科技部973計(jì)劃項(xiàng)目“多能源互補(bǔ)的分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)基礎(chǔ)研究”（No.2010CB227300）由中科院工程熱物理研究所、中科院理化技術(shù)研究所、浙江大學(xué)、清華大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京化工大學(xué)，以及東莞理工學(xué)院8家單位聯(lián)合承擔(dān)，首席科學(xué)家為金紅光研究員。項(xiàng)目設(shè)置六個(gè)課題，包括“燃料化學(xué)能釋放與能的綜合梯級(jí)利用”課題，發(fā)揮對(duì)項(xiàng)目的引領(lǐng)作用；“微小型燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)”、“動(dòng)力余熱驅(qū)動(dòng)的熱聲發(fā)電”和“動(dòng)力余熱驅(qū)動(dòng)的循環(huán)耦合和功冷并供”三個(gè)課題旨在解決分布式供能中的熱能梯級(jí)利用問(wèn)題；“蓄能/釋能過(guò)程與主動(dòng)蓄能”和“多能源互補(bǔ)的全工況系統(tǒng)集成”兩個(gè)課題主要從系統(tǒng)層面研究全工況性能調(diào)控和示范驗(yàn)證。

項(xiàng)目從能源、環(huán)境等領(lǐng)域的多學(xué)科交叉層面，開展分布式供能系統(tǒng)基礎(chǔ)研究，擬解決的兩個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題為：1）燃料化學(xué)能與熱能綜合梯級(jí)利用原理；2）多能源互補(bǔ)機(jī)理與全工況性能調(diào)控機(jī)制。

項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容：研究對(duì)轉(zhuǎn)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)等微小型動(dòng)力、變溫動(dòng)力余熱驅(qū)動(dòng)的熱聲發(fā)電、功冷并供的正逆耦合循環(huán)等分布式供能新方法。研究可再生能源與燃料的品位互補(bǔ)原理，探索“源頭蓄能”、多能源互補(bǔ)的系統(tǒng)主動(dòng)調(diào)控新方法。構(gòu)建全工況集成的分布式供能系統(tǒng)，開展太陽(yáng)能與天然氣互補(bǔ)的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)示范驗(yàn)證。

項(xiàng)目目標(biāo)：拓展傳統(tǒng)熱力循環(huán)理論框架，闡明燃料化學(xué)能與熱能、可再生能源綜合梯級(jí)利用的本質(zhì)規(guī)律，創(chuàng)建能的綜合梯級(jí)利用理論，形成國(guó)際一流的理論研究成果；實(shí)現(xiàn)化石燃料與太陽(yáng)熱能互補(bǔ)、對(duì)轉(zhuǎn)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、熱聲發(fā)電等核心技術(shù)的突破，促進(jìn)微小型動(dòng)力技術(shù)革新；提出多能源互補(bǔ)、燃料化學(xué)能和熱能的綜合梯級(jí)利用的新一代分布式供能系統(tǒng)，示范驗(yàn)證系統(tǒng)的節(jié)能率達(dá)到30％以上。建立分布式供能的自主創(chuàng)新技術(shù)支撐。

本項(xiàng)目前兩年，各項(xiàng)研究工作全面展開，從能的綜合梯級(jí)利用原理、多能源互補(bǔ)機(jī)理與方法，到系統(tǒng)全工況性能主動(dòng)調(diào)控機(jī)制的三個(gè)方向，開展了分布式的基本理論、核心技術(shù)和系統(tǒng)集成研究，初步建立了能的綜合梯級(jí)利用理論，形成一系列理論研究成果；研制了8個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)和1個(gè)系統(tǒng)集成實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在化石燃料與太陽(yáng)熱能互補(bǔ)、對(duì)轉(zhuǎn)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、熱聲發(fā)電等核心技術(shù)方面取得突出進(jìn)展，發(fā)表研究論文137篇，其中國(guó)際期刊66篇（計(jì)劃36篇），SCI收錄61篇，申報(bào)51項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利（計(jì)劃13項(xiàng)），出版學(xué)術(shù)著作2部。前兩年研究達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，2011年9月6日，項(xiàng)目通過(guò)科技部組織的中期評(píng)估，成績(jī)優(yōu)秀。

再經(jīng)過(guò)三年的研究，本項(xiàng)目將在理論、技術(shù)、示范驗(yàn)證三個(gè)層面，形成國(guó)際一流的研究成果。理論創(chuàng)新方面，建立燃料化學(xué)能有序釋放的基本原理，揭示燃料化學(xué)能釋放與燃燒后熱力過(guò)程及循環(huán)的能量耦合規(guī)律，提出化石能源與可再生能源互補(bǔ)的全工況系統(tǒng)性能調(diào)控方法，構(gòu)建能的品位與循環(huán)耦合理論框架，突破傳統(tǒng)熱力循環(huán)僅考慮熱能利用的局限性，在燃料化學(xué)能、熱能綜合梯級(jí)利用的系統(tǒng)節(jié)能理論方面取得重要進(jìn)展。技術(shù)突破方面，掌握太陽(yáng)能熱化學(xué)發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)源頭節(jié)能；完成對(duì)轉(zhuǎn)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，促進(jìn)微小型動(dòng)力技術(shù)革新；提出變溫動(dòng)力余熱驅(qū)動(dòng)熱聲發(fā)電新方法；建立多熱源互補(bǔ)的吸收式正逆耦合循環(huán)與熱泵循環(huán)新方法；提出溶液蓄能等蓄能新介質(zhì)及其蓄能/釋能新工藝；建立分布式供能的自主創(chuàng)新技術(shù)支撐。示范驗(yàn)證方面，基于本項(xiàng)目建立的能的綜合梯級(jí)利用理論，面向工業(yè)和建筑節(jié)能，提出多能源互補(bǔ)與全工況集成的新一代分布式供能系統(tǒng)，建立MW級(jí)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，進(jìn)行示范驗(yàn)證。

作者：分布式供能與可再生能源實(shí)驗(yàn)室 隋軍