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　　未來20年中國能源技術發展方向——分(fen)布式(shi)能源及相關技術
　　所謂(wei)“分(fen)(fen)布式能(neng)源”是指分(fen)(fen)布在(zai)用戶(hu)(hu)端的(de)(de)能(neng)源綜合利(li)(li)用系(xi)統(tong)(tong)。一次(ci)能(neng)源以氣體燃料(liao)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)，可再生能(neng)源為(wei)(wei)輔(fu)，利(li)(li)用一切可以利(li)(li)用的(de)(de)資(zi)源；二次(ci)能(neng)源以分(fen)(fen)布在(zai)用戶(hu)(hu)端的(de)(de)熱電冷（植(zhi)）聯(lian)產(chan)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)，其(qi)他能(neng)源供應系(xi)統(tong)(tong)為(wei)(wei)輔(fu)，實現以直(zhi)接滿足用戶(hu)(hu)多種(zhong)需(xu)求的(de)(de)能(neng)源梯(ti)級利(li)(li)用，并通過(guo)能(neng)源供應系(xi)統(tong)(tong)提(ti)供支持(chi)和補充(chong)；在(zai)環境保(bao)(bao)護上(shang)，將部分(fen)(fen)污(wu)染分(fen)(fen)散(san)化(hua)、資(zi)源化(hua)，爭(zheng)取實現適(shi)度排(pai)放的(de)(de)目標(biao)；在(zai)管理(li)體系(xi)上(shang)，依托智能(neng)信息化(hua)技術實現現場(chang)無人職守(shou)，通過(guo)社會化(hua)服務(wu)體系(xi)提(ti)供設計(ji)、安(an)裝、運行(xing)、維修一體化(hua)保(bao)(bao)障(zhang)。 　　分(fen)(fen)布式能(neng)源技術的(de)(de)基礎科(ke)學主(zhu)(zhu)要在(zai)以下(xia)幾個方面：　　
　　1、動(dong)力與能源轉(zhuan)換(huan)設備；
　　2、一次(ci)和二次(ci)能源相關技(ji)術；
　　3、智能控制與群控優(you)化技術；
　　4、綜合系統優化技術；
　　5、資源深度(du)利(li)用技術。
　　動力與能源轉換設(she)備：
　　主要是指(zhi)一些基于傳統技術的完(wan)善和(he)新(xin)技術的發展。
　　（1）小(xiao)型(xing)燃氣輪(lun)機--在(zai)小(xiao)型(xing)航空(kong)渦輪(lun)發動機技術的基(ji)礎上(shang)(shang)，實(shi)現地面發電和供(gong)熱的聯產(chan)技術。目前中國(guo)在(zai)這一技術上(shang)(shang)已經可以(yi)開(kai)發相應產(chan)品，主(zhu)要的問(wen)題(ti)是需要設(she)(she)備(bei)的能源轉換效率，可靠(kao)性，延(yan)長設(she)(she)備(bei)檢修周(zhou)期，設(she)(she)備(bei)的自動智能控制(zhi)水平；
　　（2）微型燃氣輪機--這(zhe)是基于(yu)汽車發動機增壓渦輪技(ji)(ji)術的延伸，關鍵技(ji)(ji)術在(zai)于(yu)精密鑄造和燒結金屬陶瓷(ci)轉子，空氣或磁懸浮(fu)軸承，回熱利用技(ji)(ji)術，永磁發電技(ji)(ji)術，可控硅變頻控制技(ji)(ji)術等。由于(yu)技(ji)(ji)術層次并不高(gao)，其中許多(duo)項(xiang)目(mu)已經有(you)專家在(zai)研(yan)究，只要真(zhen)正重視。
　　（3）燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)內燃(ran)(ran)機(ji)--內燃(ran)(ran)機(ji)技術對于中國已經成熟，但是燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)內燃(ran)(ran)機(ji)的(de)(de)制造水平與國際先(xian)進(jin)設備還存(cun)在(zai)比較大(da)的(de)(de)差距(ju)，主要是轉換效率(lv)、排放控(kong)制、電(dian)子控(kong)制和設備大(da)修周(zhou)期等，此外，國外正在(zai)發展(zhan)的(de)(de)預燃(ran)(ran)、回(hui)熱、增(zeng)壓渦輪技術，以及電(dian)子變頻等技術，都是發展(zhan)的(de)(de)重要方(fang)向；
　　（4）斯特(te)林發動機--外燃式斯特(te)林技術(shu)中國(guo)已(yi)經(jing)有了比較大的突(tu)破，上海711所已(yi)經(jing)可以生產(chan)該技術(shu)的產(chan)品，目前主要是設備可靠性和發電效率，以及自動化控制水平；
　　（5）燃料電池--該(gai)技(ji)術(shu)有質子交換膜、固體氧化物(wu)、熔融硅酸鹽和氫氧重整(zheng)等多(duo)種技(ji)術(shu)方(fang)式，該(gai)技(ji)術(shu)應用極為廣(guang)泛，污(wu)染極小(xiao)，而且可(ke)以同燃氣輪(lun)機技(ji)術(shu)整(zheng)合，發(fa)電效率(lv)將可(ke)能達到(dao)80%，是未來有發(fa)展(zhan)價值的(de)技(ji)術(shu)；
　　（6）微(wei)型蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)輪(lun)機--蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)輪(lun)機是傳統的(de)(de)(de)(de)技術，但是利用(yong)(yong)一(yi)部噪音小(xiao)(xiao)、振動小(xiao)(xiao)、運行方(fang)便可靠的(de)(de)(de)(de)小(xiao)(xiao)型蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)輪(lun)機代替(ti)熱交換(huan)器，將(jiang)其中一(yi)部分能(neng)量(liang)轉換(huan)為價值較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)電能(neng)，或者利用(yong)(yong)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)管網(wang)中較(jiao)低品位的(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)為制冰(bing)機組提(ti)供低溫冷(leng)能(neng)，可以更(geng)好(hao)地利用(yong)(yong)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)；
　　（7）微(wei)型水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)輪機和(he)微(wei)型抽(chou)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)蓄(xu)能(neng)電(dian)站--小型、微(wei)型水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)輪機組不僅可以在有水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)位落差的(de)地方(fang)使用，而(er)且可以廣泛利用在分布式(shi)能(neng)源項目上。利用自(zi)來水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)管網的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)能(neng)壓(ya)力，或者建筑物可能(neng)產生的(de)落差進(jin)行發電(dian)，并在用電(dian)低谷進(jin)行抽(chou)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)蓄(xu)能(neng)，新型的(de)微(wei)型水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)輪發電(dian)機組將何以采用電(dian)子變頻控制技術，調整電(dian)能(neng)品質；
　　（8）太陽(yang)能發(fa)電(dian)和太陽(yang)熱(re)發(fa)電(dian)--利(li)用太陽(yang)能量的發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)，將太陽(yang)熱(re)發(fa)電(dian)與(yu)沼氣(qi)利(li)用整合，將光(guang)伏電(dian)池與(yu)建(jian)筑材料整合，利(li)用光(guang)導纖(xian)維與(yu)照明技(ji)術(shu)整合等等；
　　（9）風(feng)(feng)能(neng)--風(feng)(feng)力(li)發(fa)電是能(neng)源發(fa)展的(de)一個重要方向，在大(da)型(xing)風(feng)(feng)場(chang)大(da)量利(li)用大(da)型(xing)風(feng)(feng)機發(fa)電將何以代替現有的(de)火(huo)力(li)發(fa)電系統，但是對于居住分散的(de)用戶小型(xing)的(de)風(feng)(feng)力(li)發(fa)電系統更加具有普及意義，小型(xing)風(feng)(feng)力(li)發(fa)電系統主要需要解決的(de)是成本(ben)、可靠(kao)性和蓄能(neng)問題；
　　（10）余熱制(zhi)冷(leng)系統(tong)--利用(yong)動力(li)機產生(sheng)的余熱供熱制(zhi)冷(leng)是(shi)分布式熱電冷(leng)三聯供系統(tong)的重要環節，尤(you)其是(shi)制(zhi)冷(leng)，可以(yi)采用(yong)吸(xi)收(shou)式制(zhi)冷(leng)，也可以(yi)采用(yong)吸(xi)附式，以(yi)及余熱--動力(li)轉換--低溫(wen)制(zhi)冷(leng)等技(ji)術(shu)，這些技(ji)術(shu)均比較成熟，關鍵是(shi)系統(tong)的集成率，以(yi)及造價(jia)等問題(ti)；
　　與分布式能源系統相關的一次和(he)二次能源相關技術(shu)：
　　（1）天然氣系統(tong)的優化(hua)利用，以(yi)及管道輸送技術；
　　（2）液(ye)(ye)(ye)化(hua)天(tian)(tian)然(ran)氣(qi)的生產(chan)和利(li)用(yong)--分散化(hua)的液(ye)(ye)(ye)化(hua)天(tian)(tian)然(ran)氣(qi)生產(chan)技(ji)術可以利(li)用(yong)石油開(kai)采(cai)中的伴生氣(qi)資(zi)源(yuan)，減少溫室氣(qi)體排放，資(zi)源(yuan)的綜合(he)利(li)用(yong)率，液(ye)(ye)(ye)化(hua)天(tian)(tian)然(ran)氣(qi)利(li)用(yong)中對于冷能(neng)的有效利(li)用(yong)可以有效節能(neng)等(deng)等(deng)，在液(ye)(ye)(ye)化(hua)天(tian)(tian)然(ran)氣(qi)利(li)用(yong)中，將產(chan)生大量的新課題(ti)；
　　（3）煤(mei)層(ceng)氣和礦(kuang)井瓦(wa)斯(si)利(li)(li)(li)用(yong)，可(ke)(ke)能有60%以上的礦(kuang)工(gong)是死在中(zhong)國的礦(kuang)井里(li)，而瓦(wa)斯(si)爆炸(zha)是元兇(xiong)之(zhi)一(yi)，減(jian)少(shao)礦(kuang)工(gong)死亡和煤(mei)層(ceng)氣和礦(kuang)井瓦(wa)斯(si)資源的利(li)(li)(li)用(yong)有著密切關(guan)聯，利(li)(li)(li)用(yong)煤(mei)層(ceng)氣和礦(kuang)井瓦(wa)斯(si)發電等技術不僅可(ke)(ke)以挽(wan)救無數礦(kuang)工(gong)的生命，還能有效減(jian)少(shao)溫室氣體排(pai)放，緩解全(quan)球變(bian)暖問題；
　　（4）可(ke)燃冰--存在(zai)于(yu)海底和高寒地區的天然氣(qi)水(shui)化合物是(shi)人類未(wei)來(lai)的主要(yao)(yao)能(neng)源(yuan)，它是(shi)為分(fen)布(bu)式能(neng)源(yuan)系統提供(gong)燃料(liao)的重要(yao)(yao)途徑；
　　（5）煤(mei)(mei)地下(xia)氣(qi)(qi)化(hua)(hua)--中(zhong)國(guo)目前有100億噸以上的煤(mei)(mei)炭資(zi)源在開發過程中(zhong)被遺棄在地下(xia)，如(ru)何利用可(ke)控地下(xia)氣(qi)(qi)化(hua)(hua)技術將其變為氣(qi)(qi)體燃料回收利用是中(zhong)國(guo)煤(mei)(mei)炭工(gong)業的重(zhong)要課題(ti)；
　　（6）地(di)熱(re)--利用和開發地(di)熱(re)資源，將地(di)下低品位熱(re)能轉換為(wei)高品位的電能或冷能是技術的關鍵；
　　（7）深(shen)層(ceng)海(hai)(hai)水(shui)(shui)冷能--利(li)用沿(yan)海(hai)(hai)深(shen)層(ceng)海(hai)(hai)水(shui)(shui)的(de)低溫資(zi)源，解決沿(yan)海(hai)(hai)城市的(de)制冷問(wen)題，；
　　（8）水(shui)能--利用(yong)水(shui)利資源，特別是小(xiao)型(xing)水(shui)電設施解決農村以水(shui)代柴，保(bao)護(hu)植被；
　　（9）沼(zhao)氣--利(li)用(yong)城市垃圾、農村廢棄(qi)物資源等進行(xing)發電(dian)或熱電(dian)聯產，減少溫室氣體(ti)排(pai)放，資源綜合利(li)用(yong)水(shui)平；
　　（10）甲醇(chun)--利用煤(mei)等礦物資源生(sheng)產甲醇(chun)，以代替石油(you)。甲醇(chun)可以滿足(zu)燃料電(dian)池對(dui)氫的需(xu)要；
　　（11）乙(yi)醇--利用(yong)植物資源生(sheng)產(chan)乙(yi)醇，以(yi)代替石油和其(qi)他礦物燃料(liao)，乙(yi)醇可以(yi)作為燃料(liao)直接(jie)使用(yong)，也可以(yi)作為燃料(liao)電池的氫(qing)分(fen)離的原料(liao)；
　　（12）氫(qing)--對(dui)于氫(qing)的利用將決定人類的未來，如(ru)何從水中(zhong)低(di)成本地重(zhong)整氫(qing)氣將是技(ji)術的關鍵；
　　（13）壓縮空氣--利用低(di)估電力或其他能源生產(chan)高(gao)(gao)壓空氣，作為汽車和(he)其他動(dong)(dong)力設(she)備(bei)，以及(ji)分布式能源的動(dong)(dong)力源，主(zhu)要解(jie)決高(gao)(gao)增壓比(bi)壓縮技術、設(she)備(bei)小(xiao)型化、材料(liao)和(he)效率等問題。
智能控制與群控優化(hua)技術(shu)：
　　（1）分布式(shi)能(neng)源機組和系統自(zi)身的智能(neng)化控制--解決設(she)備“無人職守”問題，能(neng)夠(gou)根據需求進行調節(jie)，自(zi)動(dong)跟蹤電(dian)、熱、冷負荷；
　　（2）分(fen)布式(shi)能(neng)源與(yu)載(zai)體(ti)的信息互動--解決分(fen)布式(shi)能(neng)源系統成(cheng)為智能(neng)化建(jian)(jian)筑的一個(ge)組(zu)成(cheng)部分(fen)，與(yu)建(jian)(jian)筑系統的需求(qiu)進行優化整合，建(jian)(jian)筑的能(neng)源可靠性(xing)(xing)和節能(neng)性(xing)(xing)；
　　（3）分布(bu)式(shi)能(neng)源(yuan)機組的聯(lian)(lian)合控(kong)制--分布(bu)式(shi)能(neng)源(yuan)采用模(mo)(mo)(mo)塊化(hua)(hua)組合設計，需要對模(mo)(mo)(mo)塊組合聯(lian)(lian)合控(kong)制，根據需求變化(hua)(hua)進行智能(neng)調節，決定(ding)每一模(mo)(mo)(mo)塊的運行狀態(tai)和模(mo)(mo)(mo)塊之間的調節優化(hua)(hua)關系；
　　（4）遠程遙控--通過電話(hua)線、因特網、無(wu)線網絡(luo)和電源線對(dui)設備進行遠程監視控制；
　　（5）群(qun)控(kong)優化(hua)--根據一(yi)個區域(yu)內各種用戶對于電力(li)(li)、熱力(li)(li)、制(zhi)冷等(deng)需(xu)求(qiu)的變(bian)化(hua)，以及燃料、氣溫變(bian)化(hua)趨勢、蓄能量庫存等(deng)等(deng)因素(su)，優化(hua)控(kong)制(zhi)各個用戶的分布式能源系(xi)(xi)統，以及公(gong)共(gong)能源系(xi)(xi)統，進行(xing)多系(xi)(xi)統容錯優化(hua)，減少冗余，各系(xi)(xi)統的需(xu)求(qiu)適應(ying)性(xing)；
　　（6）智能電網(wang)技(ji)術--必(bi)須建立(li)電網(wang)信息化管理系統。
　　（7）信息化計量(liang)與結算(suan)系(xi)統--建立網(wang)絡化能源系(xi)統的各種(zhong)能源產品和各個用戶與分布式能源設施(shi)擁(yong)有者之間、各時段間根據預約定價(jia)進行計量(liang)和結算(suan)的智能系(xi)統；
　　（8）自動(dong)信(xin)息發(fa)(fa)布系統(tong)--對于用(yong)(yong)戶(hu)與臨(lin)近用(yong)(yong)戶(hu)能(neng)源使用(yong)(yong)狀(zhuang)態(tai)、用(yong)(yong)戶(hu)與臨(lin)近用(yong)(yong)戶(hu)的分布式能(neng)源系統(tong)伺服狀(zhuang)態(tai)、以(yi)及燃(ran)料系統(tong)和公(gong)共能(neng)源供應系統(tong)的運行(xing)狀(zhuang)態(tai)信(xin)息進(jin)行(xing)發(fa)(fa)布，以(yi)便智能(neng)化(hua)建筑、用(yong)(yong)戶(hu)能(neng)源管理系統(tong)、分布式能(neng)源設(she)(she)施(shi)、儲能(neng)設(she)(she)施(shi)、設(she)(she)備運行(xing)服務機構、以(yi)及燃(ran)料供應者和公(gong)共電網(wang)能(neng)夠根據每一信(xin)息源所發(fa)(fa)布的實時信(xin)息進(jin)行(xing)狀(zhuang)態(tai)優化(hua)調整，實現(xian)資源共享。
　　綜合系統優化技(ji)術：
　　（1）多種能(neng)(neng)源系(xi)統(tong)整(zheng)合(he)(he)優化--將(jiang)各種不同的(de)能(neng)(neng)源系(xi)統(tong)進行(xing)(xing)聯(lian)合(he)(he)優化，例如：將(jiang)分布(bu)式能(neng)(neng)源與(yu)傳統(tong)能(neng)(neng)源系(xi)統(tong)整(zheng)合(he)(he)后，進行(xing)(xing)聯(lian)合(he)(he)優化；或者，將(jiang)分布(bu)式能(neng)(neng)源系(xi)統(tong)與(yu)冰(bing)蓄冷(leng)系(xi)統(tong)整(zheng)合(he)(he)并(bing)進行(xing)(xing)聯(lian)合(he)(he)再優化，將(jiang)微型燃氣輪機與(yu)熱泵(beng)系(xi)統(tong)整(zheng)合(he)(he)優化，以及(ji)太(tai)陽能(neng)(neng)與(yu)分布(bu)式系(xi)統(tong)的(de)優化整(zheng)合(he)(he)等等，達到取長補(bu)短的(de)目的(de)，發揮各個系(xi)統(tong)的(de)綜合(he)(he)優勢；
　　（2）將分布式能源(yuan)與交通(tong)系(xi)統(tong)整合優化(hua)--利用(yong)低(di)谷(gu)電(dian)(dian)(dian)力為電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽車蓄電(dian)(dian)(dian)或燃料電(dian)(dian)(dian)池汽車儲(chu)氫等，將燃料電(dian)(dian)(dian)池和(he)混(hun)合動(dong)力汽車作為電(dian)(dian)(dian)源(yuan)形成隨著人(ren)流移動(dong)的電(dian)(dian)(dian)源(yuan)和(he)供水系(xi)統(tong)。實現節約投資經費(fei)；
　　（3）分布式(shi)能源(yuan)系統電(dian)網接(jie)入(ru)研究--解決分布式(shi)能源(yuan)與現有(you)電(dian)網設施的兼容(rong)、整合(he)等問題；
　　（4）蓄(xu)能(neng)(neng)技術(shu)--通過蓄(xu)能(neng)(neng)技術(shu)的開發應用，解(jie)決能(neng)(neng)源的延(yan)時性調節問(wen)題，能(neng)(neng)源系統的容(rong)錯能(neng)(neng)力，其中包(bao)括蓄(xu)電(dian)、蓄(xu)熱(re)、蓄(xu)冷(leng)和(he)蓄(xu)能(neng)(neng)四(si)個技術(shu)方向。蓄(xu)電(dian)包(bao)括化學蓄(xu)電(dian)：電(dian)池；物理蓄(xu)電(dian)：飛輪(lun)和(he)水(shui)(shui)能(neng)(neng)、氣能(neng)(neng)。蓄(xu)熱(re)包(bao)括項(xiang)變蓄(xu)熱(re)、熱(re)水(shui)(shui)、熱(re)油和(he)蒸汽(qi)等多(duo)(duo)種形式。蓄(xu)冷(leng)：冰(bing)和(he)水(shui)(shui)。蓄(xu)能(neng)(neng)包(bao)括物理蓄(xu)能(neng)(neng)：機械(xie)蓄(xu)能(neng)(neng)、水(shui)(shui)蓄(xu)能(neng)(neng)、以(yi)及記憶金屬(shu)蓄(xu)能(neng)(neng)等多(duo)(duo)種方式；
　　（5）地源蓄(xu)能(neng)技術--利用(yong)(yong)地下水和(he)(he)土壤將(jiang)冬季的冷(leng)和(he)(he)夏季的熱(re)蓄(xu)能(neng)儲(chu)存，進行(xing)季節(jie)性(xing)調(diao)節(jie)使用(yong)(yong)，結合(he)熱(re)泵(beng)技術進行(xing)直(zhi)接利用(yong)(yong)，減少(shao)城市熱(re)島效應；
　　（6）網(wang)絡式能源系統--互聯(lian)網(wang)式的分布式能源梯級利用系統是未來(lai)能源工業的重要(yao)形態。　　資源深度(du)利用技術：
　　（1）天然(ran)氣凝結(jie)水技術--利用(yong)天然(ran)氣燃燒后(hou)的化(hua)學反(fan)應結(jie)果(guo)回收(shou)水，解(jie)決(jue)部分城市水資源緊缺問題(ti)；
　　（2）將(jiang)(jiang)分布式能源與大棚(peng)結合的技術(shu)--將(jiang)(jiang)分布式能源系統發電設備排除的余熱(re)、二氧化碳和水蒸汽注入大棚(peng)，作為氣體肥料(liao)和熱(re)源，解決城市綠化和蔬果供應，同時減(jian)少溫室(shi)氣體和其他(ta)污(wu)染(ran)物排放問題；
　　（3）利(li)(li)用發電制冷(leng)的冷(leng)卻水(shui)生產生活熱(re)水(shui)的技術--利(li)(li)用熱(re)泵的技術，將(jiang)低品位(wei)熱(re)源(yuan)轉換為較(jiao)高品位(wei)的生活熱(re)水(shui)，減少能源(yuan)消耗；
　　（4）空(kong)調系統廢熱(re)回(hui)收技術(shu)--發(fa)展(zhan)全新風(feng)空(kong)調系統中有效利(li)用回(hui)風(feng)中的余熱(re)和余冷，減少能耗；
　　（5）污(wu)(wu)水水源熱泵系(xi)統--利用生活(huo)污(wu)(wu)水中的熱量(liang)；
　　（6）小型生(sheng)物(wu)質(zhi)沼氣(qi)生(sheng)產技術--利用民(min)用設施污(wu)水(shui)、垃圾和大棚(peng)廢棄生(sheng)物(wu)質(zhi)就地生(sheng)產沼氣(qi)的技術。
　　未來(lai)20年中國能源技(ji)術發展方向——分布式能源及相關技(ji)術