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氢能应用路线——一种微型燃气轮机技术

1. 痛点问题 “双碳”目标下，能源结构亟待调整。传统化石能源的清洁高效利用，风电、光伏、氢气等可再生能源的快速推广，使得分布式能源产业迎来了高速发展的窗口期。以微型燃气轮机（单机功率25～300KW，简称“微燃机”）为核心装备的分布式能源技术和储氢调峰技术，将掀起“电源小型分散化”的技术革新热潮，成为21世纪能源技术革命的主流。目前，微燃机在我国天然气分布式发电市场已有应用，但整机装备严重依赖进口，国产微燃机在产品性能、质量体系等方面尚未成熟，难以实现产业化及商业推广。研发高效、稳定、长寿命的微型燃气轮机面临空气动压轴承技术、高效紧凑式回热器技术、离心压缩叶轮与向心涡轮技术等多项关键技术，本项成果针对微燃机关键技术提供了解决方案，可以解决微燃机国产化的难题。 2. 解决方案本项成果覆盖了微燃机研发的多项关键技术，核心包括： 1）ODT_SCPL软件V1.0（软件著作权） 2）一种适用光学诊断的预混气体旋流燃烧试验装置及方法（发明专利申请） 3）空气动压轴承技术（非专利技术） 4）高效紧凑式回热器技术（非专利技术） 5）微燃机离心压缩叶轮与向心涡轮技术（非专利技术）基于本项成果研制的微型燃气轮机，其产品性能指标达到国际先进水平，以30kW微燃机为例，发电效率达22%，热电联供综合效率80%，具有极高的可靠性、超长使用寿命、低维护成本和超低排放，能适用多种应用场景。合作需求（1）场地需求：200平米办公场地，1000平米试验场地用于微燃机的部件研发测试和整机试验测试。（2）团队需求：初期拟组建一支包含10人左右的技术研发核心团队和10名左右具有燃气轮机设计制造经验的工程师团队。（3）寻找应用场景：由于微型燃气轮机在我国的起步较晚，目前应用较少，需寻找和挖掘微型燃气轮机应用场景，比如：有独立供电或冷热电需求的学校、商超、医院、数据中心等，有掺氢/纯氢等可再生能源发电需求的分布式能源场景，有汽车增程/辅电需求的汽车制造商，以及有野外用电需求的野战部队等。

清华大学 2022-03-22