中国区域能源转型与低碳发展战略及政策研究

能源转型与低碳发展是可持续发展的重要内容,需要多学科交叉研究的支持。研究能源发展与转型规划、城市绿色与低碳发展、体制机制的创新与应用是支撑区域落实经济发展方式向绿色低碳转型的战略性研究工作。本文梳理了中国能源战略工作的部分重点内容与发展方向、气候变化风险下城市低碳发展模式、体制机制创新需求和热点问题,并简介本课题组从事的一些区域能源转型与低碳发展过程中的战略性研究和体制机制创新工作。提出在全新技术革命时代,能源战略的理论研究和应用实践都存在创新需求;规划方法学和模型工具的开发、大数据挖掘和应用、变革性技术的预见和评估、跨学科和领域的协同战略规划等都是今后能源软科学研究亟待深化的方向。     

两种喷管中心间距下微阵列火焰场燃烧特性数值研究

构建了处于无限阵列中管径为1.5 mm的3 × 3喷管微阵列火焰模型,采用甲烷简化机理,分别对喷管中心间距为2 mm和4 mm的微阵列火焰场燃烧特性进行数值研究。结果表明,在相同输入工况下,随着管中心间距的减小,喷管火焰间的相互影响增强,燃烧反应区域变长,最高温度增大;同时,计算区域出口CO排放增加、燃烧效率下降。喷管中心间距2 mm和4 mm两种工况下,距离管口5 mm后的区域温度都开始均匀分布,为研究温度均匀的微阵列火焰加热器提供了设计依据。     

微型内燃机工况下C1–C4烷烃着火延迟数值模拟

燃料着火延迟时间对采用蓄热自着火方式的微型内燃机非常重要。利用Chemkin-Pro软件,分别对甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷空气混合气在微型内燃机运行工况下进行着火延迟时间模拟计算,探究初始温度（500 K ~ 1 000 K）、压力（1~ 10atm）和当量比（0.6 ~ 1.2）对着火延迟时间的影响。同时分析了微型内燃机扫气不尽的尾气残留组分（N2、CO2和H2O）对正丁烷着火延迟时间的影响。结果表明：在四种燃料中,正丁烷的低温着火延迟特性最佳,是一种适合于采用蓄热自着火方式的微型内燃机燃料;初始温度、压力的提高和当量比的增大有利于燃料着火延迟时间的缩短;尾气残留使得燃料着火延迟时间变长,着火延迟特性变差,尾气各组分的热效应和基元反应对燃料着火延迟有着不同的影响机制。     

基于文献计量的碳交易研究态势分析

本文基于Web of Science的SSCI和SCI-E数据库,利用文献计量学方法,对碳交易研究领域的产出情况进行了数据分析。结果表明：碳交易研究的科研产出整体呈增长态势,其趋势变化与关键事件的时间节点相吻合;美国在碳交易研究领域具有较强的影响力,中国虽然起步较晚,但近年来论文的影响力增长迅速,中国科学院的发文数量位居研究机构第一位;通过关键词的词频分析,本文归纳出该研究领域的五个研究热点,分别为行政政策、市场机制、经济影响、替代效应、环境效应;有不少研究采用了模型工具,论文中采用的模型分析方法主要为投入产出模型、最优化模型和一般均衡模型。     

发电厂减排CO2的技术选择及对比分析

以（2005～2020）大连地区电力需求为例,通过技术经济分析对比,提供未来电厂类型选择参考,对各种类型电厂的初期投入资本进行比较,并计算出建各种电厂需要为CO2付出的减排成本,为环境政策的实行,提供进一步的分析依据.     

乙醇和二甲醚微射流火焰燃烧特性研究

采用实验及数值计算研究了乙醇和二甲醚微圆管射流火焰燃烧特性。通过实验观察到不同燃料流速下乙醇和二甲醚火焰都具有四种典型的火焰形态;使用平面激光诱导荧光测试系统获得了微射流火焰的OH基元分布,实验结果表明在较高流速下稳定燃烧的乙醇火焰比二甲醚火焰直径小,且略高于二甲醚火焰;采用考虑详细化学反应机理的数值计算对乙醇和二甲醚火焰进行了数值模拟,计算结果与实验现象吻合较好;利用一维非预混对冲火焰计算进一步研究了这两种燃料的化学反应路径,分析结果表明乙醇和二甲醚火焰的中间产物有显著差异,两种燃料化学反应特性的差异导致了不同的微火焰结构。     

新型低热损失微燃烧器原型的实验研究

试验研究了一种降低微燃烧器热损失的新方式,其原理是通过多孔壁面均匀进气来预热未燃混合气,同时降低壁面温度,从而有效降低燃烧器热损失.结果表明:采用燃烧器周向供给富燃料混合气,端面中心供给空气的组合进气方式,可以在微燃烧器内形成稳定的管状预混合火焰,火焰呈蓝色,燃烧稳定.当火焰温度达到1 100 ℃以上时,燃烧器内壁的温度低于500 ℃,外壁面温度在150 ℃左右,微燃烧器的侧壁面热损失率约为6%,对于强化微燃烧器的火焰稳定性效果显著.     

旋转流中预混合火焰的高速传播现象——I.稳燃特性及燃烧效率的提高

旋转流中预混合火焰高速传播特性的研究为强化低热值燃气的稳定燃烧提供了新的开发思路.针对圆管内强制涡作用下的甲烷/空气预混合火焰,本工作采用数值模拟方法分析了混合气的进口速度和旋转角速度对预混合火焰稳定燃烧的影响.结果表明,在不同当量比条件下,使火焰稳定的混合气进口速度和旋转角速度之间存在线性关系,但随着旋转角速度的增大,火焰半径变小,燃烧效率减小.改变混合气进口速度的分布形式是提高燃烧效率的有效方法.研究结果为实际的稳燃燃烧器设计提供了理论指导.     

生物基燃料乙醇生产工艺的能耗分析与节能技术综述

针对如何高效、经济和可持续发展生物质液体燃料这一问题,考察了淀粉质原料生产燃料乙醇的整个流程,从原料预处理到酒精脱水,尤其针对蒸馏、蒸煮液化等耗能较大的阶段,对不同的生产工艺技术进行了能耗比较,分析了不同的节能技术。通过大量的数据分析评述了最佳的技术路线,为燃料乙醇生产系统的节能降耗提出建议。     

乙醇和二甲醚微射流火焰燃烧特性研究

采用实验及数值计算研究了乙醇和二甲醚微圆管射流火焰燃烧特性。通过实验观察到不同燃料流速下乙醇和二甲醚火焰都具有四种典型的火焰形态；使用平面激光诱导荧光测试系统获得了微射流火焰的OH基元分布，实验结果表明在较高流速下稳定燃烧的乙醇火焰比二甲醚火焰直径小，且略高于二甲醚火焰；采用考虑详细化学反应机理的数值计算对乙醇和二甲醚火焰进行了数值模拟，计算结果与实验现象吻合较好；利用一维非预混对冲火焰计算进一步研究了这两种燃料的化学反应路径，分析结果表明乙醇和二甲醚火焰的中间产物有显著差异，两种燃料化学反应特性的差异导致了不同的微火焰结构。