清華大學(xué)山西清潔能源研究院（簡稱清華山西院）是由清華大學(xué)獨(dú)立舉辦、山西省人民政府支持設(shè)立和建設(shè)，從事科研相關(guān)活動和成果轉(zhuǎn)化的事業(yè)單位。自2015年12月正式成立以來，清華山西院充分發(fā)揮清華大學(xué)學(xué)科、技術(shù)、人才優(yōu)勢，與山西資源、產(chǎn)業(yè)、政策實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，誕生了一批卓有成效的科研和轉(zhuǎn)化成果。其中，晉華爐、600MW超臨界CFB鍋爐就是其合作的全球領(lǐng)先的科技創(chuàng)新成果。



      “十四五”時期，清華山西院將融合清華大學(xué)學(xué)科優(yōu)勢與山西省地方特色，繼續(xù)深度參與國家和地方創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，走出一條符合自身發(fā)展的新道路，為中國和山西帶來更多原創(chuàng)性貢獻(xiàn)。



      2014年7月14日，山西省人民政府辦公廳致函誠邀清華大學(xué)在山西科技創(chuàng)新城派駐研發(fā)機(jī)構(gòu)，共建清華山西院，以實(shí)現(xiàn)資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ)、共同發(fā)展。經(jīng)過多方努力，2015年7月29日，清華大學(xué)校長邱勇與時任山西省委書記王儒林、省長李小鵬出席清華大學(xué)山西研究院簽約儀式，2015年12月清華山西院正式成立。



      自成立以來，清華山西院以市場需求為導(dǎo)向，以培育新動能為目標(biāo)，建立起了科研成果潛力釋放與市場需求緊密結(jié)合的新機(jī)制，創(chuàng)立了新時代促進(jìn)科技與經(jīng)濟(jì)結(jié)合的新模式。清華山西院也由此成為聚集高端創(chuàng)新資源、提升原始創(chuàng)新能力、開展產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化的重要載體。而晉華爐系列技術(shù)則是清華山西院交給山西省和中國的一份答卷。



      2016年4月1日，由清華大學(xué)和山西省聯(lián)合研發(fā)的晉華爐3.0，在陽煤豐喜一次投運(yùn)成功；2017年12月25日，晉華爐3.0通過中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定，鑒定結(jié)果為國際領(lǐng)先；2018年11月27日，水煤漿水冷壁廢鍋氣化爐（晉華爐）項(xiàng)目榮獲2018年度中國煤炭工業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎特等獎；2019年4月14日，晉華爐項(xiàng)目亮相第47屆日內(nèi)瓦國際發(fā)明展并榮獲金獎。



      2019年，清華山西院可謂是碩果累累。2019年4月19日，由清華山西院與山西陽煤化工機(jī)械（集團(tuán)）有限公司聯(lián)合組建的煤氣化技術(shù)與裝備國家地方聯(lián)合工程研究中心被列為國家地方聯(lián)合工程研究中心；2019年5月28日，清華山西院加入美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（IIC），成為山西省首個加入美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟的科研機(jī)構(gòu)。



      今年以來，清華山西院緊緊圍繞習(xí)近平總書記“在轉(zhuǎn)型發(fā)展上率先蹚出一條新路來”的重要指示，落實(shí)山西省委“四為四高兩同步”總體思路和要求，聚焦“六新”求突破，主動適應(yīng)雙循環(huán)新發(fā)展格局，搶抓全省能源革命綜合改革試點(diǎn)重大契機(jī)，推動現(xiàn)代煤化工戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)升級，借助清華大學(xué)能源與動力工程系，打造煤基科技及低碳創(chuàng)新平臺。



      2020年7月20日，清華山西院中標(biāo)工業(yè)和信息化部“2020工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程—工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析二級節(jié)點(diǎn)（綜合型應(yīng)用服務(wù)平臺）”項(xiàng)目。這是清華山西院連續(xù)第二年中標(biāo)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展工程。



      清華山西院下設(shè)9個研發(fā)團(tuán)隊(duì)和2個研究中心。自成立以來，他們以科技創(chuàng)新為核心，并結(jié)合制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、業(yè)態(tài)創(chuàng)新，深度參與國家、地方創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，貫徹落實(shí)國家、地方創(chuàng)新政策，取得了豐碩的成果。



      煤炭清潔轉(zhuǎn)化中心張建勝教授帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)，歷經(jīng)近20年的自主研發(fā)和聯(lián)合攻關(guān)，構(gòu)建了水煤漿水冷壁氣化爐系列理論創(chuàng)新和技術(shù)實(shí)踐體系，開創(chuàng)了完全自主知識產(chǎn)權(quán)的水煤漿水冷壁氣化爐系列技術(shù)，在實(shí)踐應(yīng)用領(lǐng)域成果顯著。



      從追趕到超越，該團(tuán)隊(duì)從基礎(chǔ)理論出發(fā)，建成世界首臺商業(yè)規(guī)模的水煤漿水冷壁氣化爐，突破了水煤漿氣化無法使用高灰熔點(diǎn)原料的國際禁區(qū)，大幅降低了氣化爐的運(yùn)行維護(hù)成本，提高了氣化爐的可用率；建成世界首臺商業(yè)規(guī)模的水煤漿水冷壁廢鍋氣化爐，解決了輻射廢鍋穩(wěn)定傳熱與灰渣堵塞的矛盾，氣化系統(tǒng)熱效率提高至98.4%；建成世界首臺商業(yè)規(guī)模的氧氣分級水煤漿氣化爐示范裝置，實(shí)現(xiàn)了氣化爐內(nèi)溫度優(yōu)化分布，合成氣有效成分的含量提升至83%。項(xiàng)目技術(shù)成功解決了水煤漿氣化存在的行業(yè)難題，且技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)，被中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會鑒定為“總體技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平”。



      目前水煤漿水冷壁氣化爐系列技術(shù)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，在化工、電力、燃?xì)�、供熱領(lǐng)域得到了綜合應(yīng)用，并首次實(shí)現(xiàn)了我國自主煤氣化技術(shù)在海外的商業(yè)應(yīng)用。



      2020年，清華山西院針對水煤漿水冷壁氣化爐的技術(shù)概況、優(yōu)勢特點(diǎn)、組裝制造和試驗(yàn)交驗(yàn)，申請了水煤漿水冷壁氣化爐技術(shù)條件中國煤炭工業(yè)協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，廣泛地進(jìn)行了技術(shù)擴(kuò)展和通用性延伸，覆蓋水煤漿水冷壁氣化爐使用條件，為水煤漿水冷壁氣化爐的工程應(yīng)用提供針對性的實(shí)施準(zhǔn)則。



      燃燒技術(shù)與設(shè)備團(tuán)隊(duì)在呂俊復(fù)教授的帶領(lǐng)下，開展了超臨界CFB關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。在沒有先例情況下，經(jīng)過10余年的聯(lián)合攻關(guān)，他們系統(tǒng)地解決了從300MW亞臨界自然循環(huán)突破到600MW超臨界強(qiáng)制流動帶來的工程挑戰(zhàn)，完成了世界首臺600MW超臨界CFB鍋爐的創(chuàng)新實(shí)踐，性能指標(biāo)全面優(yōu)于國外同期開發(fā)的超臨界CFB鍋爐，取得了系列原創(chuàng)性成果。該團(tuán)隊(duì)在入駐清華山西院后，積極開展與省內(nèi)企業(yè)的合作，深度挖掘CFB鍋爐高效脫硫與低氮燃燒潛力，通過爐內(nèi)控制，即僅僅依靠爐內(nèi)石灰石脫硫和低氮燃燒，將SO2和NOx的原始排放濃度達(dá)到超低排放水平；依托山西省科技重大專項(xiàng)，與太鍋集團(tuán)繼續(xù)20多年的產(chǎn)學(xué)研合作，共同開發(fā)了第三代超低排放循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)；在鍋爐內(nèi)燃燒煤的過程中，通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)了污染物硫的爐內(nèi)高效脫除與硝原始超低生成，最終使得鍋爐出口煙氣排放物直接達(dá)到國家最嚴(yán)格的超低排放標(biāo)準(zhǔn)。



      中溫氣體凈化研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低能耗、低成本中溫（150℃~450℃）變壓吸附H2/CO2分離技術(shù)，設(shè)計(jì)搭建了國內(nèi)首臺1~6Nm3/h處理量的中溫變壓吸附示范裝置，經(jīng)具備中國計(jì)量認(rèn)證（CMA）資質(zhì)的第三方檢測，產(chǎn)品H2（含有效氣N2）純度達(dá)到99.9845%。該技術(shù)突破了傳統(tǒng)凈化溫度限制，拓寬了能源化工領(lǐng)域傳統(tǒng)氣體凈化溫度區(qū)間范圍，同步提升H2分離的收率和純度。目前該項(xiàng)目示范工程在陽煤豐喜泉稷能源有限公司工業(yè)現(xiàn)場完成。



      工業(yè)鍋爐污染排放控制技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)則注重在山西省污染物控制面臨的“卡脖子”技術(shù)問題，圍繞山西煤企的實(shí)際困難，在部分技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了重大創(chuàng)新突破。該團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)數(shù)余年研發(fā)形成的爐內(nèi)脫硫技術(shù)立足于污染控制環(huán)節(jié)向前端轉(zhuǎn)移的發(fā)展趨勢，在提出的高效微納米鈣基脫硫劑簡易制備方法的基礎(chǔ)上，通過火山灰反應(yīng)將微細(xì)脫硫劑擔(dān)載于大顆粒表面，大幅增加了脫硫劑的爐內(nèi)停留時間及其利用率，并通過3臺工業(yè)鍋爐的試驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了低鈣硫比下的高脫硫效率。該團(tuán)隊(duì)入駐清華山西院后，與山西蘭花華明納米材料有限公司開展合作，將科研成果“擔(dān)載型脫硫劑”實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，并應(yīng)用于循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫凈化，簡化化工企業(yè)廢氣處理流程，降低環(huán)保成本，有效達(dá)到國家生產(chǎn)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。



      鹽堿地生態(tài)修復(fù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)在“十三五”期間，先后開展大安市叉干鎮(zhèn)民樂村的土地開發(fā)整理項(xiàng)目、康�？h環(huán)聚谷豐光伏電站場地鹽堿地改良項(xiàng)目等多個項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)33902畝鹽堿土壤改良，改良后鹽堿地能滿足作物生長需求，改良效果顯著。此外，以“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)技術(shù)項(xiàng)目——河套平原鹽堿地復(fù)合型生態(tài)治理制劑產(chǎn)品研發(fā)和蘇打鹽堿土無機(jī)礦物質(zhì)改良劑優(yōu)選及應(yīng)用示范2個項(xiàng)目為依托，該團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)針對河套平原和東北地區(qū)典型鹽堿土壤開展復(fù)合高效型調(diào)理劑產(chǎn)品研發(fā)。針對不同項(xiàng)目區(qū)土壤鹽堿程度差異，兼顧快速與長效改良及地力提升，發(fā)明了以脫硫石膏為主、有機(jī)物料和無機(jī)化合物為輔的土壤調(diào)理劑產(chǎn)品，研制出適用于河套地區(qū)的調(diào)理劑產(chǎn)品3種，適用于東北蘇打鹽堿土的調(diào)理劑產(chǎn)品2種，并對調(diào)理劑產(chǎn)品進(jìn)行了施用量和施用方式的研究，最終針對不同程度鹽堿土提出相應(yīng)的調(diào)理劑參考用量，進(jìn)而有助于實(shí)現(xiàn)鹽堿化地區(qū)土壤的快速高效改良。鹽堿地區(qū)全域綜合整治的開展，創(chuàng)新了鹽堿化地區(qū)生產(chǎn)發(fā)展模式。



      清潔供能與非常規(guī)能源研發(fā)團(tuán)隊(duì)在工作中注重從機(jī)制和技術(shù)方面創(chuàng)新突破，將在清華大學(xué)多年相關(guān)基礎(chǔ)研究與清華山西院的技術(shù)應(yīng)用研究緊密結(jié)合。該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的CO2熱泵技術(shù)，將應(yīng)用于山西的供暖煤改電、商超制冷、工業(yè)供熱等領(lǐng)域，在環(huán)境溫度-20℃~40℃條件下，均可實(shí)現(xiàn)55℃~95℃高溫水制取，夏季系統(tǒng)平均COP約3.9，冬季平均COP約2.5，可直接替代傳統(tǒng)的燃煤、燃?xì)忮仩t，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用達(dá)75％以上。



      智慧能源研發(fā)團(tuán)隊(duì)則圍繞智慧能源系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)開展研發(fā)和應(yīng)用。該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的火電機(jī)組性能監(jiān)測系統(tǒng)，與太原理工大學(xué)、山西華仁通電力科技有限公司、山西漳電大唐塔山發(fā)電有限公司合作承擔(dān)山西省科技計(jì)劃揭榜招標(biāo)項(xiàng)目——火電機(jī)組全過程節(jié)能智能監(jiān)控技術(shù)及工程示范，實(shí)現(xiàn)了上述技術(shù)在山西省火電機(jī)組的示范應(yīng)用。



生物質(zhì)清潔利用研發(fā)團(tuán)隊(duì)與山西省長治市政府積極接洽，就建筑節(jié)能及打造生物質(zhì)小鎮(zhèn)、光伏小鎮(zhèn)等特色小鎮(zhèn)初步確定合作計(jì)劃，提出了利用本地化資源實(shí)現(xiàn)清潔供暖的可靠路徑，將智能型溫室大棚生物質(zhì)增溫爐、智能型戶用生物質(zhì)顆粒取暖（炊事）爐等研究成果成功轉(zhuǎn)化，研發(fā)產(chǎn)品已批量生產(chǎn)市場化，并在山西、山東、河北等多地進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。



      多功能低溫脫硝催化劑研發(fā)團(tuán)隊(duì)針對山西乃至全國非電行業(yè)的煙氣污染物排放高效治理，以新型堿式鐵基硫酸鹽氧化物脫硝催化劑為基礎(chǔ)，重點(diǎn)開展低溫條件下催化劑的抗硫、抗水、抗化學(xué)污染物并聯(lián)合脫汞等特性的研究。該團(tuán)隊(duì)根據(jù)現(xiàn)場鍋爐爐膛情況，采用低氮燃燒器+煙氣再循環(huán)的技術(shù)路線，以分析軟件Fluent為平臺計(jì)算模擬火焰燃燒情況，對寧夏建筑設(shè)計(jì)研究院1.05MW熱水鍋爐進(jìn)行低氮排放改造，實(shí)現(xiàn)NOx排放不高于30mg/Nm3的目標(biāo)。此外，在2019年，研究院作為排名第三的起草單位，與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究中心牽頭制定了3項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)，分別是“智慧城市—跨系統(tǒng)交互第1部分：總體框架”；“智慧城市—跨系統(tǒng)交互第2部分：技術(shù)要求及測試規(guī)范”和“智慧城市—跨系統(tǒng)交互第3部分：接口協(xié)議及測試規(guī)范”，助力城市信息化和智能化水平的提升。



      分布式能源研究中心根據(jù)清潔能源利用研究的需要及冷熱源的實(shí)際情況，對清華山西院冷熱源機(jī)房進(jìn)行設(shè)計(jì)，新增水冷螺桿式地源熱泵機(jī)組2臺、燃?xì)馊��?lián)供機(jī)組1臺、燃?xì)鉄崴�鍋爐1臺及其配套設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了能效合理利用。



      “十三五”時期，清華山西院堅(jiān)持自主創(chuàng)新，構(gòu)建“產(chǎn)、學(xué)、研、用”相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系，密切關(guān)注企業(yè)創(chuàng)新型需求，努力突破創(chuàng)新型技術(shù)難點(diǎn)，在山西省政府的指引下與高校、企業(yè)開展全方位、深層次、多形式、新模式的合作，相互支持，共同發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了共贏的發(fā)展模式。



      2019年10月19日，清華山西院與中北大學(xué)、古交市政府簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，為雙方的進(jìn)一步深度合作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。



      為了更好的貫徹落實(shí)國家“新基建”的整體要求，響應(yīng)山西省十四個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)，清華山西院所申項(xiàng)目均服務(wù)于高新技術(shù)領(lǐng)域，并逐漸向綜合能源發(fā)展模式、集中式與分布式相協(xié)調(diào)的能源系統(tǒng)以及依托能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的“能源+”綠色產(chǎn)業(yè)目標(biāo)轉(zhuǎn)變，為創(chuàng)新型技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持。



      此外，清華山西院參考清華大學(xué)管理制度中合理、適用、科學(xué)的部分，結(jié)合山西省政府相關(guān)制度要求，以項(xiàng)目“帶產(chǎn)業(yè)、引人才”，形成了一套完整、科學(xué)的運(yùn)行機(jī)制及管理制度，合理控制成本、多方組織經(jīng)費(fèi)，準(zhǔn)確把握研究院發(fā)展方向，保障了研究院健康運(yùn)營、可持續(xù)發(fā)展。



      在人才管理方面，清華山西院著重專業(yè)隊(duì)伍建設(shè)，重點(diǎn)引入了包括清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、中科院山西煤化所、太原理工大學(xué)等一批國內(nèi)雙一流大學(xué)博士、碩士，以及海外高校優(yōu)秀留學(xué)生等，形成了一支高層次人才隊(duì)伍；大力推行人才激勵制度，突破傳統(tǒng)事業(yè)單位的“鐵飯碗”弊端，采用更具活力的激勵機(jī)制促進(jìn)組織高效運(yùn)轉(zhuǎn)；通過對基礎(chǔ)研究成果，承擔(dān)項(xiàng)目，發(fā)表論文、專利，科技成果轉(zhuǎn)化等進(jìn)行考核，使科研人員的積極性、主動性、創(chuàng)造性充分發(fā)揮出來，也提高了清華山西院對人才的吸引力。



      “十四五”時期，清華山西院將繼續(xù)落實(shí)成果轉(zhuǎn)化激勵政策，探索成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)學(xué)研合作新機(jī)制新模式，努力建成功能完善、高效運(yùn)行、規(guī)范有序、服務(wù)專業(yè)、市場導(dǎo)向的新型科研平臺和科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化體系；融合清華大學(xué)學(xué)科優(yōu)勢與山西省地方特色，繼續(xù)深度參與國家和地方創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，走出一條符合自身發(fā)展的新道路。