分布式能源及相關(guān)技術(shù)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(zhù)密切關(guān)聯(lián)，利用煤層氣和礦井瓦斯發(fā)電等技術(shù)不僅可以挽救無(wú)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(wèn)題;

(4)可燃冰——存在于海底和高寒地區的天然氣水化合物是人類(lèi)未來(lái)的主要能源，它是為分布式能源系統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(kāi)發(fā)過(guò)程中被遺棄在地下，如何利用可控地下氣化技術(shù)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(kāi)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(shù)的關(guān)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(wèn)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(jìn)行發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)，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(chǎn)甲醇，以代替石油。甲醇可以滿(mǎn)足燃料電池對氫的需要;

(11)乙醇——利用植物資源生產(chǎn)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(lèi)的未來(lái)，如何從水中低成本地重整氫氣將是技術(shù)的關(guān)鍵;

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

智能控制與群控優(yōu)化技術(shù)：

(1)分布式能源機組和系統自身的智能化控制——解決設備“無(wú)人職守”問(wèn)題，能夠根據需求進(jìn)行調節，自動(dòng)跟蹤電、熱、冷負荷;

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

(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(jìn)行智能調節，決定每一模塊的運行狀態(tài)和模塊之間的調節優(yōu)化關(guān)系;

(4)遠程遙控——通過(guò)電話(huà)線(xiàn)、因特網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和電源線(xiàn)對設備進(jìn)行遠程監視控制，需要解決安全和協(xié)議統一等問(wèn)題;

(5)群控優(yōu)化——根據一個(gè)區域內各種用戶(hù)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(gè)用戶(hù)的分布式能源系統，以及公共能源系統，進(jìn)行多系統容錯優(yōu)化，減少冗余，提高各系統的安全性和需求適應性，降低造價(jià)，提高效率;

(6)智能電網(wǎng)技術(shù)——必須建立電網(wǎng)信息化管理系統，對于電網(wǎng)特別式近用戶(hù)低壓供電電網(wǎng)的信息化控制，流量平衡控制、網(wǎng)內分布式能源智能管制系統、智能保護系統等;

(7)信息化計量與結算系統——建立網(wǎng)絡(luò )化能源系統的各種能源產(chǎn)品和各個(gè)用戶(hù)與分布式能源設施擁有者之間、各時(shí)段間根據預約定價(jià)進(jìn)行計量和結算的智能系統;

(8)自動(dòng)信息發(fā)布系統——對于用戶(hù)與臨近用戶(hù)能源使用狀態(tài)、用戶(hù)與臨近用戶(hù)的分布式能源系統伺服狀態(tài)、以及燃料系統和公共能源供應系統的運行狀態(tài)信息進(jìn)行發(fā)布，以便智能化建筑、用戶(hù)能源管理系統、分布式能源設施、儲能設施、設備運行服務(wù)機構、以及燃料供應者和公共電網(wǎng)能夠根據每一信息源所發(fā)布的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行狀態(tài)優(yōu)化調整，實(shí)現資源共享。

綜合系統優(yōu)化技術(shù)：

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

(2)將分布式能源與交通系統整合優(yōu)化——利用低谷電力為電動(dòng)汽車(chē)蓄電或燃料電池汽車(chē)儲氫等，將燃料電池和混合動(dòng)力汽車(chē)作為電源形成隨著(zhù)人流移動(dòng)的電源和供水系統。實(shí)現節約投資經(jīng)費，降低高技術(shù)產(chǎn)品使用成本等目的;

(3)分布式能源系統電網(wǎng)接入研究——解決分布式能源與現有電網(wǎng)設施的兼容、整合和安全運行等問(wèn)題;

(4)蓄能技術(shù)——通過(guò)蓄能技術(shù)的開(kāi)發(fā)應用，解決能源的延時(shí)性調節問(wèn)題，提高能源系統的容錯能力，其中包括蓄電、蓄熱、蓄冷和蓄能四個(gè)技術(shù)方向。蓄電包括化學(xué)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(shù)——利用地下水和土壤將冬季的冷和夏季的熱蓄能儲存，進(jìn)行季節性調節使用，結合熱泵技術(shù)進(jìn)行直接利用，減少城市熱島效應;

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

資源深度利用技術(shù)：

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

(2)將分布式能源與大棚結合的技術(shù)——將分布式能源系統發(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(shí)減少溫室氣體和其他污染物排放問(wèn)題;

(3)利用發(fā)電制冷的冷卻水生產(chǎn)生活熱水的技術(shù)——利用熱泵的技術(shù)，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)空調系統廢熱回收技術(shù)——發(fā)展全新風(fēng)空調系統中有效利用回風(fēng)中的余熱和余冷，減少能耗;