关于举办“清华大学新能源项目合作推介会”的通知

各有关单位：“清华大学新能源项目合作推介会”将于2009年3月4日上午10：00—12：00点在新能源商会秘书处举行。此次推介会共涉及：利用微藻生产生物柴油的中试研究、太阳能用于二氧化碳捕获系统的关键技术研究、热功率为MW级生物质燃烧器技术的研究和开发、综合利用可再生能源的跨临界二氧化碳循环热泵热水与污泥干燥系统基础研究、低品位生物质碳资源高效生产气体生物燃料的技术研究、生物法联产生物柴油和1,3-丙二醇产业化关键技术、先进固体发酵（ASSF）技术生产燃料乙醇、太阳能光伏发电并网控制系统等8个项目。名额有限，各单位如有意向请速报名，报名截止日期为3月3日17：30。新能源商会会员企业优先。附件：一、参会回执表二、合作项目（共八个）新能源商会秘书处二○○九年三月二日1附件一“清华大学新能源项目合作推介会”参会回执表单位名称参会人员职务手机办公电话联系人：郑利军010-63100807-605杨来010-63107499E-mail:[e-mail]@cnecc.org.cn注：本回执请于2009年3月3日17：30之前传真至010-631077031附件二：1、太阳能光伏发电并网控制系统电机系赵争鸣一、项目的背景太阳能作为一种巨量可再生能源，每天达到地球表面的辐射能大约等于2．5亿万桶石油。开发和利用丰富、广阔的太阳能，对环境不产生和少产生污染，既是近期急需的补充能源，又是未来能源结构的基础。目前对这一洁净能源的利用正快步进入商业化成长期。其中，太阳能光伏发电并网系统已经成为该领域的发展潮流。并网系统又分为分布式和集中式两种。分布式主要应用在城市屋顶并网、光伏建筑一体化和光伏声屏障系统等方面。这种系统占地少、安装灵活、投资门槛低。与离网系统相比，因为有电网电压支撑，可以不考虑负载特性而昀大化的提供功率，且省去了蓄电池降低了系统成本。在德国、日本、美国等提供上网电价补贴的发达国家，普通居民均可投资建设并获取利润。因此，欧美、日本等发达国家的屋顶光伏系统得到了很大的发展。而我国光伏发电并网系统研究和应用，由于价格和技术的制约，一直没有得到很好的发展，目前只有几个政府示范工程。二、项目的目标本项目目标为研发太阳能光伏发电并网控制系统，进行相应的试验与理论研究，解决在太阳能并网发电应用的关键性技术问题。具体内容包括：1、研发太阳能光伏发电系统。2、实现太阳能光伏发电与市电的并网。3、实现太阳能昀大功率点跟踪控制、并网条件下的功率因数与谐波分析与控制。4、进行在太阳能光伏并网发电特定条件下的发电保护模式的研究。三、工作内容工作内容包括四部分：发电并网系统的设计、控制器的研制、控制策略的设2计与实施、昀大工作点的控制。具体内容为：5、按两电平的拓扑结构，设计太阳能光伏发电控制策略，实现与市电的并网。6、设计与研制适应于太阳能光伏发电的两电平并网逆变器。该并网所用的逆变器是太阳能光伏发电的关键性技术。7、实施优化控制。进行太阳能昀大功率点跟踪、实施高功率因数低谐波污染的并网电流控制，是该太阳能光伏发电的昀关键性技术。研制以DSP为核心的控制组件，编制控制策略和软件。8、研究并网控制策略和保护方案。四、技术路线和方案9、设计太阳能光伏电站的两电平逆变拓扑结构，选取太阳能光伏发电的参考运行工作点，进行并网设计。10、数字仿真研究太阳能光伏并网的逆变器中主电路的昀佳工作参数，以及所需的控制策略和实施方案。11、采用IGBT功率器件，进行相应的两电平逆变器的驱动电路与控制电路设计。研制和设计相应DSP控制电路、测量电路、保护电路。12、控制策略和算法的研究与建立。在两电平逆变器中结合太阳能光伏发电和并网特点，进行优化控制研究。采用一阶爬山法实现太阳能昀大功率点跟踪；以电流源方式采用电压跟踪方法实现功率因数为1的功率因数控制；闭环方法实现谐波抑制。13、针对该控制系统，试验研究与评估相应的控制模型以及所采用的控制策略，作出相应的改进。五、技术方案的可行性与工作基础14、申请者十多年来一直致力于太阳能光伏发电的理论与实践研究，从昀大功率点跟踪、充放电控制策略、两电平变频器的研制等方面，取得了一定的成果，积累了相当的理论和实践经验。15、研究团队经过多年的研究，建成如：两电平变频器、DSP控制系统、3实验室太阳能光伏发电、单片机蓄电池充放电等的研究与实验平台，为本项目的实施奠定了硬件工作基础。16、具有成功建立离网太阳能电站的工程经验。如：1999年成功地在清华大学建成太阳能光伏扬水与照明示范电站；2000年为配合国家申奥在奥林匹克公园建立太阳能光伏照明系统；2001年成功地为新疆建设了五座kW级的太阳能光伏电站；2002年为清华同方公司研制了太阳能高压钠灯式路灯控制器。17、申请者在太阳能光伏应用领域获得了多项理论与实践成果。如：2001年获得中国高校科技进步一等奖；获得三项太阳能光伏发电方面得发明专利；发表了30多篇有关太阳能光伏发电方面的论文。18、有一只稳定的、多年从事太阳能光伏应用的高素质的科研队伍，课题组梯队配置全面，有教授、副教授、讲师、高级工程师、高级技工、博士研究生、硕士研究生。人员知识面广泛、技术储备充分。19、实验室设备先进，作为国家重点实验室太阳能应用分研究室，有国内昀完备的电力电子实验仪器设备做为支持，有PISM、ATP等仿真研究软件，配合已有的太阳能光伏实验平台。电机工程与应用电子技术系拥有电力电子实验室、太阳能光伏发电实验室、电力系统动态模拟与数字仿真实验室、微机控制与DSP实验室等国内昀先进的实验室作为技术支持。六、预期成果研制出高效可靠的太阳能光伏发电并网控制系统，使之成为太阳能光伏发电并网应用领域的基础；实现先进控制策略与算法，获取更深入的太阳能发电研究结果；解决太阳能发电与电网并网后存在的某些控制、谐波等方面的关键性技术问题。42、先进固体发酵（ASSF）技术生产燃料乙醇核研院李十中一、项目国内外发展趋势随着化石能源的渐趋枯竭和全球气候变暖愈加严重的形势，开发寻求可再生的清洁能源替代石油、控制气候变化已成各国共识，技术研发也成国际前沿。生物燃料是目前国际公认唯一能在运输领域大规模替代汽油和柴油，主要是燃料乙醇，占85%以上，2007年全球燃料乙醇产量4000万吨。美国认为要保持其世界领先地位必须有足够的能源，《能源自主与安全法案》规定“到2022年全国要生产和使用1.05亿吨燃料乙醇”。欧盟提出了到2020年生物燃料占运输燃油的10％。印度2008年10月把全国汽油中燃料乙醇的比例从5%提高到10%，到2017年将达到20%。目前燃料乙醇都是以玉米、甘蔗为原料的所谓“第1代”生物燃料，替代石油的成本较高，且减排二氧化碳能力有限，还可能影响粮食安全，而理想的以农林废弃物和能源作物为原料的第2代生物燃料正期待着技术突破。燃料乙醇产业急需技术支持。甜高粱是C4作物，耐盐碱、耐干旱，茎秆和甘蔗一样含有蔗糖可以生产乙醇，高粱米能食用或饲用，被国际公认是从粮食向秸秆类木质纤维素原料过渡的1.5代生物燃料。但由于采用榨汁后发酵技术能耗高、糖损失大、生产时间短、废水处理成本高等液体发酵生产甜高粱乙醇技术没有经济性；而传统的“挖酒池”酿酒固体发酵工艺，时间长（3天以上），无法实现机械化生产和自动化控制，经济效益低下。目前尚未检索到国外有关甜高粱秆生产乙醇技术实现商业化的文献报道。清华大学核研院新能源所在科技部的大力支持下开发了先进固体发酵ASSF(advancedsolidstatefermentation)技术，突破甜高粱生产乙醇技术瓶颈，可使甜高粱秆高效转化为乙醇，设备投资少、发酵时间短、乙醇收率高，把甜高粱全面利用，可创建“3万亩地/1万吨乙醇/6千头牛/140万m3甲烷/沼肥用于种植甜高粱”的新型产业模式，被联合国官员认为是解决石油替代、5控制气候变化、解决非洲饥饿问题的有效手段。二、项目研究进展及其成果应用情况新能源所的甜高粱秆先进固体发酵生产乙醇技术在内蒙巴彦淖尔市五原县进行中间试验取得预期成果：1、优异的菌种（CGMCC1949）使甜高粱秆固体发酵乙醇时间从传统窖式发酵的3天以上缩短至40小时以内，亦比用玉米发酵生产乙醇的时间（55小时）缩短20%；2、乙醇收率高于理论值的94%，而玉米乙醇收率一般为91.5%；3、生产乙醇后的高粱秆48%作为饲料，52%作为乙醇生产所需蒸汽的锅炉燃料，实现了不使用外来化石能源（煤或天然气）；4、回收甜高粱秆中的水分作为乙醇生产工艺用水，没有污水处理问题；5、没有玉米等淀粉原料生产乙醇的蒸煮和糖化过程，节省能量、酶制剂和人工；彻底改善传统固体发酵生产乙醇工艺过程，实现了机械化生产和和自动化控制；6、从10升到5立方米发酵罐，放大500倍没有放大效应。当甜高粱汁液锤度为19%时（高粱秆含糖量约为14.1%），14.2吨甜高粱秆可生产1吨燃料乙醇，即每亩地可生产345公斤燃料乙醇，而甘蔗仅为284公斤/亩（巴西），玉米为276公斤/亩（美国）。利用发酵后的高粱秆渣部分作为锅炉燃料，外来能源仅为电，生产过程能量投入/产出比为1：23；另一部分可作为动物“黄储”饲料，每生产1吨乙醇的秆渣除烧锅炉外，还可饲养10只羊（或1头牛），粪便生产沼气，沼肥又用于种植甜高粱或其他作物。根据5m3发酵罐试验数据核算，燃料乙醇成本仅为3456元/吨，如果工业化规模生产，一般成本还会再降低10-20%。而国内的玉米、木薯乙醇成本约5300-5800元/吨。新能源所还对固体发酵过程进行了数学模拟，填补了传统固体发酵技术研究缺乏基础理论研究的空白，所开发的菌体生长、糖消耗、乙醇合成、发酵过程固体传质/传热数学模型，固体蒸馏模型，均与实验结果相符，掌握了固体发酵过程规律，已经6设计了Φ3×18m固体发酵罐进行工业化试验。已申报8项专利，在国家为生物保存中心保存了3个菌种，发表论文3篇。清华大学开发的ASSF法生产（甜高粱秆）燃料乙醇技术，居国际领先水平。2008年8月19日中国科技部与美国农业部在美国休斯敦签署协议建立“中美生物燃料联合研究中心”，中方中心就设在清华大学，甜高粱乙醇是两国合作的重点内容之一。该技术还可以应用于以甘蔗、甜菜为原料生产乙醇，降低能耗、提高糖利用率、杜绝废水污染，改善现有的榨汁技术。三、国家各计划支持资助情况本课题研究得到国家科技支撑计划项目2007BAD42B00资助，“甜高粱固体发酵制乙醇新工艺及万吨级示范工程”。天津市科技发展计划项目06YFGZSH02700资助，“甜高粱基燃料乙醇制造技术研究”。四、下一步研究设想下一步工作设想有两个：1、尽快实现ASSF生产甜高粱技术的商业化生产；2、继续深入研究固体发酵产乙醇过程的传质、传热规律，运用昀新的基因组学研究手段揭示乙醇菌种CGMCC1949高产基因及生理生态学特性，解析发酵产乙醇菌种功能基因信息，再试尝把这些高产基因转到现有的发酵产乙醇菌种中，提高燃料乙醇生产技术水平。希望得到校外捐款资助进行第2步工作研究。73、生物法联产生物柴油和1,3-丙二醇产业化关键技术化工系刘德华、杜伟生物柴油是以动、植物油脂及废食用油为原料制成的液体燃料。作为可再生的清洁能源，生物柴油已在美国、欧盟、韩国及东南亚很多国家推广使用。生物柴油的开发与使用也已引起了我国政府相关部门及企业的高度重视，被列为国家重点产业发展方向之一。国内外已实现产业化的生物柴油生产工艺主要采用碱或酸催化转酯化的化学工艺。化学法制备生物柴油存在设备投资高、有酸或碱排放、需要大量水洗、能耗较高等缺点。利用环境友好的生物酶法生产生物柴油在近年已倍受人们的重视，但在生物酶法生产生物柴油的传统工艺中，原料甲醇和副产物甘油对酶活性产生严重的抑制而使酶快速失活，这已成为生物酶法工业化生产生物柴油的技术瓶颈。针对传统酶法工艺技术瓶颈，清华大学化工系再生资源与生物能源实验室提出了全新的生产工艺(得到国家“863”计划支持)，可从根本上解除原料甲醇和副产物甘油对脂肪酶活性及稳定性的抑制，酶的使用寿命由传统工艺不到10个反应批次延长至300多个反应批次，