山东能源研究院拟落地重点转化项目汇编.pdf
山东能源研究院拟落地重点转化项目汇编.pdf
附件 1 山东能源研究院 拟落地重点转化项目汇编 二〇二〇年一月 1 目录 化石能源清洁利用 1、复合式低焦油固定床生物质气化技术 ...................... 6 2、离子液体催化合成异辛烷绿色烷基化技术 .................. 8 3、低碳烷烃脱氢技术 ...................................... 9 4、原油直接分级气相毫秒催化裂解制烯烃和芳烃技术 ......... 10 5、低粘度茂金属 PAO 润滑油基础油工业化及应用 ............ 11 6、粉煤燃气型复合循环流化床分级气热解气化技术 ........... 13 7、煤炭清洁高效利用 ..................................... 15 8、燃油超深度脱硫技术 ................................... 18 9、煤炭综合利用技术 ..................................... 20 10、煤粉制备粉状活性焦脱硫及资源化技术 .................. 24 11、煤气化-协同铁还原-铁电联产工艺 ....................... 26 12、煤粉预热低氮燃烧技术与装备研发及产业化 .............. 28 13、低阶粉煤热解技术 .................................... 29 14、高能航天燃料制备技术 ................................ 31 15、煤油共炼生产清洁重质油原料技术 ...................... 33 16、1,3-丁二醇连续式绿色生产新技术 ....................... 35 生物能源 17、生物柴油新型高效“酯化-转酯化”工艺技术 .............. 37 18、农业废弃物生产天然气、有机肥多联产项目 .............. 39 19、生物质自混合下行循环流化床快速热解及其产品高值化利用技术 2 ........................................................ 41 20、生物质气化合成汽油 .................................. 43 21、秸秆全菌糖化生产燃料乙醇 ............................ 45 22、生物质能综合利用 .................................... 46 23、有机固体废弃物清洁供暖 .............................. 49 24、养殖废弃物厌氧发酵制备生物燃气 ...................... 50 先进储能技术 25、高能量密度固态锂电池 ................................ 52 26、锂浆料电池产业化项目 ................................ 53 27、高能量密度移动储能车 ................................ 54 28、适合工业园区的低成本光伏/储能系统 ................... 55 29、区域性光伏/储能云平台 ............................... 56 30、铝基离子电池产品开发 ................................ 57 31、山东肥城压缩空气储能电站项目 ........................ 58 32、玉米胚芽衍生多孔碳负载单原子金属的合成及其在锂硫电池隔膜 领域的应用 .............................................. 59 33、常温常压气相沉积技术提高锂电池正极材料电化学性能和抗老化 能力 .................................................... 61 34、MoO3-TeO2 玻璃高性能锂离子电池负极材料 .............. 63 氢能与燃料电池 35、燃料电池的电极催化剂 ................................ 65 36、氢能储存和利用开发技术 .............................. 67 3 37、核能制氢 ............................................ 69 38、新能源、H2、CO2 与有机材料的耦合链研究 ............... 71 太阳能、地热能等可再生能源 39、温暖和海洋气候光伏系统实证平台 ...................... 72 40、太阳能海水淡化 ...................................... 74 41、大功率 LED 照明系统关键技术 ......................... 75 42、塔式光热发电高温太阳能吸收涂层技术 .................. 77 43、可拆卸式太阳能收集追踪装置 .......................... 78 44、高温热能管理 ........................................ 80 45、地热能勘探调查研究 .................................. 82 46、地热能高效利用及高温热泵节能技术 .................... 83 47、燃气发动机驱动热泵空调（GHP） ...................... 86 新材料、节能环保 48、高效增韧剂及超低温增韧尼龙制备技术 .................. 88 49、生物基聚碳酸酯绿色新工艺 ............................ 89 50、异丁烯清洁生产 MMA 工业技术 ......................... 91 51、聚烯烃功能材料的催化剂技术和催化聚合技术 ............ 92 52、纳米气泡技术 ........................................ 93 53、利用电网谷电-相变储热绿色建筑供暖技术 ................ 94 54、二氧化碳捕集、利用和封存（CCUS）技术及高碳资源规模化利用 解决方案 ................................................ 96 55、干法排渣的 Y 型气流床清洁高效气化技术 ................ 98 4 56、挥发性有机物（VOCs）废气治理核心吸附材料及工艺 ...... 99 57、废旧轮胎热解及液、固产物综合利用技术 ............... 100 58、离子液体法三聚氰胺尾气氨碳分离新技术 ............... 101 59、固废绿色材料技术 ................................... 103 其它 60、浪潮集团工业信息技术 ............................... 106 61、食品危害因子快速检测与溯源云平台建设 ............... 108 62、全自动微流体驱动仪-全自动栓塞微球制备仪 ............. 111 63、大型半潜式波浪能发电养殖网箱 ....................... 113 64、碳纤维复合材料复杂断面长大型材与构件无损检测技术研究 115 5 1、复合式低焦油固定床生物质气化技术 成果提供单位：齐鲁工业大学（山东省科学院） 联系人:司洪宇 电话:0531-82605584， 邮箱:sihy@sderi.cn ➢ 项目简介及应用领域 复合式低焦油固定床生物质气化技术，耦合上下吸气化工艺，兼 具上吸式和下吸式固定床气化炉的优点，在同一个反应器将生物质气 化过程分为干燥热解、燃烧还原和气体重整三个相对独立的部分，通 过调整一、二次风配比控制各反应区温度和反应深度，实现定向气化， 最终得到低焦油优质产品气及生物质炭。 复合式低焦油固定床生物质气化技术具有装置简单、气化效率高 （>80%）、碳转化率高(>95%)、原料适应性广、所产燃气焦油低等特 点，从根本上克服了以往生物质气化技术存在的焦油含量高的难点问 题。该技术提出的高挥发性物质的深度气化方法，不仅可以用于生物 质原料，还可以使用烟煤、褐煤、泥煤及其它有机固体废弃物原料。 同时，可以通过改变气化剂的组成和比例，合理控制炉内各反应区的 温度，实现定向气化，生产高品质的合成气。 目前该技术已取得国家发明专利两项，并以专利许可、合作开发 等形式与多家企业合作进行了成果转化与推广工作。以该技术为核心， 已于 2017 获得山东省科技进步二等奖。 复合式低焦油固定床生物质气化技术的工业化推广主要有三个 方面： （1）用于新建生物质能或与其他能源结合的气化、炭化、发电、 6 供热、供冷等分布式多能联供系统。 （2）对现有火电及供热机组进行燃煤替代改造、燃煤耦合发电等 项目。 （3）使用富氧或纯氧气体生产高附加值合成气，并进一步加工合 成制备生物燃料。 ➢ 合作方式 技术许可 ➢ 投资规模 原料消耗量 2 万吨/年复合式低焦油固定床生物质气化装置，界 区内投资<300 万元。 7 2、离子液体催化合成异辛烷绿色烷基化技术 成果提供单位：中国科学院过程工程研究所 联系人：王红岩 电话：010-82544875 ，邮箱：hywang@ipe.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 烷基化是碳四深加工的重要工艺之一，其产品烷基化油(异辛烷) 是理想的汽油调和组分。中科院过程工程研究所在浓硫酸生产异辛烷 技术的基础上，基于氢键促进反应和界面调控原理的基础研究成果， 设计开发了具有促进氢转移和稳定酸强度双重功能的新型离子液体/ 硫酸协同催化体系，通过定向设计合成及催化剂筛选，确定了高性能 离子液体催化剂，并实现了规模化生产。通过离子液体烷基化实验工 艺的研究，结合工艺模拟完成离子液体催化生产异辛烷工业装置的设 计、建设和运行。新工艺较传统浓硫酸工艺酸耗降低 50%，能耗降低 10%。申请发明专利 16 项，其中获授权 6 项。2015 年 3 月通过了中 国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定，与会专家一致认为该 技术属于“国内外首创”，“关键技术指标达到国际领先水平”。 离子液体协同催化生产异辛烷绿色新技术，通过催化剂的设计， 有效抑制了酸溶油的生成，大幅度降低了硫酸的消耗。该技术原料适 用性强、环境友好、节能减排和社会经济效益显著，且可在现有浓硫 酸法异辛烷装置升级改造的基础上实现，具有良好的推广应用前景。 ➢ 合作方式：技术转让或许可使用。 ➢ 投资规模：万吨级碳四烷基化工业装置。 8 3、低碳烷烃脱氢技术 成果提供单位：中国科学院兰州化学物理研究所 联系人：丑凌军 电话：0931-4968066，13119300720 邮箱：ljchou@licp.cas.cn ➢ 项目简介 油田伴生气和液化石油气富含大量低碳烷烃，其脱氢制取低碳烯 烃是低碳烯烃来源的重要补充。中科院兰州化物所以流化床脱氢技术 为突破，与合作企业（工程公司）完成了 10 吨异丁烷脱氢和 30 万吨 丙烷脱氢工艺包编制，在山东和广西已成功推广示范了两套异丁烷脱 氢工业应用。 9 4、原油直接分级气相毫秒催化裂解制烯烃和芳烃技术 成果提供单位：中国石油大学（华东） 联系人：田原宇 电话：13356871891 邮箱：tianyy1008@126.com ➢ 项目简介 随着汽车电动化进程加速，石油炼制由燃油型向化工型转型迫在 眉睫，将原油直接转化为轻质烯烃和芳烃等化学品是当前世界炼油行 业关注的热点，也是亟待突破的最具挑战性课题。 原油直接分级气相毫秒催化热解制烯烃和芳烃技术是通过原油 下行床碱性催化热解预处理最大化生产油气，高温油汽直接进行下行 床酸碱择形催化裂解制烯烃和低碳芳烃，充分利用了热解油气余热， 克服液相反应的“笼蔽效应”，降低热质传递对催化裂解的影响，从 而大幅度提高烯烃选择性和收率、减少生焦量和加工能耗。利用石大 昌盛油，与 FCC 催化裂化相比，丙烯收率提高了 2.7 倍，丁烯收率 提高了 2.1 倍，C2-C4 总烯烃收率提高了 2.5 倍。 技术优势： ❖ 无需原油电脱盐和加氢预处理 ❖ 原油碱性毫秒催化热解预处理最大化获取油气、脱除金属和沥青质 ❖ 高温油汽直接气相酸碱择型催化裂解最大化获取目标烯烃和芳烃 ❖ 破除催化裂解过程的液相“笼蔽效应”，大幅度提高烯烃收率和选 择性 10 5、低粘度茂金属 PAO 润滑油基础油工业化及应用 成果提供单位：中国科学院上海高等研究院 联系人： 电话： ➢ 项目简介 合成型 PAO 基础油是生产高档润滑油脂的重要原料，是实现高 端装备有效润滑的关键材料。国外 PAO 基础油已发展 30 多年，目前 全球产能约为 80 万吨，其中 90%掌握在以美孚、雪佛龙和英力士为 代表的美国大石油公司。我国润滑油年消费量超过 650 万吨，已成为 全球最大的润滑油市场，但 PAO 基础油的研究起步较晚，技术水平 与国外存在着巨大差距，仍然依赖于进口。 中科院上海高等研究院先进润滑材料实验室经过 5 年攻关，在国 际上首先取得了茂金属低粘度 PAO 基础油的关键制备技术突破，已 与山西潞安集团合作完成 3000 吨/年工业化示范装置的建设，中试生 产试验正在顺利进行。 本项目所开发的 PAO 4、6、8 和 PAO10 等低粘度合成基础油， 具有突出的热稳定性、粘温性能、低温流动性和氧化安定性等优异特 征，其关键性能完全达到甚至高于美孚、雪佛龙等外国公司同类产品 的技术指标，可用于开发长寿命、高性能、高级别的润滑油产品，为 机器设备提供润滑、减摩和抗磨损等多方面的保护，尤其是有助于满 足苛刻工况下（如高寒/炎热、海洋沙漠、高空高负荷等）机械设备 的润滑养护需求。中科院上海高等研究院已与青岛康普顿科技股份有 11 限公司公司签订框架合作协议，将重点开展 PAO 基础油在发动机润 滑油、工业润滑油领域的应用与推广。 12 6、粉煤燃气型复合循环流化床分级气热解气化技术 成果提供单位：中国石油大学（华东） 联系人：田原宇 电话：13356871891 邮箱：tianyy1008@126.com ➢ 项目简介 粉煤燃气型复合循环流化床分级热解气化技术是将梯级湍流床、 脉冲提升管流化床和气流床耦合形成的复合流化床气化技术，在气化 炉中煤的临氢快速裂解、煤焦油加氢裂解和半焦分级气化三个过程依 次逐级进行，半焦颗粒按粒度（气化活性）分级气化，使煤中挥发分 最大化的转化为甲烷和 C2、C3 等低分子烃且消除焦油，从而实现煤 低成本高效清转化和气体热值最大化。技术优势：①适用于中低阶煤， 包含褐煤和中高挥发分烟煤的气化；②具有流化床备料进料的宽要求， 气流床气化的优异效果；③燃气富含甲烷，无焦油无含酚废水，热值 满足未来 50 年的工业燃气要求（绝热火焰温度大于 1400℃） ；④余 热热解与半焦分级气化相结合， 800℃左右的炉出口温度，氧耗低； ⑤干法排渣（含碳小于 2%），消除飞灰，碳转化率高，无含盐废水。 应用领域: 涉及煤化工，适合于工业燃气、IGCC 发电和煤制天 然气。 已经完成 500kg/h 煤的分级热解气化工业中试，并在内蒙古赤峰 建成了 20 万吨/年的工业示范装置。未来，用作燃料的煤占产量的 85% 以上，随做 PM2.5 环保要求的提高，工业燃气、家用合成天然气、IGCC 和高温燃料电池发电将成为必然的趋势，富含甲烷的燃气型煤气化需 求大大增加，约占未来煤气化的 80%以上，推广前景十分广阔。 13 职称：教授/博导 主要研究方向：能源与环境化工 联系电话：13356871891 电子邮箱：tianyy1008@126.com 赤峰褐煤 CPG 分级气化工业示范装置 实验室 300kg/h 分级热解气化工业示范装置 14 7、煤炭清洁高效利用 成果提供单位：山东科技大学 联系人：吕宪俊 电话： 13589338102 ➢ 项目简介 山东科技大学煤炭清洁高效利用实验室结合我国煤炭综合利用 的现状和发展趋势，立足山东省资源与能源开发利用的需要，积极开 展相关的基础研究、催化剂、新工艺、新设备开发，同时加强成果转 化和高层次人才的培养。在煤炭清洁燃烧及污染物控制、煤的热转化 基础及分级分质利用、碳一化工及相关催化剂技术等研究方向形成了 明显的特色和优势，从煤炭综合利用的源头、过程和终端三废排放已 拥有一批代表性的科研成果，在国内外具有一定的影响。 近年来的标志性成果： 1.循环流化床清洁煤燃烧技术。建立了独立知识产权的循环床锅 炉设计体系，完成了超临界循环流化床的关键科学及技术问题，取得 了多项专利技术， “600MW 超临界循环流化床锅炉技术开发、研制与 工程示范” 获国家科技进步一等奖，2017 年产值 16 亿元，2018 年前 五个月订货 20 亿元以上； 2. 劣质煤综合利用技术。已完成多项省部级科研项目和取得了 多项科技成果和专利技术，其中“富含腐植酸的劣质煤梯级综合利用 技术及其应用”获国家科技进步二等奖，近三年成果转让创效益达到 3 亿元以上； 3. 高效反应分离设备技术。 “基于相界面调控的大型化、高效立 15 体复合塔板的研制与工业应用”获教育部科技进步二等奖，成果现被 多家企业采用，年增净利润已超过 5.6 亿元； 4. 年轻煤循环流化床快速热解提质工艺与配套设备，解决了目 前年轻煤热解传热、油中含灰、含酚污水处理等难题。高挥发分煤自 混合下行循环流化床快速热解技术已完成 3000 吨/年的中试，解决了 高挥发分煤快速热解过程中的若干技术瓶颈问题。50 万吨/年长焰煤 快速热解示范装置正在进行建设。 5. 将流化床和气流床气化技术有机结合，开发的燃气型粉煤循 环流化床分级热解气化工艺与配套设备，解决了燃气型气化含酚水难 处理、流化床气化上吐下泻、气流床气化能耗偏高等难题，合成气富 含甲烷，不含焦油、不产生酚水污染，为煤制天然气和工业燃气、IGCC 以及高温燃料电池发电提供了适宜的煤气化技术。其中“超细颗粒在 外场强化流化床内的流化和混沌特性”获得 2018 年中国颗粒学会自 然科学奖二等奖，2019 年获得山东省自然科学奖三等奖。 6. 煤炭热解/燃烧耦合的分级转化工艺，利用循环流化床锅炉的 高温循环热灰作为载热体使煤发生热解，产生焦油和煤气，热解后的 半焦作为锅炉燃料送入炉内燃烧以生产蒸汽，用来发电和供热。在褐 煤提质及高挥发分煤热解领域，可根据煤种特性及产品要求灵活设计。 该工艺路线投资小、热效率高、降低锅炉脱硫负荷三分之一以上，技 术成果已进入工业示范阶段。 在现有研究的基础上，煤炭清洁高效利用拟在以下三个方面展开 研究： 16 （1）煤热解、气化、直接液化等方面的应用基础研究，深化对煤 组成结构及其与反应性的关系、煤中污染元素的赋存和变迁规律的认 识，开发和验证煤转化的新工艺和新过程。重点研究方向主要包括煤 热解过程的基础研究及工艺开发、煤组成结构及反应性和煤焦油的催 化转化及分离等。 （2）研究煤经气化合成优质油品、含氧燃料和添加剂的新技术、 新工艺，开发相应的高效催化剂，研究反应器和工艺过程放大方面的 基础和技术问题。重点研究方向主要包括甲烷化催化剂及工艺、合成 气变换催化剂及工艺、含氧化学品合成催化剂及工艺技术和煤化工过 程中的高效分离技术及装备。 （3）煤中污染物的源头脱除、燃煤烟气中多种污染物的脱除、 固体有机废物的资源化及与煤的共处理、形成高效、廉价、集成的污 染物脱除技术，以及相关的高效、绿色催化过程。重点研究方向主要 包括在煤气/烟气多种污染物脱除（硫、硝、汞、氯等）及相关工艺、 煤化工 VOCs 消除技术及相关材料、煤化工固体有机废弃物资源化及 协同处理和煤基功能碳材料及煤基多孔材料。 ➢ 合作方式 项目合作、校企业合作。 17 8、燃油超深度脱硫技术 成果提供单位：中国科学院大连化学物理研究所 ➢ 项目简介 一、汽油超深度催化吸附脱硫组合技术 该技术基于具有超高脱硫活性和选择性的催化吸附剂，在高温临 氢条件下实现对汽油的超深度脱硫，同时避免原料中不饱和烃的损失， 实现高辛烷值低硫清洁汽油等产品的生产。该技术通过了中国石油和 化学工业联合会组织的成果鉴定，具有自主知识产权，为国际首创， 整体技术处于国际同类技术的领先水平。目前已在山东恒源石油化工 股份有限公司（40万吨/年）和牡丹江首控石油化工有限公司（20万吨 /年）完成两套工业示范应用。工业示范结果表明：技术可靠，装置 运行平稳，汽油产品硫含量<10 ppm，辛烷值损失<0.5个单位，精制 汽油液体收率≥99.7%，各项指标均满足国V/VI汽油质量标准。 二、汽油选择性加氢脱硫技术 该技术基于具有较高脱硫活性、低加氢活性以及高选择性汽油选 择性加氢脱硫催化剂。该催化剂使用现有的加氢工艺操作条件，将全 馏分FCC汽油中的硫含量降至10 ppm以下，辛烷值损失不大于2个单 位。该技术适用于全馏分FCC汽油或重组分汽油的超深度脱硫处理， 能够生产满足国V/VI汽油硫含量指标要求的清洁汽油，具有脱硫深 度高、选择性好、辛烷值损失低等优点。 18 山东恒源石油化工股份有限公司—40 万吨/年重汽油深度脱硫产品升级装置 牡丹江首控石油化工股份有限公司—20 万吨/年催化汽油升级改造装置 19 9、煤炭综合利用技术 成果提供单位：兖矿集团 联系人：李智 电话：15854678417 ➢ 项目简介 一、煤炭气化技术 兖矿集团拥有多项先进的大型煤气化技术，目前已许可授权超 160 台套，专利许可收益超 10 亿元。全球首套的单台日投煤量 4000 吨气化炉于 10 月 30 日投入运行。兖矿集团是我国唯一同时掌握水煤 浆气化和粉煤气化两种气化技术的企业。 参考图片 气化工艺流程简图 国内首套 2000 吨 国内首套 1000 吨年四喷嘴水煤浆气化炉 国内首套 3000 吨 国内首套 4000 吨 二、费托合成技术 兖矿集团攻克铁基催化剂、低温费托合成和高温费托合成“三大 技术” ，建成国内首套百万吨级低温费托合成国家示范项目，创造了 20 费托合成项目建设的多项第一，成果荣获 2017 年中国煤炭工业科技 进步特等奖。 兖矿集团“高温费托合成关键技术与成套技术工业示范”和“高 温费托合成催化剂开发研究与工业应用”项目取得关键突破，建成 10 万吨/年高温费托合成工业示范装置、1500 吨/年高温费托合成催化剂 工业化装置。2019 年 4 月，两项成果通过中煤协会技术鉴定，整体技 术达到国际领先，为煤制高端化学品大规模产业化奠定基础。兖矿集 团是我国唯一同时掌握低温费托合成与高温费托合成技术的企业。 110 万吨年低温费托合成示范工程 10 万吨年高温费托合成中试装置 三、洁净煤技术 兖矿“蓝天工程” 聚焦燃煤锅炉超低排放、小区域清洁供热、 居民生活采暖“三大领域”，突破多项关键技术，研发出独特的洁净 煤生产工艺，开发出洁净型煤、复合添加剂、节能环保炉具等产品， 得到国家环保部的认可。“民用燃煤清洁取暖关键技术”达到国际领 先水平。居民清洁供暖炉具和小区域集中清洁供暖炉具热效率分别达 到 70%、80%以上；与普通散煤燃烧相比，烟尘、NOx、SO2 排放分 别降低 90%、35%-50%、60%-95%，在河北省承德市、山东省济宁市 推广 2 万户，安全环保和经济节能优势突出。 21 参考图片 洁净型煤 高效复合添加剂 环保解耦炉具及全自动化生产线 小区域供暖炉具 高效低氮工业煤粉锅炉 高效低氮循环流化床锅炉 洁净煤炉+多能互补 四、超洁净煤技术 兖煤澳洲设有“澳大利亚超洁净煤技术研发中心” ，拥有国际先 22 进的超洁净煤（UCC）加工技术，在澳大利亚、日本、中国等 12 个国 家获得了专利授权。 兖煤澳洲现已完成了年产 2000 吨规模 UCC 中 试研究工作，成功完成微粉化超洁净煤燃液（UCC-MRC 燃液）在试 验用柴油发动机 100 小时运行测试。 兖矿集团将国际先进的 UCC 及 UCC-MRC 燃液加工技术引入国 内，已完成针对国内五种煤炭的 UCC 加工技术及 UCC-MRC 燃液技 术开发，并形成 3 万吨/年工艺软件包。 UCC-MRC 燃液 2000 吨级 UCC 中试装置 UCC-MRC 燃液在发动机测试 五、煤气化发电与甲醇多联产技术 兖矿建成我国第一套年产 24 万吨甲醇、80MW 级发电的煤气化 发电多联产示范装置，首次实现高效煤气化发电与甲醇多联产系统商 业化运行。该项目为国家 863 计划，分别获得国家科技进步二等奖， 中国石油和化学工业协会科技进步一等奖。 参考图片 煤气化发电与甲醇联多产装置 证书 23 10、煤粉制备粉状活性焦脱硫及资源化技术 成果提供单位：山东大学 联系人：马春元 电话：18006361369 ➢ 项目简介 煤电是主要的电力来源，为了控制污染物排放，我国超过 92%燃 煤发电厂采用烟气石灰石石膏湿法脱硫。由此造成大量石灰石山体破 坏，如图 1。同时，我国硫资源不匹配，70%依靠进口，如图 2。 3000 SO2 减排量 2000 硫磺进口量 单位（万吨） 1000 0 2001 2004 2007 2010 2013 2016 图 1 石灰石山体因脱硫破坏 图 2 我国硫磺消耗与进口情况 山东大学提出了“粉煤制备粉焦、吸附脱硫、解析炭还原硫磺资 源化工艺”，如图 3。利用燃料煤，作为活性焦原料，原位制备高性能 粉焦，硫、氮多污染物高效脱除，副产二氧化硫或硫磺。该工艺是污 染治理与资源匹配的最佳途径，是未来烟气脱硫的替代工艺。项目获 得国家重大研发计划的支持（SQ2017YFGX050110） 24 图 3 煤粉制备粉状活性焦脱硫及资源化技术工艺 25 11、煤气化-协同铁还原-铁电联产工艺 成果提供单位：山东大学 联系人：马春元 电话：18006361369 ➢ 项目简介 钢铁行业的技术升级换代必须要与煤炭的高效清洁利用协同 传统炼铁工序复杂（炼焦、烧结、球团、高炉等）带来煤炭的能源 利用率低下和多污染源控制困难等问题； 各种炼铁新技术也均从“铁”的角度从发，通常以牺牲“煤”来换 取“铁”的良好效益，结果导致煤耗难以控制，煤炭的高效清洁 利用难以兼顾； 开发与煤炭清洁利用协同的无焦化和烧结（球团）的短流程炼铁 技术，在煤炭气化同时协同铁还原； 煤气能源化利用，保证煤炭的高能源利用率；多工序多源排放缩 减为单一污染源，降低煤炭利用污染物控制成本；缩减炼铁工艺， 大幅降低炼铁投资。是钢铁和煤炭领域的革命性技术。 铁还原后的热煤气，送到电厂锅炉发电，实现能源质的梯级利用； 铁电联产，只有一个电厂锅炉烟气污染排放口，治理成本低。并 且实现了炼铁过程无污染排放。 26 一套发电系 / 一 套 炼 铁 煤 气 系 统 借用锅炉技术原料适应广、容 量大 一套环保系 图 1 煤气化+协同铁还原+铁电联产工艺 27 12、煤粉预热低氮燃烧技术与装备研发及产业化 成果提供单位：中国科学院工程热物理研究所 ➢ 项目简介 燃煤工业锅炉是重要的热能动力设备，量大面广、平均容量小， 但运行效率不高，污染排放严重，已成为我国大气主要污染源之一， 其中 NOx 是锅炉排放控制瓶颈，也是雾霾的主要成因。国家发布多 项政策要求推广应用高效节能环保型锅炉。2018 年研究所与兖矿集团 共同成立产业化公司，推进煤粉预热低氮燃烧工业锅炉技术产业化应 用。 技术优势：煤粉预热燃烧工业锅炉技术是研究所从 2004 年开始 研发的一项变革性的煤粉燃烧技术，突破了传统技术对煤种的限制， 实现了可高效燃烧全部煤种、甚至半焦、残炭等超低挥发分燃料；同 时大幅降低氮氧化物排放，可实现锅炉氮氧化物原始排放直接达标。 该技术一举解决了长期困扰工业锅炉用户的煤种适应性差、燃烧效率 低和污染物排放高三大难题，可显著降低锅炉运行成本。 ➢ 市场分析 2016 年我国共有 65t/h 及以下的燃煤工业锅炉约 49 万台，总规 模约 450 万蒸吨/时，其中相当部分锅炉急需进行升级改造，市场容 量十分可观。 28 13、低阶粉煤热解技术 成果提供单位：中国科学院青岛生物能源与过程研究所 联系人：周剑伟 电话：0532-80662796 邮箱：zhoujw@qibebt.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 研发的新型煤热解炉(ZKL)主要移植成熟工业化焦化炉的经验和 借鉴其优点，并吸收高温焦化与兰碳炉成熟工业经验，将高温焦化炉 的高温冶金焦薄层热解和中温焦化兰炭炉直立式连续出焦结合起来， 从而提出适用于廉价粉煤的 ZKL 钢结构新型热解技术构思。其技术 原理：一是 450-600℃温度是最大量获得高品质焦油和高热值煤气的 最佳温度区间；二是发挥低阶煤具有较大焦油含量和挥发分的煤种， 通过间接传热的薄层热解工艺，最大量生产焦油和高有效成分煤气。 针对现有技术难以解决的问题，ZKL 技术原理及创新在于： （1）单炉产量和出力问题解决，保证煤层受热均匀； （2）利用干燥-热解两段耦合工艺技术，不仅解决传统外热式热 解炉产量低的问题，也在工艺上简化了操作。 （3）解决煤气含尘较多问题及煤层透气性问题，保证装置的平 稳运行。 （4）解决炭化室温度分布不均问题，根据煤种不同和产品需求 不同，既满足实际生产需求，又能保证炭化室内温度分布均匀。 ➢ 合作方式 技术转让、合作开发 ➢ 投资规模 29 以 200 万吨/年煤规模小粒煤外热式直立炉热解工业示范装置为 例预估总投资 3.5 亿元，净利润 17680 万元，税前财务内部收益率为 34.34%，税后财务内部收益率为 27.84%，税前投资回收期（含建设期） 为 4.56 年，税后投资回收期（含建设期）为 5.12 年。 30 14、高能航天燃料制备技术 成果提供单位：中国科学院青岛生物能源与过程研究所 联系人：周剑伟 电话：0532-80662796 邮箱：zhoujw@qibebt.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 高能航天燃料是一类具有较高体积热值和密度的火箭煤油，在有 限的装填量下可以使火箭、导弹等飞行器获得更大的推力、达到更远 的航程。我国现有高能燃料的生产技术基本参照美国导弹专用高能燃 料 JP-10 生产技术，工艺繁复、操作成本高。鉴于此，本项目以煤焦 化过程产生的蒽油为原料，提出了有别于现有生产工艺的高能航天燃 料生产技术，在获得与 JP-10 性能相当的燃料产品的同时，产品价格 控制在 JP-10 的 1/3。针对现有技术难以解决的问题，本技术原理及 创新在于： （1）原料利用率高、固态催化剂工业化过程对环境友好、操作 可靠、产品品质稳定、生产运行周期长等优势； （2）使用的固态催化剂性能稳定，不会对设备造成腐蚀，同时 避免在生产过程中产生难以处理的酸性废水； （3）生产工艺技术成熟、生产过程稳定可控，可以实现 10 万吨 级以上规模的连续化生产； （4）原料成本和操作成本低，生产工艺灵活，可以在生产不同 性能的燃料产品的同时有效降低成本。 ➢ 合作方式 技术转让、合作开发 31 ➢ 投资规模 以 1 万吨/年蒽油生产高能航天燃料工业示范装置为例预估总投 资 5 亿元，项目达产后年产值 2.5 亿，净利润 10000 万元，税前财务 内部收益率为 30.5%，税后财务内部收益率为 24.0%，税前投资回收 期（含建设期）为 4.5 年，税后投资回收期（含建设期）为 5 年。 32 15、煤油共炼生产清洁重质油原料技术 成果提供单位：中国科学院青岛生物能源与过程研究所 联系人：周剑伟 电话：0532-80662796 邮箱：zhoujw@qibebt.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 随着世界石油资源重质化、劣质化程度加剧，以及我国石油资源 匮乏、煤炭为主要能源的情况下，实现重质油和煤炭资源的高效、清 洁利用是能源领域亟待解决的重要问题。煤油共炼技术是利用悬浮床 加氢技术将煤液化和重质油原料的轻质化有机地结合起来，用于生产 轻质油品，同时为下游催化裂化和加氢过程提供合格的原料。反应过 程中利用煤与重质油之间的协同效应，实现原料的高效转化和产品的 高质量生产。针对现有技术难以解决的问题，本技术原理及创新在于： （1）原料利用率高，煤和重质油的转化率超过 90%，高于煤直 接液化和重质油加氢裂化工艺； （2）分子态油溶性加氢催化剂活性高、操作可靠、产品品质稳 定、生产运行周期长； （3）生产效率高，煤和重质油原料可以同时进行处理，免去了 煤直接液化过程中大量轻质馏分油作为溶剂再循环的处理； （4）原料成本和操作成本低，生产工艺灵活，可以在生产不同 性能的燃料产品的同时有效降低成本。 ➢ 合作方式 技术转让、合作开发 ➢ 投资规模 33 以 1 万吨/年煤油共炼生产清洁重质油原料工业示范装置为例预 估总投资 5 亿元，项目达产后年产值 2.0 亿，净利润 4000 万元，税前 财务内部收益率为 20%，税后财务内部收益率为 14.0%，税前投资回 收期（含建设期）为 5 年，税后投资回收期（含建设期）为 5 年。 34 16、1,3-丁二醇连续式绿色生产新技术 成果提供单位：中国科学院青岛生物能源与过程研究所 联系人：周剑伟 电话：0532-80662796 邮箱：zhoujw@qibebt.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 目前 1,3-丁二醇工业生产方法主要是以乙醛为原料，先以 NaOH 等水溶性液体碱为催化剂，在水溶液中经自身缩合反应生成 3-羟基丁 醛；然后再以雷尼镍（Raney Ni）等为催化剂，加氢而生成 1,3-丁二 醇。两步反应都在反应釜中完成。NaOH 具有腐蚀性，并且无法循环 使用，在第一步乙醛缩合反应完成后需要使用醋酸等淬灭反应，会生 成含盐废水；雷尼镍催化剂虽然在加氢反应中性质稳定，经过过滤或 离心分离之后可以循环使用，但在釜式反应器中由于和搅拌桨不断的 碰撞磨损，会使雷尼镍粒径变小，导致分离困难，在使用中也需要补 加催化剂。 新工艺采用固定床连续式反应来制备 1,3-丁二醇。第一步乙醛缩 合反应采用特有的高稳定性固体碱催化剂，无腐蚀性，并且反应物料 流出装有固体碱的固定床反应器后，反应即停止，无需再用酸淬灭反 应，反应物料中也没有水溶性的盐等废物生成；第二步加氢反应也采 用固定床反应器，催化剂固定装填在反应器中，避免了催化剂的磨损。 采用固定床连续式反应与采用反应釜的工艺相比，在操作方面也更容 易实现自动化控制、降低操作成本。 ➢ 性能指标 主要技术指标如下： 35 （1） 缩合反应步骤中乙醛的单程转化率高于 50%，3-羟基丁醛 选择性高于 90%，副产物主要是丁烯醛； （2） 加氢反应步骤中加氢产物收率高于 95%； （3） 固体碱催化剂和加氢催化剂寿命均高于 4000 小时。 相比于目前的生产工艺，该项新技术的特点主要体现在： （1） 反应体系绿色； （2） 连续式生产工艺； （3） 目标产品选择性高。 ➢ 合作方式 技术转让、授权许可 ➢ 投资规模 年产 1000 吨 1,3-丁二醇项目投资约 1 亿元 36 17、生物柴油新型高效“酯化-转酯化”工艺技术 成果提供单位：中国科学院青岛生物能源与过程研究所 联系人：周剑伟 电话：0532-80662796 邮箱：zhoujw@qibebt.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 该项目以地沟油等废弃油脂及其他植物油为原料进行生物柴油 生产，具有工艺简捷，运行稳定，产品优良等特点。特别对于地沟油 等废弃油脂，一方面实现其资源化利用，减缓地沟油等对环境及人体 健康的危害，另一方面可以大大降低生物柴油的生产成本，促进生物 柴油工业的发展。 高温甘油酯化反应使油脂原料中游离脂肪酸与甘油反应生成相 应的甘油酯混合物，与传统的酯化脱酸工艺相比其技术优势及创新点 主要在于： （1）无催化剂使用，省去了酯化反应后催化剂分离的操作，直接 可进行碱催化转酯化反应操作，简化了流程。 （2）高温条件下酯化副产物水迅速从反应体系中脱离，促进了平 衡的右相移动，可使原料酸值降低到极低的水平，有利于后续碱 催化转酯化反应的进行。 （3）酯化产物单一，均为甘油酯混合物（传统工艺为甘油酯和甲 酯混合物），后续碱催化转酯化反应参数易于控制选择。 ➢ 性能指标 生产的生物柴油品质优良、性能稳定，符合相关国家标准。 ➢ 合作方式 37 技术转让、技术入股、合作开发 ➢ 投资规模 以建设年产 20000 吨生物柴油项目为例，总体规划需占地面积 20 亩，厂房建设 3000 平方米，以单层框架结构为主。设备采购、生产线 组建及其他辅助部分耗资预算 450 万左右，原料采购年耗资预算在 9430 万左右（甘油及甲醇回收损耗 10%）。设备投入主要用于生物柴 油的制造，包括废弃油脂预处理单元、预甘油转化单元、转脂化单元、 甘油提取单元。投资资金主要用于厂房搭建、设备建造和原料购买。 生物柴油制造项目建成后，以 20000 吨规模计年产值可达到 1.5 亿元 以上，创税 1000 万元以上。 38 18、农业废弃物生产天然气、有机肥多联产项目 成果提供单位：中国科学院青岛生物能源与过程研究所 联系人：周剑伟 电话：0532-80662796 邮箱：zhoujw@qibebt.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 本项目以秸秆、粪便等有机废弃物为主原料，采用大型工业化厌 氧发酵技术和高温碳化技术，废弃物利用过程全封闭，具有环保效益 好、资源转化率高等特点。在处理有机废弃物的同时，可生产绿色清 洁能源、高品质炭基生物有机肥和液态有机肥。 厌氧发酵获得的沼气经过净化处理，可以获得完全符合国家二类 天然气标准（或车用压缩天然气标准）的生物天然气，用于交通、工 业、居民生活等行业。厌氧发酵获得的沼气也可以发电上网，年稳定 发电小时数>8000 小时。 联产的炭基生物有机肥是一种包含生物炭-腐熟有机质-复合微生 物的新型有机肥料，具有改良土壤结构、提高土壤有机质含量、提高 土壤微生物种群密度、改善土壤酸碱和离子平衡、促进作物根系生长、 减少矿质营养元素（氮磷钾以及中量和微量元素）流失、改善肥料缓 释作用、提高利用率等效果。 ➢ 合作方式 技术服务、工程总包 ➢ 投资规模 以建设年产天然气 666 万 m³（或 2666 万 KWh）为例，每年处理 秸秆 7 万吨，禽畜粪便 4-5 万吨，年产有机肥 5 万吨，增加税收 400 39 万，为农民或其它行业节支增收 4000 万（原料收集、肥料销售、有机 生态农业、种植和养殖废物处理等），节能 1.2 万吨标煤，减排 14 万 吨二氧化碳。项目总投资 0.8-1 亿元 40 19、生物质自混合下行循环流化床快速热解及其产品高值 化利用技术 成果提供单位：中国石油大学（华东） 联系人：田原宇 电话：13356871891 邮箱：tianyy1008@126.com ➢ 项目简介 将农林废弃物通过自混合下行循环流化床快速热解最大化转化 为生物质热解液体，副产生物半焦、燃气和硅钾肥，成功解决了国内 外生物质热解普遍存在的液收低、油中带灰、油气结焦堵塞、生物油 加热自聚、载体因钾结焦死床等十大工程化共性难题，在国内外首次 实现了下行循环流化床技术的工业应用。目前国际上万吨级各类生物 质热解工业运行装置不到 10 套。其中本技术 5 套，并建成世界上单 套最大规模的 20 万吨/年装置（国外最大规模为 3.6 万吨/年），处 于国际领跑地位。 在国内外首次发现生物质快速热解液体为高活性高纯度腐植酸 （≥96%），活性组分比土壤腐植酸高 3 倍以上，成本仅为矿源腐植酸 的 1/5。将其调控制备环境材料，用于重金属污染土壤、沙化土壤、 盐碱地等土壤修复及白色污染治理、烟气脱硝等，并完成应用示范。 鉴于本成果在土壤修复中的显著成效，2019 年 5 月，中国石油大学 （华东）成为首家与农业农村部耕地质量保护中心“净土行动” 签 订战略合作的高校。 已与山东泰然新能源公司、北京澳佳生态肥业有限公司、山东创 新腐植酸有限公司等合作进行转化推广，仅 4 家典型用户近三年新增 41 产值 4.27 亿元、利税 6670 万元、增收节支 27.8 亿元。该技术破解 了土壤低成本绿色修复难题和生物质规模化清洁高效高值利用瓶颈。 20 万吨/年生物质快速热解液化工业示范装置 重 轻油 木 油 半焦 干气 硅钾肥 42 20、生物质气化合成汽油 成果提供单位：中国科学院青岛生物能源与过程研究所 联系人：周剑伟 电话：0532-80662796 邮箱：zhoujw@qibebt.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 本技术属于以煤炭或生物质为原料生产清洁汽油的高效能源转 化技术，是一种将生物质或低品质煤气化经二甲醚转化为高品质汽柴 油的新工艺路线。此路线的开发不仅有助于促进我国的能源结构调整 和新型生物化工及环境产业的发展，而且对解决目前的甲醇/二甲醚 产能过剩有着非常重要的意义。本工艺以生物质或低品质煤为原料， 经固体原料气化、一步法合成二甲醚，二甲醚制汽柴油等过程制备高 品质油品。反应过程中克服了甲醇合成过程中的热力学限制，大大提 高了 CO 单程转化率，减少循环过程的能耗。同时与现有的甲醇制汽 油工艺相比，节省两步法甲醇制汽油过程中的甲醇脱水工段，降低了 于一步法甲醇制汽油反应中的放热量，便于反应的控制操作。本技术 可灵活选择二甲醚或汽柴油为产品出口，有助于企业延长产业链，增 强企业抵抗市场波动的能力。 本技术研发团队已在平度中试基地开发建成了国内首套百吨级 生物质合成气经二甲醚合成汽油的中试装置，经过多次调试和组织攻 关，实现了生物质合成气直接制汽柴油产品多段合成的连续操作，打 通了工艺流程，进行了系统长周期连续稳定运转。反应过程中，CO 可实现低循环高效率转化，所得产品油收率高，工艺控制简单，催化 剂表现出较好的稳定性，能够进行多次原位循环再生。所得汽油产品 43 质量均符合国家标准，可直接用作商用燃料。其显著优点是工艺流程 短，设备投资低，油品选择性高，催化剂选择性和稳定性等指标均可 达到国际先进水平。 ➢ 合作方式 技术入股、技术转让、合作开发 ➢ 投资规模 年产 10000 吨/年合成工程项目总投资约为 0.8-1.0 亿元左右, 投资 回报期约 4-5 年。 44 21、秸秆全菌糖化生产燃料乙醇 成果提供单位：中国科学院青岛生物能源与过程研究所 联系人：周剑伟 电话：0532-80662796 邮箱：zhoujw@qibebt.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 目前木质纤维素降解主要有两个技术体系：热裂解和生物转化。 生物转化技术体系具有条件温和、环境友好等优点，被普遍认为具有 更广阔的发展前景。但是，目前缺少清洁、高效、低成本的木质纤维 素生物转化关键技术，导致转化效率和成本不能适应大规模工业化生 产要求。本项目通过筛选和改造获得高效降解预处理秸秆并且高乙醇 耐受和高产的菌株，开发了具有自主知识产权的纤维素全菌糖化核心 关键技术，建立了符合工业生产的木质纤维素“一锅法”原位糖化新 工艺，解决酶解成本过高的国际性难题，对纤维素生物质生物转化利 用的经济性至关重要。目前已完成吨级秸秆糖化小试实验，正在开展 百吨级中试建设。以亚铵或碱法预处理的秸秆为原料，通过一锅法高 温厌氧全菌催化糖化工艺，还原糖产量达 90 g/L，纤维素转化率超过 90%。该工艺由于完全消除了购酶成本，与其它纤维素酶解糖化工艺 相比，在可发酵糖的总体生产成本方面具有明显优势。 ➢ 合作方式 合作开发、技术转让、技术入股 ➢ 投资规模：千吨级秸秆糖化投资约 1.8 亿元 45 22、生物质能综合利用 成果提供单位：山东科技大学 联系人：田原宇 电话：13356871891 ➢ 项目简介 以生物质热化学转化技术、生物基化工品制备技术、废弃物处理 与资源化利用技术为主要研究方向。主要研究内容和特色包括：（1） 低含水生物质自混合下行循环流化床快速热解生产液体燃料工艺和 配套设备； （2）高含水生物质高压塔式连续液化工艺和配套设备。 （3） 生物原油分级超临界酯化工艺、设备和催化剂技术。 （4）塔式微藻法 生物固碳技术和配套设备。 一、生物质自混合下行循环流化床快速热解及装置 发明了具有自主知识产权的生物质自混合下行循环流化床快速 热解工艺和装备以及产品在生态修复治理和优质替代燃料方面的高 值化利用技术，并实现工业化应用和示范。 1000 吨/年高含水生物质连续液化中试装置 46 20 万吨/年生物质快速热解工业装置 生物质快速热解及其产品高值化梯级利用技术为我国大规模高 效高值化清洁利用农林废弃物、避免秸秆焚烧产生的雾霾天气和环境 污染提供了技术支撑，大幅度提升了我国生物能技术的核心竞争力， 为促进我国生物质能领域跨越式技术进步作出了贡献，促进了生物化 工学科发展，对解决我国的能源安全、环保政策、三农问题以及绿色 生态修复均有着重要意义。 生物质快速热解产品 47 二、生活垃圾携带循环床分级热解气化技术装置 主要是利用生活垃圾脉冲提升管热空气提升干燥、临氢闪速裂解 气化、焦油临氢裂解、半焦热湿空气气化、细灰气流床熔融气化、高 温固排残渣二次流化煅烧、渗滤液高温固排渣协同汽化、燃气移动床 脱灰脱硫除氯化氢和重金属等技术的集成。 从源头上避免了二噁英的生成、消除了飞灰和渗滤液的二次污染， 垃 圾 处 理 不 需 分 拣 ， 垃 圾 气 化 效 率 85%-90% ， 燃 气 热 值 14001600Kcal/Nm3，无焦油和含酚废水的二次污染，能够满足燃机发电的 质量要求，适合用于垃圾整体气化循环联合发电（G-IGCC）技术。研 究团队已完成 3000 吨/年生活垃圾携带循环床分级热解气化技术工业 中试。 生活垃圾携带循环床分级热解气化工业中试装置 ➢ 合作方式 项目合作、校企业合作。 48 23、有机固体废弃物清洁供暖 成果提供单位：齐鲁工业大学（山东省科学院） 联系人:司洪宇 电话:0531-82605584 邮箱:sihy@sderi.cn ➢ 项目简介及应用领域 针对农业秸秆、果蔬废弃物、木材加工剩余物、生活垃圾等有机 固体废弃物导致的环境污染和资源浪费等问题，本项目通过热解气化 和生物化学技术，在常压状态下将固体废弃物转化为高品质的燃气， 可提供生物天然气、蒸汽、热水等清洁能源供应，排放标准满足 GB13271-2014 和 DB37/2374-2018《锅炉大气污染物排放标准》中对 大气污染物排放浓度限值的要求，构建了基于农村社区冬季清洁供暖、 中小型企业工业用热等场合的清洁供能模式，缓解了当前“煤改电” 和“煤改气”带来得气源短缺和用能成本增加的问题，实现固体废弃 物资源的减量化、资源化、无害化处置和利用。 目前该技术已取得国家发明专利 10 项，并与多家企业合作进行 了成果转化与推广工作，获得山东省科技进步奖 1 项。 应用领域： （1）中小型企业工业用热（提供蒸汽） （2）农村社区冬季清洁供暖（提供热水） （3）种养殖园区资源循环利用（沼气、生物天然气） ➢ 合作方式 技术许可 49 24、养殖废弃物厌氧发酵制备生物燃气 ➢ 项目简介 该项目针对肉鸡养殖废弃物的污染问题，建设厌氧转化工程，将 废弃物转化为生物燃气和有机肥。有机废弃物的能源化、肥料化利用， 不仅解决养殖废弃物污染问题，缓解养殖业对农村环境的压力；且可 为农村居民提供清洁能源，为农业提供优质有机肥，减少农业面源污 染，改善农村人居环境，促进生态农业发展。 ➢ 技术优势 针对肉鸡粪污氨氮含量高的特点，采用厌氧发酵失稳预警技术， 结合耐氨氮产甲烷复合菌剂和沼气促进剂，解决肉鸡粪污高浓度厌氧 发酵过程中易发生氨抑制而导致系统不稳定的问题。集成废弃物肥料 化利用工艺技术，建成集生产生物燃气和系列肥料产品的肉鸡养殖示 范场。通过添加本技术中开发的功能菌剂产品，产气量可提高 5%。 市场分析：近年，我国大力推广养殖废弃物处理处置和有机肥替代化 肥整县推进。山东省是农业大省，养殖废弃物处理处置和有机肥需求 强烈，因此该技术具有广阔的应用前景。 ➢ 社会经济效益 以该项目辐射 1 亿只肉鸡养殖规模计算，每年可以减少 360 万 吨粪污的排放，有利于规模化畜禽养殖场的可持续健康发展，有利于 改善养殖场周边生态环境。 50 养殖废弃物厌氧发酵制备生物燃气 51 25、高能量密度固态锂电池 成果提供单位：中国科学院青岛生物能源与过程研究所 联系人：周剑伟 电话：0532-80662796 邮箱：zhoujw@qibebt.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 高能量密度固态锂电池具有更高的能量密度，其能量密度可达 300wh/kg，是铅酸蓄电池的 6 倍，液态锂离子电池的 1.5-2 倍，具有 重量轻，体积小，寿命长，绿色环保等显著优势，是新一代理想高效 的化学储能系统。 同时，该项目创新发展了刚柔并济的复合聚合物固态电解质体系， 替代了传统的液态电解液，同时创新开发了金属锂界面修饰技术，从 根本上提高了电池的安全性。目前研制出的青能-Ⅰ固态锂电池，通过 了国家深海基地管理中心 11000 米压力舱第三方苛刻检测；青能-II 固态锂电池通过了国家化学电源产品质量监督检验中心第三方权威 检测，能量密度达 291.6 Wh/kg，循环寿命超过 850 次， 优异的安全 性能；青能-III 固态锂电池样品能量密度突破 450 Wh/kg，正在优化 循环性能。 高能量密度固态锂电池在储能技术中应用，可大幅提高新能源汽 车的续航里程，优化提升规模储能及国家电网能力，显著推动节能环 保新能源技术的科技进步，促进国家重大产业转型，有利于国计民生。 ➢ 合作方式 合作开发、技术转让、技术入股 ➢ 投资规模：年产 100MWh 项目总投资 8400 万元，建设期 3 年。 52 26、锂浆料电池产业化项目 成果提供单位：中国科学院电工研究所 ➢ 项目简介 锂浆料电池是指电池的全部或部分电极是由浆料态的储锂活性 物质、导电剂和电解液构成，具有超厚浆料电极和可维护再生的两大 显著技术特征。锂浆料电池是中科院电工所的原创技术，目前已申请 专利 76 项，获授权 35 项，专利数量世界第一。2018 年完成第一代 中试电池研发，已在光伏储能系统和低速电动车中开展示范应用。本 项目技术优势：1）低成本。锂浆料电池电极厚度可达毫米级，制造 成本低。2）高安全。通过流体注入置换，实现电池安全可控。3）易 回收。浆料通过补充元素后活化再生，可以应用于新电池制造，回收 处理绿色环保。 ➢ 市场分析 目标应用场景包括基站备用电源、低速电动车电池和光伏储能、 削峰填谷储能等容量型电力储能场景。 基站备用电源目前市场约有 40 亿元的规模，随着 4G、5G 技术的普及和发展，将迎来井喷式发展。 低速电动车电池约有 880 亿元的市场，未来还将快速增长。容量型电 力储能市场目前规模大约在 300 亿元，5 年后将达到千亿元。 ➢ 社会经济效益 项目技术成熟规模推广后，预计实现年产能 10GWh，创造税收 6 亿元/年。未来随着储能市场的爆发，锂浆料电池将占据大部分的容量 型储能市场，达到千亿规模应用。 53 27、高能量密度移动储能车 成果提供单位：中国科学院电工研究所 ➢ 项目简介 移动储能车作为应急供电设备的主要力量，具有系统启动时间短、 输出稳定、电压&频率波动小、机动灵活、技术成熟等诸多优点，同 时既可以作为电源，又可与配电网互动，在用电低谷时充电，用电高 峰时放电，达到削峰填谷、提高电能质量、整合和充分利用电能、缓 解用电高峰期供电压力的目的，在政治保电、城市电网应急、对抗重 大自然灾害以及电力紧缺地区临时用电等中小型用电场所发挥日趋 显著的作用，具有重要的经济和社会效益。本项目技术优势：1）安 全等级高。具备定向泄爆、防弹等功能，正在做防枪击实验。2）能量 密度高。单车容量≥300kWh，能量密度≥167Wh/kg，效率≥85%。3） 道路通过性强。移动储能车辆挂蓝牌，持有 C 照即可驾驶。 ➢ 市场分析：本项目研发的移动储能车特别适用于大型活动/工程等 的临时用电，如冬奥会等活动厂商将是本项目的重要目标客户之 一。同时，用于冬奥会等大型活动，将为本项目车辆平台、电池 系统等提供重要的展示平台，对于电池等部件供应商也具有重要 意义。 ➢ 社会经济效益：本项目研制的储能车批量生产造价预计可下降到 190 万元/车以下，假设购-售电价差 4 元/kWh，则全生命周期电费 收益 420 万元，经济效益显著。长期来看，储能电池及系统降价 空间很大，收益率将会更高。 54 28、适合工业园区的低成本光伏/储能系统 成果提供单位：中国科学院电工研究所 ➢ 项目简介 面向工业园区等应用场景的夏季限电、削峰填谷、改善供电品 质及重要负荷保障需求，研制适用于工业园区的大容量低成本储能 系统。主要开展分布式光伏、储能和节能措施集成应用方式研究， 以及典型企业用电模式和用电成本分析。本项目技术优势：1）安全 等级高。具备三级防护功能，采用主动式安全防护，无人值守。2） 成本低容量大。锂电池容量≥1MWh，度电成本≤0.8 元/kWh，能量密 度≥35kWh/m3。 ➢ 市场分析 随着储能度电成本的下降，工商业企业用电的削峰填谷应用逐渐 具有商业价值，一般情况下，用电尖峰时段约占用电全时段的 5%， 对应尖峰用电量约占总用电量的 20%，这一部分电量存在储能的商用 价值。 ➢ 社会经济效益分析 锂电池储能度电成本降在 0.8 元/kW 以下地区对应的每年用电量 合计约为 3972.54 亿 kWh，若其 10%的用电量通过储能来进行削峰填 谷，大约需要 1.2 亿 kWh 的储能设备(其容量对应日充放电量)，若按 锂电储能约 2000 元/kWh 的投资额计算，则对应累计市场规模 2400 亿元。同样，光/储系统可为工业用户节省约 20%电费，在山东工业节 能市场空间巨大。 55 29、区域性光伏/储能云平台 成果提供单位：中国科学院电工研究所 ➢ 项目简介 针对光伏电站分布散、管控难、设备多、数据量大、信息不及时， 及运维人员运行数据无参考、发电指标不明确、对比难度大、资产管 理混乱的问题，本项目基于人工智能、云服务、物联网等领域的数字 化技术创新，搭建了区域性光伏/储能云平台，具有用户管理、数据采 集、数据存储和数据检测等功能。 所属行业领域： 新能源 技术优势： 依托云平台整合区域资源，依据需求、能源属性优化配置为建设 区域微能源网运维管理云平台，实现可再生能源的生产、分配、消费 全过程的分层分区点对点数据分析和人工智能调控，实现可重复、可 定制、可扩展，最大并发访问数≥2000，可靠率≥99.9%，实时数据存 储≤5 万点。推动区域的光伏、储能项目智能运维云平台的研究发展 与推广应用。 市场分析： 山东省栖霞市具有丰富的太阳能、风能、生物质能等可再生能源， 而常规的天然气、煤炭、石油等化石能源较为匮乏，制约当地的经济 发展，亟需发展以可再生能源为主的城市级微能源网。实现高比例的 可再生能源应用将大力推动栖霞地区能源结构转型，降低冷/热/电等 56 用能成本，促进当地社会经济发展。 社会经济效益： 实现对各类能源分配、转化、存储、消费等环节的协调与优化， 根据客户对用能种类、投资成本、安全性能等需求，为其提供定制服 务。 拟合作单位： 山东宏达新能源公司 30、铝基离子电池产品开发 成果提供单位：山东科技大学 ➢ 项目简介 戴宏杰院士于 2015 年底于美国硅谷创办 AB Systems INC 公司， 专注于高安全性金属离子电池的商业化。获得数个金属离子电池相关 技术专利的全球专属授权，已募得各界创投资金超过 2500 万美金。 2017 年 1 月在青岛获批地方政府财政资助 1 亿元人民币，引进戴宏杰 院士带领的铝离子动力和储能电池创新团队，支撑引导铝离子电池技 术的产业化，将于 2020 年结案，目标为完成铝离子电池中试，验证 大型储电系统性能。 团队已完成全球首款铝基离子电池产品开发，使用高安全性离 子液体电解液，具有电池不燃烧、不爆炸特性（锂离子电池使用会燃 烧爆炸的有机电解液）、可在 60 度高温下工作（铅酸电池需维持在 25 o C）、两小时内完成充电（铅酸电池需要四个小时以上）。该技术成熟 57 度高，即将于 2020 年第一季度展开中试线生产，产能为 50 MWh/年。 目标是替代高污染、寿命短（高温寿命不佳）的铅酸电池作为（1）可 再生能源储电系统、 （2）备援电力系统与（3）功能性电动载具（如： 电动叉车）等应用。 31、山东肥城压缩空气储能电站项目 成果提供单位：中国科学院工程热物理研究所 ➢ 项目简介 山东电网目前主要依靠燃煤机组调峰，随着电网最大峰谷差逐年 加大，电网调峰手段不足的矛盾日益突出。至 2020 年山东电网缺少 调峰容量 3775MW，迫切需要进行积极有效的储能调峰电站建设。 肥城压缩空气储能调峰电站工程采用了 10MW 先进压缩空气储 能系统，位于泰安市边院镇境内，距离泰安市区仅 20km。电站建设 投产后，其削峰填谷作用将能够有效平抑该地区电网负荷波动，稳定 电网频率，提高电能质量。本项目总规模为 1250MW/7500MWh，一 期为 50MW/300MWh，投资约 5 亿元，该项目的建成将成为全球最大 的基于盐穴储气的新型压缩空气储能电站。此外，可大幅度提高统调 公用电厂机组的运行负荷，减少二氧化碳及氮氧化物的排放，还可作 58 为电网的黑启动电源以及增加电网备用容量，具有重大的示范意义。 10MW 先进压缩空气储能系统由中科院工程热物理所研究开发， 拥有完全的自主知识产权。研究所自 2004 年开展先进压缩空气储能 技术研究，于 2016 年完成国际首套 10MW 先进压缩空气储能系统的 研发与示范，掌握了具有自主知识产权的 10MW 级系统设计技术，突 破了多级宽负荷离心压缩机、多级高负荷膨胀机和高效紧凑式蓄热换 热器等关键技术。该技术具有不消耗化石燃料、不受地理调件限制、 寿命长、无污染、效率高等优点。 32、玉米胚芽衍生多孔碳负载单原子金属的合成及其在锂 硫电池隔膜领域的应用 成果提供单位：齐鲁工业大学（山东省科学院） 联系人：司洪宇 电话:0531-82605584 邮箱:sihy@sderi.cn ➢ 项目简介及应用领域 锂硫电池作为一种新型的储能设备，因为其理论容量高，成本低， 受到了广泛关注。但是锂硫电池在循环过程中产生的多硫化物引起的 “穿梭效应”严重阻碍了锂硫电池的进一步发展，其中间产物不仅绝 缘，而且会消耗活性材料，导致硫无法发挥其全部性能。 为了进一步解决这个问题，缓解中间产物的“穿梭效应”对锂硫 电池电化学性能的影响，学者们关于抑制多硫化物的溶出做了大量的 研究工作。例如 Zhou 等利用石墨烯合成的石墨烯-聚丙烯隔膜就对多 硫化物有较好的抑制作用，使电池的循环性能得到了较大的改善。在 59 隔膜发展过程中，人们发现金属材料负载在隔膜上对多硫化物除了抑 制作用，会对其进一步的催化，加速其锂的多硫化物向硫化锂的转换， 从而减小对活性材料的消耗。基于以上研究，本项目主要是以玉米在 淀粉生产过程中的副产物为原料，通过简单的刻蚀以及合成处理，合 成一种具有较大比表面积以及较高催化活性的材料，通过实验研究表 明，大的比表面积增强了材料对多硫化物的吸附能力，另外玉米胚芽 自带的含磷官能团碳化后形成的异质掺杂碳的结构使材料在作为隔 膜的同时不影响锂离子的正常传输，另外单原子金属材料的负载会进 一步增加碳材料的催化性能，使其具有更优异的抑制及转化多硫化物 的能力。 ➢ 合作方式 共同开发 60 33、常温常压气相沉积技术提高锂电池正极材料电化学性 能和抗老化能力 成果提供单位：齐鲁工业大学（山东省科学院） 联系人：司洪宇 电话:0531-82605584 邮箱:sihy@sderi.cn ➢ 项目简介及应用领域 对于碳包覆的锂电池正极材料（如 LiFePO4/C 等），由于表面碳 层包覆的不均匀性，存在活性物质裸露的现象。有些锂电池正极材料 （如钴酸锂、三元材料等） ，为了保证其过渡金属离子的高价态（如 Mn4+、Co3+） ，在实际生产过程中很难实现其表面碳包覆。活性物质的 裸露使得锂电池正极材料与环境空气接触后，会导致其表面脱锂和/ 或生成副产物（如氢氧化锂、碳酸锂） ，降低出厂性能。其次，在锂电 池工作过程中，活性物质与电解液的直接接触会加速其性能衰减。 为了保证锂电池正极材料的出厂性能，在材料的包装、运输及储存过 程中，必须保证材料与空气隔绝，这无疑增加了材料的应用成本。同 时，为了提高锂电池电极材料的倍率性能和循环稳定性，对正极材料 61 进行有效的表面修饰是必然选择。需要指出的是，对正极材料进行表 面修饰应尽可能做到：不损害材料的振实密度、工艺流程短、操作简 单、环境友好、成本低。 针对锂电池正极材料的上述现实问题，本项目发展了常温常压气 相沉积技术（拥有独立知识产权） ，致力于材料表面结构微调控，以 提高其电化学性能和抗老化能力。本项目技术不损害材料的振实密度、 工艺流程短、操作简单、环境友好、成本低，适宜于规模化工业生产。 对行业的推动作用：本项目技术的实施，能够提升锂电池正极材料的 电化学品质，提高产品的市场竞争力。 ➢ 合作方式 技术许可。 ➢ 投资规模 100 万吨/年表面修饰的锂电池正极材料，界区内投资<2000 万。 62 34、MoO3-TeO2 玻璃高性能锂离子电池负极材料 成果提供单位：齐鲁工业大学（山东省科学院） 联系人：司洪宇 电话:0531-82605584 邮箱:sihy@sderi.cn ➢ 项目简介及应用领域 锂离子电池自上世纪 90 年代问世以来，因其高能量密度、良好 的循环稳定性及荷电保持能力已被广泛应用于各类用电设备。然而， 随着各种大规模储能电站、电动汽车、智能电网的迅速发展，对锂离 子电池的能量密度和功率密度提出了更高的要求。因此人们将重点放 在了其它高比容量非碳负极材料的研究领域。 过去人们所应用的储能材料，几乎都是具有明确结构与组成的晶 体材料，而对非晶材料在储能领域的应用极少涉及。氧化物玻璃是一 种具有独特无规则网络结构的非晶材料，玻璃材料不像晶体材料那样 具有规则的晶格结构和晶界，这种开放的网络结构可以形成锂离子脱 嵌通道，有利于锂离子扩散与传输，从而使电池获得稳定的循环性能 与倍率性能。此外，氧化物玻璃还可以通过简便的方法通过控制其组 分比例、冷却时间、热处理、异质元素掺杂，析晶等方式调控其网络 63 结构，提高其导电性、改善离子传输效率，使其更好的实现储锂性能。 我们设计合成了一种 MoO3-TeO2 玻璃材料，电化学测试发现所获得 性能优于商业化石墨材料。尤其是表现出超长循环寿命和循环稳定性。 我们将 MoO3-TeO2 玻璃材料作为锂离子电池负极材料进行了测试， 在 1A g-1 电流密度下，5000 个循环之后容量可以保持在 180 mAh g-1。 而且，此材料制备过程十分简单，安全环保，是一种有潜力的锂离子 电池负极材料。现已开展公斤级中试项目。 ➢ 合作方式 技术许可 ➢ 投资规模 建设年产 1 吨以上生产线，预计投资 500~1000 万。 64 35、燃料电池的电极催化剂 成果提供单位：齐鲁工业大学（山东省科学院） 联系人:司洪宇 电话:0531-82605584 邮箱:sihy@sderi.cn ➢ 项目简介及应用领域 燃料电池的电极催化剂是燃料电池的关键材料。本课题组研究的 电极催化剂包括碱性介质中的氧还原催化剂、酸性介质中的氧还原催 化剂、酸性介质中甲酸燃料电氧化催化剂、碱性介质中的乙醇燃料电 氧化催化剂。 （1）高活性、高稳定性、耐腐蚀的碳负载 Pd-Cr 催化剂（Pd-Cr/C）， 价格是铂碳的六分之一，而活性接近于铂碳催化剂， 可以用于燃料 电池阴极氧还原催化剂和燃料电池阳极甲酸氧化的催化剂 （2）高活性、高稳定性的钯-石墨烯催化剂（ Pd-Graphen），可以用 于燃料电池阴极氧还原催化剂和燃料电池阳极甲酸氧化的催化剂 （3）核壳型 Pd@Cu-Fe 催化剂，以铜铁为核心，包层为铂，超高活 性的阳极甲酸氧化催化剂 （4）钯-钨催化剂， 适于酸性电解液环境阴极氧气还原催化剂、碱性 电解液环境阴极氧气还原催化剂、碱性电解环境乙醇氧化催化剂 65 Pd-Cu 合金催化剂，适于电极上甲酸氧化反应和乙醇氧化反应的催化 ➢ 技术指标（或技术特点） 贵金属含量 1%-30%可调节，对氧气还原的催化活性接近铂碳， 稳定性高于铂碳；对甲酸氧化的活性和稳定性均高于铂碳。贵金属呈 纳米颗粒状，碳载体。 ➢ 应用范围 氢燃料电池电极催化剂、甲酸燃料电池电极催化剂、乙醇燃料电 池电极催化剂 ➢ 合作方式 技术转让 ➢ 市场前景 推广潜力及前景分析：燃料电池汽车产业有巨大的市场前景，发 展燃料电池汽车已经上升为国家战略。燃料电池汽车的动力核心是燃 料电池， 而燃料电池的电极催化剂是燃料电池必不可少的关键材料， 市场前景远大。 66 36、氢能储存和利用开发技术 成果提供单位：山东科技大学 联系人：周士学 电话： 13553066493 ➢ 项目简介 为了实现氢能的产业化和大规模的商业化利用，必须解决氢气的 制取、储存、运输和利用四大环节的相关技术。团队长期致力于氢能 的储存和利用技术的开发。 在氢气存取方面，团队主要针对镁基储氢材料、配合氢化物储氢 材料、多孔吸附储氢材料展开研究。掌握了球磨强度、球磨助剂、粉 体成型压强等制备工艺条件对材料结构、吸放氢热力学和动力学性能 的影响规律，发展了用高能球磨 H2 反应法制备 MgH2 基储氢材料的 方法，提出了通过煤基碳材料纳米限域 MgH2 基储氢材料的新途径； 基于实验测试和理论计算，系统研究了镁基储氢材料机械活化和退火 活化的机理、镁基储氢材料对氢气中杂质气体的耐侵蚀性、不同种类 添加剂对镁基储氢材料吸放氢性能的影响机制、氢化镁晶须的生长规 律等；开发了低成本的多孔碳材料制备技术，并成功应用于氢气的低 温存储；发展了 NaBH4-MgH2 复合储氢体系，并采用过渡金属氟化物 改善了 NaBH=4-MgH=2 复合储氢体系的储氢性能。 67 在氢能利用方面，团队主要围绕储氢材料的加氢应用和固体氧化 物燃料电池展开研究。团队创新性地发展了晶格氢的应用新方向，成 功地将镁基储氢材料应用于噻吩加氢脱硫、二硫化碳加氢脱硫、二氧 化碳还原制甲醇、煤热解芳烃加氢等方面，展示出了很好的应用前景； 发展了基于兼容氢气和碳基燃料的异质结构阳极支撑固体氧化物燃 料电池发电技术。 ➢ 合作方式 项目合作、校企业合作。 68 37、核能制氢 成果提供单位：中国科学院上海应用物理研究所 ➢ 项目简介 氢是清洁能源, 有非常好的应用前景。但氢是二次能源, 需要利 用一次能源来生产。以可持续的方式实现氢的大规模生产是实现氢大 规模利用的前提。核能是清洁的一次能源,核电已经成为世界电力生 产的主要方式之一。正在研发的第四代核能系统除了更经济和更安全 之外, 还可以在非电综合利用领域开辟新的应用途径。核能制氢就是 以来源丰富的水为原料, 利用核能实现氢的大规模生产。热化学循环 和高温电解水蒸气都是有望与核能耦合的先进制氢工艺。 ➢ 技术优势 国内规模最大的高温电解制氢装置，已经完成了中试规模验证， 系统实现了长期稳定运行。 ➢ 市场分析 截至 2019 年 6 月底，中国大陆在运核电机组 47 台，装机容量 4873 万千瓦，位居全球第三，为实现大规模制氢创造条件。 ➢ 社会效益 69 通过核能制氢，有利于推动我国形成绿色发展方式和生活方式， 创造良好生产生活环境。 70 38、新能源、H2、CO2 与有机材料的耦合链研究 成果提供单位：山东大学 联系人：马春元 电话： 18006361369 ➢ 项目简介 以清洁电力为动力，以“生物质、氢、二氧化碳”为基材的资源 化途径，把氢与二氧化碳作为基础材料，逆向合成油类及各类有机材 料，从而减少化石能源消耗，同时持久安全地实现二氧化碳减排。 研究内容： 研究二氧化碳与高能材料(碳及其他)，或在催化剂下施加能量(太 阳能，高温)，转换为一氧化碳技术途径。 研究氢来源：廉价电电解、工业附属产品、生物质制氢等。 研究生物质生产合成气的方法、技术。 利用成熟的化工工艺，合成气通过费托合成，合成有机物。 探讨一种“能源+材料”的协同方法，并实现持久性有效的二氧化 碳减排 清洁能源、氢、二氧化碳的材料链示意图 71 39、温暖和海洋气候光伏系统实证平台 成果提供单位：中国科学院电工研究所 ➢ 项目简介 针对我国典型气候区光伏实证、测试、研究公共平台缺乏布局的 行业共性关键问题，拟在山东建立针对暖温、海洋两种典型气候区的 单站容量 5MWp 以上的实证研究与测试平台，形成服务全行业、国 际互认的光伏系统实证测试公共平台。 ➢ 技术优势 已获得国家重点研发计划项目支持（项目研究已启动） ，并且由 13 家国家级检测机构和科研院所共同参与完成，在光伏实证、测试研 究领域具有领先优势。 ➢ 市场分析 实证测试结果能够更为真实地体现系统应用的实际特性，是行业 未来发展的必然需求。本项目顺应行业发展要求，建成国家级光伏实 证测试及公共研究平台，将为行业相关的科学研究和商业推广提供第 三方支撑平台。 ➢ 社会经济效益 1) 项目成果将作为我国第一个覆盖全国典型气候区的光伏系统实证 平台测试网络的核心组成部分，为我国中远期光伏发电规模化利 用和健康发展提供重要支撑作用； 2) 将为我国光伏组件、部件及系统产品参与全球竞争提供国际互认 的测试服务，支撑我国测试技术从跟跑到领跑的跨越； 72 3) 解决实验室成果与商业应用之间脱节的问题，降低研发成本，加 快技术研发进程，实现国家基础研究与工程技术大发展的迫切需 求； 4) 作为国家级测试及公共研究平台，将面向全行业甚至全球提供测 试及研究平台资源，通过提供高技术服务获得商业收益。 73 40、太阳能海水淡化 成果提供单位：中国科学院电工研究所 ➢ 项目简介 主要面向我国地理位置偏远、人口稀少、没有外联电网且不具备 传统发电能力的海岛和偏远地区淡水资源需求，开发基于 PVT 驱动 的热膜耦合的高效、可脱网运行的可再生能源海水淡化关键技术。 ➢ 技术优势 提出了能源侧的高效高品位转化和水处理侧的高产水比与高浓 缩率的能源高效利用和综合系统集成方法，综合推进能源的高效转化 与利用。 ➢ 市场分析 我国 11000 余座海岛和广大的西部偏远地区均存在淡水资源缺 水和水质较差等问题，淡水资源是我国海岛区域经济发展、民生改善 和国防安全的重要保障，本项目的开展将为我国相关区域提供淡水资 源解决方案。 ➢ 社会经济效益分析 该技术亦适合于大型海水淡化系统的开发，可以为中东、非洲等 太阳能资源丰富和缺水地区提供市政水资源解决方案，具有广阔应用 市场的同时，带来巨大的经济效益。 74 41、大功率 LED 照明系统关键技术 成果提供单位：齐鲁工业大学（山东省科学院） 联系人：段炼 电话:053185599032 邮箱:duanl@sderi.cn ➢ 项目简介及应用领域 在相同照明强度下，LED 灯电能消耗仅为金属卤素灯的四分之 一。在各领域大幅推广 LED 灯照明以代替金属卤素灯，必将节约大 量电能。远洋光诱渔业是我国三大远洋渔业之一，集鱼灯能够诱鱼和 集鱼，是光诱渔业重要的装备。围绕大功率 LED 集鱼灯应用，山东 省科学院能源所致力于应用基础-共性技术-关键技术-项目示范的全 链条研究，开展了高热流热输运强化机理、高热流散热共性技术、大 功率 LED 散热关键技术以及大功率 LED 灯集成应用项目示范的研 究。 形成了高热流热输运关键共性技术、大功率 LED 热输运关键技 术、新型超导热输运流体介质研发、大功率 LED 恒流电源关键技术 的研发工作。通过对上述关键技术的集成，掌握了大功率 LED 灯系 统核心技术，实现 1000W 以上大功率 LED 灯无动力有效冷却，并建 成鱿鱼船、灯光船用、港口高杆灯大功率 LED 灯示范工程。该技术 可推广应用到陆上隧道灯、广场灯等领域，对实现我国 LED 领域高 端装备提质升级具有重要意义。 本技术属于 LED 的应用领域，上游为 LED 芯片生产领域，经过 多年的发展，国内已形成了成熟的 LED 芯片生产产业，而针对大功 率 LED 的应用，国内缺少相关的技术，技术附加值高，本项目专注 75 于高技术附加值的高端大功率 LED 应用领域，具有较高的利润率， 其利润率在 40%以上。 ➢ 合作方式 技术许可 ➢ 投资规模 为进行本成果的产业转化，前 1-2 年需要 1000 万左右的投资额度，需 要场地 2000 平方米。 76 42、塔式光热发电高温太阳能吸收涂层技术 成果提供单位：中国科学院兰州化学物理研究所 联系人：高祥虎 电话：13919029464 邮箱：gaoxh@licp.cas.cn ➢ 项目简介 塔式光热发电是一种调峰、调压的稳定电源，目前已成为国际光 热发电研发和投资开发的重点。高温太阳能吸收涂层被誉为吸热器乃 至光热发电系统的“核芯”材料，其性能对实现高的光热转换效率及 电站收益起着至关重要的作用。长期以来，该吸收涂层技术被国外垄 断，特别是 2018 年由于中美贸易原因外方停止供货，严重制约和威 胁国内在建及待建的投资上百亿的太阳能热发电项目。国家统计局发 布的《战略性新兴产业分类(2018)》中，塔式光热发电高温太阳能吸 收涂层材料被列入其中。兰州化物所经过长期研究，开发了具有自主 知识产权的塔式光热发电高温吸收涂层。与国外垄断产品相比，该涂 层具有优异的长期热稳定性能、更高的吸收率和更低的热发射率，可 有效提高光热转换效率及电站收益。国家太阳能光热联盟和 CSPPLAZA 分别以《卡脖子技术—塔式吸热器高温太阳能吸收涂层研 究取得重要突破》和《打破国外垄断！中科院兰州化物所研制出塔式 光热发电高温吸收涂料》进行了专题报道。该涂层在光热发电、汽车 发动机、锅炉、海水淡化、重质油开采、清洁供暖等领域具有重要的 应用价值。兰化所拟与山东电建三公司开展此涂层技术的示范推广应 用。 77 43、可拆卸式太阳能收集追踪装置 成果提供单位：齐鲁工业大学（山东省科学院） 联系人：司洪宇 电话:0531-82605584 邮箱:sihy@sderi.cn ➢ 项目简介及应用领域 针对现有太阳能追踪仪拆装维修不便、发电效率低等缺陷，新型 太阳能追踪仪是一款基于菲涅尔透镜聚光原理的可拆卸式太阳能收 集追踪装置。 该设备包括可拆装式太阳能电池板阵列（包括可拆卸式卡槽、菲 涅尔透镜、太阳能电池板） ，单片机调控系统，光敏传感检测系统， 步进电机装置，立式支座。 单片机调控系统通过调控光敏敏传感检测系统和步进电机装置 使光照强度与旋转角度相匹配，达到太阳能电池板始终正对太阳光的 目的，选择在每片独立的电池板上方合理覆盖菲涅尔透镜，增强聚光 作用，将该可拆装式太阳能电池板阵列在立式支座上，每块电池板阵 列既可单独使用，又可组合使用，安装方便，可根据需要选择改变追 踪仪太阳能电池板阵列数量的多少。从而达到聚光增强和结构可独立 拆装的目的。 ➢ 技术指标（或技术特点） （1）可拆装式太阳能电池板阵列结构独立成体，该电池板两端自带 有可输电卡槽，可单独使用；也可在所需大⾯面积使用时，进⾏行行 与其他电池板阵列列的装接；可独立维修，适用性强。 （2）卡槽上端为凹陷的“H”型，下端为凸起的“H”型。使两板阵 78 列之间结合紧密，拆卸方便。 （3）有两对相互垂直的三角形支撑，使结构稳定，受力力均衡，坚固 耐用。 （4）光敏电阻与每一片太阳能电池板平行，由单片机控制检测时间， 每隔一段时间采集一次光敏电阻产生的电压，然后对采集到的电压信 号进行处理，进而判断出太阳方位。 ➢ 合作方式 技术转让 79 44、高温热能管理 成果提供单位：中国科学院上海应用物理研究所 ➢ 项目简介 在新型高效熔盐制备及材料设计、熔盐热物性研究、熔盐储能装 置设计开发、高温换热装备及系统设计应用方面积累丰富的经验。在 基于高品质热能高效利用系统开发应用和未来模块化熔盐堆核能利 用系统的研究应用积累了丰富的经验。 ➢ 技术优势 具有高温熔盐制备与物性分析能力；建有高温熔盐热工实验系 统；’掌握了熔盐回路及核心技术。与山东大学联合开展高性能换热 装置的设计研发和示范应用。 ➢ 市场分析 高温熔盐系统在太阳能热发电、热利用、核能高效利用等领域具 有广阔前期。 ➢ 社会效益 过高温热能装置及系统的示范应用，带动能源高效利用和清洁生 产，助力生态文明建设。 80 81 45、地热能勘探调查研究 成果提供单位：山东科技大学 联系人：陈绍杰 电话： 13730951965 ➢ 项目简介 聚焦浅层地温能与干热岩开发岩土力学关键科学问题进行研究， 主要从事遥感解译、地面调查、地球物理勘察、地热资源评价、地热 资源的开发与利用及回灌等方面研究，取得了一系列成果，对推动我 省地热资源勘查开发利用做出了积极的贡献。 该团队开发了 FRACOD 软件，能够模拟裂纹起裂、扩展，裂隙液体流（F-H）耦合可有效模拟注水裂隙扩展演化，直观展现渗流场、 应力场等物理场分布特征。研究了不同处理条件下低温诱导热应力致 裂行为对岩石物理力学参数的影响程度及其增渗机制，构建了温度渗流-应力-损伤（THM-D）耦合模型。 鲁东地区干热岩资源综合评价图 ➢ 合作方式 项目合作、校企业合作。 82 46、地热能高效利用及高温热泵节能技术 成果提供单位：中国科学院工程热物理研究所 ➢ 项目简介 地热能高效利用及高温热泵节能技术以地下单井高效取热技术、 储热式多能融合技术和中低品位热源热泵蒸汽技术为核心，从地热取 热、用热和热能的回收再利用等环节实现地热能的高效利用。 地热能高效利用及高温热泵节能技术 技术优势： （1）高效稳定的地热单井取热技术 地热单井系统全封闭循环，不采地下热水，无腐蚀结垢和回灌等 问题，不受地域限制，占地小。 （2）储能式地热多能融合高效利用技术 利用中深层地热储能与消纳多类型间歇性可再生能源结合，不稳 定的可再生能源与稳定的地热供暖系统有效结合，把不稳定的可再生 83 资源转变为稳定的能量输出以实现供暖。 （3）中低温地热热泵蒸汽技术 可以以温度 60℃以下的地热水做热泵的低温热源制取温度 120℃ 以上的蒸汽供工业生产过程利用，拓展地热的应用范围。机组蒸汽产 量达到 160-1000kg/h，制热性能系数达到 3 以上。 单井换热示意图 热泵蒸汽机组 ➢ 市场分析 近年来，我国北方地区，以燃煤为主的能源结构以及产业转移带 来的环境污染，使本区雾霾现象频发，引发了全社会的强烈关注。地 热能的规模化开发利用已经在北方地区冬季清洁供暖以及缓解雾霾 天气发挥了重要作用，特别是地热供暖技术在清洁供暖领域发挥越来 越重要的作用，并展现出巨大的应用潜力，比如在河北雄县，由于采 用了地热清洁供暖技术，地热供暖面积达 450 万 m2，基本解决了当地 居民的冬季供暖需求，使得整个县城变成“无烟城”，收到良好的经 济和社会效益。 社会经济效益：研发团队与烟台欧森纳公司共同研发国内首套中低温 84 热源热泵蒸汽机组，已形成 120-600kW 热泵蒸汽机组产品系列，年产 值 500 万元以上。与东营胜利油田合作将废弃油气井改造为地热井进 行供暖，井深 2600m，单井供暖 1.8 万平米，运行两年，经济效益良 好。 85 47、燃气发动机驱动热泵空调（GHP） ➢ 项目简介 燃气热泵是利用发动机直接驱动的商用空调热泵机组，夏季制冷、 冬季制热。燃料可以是天燃气、LPG、汽油、柴油、甲醇等。可应用 于各种宾馆、写字楼、医院、学校、住宅等。 技术优势： （1）运行费用低，以重庆为例，运行费用是电空调的 50%； （2）制热量远大于电空调和燃气锅炉，其制热效率是燃气锅炉的 1.6 倍、是电空调的 1.4 倍； （3）空调用电量大幅度降低，有效减少用户的基础电费； （4）可无电运转，特别适合军队、边防、并出口缺电国家； （5）产业链带动作用显著。如果年产 50 万台 GHP 的话，可带动 50 万台燃气发动机、100 万台压缩机、50 万套空调配件的市场。 ➢ 市场分析 日本已经普及应用，并出口到我国，而我国目前尚无国产化技术。 随着国内清洁供暖的快速推进、以及中部地区供暖需求，未来燃气热 泵的国内市场至少可以达到 500 亿元/每年以上，出口市场应该远超 500 亿元/每年。 ➢ 社会经济效益 10 年内争取年销售量达到 50 万套，销售额达到 500 亿元，为我 国清洁能源发展提供新技术。 86 燃气热泵 余热回收器 混合器组件 发动机本体 压缩机 驱动用发动机组 87 48、高效增韧剂及超低温增韧尼龙制备技术 成果提供单位：齐鲁工业大学（山东省科学院） 联系人：司洪宇 电话:0531-82605584 邮箱:sihy@sderi.cn ➢ 项目简介及应用领域 尼龙 6 及尼龙 66 是性能优良的工程塑料，在铁路、轨道交通、 汽车等领域都有广泛的应用，可以制成滑轮、轴承、汽车发动机进气 歧管等，具备易加工、质量轻等优点，实习对金属材料的有效替代。 吸水性强、低温冲击性能差的缺点限制了尼龙的应用范围，高效尼龙 增韧改性技术是克服上述缺陷、扩大尼龙应用范围的关键技术。山东 省科学院能源研究所通过技术引进、消化吸收再创新，开发了新一代 高性能尼龙增韧剂制备技术，增韧剂生产过程避免了国内外主流工艺 生产过程中马来酸酐接枝所造成的有毒、环境污染缺点，实现了环境 友好生产；采用生产的增韧剂制备的超韧尼龙 6，在-40℃下缺口冲击 强度高于 40kJ/m2，拉伸强度大于 35MPa，实现了对国外同类产品的 有效替代。 该技术已获得发明专利三项，并实现了中试放大生产和成果推广 转化。 ➢ 合作方式 技术许可 ➢ 投资规模 建设年产 1 万吨/年超韧尼龙的生产规模企业，界区内投资<1500 万元。 88 49、生物基聚碳酸酯绿色新工艺 成果提供单位：中国科学院过程工程研究所 联系人：徐菲 电话：15910780821 邮箱：fxu@ipe.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 聚碳酸酯（PC）是五大通用工程塑料中唯一具有良好透明性的 产品，被广泛用于电子电器、汽车、医疗器械等领域，是不可或缺 的航空航天材料。国内PC需求量逐年攀升，表观消费量由2005年的 62.3万吨增加到2017年的173.0万吨（市值400亿），然而国内PC产能 严重不足，自给率不到30%。我国目前聚碳酸酯的生产技术主要是 界面缩聚光气法，该工艺反应条件苛刻，能耗高，且原料光气剧 毒，不易存放和运输，副产物腐蚀性强，环境污染严重，已成为企 业发展的严重障碍。特别是目前用量最大用途最广的石油基PC由于 其双酚A（芳香族二元醇）单体具有雌激素效应和慢性毒性，自2008 年开始在欧美、日本等发达国家已经被禁用。生物基PC与传统石油 基PC相比具有高度可着色性、优良的冲击强度、耐候性和耐划伤 性，特别是生物安全性，是世界PC技术发展的方向，因此开发具有 自主知识产权的非光气清洁合成生物基PC新技术迫在眉睫。 中科院过程所离子液体团队从2011年开始研发绿色节能的离子 液体非光气聚碳酸酯清洁生产新技术，目前已完成了催化剂开发定 型、终聚反应器设计及千吨级基础数据工艺包的编制，实现了从实 验室小试到15吨/年间歇小试试验再到100吨/年连续放大试验的逐级 放大验证，放大合成的产品达国家优级品标准。并且相关工作申请 89 专利14项，现已授权2项，具有独立自主产权。具体技术的创新特点 和优势如下： 生物基聚碳酸酯绿色新工艺的工业化推广应用主要有两个方面： 1）用于新建生物基聚碳酸酯绿色新工艺项目； 2）与现有的芳香族聚碳酸酯合成装置联合，对芳香族聚碳酸酯装置 进行改造和技术升级换代，用于生产高附加值的产品。 ➢ 合作方式 合作开发或技术许可，可根据实际情况确定。 ➢ 投资规模 1000吨/年中试装置，预期投资2500万元。 90 50、异丁烯清洁生产 MMA 工业技术 成果提供单位：中国科学院过程工程研究所 联系人：赵秋 电话：15711377322 邮箱：zhaoqiu@ipe.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 甲基丙烯酸甲酯(MMA)主要是有机玻璃单体，全球产量 400 多万 吨，中国需求量近 100 万吨。随高性能 MMA 下游产品如光学级有机 玻璃、防射线有机玻璃等不断开发成功，需求旺盛。未来几年全球 MMA 市场需求以每年 4.5%～4.8%的速度增长，特别是我国 MMA 市 场年均增长速度高达 13%，未来几年将成为仅次于美国和日本的全球 第三大消费市场。 本项目以异丁烯或者叔丁醇为原料，经过两步选择性氧化、酯化 合成 MMA，替代了有毒有害原料，不使用强酸强碱，不产生硫酸氢 氨等难处理副产物，技术成熟。技术特点：1）新工艺以 C4 为原料， 工艺清洁、成熟；2）开发的新型催化剂具有良好的活性和稳定性，催 化剂性能优于国际水平。 ➢ 投资规模 5 万吨/年装置投资大概 6 亿，10 万吨投资约 8-10 亿 91 51、聚烯烃功能材料的催化剂技术和催化聚合技术 成果提供单位：中国科学院青岛生物能源与过程研究所 联系人：周剑伟 电话：0532-80662796 邮箱：zhoujw@qibebt.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 聚烯烃功能材料是最重要的高分子材料之一，与国民经济和我们 的日常生活息息相关，全球年产量大约 2 亿吨/年。中国科学院青岛 生物能源与过程研究所发展了新型铁金属络合物催化剂及其催化的 烯烃可控聚合技术和工艺，该催化聚合技术具有活性高、成本低、选 择性可调控等优势，多项技术和产品正在进行关键技术和工程化研究。 ➢ 产品种类和市场分析 （1）高支链聚共轭烯烃弹性体。新型高性能橡胶材料，具有高抗湿 滑、低生热的特点，适用于高性能轮胎和航空轮胎，市场预估 3 万吨 /年。催化聚合成本约为 2500 元/吨，目前进行中试工程化研究。 （2）低分子量液体橡胶。高附加值轮胎生产助剂，价格>4 万/吨。研 究所技术大幅降低液体异戊橡胶成本，经济价值较高。目前完成实验 室研究，正在进行小试工程化。 （3）高性能润滑油粘指剂。润滑油粘指剂的价格通常>2 万/吨，高性 能的粘指剂达到 6 万/吨，研究所发展的高性能支链聚粘指剂的合成 技术。目前完成实验室研究和性能评价，正在进行小试工程化。 ➢ 合作方式 合作开发、技术许可 92 52、纳米气泡技术 成果提供单位：中国科学院上海应用物理研究所 ➢ 项目简介 氧气是核能制氢的副产物，半径小于 200 纳米的氧气气泡可避开 浮力影响，可以长期稳定存在于水体之中。纳米氧气气泡技术目前全 球范围内广泛应用于“黑臭水体治理、水质提升、污水处理厂尾水提 标”。目前已经在水产高密度养殖、水产品质提升、提升农作物产量 领域进行中试。臭氧纳米气泡发生器将目前已完成研制并申请专利。 本项目应用领域巨大：环境治理、粮食增产、高品质水产设施模 块化高密度养殖、绿色清洗等。在环境提升、食品安全提升、节能减 排、增加边界滑移、工业清洗、新材料制备、超声显影、节能催化、 高效储能、矿物浮选、药物运输等方面具有显著的社会效益。 93 53、利用电网谷电-相变储热绿色建筑供暖技术 成果提供单位：中国科学院过程工程研究所 联系人：王会 电话： 13126591892 邮箱：wangh@ipe.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 现行的供暖方式主要是煤炭，造成冬季大气污染排放严重，大范 围、区域性的重度雾霾频发。因而近几年政府大力提倡采用清洁供暖 方式：主要有天然气和电能等，但考虑到天然气的供给受到地域性及 成本的限制，部分地区鼓励采用 “煤改电”供暖方式。目前山东当 体推行峰谷电价，白天的尖峰用电价格是 1.0161 元，夜间低谷用电价 格 0.3180 元（商业用电（1~10kV），所以利用相变储热技术夜间谷电 时段采用电能给储热箱蓄热，白天单独利用储热箱放热，可以有效提 高供暖系统的经济性。 相变储热技术对电能进行时空调配、优化组合，实现高效清洁能 源供暖。与其他储热技术相比，相变储热技术具有储热密度大、储/ 放热过程近似等温等优点，与石蜡等有机相变储热相比，水合盐相变 储热技术具有成本低廉、储热密度大等优势，在建筑采暖领域有巨大 的应用前景。 本项目基于研究和开发的环境友好型水合盐的绿色相变储热材 料，并利用电网谷电开展建筑清洁供暖。此技术将推动山东省清洁供 暖技术的大规模发展，对进一步实现我国建筑清洁供暖和能源的高效 利用具有十分重要的战略意义。 中国科学院过程工程研究所成功制备无机相变储能材料具有高 94 效、绿色、可靠等特点，研发的储热箱具有储热密度大，箱体耐腐蚀 等优势，并成功在中科院（山东）绿色制造技术研究院搭建清洁供暖 示范工程，验证了储热箱晚上蓄热 8~12 小时，能够保证白天单独采 用蓄热箱供暖 12~14 小时。该技术从材料到测试设备、储热箱以及系 统等具备完善的自主知识产权。该技术推广能够为清洁供暖提供强有 力的技术保证。 ➢ 推广应用方面 对于老旧小区供暖需要煤改电的项目，可以在不改变现有的末端 供暖方式情况下，只需改变锅炉房热源装置； 对于新建小区，可以推行电网谷电-相变储热绿色建筑供暖方式， 并采用智能控制，实时监测系统运行实况； ➢ 合作方式 技术许可 ➢ 投资规模 投资规模＜1000 万以内（根据合作的工程项目大小，投资规模有 所差异） 95 54、二氧化碳捕集、利用和封存（CCUS）技术及高碳资源 规模化利用解决方案 成果提供单位：中国科学院上海高等研究院 ➢ 项目简介 化石能源的过量消耗和由此产生的大量温室气体排放是引起气 候变化的主要原因，因此低碳可持续发展是全球未来发展的必经之路。 二氧化碳捕集、利用和封存（CCUS）技术作为一种能够实现高碳资 源规模化低碳利用的解决方案，是低碳可持续发展技术的重要分支之 一，也是国际公认的化石能源清洁、低碳利用的重要技术途径。 中国科学院上海高等研究院长期以来一直针对煤电、化工、钢铁、 水泥等不同行业对碳减排技术的个性化需求，开展了 CCUS 技术应用 研发，具体包括： （1）吸附法二氧化碳捕获技术； （2）二氧化碳膜分 离纯化技术； （3）二氧化碳热催化转化制备化学品技术； （4）二氧化 碳光电催化转化技术； （5）二氧化碳微藻生物利用技术； （6）二氧化 碳压裂驱采非常规油气资源技术。围绕上述技术基础，进一步在集成 性碳减排解决方案层面推动了全流程 CCUS 技术的验证和区域/行业 层面的碳减排战略研发。相关工作在 Nature，Nature Chemistry, Joule, Angewandte Chemie International Edition, Energy & Environmental Science, Journal of Material Chemistry A, Chemical Engineering Journal 等领域顶级 期刊发表论文近 300 篇，申请专利数十余项，先后完成了 CO2 间接合 成碳酸二甲酯、吸附法烟气 CO2 捕获、高性能 CO2 膜分离、CO2 加氢 合成甲醇等相关技术的中试示范。 96 97 55、干法排渣的 Y 型气流床清洁高效气化技术 成果提供单位：山东科技大学 联系人：田原宇 电话：13356871891 邮箱：tianyy1008@126.com ➢ 项目简介 气化炉急冷段气液熔渣干法急冷、干法排渣和灰渣分离是消减 煤化工行业用水的有效途径，也是未来煤粉气化炉开发的突破点。 本成果的优势在于：① Y 型气流床气化炉顶部主喷嘴和侧壁喷嘴 Y 型交互，有助于强化高温反应区的热质传递，互为点火的结构消除 进料波动影响，确保气化炉安稳长满优运行。② 熔渣激冷固化、灰 渣分离、流化换热，接触时间长，碳转化率高。③ 合成气携带的细 灰高温凝聚精细分离，干法排灰、余热回收，大幅度提高煤气化装 置能效。④外排黑水用作激冷剂，用激冷喷嘴代替激冷环，消除了 激冷环激冷水分配不均和易于损坏的缺陷，消除了气化过程的黑水 和含盐废水，确保雾化激冷系统的长周期运行。⑤ 灰渣流化床取热 和自动内控调控排渣，换热系数高，各自独立取热和自动内控系统 确保了干法排渣的长周期稳定运行。 ➢ 经济效益与应用前景分析: 对于使用气流床气化的燃煤电厂，只需对现行气流床进行改造即 可；该技术可解决气流床煤粉颗粒停留时间过短、煤气化高耗水、含 盐废水、黑水、气-渣-灰余热高效回收提高能效以及灰渣综合利用的 系列难题，装置投资低，经济效益高。 98 56、挥发性有机物（VOCs）废气治理核心吸附材料及工艺 成果提供单位：山东科技大学 联系人：梁鹏 电话：13678890728 邮箱：liangpeng202@hotmail.com ➢ 项目简介 根据挥发性有机物的物理、化学性质，利用自主研发的分子筛吸 附浓缩转轮、活性炭纤维等吸附剂，采取吸附回收、吸附浓缩等工艺 路线，实现 VOCs 的回收利用。该成果属于环境污染物的吸附净化处 理技术，以解决工业生产过程中的挥发性有机污染物排放问题。分子 筛吸附浓缩转轮比表面积大、床层阻力低，适用于大风量废气治理场 合；活性炭纤维具有吸附容量高、吸脱附速度快等优点，通常以纤维 毡的形式使用，使用水蒸汽再生时再生效率很高。此外，还开发了 VOCs 氧化催化剂及流化床吸附回收新工艺。本成果可用于烷烃类、 醇类、酮类、酯类、卤代烃、芳烃类溶剂回收领域，特别是采用自主 研发的差异化活性炭材料、分子筛材料，在高效净化的同时实现有机 物回收利用。 ➢ 经济效益与应用前景分析 作为制造业大国，我国工业生产过程中 VOCs 的排放量惊人且增 长迅猛，目前已达到 3000 万吨/年以上。VOCs 是目前公认的 PM2.5 前驱物，其排放不仅造成资源浪费，更是带来了严重的环境污染。随 着人们环保意识的增强和环保标准的提高，该成果将具有广阔的应用 前景。 99 57、废旧轮胎热解及液、固产物综合利用技术 成果提供单位：中国科学院过程工程研究所 联系人：李松庚 电话：13810366474 邮箱：sgli@ipe.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 我国汽车工业迅猛发展，废旧轮胎大量产生。废旧轮胎的有效处 理和合理利用，已成为环境污染治理和固废资源化利用的必然要求。 废旧轮胎的处理方式主要包括翻新、再生、热解。热解技术可以实现 对废旧轮胎连续、高效处理，所得热解炭黑和热解油经济价值高。 与商业炭黑相比，热解炭黑所含灰分和杂质较多，而表面活性较低。 本项目从热解条件调控和热解炭黑改性两方面着手，对热解炭黑的性 能进行提质。热解炭黑可用于活性炭、沥青改性剂、油墨颜料和橡胶 补强剂等。 热解油富含多种重要化工原料，如 BTX（苯、甲苯、二甲苯）、 DL-苧烯、苯乙烯、乙苯等。DL-苧烯广泛用作工业溶剂、树脂、油墨 分散剂、香料等。本项目开发相应组分分离方法，提高热解油产品附 加值。 ➢ 合作方式 联合开发，具体面议。 ➢ 投资规模 投资金额约 2000 万元。 100 58、离子液体法三聚氰胺尾气氨碳分离新技术 成果提供单位：中国科学院过程工程研究所 联系人：曾少娟 电话：15801357504 邮箱：sjzeng@ipe.ac.cn ➢ 项目简介及应用领域 我国是世界上三聚氰胺（三胺）产能最大、技术水平最高的生产 国，产量约为 180 万吨/年，占全球产能 90%以上。生产一吨三聚氰 胺产生的尾气中有一吨氨气，如果不予以回收，一年直接损失高达 63 亿元以上。目前三胺尾气回收技术需要配套合成氨生产装置副产碳酸 氢铵产品，其附加值低、经济效益差，生产过程中无组织氨排放控制 较难，蒸汽消耗高、成本高、含氨废水量大，带来严重的环保难题， 且碳酸氢铵产品销路越来越窄，极大制约了三聚氰胺行业发展。 本项目针对三胺尾气中氨含量高、排放量大、易结晶、难分离等 特点，提出采用离子液体吸收法净化回收三胺尾气中氨的绿色新技术， 开展了低挥发、高氨溶解性和高选择性的离子液体新介质设计、新型 吸收分离设备开发、工艺集成与优化等研究，建立 40 万 Nm3/年工业 侧线装置，实现了连续 6 个月稳定运行。新技术具有流程短、分离效 率高、无废水排放、节能效果明显，可得到高纯度氨产品的优势。 ➢ 社会经济效益 该技术的成功应用，在节水、节煤、节电方面，是国际首例重大 突破，能突破三胺尾气回收利用技术瓶颈，引起三胺行业的巨大变革， 引领三胺行业技术进步和转型升级，形成国际领先的绿色新技术，填 补国际、国内技术空白。该技术成熟后可在全国三聚氰胺生产行业推 101 广。 ➢ 投资规模 1.3 亿 Nm3/年三胺尾气分离回收装置，投资金额约 4000 万元。 102 59、固废绿色材料技术 成果提供单位：山东大学 ➢ 项目简介 我国电力、冶金、采矿等行业排放的灰渣、脱硫石膏、赤泥、钢 渣、煤矸石等各类工业及城市固废，量大、面广、害多。山东大学固 废制备绿色材料技术成果，基于固废协同提质增值利用的颠覆式理念， 通过协同互补、两级跃迁的特色技术路线，能实现固废向硫铝系高活 性材料及建筑 3D 打印材料、海洋工程材料、绿色注浆材料、功能性 土木工程材料等系列高端衍生绿色材料的转变，产品具有成本低、性 能高、附加值高的突出优势。相关研究获得了国家重点研发计划、国 家 863 计划、国家自然科学基金、山东省自然科学重大基础研究计划 等 20 多项目资助，拥有国际、国家专利 30 余项，专家鉴定为国际领 先水平，是特色的“山大系”研究成果，能够实现传统产业的固废绿 色化、产品高值化、链条延伸化，推动新旧动能转换，目前正在山东、 河北等多地推进产业化应用。 基于该研究的材料、能源、土木、机械、交通等多学科交叉属性， 成立了山东大学资源低碳循环交叉研究中心；获批了山东省固废绿色 材料工程实验室；与济南大学、齐鲁工业大学、山东大学新泰工业技 术研究院、山东汇富建设集团、山东固鑫环保公司、山东江泰建材公 司、山东卓联环保公司、齐鲁交通材料技术开发公司、章丘华明水泥 公司、省水泥质量监督检验站等高校和企业共同成立了山东省工业技 术研究院固废资源循环协同创新中心。同时，与英国诺丁汉大学、帝 103 国理工学院、伦敦大学学院，美国康奈尔大学，瑞典林奈大学，南非 约翰内斯堡大学等国际高校建立了密切合作，并正在筹建“中英绿色 能源与材料联合研究院”。 以全省年排放固废的 10%用于生产高活性材料计，每年可直接处 理固废 2000 万吨，生产高活性材料总值约 80~120 亿元；制成高端衍 生品后附加值可增加 100~200 亿元；加上产业体系对高端制造、环保、 土地等方面的辐射带动，整体 GDP 拉动可达 1000 亿元/年。从传统 建材的替代而言，全省可减少生产 2000 万吨/年的普通水泥，减排 CO2 约 1000 万吨。 图 1 创新的理论体系 104 图 2 贯通的技术与产业体系 105 60、浪潮集团工业信息技术 成果提供单位：浪潮集团 ➢ 项目简介 一、浪潮工业互联网平台 浪潮联合山钢共建专用装备制造行业工业互联网平台，基于浪潮 云云计算、大数据、人工智能技术帮助山钢实现工业锅炉等设备上云， 并将钢铁行业的工业知识、机理模型沉淀形成企业大脑，为更多企业 赋能。 二、质量链 浪潮联合中检学会共同推动建设质量链，以区块链技术为支撑， 构建了融合政府部门、龙头企业、检测机构、中检学会、消费者、运 营商等多方参与、互联互通、共治共享的质量提升生态体系，保障产 品全生命周期全要素质量。浪潮先后与茅台、东阿阿胶签署战略合作 协议，利用质量链保障产品质量，并树立酒类、中药材行业产品质量 标杆，青啤、张裕等十家企业作为山东首批企业加入质量链。 三、数字金融一贷通 浪潮数字金融一贷通平台依托大数据、AI 等技术构建信用决策 体系，为用户提供一站式贷款服务，缓解小微企业融资难、融资贵问 题。一贷通平台已经与齐鲁银行、民生银行、浦发银行、渤海银行等 多家银行合作。目前，放款额突破 20 亿元，降低银行人力成本 8%， 提高审批效率 200 倍。 四、健康医疗大数据 106 浪潮致力于成为健康医疗大数据的平台服务运营商，将公共卫生、 医疗服务等具名健康数据进行全量采集，打造 inspur health mall 为各 类数据应用提供数据服务，在面向居民、医疗服务、政府、企业四个 方面形成应用服务生态体系。2018 年 6 月 8 日，济南市卫计委与浪潮 集团签订战略合作协议，负责济南市健康医疗全量数据汇聚、治理和 应用试点建设。目前山东省健康云平台已实现了全省 17 市、137 区 县、150 家三级医院、300 家二级医院、1000 家基层医疗机构、3000 个卫生室的数据对接，积累了大量的医疗数据，为国家健康医疗大数 据北方中心建设打下良好基础 五、“5G”商用 浪潮以融合 IT、DT 和 CT 能力的统一 ICT 平台为基础，基于“云 +数” ，构建“连接+场景” ，打造具有浪潮特色的“+5G”行业数字化 转型方案。浪潮为运营商提供端到端解决方案，目前已在包含山东在 内的全国 31 个省市成功应用，同时为海外 77 个国家和地区的 128 个 运营商提供服务，并进入运营商 5G 新业务合作生态圈，与我国通信 业共成长。浪潮与中国移动、中国联通、中国电信等多家企业签署合 作协议。 107 61、食品危害因子快速检测与溯源云平台建设 成果提供单位：中国科学院大连化学物理研究所 ➢ 项目简介 研发食品中农药残留、重金属、兽药残留等危害因子的快速筛查 技术及设备，实现 70 多种食品危害因子的基本覆盖。集成研制的设 备，对山东省多个生产点、收购点及销售点的农产品在源头、加工、 流通、消费等环节进行示范检测应用，配合物联网标识，实现检测数 据、检测样品、检测报告、检测设备的标识化可追溯，构建食品安全 追溯大数据平台。 该项技术相关的食品危害因子快速检测产品可被广泛应用于食 品监管部门、大型商超、农贸市场的日常监测乃至普通民众的日常使 用等领域，为人们的食品安全保驾护航。 ➢ 技术优势 将光化学比色原理与先进的固载方法、多层过滤富集方法作为桥 梁，实现了化学传感器商品化应用过程中传感基元与便携式快检设备 的一体化，针对当前社会中食品安全危害因子检测领域的空白，开发 出面向不同终端群体和用户的农药残留、重金属、兽药残留等的快速 检测设备，可在 5 分钟内实现有机磷，氨基甲酸酯，拟除虫菊酯，有 机氮硫和含重金属类等多种常见农残的快速筛查，以及 7 种抗生素， 5 种真菌毒素的高灵敏度、定量化检测。 ➢ 市场分析 108 由于国家和人民对食品安全的高度重视，目前市面对食品安全危 害因子快速检测产品的需求日益增高。而当前销售的农残快检产品均 采用酶抑制法，仅能测定高毒的有机磷和氨基甲酸酯类农药，无法有 效预警其它常见的中低毒性农药。重金属快速检测产品仅能在无干扰 或少干扰金属离子共存的情况下进行测定，而对于实际样本如水产品、 粮食等中的多金属离子共存情况无能为力；兽药免疫胶体金快速检测 试纸条虽可测定多种抗生素等，但单一的读出方式及人眼的个体差异 限制了其检测灵敏度及准确性。该项目支撑产品的推出，将成为目前 市场上快检产品的极大补充，在原有快检产品市场基础上，有望快速 推广应用。 ➢ 社会经济效益 所研发的食品危害因子快速筛查技术，将主要应用于环境和农业 领域。一方面督促引导农业生产者合理使用中低毒农药，提升农产品 安全性，有利于绿色农业的可持续发展；另一方面规范农产品销售市 场秩序，加大监管力度；亦可应用于民众自身对于健康饮食的监控， 有望产生较大的经济和社会效益。同时所应用的食品安全追溯大数据 平台将很好地辅助政府部门对农贸市场超市等进行有效监管，亦可一 定程度上指导农户对农作物进行合理耕种。 109 食品认证平台 食品检测平台 食品追溯平台 食品追溯平台 平台 食品追 （解析处理） 溯信息 企业应用服务平台 食品危害因子物联 网标识追溯平台 （农产品） （标识） 生产 生产信息： …… 收购 收购信息： …… 物流 销售 物流企业： 物流信息： …… 销售企业： 销售地： 销售信息： …… 110 62、全自动微流体驱动仪-全自动栓塞微球制备仪 成果提供单位：齐鲁工业大学（山东省科学院） 联系人：司洪宇 电话:0531-82605584 邮箱:sihy@sderi.cn ➢ 项目简介及应用领域 微流体驱动和控制系统包括了注射泵、蠕动泵、活塞泵等，这些 系统可保证毫升至升量级的流体控制，但在驱动和控制纳微升量级的 流体时十分无力，往往会出现到达稳态需时长、反应滞后所导致的重 复性差、出现脉冲效应等一系列问题，且无法连续运行。目前，市场 上仍没有可用于微流体驱动和控制的成套设备。 本设备基于电气工程及数控技术相结合,集成高分辨率活塞泵和 精准的闭环控制，自组装研发了一套全自动微流体驱动系统来代替传 统微流体控制装置。本设备可将最小流量控制在 0.01mL/h，可在微升 ~升量级对多通道微流体进行驱动和控制，实现对多通道微流体的精 准和稳定流动，可通过手动或者图形界面对微流体进行控制及操作， 具有精度高、响应速度快、操作简单等优点。本设备可广泛应用于微 球制备、灌注、细胞体外培养与药物筛选、分析检测、微化学反应、 流体力学研究等众多领域，具有广泛的应用和较大的市场潜力。 栓塞微球是介入治疗中使用的栓塞材料，但目前我国栓塞微球产品及 制备设备仍主要依赖进口，国内企业成功研发上市的产品很少。本团 队进一步与微流控液滴技术相结合应用于栓塞微球的制造加工，实现 智能纳微颗粒的连续、稳定的精准化控制制备，得到形状/尺寸均一 （ηcv<5%） 、粒度可控(50μm~1mm)、高效载药(药物包封率 100%)、可 111 控释药的栓塞微球产品，填补了国内栓塞微球产品的空白，打破了国 外厂商的垄断，拥有了市场话语权。同时，可提供一种制备和开发高 品质栓塞微球的技术工艺和设备，使之有效地用于靶向栓塞，其操作 方式可控、精准、简便，为临床设计、定制个性化栓塞微球提供全新 方式。 本设备体积小质量轻，功能强大，无需其他设备配套，仅一张试 实验台即可满足运行条件，适用于实验室及企业微流体驱动控制及规 模化微球制备。 ➢ 知识产权情况 申请发明专利 7 个，已授权 4 个。 112 63、大型半潜式波浪能发电养殖网箱 ➢ 项目简介 为解决传统网箱抗风浪能力差、物资和能源供给困难、无法搭载 现代化设备、无法扩展其他生产生活功能等问题，本项目开发了一套 基于波浪能发电的先进智能养殖平台技术，使得养殖网箱可在深远海 定点、长期、稳定地开展养殖活动。该技术具有我国自主知识产权， 可开创深远海渔业养殖新模式，是渔业和制造业的新经济增长点。 技术优势： ① 平台具备独立能源供给，可在水质更好的深远海定点、长期、稳定 地开展养殖活动。 ② 平台外侧的吸波浮体能吸收波浪能量，大大降低了外面风浪对养 殖产品产量、质量的影响。 ③ 平台抗风浪能力强于普通深海网箱，具有半潜式的主体结构，台风 来临前可通过主动下潜的方式来躲避大风浪。 ④ 平台可搭载现代化生产设备，实现无人值守的自动化生产。 ➢ 市场分析 目前，国内外海水鱼类养殖主要方式是网箱养殖。但是，深水网 箱研制快速发展的同时，也存在不少问题： 一是浅海开发过于饱和，水体污染严重，鱼病多发。因此，将养 殖行业由港湾走向远海，已迫在眉睫。 二是传统深水网箱养殖生产设施简陋，抗风险能力差。同时传统 的海水养殖业以人工作业为主，生产力低下，由于缺乏平台和能源供 113 给，现代化生产设备无法应用，产量也收到限制。为了解放生产力， 需研建具有机械化养殖设备的现代化养殖网箱，同时自带能源供给系 统，实现养殖的机械化、智能化，改变人工作业的困境。 ➢ 社会经济效益 成功开发大型半潜式波浪能发电养殖网箱，可为海洋经济活动提 供安全保障，开创深海养殖新模式；推动海洋经济持续快速增长，为 海洋经济结构调整、布局优化提供技术支撑，具有巨大的经济效益和 社会效益。 “澎湖号”下潜前 “澎湖号”在珠海渔场开展养殖示范 114 64、碳纤维复合材料复杂断面长大型材与构件无损检测技 术研究 成果提供单位：山东大学 ➢ 项目简介 结合碳纤维复合材料复杂断面长大型材及构件的制备需求，建 立无损检测平台，形成质量控制规范。包括：1）实现典型制造缺陷 的成因辨析；2）建立典型制造缺陷（孔隙、富脂、分层等）的检测 平台和定性定量识别方法；3）对含有制造缺陷的试件进行静态力学 和动态疲劳的测试试验，形成力学性能评价规范。为我国新型材料 高速列车的研制提供技术支撑，具备良好的市场前景。 115