多能源互補的分布式能源技術

一、技術名稱

多能源互補的分布式能源技術。

二、技術類別

減碳技術。

三、所屬領域及適用范圍

電力、建筑行業分布式能源利用領域。

四、該技術應用現狀及產業化情況

分布式能源技術對能源進行綜合梯級利用是我國能源領域的前沿技術之一，同時也被列入我國戰略性新興產業發展規劃，發展前景廣闊。目前，我國的分布式供能系統發展還處于產業化初期階段。近10年來，已建成北京燃氣大廈、北京會議中心、浦東國際機場、廣東宏達工業園等各類分布式能源項目59項，電力裝機容量達到176萬kW。2012年確立國家示范項目4個，共4萬kW。我國計劃到2015年建成1000個分布式能源項目，10個典型性示范區域。

五、技術內容

1.技術原理

利用200℃以上的太陽能集熱，將天然氣、液體燃料等分解、重整為合成氣，燃料熱值得到增加，實現了太陽能向燃料化學能的轉化和儲存。通過燃料與中低溫太陽能熱化學互補技術，可大幅度減小燃料燃燒過程的可用能損失，同時提高太陽能的轉化利用效率，實現系統節能20%以上。

2.關鍵技術

（1）太陽能熱化學發電技術。主要包括太陽能集熱技術、太陽能燃料轉換技術、富氫燃料發電技術、吸收式熱泵技術等；

（2）多能源互補的分布式能源系統集成技術。主要包括多能源互補的分布式能源系統設計技術和全工況優化控制技術等。

圖1 多能源互補的分布式能源系統流程圖

3.工藝流程

（1）燃料先經過加壓和預熱后，進入太陽能吸收/反應器，反應器內填充催化劑，燃料流經吸收/反應器內催化床層發生吸熱的分解/重整反應，生成二次燃料氣，所需反應熱由太陽能直接提供；

（2）經過吸收/反應器充分反應后的二次燃料氣經過冷凝器冷卻，未反應的燃料與產物氣體分離；

（3）產生的二次燃料氣經過加壓后，進入儲氣罐；作為燃料進入內燃機發電機組發電；

（4）來自儲氣罐的燃料驅動富氫燃料內燃發動機發電，煙氣和缸套水余熱聯合驅動吸收式制冷機制冷，通過換熱器回收系統的低品位余熱，生產采暖和生活熱水。

具體工藝流程見圖1。

六、主要技術指標

（1）發電功率可達百MW級；

（2）一次能源利用率80%～89%，太陽能所占份額15%～20%，太陽能熱發電效率20%以上（常規太陽能熱發電技術效率＜15%）。

七、技術鑒定情況

該技術于2012年通過國家863項目技術驗收，示范項目運行結果經過第三方檢測，并通過了華電電科院的實際檢測，相關指標達到國內先進水平，共獲得國家發明專利3項，實用新型專利5項。

八、典型用戶及投資效益

典型用戶：廣東宏達工業園等。

典型案例1：廣東宏達工業園分布式冷熱電聯供項目

建設規模：建設工業園區MW級內燃機冷熱電聯供系統，為工業園區建筑面積18 580 m2的廠房、宿舍和辦公區提供全面能源服務。建設條件：為太陽能資源充沛、有穩定的電、冷和熱需求的用戶，具備電力并網和燃料接入條件。主要建設內容：新建園區分布式冷熱電聯供項目，包括系統技術方案、工程設計、單元調試、系統聯調、性能考核試驗等。主要設備為燃氣內燃機、煙氣熱水型溴化鋰機等。項目總投資1200萬元，建設期1年。年減排CO21330t，年經濟效益400萬元，投資回收期3年。減排CO2成本為 800～1000 元/t。

九、推廣前景和減排潛力

與傳統集中式供能方式相比，分布式冷熱電聯供技術具有燃料利用效率高、污染物排放低的優勢，分布式供能系統的大規模應用將為我國實現節能減排目標做出實質性貢獻。預計未來五年，在分布式能源利用領域的推廣比例可達5%，形成的年減排CO2能力為70萬t。