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聚焦领域

北京低碳清洁能源研究所(以下简称“低碳所”)致力于清洁能源及相关领域先进技术的开发,并通过技术创新支持神华集团实现世界一流清洁能源供应商的战略目标。目前,低碳所聚焦以下六大技术领域:

煤的清洁转化利用

结合神华集团的产业现状和发展战略,研究方向集中在煤分级炼制、煤气化与煤清洁燃烧。研发技术包括煤清洁转化工艺及核心反应器、气体净化技术、燃烧前后CO2捕集等。

现状
从事煤分级炼制新工艺及核心反应器开发、煤热解半焦制浆及气流床气化技术研发、煤气化喷嘴及炉体结构开发、煤焦油提质工艺开发。

目标
5年内开发出先进的煤分级炼制工艺技术及核心反应器、煤焦油提质技术并完成工业示范。

煤基功能材料

煤基功能材料以煤为基础原材料,在汽车减重、建筑防火保温、环保滤材、新能源材料等领域开发关键技术并推广应用。将为有效、高价值地利用化石能源,降低污染物排放,资源化、材料化利用固废物等方面提供清洁、高效的解决方案,引领材料工业升级换代,促进传统产业转型升级。主要研发方向包括高性能煤基聚合物功能材料、煤液化“清洁”沥青材料、煤基碳材料、粉煤灰基功能材料、粉煤灰提铝等。

现状

目前具体从事可控交联聚乙烯技术的应用开发及商业化工作,车用聚丙烯注塑料以及矿用聚丙烯管材专用料的市场验证;制出高性能路面用改性沥青,维护用乳化沥青,与高稳定性的中间相沥青产品;粉煤灰基功能填料和低碳建材的产品试制,以及市场认证;陶瓷过滤材料的产品开发;与准能共同将酸法粉煤灰提铝技术推向工业化。

目标

5年内完成可控交联聚乙烯技术的滚塑、涂覆、板材挤出和注塑成型工艺,并将其应用领域拓展至二代汽车轻量化及锂电池隔膜等;商业化改性沥青;开发炭材料在导热、电池材料等方面的应用;商业化粉煤灰基功能填料和低碳建材;完成过滤材料产品的试制和市场验证;开发更加清洁环保的粉煤灰提铝技术,进一步提高提铝副产物价值。
氢能及利用

氢气作为清洁的二次能源在交通、分布式发电及可再生能源并网等方面都有巨大发展前景。神华集团作为中国最大的能源供应商,无论从低成本制氢(弃风制氢),还是利用其运输能力输送氢气都有雄厚的产业基础。发展氢能可促成神华集团的产业协同互补,形成一个更加清洁的能源供应体系。低碳所主要研发方向为氢气的运输与储存、优化制氢技术、燃料电池应用开发等。

现状

(1)氢气储存与运输:开发引进液氢相关技术、研发液态有机液体储氢、金属储氢材料应用;(2)氢气制备:各种弃电(弃风、弃水)电解水制氢与分布式能源管理系统、煤制氢气过程优化与小型化;(3)氢气应用:氢气质量对燃料电池影响评估平台与体系、PEMFC与SOFC燃料电池的集成与应用。

目标
5年内完成具有自主知识产权的包括制氢、氢气储运、加注的全产业链示范及兆瓦级燃料电池发电系统示范。
水处理
 
水在采煤、发电、煤化工等工业生产中发挥着重要作用。随着环保法规的日趋严格,水处理的重点是解决工业废水的高效回用与安全处置问题。主要研发方向包括高浓度含盐废水处理技术、煤化工废水零液体排放与分盐结晶技术、电厂脱硫废水处理技术以及矿井水分级处理和分质利用技术等。

现状
目前具体从事高浓度含盐废水处理、煤化工废水零液体排放与分盐结晶等技术研究,开发包括脱盐除硬、高效浓缩、低成本蒸发等系列单元处理技术,形成适合神华集团煤炭、发电与煤化工应用的解决方案。

目标

5年内形成处理高含盐工业废水的零液体排放专有技术与工艺包,完成在煤化工厂和燃煤电厂的中试示范,推动零液体排放技术的商业应用,并逐步建立包括高效脱盐、高效有机物去除、低成本蒸发和结晶盐资源化利用等系列技术,初步形成具有自主知识产权的工业废水处理技术体系。
分布式能源

基于神华集团在清洁能源领域的发展战略,主要研发方向为分布式发电、功率变换、能量管理与控制、储能技术等,以实现充分、高效地利用风能、太阳能及其他分布式能源,形成完整的分布式能源系统产品平台。

现状

低碳所能源操作系统EOS的发电及负荷模块正在进行实验室开发;EOS的储能模块已实现工业示范应用;功率变换(微逆变器)模块已经完成实验室的验证;低碳所储能电池先进电极材料已经完成中试验证,储能电池正在进行实验室开发; 分布式能源管理控制平台正在进行商业推广。

目标

5年内完成以EOS系统、微逆变器为代表的先进技术研发及产品化,并进而实现依托低碳所核心技术的智能主动配电网在大工业用户侧的实际商业化应用;商业化高功率储能电池及液化残渣无定型碳电池材料。
催化技术

低碳所致力于煤基合成气催化转化过程中催化剂(如甲醇合成、水煤气变换、甲醇制烯烃、费托、煤制天然气、煤制乙醇等)、煤分级炼制中煤焦油加氢提质催化剂、以及烟气脱硝催化剂再生等技术与工艺的开发。此外,低碳所拟在页岩气甲烷重整和环境催化领域加大研发力度。

现状
MTO一代催化剂已实现商业化应用,二代技术进入工业推广阶段;铁基费托催化剂进入中试放大阶段;SCR脱硝催化剂回收再生技术正在进行商业推广。

目标

5年内完成水气变换、甲醇合成、煤制乙醇、铁基费托及钴基费托等催化剂的商业化应用。