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3. 生物質(zhì)能
3.1 纖維素類生物質(zhì)生物、化學(xué)、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化液體燃料機(jī)理與調(diào)控(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)制約纖維素類生物質(zhì)轉(zhuǎn)化液體燃料效率的基礎(chǔ)性問題，開展纖維素類生物質(zhì)生物、化學(xué)、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化機(jī)理與調(diào)控機(jī)制研究。
具體包括：纖維素混合糖共代謝機(jī)制與基因調(diào)控;纖維素乙醇(丁醇)高產(chǎn)機(jī)理與動(dòng)力學(xué)模型;纖維素類生物質(zhì)化學(xué)催化轉(zhuǎn)化液體燃料機(jī)理及調(diào)控;生物質(zhì)氣化調(diào)變、合成氣催化凈化、重整催化制備液體燃料的轉(zhuǎn)化機(jī)制;分子層面的纖維素類生物質(zhì)多組分耦合熱分解機(jī)理及產(chǎn)物定向調(diào)控機(jī)制。
考核指標(biāo)：揭示纖維素類生物質(zhì)混合糖發(fā)酵乙醇(丁醇)機(jī)理，提出高效轉(zhuǎn)化新途徑。纖維素混合糖乙醇(丁醇)轉(zhuǎn)化率≥90%;纖維素類生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為車用液體燃料能量轉(zhuǎn)化率≥37%，轉(zhuǎn)化為航空用液體燃料能量轉(zhuǎn)化率≥28%。
3.2 纖維素類生物質(zhì)催化制備生物航油技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)纖維素類生物質(zhì)生物航油轉(zhuǎn)化效率低、經(jīng)濟(jì)性差的問題，開展纖維素類生物質(zhì)轉(zhuǎn)化生物航油技術(shù)工藝研究。
具體包括：纖維素類生物質(zhì)高效水熱定向解聚技術(shù);解聚產(chǎn)物碳鏈調(diào)控與加氫催化制備長(zhǎng)鏈烷烴技術(shù);木質(zhì)素水熱液化加氫提質(zhì)制取芳烴及環(huán)烷烴技術(shù);纖維素類生物質(zhì)制取生物航油關(guān)鍵技術(shù)工程驗(yàn)證;生物航油全生命周期評(píng)價(jià)。
考核指標(biāo)：構(gòu)建纖維素類生物質(zhì)制取生物航油工藝技術(shù)體系。催化劑壽命≥4000h，纖維素和半纖維素制備生物航油轉(zhuǎn)化率≥85%，生物航油成本≤9000 元/噸，完成纖維素類生物質(zhì)制取生物航油千噸級(jí)示范生產(chǎn)線運(yùn)行驗(yàn)證;生物航油油品質(zhì)量達(dá)到生物航油標(biāo)準(zhǔn)(ASTM-D7566)要求，完成生物航油發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)。
3.3 纖維素類生物質(zhì)水(醇)解制備酯類燃料聯(lián)產(chǎn)化學(xué)品技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)纖維素類生物質(zhì)轉(zhuǎn)化酯類燃料過程中全組分高效利用的關(guān)鍵問題，研究清潔高效酯類燃料制取聯(lián)產(chǎn)高附加值化學(xué)品的共性技術(shù)與工藝途徑，實(shí)現(xiàn)纖維素類生物質(zhì)全組分高效利用。
具體包括：纖維素類生物質(zhì)組份清潔分離預(yù)處理技術(shù);分離組分催化水(醇)解制備酯類燃料聯(lián)產(chǎn)高附加值化學(xué)品技術(shù);水(醇)解酯化產(chǎn)物低能耗高效分離技術(shù);纖維素類生物質(zhì)水(醇)解制備酯類燃料聯(lián)產(chǎn)化學(xué)品關(guān)鍵技術(shù)工程驗(yàn)證;酯類燃料復(fù)配汽油或柴油技術(shù)及全生命周期評(píng)價(jià)。
考核指標(biāo)：構(gòu)建纖維素類生物質(zhì)組分清潔分離以及催化水(醇)解制備酯類燃料聯(lián)產(chǎn)高附加值化學(xué)品工藝技術(shù)體系。纖維素類生物質(zhì)清潔預(yù)處理分離過程不使用二次污染化學(xué)品，木質(zhì)素脫除率≥80%，纖維素水(醇)解酯類燃料轉(zhuǎn)化率≥85%，纖維素酯類燃料聯(lián)產(chǎn)化學(xué)品綜合成本≤7000 元/噸，完成纖維素酯類燃料聯(lián)產(chǎn)化學(xué)品千噸級(jí)示范生產(chǎn)線運(yùn)行驗(yàn)證;在國(guó)六汽油或柴油中復(fù)配10%酯類燃料，其主要污染物排放下降15%以上。
3.4 農(nóng)業(yè)秸稈酶解制備醇類燃料及多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)與示范(應(yīng)用示范類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)纖維素醇類燃料經(jīng)濟(jì)性差的問題，開展農(nóng)業(yè)秸稈制備醇類燃料及多聯(lián)產(chǎn)的生物煉制技術(shù)研究與示范。
具體包括：農(nóng)業(yè)秸稈原料高效清潔預(yù)處理及低成本纖維素酶制劑的制備與復(fù)配技術(shù);酶解糖化與乙醇、丁醇發(fā)酵耦合工藝，同時(shí)代謝五碳糖和六碳糖技術(shù);酶解糖液直接發(fā)酵乙醇、丁醇與分離耦合工藝，超低能耗乙醇、丁醇膜法分離集成技術(shù);農(nóng)業(yè)秸稈制備燃料乙醇、丁醇多聯(lián)產(chǎn)生物煉制千噸級(jí)示范生產(chǎn)線;農(nóng)業(yè)秸稈制備燃料乙醇、丁醇，以及沼氣、復(fù)合肥多聯(lián)產(chǎn)萬噸級(jí)示范生產(chǎn)線。
考核指標(biāo)：噸燃料乙醇的酶制劑成本不高于850 元，噸秸稈燃料乙醇得率不低于170kg，纖維素水解混合糖產(chǎn)丁醇、乙醇等得率不低于0.42g 溶劑/g 總糖，燃料乙醇綜合成本≤7000 元/噸，建立膜法分離集成的千噸級(jí)生物煉制示范生產(chǎn)線;建立農(nóng)業(yè)秸稈制備乙醇、丁醇年產(chǎn)3 萬噸以上示范生產(chǎn)線。
4. 地?zé)崮芘c海洋能
4.1 干熱巖能量獲取及利用關(guān)鍵科學(xué)問題研究(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)我國(guó)干熱巖資源開發(fā)利用的需求，重點(diǎn)研究干熱巖能量獲取及轉(zhuǎn)換與高效利用中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題。
具體包括：干熱巖儲(chǔ)層能量評(píng)價(jià)方法與靶區(qū)優(yōu)選;干熱巖能量獲取(現(xiàn)場(chǎng)壓、控裂)方法與測(cè)井技術(shù);現(xiàn)場(chǎng)微震監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)反演與人工儲(chǔ)層裂隙網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)方法;流體在人工儲(chǔ)層多物理場(chǎng)耦合流動(dòng)傳熱機(jī)理與取熱速率優(yōu)化方法;干熱巖發(fā)電及綜合利用技術(shù)方案與經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。
考核指標(biāo)：優(yōu)選1~2 個(gè)地層溫度≥180℃的干熱巖開發(fā)靶區(qū);人工壓裂體積≥1×106m3，儲(chǔ)層滲透率提高10 倍以上;人工壓裂后反演的裂隙網(wǎng)絡(luò)尺度誤差≤井深的0.2%;多場(chǎng)耦合模型能量獲取的預(yù)測(cè)不確定度≤20%;干熱巖人工儲(chǔ)層的產(chǎn)熱率≥2000kWth。
4.2 海洋能資源特性及高效利用機(jī)理研究(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)自主創(chuàng)新海洋能技術(shù)的需求，研究海洋能資源特性評(píng)估方法及高效利用機(jī)理。
具體包括：重點(diǎn)海域海洋能資源特性，海洋能裝置與海洋環(huán)境耦合機(jī)制;低水頭潮汐水力轉(zhuǎn)換機(jī)理，新型雙向全貫流式潮汐發(fā)電原理;潮流能轉(zhuǎn)換機(jī)理，新型高效潮流能發(fā)電技術(shù);波浪能轉(zhuǎn)換機(jī)理，新型高效波浪能發(fā)電技術(shù);波浪能與潮流能裝置和模型實(shí)驗(yàn)室及實(shí)海況測(cè)試技術(shù)方法與驗(yàn)證;我國(guó)海洋能發(fā)展戰(zhàn)略。
考核指標(biāo)：建立海洋能資源評(píng)估方法體系，海洋能裝置與海洋環(huán)境耦合模型及驗(yàn)證;20kW 等級(jí)雙向全貫流潮汐發(fā)電原理樣機(jī)，正向發(fā)電效率≥85%，反向發(fā)電效率≥75%;1kW 以上新型高效潮流能發(fā)電技術(shù)，整機(jī)轉(zhuǎn)換效率≥35%;1kW 以上新型高效波浪能發(fā)電技術(shù)，整機(jī)轉(zhuǎn)換效率≥18%;波浪能和潮流能裝置實(shí)驗(yàn)室及實(shí)海況測(cè)試方法，針對(duì)多種模型和裝置開展測(cè)試及驗(yàn)證;2025年我國(guó)海洋能發(fā)展路線圖。
5. 氫能
5.1 太陽(yáng)能光催化、光電催化和熱分解水制氫基礎(chǔ)研究(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：面向高效低成本綠色制氫需求，研究太陽(yáng)能光催化、光電催化和熱分解水制氫的理論與方法。
具體包括：光催化劑微結(jié)構(gòu)對(duì)光吸收、光生載流子分離、輸運(yùn)的影響機(jī)制及高效光吸收、寬光譜響應(yīng)光催化制氫材料體系的構(gòu)建;光催化制氫反應(yīng)器催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及其與太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)耦合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法;光電催化制氫多層復(fù)合界面間的協(xié)同作用和光生電荷在各層間的傳輸機(jī)制及水分解反應(yīng)動(dòng)力學(xué);高效聚焦太陽(yáng)能催化光電分解水制氫系統(tǒng)的構(gòu)建及光熱能綜合利用;直接太陽(yáng)能聚焦光熱耦合分解水制氫機(jī)理、制氫反應(yīng)體系設(shè)計(jì)及系統(tǒng)構(gòu)建。
考核指標(biāo)：揭示光催化、光電催化分解水制氫構(gòu)效關(guān)系和多界面能量傳遞與損失機(jī)制;建立太陽(yáng)能光催化、光電催化和熱分解水制氫反應(yīng)器設(shè)計(jì)理論與方法;太陽(yáng)能分解水制氫轉(zhuǎn)化效率≥10%，穩(wěn)定性≥3000h。
5.2 基于儲(chǔ)氫材料的高密度儲(chǔ)氫基礎(chǔ)研究(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：面向高密度安全儲(chǔ)氫需求，研究基于儲(chǔ)氫材料的高密度儲(chǔ)氫理論和方法。
具體包括：可逆氫化物吸/放氫熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)調(diào)控機(jī)理及其雙向催化對(duì)吸放氫動(dòng)力學(xué)的改良機(jī)制;不可逆氫化物可控催化放氫動(dòng)力學(xué)及高集成度放氫系統(tǒng)的構(gòu)建;儲(chǔ)氫新材料的創(chuàng)制及其吸/放氫新機(jī)理;儲(chǔ)氫系統(tǒng)吸/放氫過程中的氫熱耦合機(jī)理及高密度設(shè)計(jì)方法;氫的高密度儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)路線戰(zhàn)略研究。
考核指標(biāo)：闡明儲(chǔ)氫材料吸放氫熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)調(diào)控機(jī)理及其構(gòu)效關(guān)系，建立高密度儲(chǔ)氫系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論及方法;研制的高密度可逆儲(chǔ)氫系統(tǒng)重量?jī)?chǔ)氫密度≥5.0wt%;高集成的不可逆氫化物可控放氫系統(tǒng)最大放氫密度≥6.0wt%;新一代高容量?jī)?chǔ)氫材料重量?jī)?chǔ)氫密度≥7.0wt%。
5.3 高效固體氧化物燃料電池退化機(jī)理及延壽策略研究(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)固體氧化物燃料電池(SOFC)發(fā)電過程的長(zhǎng)壽命運(yùn)行關(guān)鍵科學(xué)問題開展研究。
具體包括：多相、多組分、多尺度、多物理場(chǎng)的燃料電池傳熱、傳質(zhì)過程及電化學(xué)過程;單電池材料(電解質(zhì)和電極)劣化和單電池性能衰減機(jī)理，單電池結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件對(duì)單電池壽命影響及延壽策略;電堆中高溫密封、金屬連接體和界面接觸材料的退化機(jī)理及穩(wěn)定性研究;千瓦級(jí)電堆的多物理場(chǎng)耦合模型以及電池溫度場(chǎng)—應(yīng)力場(chǎng)耦合效應(yīng)與低內(nèi)應(yīng)力長(zhǎng)壽命電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);輔助系統(tǒng)(BOP)動(dòng)靜態(tài)分析與效率優(yōu)化的熱電管控策略。
考核指標(biāo)：提出電池傳熱、傳質(zhì)過程及電化學(xué)過程建模和仿真方法;建立千瓦級(jí)電堆的多物理場(chǎng)耦合模型;完成長(zhǎng)壽命電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，單電池性能0.6W/cm2@0.7V，短堆(500W)發(fā)電效率≥60%(以天然氣或合成氣為燃料，在300mA/cm2 電流密度條件下)，電效率衰減≤0.5%/千小時(shí)(不小于5000h 測(cè)試);完成BOP 建模和動(dòng)靜態(tài)模擬仿真，提出效率優(yōu)化與熱電管控方法。
5.4 基于低成本材料體系的新型燃料電池研究(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)現(xiàn)有燃料電池成本高技術(shù)瓶頸，開展低成本材料體系燃料電池探索。
具體包括：質(zhì)子交換膜燃料電池離子導(dǎo)體內(nèi)高通量傳輸通道的可控構(gòu)筑及化學(xué)穩(wěn)定性影響機(jī)制;堿性離子交換膜的陰離子傳輸機(jī)制與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;高效氫氧化和氧還原非貴金屬催化劑的可控制備及電催化動(dòng)力學(xué);膜電極微納結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、可控構(gòu)筑規(guī)律和界面演化機(jī)制;千瓦級(jí)廉價(jià)燃料電池堆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、集成及性能驗(yàn)證。
考核指標(biāo)：闡明新型高通量質(zhì)子交換膜和堿性離子交換膜的可控構(gòu)筑規(guī)律;實(shí)現(xiàn)單張膜面積≥1m2、厚度均一的可控制備。新型高通量質(zhì)子交換膜離子電導(dǎo)率≥0.15Scm-1(25℃)，堿性離子交換膜離子電導(dǎo)率(25℃)≥0.06Scm-1;新型質(zhì)子膜單電池壽命≥2000h(工作溫度≥80℃)，堿性離子交換膜單電池穩(wěn)定工作時(shí)間≥1000h(80℃，以空氣為氧化劑)。完成以新型離子膜和非貴金屬催化劑構(gòu)建的千瓦級(jí)電堆和驗(yàn)證(以空氣為氧化劑)。
5.5 MW 級(jí)固體聚合物電解質(zhì)電解水制氫技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究?jī)?nèi)容：面向燃料電池汽車綠色氫源和利用可再生能源制氫的應(yīng)用需求，開展高效MW 級(jí)固體聚合物電解質(zhì)電解水制氫技術(shù)研究。
具體包括：高活性低成本長(zhǎng)壽命電解水制氫催化劑、催化電極微結(jié)構(gòu)與制氫效率的構(gòu)效關(guān)系;大面積高電流密度膜電極制備技術(shù);適于高工作壓力雙極板及高導(dǎo)電性、低流阻、抗腐蝕的集電器制備技術(shù);高壓力、低電耗、高功率密度制氫模塊集成技術(shù);適應(yīng)寬功率波動(dòng)的制氫系統(tǒng)及控制技術(shù)。
考核指標(biāo)：形成高效固體聚合物電解質(zhì)電解水制氫樣機(jī)，樣機(jī)制氫功率≥1MW，額定工況下電解槽直流電耗≤4.1kWh/m3，系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)范圍20-150%，出口氫壓≥3.5MPa。
5.6 質(zhì)子交換膜燃料電池長(zhǎng)壽命電堆工程化制備技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù))
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池長(zhǎng)壽命需求，研究長(zhǎng)壽命電堆工程化制備技術(shù)。
具體包括：關(guān)鍵材料、膜電極以及雙極板理化參數(shù)對(duì)電堆壽命影響;電堆結(jié)構(gòu)和組裝工藝對(duì)電堆壽命的影響及失效模式;電堆高耐久性密封組件的高精度原位快速成型技術(shù);系列電堆模塊的極板流場(chǎng)、堆型設(shè)計(jì)及工程化裝備制造技術(shù);電堆模塊快速在線活化、氣密性快速在線檢測(cè)與裝備制造技術(shù)。
考核指標(biāo)：車輛應(yīng)用電堆額定功率≥60kW，電堆功率密度≥2.5kW/L;電堆低溫冷啟動(dòng)環(huán)境溫度.30℃;電堆在車載工況下實(shí)測(cè)運(yùn)行3000h 后電壓下降≤3%，電堆預(yù)期壽命≥10000h，電堆成本≤1500 元/kW(按產(chǎn)量10MW/年測(cè)算)。發(fā)電應(yīng)用電堆平均單片電壓≥0.7V(1A/cm2)，電堆單片電壓(額定功率)標(biāo)準(zhǔn)偏差<15mV;電堆額定功率下實(shí)測(cè)運(yùn)行10000h 后電壓下降≤5%，電堆預(yù)期壽命≥20000h;電堆生產(chǎn)能力≥1000 臺(tái)/年;電堆成本≤3500 元/kW(按產(chǎn)量10MW/年測(cè)算)。
5.7 固體氧化物燃料電池電堆工程化開發(fā)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)固體氧化物燃料電池(SOFC)單電池和電堆的一致性和壽命等技術(shù)難題，開展SOFC 單電池和電堆的批量生產(chǎn)技術(shù)及工藝裝備等工程化開發(fā)。
具體包括：?jiǎn)坞姵氐慕Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及批量生產(chǎn)工藝技術(shù)和裝備;SOFC 電堆高溫穩(wěn)定的連接體和密封件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及批量制備工藝技術(shù);長(zhǎng)壽命電堆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能驗(yàn)證;SOFC 電堆小批量制備技術(shù)及裝備;單電池、連接體、密封件以及電堆的檢測(cè)規(guī)范。
考核指標(biāo)：建立長(zhǎng)壽命SOFC 設(shè)計(jì)開發(fā)體系，電堆功率≥1.0kW，初始電效率≥60%，實(shí)測(cè)運(yùn)行10000h，10000h 后發(fā)電效率≥55%;預(yù)期壽命≥20000h;電堆冷熱循環(huán)實(shí)測(cè)≥10 次，冷熱循環(huán)電效率衰減≤0.5%/c 次，可冷熱循環(huán)次數(shù)≥100 次;形成SOFC單電池和電堆的工程化技術(shù)，電堆產(chǎn)能≥500kW/年。
5.8 燃料電池電堆及輔助系統(tǒng)部件測(cè)試技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)長(zhǎng)壽命燃料電池系統(tǒng)測(cè)試要求，開展電堆及輔助系統(tǒng)部件測(cè)試技術(shù)研究。
具體包括：大功率燃料電池電堆性能、壽命測(cè)試技術(shù)和設(shè)備，電堆單片電壓巡檢、內(nèi)阻測(cè)量、健康診斷以及數(shù)據(jù)分析技術(shù);氫氣循環(huán)泵、燃料電池電控單元等關(guān)鍵輔助系統(tǒng)部件測(cè)試設(shè)備;應(yīng)用工況采集和燃料電池系統(tǒng)壽命試驗(yàn)評(píng)價(jià)測(cè)試方法。
考核指標(biāo)：燃料電池電堆和輔助系統(tǒng)部件測(cè)試設(shè)備樣機(jī);燃料電池電堆測(cè)試系統(tǒng)可測(cè)試容量≥100kW，測(cè)試臺(tái)動(dòng)態(tài)響應(yīng)需要模擬實(shí)際應(yīng)用的響應(yīng)時(shí)間，濕度調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間≤10 秒、流體調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間≤3 秒、陽(yáng)極實(shí)現(xiàn)主動(dòng)供氫、氫循環(huán)和間斷排放供能，提交電堆單片電壓分布、具備在線內(nèi)阻測(cè)試功能和健康診斷方法，單片電壓測(cè)試精度≤0.1%，內(nèi)阻測(cè)試精度≤1%;建立燃料電池壽命試驗(yàn)評(píng)價(jià)規(guī)范并形成標(biāo)準(zhǔn)建議稿。
6. 可再生能源耦合與系統(tǒng)集成
6.1 風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站生態(tài)氣候效應(yīng)和環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)我國(guó)可再生能源開發(fā)利用的生態(tài)氣候環(huán)境影響，開展風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站生態(tài)氣候效應(yīng)和環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究。
具體包括：風(fēng)電場(chǎng)局地生態(tài)氣候效應(yīng)事實(shí)、機(jī)理及參數(shù)化方法研究;光伏電站局地生態(tài)氣候效應(yīng)事實(shí)、機(jī)理及參數(shù)化方法研究;大規(guī)模風(fēng)能、太陽(yáng)能資源開發(fā)的氣候情景預(yù)估及不確定性研究;風(fēng)電、光伏行業(yè)生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究;氣候環(huán)境約束下我國(guó)風(fēng)電和光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展對(duì)策研究。
考核指標(biāo)：揭示海陸風(fēng)電場(chǎng)、不同下墊面光伏電站局地生態(tài)氣候效應(yīng)事實(shí)和機(jī)理，發(fā)展參數(shù)化方法;提交我國(guó)大規(guī)模開發(fā)風(fēng)能、太陽(yáng)能資源的10km 分辨率區(qū)域氣候情景預(yù)估;提出風(fēng)電和光伏行業(yè)生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法，建立至少15 種風(fēng)電、光伏行業(yè)產(chǎn)品生命周期清單數(shù)據(jù)庫(kù);建立氣候環(huán)境約束下風(fēng)電光伏區(qū)域優(yōu)化布局模型，提出產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展對(duì)策。
6.2 特色小鎮(zhèn)可再生能源多能互補(bǔ)熱電聯(lián)產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)我國(guó)特色小鎮(zhèn)綠色低碳發(fā)展的需求，形成西部和東部特色小鎮(zhèn)完全依賴可再生能源的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)解決方案。
具體包括：多時(shí)空多類型可再生能源熱電耦合利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和規(guī)劃設(shè)計(jì)方法;基于可再生能源的小鎮(zhèn)熱電聯(lián)產(chǎn)能源站設(shè)計(jì)集成、控制及儲(chǔ)能技術(shù);與綠色低能耗建筑結(jié)合的可再生能源熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成及能量管理技術(shù);鎮(zhèn)級(jí)可再生能源熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)先進(jìn)控制和高效能量管理技術(shù);西部和東部特色小鎮(zhèn)可再生能源熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示范。
考核指標(biāo)：系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件包含可再生能源≥5 種;建立西部500 戶以上和東部1500 戶以上特色小鎮(zhèn)的可再生能源熱電聯(lián)產(chǎn)示范系統(tǒng)，總裝機(jī)≥20MW，其中東部和西部小鎮(zhèn)能源站各1座、包含可再生能源≥3 種，建設(shè)可再生能源熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)≥3 個(gè)，可再生能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)100%滿足小鎮(zhèn)能源需求。
6.3 獨(dú)立運(yùn)行的微型可再生能源系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)我國(guó)海島(礁)、極區(qū)、邊遠(yuǎn)地區(qū)資源和氣候特點(diǎn)，開展獨(dú)立運(yùn)行的微型可再生能源系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及裝備研制。
具體包括：獨(dú)立運(yùn)行的微型可再生能源系統(tǒng)資源分析、規(guī)劃設(shè)計(jì)和性能評(píng)估通用方法及軟件;海島(礁)光伏/風(fēng)電/海洋能等多能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng);適應(yīng)極區(qū)高寒、極晝/夜且可實(shí)現(xiàn)與柴油發(fā)電系統(tǒng)兼容的極區(qū)科考站可再生能源發(fā)電系統(tǒng)，極區(qū)可再生能源移動(dòng)供電平臺(tái);邊遠(yuǎn)地區(qū)離網(wǎng)光伏系統(tǒng)剩余性能評(píng)估、擴(kuò)展重構(gòu)和互聯(lián)技術(shù);高耐候性光伏組件、儲(chǔ)能裝置及電力電子裝備。
考核指標(biāo)：海島(礁)微型可再生能源發(fā)電系統(tǒng)≥100kW;極區(qū)科考站發(fā)電系統(tǒng)≥50kW，考核運(yùn)行0.5 年以上;移動(dòng)供電平臺(tái)≥500W;改造西部離網(wǎng)光伏電站≥10 座，總裝機(jī)≥500kW;極區(qū)科考站可再生能源發(fā)電系統(tǒng)和移動(dòng)供電平臺(tái)部件及系統(tǒng)的長(zhǎng)期工作最低溫度.50℃，海島多能互補(bǔ)發(fā)電部件及系統(tǒng)最大濕度≥90%。
6.4 大規(guī)模風(fēng)/光互補(bǔ)制氫關(guān)鍵技術(shù)研究及示范(應(yīng)用示范類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)冬奧賽區(qū)對(duì)綠色、低碳能源的重大需求，開展風(fēng)/光互補(bǔ)制氫系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及示范。
具體包括：基于直流微網(wǎng)的離/并網(wǎng)風(fēng)電/光伏制氫、儲(chǔ)氫系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成、運(yùn)行控制與能量管理技術(shù);適應(yīng)離/并網(wǎng)運(yùn)行及直流微網(wǎng)接入的大功率風(fēng)電機(jī)組、光伏控制/逆變關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備;適應(yīng)寬功率波動(dòng)環(huán)境下的高適應(yīng)性電解水制氫關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備;風(fēng)/光互補(bǔ)制氫系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控、安全保護(hù)技術(shù)和設(shè)備;大規(guī)模風(fēng)電/光伏互補(bǔ)制儲(chǔ)氫系統(tǒng)應(yīng)用示范。
考核指標(biāo)：張家口冬奧賽區(qū)大規(guī)模風(fēng)/光互補(bǔ)制儲(chǔ)氫示范系統(tǒng)，風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站總?cè)萘坎恍∮?00MW;其中用于制氫、適應(yīng)離/并網(wǎng)運(yùn)行及直流微網(wǎng)接入的大功率風(fēng)電機(jī)組和光伏電站，風(fēng)電機(jī)組總?cè)萘?ge;6MW，光伏電站容量≥2MW;高適應(yīng)性、模塊化電解制氫設(shè)備，制氫純度≥99.995%，制氫量≥800Nm3/h，產(chǎn)氫量調(diào)整范圍20-135%;建成風(fēng)/光制氫系統(tǒng)多能源監(jiān)控中心。
3.1 纖維素類生物質(zhì)生物、化學(xué)、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化液體燃料機(jī)理與調(diào)控(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)制約纖維素類生物質(zhì)轉(zhuǎn)化液體燃料效率的基礎(chǔ)性問題，開展纖維素類生物質(zhì)生物、化學(xué)、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化機(jī)理與調(diào)控機(jī)制研究。
具體包括：纖維素混合糖共代謝機(jī)制與基因調(diào)控;纖維素乙醇(丁醇)高產(chǎn)機(jī)理與動(dòng)力學(xué)模型;纖維素類生物質(zhì)化學(xué)催化轉(zhuǎn)化液體燃料機(jī)理及調(diào)控;生物質(zhì)氣化調(diào)變、合成氣催化凈化、重整催化制備液體燃料的轉(zhuǎn)化機(jī)制;分子層面的纖維素類生物質(zhì)多組分耦合熱分解機(jī)理及產(chǎn)物定向調(diào)控機(jī)制。
考核指標(biāo)：揭示纖維素類生物質(zhì)混合糖發(fā)酵乙醇(丁醇)機(jī)理，提出高效轉(zhuǎn)化新途徑。纖維素混合糖乙醇(丁醇)轉(zhuǎn)化率≥90%;纖維素類生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為車用液體燃料能量轉(zhuǎn)化率≥37%，轉(zhuǎn)化為航空用液體燃料能量轉(zhuǎn)化率≥28%。
3.2 纖維素類生物質(zhì)催化制備生物航油技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)纖維素類生物質(zhì)生物航油轉(zhuǎn)化效率低、經(jīng)濟(jì)性差的問題，開展纖維素類生物質(zhì)轉(zhuǎn)化生物航油技術(shù)工藝研究。
具體包括：纖維素類生物質(zhì)高效水熱定向解聚技術(shù);解聚產(chǎn)物碳鏈調(diào)控與加氫催化制備長(zhǎng)鏈烷烴技術(shù);木質(zhì)素水熱液化加氫提質(zhì)制取芳烴及環(huán)烷烴技術(shù);纖維素類生物質(zhì)制取生物航油關(guān)鍵技術(shù)工程驗(yàn)證;生物航油全生命周期評(píng)價(jià)。
考核指標(biāo)：構(gòu)建纖維素類生物質(zhì)制取生物航油工藝技術(shù)體系。催化劑壽命≥4000h，纖維素和半纖維素制備生物航油轉(zhuǎn)化率≥85%，生物航油成本≤9000 元/噸，完成纖維素類生物質(zhì)制取生物航油千噸級(jí)示范生產(chǎn)線運(yùn)行驗(yàn)證;生物航油油品質(zhì)量達(dá)到生物航油標(biāo)準(zhǔn)(ASTM-D7566)要求，完成生物航油發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)。
3.3 纖維素類生物質(zhì)水(醇)解制備酯類燃料聯(lián)產(chǎn)化學(xué)品技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)纖維素類生物質(zhì)轉(zhuǎn)化酯類燃料過程中全組分高效利用的關(guān)鍵問題，研究清潔高效酯類燃料制取聯(lián)產(chǎn)高附加值化學(xué)品的共性技術(shù)與工藝途徑，實(shí)現(xiàn)纖維素類生物質(zhì)全組分高效利用。
具體包括：纖維素類生物質(zhì)組份清潔分離預(yù)處理技術(shù);分離組分催化水(醇)解制備酯類燃料聯(lián)產(chǎn)高附加值化學(xué)品技術(shù);水(醇)解酯化產(chǎn)物低能耗高效分離技術(shù);纖維素類生物質(zhì)水(醇)解制備酯類燃料聯(lián)產(chǎn)化學(xué)品關(guān)鍵技術(shù)工程驗(yàn)證;酯類燃料復(fù)配汽油或柴油技術(shù)及全生命周期評(píng)價(jià)。
考核指標(biāo)：構(gòu)建纖維素類生物質(zhì)組分清潔分離以及催化水(醇)解制備酯類燃料聯(lián)產(chǎn)高附加值化學(xué)品工藝技術(shù)體系。纖維素類生物質(zhì)清潔預(yù)處理分離過程不使用二次污染化學(xué)品，木質(zhì)素脫除率≥80%，纖維素水(醇)解酯類燃料轉(zhuǎn)化率≥85%，纖維素酯類燃料聯(lián)產(chǎn)化學(xué)品綜合成本≤7000 元/噸，完成纖維素酯類燃料聯(lián)產(chǎn)化學(xué)品千噸級(jí)示范生產(chǎn)線運(yùn)行驗(yàn)證;在國(guó)六汽油或柴油中復(fù)配10%酯類燃料，其主要污染物排放下降15%以上。
3.4 農(nóng)業(yè)秸稈酶解制備醇類燃料及多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)與示范(應(yīng)用示范類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)纖維素醇類燃料經(jīng)濟(jì)性差的問題，開展農(nóng)業(yè)秸稈制備醇類燃料及多聯(lián)產(chǎn)的生物煉制技術(shù)研究與示范。
具體包括：農(nóng)業(yè)秸稈原料高效清潔預(yù)處理及低成本纖維素酶制劑的制備與復(fù)配技術(shù);酶解糖化與乙醇、丁醇發(fā)酵耦合工藝，同時(shí)代謝五碳糖和六碳糖技術(shù);酶解糖液直接發(fā)酵乙醇、丁醇與分離耦合工藝，超低能耗乙醇、丁醇膜法分離集成技術(shù);農(nóng)業(yè)秸稈制備燃料乙醇、丁醇多聯(lián)產(chǎn)生物煉制千噸級(jí)示范生產(chǎn)線;農(nóng)業(yè)秸稈制備燃料乙醇、丁醇，以及沼氣、復(fù)合肥多聯(lián)產(chǎn)萬噸級(jí)示范生產(chǎn)線。
考核指標(biāo)：噸燃料乙醇的酶制劑成本不高于850 元，噸秸稈燃料乙醇得率不低于170kg，纖維素水解混合糖產(chǎn)丁醇、乙醇等得率不低于0.42g 溶劑/g 總糖，燃料乙醇綜合成本≤7000 元/噸，建立膜法分離集成的千噸級(jí)生物煉制示范生產(chǎn)線;建立農(nóng)業(yè)秸稈制備乙醇、丁醇年產(chǎn)3 萬噸以上示范生產(chǎn)線。
4. 地?zé)崮芘c海洋能
4.1 干熱巖能量獲取及利用關(guān)鍵科學(xué)問題研究(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)我國(guó)干熱巖資源開發(fā)利用的需求，重點(diǎn)研究干熱巖能量獲取及轉(zhuǎn)換與高效利用中的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題。
具體包括：干熱巖儲(chǔ)層能量評(píng)價(jià)方法與靶區(qū)優(yōu)選;干熱巖能量獲取(現(xiàn)場(chǎng)壓、控裂)方法與測(cè)井技術(shù);現(xiàn)場(chǎng)微震監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)反演與人工儲(chǔ)層裂隙網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)方法;流體在人工儲(chǔ)層多物理場(chǎng)耦合流動(dòng)傳熱機(jī)理與取熱速率優(yōu)化方法;干熱巖發(fā)電及綜合利用技術(shù)方案與經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。
考核指標(biāo)：優(yōu)選1~2 個(gè)地層溫度≥180℃的干熱巖開發(fā)靶區(qū);人工壓裂體積≥1×106m3，儲(chǔ)層滲透率提高10 倍以上;人工壓裂后反演的裂隙網(wǎng)絡(luò)尺度誤差≤井深的0.2%;多場(chǎng)耦合模型能量獲取的預(yù)測(cè)不確定度≤20%;干熱巖人工儲(chǔ)層的產(chǎn)熱率≥2000kWth。
4.2 海洋能資源特性及高效利用機(jī)理研究(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)自主創(chuàng)新海洋能技術(shù)的需求，研究海洋能資源特性評(píng)估方法及高效利用機(jī)理。
具體包括：重點(diǎn)海域海洋能資源特性，海洋能裝置與海洋環(huán)境耦合機(jī)制;低水頭潮汐水力轉(zhuǎn)換機(jī)理，新型雙向全貫流式潮汐發(fā)電原理;潮流能轉(zhuǎn)換機(jī)理，新型高效潮流能發(fā)電技術(shù);波浪能轉(zhuǎn)換機(jī)理，新型高效波浪能發(fā)電技術(shù);波浪能與潮流能裝置和模型實(shí)驗(yàn)室及實(shí)海況測(cè)試技術(shù)方法與驗(yàn)證;我國(guó)海洋能發(fā)展戰(zhàn)略。
考核指標(biāo)：建立海洋能資源評(píng)估方法體系，海洋能裝置與海洋環(huán)境耦合模型及驗(yàn)證;20kW 等級(jí)雙向全貫流潮汐發(fā)電原理樣機(jī)，正向發(fā)電效率≥85%，反向發(fā)電效率≥75%;1kW 以上新型高效潮流能發(fā)電技術(shù)，整機(jī)轉(zhuǎn)換效率≥35%;1kW 以上新型高效波浪能發(fā)電技術(shù)，整機(jī)轉(zhuǎn)換效率≥18%;波浪能和潮流能裝置實(shí)驗(yàn)室及實(shí)海況測(cè)試方法，針對(duì)多種模型和裝置開展測(cè)試及驗(yàn)證;2025年我國(guó)海洋能發(fā)展路線圖。
5. 氫能
5.1 太陽(yáng)能光催化、光電催化和熱分解水制氫基礎(chǔ)研究(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：面向高效低成本綠色制氫需求，研究太陽(yáng)能光催化、光電催化和熱分解水制氫的理論與方法。
具體包括：光催化劑微結(jié)構(gòu)對(duì)光吸收、光生載流子分離、輸運(yùn)的影響機(jī)制及高效光吸收、寬光譜響應(yīng)光催化制氫材料體系的構(gòu)建;光催化制氫反應(yīng)器催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及其與太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)耦合優(yōu)化設(shè)計(jì)方法;光電催化制氫多層復(fù)合界面間的協(xié)同作用和光生電荷在各層間的傳輸機(jī)制及水分解反應(yīng)動(dòng)力學(xué);高效聚焦太陽(yáng)能催化光電分解水制氫系統(tǒng)的構(gòu)建及光熱能綜合利用;直接太陽(yáng)能聚焦光熱耦合分解水制氫機(jī)理、制氫反應(yīng)體系設(shè)計(jì)及系統(tǒng)構(gòu)建。
考核指標(biāo)：揭示光催化、光電催化分解水制氫構(gòu)效關(guān)系和多界面能量傳遞與損失機(jī)制;建立太陽(yáng)能光催化、光電催化和熱分解水制氫反應(yīng)器設(shè)計(jì)理論與方法;太陽(yáng)能分解水制氫轉(zhuǎn)化效率≥10%，穩(wěn)定性≥3000h。
5.2 基于儲(chǔ)氫材料的高密度儲(chǔ)氫基礎(chǔ)研究(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：面向高密度安全儲(chǔ)氫需求，研究基于儲(chǔ)氫材料的高密度儲(chǔ)氫理論和方法。
具體包括：可逆氫化物吸/放氫熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)調(diào)控機(jī)理及其雙向催化對(duì)吸放氫動(dòng)力學(xué)的改良機(jī)制;不可逆氫化物可控催化放氫動(dòng)力學(xué)及高集成度放氫系統(tǒng)的構(gòu)建;儲(chǔ)氫新材料的創(chuàng)制及其吸/放氫新機(jī)理;儲(chǔ)氫系統(tǒng)吸/放氫過程中的氫熱耦合機(jī)理及高密度設(shè)計(jì)方法;氫的高密度儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)路線戰(zhàn)略研究。
考核指標(biāo)：闡明儲(chǔ)氫材料吸放氫熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)調(diào)控機(jī)理及其構(gòu)效關(guān)系，建立高密度儲(chǔ)氫系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論及方法;研制的高密度可逆儲(chǔ)氫系統(tǒng)重量?jī)?chǔ)氫密度≥5.0wt%;高集成的不可逆氫化物可控放氫系統(tǒng)最大放氫密度≥6.0wt%;新一代高容量?jī)?chǔ)氫材料重量?jī)?chǔ)氫密度≥7.0wt%。
5.3 高效固體氧化物燃料電池退化機(jī)理及延壽策略研究(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)固體氧化物燃料電池(SOFC)發(fā)電過程的長(zhǎng)壽命運(yùn)行關(guān)鍵科學(xué)問題開展研究。
具體包括：多相、多組分、多尺度、多物理場(chǎng)的燃料電池傳熱、傳質(zhì)過程及電化學(xué)過程;單電池材料(電解質(zhì)和電極)劣化和單電池性能衰減機(jī)理，單電池結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件對(duì)單電池壽命影響及延壽策略;電堆中高溫密封、金屬連接體和界面接觸材料的退化機(jī)理及穩(wěn)定性研究;千瓦級(jí)電堆的多物理場(chǎng)耦合模型以及電池溫度場(chǎng)—應(yīng)力場(chǎng)耦合效應(yīng)與低內(nèi)應(yīng)力長(zhǎng)壽命電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);輔助系統(tǒng)(BOP)動(dòng)靜態(tài)分析與效率優(yōu)化的熱電管控策略。
考核指標(biāo)：提出電池傳熱、傳質(zhì)過程及電化學(xué)過程建模和仿真方法;建立千瓦級(jí)電堆的多物理場(chǎng)耦合模型;完成長(zhǎng)壽命電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，單電池性能0.6W/cm2@0.7V，短堆(500W)發(fā)電效率≥60%(以天然氣或合成氣為燃料，在300mA/cm2 電流密度條件下)，電效率衰減≤0.5%/千小時(shí)(不小于5000h 測(cè)試);完成BOP 建模和動(dòng)靜態(tài)模擬仿真，提出效率優(yōu)化與熱電管控方法。
5.4 基于低成本材料體系的新型燃料電池研究(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)現(xiàn)有燃料電池成本高技術(shù)瓶頸，開展低成本材料體系燃料電池探索。
具體包括：質(zhì)子交換膜燃料電池離子導(dǎo)體內(nèi)高通量傳輸通道的可控構(gòu)筑及化學(xué)穩(wěn)定性影響機(jī)制;堿性離子交換膜的陰離子傳輸機(jī)制與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;高效氫氧化和氧還原非貴金屬催化劑的可控制備及電催化動(dòng)力學(xué);膜電極微納結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、可控構(gòu)筑規(guī)律和界面演化機(jī)制;千瓦級(jí)廉價(jià)燃料電池堆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、集成及性能驗(yàn)證。
考核指標(biāo)：闡明新型高通量質(zhì)子交換膜和堿性離子交換膜的可控構(gòu)筑規(guī)律;實(shí)現(xiàn)單張膜面積≥1m2、厚度均一的可控制備。新型高通量質(zhì)子交換膜離子電導(dǎo)率≥0.15Scm-1(25℃)，堿性離子交換膜離子電導(dǎo)率(25℃)≥0.06Scm-1;新型質(zhì)子膜單電池壽命≥2000h(工作溫度≥80℃)，堿性離子交換膜單電池穩(wěn)定工作時(shí)間≥1000h(80℃，以空氣為氧化劑)。完成以新型離子膜和非貴金屬催化劑構(gòu)建的千瓦級(jí)電堆和驗(yàn)證(以空氣為氧化劑)。
5.5 MW 級(jí)固體聚合物電解質(zhì)電解水制氫技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究?jī)?nèi)容：面向燃料電池汽車綠色氫源和利用可再生能源制氫的應(yīng)用需求，開展高效MW 級(jí)固體聚合物電解質(zhì)電解水制氫技術(shù)研究。
具體包括：高活性低成本長(zhǎng)壽命電解水制氫催化劑、催化電極微結(jié)構(gòu)與制氫效率的構(gòu)效關(guān)系;大面積高電流密度膜電極制備技術(shù);適于高工作壓力雙極板及高導(dǎo)電性、低流阻、抗腐蝕的集電器制備技術(shù);高壓力、低電耗、高功率密度制氫模塊集成技術(shù);適應(yīng)寬功率波動(dòng)的制氫系統(tǒng)及控制技術(shù)。
考核指標(biāo)：形成高效固體聚合物電解質(zhì)電解水制氫樣機(jī)，樣機(jī)制氫功率≥1MW，額定工況下電解槽直流電耗≤4.1kWh/m3，系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)范圍20-150%，出口氫壓≥3.5MPa。
5.6 質(zhì)子交換膜燃料電池長(zhǎng)壽命電堆工程化制備技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù))
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池長(zhǎng)壽命需求，研究長(zhǎng)壽命電堆工程化制備技術(shù)。
具體包括：關(guān)鍵材料、膜電極以及雙極板理化參數(shù)對(duì)電堆壽命影響;電堆結(jié)構(gòu)和組裝工藝對(duì)電堆壽命的影響及失效模式;電堆高耐久性密封組件的高精度原位快速成型技術(shù);系列電堆模塊的極板流場(chǎng)、堆型設(shè)計(jì)及工程化裝備制造技術(shù);電堆模塊快速在線活化、氣密性快速在線檢測(cè)與裝備制造技術(shù)。
考核指標(biāo)：車輛應(yīng)用電堆額定功率≥60kW，電堆功率密度≥2.5kW/L;電堆低溫冷啟動(dòng)環(huán)境溫度.30℃;電堆在車載工況下實(shí)測(cè)運(yùn)行3000h 后電壓下降≤3%，電堆預(yù)期壽命≥10000h，電堆成本≤1500 元/kW(按產(chǎn)量10MW/年測(cè)算)。發(fā)電應(yīng)用電堆平均單片電壓≥0.7V(1A/cm2)，電堆單片電壓(額定功率)標(biāo)準(zhǔn)偏差<15mV;電堆額定功率下實(shí)測(cè)運(yùn)行10000h 后電壓下降≤5%，電堆預(yù)期壽命≥20000h;電堆生產(chǎn)能力≥1000 臺(tái)/年;電堆成本≤3500 元/kW(按產(chǎn)量10MW/年測(cè)算)。
5.7 固體氧化物燃料電池電堆工程化開發(fā)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)固體氧化物燃料電池(SOFC)單電池和電堆的一致性和壽命等技術(shù)難題，開展SOFC 單電池和電堆的批量生產(chǎn)技術(shù)及工藝裝備等工程化開發(fā)。
具體包括：?jiǎn)坞姵氐慕Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以及批量生產(chǎn)工藝技術(shù)和裝備;SOFC 電堆高溫穩(wěn)定的連接體和密封件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及批量制備工藝技術(shù);長(zhǎng)壽命電堆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能驗(yàn)證;SOFC 電堆小批量制備技術(shù)及裝備;單電池、連接體、密封件以及電堆的檢測(cè)規(guī)范。
考核指標(biāo)：建立長(zhǎng)壽命SOFC 設(shè)計(jì)開發(fā)體系，電堆功率≥1.0kW，初始電效率≥60%，實(shí)測(cè)運(yùn)行10000h，10000h 后發(fā)電效率≥55%;預(yù)期壽命≥20000h;電堆冷熱循環(huán)實(shí)測(cè)≥10 次，冷熱循環(huán)電效率衰減≤0.5%/c 次，可冷熱循環(huán)次數(shù)≥100 次;形成SOFC單電池和電堆的工程化技術(shù)，電堆產(chǎn)能≥500kW/年。
5.8 燃料電池電堆及輔助系統(tǒng)部件測(cè)試技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)長(zhǎng)壽命燃料電池系統(tǒng)測(cè)試要求，開展電堆及輔助系統(tǒng)部件測(cè)試技術(shù)研究。
具體包括：大功率燃料電池電堆性能、壽命測(cè)試技術(shù)和設(shè)備，電堆單片電壓巡檢、內(nèi)阻測(cè)量、健康診斷以及數(shù)據(jù)分析技術(shù);氫氣循環(huán)泵、燃料電池電控單元等關(guān)鍵輔助系統(tǒng)部件測(cè)試設(shè)備;應(yīng)用工況采集和燃料電池系統(tǒng)壽命試驗(yàn)評(píng)價(jià)測(cè)試方法。
考核指標(biāo)：燃料電池電堆和輔助系統(tǒng)部件測(cè)試設(shè)備樣機(jī);燃料電池電堆測(cè)試系統(tǒng)可測(cè)試容量≥100kW，測(cè)試臺(tái)動(dòng)態(tài)響應(yīng)需要模擬實(shí)際應(yīng)用的響應(yīng)時(shí)間，濕度調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間≤10 秒、流體調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間≤3 秒、陽(yáng)極實(shí)現(xiàn)主動(dòng)供氫、氫循環(huán)和間斷排放供能，提交電堆單片電壓分布、具備在線內(nèi)阻測(cè)試功能和健康診斷方法，單片電壓測(cè)試精度≤0.1%，內(nèi)阻測(cè)試精度≤1%;建立燃料電池壽命試驗(yàn)評(píng)價(jià)規(guī)范并形成標(biāo)準(zhǔn)建議稿。
6. 可再生能源耦合與系統(tǒng)集成
6.1 風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站生態(tài)氣候效應(yīng)和環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究(基礎(chǔ)研究類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)我國(guó)可再生能源開發(fā)利用的生態(tài)氣候環(huán)境影響，開展風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站生態(tài)氣候效應(yīng)和環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究。
具體包括：風(fēng)電場(chǎng)局地生態(tài)氣候效應(yīng)事實(shí)、機(jī)理及參數(shù)化方法研究;光伏電站局地生態(tài)氣候效應(yīng)事實(shí)、機(jī)理及參數(shù)化方法研究;大規(guī)模風(fēng)能、太陽(yáng)能資源開發(fā)的氣候情景預(yù)估及不確定性研究;風(fēng)電、光伏行業(yè)生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)研究;氣候環(huán)境約束下我國(guó)風(fēng)電和光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展對(duì)策研究。
考核指標(biāo)：揭示海陸風(fēng)電場(chǎng)、不同下墊面光伏電站局地生態(tài)氣候效應(yīng)事實(shí)和機(jī)理，發(fā)展參數(shù)化方法;提交我國(guó)大規(guī)模開發(fā)風(fēng)能、太陽(yáng)能資源的10km 分辨率區(qū)域氣候情景預(yù)估;提出風(fēng)電和光伏行業(yè)生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法，建立至少15 種風(fēng)電、光伏行業(yè)產(chǎn)品生命周期清單數(shù)據(jù)庫(kù);建立氣候環(huán)境約束下風(fēng)電光伏區(qū)域優(yōu)化布局模型，提出產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展對(duì)策。
6.2 特色小鎮(zhèn)可再生能源多能互補(bǔ)熱電聯(lián)產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)我國(guó)特色小鎮(zhèn)綠色低碳發(fā)展的需求，形成西部和東部特色小鎮(zhèn)完全依賴可再生能源的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)解決方案。
具體包括：多時(shí)空多類型可再生能源熱電耦合利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和規(guī)劃設(shè)計(jì)方法;基于可再生能源的小鎮(zhèn)熱電聯(lián)產(chǎn)能源站設(shè)計(jì)集成、控制及儲(chǔ)能技術(shù);與綠色低能耗建筑結(jié)合的可再生能源熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成及能量管理技術(shù);鎮(zhèn)級(jí)可再生能源熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)先進(jìn)控制和高效能量管理技術(shù);西部和東部特色小鎮(zhèn)可再生能源熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示范。
考核指標(biāo)：系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件包含可再生能源≥5 種;建立西部500 戶以上和東部1500 戶以上特色小鎮(zhèn)的可再生能源熱電聯(lián)產(chǎn)示范系統(tǒng)，總裝機(jī)≥20MW，其中東部和西部小鎮(zhèn)能源站各1座、包含可再生能源≥3 種，建設(shè)可再生能源熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)≥3 個(gè)，可再生能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)100%滿足小鎮(zhèn)能源需求。
6.3 獨(dú)立運(yùn)行的微型可再生能源系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究(共性關(guān)鍵技術(shù)類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)我國(guó)海島(礁)、極區(qū)、邊遠(yuǎn)地區(qū)資源和氣候特點(diǎn)，開展獨(dú)立運(yùn)行的微型可再生能源系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及裝備研制。
具體包括：獨(dú)立運(yùn)行的微型可再生能源系統(tǒng)資源分析、規(guī)劃設(shè)計(jì)和性能評(píng)估通用方法及軟件;海島(礁)光伏/風(fēng)電/海洋能等多能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng);適應(yīng)極區(qū)高寒、極晝/夜且可實(shí)現(xiàn)與柴油發(fā)電系統(tǒng)兼容的極區(qū)科考站可再生能源發(fā)電系統(tǒng)，極區(qū)可再生能源移動(dòng)供電平臺(tái);邊遠(yuǎn)地區(qū)離網(wǎng)光伏系統(tǒng)剩余性能評(píng)估、擴(kuò)展重構(gòu)和互聯(lián)技術(shù);高耐候性光伏組件、儲(chǔ)能裝置及電力電子裝備。
考核指標(biāo)：海島(礁)微型可再生能源發(fā)電系統(tǒng)≥100kW;極區(qū)科考站發(fā)電系統(tǒng)≥50kW，考核運(yùn)行0.5 年以上;移動(dòng)供電平臺(tái)≥500W;改造西部離網(wǎng)光伏電站≥10 座，總裝機(jī)≥500kW;極區(qū)科考站可再生能源發(fā)電系統(tǒng)和移動(dòng)供電平臺(tái)部件及系統(tǒng)的長(zhǎng)期工作最低溫度.50℃，海島多能互補(bǔ)發(fā)電部件及系統(tǒng)最大濕度≥90%。
6.4 大規(guī)模風(fēng)/光互補(bǔ)制氫關(guān)鍵技術(shù)研究及示范(應(yīng)用示范類)
研究?jī)?nèi)容：針對(duì)冬奧賽區(qū)對(duì)綠色、低碳能源的重大需求，開展風(fēng)/光互補(bǔ)制氫系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及示范。
具體包括：基于直流微網(wǎng)的離/并網(wǎng)風(fēng)電/光伏制氫、儲(chǔ)氫系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成、運(yùn)行控制與能量管理技術(shù);適應(yīng)離/并網(wǎng)運(yùn)行及直流微網(wǎng)接入的大功率風(fēng)電機(jī)組、光伏控制/逆變關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備;適應(yīng)寬功率波動(dòng)環(huán)境下的高適應(yīng)性電解水制氫關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備;風(fēng)/光互補(bǔ)制氫系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控、安全保護(hù)技術(shù)和設(shè)備;大規(guī)模風(fēng)電/光伏互補(bǔ)制儲(chǔ)氫系統(tǒng)應(yīng)用示范。
考核指標(biāo)：張家口冬奧賽區(qū)大規(guī)模風(fēng)/光互補(bǔ)制儲(chǔ)氫示范系統(tǒng)，風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站總?cè)萘坎恍∮?00MW;其中用于制氫、適應(yīng)離/并網(wǎng)運(yùn)行及直流微網(wǎng)接入的大功率風(fēng)電機(jī)組和光伏電站，風(fēng)電機(jī)組總?cè)萘?ge;6MW，光伏電站容量≥2MW;高適應(yīng)性、模塊化電解制氫設(shè)備，制氫純度≥99.995%，制氫量≥800Nm3/h，產(chǎn)氫量調(diào)整范圍20-135%;建成風(fēng)/光制氫系統(tǒng)多能源監(jiān)控中心。
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