分布式（可再生）能源技术装备创新中心方案介绍PPT格式课件下载.pptx

1、自然资源有 上限,光伏：经济性差，政府大量补贴,风电：经济性差，政府大量补贴,地热：规模小,潮汐：不成熟,非石化能源：看上去很美,约7亿吨标煤,来源：国务院原宏观经济研究员许纲博士报告内容,5,2、钢铁、水泥、玻璃、合成氨、烧碱、电石、硫酸7个行业工业余热资源预计3.4亿吨标煤。国家发改委能源研究所现状、潜力熊 文华中国工业余能利用的政策、现状和潜力。,4亿吨缺口如何弥补？,太阳热能资源储量巨大,6,生物质资源总量巨大可资源化约4.4亿吨标煤来源：生物质能十二 五规划,可回收的工业余热余压资 源约为4.6亿吨标煤来源：国家发改委能源研究 所中国工业余能利用的政 策、现状和潜力,个性化能源供给和

2、需求梯级利用/综合利用/可再生 损耗小，污染小安全性高,可再生能源的必然之路：分布式能源,灵活度低 损耗问题环境污染问题能源战略安全问题,发达国家分布式能源发展迅猛，在整个能源系统中占比不断提高，其 中欧盟分布式能源占比约达10%。2013-2017年中国分布式能源行业需求潜力与前景预测分析报告,7,行业困境,系统能量转化效率低于集中式发电系统分布式能源发电装机的容量通常在530MW，传统 汽轮机发电效率通常在1533甚至更低，而大容量超 超临界机组已达到45%以上能量转换单元技术亟待突破能量转换系统缺乏整体优化分布式能源行业众多，行业壁垒难以打通，现有成熟 技术难以共享缺乏高效、快速、智能的

3、系统方案平台现有系统能效有待进一步优化提升经济性差，过度依赖政府补贴分布式能源的转换效率通常低于集中式发电装备成本高、一次性投资大、运营成本高,补贴政策变化存在不确定性，政策风险大,8,2、金属学会专家王维兴 2015年中钢协会员单位能源消耗评述3、生物质能十二五规划4、十三五太阳能规划及CSPPLAZA统计，东康新能源公司太阳热能资料5、国务院前宏观经济研究员许纲博士报告材料,传统高耗能流程工业余 能回收冶金行业 石油化工分布式能源分市布场式总资量源超的过高效率洁净100化00利亿用元！生物质发电太阳能光热发电,工业园区和市政区域的能,供给潜力,2015年我国工业能源消费总量29.2亿吨标煤

4、，中钢协会员单位能耗总量为2.87亿吨标煤我国钢企平均单位能耗比国际先进水平高30 左右中国现存的20MW以下功率汽轮机存量市场超 过50000台套约10亿吨标煤：禽畜饲养业废弃物（折标煤5亿吨）农产品加工废弃物（折标煤2亿吨）林业生产与加工废弃物（折标煤2亿吨）造纸业、制糖业等加工废弃物2020年目标5000MW，目前仅38MWCSP到2050年将成为人类主要能源产业规模是光伏发电的10倍，风电的9倍新型城镇化和智慧城市国家战略未来每个园区都将形成以5MW-20MW发,源互联岛,电装置为核心的能源互联网络,9,2015年5月印发中国制造2025：围绕重点行业转型升级和领域创新发展的重大共性

5、需求，到2020年，形成15家左右国家制造业创新中心；到2025年，形成40家左右国家制造业创新中心。,历史机遇,2015年8月26日，国家制造强国建 设战略咨询委员会成立大会暨一次工作会 议。关于将“分布式能源混合工质高参数 一体化装置”纳入重 点领域绿皮书技术路线图的建议，纳入重点领域绿皮书的修改意见汇总关于建设省级和国家级“分布式能源 混合工质高参数一体化（发电、驱动）装 置”工业技术研究基地的建议关于建立西安分布式（可再生）能源 产业制造创新中心，推进科技创新改革的 建议,中心创建历程,11,中心创建历程,2016年6月30日，国家动力电池 创新中心正式挂牌成立（中国首家国 家级制造业

6、创新中心）,已建成的2个国家级创新中心,2017年1月，国家增材制造创新 中心正式落户陕西4月份，国家拨付的2亿元建设资 金及省级配套资金已到位,13,天时：中国制造2025地利：丝绸之路起点，西部建设桥头人和：陕鼓、西安交大牵头，联合一批有责 任感，有使命感的奋斗者,分布式（可再生）能源 技术装备创新中心,分布式（可再生）能源创新中心概览,“分布式（可再生）能源技术装备创新中心”（以下简称“分布式 能源创新中心”）：多元化股权结构的独立法人实体以分布式（可再生）能源的高效利用为目标市场 行业共性关键技术的开发和产业化,三大平台,应用技术示范平台：工程化平台，为技术创新成果提供资金、人才、市场

7、应用机会，推动创新成果产品化。共性技术创新平台：基础研究。该平台对分布式能源的共性技术能量转 换单元和系统技术进行研究、开发和创新。,高新企业孵化平台：产业化平台，在工程示范成功的基础上，通过资源整合和资本运营，为创新团队提供指导，推动产业孵化，实现创新体制的市场化运作。,15,通过解决一批制约分布式能源产业发展的核心 关键共性技术问题，提升行业整体的能源利用效率，大幅提高行业经济性，实现分布式能源行业可持续 发展,省市政府,陕西省将成为分布式能源行业人才和资源的集 中地，带动区域分布式能源产业的发展，树立一批 行业标杆性示范项目，带动区域经济腾飞,科研机构,为高校和科研院所已有成果的快速转化

8、提供试 验场地和工业化示范项目机会,制造业企业,为企业提供行业级、国家级平台，提升品牌价 值；不断推出具备产业化条件的新技术、新工艺、新材料、新方案，推动创新产品产业化,形成一批百亿规模的产业基金，在分布式能源 领域实现产融结合,金融企业,行业,分布式（可再生）能源创新中心创建意义,16,建设成为中国制造2025规划的40家国家级制造业创新中心建设陕西省级制造业创新中心快速展开业务，形成行业影响，申报国家级创新中心解决分布式能源行业的重大问题，提升行业经济性：在中小容量发电技术领域形成全新的技术体系，在5-50MW功率范围 内达到4555%的热电效率，发电效率比现有技术提高50%，每千 瓦发电

9、量对应一次性投资降低1530%。分布式（可再生）能源行业初具规模，实现工业余能、生物质能、光 热发电等产业的可持续发展，基本摆脱依赖政府补贴现状，行业核心 关键技术水平达到国内先进水平。,分布式（可再生）能源创新中心创建目标,17,IPEEC国际节能技术“双十佳”：“BPRT（冶金余热余压能量回 收同轴机组应用技术）”超临界二氧化碳布雷顿循环（SCO2）发电技术预研有机工质朗肯循环（ORC）低温余热利用技术开发和示范分布式能源岛示范项目高参数中小汽轮机技术研发远程在线监测无人值守技术开发生物质热解和气化技术垃圾处理工艺研究工业余能利用透平天然气压差发电透平,创建基础：技术储备,18,系统运行优

10、化：能效分析与运行优化控制技术（EAOC）远程在线监测与智能诊断技术 复杂能源物料统筹优化技术,功能单元技术：SCO2发电技术ORC低温余热利用技术 一体机技术高参数中小汽轮机技术 生物质气化和热解技术,系统集成平台：能量转换系统快速智能集成平 台RISE个性化系统解决方案定制平台,关键技术,核心关键技术之基因：SCO2布雷顿循环 发电,当前，工作压力为20MPa、最高温度为650的S-CO2布雷顿循环被认为是最有潜力的热力循环。S-CO2 布 雷 顿 循 环 的 优 点 可 以 列 举 如 下：1）减少压缩功，使更多的功用于发电，循环效率更高；2）涡轮机械更紧凑，能量密度高，与同样功率的汽轮

11、机相比，体积能减少几十倍；3）CO2分子较大，不容易泄漏，轴承和密封技术更容易实现，且由于工质泄漏少，成本也较低；4）在热效率相同的情况下，所需的最高温度较低，对透平机的材料要求也相对较低，有利于透平机的维修和延寿；5）S-CO2腐蚀性较弱，无毒无害，利于系统的维护。,SCO2布雷顿循环发电技术,SCO2循环发电装置透平是指利用带有叶片的旋转元件将流体工质中蕴有的能量转换成机械功 的机器，又称涡轮或涡轮机。按所用的流体介质不同可分为水轮机（以水为工质）、汽轮机（以水蒸气 为工质）、燃气透平（以燃气为工质）等。SCO2循环发电装置就是以超临界CO2为工质的透平装置。CO2的温度超过31、压力超过

12、7.38MPa时进入超临界状态，成为超临界二氧化 碳（SCO2）。气液界面消失，体系性质均一，介于 气体和液体之间，兼有气、液双重特点其密度接近液体，而粘度近似于气体，扩散系数是液体的近百倍在临界点附近非常稠密，可压缩性很 低，压缩机的压缩功很小，更多的功可用 于发电，同时结构更紧凑,CO2在超临界点附近的物性变化,21,SCO2布雷顿循环发电技术,布雷顿循环布雷顿循环（Brayton Cycle）是工业领域常用的一种热力循环，燃气轮机 和喷气发动机的工作原理就是基于布雷顿循环的能量转换。工作过程包括等熵压 缩、等压冷却、等熵膨胀及等压吸热四个过程。布雷顿循环由外部热源通过换热器对工质进行加热

13、，工质在循环内部进行压 缩和膨胀，形成一个闭合的回路。,布雷顿循环和朗肯循环是当前电力行业 中最常应用的两种热力学循环发电方式。朗肯循环与布雷顿循环最大的区别在于，布雷顿循环并不涉及工质的相变，而朗肯循 环则包括工质的相变过程。SCO2布雷顿循环全流程均处于超临界 状态。,22,布雷顿循环示意图,SCO2布雷顿循环发电技术,多种形式的热源,输入同等热量,SCO2透平 发电装置,传统蒸汽机,在输入同等热量的情况下，采用SCO2循环技术的发电 机组具有以下优势：发电效率高能量转换效率 达到45-55%，在10-30MW范围内比现有技术增加40-50%的发电量。设备尺寸小，一次投资和 运营成本低，占

14、地面积小可采用空冷，适用于缺水 环境地区,23,SCO2发电技术优势对比,SCO2布雷顿循环发电技术,SCO2发电技术优势对比,SCO2布雷顿循环工作的压 力范围一般在8-22MPa，可以 利用250800范围内的热量，最高效率能达到50%。目前工业中用于发电的普通 水蒸气朗肯循环的效率为35%左 右。msCO2布雷顿循环适用的 温度范围广，在450750温 度范围内系统循环效率明显高于 水蒸气朗肯循环。,24,来源：厦门大学S-CO2 Brayton技术成熟度报告,SCO2布雷顿循环发电技术,SCO2发电技术优势对比,SCO2发电装置用发电透平（10MW）,欧洲先进反动式10MW汽轮机转子,

15、25,理论模拟尺寸对比,SCO2布雷顿循环发电技术,100 C,300 C,100kW,100kW-1MW 1MW-10MW,10MW功率范围,Stirling500 C,工 循,SCO2发电技术适用范围热源温度700 C,26,SCO2布雷顿循环发电技术,潜在应用领域,100 C,200 C,300 C,500 C,400 C,600 C,地热能,工业余能,太阳热能,生物质/固废,核能,透平/发动机余能,SCO2 循环发电技术,主要应用：功率范围：10-50MW热源温度：450-650近期应用：光热、生物质发电,27,SCO2布雷顿循环发电技术,28,技术发展现状美国Echogen公司于2012年建成全球第一套准产品化的MW级SCO2跨临界 循环发电装置EPS100（输出功率7.3MW），并于2014年完成部分产品测试。美国能源部计划建设10MWe级的SCO2布雷顿系统实验回路，并预计在2017年完成msCO2实验装置。美国SCT公司开始进行5MW级的SCO2布雷顿循环生物质能源发电示范项目 建设，并拟于2017年底完成。日本东芝公司正在美国德克萨斯州进行25MW示范电站的建设，采用SCO2 介质的ALLAM循环，预计2017年试运行。GE、西门子等国际能源