分布式能源及相關技術發(fā)展剖析

(3)煤層氣和礦井瓦斯利用，世界上可能有60%以上的礦工是死在中國的礦井里，而瓦斯爆炸是元兇之一，減少礦工死亡和提高煤層氣和礦井瓦斯資源的利用有著密切關聯(lián)，利用煤層氣和礦井瓦斯發(fā)電等技術不僅可以挽救無數礦工的生命，還能有效減少溫室氣體排放，緩解全球變暖問題;

(4)可燃冰——存在于海底和高寒地區(qū)的天然氣水化合物是人類未來的主要能源，它是為分布式能源系統(tǒng)提供燃料的重要途徑;

(5)煤地下氣化——中國目前有100億噸以上的煤炭資源在開發(fā)過程中被遺棄在地下，如何利用可控地下氣化技術將其變?yōu)闅怏w燃料回收利用是中國煤炭工業(yè)的重要課題;

(6)地熱——利用和開發(fā)地熱資源，將地下低品位熱能轉換為高品位的電能或冷能是技術的關鍵;

(7)深層海水冷能——利用沿海深層海水的低溫資源，解決沿海城市的制冷問題，并降低城市熱島效應;

(8)水能——利用水利資源，特別是小型水電設施解決農村以水代柴，保護植被;

(9)沼氣——利用城市垃圾、農村廢棄物資源等進行發(fā)電或熱電聯(lián)產，減少溫室氣體排放，提高資源綜合利用水平;

(10)甲醇——利用煤等礦物資源生產甲醇，以代替石油。甲醇可以滿足燃料電池對氫的需要;

(11)乙醇——利用植物資源生產乙醇，以代替石油和其他礦物燃料，乙醇可以作為燃料直接使用，也可以作為燃料電池的氫分離的原料;

(12)氫——對于氫的利用將決定人類的未來，如何從水中低成本地重整氫氣將是技術的關鍵;

(13)壓縮空氣——利用低估電力或其他能源生產高壓空氣，作為汽車和其他動力設備，以及分布式能源的動力源，主要解決高增壓比壓縮技術、設備小型化、材料和效率等問題。

智能控制與群控優(yōu)化技術：

(1)分布式能源機組和系統(tǒng)自身的智能化控制——解決設備“無人職守”問題，能夠根據需求進行調節(jié)，自動跟蹤電、熱、冷負荷;

(2)分布式能源與載體的信息互動——解決分布式能源系統(tǒng)成為智能化建筑的一個組成部分，與建筑系統(tǒng)的需求進行優(yōu)化整合，提高建筑的能源可靠性和節(jié)能性;

(3)分布式能源機組的聯(lián)合控制——分布式能源采用模塊化組合設計，需要對模塊組合聯(lián)合控制，根據需求變化進行智能調節(jié)，決定每一模塊的運行狀態(tài)和模塊之間的調節(jié)優(yōu)化關系;

(4)遠程遙控——通過電話線、因特網、無線網絡和電源線對設備進行遠程監(jiān)視控制，需要解決安全和協(xié)議統(tǒng)一等問題;

(5)群控優(yōu)化——根據一個區(qū)域內各種用戶對于電力、熱力、制冷等需求的變化，以及燃料、氣溫變化趨勢、蓄能量庫存等等因素，優(yōu)化控制各個用戶的分布式能源系統(tǒng)，以及公共能源系統(tǒng)，進行多系統(tǒng)容錯優(yōu)化，減少冗余，提高各系統(tǒng)的安全性和需求適應性，降低造價，提高效率;

(6)智能電網技術——必須建立電網信息化管理系統(tǒng)，對于電網特別式近用戶低壓供電電網的信息化控制，流量平衡控制、網內分布式能源智能管制系統(tǒng)、智能保護系統(tǒng)等;

(7)信息化計量與結算系統(tǒng)——建立網絡化能源系統(tǒng)的各種能源產品和各個用戶與分布式能源設施擁有者之間、各時段間根據預約定價進行計量和結算的智能系統(tǒng);

(8)自動信息發(fā)布系統(tǒng)——對于用戶與臨近用戶能源使用狀態(tài)、用戶與臨近用戶的分布式能源系統(tǒng)伺服狀態(tài)、以及燃料系統(tǒng)和公共能源供應系統(tǒng)的運行狀態(tài)信息進行發(fā)布，以便智能化建筑、用戶能源管理系統(tǒng)、分布式能源設施、儲能設施、設備運行服務機構、以及燃料供應者和公共電網能夠根據每一信息源所發(fā)布的實時信息進行狀態(tài)優(yōu)化調整，實現(xiàn)資源共享。

綜合系統(tǒng)優(yōu)化技術：

(1)多種能源系統(tǒng)整合優(yōu)化——將各種不同的能源系統(tǒng)進行聯(lián)合優(yōu)化，例如：將分布式能源與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)整合后，進行聯(lián)合優(yōu)化;或者，將分布式能源系統(tǒng)與冰蓄冷系統(tǒng)整合并進行聯(lián)合再優(yōu)化，將微型燃氣輪機與熱泵系統(tǒng)整合優(yōu)化，以及太陽能與分布式系統(tǒng)的優(yōu)化整合等等，達到取長補短的目的，充分發(fā)揮各個系統(tǒng)的綜合優(yōu)勢;

(2)將分布式能源與交通系統(tǒng)整合優(yōu)化——利用低谷電力為電動汽車蓄電或燃料電池汽車儲氫等，將燃料電池和混合動力汽車作為電源形成隨著人流移動的電源和供水系統(tǒng)。實現(xiàn)節(jié)約投資經費，降低高技術產品使用成本等目的;

(3)分布式能源系統(tǒng)電網接入研究——解決分布式能源與現(xiàn)有電網設施的兼容、整合和安全運行等問題;

(4)蓄能技術——通過蓄能技術的開發(fā)應用，解決能源的延時性調節(jié)問題，提高能源系統(tǒng)的容錯能力，其中包括蓄電、蓄熱、蓄冷和蓄能四個技術方向。蓄電包括化學蓄電：電池;物理蓄電：飛輪和水能、氣能。蓄熱包括項變蓄熱、熱水、熱油和蒸汽等多種形式。蓄冷：冰和水。蓄能包括物理蓄能：機械蓄能、水蓄能、以及記憶金屬蓄能等多種方式;

(5)地源蓄能技術——利用地下水和土壤將冬季的冷和夏季的熱蓄能儲存，進行季節(jié)性調節(jié)使用，結合熱泵技術進行直接利用，減少城市熱島效應;

(6)網絡式能源系統(tǒng)——互聯(lián)網式的分布式能源梯級利用系統(tǒng)是未來能源工業(yè)的重要形態(tài)，它是由燃氣管網、低壓電網、冷熱水網絡和信息共同組成的用戶就近互聯(lián)系統(tǒng)，復合網絡的智能化運行、結算、冗余調整和系統(tǒng)容錯優(yōu)化;

資源深度利用技術：

(1)天然氣凝結水技術——利用天然氣燃燒后的化學反應結果回收水，解決部分城市水資源緊缺問題;

(2)將分布式能源與大棚結合的技術——將分布式能源系統(tǒng)發(fā)電設備排除的余熱、二氧化碳和水蒸汽注入大棚，作為氣體肥料和熱源，解決城市綠化和蔬果供應，同時減少溫室氣體和其他污染物排放問題;

(3)利用發(fā)電制冷的冷卻水生產生活熱水的技術——利用熱泵的技術，將低品位熱源轉換為較高品位的生活熱水，減少能源消耗;

(4)空調系統(tǒng)廢熱回收技術——發(fā)展全新風空調系統(tǒng)中有效利用回風中的余熱和余冷，減少能耗;