“节能减排”指的是降低能源消耗和减少污染排放。 我国“十一五”规划纲要提出，“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右、主要污染物排放总量减少10%。这是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是维护中华民族长远利益的必然要求。

　　中国科学院工程热物理研究所是一所以应用基础与应用发展研究有机结合的战略高技术基地型研究所，该长期以来围绕能源、动力、环境三大领域开展基础理论和应用技术开发，取得了卓著成绩。特别是近年来，致力于“节能减排”战略，开展替代技术、减量技术、再利用技术、资源化技术、系统化技术等关键技术研究与开发，取得了一系列科研成果，并产生了显著的经济效益、社会效益。

　　一、能源领域基础理论研究成果指导了国家能源战略，提高了我国能源科学领域的自主创新能力。

　　基于能的综合梯级利用的总能系统是能源科学与能源动力系统发展的一个主流，也是当今世界最重要的系统节能思想。中科院工程热物理研究所紧密结合国家能源可持续发展与节能减排的迫切需要，针对常规能源动力系统中的主要弊端，经过系统研究，在提高能源利用效率、控制污染等问题方面取得了一系列具有重要科学意义的创新成果，形成了相关的能源系统关键技术，为我国急需发展的多联产系统、太阳能热动力系统以及CO2零排放等能源技术发展提供了重要理论支撑，对我国节能减排的重大能源需求提供了关键理论指导，在相当程度上提高了我国能源科学领域的自主创新能力。

　　1、打破“先污染后治理”传统模式，在国际上率先提出能量转化利用与CO2分离一体化原理，解决了能源系统中温室气体控制的重大科技难题

　　世界各国长期以来都是采用简单的手段（如燃烧）将煤、石油、天然气等燃料资源转换成能源，然后再加以利用。对能源利用过程中排放的污染物，先是放任自流，后又进行处理，这种“先污染后治理”的做法造成奢侈的资源浪费、过低的能源利用率和不可容忍的环境污染。因此，建立既能够提高能源利用同时又能够解决环境生态问题的新型能源与环境系统，是世界学术界共同研究的命题。

　　CO2是能源利用过程中产生的主要气体，也是产生温室效应的主要根源。中科院工程热物理研究所科研人员通过多年对燃烧中化学环境现象的研究，在国际上率先提出与阐明了三种CO2分离的一体化原理，应用该原理，使CO2捕获率达到90%，并可实现100%封存，从而解决了CO2减排的重大科技难题，美国能源部称之为“革命性突破”。联合国政府间气候变化专业委员会（IPCC）在2005年关于二氧化碳的捕捉与储存的特别报告中特别指出：中国科学院工程热物理研究所金红光教授对化学链燃烧的研究做出了重大贡献。同时，该所研究提出了根除NOX排放的新途径：应用燃料与空气不直接接触和无火焰气固反应机理，完全控制NOX生成，这对解决燃煤造成污染问题是个重大突破。

　　2、突破学科界限，揭示了化学能与物理能综合梯级利用原理

　　传统能源有效利用的基本原理由吴仲华等在20世纪80年代提出，即热能（物理能）的梯级利用原理，但该原理不涉及化学反应过程中化学能的能量转化利用问题。随着能源科学和与其密切相关的环境、化工等学科的交叉与渗透，以及所涉及体系的复杂化，传统的物理能梯级利用原理已不足以解决能源、化工、环境交叉领域内超出热力循环范围的科学问题。探索建立能够突破物理能梯级利用范畴的能量转化利用新原理迫在眉睫。

　　中科院工程热物理研究所研究人员打破了工程热力学与化工学科在各自领域研究能源转化过程的传统模式，从而揭示了化学能与物理能综合梯级利用原理和机理，并开拓性阐明的化石燃料燃烧反应品位降低与中低温太阳热能品位提升的能量释放新机理。新的原理在多方面获得突破：①实现热转功的热力循环与化工等其它生产过程有机结合。不仅注重了温度对口的热能梯级利用，且有机地结合了化学能的梯级利用，突破了传统的联合循环的概念，实现领域渗透的系统创新。②实现热力学循环与非热力学动力系统的有机结合。例如尝试把燃料化学能通过电化学反应直接转化为电能的过程（燃料电池）和热转功热力学循环的有机结合，实现化学能与热能综合梯级利用等。③建立了多功能的能源转换利用系统。发明的无调整、未反应气适度循环的煤基甲醇（二甲醚）—动力多联产系统，实现节能10%～20%，为我国当前化工动力多联产的发展提供了独特的技术路线；提出的中低温太阳能与化石能源互补的新型动力系统，使太阳能净发电效率达到35%，比常规高温太阳能热发电效率高10－15个百分点，同时解决了太阳能热发电系统能源利用率低和成本高的两大瓶颈，开拓了化石燃料化学能梯级利用与可再生能源综合互补的新途径。相关成果发表在瑞典召开的第三届GREEN ENERGY国际会议上，获得了优秀论文奖和瑞典政府奖励。

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