【飞地创潮】暖城鄂尔多斯（上海）人才科创中心入驻团队——上海交大低碳发电与绿能一体化利用团队

为了让更多前沿技术在鄂尔多斯转化，以技术和创新驱动发展，暖城鄂尔多斯（上海）人才科创中心采用“1+N”的建设模式，以上海为“中心飞地”，以长三角多城市为“云飞地”，积极借助上海乃至长三角地区高新技术企业及上海交通大学等高校和科研院所科研资源集聚优势，充分发挥鄂尔多斯政策、场景、基金、市场优势，瞄准鄂尔多斯“四个世界级产业”和“卡脖子”难题，期望在技术研发方面与各大高校、科研院所联合攻关，解决科技成果转化“最后一公里”的问题，成为人才招引和研发孵化为一体的综合性服务平台。目前，中心已经成功招引多个技术团队入驻，研究方向包括新型储能供热、绿色能源化工、二氧化碳捕集与转化、新型电池材料研发等领域。

上海交大低碳发电与绿能一体化利用团队

绿色能源化工引领未来

碳捕集与转化助力减排

团队介绍

该团队由中国工程院院士、上海交通大学能源发展研究院院长、碳中和发展研究院院长黄震领衔。团队研究方向包括低碳和零碳燃料设计、制备和应用，二氧化碳捕集及利用，动力系统先进燃烧技术和能量高效转化，动力系统智能控制和仿真，电推进及无人驾驶动力系统，动力系统超净排放控制技术，碳排放核算，能源与能源转化系统评估等。

专家介绍

黄震

职务：

中国工程院院士/长江学者/杰青/教授

教育与专业经历：

?1978-1988，上海交通大学本科、硕士、博士；

?1988-1996，上海交通大学讲师、副教授、教授；

?1997-2002，上海交通大学动力与能源工程学院副院长、院长；

?2002-2009，上海交通大学机械与动力工程学院副院长

?2010-2020，上海交通大学副校长、研究生院院长、能源研究院院长；

?2017-至今，民进中央副主席；

?2018-至今，上海市政协副主席；

?2019-至今，中国工程院院士。

荣誉与成就：

2000年受聘为教育部长江学者特聘教授、获国家杰出青年基金资助。创建了燃料设计与燃烧控制新方法，发明了发动机燃料多样化关键技术，获国家技术发明奖二等奖1项、国家自然科学奖二等奖1项、省部级科技奖一等奖3项、国家级教学成果奖二等奖2项、全国创新争先奖、国际清洁燃料成就奖等，2019年被授予国际燃烧学会Fellow。

团队技术介绍

一、煤电机组工质侧与燃料侧直接快速协同强化蓄/供能技术

该技术通过蓄存多余蒸汽能量和煤粉，在需要时快速释放，协同增强供能，显著提升机组升负荷速率。在煤电机组稳态运行或减负荷时，将多余的蒸汽能量存蓄于高温高压蓄热装置，同时将煤粉存储在高能小粉仓中。待机组需要快速提升负荷时，高温高压蓄热装置迅速向汽水系统供应高温蒸汽与高温水，同时高能小粉仓向燃烧系统快速输送煤粉。通过工质侧和燃料侧的协同增强供能，锅炉的蒸汽产率迅速提高，从而显著提升机组的升负荷速率，实现煤电机组的快速响应和灵活调节。

工质侧与燃料侧直接快速协同强化蓄/供能技术原理示意图

在此基础上，还提出了将工质侧与燃料侧直接快速协同强化蓄/供能与回热系统蒸汽节流调频相耦合的联合调频技术。通过灵活调配回热系统抽汽快速提升机组出力与高温炉水直接快速供能提高给水温度相结合，在保证机组各负荷工况锅炉给水温度不变的前提下，实现机组功率的低成本、快速调节。

协同强化蓄/供能与回热系统抽汽节流耦合快速联合调频技术原理示意图

本技术的优势在于通过高焓值工质与煤粉的质能协同供能，从根本上解决锅炉系统因制粉迟滞和传热延迟而导致的蒸汽产率响应速率不足的问题，从而克服了限制机组变负荷速率提升的关键瓶颈，在变负荷过程中直接、快速提高锅炉蒸汽产率。

该项目在国家重点研发计划项目课题“发电侧多资源灵活性运行能力提升技术”、鄂尔多斯市“科技兴蒙”专项课题等的资助下，已完成了在50MW锅炉上的协同蓄/供能中试改造方案设计，预计在2024年底开展中试验证工作；基于中试结果，在山东菏泽330MW亚临界锅炉上开展工业应用示范，实现机组变负荷速率达到3.5%Pe/min及以上。控制系统提供实时可靠的煤质分析数据，实现优化燃烧，经具CNAS资质的第三方机构评测：“综合降低煤耗 1.31g/kWh”。

二、沙柳气化制绿甲醇技术

该技术为沙柳浆气化生成CO、CO?和H?联合制备绿甲醇技术。沙柳具有产量丰富、热值高、灰分低，有效合成气效率高，绿甲醇合成量高等优势，可有效降低绿甲醇制备成本；且其具备良好的燃料适应性，无焦油污染，可有效满足大规模气化制备绿甲醇的需求。此外，浆料输送的气流床气化工艺无需蒸汽和预热，能够有效降低生产能耗，简化工艺控制流程，大幅提高气化合成气产量、有效合成气比例，实现高效制备绿甲醇。

沙柳气化工艺流程图

该项目在鄂尔多斯应用前景广阔。如果区域内沙柳实现全转化，有望创造每年约48.3亿元的直接经济收益。若鄂尔多斯沙化土地全部种植沙柳并进行转化，可创造170亿元的直接经济效益。

三、捕集烟气中CO2合成乙二醇零/负碳技术

该技术可捕获烟气中的CO?用于乙二醇合成。通过膜分离与化学吸收联合法低能耗捕获烟气中的CO?，有效降低进入化学吸收塔中的烟气流量（烟气量约减少2/3），从根本上大幅降低碳捕集投资成本（吸收塔、再生塔体积可大幅降低）和运行成本（减少化学吸收剂再生能耗和吸收剂逃逸率）。通过采用第三代少水CO?化学吸收剂及CO?低温再生催化剂，通过降低体系含水量及再生温度，进一步降低CO?再生过程潜热及显热的消耗。实现CO?的高效低能耗捕集与CO?合成醇类零碳材料技术优化。

分离烟气中CO?经碳酸酯合成乙二醇负碳工艺流程示意图

目前已与江西省黎川县陶瓷产业园区达成战略意向协议，有望能够在黎川率先建立全国首个县级单位工业园区零碳排放示范区（年碳捕集量为8-9万吨）。

四、直接空气二氧化碳捕集与转化一体化关键技术研究

针对直接空气碳捕集难度大、CO?捕集量低和再生利用过程能量利用效率低等问题，开发设计了基于碱土金属吸附剂和过渡金催化剂的高性能吸附催化双功能材料，实现了在常温下直接从空气中捕集CO?，并通过升温加H?反应将其原位催化为CH?或CO，有效避免了传统CCUS技术中CO?解吸、分离纯化、压缩和运输等高能耗环节，具有高效节能的优点。此外，该技术布置灵活，不受地域限制，可与分布式可再生能源集成应用，有效实现连续的碳捕集与转化利用。

直接空气CO?捕集与原位转化为CH?反应机理图

以科技创新推动产业创新，以人才发展推动地区发展，以前沿技术催生发展动能。暖城鄂尔多斯（上海）人才科创中心以双向飞地建设为引领，为鄂尔多斯市引入高端人才、推动科技创新提供了强有力的平台支撑，促进产业链、创新链、人才链的深度融合，助推鄂尔多斯聚集高端科创人才、集群高能级科研平台，实现高质量成果转化，迈向更高质量的绿色发展道路。

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