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工業(yè)烤箱論文精選(九篇)

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工業(yè)烤箱論文

第1篇:工業(yè)烤箱論文范文

關(guān)鍵詞:食品工藝學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 改革

中圖分類號(hào):G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)12(c)-0-02

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高等農(nóng)業(yè)院校人才培養(yǎng)方案及其教學(xué)體系的重要組成部分,是學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的必需環(huán)節(jié)[1]。隨著人們認(rèn)識(shí)水準(zhǔn)與生活水平的不斷提高,人們對(duì)食品的花色品種、營養(yǎng)、安全性等各方面的不同需求,給現(xiàn)代食品工業(yè)提出了更高要求,對(duì)從業(yè)人員也提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。這就意味著高校食品人才培養(yǎng)方案必須不斷改革與完善,因此對(duì)專業(yè)教學(xué),特別是實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高要求[2]。

食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)是食品科學(xué)類專業(yè)一門實(shí)踐性極強(qiáng)、與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系緊密的重要課程[3]。對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析測試、科學(xué)研究及實(shí)際動(dòng)手能力,具有十分重要的意義。近年來,我們?cè)诟纳圃袑?shí)驗(yàn)室教學(xué)條件、優(yōu)化食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,根據(jù)學(xué)科和專業(yè)發(fā)展需要,對(duì)食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系、教學(xué)方式和教學(xué)方法進(jìn)行了改革,取得了一定成效

1 整合教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)課程獨(dú)立體系

傳統(tǒng)教學(xué)中,由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)得不到應(yīng)有的重視,實(shí)驗(yàn)教學(xué)被認(rèn)為是教學(xué)的輔助環(huán)節(jié),以加深和幫助理解課堂教學(xué)內(nèi)容為目的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)依附于理論教學(xué),沒有獨(dú)立的教學(xué)地位和相應(yīng)的教學(xué)體系。食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)課也不例外,附著于每門加工工藝類課程(如畜產(chǎn)食品工藝學(xué)、果蔬食品工藝學(xué)、糧油食品工藝學(xué)等)后面,隨著理論課程進(jìn)行來開設(shè)實(shí)驗(yàn)課。

為適應(yīng)高等學(xué)校人才培養(yǎng)改革與發(fā)展的趨勢(shì),學(xué)校于2005年修訂食品科學(xué)與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)計(jì)劃時(shí),進(jìn)行了課程體系改革。我們按照專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),建立了與理論教學(xué)內(nèi)涵相統(tǒng)一,但在學(xué)時(shí)安排、學(xué)分要求以及考核模式等方面又相對(duì)獨(dú)立的食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。即將原來零星分散在每門食品加工課后面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容整合在一起,形成一門獨(dú)立設(shè)置的“食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)課程,集中在4周內(nèi)完成。作為食品科學(xué)與工程專業(yè)重要的專業(yè)必修課之一,單獨(dú)考核。并制定了獨(dú)立的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱,重新編寫了實(shí)驗(yàn)教學(xué)教材和指導(dǎo)書。篩選和優(yōu)化知識(shí)點(diǎn),淘汰內(nèi)容陳舊、技術(shù)落后的實(shí)驗(yàn),新開了設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn),建立起基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)、綜合技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)三大板塊構(gòu)成的、層次分明的新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系。

構(gòu)建食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)課程獨(dú)立體系,徹底改變了它在整個(gè)課程教學(xué)中的附屬地位,保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的系統(tǒng)性[4]。將食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)課歸類為必修課,使老師和學(xué)生在思想上對(duì)本課程的重要性有一個(gè)充分的認(rèn)識(shí),并引起足夠的重視。從而有利于食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的保證和提高。

2 注重能力培養(yǎng),強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系建設(shè)

缺乏有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系,實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革也可能會(huì)流于形式。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是否符合人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求,是否有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,需要通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)來進(jìn)行診斷,并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)一步激勵(lì)改革的深化[5]。

傳統(tǒng)的食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,只有學(xué)生是被評(píng)價(jià)的對(duì)象,對(duì)老師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況很少評(píng)價(jià)。教學(xué)效果是教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)兩個(gè)方面相互作用的結(jié)果。因此,我們分別從教師和學(xué)生兩個(gè)不同層面實(shí)施教學(xué)評(píng)價(jià)。在對(duì)實(shí)驗(yàn)教師教學(xué)水平的評(píng)價(jià)上,評(píng)價(jià)主體有學(xué)生、教學(xué)督導(dǎo)專家、同行專家和教師自身。評(píng)價(jià)內(nèi)容主要包括教學(xué)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和學(xué)生收獲大小等。評(píng)價(jià)形式為:學(xué)生通過無記名填寫實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況調(diào)查表和登錄教務(wù)處的“網(wǎng)上評(píng)教”欄目兩種方式,客觀評(píng)價(jià)教師的教學(xué)情況;由學(xué)校組織的教學(xué)督導(dǎo)團(tuán)專家和由院組織的同行專家,采取不定期聽課、座談、訪問等形式,對(duì)教學(xué)人員的教學(xué)做出評(píng)價(jià);實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)自己的教學(xué)工作逐項(xiàng)自查,然后得出結(jié)論。在教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績的考核上,不再單純以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為依據(jù),而注重學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合分析問題能力和創(chuàng)新能力。學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績的考核內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)態(tài)度、操作技能和實(shí)驗(yàn)報(bào)告或小論文三方面的綜合評(píng)價(jià),每個(gè)方面都制定了相應(yīng)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和權(quán)重。其中操作技能成績?cè)趯?shí)驗(yàn)成績中所占比例應(yīng)不小于50%,是對(duì)學(xué)生操作規(guī)范、創(chuàng)新意識(shí)、準(zhǔn)確性和熟練度的評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告或小論文不小于35%,必須對(duì)自己的產(chǎn)品與其他同學(xué)的進(jìn)行比較,應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)分析原料、配方以及處理?xiàng)l件改變時(shí)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響;分析自己產(chǎn)品存在的問題和優(yōu)勢(shì),并提出今后應(yīng)注意的問題以及成功的經(jīng)驗(yàn),提出自己的觀點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)態(tài)度10%~15%之間,主要評(píng)價(jià)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性、責(zé)任心、求真務(wù)實(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。

建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系,激發(fā)和調(diào)動(dòng)了教師的工作熱情和積極性,強(qiáng)化了教師的競爭意識(shí)和責(zé)任意識(shí);加強(qiáng)了學(xué)生的責(zé)任感,使學(xué)生由“要我學(xué)”變成“我要學(xué)”,不再只關(guān)心實(shí)驗(yàn)報(bào)告,而是積極主動(dòng)地參與每一次實(shí)驗(yàn),并有意識(shí)地在實(shí)驗(yàn)中鍛煉自己獨(dú)立思考和自主創(chuàng)新的能力。

3 重視全員參與,改革食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織方式

由于食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備大、數(shù)量少,不可能達(dá)到一人一套設(shè)備的要求。加之實(shí)驗(yàn)材料有限,實(shí)驗(yàn)一般是以5~6人為一個(gè)小組,同時(shí)一起做某一個(gè)產(chǎn)品。難以保證每個(gè)學(xué)生都能親自操作每一實(shí)驗(yàn)步驟,總是少數(shù)動(dòng)手能力強(qiáng)的同學(xué)操作,其他大多數(shù)同學(xué)只扮演觀察員的角色,阻礙實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣?,調(diào)動(dòng)不起學(xué)生參與、思考的積極性。為給學(xué)生創(chuàng)造充分動(dòng)手的機(jī)會(huì),在爭取實(shí)驗(yàn)設(shè)備的同時(shí),我們從2005年開始改變實(shí)驗(yàn)組織形式,改變了一個(gè)班作同一個(gè)實(shí)驗(yàn),同一小組只有少數(shù)人動(dòng)手的形式。我們首先將整個(gè)班分成兩個(gè)大組,分別作不同的實(shí)驗(yàn)。再按3~4人/小組的標(biāo)準(zhǔn)將每個(gè)大組又分成不同小組。最后小組中又采取輪流操作制度。即在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中,由不同的同學(xué)分別負(fù)責(zé)一道工序,讓學(xué)生分步操作,未能動(dòng)手操作的學(xué)生在一旁觀看,并找出操作學(xué)生在操作中存在的問題,以及解決的辦法。例如面包加工實(shí)驗(yàn),由于原料需要批量處理,攪拌機(jī)、醒發(fā)箱、烤箱等不可能每人一臺(tái),實(shí)行輪流操作制度,使每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)親自操作其中的某一步或某幾步工序,如配料、面團(tuán)調(diào)制、發(fā)酵、醒發(fā)、焙烤等工序。這樣,解決了設(shè)備少,動(dòng)手機(jī)會(huì)少的矛盾;學(xué)生親身體驗(yàn)了實(shí)驗(yàn)操作過程,驗(yàn)證了所學(xué)的理論,掌握了實(shí)驗(yàn)方法,激發(fā)起了他們發(fā)現(xiàn)問題、思考問題的興趣,并提高了解決問題的能力。

另外,食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)其經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)。為更好地使學(xué)生將所學(xué)理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系,在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師的配備上,我們改變了兩位指導(dǎo)老師全由本專業(yè)老師擔(dān)任的形式。除本專業(yè)的一位老師外,另聘請(qǐng)一位校外企業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。如焙烤食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)中,我們聘請(qǐng)了湖南省焙烤協(xié)會(huì)的烘焙大師擔(dān)任指導(dǎo)老師。由于這些校外企業(yè)技術(shù)人員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富,解決實(shí)際問題的能力強(qiáng),學(xué)生很愿意把實(shí)驗(yàn)操作過程中遇到或想到的一些具體問題與他們一起交流、探討,學(xué)到許多“只可意會(huì),不和言傳”的經(jīng)驗(yàn),極大提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性。同時(shí)有助于提高學(xué)生對(duì)企業(yè)的了解,尤其是企業(yè)對(duì)人才的要求,做到能夠到企業(yè)后不陌生,上手快,用的好。

4 融理論于實(shí)驗(yàn),改革食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生是主體,只有充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,才能收到良好的教學(xué)效果。

以往的食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)課中,老師從目的、原理、方法、實(shí)驗(yàn)步驟以及注意事項(xiàng)一一講解,學(xué)生按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)操作,并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種灌輸性的知識(shí),學(xué)生學(xué)完就忘。實(shí)驗(yàn)做完后印象不深或還是一知半解。為充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位和老師的主導(dǎo)作用,激發(fā)學(xué)生對(duì)食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)課的興趣,我們改“教師主動(dòng)包辦,學(xué)生被動(dòng)進(jìn)行”的教學(xué)方法為啟發(fā)式、討論式教學(xué)。在每次實(shí)驗(yàn)課之前,我們要求學(xué)生充分預(yù)習(xí),并預(yù)測實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題及其解決的方法。在上實(shí)驗(yàn)課時(shí),我們將所要講的重點(diǎn)內(nèi)容融匯于各個(gè)提問之中,使學(xué)生產(chǎn)生疑問,渴望得到解答,激發(fā)起學(xué)習(xí)興趣。為了消除學(xué)生對(duì)教師的過分依賴性,對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)中提出的問題,或出現(xiàn)的一些“異常現(xiàn)象”,我們一般不采取有問必答的方式作出肯定或否定的直接回答,而是有意識(shí)地引導(dǎo)他們把已有的知識(shí)同自己在實(shí)驗(yàn)中遇到的問題結(jié)合起來分析。如在“一次發(fā)酵法制面包”實(shí)驗(yàn)中,為強(qiáng)調(diào)面團(tuán)調(diào)制工序中“油脂必須在面團(tuán)調(diào)制后期加入”這一操作要點(diǎn),我們以設(shè)問“油脂在焙烤食品中有哪些工藝性能?”的方式,啟發(fā)學(xué)生明白:因油脂具有反水化作用,調(diào)制面包面團(tuán)時(shí)加入過早會(huì)抑制面筋形成,降低面團(tuán)的彈性,從而降低產(chǎn)品品質(zhì)。

5 結(jié)語

自我校2005級(jí)年開始實(shí)施食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)教改革以來,學(xué)生技能、就業(yè)水平、社會(huì)評(píng)價(jià)等都有明顯的提高。畢業(yè)生深受社會(huì)和食品行業(yè)歡迎,一次性就業(yè)率穩(wěn)定在95%以上。畢業(yè)后的學(xué)生在食品企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)等各自的工作崗位上體現(xiàn)出了較高的綜合素質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一項(xiàng)長期艱巨的任務(wù),不可能一蹴而就。在現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)中仍存在一些弊端,如由于實(shí)驗(yàn)人員總體素質(zhì)偏低,習(xí)慣年復(fù)一年地重復(fù)過去的實(shí)驗(yàn),很難適應(yīng)一些新的設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)的開設(shè),使原本不足的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)更顯緊張等,這些問題都需進(jìn)一步的探討和解決。

參考文獻(xiàn)

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第2篇:工業(yè)烤箱論文范文

關(guān)鍵詞美國;居民部門;能源消費(fèi);能源結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)F062.1;X24文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1002-2104(2017)06-0049-08DOI:10.12062/cpre.20170359

從能源消費(fèi)領(lǐng)域來看,居民部門占終端能源消費(fèi)比例不斷提高。據(jù)IEA(2016)統(tǒng)計(jì),世界能源消費(fèi)總量中,2014年居民部門能源消費(fèi)占總量的23%;同時(shí)已成為碳排放主要部門,全球近17%碳排放來自于居民部門。美國2015年終端用能占比中,工業(yè)占32%、交通占28%、居民占21%、商業(yè)占18%。雖然工業(yè)部門仍占據(jù)最大比重,但近50年來一直呈持續(xù)下降趨勢(shì);交通和居民用能持續(xù)上升,在未來將占據(jù)更大份額。鑒于居民部門用能快速增長,各國都在致力于觀察本國居民能源消費(fèi)特征以減少能源消費(fèi)和碳排放,特別是發(fā)達(dá)國家;如美國制定各種政策和措施以鼓勵(lì)居民減少能源消費(fèi),并且收集大量微觀數(shù)據(jù)做支撐。

居民部門由家庭組成,家庭是居民生活的主要場所,大多數(shù)學(xué)者以家庭為單位進(jìn)行研究。由于居民是最終消費(fèi)者,有滿足照明、炊事、熱水、取暖制冷、家用電器等日常需求的直接用能行為,還包括產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的間接用能。因此很多學(xué)者將居民用能分為直接用能和間接用能,本文主要分析居民的直接用能特征。目前已有大量學(xué)者對(duì)居民用能進(jìn)行分析,例如有學(xué)者研究居民用能特征變化及其驅(qū)動(dòng)因素[1-2]、如何減少家庭能源消費(fèi)量[3-4]和影響家庭能源消費(fèi)因素[5-7]。美國作為用能大國,有大量學(xué)者對(duì)居民部門用能展開過研究[8-10]。本文主要是基于美國居民能源消費(fèi)調(diào)查數(shù)據(jù)分析居民生活用能現(xiàn)狀,為發(fā)展中國家提供一些借鑒意義。

1數(shù)據(jù)說明

美國是一個(gè)對(duì)能源高度重視的國家,不僅關(guān)注能源供給與安全、能源效率,更是收集大量能源數(shù)據(jù),包括官方統(tǒng)計(jì)和專門抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)。居民能源消費(fèi)調(diào)查(RECS)便是由美國能源信息署(EIA)發(fā)起的專門針對(duì)居民生活用能的一個(gè)周期性調(diào)查,旨在收集家庭能源使用的詳細(xì)信息。該調(diào)查由當(dāng)時(shí)已存在的兩個(gè)調(diào)查發(fā)展而來,第一次調(diào)查是1978年。RECS調(diào)查周期由起初的每年一次調(diào)整為每四年一次,最近的2009年調(diào)查是第13次調(diào)查,第14次調(diào)查于2016年展開。2009年調(diào)查范圍包括50個(gè)州和哥倫比亞特區(qū),抽樣方法多采用多級(jí)區(qū)域概率抽樣,調(diào)查對(duì)象為居民主要住宅。調(diào)查樣本由最初的4 000多個(gè)擴(kuò)展到2009年的12 803個(gè)樣本。調(diào)查內(nèi)容主要分為兩部分――家庭調(diào)查和能源供應(yīng)商調(diào)查,主要包括住宅特征、廚房設(shè)備、電子產(chǎn)品、取暖、熱水、空調(diào)、燃料使用、住房面積測量、燃料賬單、居民交通情況、住戶特征、能源補(bǔ)助情況等。每次調(diào)查從計(jì)劃執(zhí)行到實(shí)施,以及最后的數(shù)據(jù)整理和都是由美國能源信息署組織實(shí)施,對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量有著嚴(yán)格的監(jiān)督和控制。每次調(diào)查數(shù)據(jù)及時(shí)公布在能源信息署官網(wǎng)上,可免費(fèi)下載使用。公布的數(shù)據(jù)信息全面多樣,包括各類總量數(shù)據(jù),按不同指標(biāo)和屬性的分類數(shù)據(jù);以及大量有關(guān)調(diào)查的背景資料。RECS數(shù)據(jù)常用作能源信息署的常規(guī)研究,并支撐每年的能源展望和能源回顧報(bào)告。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),有1 000余篇學(xué)術(shù)論文應(yīng)用RECS數(shù)據(jù)針對(duì)美國居民用能問題開展了研究。圖1是不同調(diào)查年份RECS計(jì)劃樣本和實(shí)際調(diào)查樣本情況,可以看到大體上計(jì)劃樣本呈現(xiàn)增長趨勢(shì),2009年樣本明顯高于其他年份調(diào)查樣本,為準(zhǔn)確估計(jì)總體提供可靠性。本文所用的能源總量和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),均是按熱當(dāng)量法計(jì)算。本文主要使用RECS數(shù)據(jù),為便于比較,也使用了其他部分?jǐn)?shù)據(jù)源。

2居民能源消費(fèi)總量分析

從能源消費(fèi)總量來看,在1978―2009年期間,存在先降后升波動(dòng),總體變化幅度不大,趨于穩(wěn)定。1978年消耗380萬t標(biāo)準(zhǔn)煤,2009年消耗367萬t標(biāo)準(zhǔn)煤,甚至出現(xiàn)小幅下降(見圖2)。從其他因素來看,數(shù)據(jù)顯示:人口總量

顯著增長,1981年美國總?cè)丝诩s為2.3億人,2009年增長到3億人,增長33%。美國房屋總數(shù)大幅上升,1978年,美國擁有7 660萬戶房屋,2009年上升到11 300萬戶,增長47%。家庭住宅總建筑面積明顯增加,從1981年的134億m2增加到2009的208億m2,增長55%;總加熱面積也從114億m2增加到174億m2,增長約52%;對(duì)應(yīng)的人均住宅建筑面積從58 m2增加到69 m2。伴隨著人口、家庭數(shù)量和建筑面積的上升,能源消費(fèi)總量并沒有大幅增長,這與能源效率提高有著密切關(guān)系。

從平均水平上看,戶均能源消費(fèi)量由1978年4 969 kg標(biāo)準(zhǔn)煤下降到2009年3 226 kg標(biāo)準(zhǔn)煤,降幅35%。從人均水平上看,人均用能量隨時(shí)間呈現(xiàn)平穩(wěn)下降趨勢(shì);1978年,人均能源消費(fèi)量為1 764 kg標(biāo)準(zhǔn)煤;2009年,人均能源消費(fèi)量為1 260 kg標(biāo)準(zhǔn)煤,在這期間下降28.6%。從單位面積耗能看,用能量由1981年2.3 kg標(biāo)準(zhǔn)煤下降到2009年1.6 kg標(biāo)準(zhǔn)煤,下降30%。相比,大多數(shù)發(fā)展中國家處于發(fā)展階段,人均用能量和單位面積用能正處在上升階段。

3能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析

3.1消費(fèi)結(jié)構(gòu)以天然氣和電力為主,其中天然氣占比下降,電力占比上升。

在美國,居民部門能源消費(fèi)品種分天然氣、電力、燃料油、煤油、LPG和木材,能源品種多樣,高效清潔的天然氣和電力占絕大比例。在2009年能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,天然氣占44%,電力占41%,其余三類占比在5%左右(見圖3)。

從各個(gè)能源品種變化趨勢(shì)來看,天然氣占比平緩下降,電力明顯上升,燃料油和煤油、木材持續(xù)下降,LPG小幅上升。在2001年之前,天然氣占能源消費(fèi)總量的50%以上,2001年之后有所下降,但仍然是居民用能最主要的能源。電力消費(fèi)在1981―2009年之間大幅增長,占比由

1981年24%上升到2009年41%,并不斷接近天然氣占比(44%)。燃料油和煤油在早期所占比重較高,1981年為13%;但在1981―2009年之間,一直是下降趨勢(shì),2009年所占比例僅為5%左右。LPG占比較小,在1981年到2009年之間一直維持在5%以下,但是近年來呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。在早期,木材是居民部門的重要燃料來源,木材消費(fèi)在1981年占8%;但在2009年,僅占4%左右,消費(fèi)比例逐漸下降。

3.2完善的電力和天然氣設(shè)施使得能源可獲得性高,LPG家庭使用比例上升。

從每百戶家庭是否使用某種能源百分比來看(見圖4),在1980年,100%家庭就可以獲得電力服務(wù)。這和美國電力設(shè)施完善,電力服務(wù)具有可獲得性高、用途廣泛、使用方便安全等特點(diǎn)有著密切關(guān)系。第二種家庭使用率比較高的能源是天然氣,一直維持在60%左右。這首先得益于美國國內(nèi)豐富的天然氣資源,美國是僅次于俄羅斯的第二大天然氣生產(chǎn)國;同時(shí),也是世界上最大的天然氣消費(fèi)國,主要的天然氣進(jìn)口國。另一方面,美國有著悠久的天然氣發(fā)展歷史,1966年,全國48個(gè)州全部通氣;高度完整的輸配氣網(wǎng)系統(tǒng),為居民使用天然氣提供極大的便利性。家庭中使用木材的比例在不斷下降,1981年占28.8%,2009年僅占11.5%,下降較為明顯。由于木材是傳統(tǒng)能源,隨著收入提高可替代性較高。燃料油和煤油的家庭使用百分比隨時(shí)間呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。LPG的家庭使用百分比在2001年以前一直維持在8%―9%左右,2005年占比11%,2009年呈現(xiàn)大幅上升,占比43%。這主要是由于近年來頁巖氣的大規(guī)模開發(fā),使得頁巖氣開采過程中伴生氣LPG產(chǎn)量不斷提高。

美國擁有豐富的煤炭資源。在1950年,煤炭還是居民的主要生活燃料;而近30年,居民部門幾乎沒有直接消費(fèi)煤炭。隨著美國經(jīng)濟(jì)發(fā)展,能源效率改進(jìn),絕大部分煤炭用于發(fā)電領(lǐng)域;2015年消耗的總煤炭量中,近93%用于發(fā)電。這主要考慮煤炭直接用于燃燒,不僅利用效率低,還會(huì)帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染和危害人體健康問題。但是,對(duì)于中國和印度等發(fā)展中國家,仍然有絕大多數(shù)家庭將煤炭作為炊事和取暖的直接燃料來源,造成了嚴(yán)重的環(huán)境和健康危害。

和其他終端用能部門相比,居民部門能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和其他部門相比有著較大區(qū)別。在交通部門,90%以上能源消費(fèi)來自于石油;商I用能和居民比較類似,能源消耗主要是以電力和天然氣為主,電力消耗占比達(dá)到60%,天然氣為32%;制造業(yè)部門用能結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜,差異較大。

4最終用途能耗分析

4.1取暖和家電占據(jù)用能總量的絕大比例,其中,取暖呈下降趨勢(shì),家電呈上升趨勢(shì)

居民用能按照用途劃分可以分為取暖、熱水、制冷和其他(主要是家電),2009年取暖和其他項(xiàng)占用能總量76%,熱水占18%,空調(diào)占6%(見圖5)。由于美國大部分地區(qū)維度較高,取暖月數(shù)長,取暖用能占據(jù)總量的絕大比例,但在1978―2009年之間出現(xiàn)持續(xù)下降;1978年取暖用能占66%,1997年之后下降到50%以下,2009年占41%,但仍然占用能結(jié)構(gòu)中的最大比例。取暖用能占比下降與居民移到更加溫暖的地區(qū)和房屋隔離保溫性能加強(qiáng)有較大關(guān)系[11]。制冷也是居民能源消費(fèi)的基本用途,但和取暖相比,用能占比較??;在1978年,占3%,2009年,占6%,呈現(xiàn)上升趨勢(shì);未來,隨著全球氣候變暖,夏季高溫天氣頻現(xiàn),居民對(duì)制冷需求可能會(huì)不斷增加。熱水是居民生活的必要服務(wù),除1978年占比14%,之后熱水用能占比一直比較穩(wěn)定,維持在18%左右。其他用途中,包括了冰箱、照明、其他電器設(shè)備用能等,內(nèi)容和項(xiàng)目比較多,增長趨勢(shì)比較明顯;1978年,該項(xiàng)占比16.8%, 2009年占比34.6%,增加近1倍;這主要是和家用電器產(chǎn)品擁有量增加、以及電子產(chǎn)品越來越豐富有關(guān)。

從整個(gè)發(fā)展趨勢(shì)上看,取暖用能占比將平緩下降,制冷小幅上升,其他項(xiàng)將明顯上升,可能會(huì)超過取暖項(xiàng),熱水用能則比較穩(wěn)定。

4.2取暖和熱水用途主要消耗天然氣,其他用途主要消耗電力

從不同用途用能結(jié)構(gòu)(見圖6)來看,2009年在取暖和熱水用途中,天然氣占絕大比例,占比接近70%。在主要供暖設(shè)備中,大多數(shù)都是由天然氣驅(qū)動(dòng),比較穩(wěn)定;2009年主要取暖設(shè)備中,有50%家庭使用天然氣驅(qū)動(dòng)設(shè)備,30%用電。取暖用能中消耗其次是燃料油,占比12%;電力,丙烷和LPG占比相當(dāng)。熱水用能中,電力消耗高于取暖,占比23%,這主要是和熱水設(shè)備大部分是電驅(qū)動(dòng)有關(guān)系。在其他用途中,包括冰箱、廚房設(shè)備、電子產(chǎn)品、照明等,大部分是用電設(shè)備,因此電力占據(jù)絕大比例,達(dá)到80%;天然氣占比17%。結(jié)合用途用能變化趨勢(shì)來看,隨著取暖用能持續(xù)下降,其他用能占比不斷上升,且其他用能中消耗大量電力,未來電力消耗量將不斷上升,有望超過天然氣。相比中國,在取暖過程中,絕大部分燃料來源是煤炭,未來將面臨更大挑戰(zhàn)。

5中美炊事用能結(jié)構(gòu)對(duì)比分析

炊事是大多數(shù)家庭日常進(jìn)行的必要活動(dòng),一直在居民用能中占據(jù)重要地位。2009年,美國主要炊事燃料結(jié)構(gòu)

中,絕大部分家庭使用清潔燃料作為炊事燃料;其中有60%家庭將電力作為最常使用炊事燃料,34%家庭使用天然氣(見圖7)。

中國2010年人口普查數(shù)據(jù)顯示,居民主要炊事燃料分為燃?xì)?、電、煤炭、柴草和其他。其中,燃?xì)庹紦?jù)著較大比例,達(dá)到43%;電力占比最低,只占9%。此外,在中國,仍有33%和14%的家庭分別把柴草和煤炭作為主要炊事燃料,這種燃料在使用過程中,會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的空氣污染,影響人體健康。

此外,中美居民飲食習(xí)慣也存在差異。在中國,隨著城鎮(zhèn)化及農(nóng)民工的增多,居民在外就餐的比例增加;但基于傳統(tǒng)飲食文化習(xí)慣,大部分家庭每天都要有一次或兩次炊事活動(dòng),頻率比較高;炊事用能往往占總能源消費(fèi)較大比例,特別是在農(nóng)村地區(qū)[12]。在美國,一天做三次及以上熱飯的家庭只占7%,兩次占24%,一次占36%,接近30%家庭做飯頻率少于一天一次;且美國家庭廚房器具高度電氣化,使用高效清潔。

6家電保有量和用能效率分析

6.1生活服務(wù)型家電保有量顯著增加

電器產(chǎn)品的增加和豐富能夠提高居民生活質(zhì)量,提高工作效率,同時(shí)也會(huì)促使用能量的增加。對(duì)1980年和2009年調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)比,發(fā)現(xiàn)空調(diào)、冰箱、微波爐、洗碗機(jī)、洗衣機(jī)、烘干機(jī)家庭保有量在這一期間有著明顯增加。如絕大比例家庭都擁有空調(diào)設(shè)備,占比由1980年57%上升到2009年87%。另外,在空調(diào)的類型上,也有著明顯變化;1980年只有27%的家庭擁有中央空調(diào),分體空調(diào)占30%,43%家庭沒有空調(diào);2009年,家庭中擁有中央空調(diào)的比例上升到63%,24%家庭擁有分體空調(diào),沒有空調(diào)的家庭下降到13%。冰箱是日常生活必要設(shè)備,家庭擁有量在1980年和2009年都達(dá)到100%;不同的是2009年更多家庭擁有兩臺(tái)冰箱,由1980年14%上升到2009年23%。微波爐家庭擁有量在這一期間大幅度上升,1980年只有14%家庭擁有微波爐,2009年這一比例上升到96%,絕大部分家庭都擁有該設(shè)備;另外,烤箱和咖啡機(jī)在2009年也得到廣泛使用。 洗碗機(jī)、洗衣機(jī)和烘干機(jī)的家庭保有量也呈現(xiàn)明顯上升(見圖8)。

除了常規(guī)電器產(chǎn)品增加以外,一些學(xué)習(xí)型和娛樂性電子產(chǎn)品也有明顯增加,特別是電視機(jī)和計(jì)算機(jī)(見圖9)。電視機(jī)作為一種常見娛樂消遣設(shè)備,幾乎所有家庭都擁有電視機(jī),近年來變化較大的是更多家庭擁有不止一臺(tái)電視機(jī)。和1997年相比,2009年所有家庭中,擁有三臺(tái)及以上電視機(jī)的家庭占44%,高于1997年的29%。同樣,在計(jì)算機(jī)擁有量上,2009年有76%家庭擁有計(jì)算機(jī),高于1997年的35%,增長近一倍;并且2009年家庭中擁有兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的家庭比例為35%,1997年僅為6%,增長快速。打印機(jī)的擁有量也從1997年12%上升到60%,增長趨勢(shì)比較明顯。另外,2009年,家庭廣泛使用可充電便攜式設(shè)備(手機(jī))、DVD、DVR、音響設(shè)備等。從這些電器增長中可以

看出,居民在滿足基本溫飽需求之后,對(duì)其他娛樂性、學(xué)習(xí)性和提高生活質(zhì)量的電子產(chǎn)品有著更多需求。

6.2家電產(chǎn)品用能效率提高

據(jù)研究表示,能源效率標(biāo)識(shí)對(duì)于降低能耗、保護(hù)環(huán)境方面具有重要作用[13]。根據(jù)國際能源署統(tǒng)計(jì),目前世界上已經(jīng)有歐盟、美國、加拿大、澳大利亞等40多國家和地區(qū)實(shí)行了能效標(biāo)識(shí)制度,如歐盟的GEA標(biāo)識(shí)和EU能源標(biāo)識(shí)制度、美國能源之星、日本領(lǐng)跑者標(biāo)識(shí)、中國能效標(biāo)識(shí)等。美國環(huán)境保護(hù)署和能源部在1992年開始建立“能源之星”志愿活動(dòng)項(xiàng)目,鼓勵(lì)廠商和消費(fèi)者提高能源使用效率來減少能源使用和減輕環(huán)境危害;經(jīng)過不斷發(fā)展,“能源之星”涵蓋的產(chǎn)品和范圍不斷擴(kuò)大,由最初的電腦和顯示屏擴(kuò)展到包括多種家用電器、照明、電子產(chǎn)品、辦公設(shè)備和新建住宅等(US,EPA,2016)。RECS調(diào)查數(shù)據(jù)是從2005年才開始收集家庭擁有某些重要家電設(shè)備是否是“能源之星”產(chǎn)品,因此對(duì)2005年和2009年的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比;發(fā)現(xiàn)在空調(diào)、冰箱、洗碗機(jī)和洗衣機(jī)這幾類電器中,2009年有“能源之星”標(biāo)識(shí)的家庭比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2005年(見圖10)。隨著該標(biāo)識(shí)的推廣,居民認(rèn)知的提高,居民購買“能源之星”的比例越來越高。2015年,美國人購買了超過3億多“能源之星”認(rèn)證的產(chǎn)品,囊括70多個(gè)種類;且超過85%的美國居民對(duì)“能源之星”標(biāo)識(shí)有一定的認(rèn)知[14]。實(shí)踐證明“能源之星”產(chǎn)品在降低能耗方面具有積極作用[15-16],2014年,“能源之星”項(xiàng)目節(jié)約了3.6×1011kW?h,相當(dāng)于美國電力需求的5%,減少溫室氣體排放2.83億公t,并且減少了能源消費(fèi)支出[17]。

7建筑用能特征

7.1后期修建房屋隔離保溫效果高于早期

住宅建筑結(jié)構(gòu)與能源消耗有著密切關(guān)系。以2009年調(diào)查數(shù)據(jù)看,2009年現(xiàn)有居民住房建筑年代劃分為幾個(gè)階段,各個(gè)階段房屋建筑數(shù)量分布比較均勻,如1950年以前修建的房屋占總房屋數(shù)量17%,在2000―2009年修建的房屋占13.7%(見圖11)。從單位面積耗能來看,后期修建房屋小于早期修建房屋,這主要得益于后期修建房屋在隔離保溫性能上更優(yōu)。

圖12是分析了不同建筑年代房屋在保溫性能方面的差異,早期建筑房屋在房屋保溫性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于后來建筑的房屋。如1950年,保溫效果“很好”的房屋只占27%,30%的房屋保溫效果“差”,甚至有2%的房屋沒有保溫效果;相比,2009年建筑的房屋在保溫性能便有很大提升,“很好”占比59%,一般占35%,只有很小一部分房屋保溫效果比較差。另外,從房屋建筑玻璃上看,1950年到1990之間建筑的房屋45%以上都是單層玻璃,1990年之后的房屋有70%以上是雙層及以上玻璃,雙層玻璃在保溫絕緣等方面更具優(yōu)勢(shì)。

7.2中美建筑特征Ρ

根據(jù)中國2010年人口普查數(shù)據(jù),可以看到住房建筑年代分布中,新建房屋所占比重大。1980年之前建筑的房屋只占10%左右,接近90%的房屋是1980年之后修建,30%以上是2000年以后修建(見圖13),絕大部分建筑使用時(shí)間不超過40年;美國超過40%的住房房齡在40年以上。房屋修建過程中需要消耗大量的鋼鐵、建材和有色金屬等高耗能產(chǎn)品,中國建筑物壽命短暫,大拆大修是目前中國最大的能源與資源浪費(fèi)。我們?cè)ㄗh“中國今后

應(yīng)制定并嚴(yán)格執(zhí)行有利于延長建筑物服役周期的系統(tǒng)性政策體系,這比出臺(tái)具體技術(shù)裝備能效標(biāo)準(zhǔn)、投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查、淘汰‘落后’產(chǎn)能等技術(shù)政策和產(chǎn)業(yè)政策更為重要與緊迫”[18]。

另外,從建筑材料來看,中美的住房建筑也存在較大差異。按照外墻建筑材料分類,美國分為壁板、磚、木質(zhì)結(jié)構(gòu)、灰泥和其他結(jié)構(gòu)(見圖14);中國劃分為鋼及鋼筋混泥土、混合結(jié)構(gòu)、磚木和其他四種類型。在美國,有36%房屋建筑外觀材料為壁板結(jié)構(gòu)(如輕薄鋁材、鋼材和乙烯等),有17%為木質(zhì)結(jié)構(gòu),大大節(jié)省了能源與資源,且回收利用率較高。反觀中國,根據(jù)2010年人口普查數(shù)據(jù),房屋承重類型以鋼筋混泥土和混合結(jié)構(gòu)為主,占比超過60%,屬于高耗能建筑材料。

8結(jié)論與啟示

從美國居民能源消費(fèi)調(diào)查數(shù)據(jù)分析來看,居民部門用能量在近30年沒有明顯變化,趨于穩(wěn)定;表明美國居民能源消費(fèi)處在一個(gè)飽和狀態(tài),這和居民用能效率改進(jìn)有著密切關(guān)系。從用能結(jié)構(gòu)來看,以清潔能源為主,2009年電力和天然氣占比達(dá)到85%。從近30年的用能結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)來看,天然氣占比出現(xiàn)小幅下降,電力占比明顯上升,木材、燃料油和煤油占比下降,LPG隨著頁巖氣開發(fā)占比出現(xiàn)上升。從能源可獲得性來看,美國早年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電力的全覆蓋,并且有著完善的天然氣管道設(shè)施,為居民使用清潔能源提供了極大的便利。從用途分類來看,取暖用能占絕大比例,占40%左右,近30年來出現(xiàn)平緩下降趨勢(shì),燃料來源70%是天然氣;制冷占比較小,近年出現(xiàn)小幅上升;其他項(xiàng)(主要是家電設(shè)備)用能明顯上升,主要消耗電力;熱水用能則比較穩(wěn)定,主要靠天然氣和電力。近30年,家電產(chǎn)品豐富多樣,家庭保有量不斷提高,能源效率標(biāo)識(shí)產(chǎn)品率增加,促使電力消費(fèi)的增加。建筑用能方面,美國房屋服務(wù)時(shí)間長,后期建筑房屋在保溫性能方面高于早期房屋,單位面積耗能下降。

美國居民能源消費(fèi)一直處于較高水平、能源浪費(fèi)情況比較嚴(yán)重,這與美國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高和居民生活習(xí)慣有著較大關(guān)系。和其他國家相比,美國戶均能源消費(fèi)量和人均能源消費(fèi)量均處于較高水平。美國住宅63%的房屋是獨(dú)棟住宅,房屋面積比較大,戶均住宅面積和人均住宅建筑面積均位于世界前列。美國居民享受更加舒適、享受型的生活,體現(xiàn)在家庭電器產(chǎn)品種類和數(shù)量上。每個(gè)家庭都擁有冰箱,23%家庭擁有兩臺(tái),大部分冰箱體積是在400~600升之間,且有30%的家庭擁有冰柜;中央空調(diào)比例高于分體空調(diào),中央空調(diào)一般是空間連續(xù)運(yùn)行,不能單獨(dú)控制;66%的家庭每次洗衣都用烘干機(jī);大部分家庭電腦和電視機(jī)的數(shù)量多于1臺(tái);洗碗機(jī)、微波爐、咖啡機(jī)、烤箱、打印機(jī)在美國家庭中也得到廣泛使用。雖然美國居民享受著較高水平的能源服務(wù),但能源消費(fèi)總量在30年沒有明顯變化,這和能源效率的提高有著密切關(guān)系,例如,完善的“能源之星”項(xiàng)目便是一個(gè)強(qiáng)有力的措施。整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施時(shí)間長,范圍廣,種類多;涉及工業(yè)部門、商業(yè)部門和居民部門,包括制造商、零售商、消費(fèi)者和各種合作伙伴,囊括家電、辦公設(shè)備、住宅修建、工廠等,在很大程度上減少了能源消費(fèi)。另一方面,美國完善的能源統(tǒng)計(jì)制度為能源分析提供了有力的數(shù)據(jù)支撐,有利于政策制定、推行與監(jiān)督。

相比,中國目前處于發(fā)展階段,能源消費(fèi)快速增長;同時(shí),城鄉(xiāng)之間能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、水平差異較大。體現(xiàn)在高收入家庭對(duì)生活舒適度要求更高,家庭電氣化水平高,家庭電器種類齊全,存在向美國居民生活模式發(fā)展的可能性;而在一些農(nóng)村地區(qū),能源貧困仍然存在。這對(duì)中國發(fā)展提出了更多挑戰(zhàn),一方面要制定政策提高效率,引導(dǎo)高收入人群節(jié)約用能;另一方面要改善低收入人群能源消費(fèi)水平。另外,中國還存在建筑服務(wù)周期短,建筑材料耗能比重大等問題。建議中國政府進(jìn)一步完善能源統(tǒng)計(jì)制度、推行農(nóng)村能源扶持項(xiàng)目和能源標(biāo)識(shí)、落實(shí)建筑能耗標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)建筑規(guī)劃、提高建筑物使用壽命。

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Residential energy consumption in US: 30 years microsurvey data

LIAO Hua1,2,3WU Jingwen1,2,3ZHU Bangzhu4

1.School of Management and Economics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China;

2.Center for Energy and Environmental Policy Research, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China;

3.Colla borative Innovation Centre of Electric Vehicles in Beijing, Beijing 100081,China;

4.School of Management, Jinan University, Guangzhou Guangdong 510632, China)

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