重点推广低碳技术报告.docx

1、重点推广低碳技术报告附件2国家重点推广的低碳技术目录技术简介一、 非化石能源类技术二、 1 基于微结构通孔阵列平板热管的太阳能集热器技术一、技术名称：基于微结构通孔阵列平板热管的太阳能集热器技术二、技术类别：零碳技术三、所属领域及适用范围：建筑行业太阳能热利用四、该技术应用现状及产业化情况目前，我国太阳能热水器生产企业约有3000多家，太阳能热水系统的产量和保有量分别达到6390万m2和25770万m2。太阳能集热器是太阳能热水系统的关键部件，主要包括真空管集热器和平板集热器两种类型，其中平板集热器的市场份额约占20%。该技术采用以微热管阵列为基础的新型太阳能平板集热器，目前已在国内市场应用约

2、6万台，具有较大的推广潜力。五、技术内容1. 技术原理该技术采用改进的平板式太阳能集热方法，用平板热管和集热水箱进行太阳能集热，其中平板热管为金属材料经过挤压或冲压成型的两个及以上并排排列的通孔阵列平板结构，通孔内灌装液体工质，并将平板热管两端密封封装形成，可以将通孔两端也密封封装从而形成独立工作的微热管；集热水箱包括导热内胆和保温层。将平板热管的冷凝段与集热水箱的导热内胆外壁面接触，平板热管冷凝放热经导热通过集热水箱的导热内胆外壁传给集热水箱产生热水。该技术提高了系统集热效率，较好地解决了平板热管腐蚀、表面结垢以及平板热管与集热水箱之间密封等问题。2. 关键技术（1）微热管阵列技术在平板太阳

3、能集热器框架内设置相互连接的微孔管群，以提高各微孔管的强度，并改善传热性能；（2）高效吸热涂层技术采用磁控溅射形成高选择性吸收涂层吸热膜，具有高透光率、高耐候性，且易于实施，可保障集热器的高效运行；（3）热交换水路设计技术将微热管固定在吸热膜背面，再紧贴于循环水管上，利用微热管的吸热传热特性，将热量快速传递到水管，将水加热；（4）吸热部件与水路干式接触技术由于微热管的高效传热特性，提高了系统的光热转化效率。另外，吸热部件与水无需直接接触，就可以实现热量快速传导。3. 工艺流程新型平板集热器的结构示意图见图1。 图1 新型平板集热器的结构示意图微热管阵列结构示意图见图2。图2 微热管阵列结构示意

4、图六、主要技术指标1.日有用得热量：11.2MJ/；2.吸热体涂层，红外发射率：0.07，吸收比：0.95；3.热损系数：4.7W/(moC)；4.瞬时效率：0.82；5.耐压性能：0.9MPa。七、技术鉴定情况 该技术已获得5项国家专利，其中发明专利3项，实用新型专利2项。八、典型用户及投资效益典型用户：湖南民政学院、常德市第五人民医院、澧县妇幼保健院、湖南立中直业澧县银谷国际等。典型案例1案例名称：南通通州华通投资有限公司员工宿舍太阳能热水工程建设规模：12吨太阳能热水工程。建设条件：电、水至施工现场，平板集热器安装在南面屋顶斜面，倾角45o。主要建设内容：微热管阵列平板太阳能热水系统安装

5、。主要设备为65套平板太阳能集热器及12吨水箱。项目总投资18万元，建设期为4个月。年减排量约70tCO2，年节电产生经济效益9.2万元，投资回收期约2年。碳减排成本为60150元/tCO2。典型案例2案例名称：澧县银谷国际第三期12楼阳台分户式平板太阳能热水器工程建设规模：121台阳台分户式平板太阳能热水器工程。建设条件：电、水至施工现场，平板集热器安装在南面屋顶斜面，倾角45o。主要建设内容：安装微热管阵列平板太阳能热水系统。主要设备为新型微热管式平板集热器，夹层承压搪瓷水箱。项目总投资40万元，建设期为6个月。年减排量约140 tCO2，年节电产生经济效益17万元，投资回收期约2.5年。

6、碳减排成本为60150元/tCO2。九、推广前景和减排潜力 随着我国城镇化快速推进，在太阳能与建筑一体化建设方面，平板型太阳能集热器和热水器技术将具有广阔的发展前景。预计未来5年，该技术可推广应用150万台（套），预期推广比例占整个热水器市场的2%，可形成年碳减排能力160万吨CO2。2 多能源互补的分布式能源技术一、技术名称：多能源互补的分布式能源技术二、技术类别：减碳技术三、所属领域及适用范围：电力、建筑行业分布式能源利用领域四、该技术应用现状及产业化情况分布式能源技术对能源进行综合梯级利用是我国能源领域的前沿技术之一，同时也被列入我国战略性新兴产业发展规划，发展前景广阔。目前，我国的分布

7、式供能系统发展还处于产业化初期阶段。近10年来，已建成北京燃气大厦、北京会议中心、浦东国际机场、广东宏达工业园等各类分布式能源项目59项，电力装机容量达到176万kW。2012年确立国家示范项目4个，共4万kW。我国计划到2015年建成1000个分布式能源项目，10个典型性示范区域。五、技术内容1.技术原理利用200以上的太阳能集热，将天然气、液体燃料等分解、重整为合成气，燃料热值得到增加，实现了太阳能向燃料化学能的转化和储存。通过燃料与中低温太阳能热化学互补技术，可大幅度减小燃料燃烧过程的可用能损失，同时提高太阳能的转化利用效率，实现系统节能20%以上。2.关键技术（1）太阳能热化学发电技术

8、主要包括太阳能集热技术、太阳能燃料转换技术、富氢燃料发电技术、吸收式热泵技术等；（2）多能源互补的分布式能源系统集成技术主要包括多能源互补的分布式能源系统设计技术和全工况优化控制技术等。3.工艺流程（1）燃料先经过加压和预热后，进入太阳能吸收/反应器，反应器内填充催化剂，燃料流经吸收/反应器内催化床层发生吸热的分解/重整反应，生成二次燃料气，所需反应热由太阳能直接提供；（2）经过吸收/反应器充分反应后的二次燃料气经过冷凝器冷却，未反应的燃料与产物气体分离；（3）产生的二次燃料气经过加压后，进入储气罐；作为燃料进入内燃机发电机组发电；（4）来自储气罐的燃料驱动富氢燃料内燃发动机发电，烟气和缸套水

9、余热联合驱动吸收式制冷机制冷，通过换热器回收系统的低品位余热，生产采暖和生活热水。具体工艺流程见图1。图1多能源互补的分布式能源系统流程图六、主要技术指标1.发电功率可达百MW级；2.一次能源利用率80%89%，太阳能所占份额15%20%，太阳能热发电效率20%以上（常规太阳能热发电技术效率15%）。七、技术鉴定情况该技术于2012年通过国家863项目技术验收，示范项目运行结果经过第三方检测，并通过了华电电科院的实际检测，相关指标达到国内先进水平，共获得国家发明专利3项，实用新型专利5项。八、典型用户及投资效益典型用户：广东宏达工业园等。典型案例1案例名称：广东宏达工业园分布式冷热电联供项目建

10、设规模：建设工业园区MW级内燃机冷热电联供系统，为工业园区建筑面积18580m2的厂房、宿舍和办公区提供全面能源服务。建设条件：为太阳能资源充沛、有稳定的电、冷和热需求的用户，具备电力并网和燃料接入条件。主要建设内容：新建园区分布式冷热电联供项目，包括系统技术方案、工程设计、单元调试、系统联调、性能考核试验等。主要设备为燃气内燃机、烟气热水型溴化锂机等。项目总投资1200万元，建设期1年。年减排量1330tCO2，年经济效益400万元，投资回收期3年。减排成本为8001000元/tCO2。九、推广前景和减排潜力与传统集中式供能方式相比，分布式冷热电联供技术具有燃料利用效率高、污染物排放低的优势

11、，分布式供能系统的大规模应用将为我国实现节能减排目标做出实质性贡献。预计未来五年，在分布式能源利用领域的推广比例可达5%，形成的年碳减排能力为70万tCO2 。3 太阳能热泵分布式采暖系统技术一、技术名称：太阳能热泵分布式采暖系统技术二、技术类别：减碳技术三、所属领域及适用范围：建筑行业供暖系统四、该技术应用现状及产业化情况据统计，全国供热采暖耗能全年约为1.3亿tce，是建筑能源消耗较高的领域。太阳能热泵分布式中央采暖系统技术把常规的供热系统与太阳能利用相结合，具有较好的节能减排效果。目前已在全国实施10余个太阳能采暖项目，分布在山西、河北、内蒙古、天津、湖北、山东等省市，累计采暖面积达30

12、万m2，替代传统集中供暖比例不到1%，具有较大的市场推广潜力。五、技术内容1. 技术原理采用太阳能集热器把太阳能转化成热能并传递给导热介质，通过导热介质的循环将热量输送到吸收式空气源热泵机组，作为驱动力使机组运转，产生供暖及生活所需热水。当太阳能可以满足系统正常运行但无富余时，通过热水循环泵将热水输送至末端，循环运行，满足房间供暖及生活热水需求；太阳能有富余时，导热介质进入蓄热器进行储热。在晚上或阳光不足时，可使用蓄热器释放的热量来驱动机组工作，满足供暖需求。当连续阴雨天气，太阳能集热器系统不能满足要求时，由热力补偿装置提供热能驱动热泵机组，以达到正常供暖需求。2. 关键技术（1）太阳能中高温

13、集热技术通过采用高精度数控设备，保证了集热器的聚光精度和机架稳定；开发了自动控制软件，实现了集热器实时跟踪太阳运行；（2）相变蓄能技术采用220相变熔融盐，相变焓290kJ/kg，其传热特性和流体力学特性达到最优，也保证了蓄能器合适的体积；（3）吸收式空气源热泵技术优化了吸收器的结构，提高了吸收式空气源热泵的换热效率。3.工艺流程太阳能热泵分布式采暖系统技术流程图见图1。图1 太阳能热泵分布式采暖系统技术流程图六、主要技术指标1. 吸收式空气源热泵机组COP系数为2.2；2. 中高温集热器采用单轴跟踪，跟踪精度0.1，光热转化效率65%，工作介质温度最高可达280；3. 中高温蓄能器采用相变蓄

14、能，相变温度点180，相变焓290kJ/kg；4. 无太阳能工作时系统COP为2.2，全太阳能工作时系统COP为16。七、技术鉴定情况该技术于2010年获得国家能源科技进步奖，2010年通过了山东省科技厅科技成果鉴定。目前已获得19项太阳能热泵系统相关领域的实用新型专利。八、典型用户及投资效益典型用户：蓟县水务局、山西武警总队等。典型案例1案例名称：蓟县水务局采暖工程建设规模：5400m2办公楼采暖。项目建设条件：针对新建或改造楼体，工程承载满足集热器的承载（80kg/m2）。主要建设内容：蓟县水务局第四自来水厂办公楼及附楼（建筑面积5400m2），太阳能热泵分布式采暖项目的安装调试。主要设备

15、为太阳能中高温集热器、中高温蓄能器、吸收式空气源热泵机组等。项目投资额162万元，建设期5个月。年减排量252tCO2，年经济效益为13.5万元，投资回收期约6年。碳减排成本为500700元/tCO2。典型案例2案例名称：山西武警总队采暖工程建设规模：3800m2办公楼和职工食堂采暖工程。项目建设条件：针对新建或改造楼体，工程承载满足集热器的承载（80kg/m2）。主要建设内容：山西武警总队办公楼附楼，太阳能热泵分布式中央采暖项目的安装调试。主要设备为太阳能中高温集热器、中高温蓄能器、吸收式空气源热泵机组等。项目投资额114万元，建设期5个月。年减排量178tCO2，年经济效益为9.5万元，投

16、资回收期约7年。碳减排成本为500700元/tCO2。九、推广前景和减排潜力除我国北方大多数城镇外，南方部分有条件的城市也将逐步实现冬季供暖，而采用新能源的分布式供暖系统将有力地缓解我国建筑能耗增长过快的势头。同时，可改善因供暖引起的环境问题。预计未来五年，该技术在全国建筑行业可推广约1%，实现的年碳减排能力为300万tCO2。4 太阳能热利用与建筑一体化技术一、技术名称：太阳能热利用与建筑一体化技术二、技术类别：零碳技术三、所属领域及适用范围：建筑行业太阳能资源类及以上地区的中高层建筑四、该技术应用现状及产业化情况近年来，我国太阳能在建筑领域的热利用得到快速发展，但随着我国城市土地资源日趋紧

17、张，城市新建建筑中高层建筑比例逐年增加，大部分新建住宅项目在设计阶段并未考虑利用太阳能，且传统的整体式太阳能热水器安装条件又受到较大限制，所以太阳能总体利用比例较低。由于该技术不占用建筑屋顶面积，且不受楼高的限制，在高层建筑应用潜力较大。目前该技术已在济南、郑州、西安等地得到了一定规模的应用，为高层太阳能热利用提供了可行的方案。五、技术内容1. 技术原理该技术将集热器安装在建筑立面的墙体上，不仅解决了高层建筑集热器由于占地原因应用比例过低问题，而且不影响建筑的整体美观。太阳能热利用与建筑一体化系统由集热器、辅助加热系统、循环水系统和辅助系统构成，在正常日照条件下利用太阳能光热技术将太阳能转化为

18、热能，再通过系统管路内的换热介质循环流动将太阳能集热器所收集的热量传递给水箱，为住宅用户提供符合给排水设计规范要求的生活热水。2. 关键技术（1）阳台构架式一体化技术结合建筑风格量身定制太阳能设备，实现太阳能应用与高层建筑的完美结合；（2）同步施工技术太阳能热水系统与住宅建筑同步设计、同步施工、同步使用和后期管理，有效避免后期安装对建筑安全性、整体性和美观性的破坏。3.工艺流程太阳能应用与建筑一体化技术示意图见图1。图1 太阳能应用与建筑一体化技术示意图六、主要技术指标1.单台分体太阳能热水系统年节电量约1214kWh； 2. 主体设备使用寿命15年以上。七、技术鉴定情况该项技术于2010年3

19、月通过中铁七局集团有限公司组织的评审，并获得中铁七局2009年度科技进步二等奖。同时获得十余项国家发明专利及实用新型专利。八、典型用户及投资效益典型用户：中铁中产置业有限公司、万科集团等。典型案例1案例名称：西岸国际花园北苑建设规模：建筑面积约16万m2。建设条件：为高层住宅，所在地西安属于我国太阳能资源区划类地区，具有良好的技术应用条件。主要建设内容：安装阳台壁挂式分体太阳能热水系统。主要设备为集热板、储水箱和循环管路等。项目投资600万元，建设期20个月。年减排量1095tCO2，年经济效益87.6万元，投资回收期为7年。减排成本为150250元/tCO2。典型案例2案例名称：西岸国际花园

20、西苑（一期）建设规模：建筑面积约9万m2。建设条件：为高层住宅，所在地西安属于我国太阳能资源区划类地区，具有良好的技术应用条件。主要建设内容：安装阳台壁挂式分体太阳能热水系统。主要设备为集热板、储水箱和循环管路等。项目投资425万元，建设期21个月。年减排量776tCO2，年经济效益62万元，投资回收期为7年。减排成本150250元/ tCO2。九、推广前景和减排潜力目前，我国城镇年均新建住宅面积约为7亿m2，预计未来五年城镇新建住宅面积约35亿m2。其中，中高层建筑的比例将逐年增长，为该技术的推广应用创造了良好的条件。预计未来5年，该技术在全国新建中高层建筑中的推广比例可达10%，可形成年碳

21、减排能力为364万tCO2。5 高效光伏逆变器技术一、技术名称：高效光伏逆变器技术二、技术类别：零碳技术三、所属领域及适用范围：电力行业 光伏发电四、该技术应用现状及产业化情况光伏逆变器是整个光伏发电系统中的关键设备，其可靠性、高效性和安全性对整个太阳能光伏发电系统的发电量及运行稳定性有较大影响，成本约占光伏发电系统的10%13%。目前，我国光伏组件的产能占全球总产能的70%以上，而光伏逆变器产品仅占全球市场的3%左右，占国内市场的50%左右，发展潜力巨大。该技术的转换效率能达98%以上，目前已具备了一定的产业规模，并在超过300MW的光伏发电系统中得到应用。五、技术内容1.技术原理该技术采用

22、新的控制策略，使来自光伏组件所产生的直流电，通过最大功率跟踪及直流/交流变换转换成为正弦波交流电，由工频变压器隔离、升压之后并入电网，提高了转换效率。2.关键技术（1）新型逆变控制技术采用新的控制策略，将并网逆变器、无功补偿器和有源滤波器三项功能相结合，不但具有传递有功功率的能力及有调节无功功率和补偿谐波的功能，且具有更强的低电压穿越能力和消谐波能力。（2）最大功率输出技术包含基于SVPWM逆变控制技术与光伏阵列MPPT跟踪器，以DSP为控制核心，大功率IGBT为主开关器件，采用分段式MPPT法，确保光伏电池以最大功率输出。3.工艺流程 高效光伏逆变器技术原理简图见图1。图1高效光伏逆变器技术

23、原理简图六、主要技术指标1. 总电流波形畸变率2%（额定功率）；2. 转换效率98%；3. MPPT精度达99.9%。七、技术鉴定情况该技术于2012年通过湖北省科技厅的科技成果鉴定，并已获得一项发明专利和一项实用新型专利。八、典型用户及投资效益典型用户：青海光科光伏玻璃有限公司、青海聚亚新能源、深圳比亚迪等。典型案例1案例名称：德令哈10MW光伏电站高效光伏逆变器应用工程建设规模：10MW光伏逆变器应用系统。建设条件:新建光伏电站。主要建设内容：新装10MW光伏逆变器系统。主要设备为并网逆变器及配套设施。项目总投资480万元，建设期为1年。年减排量360 tCO2。减排成本为-20-10元/

24、tCO2。年经济效益48万元，投资回收期10年。典型案例2案例名称：格尔木5MW光伏电站光伏逆变器应用工程建设规模：5MW光伏逆变器应用系统。建设条件:光伏电站。主要建设内容：新安装5MW光伏逆变器系统。主要设备为并网逆变器及配套设施。技改投资额240万元。项目建设期为1年。年减排180 tCO2。减排成本为-20-10元/tCO2。年经济效益23万元，投资回收期10年。九、推广前景和减排潜力近年来，我国光伏发电新增装机规模剧增，2013年已达1130万千瓦。预计5年内，该技术推广比例将达到15%，可形成年减排能力达20万tCO2。6 直驱永磁风力发电技术一、技术名称：直驱永磁风力发电技术二、

25、技术类别：零碳技术三、所属领域及适用范围：电力行业 风电领域四、该技术应用现状及产业化情况目前，我国变速恒频风力发电机组主要包括双馈感应风力发电机组和直驱永磁同步风力发电机组。至2013年底，直驱永磁风力发电技术已在全国30%以上的风电机组上应用，并在1.5MW、2.0MW、2.5MW、3.0MW机组上均实现了产业化。未来该技术在海上风电大兆瓦级发电机组上也具有很大的应用潜力。五、技术内容1.技术原理该技术实现直驱、永磁和全功率变流技术的系统集成，三者相辅相成，以电流的快速变化适应风速变化，可有效减轻机组的机械磨损，适应风速脉动变化和电网需求。由于采用直驱永磁技术，无齿轮增速箱设计，因此单位发

26、电能耗较双馈风力发电机组低。2.关键技术（1）载荷控制技术；（2）大型永磁电机设计技术；（3）变桨系统控制技术；（4）信号专用采集技术。3.工艺流程直驱永磁风力发电机组结构简图如图1所示。 图1直驱永磁风力发电技术风力发电机组工艺简图六、主要技术指标1.年均机组运行利用率达99%以上；2.机组平均传动效率相对齿轮箱传动链机组高2%以上；3.可以实现零电压穿越，功率因数达-0.90.9。七、技术鉴定情况 2.5MW直驱永磁风力发电机组获得2011年度国家能源科技进步奖一等奖；2012年获得德国TV Nord设计认证；2013获得了北京鉴衡认证中心的设计认证。2012年，该项技术还分别获得进入北美

27、、澳洲及欧盟市场所必需的安全认证、CE认证等专项认证，以及职业健康与防火要求评估。八、典型用户及投资效益典型用户：中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司、中广核电力集团公司、华润电力集团公司、国华电力集团公司和国投电力集团公司等。典型案例1案例名称：金风达坂城试验风电场项目 建设规模：总装机容量为4.95万kW风电场项目。建设条件:风功能密度达到七级标准，风能资源较好，有效风速小时较高；区域电网配套规划建设完善。主要建设内容：安装6台3.0MW和13台2.5MW直驱永磁风力发电机组。主要设备为2.5MW直驱永磁风力发电机组和3.0MW直驱永

28、磁风力发电机组。项目总投资4.2亿元，建设期为1年。年减排10万tCO2，年经济效益6300万元，投资回收期约为7年。减排成本为50100元/tCO2。典型案例2案例名称：河北官厅风电场项目（一期）建设规模：4.95万kW风电场。建设条件:风资源年平均风速达到3m/s以上，年有效小时数不低于1700h，不能超过机组的极限风速；区域电网建设配套完善。主要建设内容：安装33台1.5MW直驱永磁风力发电机组。主要设备为1.5MW直驱永磁风力发电机组。项目总投资2亿元，建设期6个月。年减排量7.4万tCO2，年经济效益5000万元，投资回收期4年。减排成本为-50-20元/tCO2。九、推广前景和减排

29、潜力我国风力发电领域尚具有较大的开发潜力。2013年，全国新增风电并网容量1449万kW。预计未来五年，该技术将在新增装机容量为2400万kW的风力发电机组上得到应用，推广比例将达40%，可实现年减排3600万tCO2。7 低风速风力发电技术一、技术名称：低风速风力发电技术二、技术类别：零碳技术三、所属领域及适用范围：电力行业 低风速区域风电领域四、该技术应用现状及产业化情况随着我国风力发电装机容量的不断增加及风电场项目大规模开发，国内可开发利用的优良风资源地区日益减少。余下大量待开发的地域大多属于准类或类地区，有些甚至是IV类风资源区。采用该技术的风力发电机组主要应用于内陆、近海等可开发IE

30、C S类风区，单机规模可达到2MW级。目前，低风速风力发电机组样机已于2011年12月实现并网发电，并在2013年实现规模化生产。五、技术内容1.技术原理该技术对机组的控制策略进行系列优化，通过加大风轮直径，优化叶片的气动外形，提高机组的效率及寿命；降低额定转速，在保持机组功率等级不变的条件下，可大幅提高机组性能，并突破2MW以上低风速大风轮直径型风力发电机组优化设计。2.关键技术（1）低风速利用技术（2）多环境适用技术机组具有抗冰冻、抗风沙、抗盐雾等特点，可在各类条件恶劣的低风速风电场应用。（3）四段式塔筒设计针对机型可能应用的特殊地形，除设计了标准80m三段式塔筒，还特别设计了四段式塔筒和

31、70m/90m塔筒等，安装更为方便灵活。3.工艺流程 低风速风力发电机组生产工艺流程图见图1。图1低风速风力发电机组生产工艺流程图六、主要技术指标1.额定输出功率：2000kW，额定电压：690V；2.叶轮直径：105m，扫风面积：8626m2；3.适用风区等级：80m高度年平均风速6m/s的低风速风区；4.运行温度：-30+40（低温型），-10+40（常温型）。七、技术鉴定情况 该技术已获得3项国家发明专利，1项实用新型专利。八、典型用户及投资效益典型用户：中国国电集团公司、中国华能集团公司、中国华电集团公司等。典型案例1案例名称：中电投江西笔架山风电场项目建设规模：50MW风电场。建设条件：80m高度年平均风速6m/s的低风速风区。主要建设内容：风力发电场、变电站。主要设备为2MW低风速风力发电机组。项目总投资4.3亿元，建设期1年。年减排量7.7万tCO2