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(tǒng)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(xiàn)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(fā)電模式，再將電傳輸給每家每戶，然而這種傳統(tǒng)的發(fā)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(tǒng)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(tǒng)就地取材，比如用太陽能和風能等可再生能源來發(fā)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(tǒng)實現(xiàn)高效利用?！焙掠抡f。分布式供能系統(tǒng)從能量供應角度，重點強調(diào)系統(tǒng)集成能量配置的聯(lián)產(chǎn)功能;從用戶需求角度，重點強調(diào)負荷牽引式能量供應的聯(lián)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(tǒng)，具有系統(tǒng)功能集成的靈活、可靠與經(jīng)濟、環(huán)保性，實現(xiàn)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(tǒng)集成技術，并向規(guī)?；?、智能化的方向發(fā)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(tǒng)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(fā)電
當前，可再生能源憑借取之不盡和清潔環(huán)保等優(yōu)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(guī)發(fā)電技術整合，進行多能源互補發(fā)電，不僅可降低開發(fā)利用太陽能的技術和經(jīng)濟風險，有效解決太陽能利用不穩(wěn)定和蓄熱技術不成熟等技術瓶頸問題，還能實現(xiàn)高效、低成本地利用太陽能。
在中低溫太陽能熱化學互補發(fā)電技術方面，分布式供能與可再生能源實驗室原創(chuàng)性提出并研制了15kW槽式太陽能驅動甲醇裂解合成氣的內(nèi)燃機發(fā)電裝置，成功實現(xiàn)了300℃太陽能燃料發(fā)電，太陽能年均凈發(fā)電效率達到25%，標志著太陽能熱化學發(fā)電實驗樣機研制的重大突破，為該技術向產(chǎn)業(yè)化邁進提供了堅實基礎。
實驗室還原創(chuàng)性提出部分旋轉的槽式聚光集熱新方法，研發(fā)了變輻照主動調(diào)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(fā)電樣機，還在鄭州富士康能源站建立槽式太陽能熱化學發(fā)電示范裝置。
太陽能與火電機組互補發(fā)電可使中低溫太陽能熱發(fā)電規(guī)模發(fā)展到單臺容量幾萬千瓦，與一座太陽能單獨發(fā)電電站規(guī)模相當，因此具有低成本、規(guī)?；_發(fā)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(tǒng)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(tǒng)燃燒后捕集90%的CO2，會使電廠發(fā)電效率下降10～15個百分點，發(fā)電成本上升70%～110%。
針對傳統(tǒng)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(lián)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(xiàn)CO2的定向富集，從而減小CO2分離能耗，在CO2形成的源頭實現(xiàn)低能耗的CO2捕集。
基于“一體化”思路，實驗室開展了燃料轉化過程的不可逆損失與CO2富集耦合機理研究，開發(fā)了“煤炭碳氫元素定向氣化與CO2富集一體化”方法、化學鏈燃燒技術與方法、控制CO2的煤基化工動力多聯(lián)產(chǎn)技術等。
目前，實驗室研究團隊搭建了10kW級的燃料轉化與二氧化碳富集一體化實驗臺，用于研究燃料轉化過程中CO2富集機理，為實現(xiàn)“煤炭碳氫組分定向氣化與CO2富集”、煤化工及化工動力多聯(lián)產(chǎn)方向CO2提供實驗依據(jù)。
