分布式供能與可再生能源實驗室：低碳排放不是夢

 太陽能熱發電實驗臺

近年來，分布式供能與可再生能源實驗室組織承擔了國家分布式能源“973”項目，在能的綜合梯級利用理論、微小型動力、余熱利用和系統集成方法及驗證方面取得諸多成果，驗收成績在能源領域同期項目中名列前茅。

針對槽式太陽能集熱技術年均集熱效率低，管路復雜的問題，中國科學院工程熱物理研究所分布式供能與可再生能源實驗室提出了廣角跟蹤拋物槽式集熱技術。

在實驗室主任金紅光院士的帶領下，實驗室團隊正為實現能源的低碳排放而努力。

推進分布式供能

分布式供能與可再生能源實驗室副主任郝勇在接受《中國科學報》記者采訪時說：“城市里的電廠采用集中發電模式，再將電傳輸給每家每戶，然而這種傳統的發電模式在傳輸過程中電量的損失不可避免。”

實驗室主攻的分布式供能系統可以有效解決能源的浪費，因為它位于或臨近用戶，可以滿足用戶多種能量（冷、熱、電等）需求。另外，分布式供能系統就地取材，比如用太陽能和風能等可再生能源來發電。

“這類可再生能源不僅分布廣泛，還能夠通過分布式供能系統實現高效利用。”郝勇說。分布式供能系統從能量供應角度，重點強調系統集成能量配置的聯產功能；從用戶需求角度，重點強調負荷牽引式能量供應的聯供功能。

實驗室研究員楊金福指出，基于能量等值互補與交換原理的供需銜接式供能系統，具有系統功能集成的靈活、可靠與經濟、環保性，實現滿足用戶多種能量變化的需求牽引，進行供需“無縫”銜接的系統集成技術，并向規模化、智能化的方向發展。

近年來，分布式供能與可再生能源實驗室組織承擔了國家分布式能源“973”項目，在能的綜合梯級利用理論、微小型動力、余熱利用和系統集成方法及驗證方面取得諸多成果，驗收成績在能源領域同期項目中名列前茅。

多能源互補發電

當前，可再生能源憑借取之不盡和清潔環保等優勢，正在成為世界能源舞臺上的主角，并將逐漸取代化石燃料。

郝勇表示，將太陽能與成熟的常規發電技術整合，進行多能源互補發電，不僅可降低開發利用太陽能的技術和經濟風險，有效解決太陽能利用不穩定和蓄熱技術不成熟等技術瓶頸問題，還能實現高效、低成本地利用太陽能。

在中低溫太陽能熱化學互補發電技術方面，分布式供能與可再生能源實驗室原創性提出并研制了15kW槽式太陽能驅動甲醇裂解合成氣的內燃機發電裝置，成功實現了300℃太陽能燃料發電，太陽能年均凈發電效率達到25%，標志著太陽能熱化學發電實驗樣機研制的重大突破，為該技術向產業化邁進提供了堅實基礎。

實驗室還原創性提出部分旋轉的槽式聚光集熱新方法，研發了變輻照主動調控聚光集熱場技術，開展我國首座10MW光煤互補示范電站關鍵技術的研究。實驗室不僅研制了百kW級太陽能熱化學發電樣機，還在鄭州富士康能源站建立槽式太陽能熱化學發電示范裝置。

太陽能與火電機組互補發電可使中低溫太陽能熱發電規模發展到單臺容量幾萬千瓦，與一座太陽能單獨發電電站規模相當，因此具有低成本、規模化開發利用太陽能資源的潛力。

低能耗捕集CO2

燃煤電站的CO2減排是煤炭清潔、低碳、高效利用的重要課題之一。傳統的燃煤電站采用的是“先污染、后治理”鏈式方式，即從煤燃燒后的尾氣中捕集CO2。采用傳統燃燒后捕集90%的CO2，會使電廠發電效率下降10～15個百分點，發電成本上升70%～110%。

針對傳統燃煤電站CO2捕集能耗和成本高的缺陷，分布式供能與可再生能源實驗室以燃料轉化過程的做功能力利用與CO2生成、遷移之間的關聯關系為突破口，提出了“燃料轉化過程化學能梯級利用與CO2捕集一體化”的思路，即在減小燃料轉化過程的不可逆損失的同時，實現CO2的定向富集，從而減小CO2分離能耗，在CO2形成的源頭實現低能耗的CO2捕集。