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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
生物质大规模气化生产高品质富氢燃气技术
针对性地解决了生物质气化转化效率低、焦油、粉尘污染等问题。开发了较空气气化、氧气气化等技术具有明显优势的生物质氧气—水蒸气联合气化装置及工艺， 大幅促进了氢气、碳氢化合物的生成。整个系统实现了高品质富氢燃气大规模生产、余热利用、基于焦油完全转化利用的污染物零排放。特点优势：燃气热值与城市煤气基本相当。焦油完全转化为可燃气体利用，零排放。生物质处理能力可放大至几百至上万吨日处理量。
扬州大学
2021-04-14
一种基于再生热回收的串联无霜空气源热泵系统
本发明公开了一种基于再生热回收的串联无霜空气源热泵系统，包括供热热泵回路、辅助热泵回路、空气回路及溶液回路，本发明通过采用两个热泵系统串联运行，辅助热泵用于从空气中吸收热量，加热再生溶液，而供热热泵负责为室内环境提供热量，一方面利用溶液除湿实现热泵系统的安全无霜运行，另一方面通过闭式空气循环回路回收再生空气中的显热和潜热，极大的提高了溶液的再生效率和系统的运行能效。通过将冬季热泵运行过程中的大温差合理分配到两个热泵中，既降低了压缩机的压比，提高了系统运行的稳定性和能效，又保证了热泵运行过程中的持续供热，提高了室内的热舒适性。
东南大学
2021-04-11
一种太阳能-地源热泵自平衡综合应用系统
本发明公开了一种太阳能-地源热泵自平衡综合应用系统,包括:空调末端系统,地源热泵系统,由地埋管换热器(6)、压缩机(1)、室内侧热交换器(3)和环境侧热交换器(5)构成;热水供应系统;太阳能集热系统;自动控制系统,用于控制所述的太阳能-地源热泵自平衡综合应用系统中所有的自动设备。本发明可以高效率地实现冷暖空调和热水供应功能,最主要的是通过控制系统自动切换地源热泵和太阳能热水系统的工作模式,解决了地源热泵冬夏季不平衡问题,同时最大限度的提高了可再生能源(太阳能、地热能)在建筑用能中的利用率。
浙江大学
2021-04-11
一种间膨式太阳能辅助多功能热泵系统
本发明公开了一种间膨式太阳能辅助多功能热泵系统,包括制冷剂循环系统和生活用水循环系统两部分,制冷剂循环系统具有依次连接的压缩机、室内换热器、制冷剂-水换热器、室外换热器、高压储液罐、干燥过滤器、四通换向阀、节流元件、单向截止阀、截止阀,生活用水循环系统具有依次连接的水箱、循环水泵、太阳能集热器。本发明采用了非常简洁和经济可靠的方式将热泵型空调和热水器结合在一起,可以在多种热泵型空调系统中实现太阳能的综合利用,实用性很强,特别适用于太阳能丰富,同时需要冷暖空调和大量热水供应的场合。
浙江大学
2021-04-11
无水乙醇生产热泵恒沸精馏新工艺及成套装置
无水乙醇（纯度在0.99999以上）是一种应用广泛的基础性化工原料，在化工、精细化工、制药、食品、车用燃料替代等领域大量使用。传统的无水乙醇生产工艺存在设备投资大、能耗高等问题，因而发展受到制约。本项目为自有专利技术，专利号02145503.1（燃料乙醇热泵恒沸精馏工艺及装置），项目是在传统恒沸精馏燃料乙醇生产工艺基础上，结合热泵技术发展而成的。该新工艺装置主要包含乙醇脱水塔、夹带剂回收塔、酒精回收塔，新工艺将蒸馏塔的塔顶蒸汽加压升温后直接用作塔底再沸器的热源，不需要塔顶冷凝器，也不需要锅炉供热系统以及循环泵等公用工程，整个物流系统全封闭操作，生产成本大大降低，工程总投资费用降低，还可副产水，实现零排放，达到了经济、节省、环保三重效益。
西安交通大学
2021-04-11
太阳能与热泵联合集热计算机控制系统
由西安交通大学智能检测与仪器研究所开发的《太阳能与热泵联合集热计算机控制系统》样机在多处现场已经运行数年。几年来该系统运行效果良好。 该系统将太阳能与热泵联合起来由计算机进行控制，解决了其中的关键技术问题，该控制系统能根据环境温度、水温、水量等参数，自动对联合集热系统设置最佳控制参数，实现最佳控制。可以进行多路信号的数据采集，多路被控对象的控制输出。能对整个集热系统的热泵机组、太阳能集热器循环泵、进水电磁阀、用户供水泵、辅助电加热器等设备进行可靠的控制，从而使系统最大限度的利用太阳能，最大限度的节约电能。整个系统的运行费用仅为天然气热水的20%，为电加热的15%。
西安交通大学
2021-04-11
浙江湖州全国首创“能源碳效码”
随着国家大数据战略的全面推进，数据驱动创新不断向经济社会各行业领域应用和延伸，当前，清洁低碳正成为新阶段能源发展的主旋律。
浙江省科技厅
2021-04-15
风电新能源高性能结构体系
风电能源是一种可再生清洁新能源，加快风电新能源推广应用符合国家能源 战略需求。在风电能源开发中，提升塔筒结构和基础结构的性能和经济性是提高 风电能源市场竞争力的重要保障。重庆大学风电新能源新型结构体系研究团队研 发了适用于不同轮毂高度的三种新型风电塔筒结构体系：中空夹层钢管混凝土组 合塔筒、预应力钢管混凝土格构式塔架、基于斜拉索体系的风电组合塔筒，以及 装配式组合基础结构，并揭示了新型风电塔筒结构体系和装配式组合基础结构的 破坏机制，建立了精细化设计理论。研发了多机平台浮式基础结构体系和格构式 浮式基础组合结构体系，有望在深海、远海风能资源开发中得到应用，突破我国 浮式风电场建设零的突破。目前重庆大学已形成性能高、综合成本低、市场竞争 力强的新型风电结构标准化成套体系。
重庆大学
2021-04-11
石墨烯能源与传感应用技术
石墨烯是一种典型的单原子层二维材料，具有独特的狄拉克电子结构、超高的载流子迁移率和浓度，在高速、高质量薄膜器件集成等方面显示出潜在应用优势。然而，本征石墨烯呈金属或半金属特性，限制了其在器件中的应用。本成果从石墨烯的可控生长及多维多尺度宏观结构组装出发，探索调控石墨烯电子结构的有效方法，推动其在纳米能源和传感器件中的集成与应用。 主要内容包括： 1.高质量石墨烯薄膜的大面积可控制备、转移工艺，及多维多尺度宏观结构组装技术； 2.开发了高效异质结太阳能电池和光电探测器产品，具有规模集成的纳米能源器件制造方法和工艺。太阳能电池转换效率超过 15%；光电探测器的灵敏度比同类商用光电器件高 3 个数量级，在保持同样光电流响应的情况下，其暗电流和噪声等效功率分别了降低了 2个和 3 个数量级； 3.开发了系列柔性传感器产品，及面向移动医疗可穿戴应用的传感器制造方法和工艺。不仅可探测应变、压力、扭转、有机物、声波等信号，还对多种微变形（包括损伤、振动等）高灵敏度识别，具有与生理信息互联的特点，可监测和扫描生命体的生理状态，如脉搏、呼吸、心跳、语音等人体活动。
清华大学
2021-04-11