励资金管理暂行办法“财建[2007]282号” 》、《秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法“财建[2008]735号” 》等相关政策及资金补助措施。根据中国经济社会发展需要和生物质能源利用技术状况,明确提出到2010年,增加非粮原料燃料乙醇年利用量200万t,生物柴油年利用量达到20万t;到2020年,生物燃料乙醇年利用量达到1 000万t,生物柴油年利用量达到200万t,总体实现年替代约1 000万t成品油的目标。农村沼气、燃料乙醇、生物柴油、致密成型固体燃料等广泛应用于生物质发电、汽车燃料、民用生活领域,能源植物筛选、高效节能技术一直被视为生物质能源研发的重点。贵州位于中国西南地区的东部,地处云贵高原向广西丘陵过度的斜坡地带,介于东经103°36′~109°35′、北纬24°37′~29°13′之间,平均海拔1 100m左右,属亚热带季风湿润气候区,大部分地区年平均气温在15℃左右,日照时数在1 200h~1 400h之间,年均降水量在1 100mm~1 300mm之间,年相对湿度高达82%,立体气候明显、温暖湿润,生物资源种类繁多、富有特色,是全国重要的动植物种源地之一。

根据贵州省(2006―2050)喀斯特石漠化和小流域综合防治规划,贵州省现有200万hm2宜林荒山荒地,在喀斯特地貌的山区种植小油桐、黄连木、光皮树、乌桕、续随子、油桐、蓖麻、甘蔗、木薯、甘薯、芭蕉芋等能源植物资源,对推动山区农村产业结构调整,实现能源农业、能源林业产业化,生物质能源及其他农业废弃物十分丰富,开发应用基础好。按照国家发展生物质能源应坚持不与人争粮、不与粮争地、不破坏生态环境的“三不”原则,贵州发展生物质能源的自然基础条件较其他平原地区优越。

贵州自21世纪开始,已经启动从优势能源植物筛选、利用评价、良种培育、基地建设到加工生产技术工艺等系列基础试验示范工作,基本建立了以小油桐、乌桕、光皮树、芭蕉芋为主的优质高产栽培和良种繁育技术体系,掌握了高转化率的加工工艺和技术,为生物质能源产业进一步发展奠定了一定的基础。

二、贵州生物质能源发展现状及存在问题

1.产业研究发现状

贵州省自2000年以来就开始关注并积极推动农村沼气、燃料乙醇、生物柴油等资源发掘及技术研发工作。在省委、省政府的重视支持下,相关部门先后从农村废弃物生产沼气,从芭蕉芋、马铃薯、甘薯、甘蔗、木薯制备燃料乙醇,从小油桐、光皮树、续随子、蓖麻、乌桕制备生物柴油等方面对贵州生物质能源产业发展进行了摸底调查和相关研究。已从资源评价、良种培育、配套栽培、加工工艺、综合利用及产业化技术等方面展开试验示范研究。2008年全省沼气用户超过149.6万户,实际利用141.5万户,年产气76 682.6m3,秸秆生物气化产气集中供气点达二十余处 [1~5]。在能源资源的调查及筛选评价中,已基本查清全省主要生物质能源植物资源种类、数量、分布区域及主要优势资源,完成30种贵州木本能源植物的种质资源迁地保育,繁育基地及5~10种主要造林树种轻基质容器育苗技术,特别在小油桐、芭蕉芋等的能源植物资源收集、新材料创制和良种繁育方面取得一定进展,已选育出并通过省级审定芭蕉芋品种两个。一是良种繁育技术体系基本建立。二是原料基地建设进展顺利。三是生产加工工艺比较成熟。特别是生物柴油化学生产技术已经形成比较完备的生产加工技术体系和方法,固体催化剂转化率达到99%,甲酯回收率大于95%,并获多项国家发明技术专利。

目前已建有小油桐产业示范基地1.6万hm2,芭蕉芋产业示范基地近1.5万hm2,甘薯产业示范基地近20万hm2,马铃薯产业示范基地50万hm2,甘蔗产业示范基地近2万hm2。油桐产业示范基地30万hm2,黄连木、光皮树、乌桕、蓖麻等还在研究积累初期 [4~6]。已有贵州中水能源股份有限公司、贵州江南航天生物能源科技有限公司、贵州金桐福生物柴油产业有限公司、黔西南康达生物能源科技有限公司均建成了年产1万~3万t的生物柴油加工示范生产线,并将生物柴油作为新产业,逐步建设年产10万t以上的生产能力。按亩产300kg原料计算,目前能源油料种植面积要在2.5万hm2以上。乙醇生产方面:糖厂有现成的乙醇加工设备和技术,年需求原料甘蔗面积也在1.5万hm2左右 [2~4]。贵州大学、贵州醇酒厂的淀粉干片发酵技术还在进一步研究中,不久也会有相应规模的生产线建成投产,加上其他产业的原料竞争,原料不足已导致企业3/4产能闲置,仅靠地沟油、泔水油生产生物柴油很难形成产业化。

虽然生物能源开发利用前景广阔,但生物质能源研发利用技术目前还没有实现关键性突破,在发展过程中还面临优势植物资源缺乏、生产成本高、原料供应不足、市场风险大、综合利用率低、产品标准不一、市场销售不畅等诸多问题。

2.存在问题

(1)对发展生物质能源产业的认识不足。从一个新兴产业的角度和自身发展规律来看,生物质能源产业仍然存在基础积累、市场发育、支撑体系、技术攻关等许多关键环节问题。许多企业或经营者首先想到的是抓基地、建厂房,争取国家的政策性补助。而在产业链的基础环节、市场培育和技术保障方面还存在一定的盲目性,产业体系未建立,导致许多基地经营水平低、示范效果差、农户持观望态度,对发展原料生产没有信心,原料供应严重不足。

(2)研究基础薄弱,原料成本较高。生物质能源产业是一项多学科联合的现代综合性产业,产业链较长,涉及多项技术工程,生物质液体燃料近期主要是生物柴油和燃料乙醇,未来主要技术是木质素和纤维素生产液体燃料。目前主要依赖于油料植物的产量和含油量,许多木本油料植物都呈野生或半野生状态,缺乏强有力的科技支撑是生物能源产业长期做不大的原因之一,产出率不高主要还是资源和技术的双重制约。由于研究时间短,技术基础薄弱,特别是专用原料植物的良种选育及配套生产技术还未真正破题,原料生产成本较高,据测算,13t甘蔗可生产1吨乙醇,需土地1 400m2左右,按蔗价280元/t计算,原料成本价为3 640元,7t木薯生产1吨乙醇,木薯原料成本价4 000元左右,加工成本需500元~800元;按2吨植物油生产1t生物柴油计算,仅原料成本也在4 000元~5 000元之间。目前燃料乙醇销售价为5 000元~6 000元/t,生物柴油销售价为6 000元~7 000元/t,企业利润空间不大,农户种植收入较低。就拿炙手可热的小油桐来说,经历了近五年的研究,虽有规模化种植面积1.6万hm2,但大面积产量低而不稳,平均累计产量不足100kg/667 m2 [2~6]。所以,目前主要都采用地沟油、泔水油生产生物柴油,原料供应严重不足。

(3)主攻方向不明确,优势植物突破性小。通过前期研究,在优势物种选择、良种选育方面尽管取得一些成果,但研究领域狭窄,技术积累不够,在解决品种抗逆性、高产优质和规模化经营方面突破性不大,产量低,成本高。目前大多数能源植物的研究尚处于收集、引种、筛选、评价及试种栽培的探索阶段,原料结构单一、应用范围小,规模化和产业化程度还比较低。糖料作物、淀粉作物产量高,但转化利用成本较高,油脂植物转化利用成本低,但种植产量较低,农户种植积极性不高。不管是糖料能源、油料能源、淀粉能源还是其他,究竟发展能源酒精好还是发展生物柴油好目前也还没有准确定论,基地建设、产品加工、市场销售脱节,直接造成生产成本和管理成本过高,企业出现严重亏损,有碍于经济效益目标的实现,极大地限制了贵州生物能源产业的持续稳定发展。

三、贵州生物质发展建议

1.科学制定发展规划

生物质能源研发的范围十分广泛,从用途上来说,有生物质直接燃烧或混合燃烧发电,生产沼气或制成致密型燃料作民用燃料,生产燃料乙醇、生产生物柴油作机械动力燃料,还能作生物制氢等。根据用途的不同,其技术工艺和所需原料差别也很大。我们要根据市场和贵州经济社会发展的实际需求,结合能源结构特点确定一定时期内的生物质能源产业在经济结构中的地位、发展方向和任务目标,要根据生物质能源产业发展的学科取向、价值取向对相关产业进行系统科学的评估和论证,特别要在开发中的工矿区、非粮产区选择重点领域和重点植物进行研发。

根据贵州山区的能源植物分布比较零星分散、收集运输困难等特点,结合加工工艺比较成熟的实际,能够容易形成产业优势的就是车用燃料乙醇和生物柴油。目前应以车用液体燃料为重点,稳定小油桐、甘蔗、芭蕉芋、红薯、马铃薯生产,探索光皮树、黄连木、乌桕、续随子、木薯、蓖麻及其他纤维植物在喀斯特山区的适应性及发展潜力。贵州省粮食自给虽基本平衡,但随着粮食加工转化利用量的逐年增加,粮食供需缺口将继续存在,推行燃料乙醇必须慎重。结合喀斯特石漠化治理和“两江”流域区的生态屏障建设,重点应选择适应性好、抗逆性强的多年生木本能源植物进行研发。

2.加强科技攻关,突破核心技术

鉴于发展贵州生物质能源产业的关键在于保障原料供应、降低生产成本、保护生态环境和增加农户收入,一是针对喀斯特山区的地理气候环境,强化自主创新,重点利用先进育种手段和生物技术手段,选育速生丰产、抗旱耐瘠、抗病虫害的专用能源植物品种。二是研究速生丰产栽培、病虫害防治、矮化密植及配方施肥等适用技术和省力化技术。三是加快科技成果的引进和新技术研发集成、应用与推广,加速科技成果转化,大幅度提高其产量和品质。四是加强小油桐、黄连木、乌桕、续随子、芭蕉芋、甘薯等副产品的综合利用和技术研发,降低生物质能源生产的综合成本,提高综合效益。

3.探索发展模式

发展生物质能源产业是一项产业化程度较高的系统工程,涉及政府、加工企业、科研单位、农户等诸多部门,目前没有现成的模式可循。市场是拉动生物质能源产业发展的前提,科学技术是确保该产业持续稳定发展的关键。特别在发展初期,由于中国能源生产还存在一定的行业垄断,没有稳定的市场,政府要加强领导和监管,切实调动社会各方面发展生物质能源的积极性,尽快建立起一定规模生物能源基地,组织协调好各方面的利益分配关系。建议有关部门应从国家能源发展战略和解决三农问题的高度出发,切实制定相应的扶持政策和措施,要将产品加工、原料种植、基地建设和退耕还林、生态工程、结构调整、石漠化治理、农民增收等结合起来,做好生物质能源作物种植规划和基地建设,以保证原料供给及降低原料成本。推广“公司+科研+基地+农户”的经营模式,明确各方的责、权、利,建设一定规模的产业化示范基地,共同争取国家的政策支持和资金补助,既满足了企业的原料供应,又保证了农民的经济收入,实现农户和企业之间利益共赢,确保此项工作的顺利开展。

参考文献:

[1]田春龙,郭斌,刘春朝.能源植物研究现状和展望[J].生物加工过程,2005,(1):2-4.

[2]吴创之,马隆龙,陈放,等.中国生物质能源产业发展报告(2009―2010)[R].

[3]九三学社贵州省委.关于发展我省生物质能源的建议[EB/OL].世界新能源―生物质能源网,2008-02-09.

[4]王亚萍,姚小华,王开良.燃料油植物资源研究现状与发展对策[J].中国油脂,2007,(5):7-10.

[5]王涛.中国主要生物质燃料油木本能源植物资源概况与展望[J].科技导报,2005,(5):12-14.

[6]邓伯龙,石杨文,陈波涛.贵州生物质能源树种资源的开发与利用[J].资源开发与市场,2006,(3):265-266.

[7]刘新建,王寒枝.生物质能源的现状及发展前景[J].科学对社会的影响,2008,(3):5-9.

生物质能研究范文第3篇

关键词: 初中物理实验教学 质疑能力 培养策略

义务教育物理课程旨在提高学生的科学索养。[1]科学探究式教学是提高学生科学素养的一种重要而有效的途径,科学探究既是学习目标,又是重要的教学方式。从科学探究角度看,实验是科学探究的重要方式之一;从实验教学角度看,物理实验教学具有多维的课程目标。因此,初中物理实验教学是落实义务课程目标,全面提高学生科学素养的重要途径,更是创新教育的基础,对培养学生的质疑能力有非常重要的作用。

一、 物理实验教学中质疑能力的内涵

物理学的发展源于质疑,质疑是指原有知识经验与现实情况相遇或发生冲突时而产生的思维活动。“质疑也可以称为质疑思辨,是指人对现存事物敢于和善于提出疑问,并能对传统理念进行辩争的能力”。[2]质疑能力就是对所看到的现象或已有结论的真实性、准确性提出疑问,是构成人的素质的重要因素,其重要标志是敢于提问和善于提问。物理实验教学中学生的质疑能力就是学生对所看到的实验现象或对已有实验结论的真实性、准确性提出疑问。

二、 物理实验教学对质疑能力的培养具有重要意义

实验是科学探究重要方式之一,在实验教学中培养学生的质疑能力具有重要意义,主要体现在以下几个方面。

1.有利于培养学生的观察力

不论是演示实验还是学生实验,学生要想提出有价值的疑问,必然会在经历仔细分析物理现象的过程中观察到物理现象的本质特征,进而提出有价值的疑问。久而久之,学生的观察能力就会不断得到提高。

2.有利于培养学生的思维品质

思维是质疑活动得以顺利进行的工具。教师在做演示实验时应注意引导学生观察实验现象,启发学生对实验现象所说明的问题进行积极思考和交流;在做探究实验时,应让学生对实验方案、器材和实验装置提出更深层次的疑问,从而使学生的思维品质得到提高。

3.有利于培养学生分析和解决问题的能力

实验教学由于重视过程和方法,学生在实验过程中无形接受了教师思考问题的方法和推理等特点,这有利于提高学生发现问题和解决问题的能力。

4.有利于学生自学能力的形成和发展

苏霍姆林斯基说:“自由支配的时间是学生个性发展的必要条件。”实验探究给学生质疑提供了相对独立的探索空间,学生主体作用和个性思维在质疑活动中得到最大限度的体现,自学能力也就必然得到提高。

5.有利于培养学生的创新能力

质疑是创造性解决问题的开始。例如,学生利用生活中的器材改进实验,不但具有简便、直观等优点,而且能激发学生的创新意识,发展学生的创新精神与创新思维。

6.有利于学生养成实事求是的科学精神

通过对学生质疑能力的培养,学生在认真收集、处理实验信息中培养严谨的科学态度和科学精神,在实验中认识到尊重客观数据的重要性,从而树立实事求是的科学态度。

三、初中物理实验教学方式对学生质疑能力的影响

目前在应试教育的影响下,物理实验教学难以发挥其应有的作用。许多教师认为“做实验不如看实验(录像),看实验(录像)不如讲实验”,所以很少做实验或不愿花时间进行实验教学,实验只被当作收集数据、验证理论、应付考试的工具,学生成为被动的接受者,教师忽视实验教学对学生科学思维方法和创新能力的培养。

大多数学生重结果而轻过程,为得到期望的结果,甚至修改实验数据,没有树立实事求是的科学态度,没有掌握解决问题的科学方法,学生缺乏主动探究的欲望和热情,很少提出问题。

所以,物理实验教学中学生质疑能力的培养就成为当前深化课程改革,实施素质教育面临的一个不容忽视的突出问题,基于以上原因,笔者提出初中物理实验教学中学生质疑能力培养的策略。

四、 初中物理实验教学中学生质疑能力培养的策略

1.使学生敢于质疑并积极质疑的策略

(1)营造民主、和谐的实验氛围,使学生敢于质疑。师生关系是影响学生是否敢于质疑的重要因素。教师在实验过程中要遵循民主教学原则,尊重学生的个性和人格,积极营造宽松、民主、平等、和谐的实验氛围,鼓励学生敢于提出与别人不同的见解,敢于放弃或修正不正确的观点,促使学生形成敢想、敢问、敢说、敢做的心理品质。

(2)利用物理学史示范和激励功能,促进学生积极质疑。物理学史有助于培养学生学习物理学家勇于探索的精神,可以调动学生在实验教学中的主动性和积极性,从而培养学生的积极质疑、释疑能力。

(3)创设实验情境,引发学生质疑需要。实验具有直观、形象、生动的特点,教师运用学生熟悉的生活素材创设实验情境,可使学生处于矛盾和困惑之中,由此引发学生的认知冲突,从而满足学生的质疑需求。

2.使学生善于质疑的策略

(1)革新实验教学方式,积极促进学生学习方式的转变,使学生善于质疑。教师要在实验教学“各个阶段(实验前、实验中、实验后)提出一系列富有启发性的问题,或根据需要提出学生不易回答的问题”[3],同时积极促进学生学习方式的转变,启发学生提出问题,让学生带着问题做实验,让学生学会在实验中分析问题、解决问题并获得学习的乐趣,从而提高学生善于质疑的能力。

(2)发挥实验的重要作用,培养学生质疑能力。实验教学是自然的研究方法在教学过程中的模拟或重现,它有助于学生学习物理学家在科学探索中的研究方法和工作习惯。学生在实验过程中可以获得实事求是的科学态度的培养,在实验中教师要通过实验设计和实验操作引导学生质疑,以提高学生的质疑能力。

(3)利用科学探究培养学生的质疑能力。科学探究过程是围绕问题展开的,问题是探究的核心,科学探究过程对培养学生质疑能力的作用主要体现在以下几个方面。

①提出问题。提出问题是科学探究的第一要素,科学探究过程是围绕所提出的问题展开的。学生通过实验观察发现与物理学有关的问题,为了提出问题,教师必定会指导学生把新发现的事实与原有认知之间的矛盾揭示出来,这就可以培养学生根据事实进行质疑的意识。

②猜想与假设。猜想与假设是学生根据已有知识经验对问题的可能答案做出假定、尝试进行解释的过程,有助于增强学生的质疑能力。

③进行实验与收集数据。学生要进行实验与搜集证据,除了理解实验原理、了解实验步骤外,还要有严谨的科学态度和实事求是的科学精神,而这正是大胆质疑所必需的。

④分析与论证。分析与论证是从物理现象和实验中归纳科学规律的过程,学生的逻辑思维能力在对收集的信息进行归类、比较和简单的因果推理中得到发展,这为学生发现问题、提出质疑提供机会。

⑤评估。评估是对探究过程和探究结果的反思,有助于学生批判性思维的发展,让学生在分析实验结果与实验假设差异性的过程中涉及对实验方案中没有考虑到的问题进行质疑。

五、 结语

初中物理实验教学是物理课程改革的重要环节,教师要在实验教学中培养学生良好的质疑习惯和质疑策略,最终使学生树立敏锐的问题意识,发展敢于质疑和善于质疑的能力。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准.北京:北京师范大学出版社[M],2012.1.

生物质能研究范文第4篇

一、我国生物质能状况

对于生物质能而言,它不同于传统的化石能源那样是不可再生,它是可再生的能源资源,每年可利用总量是可以逐年增加的,比如增加能源作物种植,大量植树造林等都可以增加生物质能总量的。我国的生物质能来源广泛,资源的种类繁多、总量巨大等等。我国作为农业大国,特别是在农村地区的农作物秸秆和农林废弃物总量巨大,还有在国家到2020年全面建成小康社会的大背景下,国家鼓励发展乡村经济作物种植和乡村养殖业,这些养殖的动物产生大量的粪便可供转变成能源使用。大量的城乡生活垃圾和污水、工农业生产排放的有机物垃圾等都是生物质能的范畴。从我国总量看,“据估算,我国理论生物质能资源50亿标准煤左右,是目前我国总能耗的4倍左右”。[1]从每年的利用量来看,“我国可作为能源利用的生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤,目前已利用量约2200万吨标准煤,还有约4.4亿吨可作为能源利用”。[2]

二、我国生物质能开发利用的现状

在我国由传统煤、石油等化石能源转向清洁能源的转型过程中,我国的生物质能的开发利用得到了飞速发展。生物质能的开发形式各种各样,对这些生物质能开发技术手段也有多种多样。当下我国生物质能的开发利用大体可以分为四个方面,一是生物质能发展沼气,该技术较为成熟,在我国推广范围最广的也是这一项技术,特别是在我国农村地区普及较广;二是生物质能发电,通常是利用生物质能发酵或者直接燃烧生物质能所进行的;三是生物质能生产生物质液体燃料,如发酵生产乙醇、生物柴油等;四是生物质能转化为其他形式的能源。

三、我国生物质能开发利用过程中存在的问题

生物质能的开发利用本来是一件两全其美的事,既是开发利用的生物质能资源“取之不尽,用之不竭”,又是利用过程中产生的物质对生态环境污染很小。然而,在生物质能开发利用的过程中存在着诸多问题,本来生物质能资源中一部分就是环境污染物质了,如动物粪便、农林废弃物、生活垃圾、生产剩余有机废物等,由于在开发利用过程中缺乏合理规划,技术不成熟等造成环境污染,还有生产出来的生物质能产品管理不善造成环境污染。总的来说,还是存在如下问题:一是生物质能的开发利用技术跟不上国家对整个生物质能产业发展预期,如我国的沼气技术,面向全国所推广的只是一户一池小型开发利用技术,大中型沼气生产技术没有得到全面推广;二是生物质能的开发利用产业结构不完善;三是开发利用不合理,造成的环境污染;四是生产成本与销售成本差距悬殊;五是国家关于调整生物质能开发利用的相关政策和法律不完善。

四、尽快完善相关政策,保障生物质能产业的健康发展

我国的生物质能大部分分布在农村地区,不仅面临着地处偏僻,地理位置复杂多样,生物质能资源分散,造成开发难度系数增高等条件限制,同时面临着开发前期资金投入不足,开发技术研发滞后,生物质能消费市场和整个能源供应体系的不完善。国家有必要从总体上进行统一合理规划,出台相应的政策,让更多的外资、民营资本投入进来,同时调控好生物质能市场秩序。科学分析本地区生物质能资源分布、数量、种类等,以及科学评估开发方式和所用相关技术的选择,并且结合本地区自然地理环境条件、统筹生物质能的开发利用产业发展,将生物质能的开发利用纳入当地经济发展规划之中。从而做好了生物质能的开发利用的合理划,有利于降低开发利用的难度。

建立完善的生物质能开发利用的政策保障制度,有助于解决生产成本与销售成本差距悬殊问题,国家应当不断加强对生物质能的开发利用的基础设施等的建设。同时加大对生物质能的开发利用的技术研发领域的资金投入,建立和完善与生物质能开发利用的技术研发机构或部门,加快建立生物质能开发利用的财政、税收、融资等优惠政策。国家应当从税收、财政政策等多方面给予生物质能的开发利用企业的扶持和优惠,对投资生物质能的企业及相关部门给予低息或者免息贷款优惠,给予绿色信贷政策支持,对那些从事生物质能开发利用研发等企业给予税收减免政策,同时鼓励广大消费者购买生物?|能产品,实行一定的财政补贴。

五、完善关于生物质能开发利用的相关法律法规

(一)协同相关法律法规,完善对生物质能开发利用的立法

生物质能作为可再生能源中之一,对于涉及生物质能开发利用的法律法规较多,充分协调这些法律法规一起对我国生物质能开发利用进行规范是有效促进生物质能开发利用健康发展的重要途径之一,是解决生物质能在开发利用过程中存在问题的方法之一。例如在《清洁生产促进法》中进一步完善对生物质能的开发利用这块的立法,不断完善对生物质能的开发利用的技术选择、结合当地地理优势合理规划和科学开发及利用的各个环节的立法,可以有效避免造成环境的污染。完善对生物质能开发利用产业的积极引导和相关技术的研发、以及消费市场的推广,让生物质能开发利用列入到国家能源发展的优先地位,对农村地区生物质能的开发利用给予大量的鼓励和支持;在《可再生能源法》中,进一步完善国家对生物质能开发利用的具体细则等。

(二)尽快出台专门针对生物质能的法律法规

如今,针对生物质能的开发利用,主要依靠国家相关涉及生物质能开发利用的政策和法律进行调节规范,虽然可以多方面调节生物质能的开发利用,但是并不全面,也不能从根本上解决我国生物质能在开发利用过程中存在的一系列问题,有必要尽快出台专门关于生物质能开发利用的法律法规进行规范。如出台《生物质能法》,专门针对生物质能在开发利用中的前期评估、综合评价,环境评价等,明确开发技术条件的采用以及涉及环境问题的保护,防止在缺乏科学论证的情况下,以套取国家相关财政补贴,最终还导致生物质能的浪费和生态环境的破坏。

生物质能研究范文第5篇

关键词:蛋白质组学;证本质;方证结合

中图分类号:R2-03 文献标识码:A 文章编号:1673-7717(2008)07-1551-03

1 证本质研究的现状

证是中医辨证论治的核心,是理法方药一脉相承的桥梁和关键,多年来一直是中医研究现代化的突破口。人们普遍认为,抓住了证的研究,就抓住了中医现代化研究的瓶颈。其中证本质的研究是近年来中医学者瞩目的专题,也一直是中医学术界研究的热点,人们试图超越疾病探求证的本质,寻求证的客观指标,认为只要发现和证实了与证有关的特异性物质成分,便揭示了证本质,便可对证进行客观的解释和度量,并可实现中、西两种医学本质上的交汇与融合。

因此自20世纪50年代,在中医界全面开展了一场轰轰烈烈的证本质研究,取得了一定的成绩,主要表现在:根据中医文献及临床资料,明确病、证、症的关系,制订某些证的诊断标准,使辨证达到规范化,并将现代医学的实验指标结合到证的研究标准之中;由传统的对临床病人的研究,发展为结合证的动物模型,通过动物模型的研究来与人的辨证研究对照。并结合临床流行病学研究,在脏腑病证的规范化、标准化方面进行了一定探讨。

虽然我国在中医证的本质研究方面取得了不少成绩,但是我们并没有揭示证的本质,主要表现在:证候实质研究的传统目标是追求研究指标的高特异性,而其研究结果的特点却恰恰是弱特异性;动物模型研究的局限性;研究思路的片面性等。

2 蛋白质组学简介

蛋白质组的概念最早是由澳大利亚Macquarie大学的Wilkim等于1994年提出的。蛋白质组学(protcomics)是上世纪90年代中期产生的一门新兴科学,它从整体的角度分析细胞内动态变化的蛋白质组成成分、表达水平与修饰状态,了解蛋白质之间的相互作用与联系,从而揭示生物学行为,以及基因表达调控机制的一个新的研究领域。蛋白质组学分为表达蛋白质组学(Expression Proteomics),细胞图谱蛋白质组学(Cell-Map Proteomics)和功能蛋白质组学(Functional proteumics)。生物功能的主要体现者是蛋白质,复杂的基因间和蛋白质间的相互作用、细胞内的活动和环境的影响都会影响基因的表达及蛋白质的翻译后加工。蛋白质组作为一个在空间和时间上动态变化着的整,体,各个蛋白质之间并非杂乱无章或者相互孤立,而是通过蛋白质与蛋白质之间的相互作用,密切有序地联系在一起,形成多个子系统,实现特定的生理功能。从基因水平向蛋白质水平的深化,已成为生命科学研究的迫切需要和新的任务。蛋白质组学的建立为研究蛋白质水平的生命活动开辟了更为广阔的前景,提供了新型有效的研究手段。

3 蛋白质组学应用于证本质研究的可行性

3.1 认知上的可行性 中医理论认为,疾病的发生主要是机体整体功能的失调,证候是疾病在发生发展过程中某一阶段的病理变化实质的概括,是机体内因和环境外因综合作用的机体反应状态,随着病程的发展而发生相应的变化,可见证候有着明显的整体性。蛋白质组学不仅研究蛋白质的构象,更重要的是进一步阐明不同的蛋白质、不同的构象功能的表现。它不是单纯从蛋白的个体进行研究,而是从人体的整个蛋白质,即在蛋白质组的基础上进行研究。因此。蛋白质组学是证本质研究的最佳切入点。从中西医结合的角度,中医证本质的含义是指引起证发生发展的物质基础,这些物质决定着证发生发展的动态变化过程,是在证发生发展过程中产生的特殊物质。蛋白质组学对蛋白质研究的整体观念同中医对疾病认识的整体性有很多的共同之处。采用对整个细胞甚至整个组织的全套蛋白质的蛋白组学研究方法,对证候研究有着重要意义。现代医学也认为疾病的发生大多数是多种病因通过多种途径导致整体功能紊乱的过程,在生命大系统中,如果仅用单因素分析思路来研究多因素系统中的各种关系,往往陷入网络式联系中,难以理出头绪来。因此中医证候理论研究作为中医理论现代化的突破口是理所当然的,而蛋白质组学也是从整体水平上反映了疾病过程中蛋白质表达的动态演变过程,与中医的辨证论治的认识方法相似相通。

3.2 技术上的可行性 Patricko Fanell等于1975年建立了双向电泳技术,可同时分离数千种蛋白质。目前应用于蛋白质组学的主要研究技术有:①激光捕获切割技术(LCM):该技术减少了由于样本成分复杂而造成的干扰或个体差异,提高了样本的均一性;②表面增强激光解吸电离-飞行时间-质谱技术:该方法通过选择性吸附的途径大大降低了样品中蛋白质的复杂性,而同时又保持对多样品、多蛋白的同时分析,从而把每个蛋白放在一个具有相互参照的背景里;③荧光双向差异凝胶电泳(DIGE):该方法因为采用荧光染料,灵敏度高,故所需样品量非常少,而且一张胶可同时分析3个样品,省去了不同胶之间的匹配问题,减少了工作量,不仅重复性显著提高,而且也提高了分析通量;④蛋白质芯片技术:蛋白质芯片技术是把数以万计的蛋白质高密度排列在固相支持物表面,通过探针蛋白特异性的捕捉样品中的靶蛋白,洗去未结合的其他蛋白质,经相应的检测系统即可对靶蛋白进行定性及定量分析。这种技术可以快速、高效、高通量的分析蛋白质组,并能鉴定出蛋白质间的相互作用,利用此技术可以将一个细胞或组织的疾病和健康状态的蛋白质图谱进行比较,找出差异蛋白质,鉴定疾病过程中的标志物,也可通过对疾病发生的不同阶段蛋白质的变化进行分析,发现疾病不同时期的蛋白质标志物,为临床诊断提供量化指标。同时,随着计量化学、统计物理学、信息学的发展,生物信息学家Amos Bai,roch和Appel发展了一种蛋白质专业分析系统,该系统将Geneva 2D gel数据库与SWISS-PROT蛋白质序列数据库联网,帮助研究者从蛋白质序列预测其功能。分析化学的迅猛发展,生物信息技术日新月异的突破,相关学科的交叉渗透,为蛋白组学应用于证研究奠定了技术基础。

3.3 蛋白质组学引入证实质研究的优势 首先,证作为相对独立的一个系统,只能用系统的语言来表达。蛋白组学应用于系统的证的研究,通过蛋白质芯片技术或建立蛋白质序列数据库,对各个症状、证进行蛋白质组分分析,明确各种病不同证之间的蛋白质组分的异同,在此分析还原的基础上进行综合归纳,概括其共性与个性。因而,蛋白质组学引入证实质研究,是用一种特殊系统语言对证的实质进行表达。

其次,将蛋白质组学引人证实质研究更符合证研究自身的特点。证在相当长的一段时间里一直被误认为是一种

“功能态”,这很大程度上是由于忽略了它的物质性所致。因而,对作为功能的物质载体一蛋白质进行整体性研究,可以跨越了单纯实体结构研究或功能模拟研究证实质的局限性;而且,由于内、外环境的影响,蛋白质的功能表现可表现出一过性或阶段性或持续性的特点,这些特点正符合证功能的活动性、过程性特点。将蛋白组学引人证实质研究,更有利于动态地揭示同一个研究对象不同时期的变动性,更符合证研究自身的特点。

再次,将蛋白质组学引入证实质研究,有利促进中医证型实验学的发育。将蛋白质组学引入证实质研究,可从功能表现的具体形式寻找其物质根源-蛋白质组分,然后针对需要模拟的功能形态进行基因-蛋白质的干预。这样能确保功能模拟的准确性和重复性,提高中医证型的实验室研究水平,对中医基础理论研究无疑是巨大的促进。

4 证实质研究的思路与途径

4.1 证的物质基础应是一组相关物质而非单一特异性物质因此蛋白质组学研究方法是一种有益的尝试要研究证的本质,首先对证要有真正深入的理解。从中西医结合医学的角度来看,中医证本质的含义是指证发生发展的物质基础,这些物质决定着证的发生发展之动态变化过程,是在证的发生发展过程中产生的特殊物质群。所以,证本质的研究归根结底也是探寻证物质基础的研究。到目前为止,人们对证先后提出了十几种定义,但仍对其内涵和外延没有得到一个明确统一的界定。如果我们暂不考虑证的定义,只从中医临床辨证的方法就可以看出,证实际上是外在疾病征象的某种排列组合,是症状和体征的集合,有集合论“群”的特征。再者,中医脏腑不单纯是一个脏器,包含着现代医学意义上的多个系统的功能。例如。肾虚证就可能涉及到泌尿系统、生殖系统等多脏器、多系统的生理和病理变化。中医学认为“有诸于内,必形诸于外”,现代医学也认为结构和功能是统一的,有结构改变就会有其功能表现,有功能改变就必有其结构基础。因此,根据以上分析我们可得出以下构想:呈现某证患者的机体内必然有引发该证一系列症状和体征的物质基础,且分布于机体各组织脏器中;正是由于存在于机体各组织脏器中的这些物质基础的某种改变引发了中医的各种证候。因而,证候物质基础不会集中在某一脏器,也就更不会是单一的特异性物质。

4.2 方证结合 以方测证以方验证是研究证本质的有效途径中医是以方治证,尽管中医理论博大精深,哲理性强,但在临床诊断上,无论是八纲辨证、脏腑辨证、气血津液辨证、卫气营血辨证、三焦辨证、还是六经辨证,最后的治疗都要落实到相应的方剂上去。

据此可以设想,中医的每一个证候最终都有相应的方剂可以给予治疗,如果该证候没有相应的治疗方剂,则该证候的命名和研究也就失去了意义。因为研究证候的最终目的是为了指导临床精确选方用药,不应存在只有名称而无相应治疗方剂的证候。如果此论可立,那么就可将某一方剂在治疗相应证候的患者或动物模型时所调节与纠正的那些物质视为该证候的物质基础。因为正是该方剂在机体内发挥其药理作用的过程中调节与纠正了这些物质后,才使该证候的临床症状得以缓解或消失。因此,方证结合、以方测证、以方验证是研究证本质的有效途径。

4.3 蛋白质组学和代谢组学是适用的技术手段 由于方剂一般由多味中药组成,其组分复杂,又是多靶点、多环节、多层次的整体性药理机制,对机体各个组织脏器有着广泛的调节作用。因此,方剂进人体内调节与纠正的物质应存在于机体各个组织脏器中。蛋白质组学和代谢组学的出现,使寻找这些物质有了可能。只要比较某方剂在治疗相应证候前后机体各组织脏器蛋白质组学、代谢组学的图谱,找出发生变化的那些物质,便可视其为该证候的物质基础。

蛋白质组学对蛋白质研究的整体观念同中医对疾病认识的整体性有很多的共同之处,蛋白质组学从整体水平上反映了疾病过程中蛋白质表达的动态演变过程,与中医的辨证论治的认识方法相似相通,因此蛋白质组学是研究证本质的适宜技术手段。