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聚焦領域

北京低碳清潔能源研究院(以下簡稱“低碳研究院”)致力于清潔能源及相關領域先進技術的開發,并通過技術創新支持國家能源集團實現世界一流清潔能源集團的戰略目標。目前,低碳研究院聚焦以下六大技術領域:

煤的清潔轉化利用

結合國家能源集團的產業現狀和發展戰略,研究方向集中在煤分級煉制、煤氣化與煤清潔燃燒。研發技術包括煤清潔轉化工藝及核心反應器、氣體凈化技術、燃燒前后CO2捕集等。

現狀
從事煤分級煉制新工藝及核心反應器開發、煤熱解半焦制漿及氣流床氣化技術研發、煤氣化噴嘴及爐體結構開發、煤焦油提質工藝開發。

目標
5年內開發出先進的煤分級煉制工藝技術及核心反應器、煤焦油提質技術并完成工業示范。

煤基功能材料

煤基功能材料以煤為基礎原材料,在汽車減重、建筑防火保溫、環保濾材、新能源材料等領域開發關鍵技術并推廣應用。將為有效、高價值地利用化石能源,降低污染物排放,資源化、材料化利用固廢物等方面提供清潔、高效的解決方案,引領材料工業升級換代,促進傳統產業轉型升級。主要研發方向包括高性能煤基聚合物功能材料、煤液化“清潔”瀝青材料、煤基碳材料、粉煤灰基功能材料、粉煤灰提鋁等。

現狀

目前具體從事可控交聯聚乙烯技術的應用開發及商業化工作,車用聚丙烯注塑料以及礦用聚丙烯管材專用料的市場驗證;制出高性能路面用改性瀝青,維護用乳化瀝青,與高穩定性的中間相瀝青產品;粉煤灰基功能填料和低碳建材的產品試制,以及市場認證;陶瓷過濾材料的產品開發;與準能共同將酸法粉煤灰提鋁技術推向工業化。

目標

5年內完成可控交聯聚乙烯技術的滾塑、涂覆、板材擠出和注塑成型工藝,并將其應用領域拓展至二代汽車輕量化及鋰電池隔膜等;商業化改性瀝青;開發炭材料在導熱、電池材料等方面的應用;商業化粉煤灰基功能填料和低碳建材;完成過濾材料產品的試制和市場驗證;開發更加清潔環保的粉煤灰提鋁技術,進一步提高提鋁副產物價值。
氫能及利用

氫氣作為清潔的二次能源在交通、分布式發電及可再生能源并網等方面都有巨大發展前景。國家能源集團作為中國最大能源集團,無論從低成本制氫(棄風制氫),還是利用其運輸能力輸送氫氣都有雄厚的產業基礎。發展氫能可促成國家能源集團的產業協同互補,形成一個更加清潔的能源供應體系。低碳研究院主要研發方向為氫氣的運輸與儲存、優化制氫技術、燃料電池應用開發等。

現狀

(1)氫氣儲存與運輸:開發引進液氫相關技術、研發液態有機液體儲氫、金屬儲氫材料應用;(2)氫氣制備:各種棄電(棄風、棄水)電解水制氫與分布式能源管理系統、煤制氫氣過程優化與小型化;(3)氫氣應用:氫氣質量對燃料電池影響評估平臺與體系、PEMFC與SOFC燃料電池的集成與應用。

目標
5年內完成具有自主知識產權的包括制氫、氫氣儲運、加注的全產業鏈示范及兆瓦級燃料電池發電系統示范。
水處理
 
水在采煤、發電、煤化工等工業生產中發揮著重要作用。隨著環保法規的日趨嚴格,水處理的重點是解決工業廢水的高效回用與安全處置問題。主要研發方向包括高濃度含鹽廢水處理技術、煤化工廢水零液體排放與分鹽結晶技術、電廠脫硫廢水處理技術以及礦井水分級處理和分質利用技術等。

現狀
目前具體從事高濃度含鹽廢水處理、煤化工廢水零液體排放與分鹽結晶等技術研究,開發包括脫鹽除硬、高效濃縮、低成本蒸發等系列單元處理技術,形成適合國家能源集團煤炭、發電與煤化工應用的解決方案。

目標

5年內形成處理高含鹽工業廢水的零液體排放專有技術與工藝包,完成在煤化工廠和燃煤電廠的中試示范,推動零液體排放技術的商業應用,并逐步建立包括高效脫鹽、高效有機物去除、低成本蒸發和結晶鹽資源化利用等系列技術,初步形成具有自主知識產權的工業廢水處理技術體系。
分布式能源

基于國家能源集團在清潔能源領域的發展戰略,主要研發方向為分布式發電、功率變換、能量管理與控制、儲能技術等,以實現充分、高效地利用風能、太陽能及其他分布式能源,形成完整的分布式能源系統產品平臺。

現狀

低碳研究院能源操作系統EOS的發電及負荷模塊正在進行實驗室開發;EOS的儲能模塊已實現工業示范應用;功率變換(微逆變器)模塊已經完成實驗室的驗證;低碳研究院儲能電池先進電極材料已經完成中試驗證,儲能電池正在進行實驗室開發; 分布式能源管理控制平臺正在進行商業推廣。

目標

5年內完成以EOS系統、微逆變器為代表的先進技術研發及產品化,并進而實現依托低碳研究院核心技術的智能主動配電網在大工業用戶側的實際商業化應用;商業化高功率儲能電池及液化殘渣無定型碳電池材料。
催化技術

低碳研究院致力于煤基合成氣催化轉化過程中催化劑(如甲醇合成、水煤氣變換、甲醇制烯烴、費托、煤制天然氣、煤制乙醇等)、煤分級煉制中煤焦油加氫提質催化劑、以及煙氣脫硝催化劑再生等技術與工藝的開發。此外,低碳研究院擬在頁巖氣甲烷重整和環境催化領域加大研發力度。

現狀
MTO一代催化劑已實現商業化應用,二代技術進入工業推廣階段;鐵基費托催化劑進入中試放大階段;SCR脫硝催化劑回收再生技術正在進行商業推廣。

目標

5年內完成水氣變換、甲醇合成、煤制乙醇、鐵基費托及鈷基費托等催化劑的商業化應用。

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