1、背景介紹
應對氣候變化，清潔能源扮演著舉足輕重的角色。加快水電、核電、風電、光伏等清潔能源替代迫在眉睫。近年來，以風電、光伏、儲能、電動汽車和氫能為代表的新能源應用成本快速下降，全球開發(fā)利用規(guī)模不斷擴大，開發(fā)利用新能源已成為世界各國能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的核心內(nèi)容和應對氣候變化的主要途徑。未來全球新能源市場空間極為廣闊。國際可再生能源署（IRENA）的最新研究顯示，為實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》確定的應對氣候變化目標，2050年前全球風電、光伏發(fā)電累計裝機需求分別達到81億千瓦和140億千瓦，電池儲能裝機容量需求提高至超過160億千瓦時，電解制氫需求電解槽容量達到50億千瓦，氫能在終端能源消費中占比達到約12%。
國際能源署預測，在未來 5年內(nèi)，中國將持續(xù)引領(lǐng)全球清潔能源發(fā)展。當前，我國已成為全球最大的可再生能源生產(chǎn)國和應用國，水電、風電、光伏裝機規(guī)模多年保持全球領(lǐng)先，核電在建規(guī)模也居世界首位。斯坦福伯恩斯坦研究所的分析師假設，如果中國在2050年之前實現(xiàn)碳中和，那么那時中國的電力至少有94%來自無碳能源所發(fā)。同時還預測，2050年中國的電力光伏和風電將分別占到32%和25%，核能和水電提升至12%和15%。
2、相關(guān)技術(shù)介紹
1）利用淺層地熱冷能的全新風智慧空調(diào)技術(shù)
發(fā)展淺層地熱（冷）能是緩解能源安全問題，平衡能源發(fā)展與消耗矛盾的重要出路，而在建筑空調(diào)領(lǐng)域，利用地熱（冷）能為人居提供供熱和供冷是地熱能開發(fā)的首選方案。
在建筑物建設的初期，構(gòu)建人工填砂熱儲，輔助于熱儲周圍高效的換熱介質(zhì)，根據(jù)建筑物冷熱負荷量，精確地計算出所需的熱儲幾何尺寸。
因地制宜，基于多孔介質(zhì)滲流傳熱、地面高效換熱、多能源（地熱能、太陽能、空氣能、電能等）系統(tǒng)高效互補耦合等，借助智能微網(wǎng)、傳感器技術(shù)，輔助除塵（PM2.5）、加濕、有益負離子等，實現(xiàn)空調(diào)房間的新風質(zhì)量的自適應調(diào)節(jié)。
該技術(shù)具有以下優(yōu)勢：
（1）新風承擔室內(nèi)的全部冷熱負荷，無回風循環(huán)，實現(xiàn)真正的全新風空調(diào)系統(tǒng)并且空調(diào)全程供暖和供冷實現(xiàn)“零”污染、“零”排放；
（2）無PM2.5顆粒的全新風富含有益負離子、植物香氣。
（3）與地熱能互補的空氣源熱泵系統(tǒng)和輔助的電加熱系統(tǒng)在谷電時可為地層補充一定的冷量或熱量，避免了地層由于連續(xù)運行時的溫度不穩(wěn)定性；
（4）可利用太陽能等可再生能源與地熱能互補耦合，借助于先進儲能儲熱技術(shù)，實現(xiàn)“天地互補”型等能源利用系統(tǒng)，保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性；
（5）花壇或建筑物地基下構(gòu)建人工填砂熱儲，此系統(tǒng)省去了高投入的打井費用；
（6）智能微網(wǎng)、高效傳感器技術(shù)實現(xiàn)溫濕度的高效智能調(diào)節(jié)。
2）太陽能相變蓄熱供暖技術(shù)
太陽能梯級相變蓄熱的原理是當集熱器內(nèi)部溫度到達指定溫度時，根據(jù)集熱器陣列出口處的溫度傳感器反饋的溫度信號，控制系統(tǒng)開啟蓄熱循環(huán)中兩個電磁閥門，導熱流體儲存罐中的導熱流體在水泵的作用下以穩(wěn)定流量流過太陽能集熱器陣列，導熱流體在太陽能集熱器陣列中受熱升溫后進入相變蓄熱裝置，通過帶翅片直管換熱器強化換熱后將熱量傳遞給相變蓄熱裝置中的相變材料，自身溫度降低后離開相變蓄熱裝置，重新進入導熱流體儲存罐中，由此形成蓄熱循環(huán)。
太陽能供暖系統(tǒng)可采用水箱等蓄熱緩沖設備對室內(nèi)溫度進行調(diào)控，因此不會出現(xiàn)室內(nèi)溫度波動大的問題。利用相變材料蓄熱可以減小蓄熱裝置的體積，基于相變蓄熱裝置開發(fā)出全天候太陽能供暖系統(tǒng)來克服太陽能不穩(wěn)定，不連續(xù)，受天氣影響的特點以提高太陽能利用效率。
3）基于新型反燒技術(shù)的生物質(zhì)清潔柴火灶技術(shù)
新型反燒氣化技術(shù)使用的氣化爐燃燒室分為三部分。工作原理為一次風和新燃料在上燃燒室內(nèi)部分燃燒，利用煙囪效應使下部燃燒室內(nèi)為負壓，吸引上部燃燒室內(nèi)的氣體穿過上層燃料向下運動。上層燃料漏下的生物質(zhì)碳和二次風在（下燃燒室）爐排上繼續(xù)燃燒和燃盡，上層燃料產(chǎn)生的合成氣及碳微粒經(jīng)過下燃燒室的高溫區(qū)與三次風在側(cè)燃燒室中得以充分燃燒。
新型反燒氣化爐技術(shù)有以下優(yōu)勢：使用的燃料是作為“可再生能源”的農(nóng)林廢棄物、木屑等，資源廣闊、清潔環(huán)保；燃燒效率高：燃燒效率可達90%以上；熱負荷調(diào)節(jié)范圍寬：熱負荷可在額定負荷的30%--120%范圍內(nèi)快速調(diào)節(jié)，啟動快、反應靈敏；從試驗過程可以看出，采用反燒結(jié)構(gòu)，使剛投入爐內(nèi)的新料層溫度逐漸降低形成溫度梯度，使揮發(fā)分、合成氣的析出速度相對平穩(wěn)，解決燃料燃燒的不穩(wěn)定現(xiàn)象；灰渣在料層的壓力和自身的重力作用下自動下落，基本上解決了燃料結(jié)渣對燃燒產(chǎn)生的不利影響，同時改變煙氣流向迫使煙塵下落，有效解決了煙氣中飄塵問題；解決冒黑煙的問題，煙的格曼黑度在0-1級之間，幾乎看不到煙；燃燒裝置正常運行，整個過程燃燒連續(xù)平穩(wěn)，氣化爐排煙中NOx、SO2和煙塵濃度環(huán)保指標遠遠低于燃煤鍋爐，符合國家工業(yè)鍋爐大氣污染物排放標準要求。熱能在爐內(nèi)停留時間長，可得到充分利用，生物質(zhì)燃料有效利用率提高了25%，需將其轉(zhuǎn)化為較高能量密度的可燃氣體，底渣的可燃物減少到5%以下。
4）微藻亞/超臨界水熱轉(zhuǎn)化技術(shù)
微藻亞/超臨界水熱轉(zhuǎn)化技術(shù)由亞臨界水熱液化制油和超臨界水氣化制氫兩部分組成。
微藻亞臨界水熱液化制油是指當溫度處于100~374.15℃、壓力處于0.1~22.1MPa，且保持水為液態(tài)的亞臨界水條件下，生物質(zhì)發(fā)生異構(gòu)化、重整、解聚、縮合反應等一系列復雜反應形成生物油的過程。
微藻超臨界水氣化制氫是指在水溫度和壓力均高于臨界點（374.15℃/22.1MPa）的條件下，有機物通過快速分解、水汽重整、水氣轉(zhuǎn)化等反應快速生成富氫氣體，被譽為最具發(fā)展?jié)摿Φ闹茪浼夹g(shù)。
