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　　未來20年中國(guo)能源技術(shu)發展方向——分布式能源及相關(guan)技術(shu)
　　所謂“分(fen)布式能(neng)源(yuan)(yuan)”是指分(fen)布在(zai)用(yong)戶端的(de)能(neng)源(yuan)(yuan)綜合利用(yong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)。一次(ci)能(neng)源(yuan)(yuan)以氣體燃料為主，可再生能(neng)源(yuan)(yuan)為輔，利用(yong)一切可以利用(yong)的(de)資源(yuan)(yuan)；二次(ci)能(neng)源(yuan)(yuan)以分(fen)布在(zai)用(yong)戶端的(de)熱電冷(leng)（植）聯產(chan)為主，其他(ta)能(neng)源(yuan)(yuan)供應系(xi)(xi)(xi)統(tong)為輔，實(shi)現(xian)以直接(jie)滿(man)足用(yong)戶多種需求的(de)能(neng)源(yuan)(yuan)梯級(ji)利用(yong)，并(bing)通(tong)過能(neng)源(yuan)(yuan)供應系(xi)(xi)(xi)統(tong)提(ti)供支(zhi)持和補充；在(zai)環境保護上，將部分(fen)污染分(fen)散化(hua)、資源(yuan)(yuan)化(hua)，爭取實(shi)現(xian)適度排放的(de)目標；在(zai)管理體系(xi)(xi)(xi)上，依托(tuo)智能(neng)信息化(hua)技術實(shi)現(xian)現(xian)場無人(ren)職守，通(tong)過社會化(hua)服務體系(xi)(xi)(xi)提(ti)供設計、安裝(zhuang)、運行、維修一體化(hua)保障。 　　分(fen)布式能(neng)源(yuan)(yuan)技術的(de)基礎(chu)科學(xue)主要(yao)在(zai)以下(xia)幾個(ge)方(fang)面：　　
　　1、動力與能源轉換(huan)設備；
　　2、一(yi)次和二次能源相關技術；
　　3、智(zhi)能控制與(yu)群控優化技術；
　　4、綜合系統優化技術；
　　5、資源深度利用技(ji)術。
　　動力與能源轉換設備：
　　主要(yao)是指一些基(ji)于(yu)傳統(tong)技(ji)術(shu)的完善和新技(ji)術(shu)的發展。
　　（1）小型燃氣輪機--在小型航空渦輪發動(dong)機技(ji)術的(de)(de)(de)基礎上，實(shi)現地面發電和供(gong)熱的(de)(de)(de)聯產技(ji)術。目前(qian)中國在這一技(ji)術上已經可以開(kai)發相應產品，主要的(de)(de)(de)問題是需要設(she)備(bei)的(de)(de)(de)能源(yuan)轉換效率，可靠性，延長設(she)備(bei)檢修周(zhou)期，設(she)備(bei)的(de)(de)(de)自動(dong)智能控制水(shui)平；
　　（2）微型燃(ran)氣輪(lun)(lun)機--這是基于(yu)汽(qi)車發(fa)動機增(zeng)壓渦(wo)輪(lun)(lun)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的延伸，關鍵(jian)技(ji)(ji)(ji)術(shu)在于(yu)精密(mi)鑄造(zao)和(he)燒結金屬陶瓷轉子，空氣或(huo)磁懸浮軸承，回熱利用技(ji)(ji)(ji)術(shu)，永磁發(fa)電技(ji)(ji)(ji)術(shu)，可(ke)控硅(gui)變頻控制(zhi)技(ji)(ji)(ji)術(shu)等(deng)。由于(yu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)層次并(bing)不高(gao)，其中(zhong)許多項目已經(jing)有(you)專(zhuan)家(jia)在研(yan)究，只要真正重視(shi)。
　　（3）燃(ran)氣內(nei)(nei)燃(ran)機(ji)--內(nei)(nei)燃(ran)機(ji)技術對于中國(guo)(guo)已(yi)經成熟，但是燃(ran)氣內(nei)(nei)燃(ran)機(ji)的制造(zao)水平與國(guo)(guo)際先進設備(bei)還存在比較大的差距，主要是轉(zhuan)換(huan)效率(lv)、排放控制、電子控制和設備(bei)大修周期等，此外(wai)，國(guo)(guo)外(wai)正(zheng)在發展的預燃(ran)、回(hui)熱、增壓渦輪技術，以及電子變頻等技術，都是發展的重要方向；
　　（4）斯特(te)(te)林發動機--外燃式斯特(te)(te)林技術(shu)(shu)中國已(yi)經有了比較大的(de)突(tu)破，上(shang)海711所已(yi)經可以生產(chan)(chan)該技術(shu)(shu)的(de)產(chan)(chan)品，目前主要(yao)是設(she)備可靠(kao)性和發電效率，以及自動化控制水平；
　　（5）燃(ran)料電池--該技術(shu)(shu)有(you)質子(zi)交換膜、固體氧化物、熔融硅酸鹽和(he)氫氧重整等多種技術(shu)(shu)方式，該技術(shu)(shu)應用(yong)極為廣(guang)泛(fan)，污染極小，而且可以同燃(ran)氣輪機技術(shu)(shu)整合(he)，發電效率將可能達到80%，是未來(lai)有(you)發展價值(zhi)的技術(shu)(shu)；
　　（6）微型(xing)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)輪機(ji)(ji)--蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)輪機(ji)(ji)是傳(chuan)統的技術(shu)，但是利(li)用(yong)一(yi)部(bu)噪音小、振動小、運行(xing)方便可靠的小型(xing)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)輪機(ji)(ji)代替熱交換器，將其中(zhong)一(yi)部(bu)分能量轉(zhuan)換為價值(zhi)較(jiao)高的電能，或者利(li)用(yong)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)管網中(zhong)較(jiao)低品位的蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)為制冰(bing)機(ji)(ji)組提供低溫冷(leng)能，可以更好地(di)利(li)用(yong)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)中(zhong)的能量；
　　（7）微型(xing)(xing)(xing)水輪(lun)(lun)機和微型(xing)(xing)(xing)抽(chou)水蓄(xu)能(neng)電(dian)(dian)站--小型(xing)(xing)(xing)、微型(xing)(xing)(xing)水輪(lun)(lun)機組不僅可(ke)(ke)以在(zai)有(you)水位落(luo)差的地方使(shi)用(yong)(yong)，而且可(ke)(ke)以廣泛利用(yong)(yong)在(zai)分布式(shi)能(neng)源項目上。利用(yong)(yong)自來(lai)水管(guan)網的水能(neng)壓(ya)力，或(huo)者建筑物可(ke)(ke)能(neng)產生的落(luo)差進(jin)行(xing)(xing)發(fa)電(dian)(dian)，并在(zai)用(yong)(yong)電(dian)(dian)低谷進(jin)行(xing)(xing)抽(chou)水蓄(xu)能(neng)，新型(xing)(xing)(xing)的微型(xing)(xing)(xing)水輪(lun)(lun)發(fa)電(dian)(dian)機組將何以采用(yong)(yong)電(dian)(dian)子(zi)變頻控制技術，調整電(dian)(dian)能(neng)品質(zhi)；
　　（8）太(tai)陽(yang)能(neng)發(fa)電(dian)和(he)太(tai)陽(yang)熱(re)發(fa)電(dian)--利用太(tai)陽(yang)能(neng)量(liang)的發(fa)電(dian)技(ji)術，將太(tai)陽(yang)熱(re)發(fa)電(dian)與(yu)沼氣利用整(zheng)合，將光伏電(dian)池與(yu)建筑(zhu)材料整(zheng)合，利用光導纖維(wei)與(yu)照(zhao)明技(ji)術整(zheng)合等(deng)等(deng)；
　　（9）風(feng)(feng)能--風(feng)(feng)力(li)(li)發(fa)(fa)電是(shi)(shi)能源發(fa)(fa)展的(de)(de)一個重要(yao)方向，在大(da)型風(feng)(feng)場大(da)量利用(yong)大(da)型風(feng)(feng)機發(fa)(fa)電將(jiang)何以代(dai)替現有的(de)(de)火力(li)(li)發(fa)(fa)電系統，但是(shi)(shi)對于居住分散的(de)(de)用(yong)戶(hu)小型的(de)(de)風(feng)(feng)力(li)(li)發(fa)(fa)電系統更加具有普(pu)及意義，小型風(feng)(feng)力(li)(li)發(fa)(fa)電系統主(zhu)要(yao)需要(yao)解(jie)決的(de)(de)是(shi)(shi)成(cheng)本(ben)、可(ke)靠性和蓄能問(wen)題；
　　（10）余熱制冷系統(tong)(tong)--利用動(dong)力(li)機產生的余熱供(gong)熱制冷是(shi)分布式熱電冷三聯(lian)供(gong)系統(tong)(tong)的重要(yao)環(huan)節，尤(you)其是(shi)制冷，可(ke)以采用吸收式制冷，也可(ke)以采用吸附(fu)式，以及余熱--動(dong)力(li)轉換--低溫制冷等(deng)技術，這(zhe)些技術均比較(jiao)成(cheng)熟，關鍵(jian)是(shi)系統(tong)(tong)的集成(cheng)率，以及造價等(deng)問(wen)題；
　　與(yu)分(fen)布(bu)式(shi)能(neng)源系統相(xiang)關(guan)(guan)的(de)一次(ci)和二次(ci)能(neng)源相(xiang)關(guan)(guan)技術：
　　（1）天然氣系統的優化利用，以及(ji)管道輸送技術；
　　（2）液(ye)(ye)(ye)化(hua)(hua)天然(ran)氣(qi)的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)和利用(yong)--分散化(hua)(hua)的(de)(de)液(ye)(ye)(ye)化(hua)(hua)天然(ran)氣(qi)生(sheng)(sheng)產(chan)技(ji)術(shu)可以利用(yong)石油(you)開(kai)采中的(de)(de)伴生(sheng)(sheng)氣(qi)資源(yuan)，減少溫室氣(qi)體(ti)排(pai)放，資源(yuan)的(de)(de)綜合(he)利用(yong)率(lv)，液(ye)(ye)(ye)化(hua)(hua)天然(ran)氣(qi)利用(yong)中對于冷能的(de)(de)有效(xiao)利用(yong)可以有效(xiao)節能等等，在液(ye)(ye)(ye)化(hua)(hua)天然(ran)氣(qi)利用(yong)中，將(jiang)產(chan)生(sheng)(sheng)大(da)量(liang)的(de)(de)新課題(ti)；
　　（3）煤層(ceng)氣(qi)和(he)礦(kuang)井(jing)瓦(wa)斯利(li)用(yong)，可能有60%以上的(de)(de)礦(kuang)工(gong)是死在中(zhong)國(guo)的(de)(de)礦(kuang)井(jing)里，而(er)瓦(wa)斯爆炸是元兇之一，減少(shao)礦(kuang)工(gong)死亡和(he)煤層(ceng)氣(qi)和(he)礦(kuang)井(jing)瓦(wa)斯資(zi)源的(de)(de)利(li)用(yong)有著密切關聯，利(li)用(yong)煤層(ceng)氣(qi)和(he)礦(kuang)井(jing)瓦(wa)斯發(fa)電(dian)等技術不僅可以挽救無數(shu)礦(kuang)工(gong)的(de)(de)生命，還(huan)能有效減少(shao)溫室氣(qi)體排放(fang)，緩(huan)解全(quan)球變(bian)暖問題；
　　（4）可燃冰--存在于海底(di)和(he)高寒地區(qu)的天然氣(qi)水化合物是(shi)人類未(wei)來的主要(yao)能源，它是(shi)為分布(bu)式能源系統提(ti)供(gong)燃料的重要(yao)途徑；
　　（5）煤地下氣(qi)(qi)化--中(zhong)國(guo)目前(qian)有100億(yi)噸(dun)以上的(de)煤炭(tan)(tan)資源(yuan)在開發過(guo)程中(zhong)被遺(yi)棄在地下，如何(he)利用(yong)可控地下氣(qi)(qi)化技術將其變為氣(qi)(qi)體燃(ran)料回收利用(yong)是(shi)中(zhong)國(guo)煤炭(tan)(tan)工業的(de)重要課題；
　　（6）地熱--利(li)用和開發(fa)地熱資源，將地下低品(pin)位熱能(neng)(neng)轉換為高品(pin)位的(de)(de)電能(neng)(neng)或冷能(neng)(neng)是技術的(de)(de)關(guan)鍵；
　　（7）深層(ceng)(ceng)海水(shui)冷能--利用沿海深層(ceng)(ceng)海水(shui)的低溫資源，解(jie)決(jue)沿海城(cheng)市的制冷問題，；
　　（8）水能--利用水利資源，特別是小型水電(dian)設施解決(jue)農村以水代柴，保護植被；
　　（9）沼(zhao)氣(qi)--利(li)用城市(shi)垃(la)圾、農村廢(fei)棄物資源等進行發(fa)電(dian)或熱電(dian)聯產，減少(shao)溫室氣(qi)體排放(fang)，資源綜合利(li)用水平(ping)；
　　（10）甲醇--利用(yong)煤等(deng)礦物資源(yuan)生(sheng)產甲醇，以代(dai)替石(shi)油(you)。甲醇可以滿足燃料電池對氫的(de)需要；
　　（11）乙醇--利用(yong)植物資源生產乙醇，以代替石油和其他礦物燃(ran)料，乙醇可以作為(wei)燃(ran)料直接使用(yong)，也可以作為(wei)燃(ran)料電池的(de)氫分(fen)離的(de)原料；
　　（12）氫(qing)--對于(yu)氫(qing)的利(li)用將(jiang)決定(ding)人類(lei)的未來，如何從水(shui)中低成本地重(zhong)整氫(qing)氣將(jiang)是技術的關鍵；
　　（13）壓(ya)縮空氣(qi)--利用低估電力或其他能源生產(chan)高(gao)壓(ya)空氣(qi)，作(zuo)為(wei)汽(qi)車和(he)(he)其他動力設(she)備，以及(ji)分布式能源的動力源，主要解決(jue)高(gao)增壓(ya)比壓(ya)縮技術(shu)、設(she)備小型化、材料和(he)(he)效率(lv)等問題。
智(zhi)能控制與群控優化技術：
　　（1）分布式能源(yuan)機組和系(xi)統(tong)自身的智(zhi)能化控制--解決設備“無人職守”問題，能夠根(gen)據(ju)需求進(jin)行調節(jie)，自動跟蹤(zong)電、熱、冷負荷；
　　（2）分布(bu)式能源(yuan)與載(zai)體的(de)(de)(de)信息(xi)互動--解決分布(bu)式能源(yuan)系(xi)(xi)統成(cheng)為智能化(hua)建(jian)筑(zhu)的(de)(de)(de)一個(ge)組成(cheng)部(bu)分，與建(jian)筑(zhu)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)需求(qiu)進行優(you)化(hua)整(zheng)合，建(jian)筑(zhu)的(de)(de)(de)能源(yuan)可靠性和節(jie)能性；
　　（3）分布(bu)式(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)機組的(de)聯合控(kong)制(zhi)--分布(bu)式(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)采用模(mo)塊(kuai)化組合設計，需要對模(mo)塊(kuai)組合聯合控(kong)制(zhi)，根據(ju)需求變化進行智能(neng)調節(jie)(jie)，決定每一模(mo)塊(kuai)的(de)運行狀態和模(mo)塊(kuai)之間(jian)的(de)調節(jie)(jie)優化關系；
　　（4）遠程(cheng)遙控(kong)--通過(guo)電話線(xian)、因特網、無線(xian)網絡和(he)電源線(xian)對設備進行遠程(cheng)監視控(kong)制(zhi)；
　　（5）群控(kong)優化(hua)--根據一個區域內各種用戶對(dui)于電力、熱力、制(zhi)冷等(deng)需(xu)求的變化(hua)，以及燃料、氣溫變化(hua)趨勢(shi)、蓄能(neng)量庫存等(deng)等(deng)因素，優化(hua)控(kong)制(zhi)各個用戶的分布式能(neng)源系統，以及公(gong)共能(neng)源系統，進行多系統容錯優化(hua)，減少(shao)冗余，各系統的需(xu)求適應性(xing)；
　　（6）智能電網技術--必須建立電網信息化管理系統。
　　（7）信息(xi)化計(ji)量與結算系(xi)統--建(jian)立(li)網(wang)絡化能(neng)源系(xi)統的各(ge)種能(neng)源產(chan)品和各(ge)個用戶與分布(bu)式能(neng)源設施擁有(you)者(zhe)之間(jian)、各(ge)時段間(jian)根據預約定價進行計(ji)量和結算的智能(neng)系(xi)統；
　　（8）自動信息發布(bu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)--對于用(yong)戶(hu)與(yu)臨(lin)(lin)近用(yong)戶(hu)能(neng)源使用(yong)狀(zhuang)態、用(yong)戶(hu)與(yu)臨(lin)(lin)近用(yong)戶(hu)的(de)分(fen)布(bu)式能(neng)源系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)伺(si)服(fu)(fu)狀(zhuang)態、以及燃(ran)料系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)和公共能(neng)源供應(ying)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)運行(xing)狀(zhuang)態信息進行(xing)發布(bu)，以便智能(neng)化建筑(zhu)、用(yong)戶(hu)能(neng)源管理系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)、分(fen)布(bu)式能(neng)源設(she)施(shi)、儲能(neng)設(she)施(shi)、設(she)備(bei)運行(xing)服(fu)(fu)務機構、以及燃(ran)料供應(ying)者和公共電網能(neng)夠(gou)根據每一信息源所發布(bu)的(de)實時信息進行(xing)狀(zhuang)態優化調整，實現資源共享。
　　綜合系統優化技術：
　　（1）多種(zhong)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)系(xi)(xi)統(tong)整合(he)(he)(he)優化(hua)--將各(ge)種(zhong)不同的(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)系(xi)(xi)統(tong)進行聯(lian)合(he)(he)(he)優化(hua)，例如(ru)：將分布(bu)式(shi)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)與(yu)傳統(tong)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)系(xi)(xi)統(tong)整合(he)(he)(he)后(hou)，進行聯(lian)合(he)(he)(he)優化(hua)；或者，將分布(bu)式(shi)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)系(xi)(xi)統(tong)與(yu)冰蓄冷(leng)系(xi)(xi)統(tong)整合(he)(he)(he)并(bing)進行聯(lian)合(he)(he)(he)再優化(hua)，將微(wei)型燃氣(qi)輪機與(yu)熱(re)泵系(xi)(xi)統(tong)整合(he)(he)(he)優化(hua)，以及(ji)太陽能(neng)(neng)(neng)與(yu)分布(bu)式(shi)系(xi)(xi)統(tong)的(de)優化(hua)整合(he)(he)(he)等(deng)等(deng)，達到取(qu)長補短的(de)目的(de)，發揮各(ge)個系(xi)(xi)統(tong)的(de)綜合(he)(he)(he)優勢；
　　（2）將(jiang)分布式能源(yuan)與交通系(xi)統整(zheng)合優化(hua)--利用低谷電(dian)力(li)為電(dian)動(dong)(dong)汽(qi)車(che)蓄電(dian)或燃(ran)料(liao)電(dian)池汽(qi)車(che)儲氫等，將(jiang)燃(ran)料(liao)電(dian)池和(he)混合動(dong)(dong)力(li)汽(qi)車(che)作(zuo)為電(dian)源(yuan)形成隨著人流移(yi)動(dong)(dong)的(de)電(dian)源(yuan)和(he)供水(shui)系(xi)統。實現節約投(tou)資經費；
　　（3）分布(bu)式(shi)能(neng)源系統電網(wang)接入研究--解決分布(bu)式(shi)能(neng)源與(yu)現有電網(wang)設施的兼容(rong)、整合(he)等(deng)問(wen)題；
　　（4）蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)技(ji)(ji)術--通過蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)技(ji)(ji)術的(de)開發應(ying)用，解決能(neng)源(yuan)的(de)延(yan)時(shi)性(xing)調節問題，能(neng)源(yuan)系統(tong)的(de)容錯能(neng)力，其中包(bao)括蓄(xu)(xu)(xu)電、蓄(xu)(xu)(xu)熱(re)、蓄(xu)(xu)(xu)冷和蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)四個技(ji)(ji)術方向。蓄(xu)(xu)(xu)電包(bao)括化學蓄(xu)(xu)(xu)電：電池；物理(li)蓄(xu)(xu)(xu)電：飛輪和水(shui)能(neng)、氣能(neng)。蓄(xu)(xu)(xu)熱(re)包(bao)括項變蓄(xu)(xu)(xu)熱(re)、熱(re)水(shui)、熱(re)油和蒸汽等多種形式(shi)。蓄(xu)(xu)(xu)冷：冰和水(shui)。蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)包(bao)括物理(li)蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)：機械蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)、水(shui)蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)、以及記憶金(jin)屬蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)等多種方式(shi)；
　　（5）地(di)源蓄能技術(shu)--利(li)用(yong)地(di)下水和(he)土(tu)壤將冬季(ji)的冷和(he)夏(xia)季(ji)的熱蓄能儲存(cun)，進行季(ji)節性調節使用(yong)，結(jie)合熱泵技術(shu)進行直接(jie)利(li)用(yong)，減少城(cheng)市熱島效(xiao)應(ying)；
　　（6）網絡(luo)式能源(yuan)(yuan)(yuan)系統--互聯網式的分布式能源(yuan)(yuan)(yuan)梯(ti)級利(li)用系統是未(wei)來能源(yuan)(yuan)(yuan)工(gong)業的重要形態。　　資源(yuan)(yuan)(yuan)深(shen)度利(li)用技術(shu)：
　　（1）天然氣凝結水技術--利用天然氣燃(ran)燒后的化學反應結果回(hui)收水，解決部分城市水資源(yuan)緊(jin)缺(que)問題；
　　（2）將(jiang)分布式(shi)能(neng)源(yuan)與大棚(peng)結合的(de)(de)技術--將(jiang)分布式(shi)能(neng)源(yuan)系(xi)統發電(dian)設備排除的(de)(de)余熱(re)、二氧化(hua)碳和(he)水蒸(zheng)汽注入大棚(peng)，作為氣體肥料和(he)熱(re)源(yuan)，解決城市綠(lv)化(hua)和(he)蔬果供應，同時減少溫室氣體和(he)其他污染(ran)物排放問題；
　　（3）利(li)用(yong)發(fa)電制(zhi)冷(leng)的(de)(de)冷(leng)卻水生產生活(huo)熱水的(de)(de)技術--利(li)用(yong)熱泵的(de)(de)技術，將低品位熱源轉換為較高品位的(de)(de)生活(huo)熱水，減少能源消耗；
　　（4）空調(diao)系(xi)統(tong)廢熱回(hui)收(shou)技術--發展(zhan)全新風空調(diao)系(xi)統(tong)中有(you)效利(li)用(yong)回(hui)風中的余熱和余冷，減少能耗；
　　（5）污水(shui)水(shui)源熱(re)泵系統--利用生活污水(shui)中(zhong)的熱(re)量；
　　（6）小型生(sheng)物質沼氣生(sheng)產(chan)技(ji)術--利用(yong)民用(yong)設施污水、垃圾和大棚廢(fei)棄生(sheng)物質就地生(sheng)產(chan)沼氣的技(ji)術。
　　未來(lai)20年中國能源(yuan)技術發(fa)展方向(xiang)——分布式能源(yuan)及相關技術