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　　未來20年中(zhong)國能源技術發展方向——分布式能源及相關(guan)技術
　　所(suo)謂“分(fen)布(bu)(bu)式能(neng)(neng)(neng)源”是指分(fen)布(bu)(bu)在用戶端(duan)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)源綜(zong)合利(li)用系(xi)統。一次(ci)能(neng)(neng)(neng)源以(yi)氣體(ti)燃料為主，可再生能(neng)(neng)(neng)源為輔(fu)，利(li)用一切(qie)可以(yi)利(li)用的(de)(de)資源；二次(ci)能(neng)(neng)(neng)源以(yi)分(fen)布(bu)(bu)在用戶端(duan)的(de)(de)熱電冷（植）聯產為主，其他能(neng)(neng)(neng)源供(gong)應系(xi)統為輔(fu)，實現(xian)(xian)以(yi)直接滿足用戶多種需求的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)源梯級(ji)利(li)用，并通(tong)過(guo)能(neng)(neng)(neng)源供(gong)應系(xi)統提(ti)(ti)供(gong)支(zhi)持和補充(chong)；在環境(jing)保護(hu)上(shang)，將部(bu)分(fen)污(wu)染分(fen)散化(hua)(hua)、資源化(hua)(hua)，爭取實現(xian)(xian)適度排放的(de)(de)目(mu)標；在管理體(ti)系(xi)上(shang)，依托智(zhi)能(neng)(neng)(neng)信(xin)息化(hua)(hua)技術實現(xian)(xian)現(xian)(xian)場無人職守，通(tong)過(guo)社會(hui)化(hua)(hua)服務體(ti)系(xi)提(ti)(ti)供(gong)設計、安裝、運行、維修一體(ti)化(hua)(hua)保障。 　　分(fen)布(bu)(bu)式能(neng)(neng)(neng)源技術的(de)(de)基(ji)礎科學(xue)主要在以(yi)下幾個方面：　　
　　1、動力與能源(yuan)轉換(huan)設備(bei)；
　　2、一次和二(er)次能源相(xiang)關技術；
　　3、智(zhi)能控制(zhi)與群控優化技術；
　　4、綜合系(xi)統優化技術；
　　5、資(zi)源深度利用技術(shu)。
　　動(dong)力與能源轉換(huan)設備(bei)：
　　主要是指一(yi)些基于傳統(tong)技術(shu)的完善和新技術(shu)的發展。
　　（1）小型燃氣輪機--在(zai)小型航空渦輪發動機技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)基礎(chu)上(shang)，實(shi)現(xian)地面(mian)發電和供熱(re)的(de)(de)(de)聯產技(ji)術(shu)。目前中國在(zai)這一技(ji)術(shu)上(shang)已(yi)經可以開發相應(ying)產品，主要的(de)(de)(de)問題是需要設備(bei)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)源轉換效率，可靠性，延長設備(bei)檢(jian)修周期，設備(bei)的(de)(de)(de)自動智能(neng)(neng)控制(zhi)水平；
　　（2）微型燃氣輪機(ji)--這(zhe)是基于汽車發動機(ji)增壓渦輪技(ji)術(shu)的延伸，關鍵技(ji)術(shu)在(zai)于精密鑄造和燒結金屬陶瓷(ci)轉子，空氣或磁懸浮軸(zhou)承，回熱利用技(ji)術(shu)，永磁發電技(ji)術(shu)，可控硅變頻控制(zhi)技(ji)術(shu)等。由于技(ji)術(shu)層次并不高(gao)，其中許(xu)多項目已經有專家在(zai)研究(jiu)，只要真正重視(shi)。
　　（3）燃氣內(nei)燃機(ji)--內(nei)燃機(ji)技(ji)(ji)術對(dui)于(yu)中國已經成熟，但是燃氣內(nei)燃機(ji)的制(zhi)造水平與(yu)國際先進設備還(huan)存(cun)在比較大(da)的差距，主(zhu)要(yao)(yao)是轉換效率、排(pai)放控制(zhi)、電子(zi)(zi)控制(zhi)和設備大(da)修周期等(deng)，此(ci)外，國外正在發(fa)展的預燃、回(hui)熱、增壓渦輪技(ji)(ji)術，以(yi)及電子(zi)(zi)變頻等(deng)技(ji)(ji)術，都是發(fa)展的重(zhong)要(yao)(yao)方向(xiang)；
　　（4）斯特林發動機(ji)--外燃(ran)式斯特林技(ji)術中國已經有了比較大的(de)突破(po)，上(shang)海711所已經可(ke)(ke)以(yi)生產(chan)該技(ji)術的(de)產(chan)品(pin)，目前主要是(shi)設備(bei)可(ke)(ke)靠性和發電效率(lv)，以(yi)及自(zi)動化(hua)控制水平；
　　（5）燃(ran)料電池--該技術有質子交換膜(mo)、固(gu)體氧化物、熔融硅酸鹽和氫(qing)氧重整等多種技術方式(shi)，該技術應用極為廣泛，污染(ran)極小，而且(qie)可以同燃(ran)氣輪機(ji)技術整合，發電效率將可能達到80%，是未來有發展價值的技術；
　　（6）微型(xing)蒸(zheng)汽(qi)輪機(ji)--蒸(zheng)汽(qi)輪機(ji)是傳統的(de)技術，但(dan)是利用(yong)一部噪音小、振動小、運行方(fang)便可靠的(de)小型(xing)蒸(zheng)汽(qi)輪機(ji)代(dai)替熱交換器，將其中一部分能(neng)量轉換為價值較(jiao)(jiao)高(gao)的(de)電能(neng)，或者利用(yong)蒸(zheng)汽(qi)管網中較(jiao)(jiao)低品(pin)位的(de)蒸(zheng)汽(qi)為制冰機(ji)組提供(gong)低溫(wen)冷能(neng)，可以更好地利用(yong)蒸(zheng)汽(qi)中的(de)能(neng)量；
　　（7）微(wei)(wei)型(xing)(xing)(xing)水(shui)輪(lun)機(ji)和微(wei)(wei)型(xing)(xing)(xing)抽水(shui)蓄(xu)能(neng)(neng)(neng)電(dian)站--小型(xing)(xing)(xing)、微(wei)(wei)型(xing)(xing)(xing)水(shui)輪(lun)機(ji)組不僅可以在(zai)有水(shui)位落差(cha)的地(di)方使用(yong)(yong)，而且可以廣泛利用(yong)(yong)在(zai)分布(bu)式(shi)能(neng)(neng)(neng)源項目上。利用(yong)(yong)自(zi)來(lai)水(shui)管網的水(shui)能(neng)(neng)(neng)壓力，或者建筑(zhu)物可能(neng)(neng)(neng)產生(sheng)的落差(cha)進(jin)行發電(dian)，并在(zai)用(yong)(yong)電(dian)低谷進(jin)行抽水(shui)蓄(xu)能(neng)(neng)(neng)，新(xin)型(xing)(xing)(xing)的微(wei)(wei)型(xing)(xing)(xing)水(shui)輪(lun)發電(dian)機(ji)組將何以采用(yong)(yong)電(dian)子(zi)變頻控制技術，調整電(dian)能(neng)(neng)(neng)品(pin)質；
　　（8）太(tai)陽(yang)(yang)能發(fa)電(dian)和(he)太(tai)陽(yang)(yang)熱發(fa)電(dian)--利用太(tai)陽(yang)(yang)能量的發(fa)電(dian)技術，將太(tai)陽(yang)(yang)熱發(fa)電(dian)與沼氣利用整(zheng)合(he)，將光伏電(dian)池與建(jian)筑材料整(zheng)合(he)，利用光導纖維與照(zhao)明技術整(zheng)合(he)等(deng)等(deng)；
　　（9）風(feng)(feng)能--風(feng)(feng)力(li)(li)發(fa)電是(shi)能源發(fa)展的(de)一個重要(yao)方向，在大(da)(da)型(xing)風(feng)(feng)場大(da)(da)量利用(yong)(yong)大(da)(da)型(xing)風(feng)(feng)機(ji)發(fa)電將何以代替現有(you)的(de)火力(li)(li)發(fa)電系統，但是(shi)對于居(ju)住分散的(de)用(yong)(yong)戶小型(xing)的(de)風(feng)(feng)力(li)(li)發(fa)電系統更加具有(you)普及意義(yi)，小型(xing)風(feng)(feng)力(li)(li)發(fa)電系統主(zhu)要(yao)需要(yao)解決的(de)是(shi)成本(ben)、可靠性和蓄能問(wen)題；
　　（10）余熱(re)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)系(xi)(xi)統--利用(yong)(yong)動力機產生的余熱(re)供(gong)熱(re)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)是分布式熱(re)電冷(leng)(leng)(leng)三聯供(gong)系(xi)(xi)統的重要環(huan)節，尤(you)其是制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)，可以采(cai)用(yong)(yong)吸收式制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)，也可以采(cai)用(yong)(yong)吸附式，以及余熱(re)--動力轉換(huan)--低(di)溫(wen)制(zhi)冷(leng)(leng)(leng)等(deng)技術，這些技術均(jun)比較成熟，關(guan)鍵是系(xi)(xi)統的集成率，以及造(zao)價等(deng)問題；
　　與分(fen)布(bu)式能(neng)源(yuan)系統相關(guan)的一次(ci)和二次(ci)能(neng)源(yuan)相關(guan)技術：
　　（1）天然氣系統(tong)的優化利用，以及管道輸送(song)技術(shu)；
　　（2）液化(hua)(hua)天然(ran)(ran)氣(qi)的生產(chan)和利(li)(li)用(yong)(yong)--分散化(hua)(hua)的液化(hua)(hua)天然(ran)(ran)氣(qi)生產(chan)技(ji)術可以利(li)(li)用(yong)(yong)石(shi)油開采中(zhong)的伴生氣(qi)資源，減少溫室氣(qi)體排放，資源的綜合利(li)(li)用(yong)(yong)率，液化(hua)(hua)天然(ran)(ran)氣(qi)利(li)(li)用(yong)(yong)中(zhong)對于冷能(neng)的有(you)效(xiao)利(li)(li)用(yong)(yong)可以有(you)效(xiao)節能(neng)等等，在液化(hua)(hua)天然(ran)(ran)氣(qi)利(li)(li)用(yong)(yong)中(zhong)，將(jiang)產(chan)生大量的新課題；
　　（3）煤(mei)層(ceng)氣(qi)和(he)礦井(jing)瓦(wa)(wa)斯利用，可能(neng)有60%以(yi)上的礦工是死(si)在(zai)中國的礦井(jing)里，而瓦(wa)(wa)斯爆(bao)炸是元(yuan)兇(xiong)之一，減(jian)少礦工死(si)亡和(he)煤(mei)層(ceng)氣(qi)和(he)礦井(jing)瓦(wa)(wa)斯資源的利用有著密切關聯，利用煤(mei)層(ceng)氣(qi)和(he)礦井(jing)瓦(wa)(wa)斯發電(dian)等(deng)技(ji)術不僅可以(yi)挽救無數礦工的生命，還能(neng)有效減(jian)少溫室氣(qi)體排放，緩(huan)解全球變暖問題；
　　（4）可燃(ran)冰--存在于海底和高寒地(di)區的(de)天(tian)然氣水化(hua)合物是人類(lei)未來的(de)主要能源，它是為(wei)分布(bu)式能源系統提供燃(ran)料(liao)的(de)重要途徑；
　　（5）煤地下(xia)氣(qi)化(hua)(hua)--中國(guo)目前有(you)100億噸以上的(de)煤炭資源(yuan)在(zai)開發過程(cheng)中被(bei)遺棄在(zai)地下(xia)，如(ru)何利用可控(kong)地下(xia)氣(qi)化(hua)(hua)技(ji)術將其(qi)變為氣(qi)體燃料回收(shou)利用是中國(guo)煤炭工業的(de)重(zhong)要課題；
　　（6）地熱--利(li)用(yong)和開發(fa)地熱資源(yuan)，將(jiang)地下低品位(wei)熱能轉換為高(gao)品位(wei)的(de)(de)電(dian)能或冷能是技(ji)術的(de)(de)關鍵；
　　（7）深層海(hai)水(shui)冷能--利用(yong)沿(yan)海(hai)深層海(hai)水(shui)的(de)低溫資源，解決沿(yan)海(hai)城市的(de)制(zhi)冷問題，；
　　（8）水能--利用水利資源，特別是小型(xing)水電設(she)施解決農村(cun)以水代柴，保護植被；
　　（9）沼氣--利(li)用(yong)城市垃圾、農村廢棄物資源(yuan)(yuan)等進行發電或(huo)熱電聯產，減少(shao)溫室氣體排放(fang)，資源(yuan)(yuan)綜合利(li)用(yong)水平；
　　（10）甲醇--利用煤等礦物資(zi)源生產(chan)甲醇，以(yi)代替石(shi)油。甲醇可以(yi)滿足燃料電池對氫的需要；
　　（11）乙醇--利(li)用(yong)植物資(zi)源生產(chan)乙醇，以代替(ti)石油和其他(ta)礦(kuang)物燃料，乙醇可(ke)以作為燃料直接使(shi)用(yong)，也可(ke)以作為燃料電(dian)池的(de)氫分(fen)離的(de)原(yuan)料；
　　（12）氫(qing)--對于氫(qing)的利用將(jiang)決定人類的未來，如何(he)從水中(zhong)低成本地重(zhong)整氫(qing)氣將(jiang)是技(ji)術的關鍵；
　　（13）壓縮空氣--利用低估(gu)電力(li)或其他能源(yuan)生產高壓空氣，作為(wei)汽車和其他動力(li)設(she)備(bei)，以(yi)及分布式能源(yuan)的動力(li)源(yuan)，主要(yao)解決高增壓比壓縮技術(shu)、設(she)備(bei)小型化(hua)、材(cai)料和效(xiao)率等問題(ti)。
智能控(kong)(kong)制與群控(kong)(kong)優化技術：
　　（1）分布(bu)式能源機組和系(xi)統自身(shen)的(de)智能化控制(zhi)--解(jie)決設(she)備“無人(ren)職守”問題(ti)，能夠根(gen)據需求(qiu)進行調節，自動(dong)跟蹤電、熱、冷負荷；
　　（2）分布(bu)式能(neng)(neng)源與(yu)載(zai)體的(de)信息互動--解決分布(bu)式能(neng)(neng)源系(xi)統(tong)成為(wei)智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)建筑的(de)一個(ge)組成部分，與(yu)建筑系(xi)統(tong)的(de)需求進行優(you)化(hua)整合，建筑的(de)能(neng)(neng)源可靠性和節能(neng)(neng)性；
　　（3）分布(bu)式(shi)能源機組的聯(lian)合控(kong)制--分布(bu)式(shi)能源采用(yong)模(mo)塊(kuai)化(hua)(hua)組合設(she)計(ji)，需要對(dui)模(mo)塊(kuai)組合聯(lian)合控(kong)制，根(gen)據需求變化(hua)(hua)進行智能調節，決定每一模(mo)塊(kuai)的運行狀態和模(mo)塊(kuai)之間的調節優化(hua)(hua)關(guan)系；
　　（4）遠程遙控--通過(guo)電話線(xian)、因特(te)網、無線(xian)網絡(luo)和電源線(xian)對設備進行遠程監視控制；
　　（5）群控優(you)化(hua)--根據一個區域內各種用戶對于電(dian)力、熱力、制冷等需(xu)求(qiu)的(de)變化(hua)，以(yi)及(ji)燃料、氣溫變化(hua)趨(qu)勢、蓄能(neng)量庫存(cun)等等因素，優(you)化(hua)控制各個用戶的(de)分(fen)布(bu)式能(neng)源(yuan)系(xi)統(tong)，以(yi)及(ji)公共(gong)能(neng)源(yuan)系(xi)統(tong)，進行(xing)多(duo)系(xi)統(tong)容錯優(you)化(hua)，減少冗余(yu)，各系(xi)統(tong)的(de)需(xu)求(qiu)適應(ying)性；
　　（6）智(zhi)能電網技術--必須建立電網信息(xi)化管理系統。
　　（7）信息化計量與結算系統--建(jian)立網絡化能(neng)源(yuan)系統的各(ge)種(zhong)能(neng)源(yuan)產品和(he)各(ge)個用戶與分布式能(neng)源(yuan)設施擁(yong)有者(zhe)之間、各(ge)時段間根據(ju)預約定(ding)價(jia)進行計量和(he)結算的智能(neng)系統；
　　（8）自(zi)動信息(xi)發(fa)布系(xi)統(tong)(tong)--對于用戶(hu)與(yu)臨(lin)近用戶(hu)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)使(shi)用狀(zhuang)態(tai)、用戶(hu)與(yu)臨(lin)近用戶(hu)的(de)分布式能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)系(xi)統(tong)(tong)伺(si)服(fu)狀(zhuang)態(tai)、以(yi)(yi)及(ji)燃料系(xi)統(tong)(tong)和公共能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)供應系(xi)統(tong)(tong)的(de)運行(xing)(xing)狀(zhuang)態(tai)信息(xi)進行(xing)(xing)發(fa)布，以(yi)(yi)便智能(neng)(neng)化(hua)建筑、用戶(hu)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)管理系(xi)統(tong)(tong)、分布式能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)設(she)施(shi)(shi)、儲能(neng)(neng)設(she)施(shi)(shi)、設(she)備(bei)運行(xing)(xing)服(fu)務機構、以(yi)(yi)及(ji)燃料供應者和公共電網能(neng)(neng)夠(gou)根據每一信息(xi)源(yuan)(yuan)(yuan)所發(fa)布的(de)實(shi)時信息(xi)進行(xing)(xing)狀(zhuang)態(tai)優化(hua)調(diao)整，實(shi)現資源(yuan)(yuan)(yuan)共享。
　　綜(zong)合系統優化技術(shu)：
　　（1）多種能(neng)源(yuan)系(xi)(xi)(xi)統整(zheng)合(he)(he)優化--將(jiang)各種不同(tong)的(de)能(neng)源(yuan)系(xi)(xi)(xi)統進行聯合(he)(he)優化，例如：將(jiang)分布(bu)式(shi)能(neng)源(yuan)與(yu)傳統能(neng)源(yuan)系(xi)(xi)(xi)統整(zheng)合(he)(he)后，進行聯合(he)(he)優化；或者，將(jiang)分布(bu)式(shi)能(neng)源(yuan)系(xi)(xi)(xi)統與(yu)冰蓄冷系(xi)(xi)(xi)統整(zheng)合(he)(he)并(bing)進行聯合(he)(he)再優化，將(jiang)微型(xing)燃氣(qi)輪機與(yu)熱(re)泵(beng)系(xi)(xi)(xi)統整(zheng)合(he)(he)優化，以及太陽能(neng)與(yu)分布(bu)式(shi)系(xi)(xi)(xi)統的(de)優化整(zheng)合(he)(he)等等，達到(dao)取(qu)長補短的(de)目的(de)，發(fa)揮各個系(xi)(xi)(xi)統的(de)綜(zong)合(he)(he)優勢；
　　（2）將(jiang)分布式能源(yuan)與交(jiao)通系統(tong)(tong)整合優化--利用低谷(gu)電(dian)(dian)力為電(dian)(dian)動(dong)汽車(che)(che)蓄電(dian)(dian)或燃料電(dian)(dian)池(chi)汽車(che)(che)儲氫等(deng)，將(jiang)燃料電(dian)(dian)池(chi)和(he)混合動(dong)力汽車(che)(che)作為電(dian)(dian)源(yuan)形成隨著人流(liu)移動(dong)的電(dian)(dian)源(yuan)和(he)供水系統(tong)(tong)。實現節約投資經費；
　　（3）分布(bu)式(shi)能(neng)源系統電網接入(ru)研究(jiu)--解決分布(bu)式(shi)能(neng)源與現有電網設施(shi)的兼(jian)容、整(zheng)合等問題；
　　（4）蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)技術(shu)--通過蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)技術(shu)的開(kai)發應用，解決能(neng)源的延時性調節(jie)問題，能(neng)源系統的容錯(cuo)能(neng)力，其中(zhong)包(bao)括蓄(xu)(xu)(xu)電(dian)(dian)(dian)、蓄(xu)(xu)(xu)熱、蓄(xu)(xu)(xu)冷和蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)四個技術(shu)方(fang)向。蓄(xu)(xu)(xu)電(dian)(dian)(dian)包(bao)括化學蓄(xu)(xu)(xu)電(dian)(dian)(dian)：電(dian)(dian)(dian)池；物理蓄(xu)(xu)(xu)電(dian)(dian)(dian)：飛輪(lun)和水(shui)(shui)能(neng)、氣(qi)能(neng)。蓄(xu)(xu)(xu)熱包(bao)括項變蓄(xu)(xu)(xu)熱、熱水(shui)(shui)、熱油和蒸汽等(deng)多(duo)種(zhong)形式。蓄(xu)(xu)(xu)冷：冰和水(shui)(shui)。蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)包(bao)括物理蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)：機(ji)械蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)、水(shui)(shui)蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)、以及記憶金屬蓄(xu)(xu)(xu)能(neng)等(deng)多(duo)種(zhong)方(fang)式；
　　（5）地源蓄能(neng)技(ji)術(shu)--利用地下水和(he)土壤將冬季(ji)(ji)的冷和(he)夏(xia)季(ji)(ji)的熱(re)蓄能(neng)儲(chu)存(cun)，進(jin)行季(ji)(ji)節性調(diao)節使用，結合熱(re)泵(beng)技(ji)術(shu)進(jin)行直接利用，減少城市熱(re)島效應；
　　（6）網(wang)(wang)絡式能源(yuan)系統--互聯網(wang)(wang)式的(de)分布式能源(yuan)梯級利用系統是未來能源(yuan)工業的(de)重要形態(tai)。　　資源(yuan)深度利用技術：
　　（1）天(tian)然氣凝結(jie)水技(ji)術--利(li)用天(tian)然氣燃燒后的(de)化學反應結(jie)果(guo)回收水，解決部分城市(shi)水資源緊缺問題；
　　（2）將分布(bu)(bu)式能源(yuan)與大棚(peng)結合的(de)技術--將分布(bu)(bu)式能源(yuan)系統發電(dian)設(she)備(bei)排除的(de)余熱(re)、二氧化(hua)碳和(he)水蒸汽注入大棚(peng)，作為氣(qi)體肥料和(he)熱(re)源(yuan)，解決(jue)城市(shi)綠化(hua)和(he)蔬果供應，同時減(jian)少(shao)溫室氣(qi)體和(he)其他污染物排放問題；
　　（3）利用(yong)發(fa)電制冷的冷卻水生產生活熱(re)(re)(re)(re)水的技(ji)術--利用(yong)熱(re)(re)(re)(re)泵的技(ji)術，將低品位熱(re)(re)(re)(re)源轉換為較高品位的生活熱(re)(re)(re)(re)水，減少(shao)能源消耗(hao)；
　　（4）空(kong)調系統(tong)廢熱回收技術--發(fa)展(zhan)全新(xin)風空(kong)調系統(tong)中有(you)效利(li)用回風中的余(yu)熱和余(yu)冷，減少能耗；
　　（5）污(wu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)源熱泵系統--利用生(sheng)活污(wu)水(shui)(shui)中(zhong)的熱量(liang)；
　　（6）小型(xing)生物質沼氣生產技(ji)術--利用(yong)(yong)民用(yong)(yong)設施污水、垃圾和(he)大棚(peng)廢棄生物質就(jiu)地生產沼氣的技(ji)術。
　　未來20年中(zhong)國能源技(ji)術發展方向——分布式能源及相關技(ji)術