中國儲能網(wǎng)訊：吳仲華先生于20世紀50年代初創(chuàng)立了國際公認的葉輪機械三元流動理論, 后又倡議創(chuàng)立研究熱、能、功的轉(zhuǎn)換與利用的基本物理規(guī)律的工程熱物理學科?，F(xiàn)在, 這兩者已成為能源動力科學技術(shù)發(fā)展的主要理論支撐, 也是他留給世界的寶貴理論遺產(chǎn)。正如國際著名科學家田長霖先生所說: “吳仲華先生一生對科學的主要貢獻有兩個, 一是創(chuàng)立葉輪機械三元流動理論, 這已經(jīng)是舉世公認的了; 另一個是他提出了工程熱物理學科, 這一點還沒有被充分認識, 但它的意義隨著時間的推移, 會日益顯現(xiàn)”。其實, 還有一個沒有被充分認識的理論遺產(chǎn), 是他的“能的梯級利用與總能系統(tǒng)”思想。值此吳仲華先生100誕辰之際, 梳理、闡明總能系統(tǒng)的概念、內(nèi)涵及其最新的發(fā)展, 具有特殊的意義, 也可有助于總能系統(tǒng)思想在國家實現(xiàn)節(jié)能減排和強國強軍夢中發(fā)揮更大的作用。
總能系統(tǒng)的概念與內(nèi)涵
每一代能源技術(shù)和動力機械興起, 都推動人類社會生產(chǎn)和科學技術(shù)的發(fā)展。18世紀蒸汽機的出現(xiàn), 使人類找到從化石能源轉(zhuǎn)化為功的辦法來承擔人的體力難以勝任的勞動, 開始了現(xiàn)代生產(chǎn)活動的新紀元, 帶動了第一次產(chǎn)業(yè)革命與資本主義的成長, 也推動能源動力科學研究的全面展開; 石油資源的發(fā)現(xiàn), 開拓了能源利用的新時代, 又推動了內(nèi)燃機、燃氣輪機與汽輪機的發(fā)展, 為現(xiàn)代交通和電氣化創(chuàng)造了條件。百年來熱機學者們都是遵循經(jīng)典卡諾定理理論來開展相關(guān)研究, 主要研究熱能轉(zhuǎn)換為機械能的規(guī)律和方法以及使熱機更有效地將熱能轉(zhuǎn)化為功的途徑。但是, 僅依靠簡單循環(huán)構(gòu)建熱力系統(tǒng)的方法, 越來越不能適應(yīng)發(fā)展的需要, 繼續(xù)提高循環(huán)效率的難度越來越大, 低能耗控制污染更是無能為力。
20世紀80年代初, 在對能源利用的核心科學問題進行全面深入地綜合與總結(jié)后, 吳仲華提出了基于熱能品位概念的“溫度對口、梯級利用”理念, 作為普遍適用的熱能利用原理, 對能源動力的發(fā)展應(yīng)用具有重要的意義。他通過圖1來表示各種能源經(jīng)過各種設(shè)備轉(zhuǎn)化為各種不同形式的能來使用的情況。他認為在開發(fā)利用能源時, 要認真比較各種能源的優(yōu)缺點, 對各種能源的品質(zhì)很好地加以綜合考慮; 現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展將為較大幅度地提高能源利用率提供可能性和多樣性, 但都必須重視基于能的品位概念的梯級利用理念。
圖1 能源及其轉(zhuǎn)化和利用示意圖
1988年, 他主編撰寫了《能的梯級利用與燃氣輪機總能系統(tǒng)》專著, 對能的梯級利用與總能系統(tǒng)進一步做了全面闡述。首先, 他從能量轉(zhuǎn)化的基本定律出發(fā), 闡述總能系統(tǒng)中能的綜合梯級利用與品位概念, 提出了著名的“分配得當、各得其所、溫度對口、梯級利用”原理(圖2)。包括: ① 通過熱機把能源最有效地轉(zhuǎn)化成機械能時, 基于熱源品位概念的“溫度對口、梯級利用”原則。② 把熱機發(fā)電和余熱利用或供熱聯(lián)合時, 大幅度提高能源利用率的“功熱并供的梯級利用”原則。③ 把高溫下使用的熱機與中低溫下工作的熱機有機聯(lián)合時, “聯(lián)合循環(huán)的梯級利用”原則等。
總能系統(tǒng)是近年來提倡的高效合理的能源利用系統(tǒng), 它是一種根據(jù)“能的梯級利用”原理來提高能源利用水平的能量系統(tǒng)及其相應(yīng)的概念與方法。“溫度對口、梯級利用”的熱力系統(tǒng), 通常被稱為總能系統(tǒng)(狹義)。吳仲華給它下這樣定義: 總的安排好功(電)與熱的能源利用, 而不僅是著眼于提高單一生產(chǎn)過程或工藝的能源利用率。從能源科技發(fā)展角度看, 能源動力系統(tǒng)的發(fā)展研究可分為三個階段或?qū)用? 第一代基本上是在單一熱力循環(huán)的熱力系統(tǒng)層面, 即是簡單的熱力系統(tǒng)形式, 以熱力學第一定律為基礎(chǔ), 追求更高的總能利用率。第二代是基于第二定律, 注意到能的品位和與梯級利用, 開始提出總能系統(tǒng)概念, 不過還局限于熱工領(lǐng)域, 為狹義或傳統(tǒng)的總能系統(tǒng)。第三代則是在可持續(xù)發(fā)展的大背景下全面發(fā)展的廣義總能系統(tǒng), 即多領(lǐng)域?qū)W科交叉滲透、多能源與多輸出一體化的多功能能源系統(tǒng), 為新世紀能源動力系統(tǒng)發(fā)展的主流方向和前沿。
現(xiàn)在, 能的梯級利用原理已成為能源動力系統(tǒng)集成開拓的關(guān)鍵核心科學問題, 于它集成的總能系統(tǒng)則成為能源科學發(fā)展的主流思想, 對能源科學技術(shù)和能源學科、乃至國民經(jīng)濟發(fā)展都產(chǎn)生了巨大而深遠的影響。
圖2 能的梯級利用示意圖
能的梯級利用原理與總能系統(tǒng)思想的戰(zhàn)略作用
吳仲華高瞻遠矚預測世界能源動力發(fā)展趨勢和前景, 從總能系統(tǒng)的基本概念出發(fā), 提出把燃氣輪機和其他用能系統(tǒng)關(guān)聯(lián)起來, 綜合考慮能源的綜合梯級利用, 組成總能系統(tǒng)。他側(cè)重闡述了燃氣輪機總能系統(tǒng)的概念及其基本組合形式, 以及他們大幅度提高能源利用率的能力, 把燃氣輪機發(fā)展應(yīng)用提高到系統(tǒng)高度, 形成嶄新的系統(tǒng)節(jié)能的科學用能思想。進而從“能的梯級利用與總能系統(tǒng)”思想的視野, 率先提出對我國、乃至世界經(jīng)濟發(fā)展都有重大影響的若干總能系統(tǒng)研究方向: 燒天然氣的大型聯(lián)合循環(huán), 燃煤整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)與流化床燃煤流化循環(huán)(PFBCC), 三聯(lián)產(chǎn)(電、熱、燃料氣), 多聯(lián)產(chǎn)(電、熱、燃料氣、化工產(chǎn)品)等。
為了推動這些與國家發(fā)展密切相關(guān)的能源重要技術(shù)盡快發(fā)展, 吳仲華殫精竭慮到處奔波。1980年, 他在中共中央書記處作了“中國的能源問題及其依靠科學技術(shù)解決的途徑”的報告。不顧年事已高, 他欣然接受大慶和遼河等油田的能源技術(shù)顧問的聘請, 多次深入油田現(xiàn)場調(diào)研, 建議推廣應(yīng)用燃氣輪機總能系統(tǒng)(如注蒸汽燃氣輪機發(fā)電供熱裝置等)。親自牽頭承擔國家科技攻關(guān)項目(北京燕山石化公司東方紅煉油廠燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電供熱試驗裝置), 按照他提出的“能的梯級利用”原理確定了聯(lián)合循環(huán)總體技術(shù)方案。還有, 他最早認識到潔凈煤發(fā)電技術(shù)對我國的重要性, 為此早在20世紀80年代初, 就提出一個我國發(fā)展燃煤聯(lián)合循環(huán)的“雙管齊下”方針: 一方面在能夠燒氣和燒油的地方, 先發(fā)展燒氣燒油的聯(lián)合循環(huán)裝置, 以取得實際經(jīng)驗, 也為使用者節(jié)能; 另一方面要大力研究各種在燃氣輪機中燒煤的方法。在兩者都取得成績以后, 合起來就可以得到適合我國國情的高效率、低污染、少用水的燒煤聯(lián)合循環(huán)裝置了。在最后與病魔斗爭的歲月里, 他還一直念念不忘向國家建議發(fā)展IGCC潔凈煤發(fā)電技術(shù), 于1990年和1992年分別向鄒家華副總理、胡啟恒副院長和其他有關(guān)領(lǐng)導提交“在我國發(fā)展IGCC的建議”, 希望在我國能早日實現(xiàn)IGCC示范項目。
吳仲華的科學眼光敏銳而深遠, 清晰地洞察科技前沿, 早在20世紀80年代初就已準確地預見到21世紀第三代可持續(xù)發(fā)展的能源動力科技發(fā)展趨勢與遠景。那時他建議的許多研究方向都已跨進第三代能源動力系統(tǒng)概念范疇, 并大多以不同形式列入我國各個時期國家能源領(lǐng)域科技規(guī)劃和計劃中, 且與世界上諸多國家的重大科學技術(shù)發(fā)展計劃有許多驚人相似之處, 如美國的潔凈煤技術(shù)計劃(CCT)、21世紀遠景計劃(Vision21)和FutureGen項目以及先進透平動力系統(tǒng)項目(ATS), 美國和歐洲聯(lián)合執(zhí)行的先進燃氣輪機合作計劃(CAGT), 歐盟的FP6計劃和尤里卡計劃, 以及日本的“月光計劃”與“日光計劃”國家項目等。
能的梯級利用原理與總能系統(tǒng)思想提出和發(fā)展的30余年間, 為燃氣輪機總能系統(tǒng)、燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)、IGCC與多聯(lián)產(chǎn)、分布式能源系統(tǒng)等我國能源系統(tǒng)的發(fā)展提供了理論指導?，F(xiàn)在,能的綜合梯級利用原理已成為能源動力系統(tǒng)集成開拓的關(guān)鍵核心科學問題, 總能系統(tǒng)已成為能源利用領(lǐng)域科學發(fā)展的主流思想, 對能源科學技術(shù)和能源學科、乃至國民經(jīng)濟發(fā)展都產(chǎn)生了巨大而深遠的影響。世界能源動力系統(tǒng)開拓發(fā)展正是按照這個思路蓬勃展開, 而我國許多科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃中能源領(lǐng)域的具體內(nèi)容與發(fā)展思路, 都可看到這個科學用能思想影響的痕跡和烙印。
2005年6月, 經(jīng)徐建中院士倡議, 并由中國工程熱物理學會、中國節(jié)能投資公司在北京聯(lián)合主辦了“科學用能——構(gòu)建節(jié)約型社會論壇”. 中國科學界百名能源領(lǐng)域院士專家在《科學用能——建立“和諧社會”的重要保障》倡議書上簽名, 呼吁實施全國科學用能戰(zhàn)略, 開展多層次的節(jié)能和全方位的科學用能宣傳、教育活動以及針對共性科技問題, 加強基礎(chǔ)研究、注意引進國外先進的節(jié)能技術(shù), 盡早消化、吸收和國產(chǎn)化等具體措施。倡議書指出“科學用能”, 重點強調(diào) “科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力”, 依靠科學進步與技術(shù)創(chuàng)新, 通過“分配得當、各得所需、溫度對口、梯級利用”的方式, 不斷提高能源及各種資源的綜合利用效率, 降低環(huán)境資源代價。“科學用能”是基于總能系統(tǒng)概念, 從能的梯級利用、清潔生產(chǎn)、資源再循環(huán)等基本科學原理出發(fā), 強調(diào)依靠科學技術(shù)來節(jié)能和提高能源利用率, 旨在全面、切實推進能源系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。
在2006年由國務(wù)院發(fā)布的《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020年)》中, 將能源位居11個重點領(lǐng)域之首, 工業(yè)節(jié)能位于62個優(yōu)先主題之首, 其中明確提出發(fā)展“能源梯級綜合利用技術(shù)”, 分布式供能技術(shù)作為能源梯級利用總能系統(tǒng)的重要代表, 被列為能源領(lǐng)域四項前沿技術(shù)之一。此后, “能的梯級利用”作為關(guān)鍵詞, 頻繁出現(xiàn)在國家和各部門陸續(xù)出臺的行業(yè)指導性文件中。如國家發(fā)改委、能源局等四部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見》文件中, 指出分布式能源通過冷熱電三聯(lián)供等方式實現(xiàn)能源的梯級利用, 綜合能源利用效率在70%以上。隨后出臺的《天然氣分布式能源示范項目實施細則》要求分布式能源做到 “能源利用充分: 高能高用, 低能低用, 溫度對口, 梯級利用”?！吨袊茉窗l(fā)展“十二五”規(guī)劃》中關(guān)于 “推進能源高效清潔轉(zhuǎn)化” 方面指出“立足資源優(yōu)勢, 依靠科技創(chuàng)新, 加快推進燃煤發(fā)電、煉油化工技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級, 探索煤炭分質(zhì)轉(zhuǎn)化、梯級利用的有效途徑, 提高能源加工轉(zhuǎn)化效率和清潔化利用水平”。對煤炭深加工, 要求按照能量梯級利用、節(jié)水降耗、綠色低碳等要求, 完善核心技術(shù)和工藝路線, 穩(wěn)步開展升級示范。在國務(wù)院《關(guān)于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見》文件中, 提出要實現(xiàn) “能源高效和分質(zhì)梯級利用、污染物防治和安全處置、資源回收和循環(huán)利用等關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)取得重點突破”?！笆濉?nbsp;期間, 總能系統(tǒng)理論體系將得到進一步發(fā)展,如已經(jīng)啟動的國家重點研發(fā)計劃 “基于能的綜合梯級利用的分布式供能系統(tǒng)” 將在多能互補、品位耦合等方面進一步豐富和發(fā)展能源綜合梯級利用的總能系統(tǒng)思想?！澳艿木C合梯級利用” 這一總能系統(tǒng)的核心內(nèi)容已經(jīng)成為我國能源利用的指導原則。
總能系統(tǒng)思想的繼承與發(fā)展
長期以來, 能源動力系統(tǒng)存在能源利用效率低和環(huán)境污染嚴重的重大弊病, 有關(guān)的研究囿于工程熱物理學范疇, 側(cè)重于熱力循環(huán)。面對能源與環(huán)境相容和領(lǐng)域滲透的發(fā)展需要, 以及對可再生能源利用和溫室氣體控制的新方向, 傳統(tǒng)能源科學理論難以適應(yīng), 常規(guī)的能源轉(zhuǎn)換利用模式與方法急需變革, 領(lǐng)域?qū)W科交叉的新理論體系亟待創(chuàng)建。
吳仲華以科學大師特有的遠見卓識, 開拓我國能源科學研究新局面。為了全面深入研究總能系統(tǒng), 他組建聯(lián)合循環(huán)課題組(蔡睿賢、林汝謀和金紅光相繼擔任組長)。30多年來, 科研組承擔完成了數(shù)十項國家級重要科研項目, 繼承和發(fā)展了總能系統(tǒng)思想, 在燃料化學能梯級利用、分布式能源系統(tǒng)、可再生能源利用、能源動力系統(tǒng)溫室氣體控制等方面都做出了系統(tǒng)性、創(chuàng)造性的成果。
燃料化學能與物理能綜合梯級利用原理
傳統(tǒng)熱力循環(huán)卡諾定理僅是描述燃燒釋放的熱能轉(zhuǎn)化為功的理論, 沒有涉及到燃燒或燃料轉(zhuǎn)化過程中的化學反應(yīng)做功能力(Gibbs自由能)的有效利用問題。能源動力系統(tǒng)的直接燃燒過程中, 燃料化學能的品位直接降低為熱能的品位, 導致化學反應(yīng)做功能力的損失過大, 也就是說燃料化學能做功能力尚未梯級利用。研究團隊揭示了燃料化學能梯級利用機理, 即燃料先作為原料適度轉(zhuǎn)化(不是全轉(zhuǎn)化)為二次燃料或化工產(chǎn)品, 難以轉(zhuǎn)化的組分再燃燒, 依據(jù)能的品位高低有序地利用燃料化學能, 從而降低燃料化學能釋放的不可逆損失(圖3)。這種燃料先轉(zhuǎn)化再燃燒的方式可以實現(xiàn)燃料化學能的梯級釋放。研究團隊首次建立了燃料品位關(guān)聯(lián)式, 得出燃料化學能、反應(yīng)最大做功能力以及熱能三種能的基本品位之間的普適性關(guān)系式。該研究明確指出, 燃料化學能的轉(zhuǎn)化利用與Gibbs自由能品位和熱能品位間的相互作用是密切相關(guān)的。這一定理突破了熱力循環(huán)理論框架, 揭示了燃料化學能做功能力梯級利用的潛力與規(guī)律。在此基礎(chǔ)上, 建立了燃料化學能與物理能綜合梯級利用原理, 其具體內(nèi)涵: ① 能的綜合梯級利用基本原則。依據(jù)燃料化學反應(yīng)可用能品位的高低, 燃料轉(zhuǎn)化將化學能逐級、有序轉(zhuǎn)化釋放, 然后進行燃燒與熱能梯級利用。對燃料化學能轉(zhuǎn)化、釋放本質(zhì)提出了新認識。② 能的品位變化分析法。關(guān)注能量轉(zhuǎn)化過程與過程之間的能的品位變化關(guān)聯(lián)關(guān)系, 揭示品位之間相互作用規(guī)律, 克服了傳統(tǒng)熱力學“火用平衡方法”不能深層次剖析不可逆損失本質(zhì)的局限性。③ 燃料化學能逐級、定向釋放機理。基于燃料品位定理, 得出燃料轉(zhuǎn)化反應(yīng)不可逆損失減小與熱力循環(huán)做功增加的相互關(guān)系表達式, 揭示出燃料轉(zhuǎn)化反應(yīng)可用能品位降低與熱能品位提升的燃料化學能釋放機制, 即通過“燃燒前熱化學反應(yīng)”與“燃燒后熱力循環(huán)”耦合, 以解決傳統(tǒng)燃燒過程中燃料化學能不可逆損失過大的難題。新原理是對傳統(tǒng)熱能利用理論的突破, 近年來已成為工程熱物理學科發(fā)展的前沿熱點。
圖3 燃料化學能梯級利用原理示意圖
可再生能源利用
基于總能系統(tǒng)理論和品位分析方法, 對聚光太陽能的能勢進行了探索。突破1977年Fletcher等學者在Science發(fā)表且迄今廣泛使用的聚光太陽能集熱品位與作功能力理論, 從理想黑體模型出發(fā), 建立了聚光太陽能能勢與理想能力的熱力學關(guān)系, 包括聚光光源的理想溫度、聚光光源的最大作功能力, 并進一步確定了聚光太陽能的能勢。在這一理論的指導下, 明確建立了能勢與光熱轉(zhuǎn)化不可逆性關(guān)聯(lián)關(guān)系的表達式, 揭示了聚光太陽能與集熱的能勢差是光轉(zhuǎn)熱不可逆損失的主要原因; 進而發(fā)現(xiàn)隨著聚光比的變化, 系統(tǒng)的不可逆性出現(xiàn)拐點, 其對應(yīng)的聚光比很好地對應(yīng)槽式集熱與塔式集熱的分界點, 從而揭示了塔式聚光的不可逆性大于槽式聚光, 為發(fā)展中低溫太陽能熱化學發(fā)電提供了重要的理論依據(jù)。研究團隊提出了光煤互補系統(tǒng)優(yōu)化集成及鏡場主動調(diào)控優(yōu)化運行方法, 建立了300 kW· h拋物槽式廣角跟蹤主動調(diào)控太陽能聚光集熱平臺, 實現(xiàn)集熱溫度范圍200~390℃, 年均集熱效率達55%, 高于國際現(xiàn)有水平5個百分點。通過長時間跨季度運行, 獲得了不同氣象條件下的大量實際運行數(shù)據(jù), 驗證了理論預測結(jié)果。
多能互補的分布式能源系統(tǒng)
基于能的綜合梯級利用理論, 研究化石燃料與聚光太陽能等多種能源的品位特性表征, 建立吉布斯自由能能勢與化石燃料能勢、可再生能源能勢的作用關(guān)系式, 為突破目前分布式能源系統(tǒng)不可逆損失大、可再生能源比例低、變工況性能差等關(guān)鍵問題打下了理論基礎(chǔ)。研究了天然氣、甲醇等清潔燃料與中溫太陽能熱化學耦合方法, 實驗揭示了化石能源與太陽能的熱化學互補機理, 建成百千瓦級太陽能熱化學互補發(fā)電系統(tǒng), 驗證了基于太陽能熱化學的分布式能源系統(tǒng)集成方法; 該技術(shù)發(fā)電功率范圍為10 kW至MW級, 一次能源利用率達80%以上, 太陽能所占份額15%~20%, 太陽能凈發(fā)電效率達20%以上(高于常規(guī)槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)效率5個百分點)。研究團隊已建成國家能源分布式能源技術(shù)研發(fā)中心系統(tǒng)研發(fā)平臺、“分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)”北京市重點實驗室等高水平研發(fā)平臺, 主持了分布式能源國家標準體系建設(shè), 制定了我國首部分布式能源行業(yè)的國家標準。
能源動力系統(tǒng)溫室氣體控制
基于燃料化學能梯級利用原理, 圍繞煤炭碳氫組分分級氣化技術(shù)、化學鏈燃燒、低能耗CO2捕集技術(shù)和多聯(lián)產(chǎn)技術(shù), 開展機理、實驗及系統(tǒng)集成研究。為解決低能耗CO2減排的難題, 探索了化學能梯級利用與CO2捕集的協(xié)同機制。將原料中能夠低能耗轉(zhuǎn)化的組分先適度轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品, 而難以轉(zhuǎn)化的組分(未反應(yīng)氣)再作為發(fā)電燃料, 突破了化工工業(yè)遵循了近一個世紀的追求完全轉(zhuǎn)化的生產(chǎn)方式。在此基礎(chǔ)上, 發(fā)明了能的梯級利用與CO2富集一體化方法, 提出了替代燃料生產(chǎn)與CO2捕集一體化的化工動力多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng), 和革新性的無火焰化學鏈燃燒與CO2分離一體化的發(fā)電系統(tǒng), 可以實現(xiàn)零能耗CO2減排。從燃料轉(zhuǎn)化的源頭將化學能梯級利用與CO2的富集有機結(jié)合, 建立了CO2一體化控制原理。基于我國國情, 初步提出了適合中國的溫室氣體控制技術(shù)路線圖, 明確了適合我國的溫室氣體控制技術(shù)路線的節(jié)能與減排潛力, 有望每年節(jié)約數(shù)億噸標煤與數(shù)千億美元的經(jīng)濟代價。研究成果為我國的能源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展與低碳技術(shù)的發(fā)展提供了科學依據(jù)。
通過上述工作, 研究團隊繼承和發(fā)展了吳仲華倡導的“能的梯級利用與總能系統(tǒng)”并取得重大創(chuàng)新發(fā)展, 可以歸納為: ① 突破學科界限, 把系統(tǒng)集成理論的核心科學問題從“溫度對口、梯級利用”的單純物理能梯級利用, 擴展到多層次不同品位的化學過程與熱力循環(huán)結(jié)合的化學能與物理能的綜合梯級利用, 從而為開拓新系統(tǒng)和新途徑提供理論支撐。② 從單一能源利用系統(tǒng)擴展到更多的能源綜合互補利用系統(tǒng), 從而更好實現(xiàn)燃料化學能綜合梯級利用、更好地應(yīng)用不連續(xù)與不穩(wěn)定的可再生能源等。③ 打破“先污染后治理”傳統(tǒng)模式, 突出能源系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的特征, 在國際上率先提出能量轉(zhuǎn)化利用與CO2分離一體化原理, 解決了能源系統(tǒng)中溫室氣體控制的重大科技難題。以上成果為我國急需發(fā)展的多能互補分布式供能、多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、太陽能熱動力系統(tǒng)以及CO2零排放等能源技術(shù)發(fā)展提供了重要理論支撐, 對我國節(jié)能減排的重大能源需求提供關(guān)鍵理論指導, 在相當程度上提高了我國能源科學領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力?？偰芟到y(tǒng)在自身理論和內(nèi)涵得到發(fā)展和豐富的同時, 也在我國能源利用領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要的指導作用。吳仲華組建的科研組研究碩果累累, 在國內(nèi)外著名期刊發(fā)表學術(shù)論文千余篇, 撰寫出版6部學術(shù)專著, 獲中、美、日等國發(fā)明專利授權(quán)幾十項。對建立工程熱物理與環(huán)境交叉的新學科做出了重要貢獻, 為破解能源動力系統(tǒng)面臨的節(jié)能減排難題和發(fā)展太陽能熱發(fā)電等提供了理論與方法。科研成果得到國內(nèi)外同行的廣泛認可, 并得到了國際權(quán)威機構(gòu)高度評價。因而榮獲2009年國家自然科學二等獎(能源動力系統(tǒng)中能的綜合梯級利用和CO2控制原理與方法)?？偰芟到y(tǒng)思想在氣候與環(huán)境問題日益突出的今天, 得到了豐富和發(fā)展, 運用總能系統(tǒng)思想及其相關(guān)理論和方法,尋求高效、清潔、低碳、安全、環(huán)保的可持續(xù)能源解決方案, 是我國未來經(jīng)濟社會發(fā)展的根本保障。
吳仲華先生留給世人的理論遺產(chǎn)和精神遺產(chǎn)無比珍貴。我們不會忘記他將畢生精力獻給祖國和人類能源動力事業(yè)的豐功偉績, 他的愛國情懷和執(zhí)著事業(yè)心將永遠激勵著從事能源動力事業(yè)的廣大科技人員砥礪奮進, 他是我們心中永遠的豐碑!
