分布式能源及相關(guān)技術(shù)發(fā)展剖析
分布式能源技術(shù)是未來世界能源技術(shù)的重要發(fā)展方向,它具有能源利用效率高,環(huán)境負(fù)面影響小,提高能源供應(yīng)可靠性和經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201051.htm分布式能源技術(shù)是中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的必須選擇。中國(guó)人口眾多,自身資源有限,按照目前的能源利用方式,依靠自己的能源是絕對(duì)不可能支撐13億人的“全面小康”,使用國(guó)際能源不僅存在著能源安全的嚴(yán)重制約,而且也使世界的發(fā)展面臨一系列新的問題和矛盾。中國(guó)必須立足于現(xiàn)有能源資源,全力提高資源利用效率,擴(kuò)大資源的綜合利用范圍,而分布式能源無疑是解決問題的關(guān)鍵技術(shù)。
今年以來,美國(guó)和加拿大、英國(guó)、澳大利亞、丹麥和瑞典、意大利等國(guó)的相繼發(fā)生的大停電事故,深刻說明傳統(tǒng)能源供應(yīng)形式存在著嚴(yán)重的技術(shù)缺陷,隨著時(shí)代的發(fā)展,特別是信息社會(huì)的發(fā)展,已經(jīng)不可能繼續(xù)支撐人類文明的發(fā)展進(jìn)程,必須加快信息時(shí)代的新型能源體系的建立,分布式能源是該體系的核心技術(shù)。
分布式能源技術(shù)的發(fā)展,為中國(guó)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家重新回歸同一起跑線創(chuàng)造了一個(gè)新機(jī)遇,如同手機(jī)和家電一樣,它有可能使中國(guó)依據(jù)市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)迅速占據(jù)世界領(lǐng)先地位。
所謂“分布式能源”是指分布在用戶端的能源綜合利用系統(tǒng)。一次能源以氣體燃料為主,可再生能源為輔,利用一切可以利用的資源;二次能源以分布在用戶端的熱電冷(植)聯(lián)產(chǎn)為主,其他中央能源供應(yīng)系統(tǒng)為輔,實(shí)現(xiàn)以直接滿足用戶多種需求的能源梯級(jí)利用,并通過中央能源供應(yīng)系統(tǒng)提供支持和補(bǔ)充;在環(huán)境保護(hù)上,將部分污染分散化、資源化,爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)適度排放的目標(biāo);在管理體系上,依托智能信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無人職守,通過社會(huì)化服務(wù)體系提供設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、維修一體化保障;各系統(tǒng)在低壓電網(wǎng)和冷、熱水管道上進(jìn)行就近支援,互保能源供應(yīng)的可靠。分布式能源實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)優(yōu)化,將電力、熱力、制冷與蓄能技術(shù)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)能源容錯(cuò),將每一系統(tǒng)的冗余限制在最低狀態(tài),利用效率發(fā)壞發(fā)揮到最大狀態(tài),以達(dá)到節(jié)約資金的目的。
分布式能源技術(shù)的基礎(chǔ)科學(xué)主要在以下幾個(gè)方面:
1、動(dòng)力與能源轉(zhuǎn)換設(shè)備;
2、一次和二次能源相關(guān)技術(shù);
3、智能控制與群控優(yōu)化技術(shù);
4、綜合系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù);
5、資源深度利用技術(shù)。
動(dòng)力與能源轉(zhuǎn)換設(shè)備:主要是指一些基于傳統(tǒng)技術(shù)的完善和新技術(shù)的發(fā)展。
(1)小型燃?xì)廨啓C(jī)——在小型航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)地面發(fā)電和供熱的聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。目前中國(guó)在這一技術(shù)上已經(jīng)可以開發(fā)相應(yīng)產(chǎn)品,主要的問題是需要提高設(shè)備的能源轉(zhuǎn)換效率,提高可靠性,延長(zhǎng)設(shè)備檢修周期,提高設(shè)備的自動(dòng)智能控制水平;
(2)微型燃?xì)廨啓C(jī)——這是基于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)增壓渦輪技術(shù)的延伸,關(guān)鍵技術(shù)在于精密鑄造和燒結(jié)金屬陶瓷轉(zhuǎn)子,空氣或磁懸浮軸承,高效回?zé)崂眉夹g(shù),永磁發(fā)電技術(shù),可控硅變頻控制技術(shù)等。由于技術(shù)層次并不高,其中許多項(xiàng)目已經(jīng)有專家在研究,只要國(guó)家真正重視,中國(guó)完全可以趕超世界先進(jìn)水平;
(3)燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)——內(nèi)燃機(jī)技術(shù)對(duì)于中國(guó)已經(jīng)非常成熟,但是燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的制造水平與國(guó)際先進(jìn)設(shè)備還存在比較大的差距,主要是轉(zhuǎn)換效率、排放控制、電子控制和設(shè)備大修周期等,此外,國(guó)外正在發(fā)展的預(yù)燃、回?zé)帷⒃鰤簻u輪技術(shù),以及電子變頻等技術(shù),都是發(fā)展的重要方向;
(4)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)——外燃式斯特林技術(shù)中國(guó)已經(jīng)有了比較大的突破,上海711所已經(jīng)可以生產(chǎn)該技術(shù)的產(chǎn)品,目前主要是提高設(shè)備可靠性和發(fā)電效率,以及自動(dòng)化控制水平;
(5)燃料電池——該技術(shù)有質(zhì)子交換膜、固體氧化物、熔融硅酸鹽和氫氧重整等多種技術(shù)方式,該技術(shù)應(yīng)用極為廣泛,污染極小,而且可以同燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)整合,發(fā)電效率將可能達(dá)到80%,是未來最具有發(fā)展價(jià)值的技術(shù);
(6)微型蒸汽輪機(jī)——蒸汽輪機(jī)是非常傳統(tǒng)的技術(shù),但是利用一部噪音小、振動(dòng)小、運(yùn)行方便可靠的小型蒸汽輪機(jī)代替熱交換器,將其中一部分能量轉(zhuǎn)換為價(jià)值較高的電能,或者利用蒸汽管網(wǎng)中較低品位的蒸汽為制冰機(jī)組提供低溫冷能,可以更好地利用蒸汽中的能量;
(7)微型水輪機(jī)和微型抽水蓄能電站——小型、微型水輪機(jī)組不僅可以在任何有水位落差的地方使用,而且可以廣泛利用在分布式能源項(xiàng)目上。利用自來水管網(wǎng)的水能壓力,或者建筑物可能產(chǎn)生的落差進(jìn)行發(fā)電,并在用電低谷進(jìn)行抽水蓄能,新型的微型水輪發(fā)電機(jī)組將何以采用電子變頻控制技術(shù),調(diào)整電能品質(zhì);
(8)太陽(yáng)能發(fā)電和太陽(yáng)熱發(fā)電——利用太陽(yáng)能量的發(fā)電技術(shù),關(guān)鍵是降低成本,同時(shí)需要研究與其他能源利用方式和載體進(jìn)行整合,將太陽(yáng)熱發(fā)電與沼氣利用整合,將光伏電池與建筑材料整合,利用光導(dǎo)纖維與照明技術(shù)整合等等;
(9)風(fēng)能——風(fēng)力發(fā)電是世界能源發(fā)展的一個(gè)重要方向,在大型風(fēng)場(chǎng)大量利用大型風(fēng)機(jī)發(fā)電將何以代替現(xiàn)有的火力發(fā)電系統(tǒng),但是對(duì)于居住分散的用戶小型高效的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)更加具有普及意義,小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要需要解決的是成本、可靠性和蓄能問題;
(10)余熱制冷系統(tǒng)——利用動(dòng)力機(jī)產(chǎn)生的余熱供熱制冷是分布式熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),尤其是制冷,可以采用吸收式制冷,也可以采用吸附式,以及余熱——動(dòng)力轉(zhuǎn)換——低溫制冷等技術(shù),這些技術(shù)均比較成熟,關(guān)鍵是系統(tǒng)的集成和提高效率,以及降低造價(jià)等問題;
(11)熱泵——利用地源、水源和其他溫差資源的能源利用技術(shù),重點(diǎn)在于提高效率和增強(qiáng)于其他能源利用技術(shù)的整合能力;
(12)能量回收系統(tǒng)——諸如將建筑物內(nèi)電梯下行、汽車制動(dòng)、自來水減壓等能量回收的技術(shù)以及應(yīng)用設(shè)備的研發(fā)。
與分布式能源系統(tǒng)相關(guān)的一次和二次能源相關(guān)技術(shù):
(1)天然氣系統(tǒng)的優(yōu)化利用,以及管道輸送技術(shù);
(2)液化天然氣的生產(chǎn)和利用——分散化的液化天然氣生產(chǎn)技術(shù)可以充分利用石油開采中的伴生氣資源,減少溫室氣體排放,提高資源的綜合利用率,液化天然氣利用中對(duì)于冷能的有效利用可以有效節(jié)能等等,在液化天然氣利用中,將產(chǎn)生大量的新課題;
評(píng)論