北京未来科技城：助推中国清洁能源利用实现重大技术革新

记者日前走访北京未来科技城发现，在这座能源技术创新的新兴基地，煤改气技术、二氧化碳捕集核心技术、质子交换膜燃料电池等一批“炫科技”正从实验室走向商业应用，助推中国清洁能源利用实现重大技术革新。在煤炭不再是能源、石油也终归被替代的未来，我们定会享受着更加清洁的能源优雅地生活着。

煤炭，将不再傻大黑粗

在北京低碳清洁能源研究所所长卫昶的理念里，煤炭的意义远不止于用作燃料，更是一种重要的工业原料，可以“制成有高附加值和竞争力的材料”。为此，他的团队做了许多相关研发工作。
低碳所的大厅里，有点突兀地摆着两艘皮划艇，很让人好奇。“这两艘小船是用煤作为原料生产出具有特殊性能的交联聚乙烯做成的。”卫昶介绍，这款新型煤基功能材料制成的产品在同等强度下，重量比普通同类产品轻30%左右，而且刚韧平衡性更强，更耐冲击。

在卫昶和他的团队看来，煤是可以被无限“玩坏”的。“比如粉煤灰，是需要处理的固废，从中提取做高分子的填料，用于建材；对于液化残渣，目前被定义为危废，处理成本很高，但从中可提取碳纤维、导热材料等。”

煤气化是清洁使用煤炭的重要渠道，但我国煤种差异大，导致煤转化成燃气需要更高的技术，以前这些技术都被国外垄断。华能清洁能源技术院院长许世森在华能集团启动“绿色煤电”计划，带领研发团队设计了我国首座、世界第六座IGCC电站，同时还研制出了我国第一套燃煤电厂和燃气电厂CO2捕集装置，使得我国在CO2捕集与处理技术方面达到国际先进水平。

许世森告诉记者，燃烧前二氧化碳捕集技术是他们的研究重点，即不进行煤燃烧，而是将煤气化，在煤气燃烧前将二氧化碳捕集出来。“与燃烧后的捕集相比，这种方法的成本要低得多。目前经过装置捕集到的二氧化碳已达到食品级，可充入食品包装袋中用于食品保鲜，以及作为原料生产出爽口的啤酒和碳酸饮料。”

新能源，科技助推活力升级

谈到新能源，有一个绕不开的话题——光伏产业。截至2015年底，我国光伏发电累计装机容量达到约4300万千瓦，超过德国成为全球第一。根据国家能源局提供的规模发展指标，到2020年底，我国太阳能发电装机容量有望达到1.6亿千瓦，年发电量达到1700亿千瓦时。

随着光伏产业爆发式发展，如何并网消纳又成为难题。数据显示，2016年我国西北五省(区)弃光电量70.42亿千瓦时，弃光率19.81%。2016年年底，国家发展改革委发布通知，适当降低光伏电站、陆上风电标杆上网电价。

利润越来越低的光伏发电产业该何去何从？未来科技城的一家技术团队将光伏发电与新能源汽车充电桩“揉在一起”，为这个难题的解决提供了一种可能。位于北京房山区佛子庄乡的光伏充电站示范项目已于2016年7月投入运行。该项目将光伏发电系统和动力锂电池梯次利用与新能源汽车充电站相结合，充分利用风景区优质的光照资源，解决充电站电力供应问题；采用电动车废旧动力电池梯次利用技术降低光/储充电站的建设成本；通过微电网智能协调控制策略，实现双向充放电智能切换、自发自用和余电上网，并利用峰谷电价差等措施降低充电站运营成本，从根本上解决了旅游景区新能源汽车充电问题，拓宽新能源汽车推广范围。

清能院绿色煤电部制氢与燃料电池研究所副所长张瑞云认为，缓解新能源发电的消纳矛盾，关键在于鼓励发展分布式电站，拓展“新能源+”综合利用工程。他的团队正在研发高温熔融碳酸盐燃料电池发电技术，为建立新型分布式清洁电站奠定基础。此前，清能院已自主研发出了可作为通讯基站等场所的质子交换膜燃料电池备用电源系列产品，这款电池以氢为燃料，有望成为下一代新能源车主流动力装置。