“双碳”目标下，能源结构亟待调整。传统化石能源的清洁高效利用，风电、光伏、氢气等可再生能源的快速推广，使得分布式能源产业迎来了高速发展的窗口期。以微型燃气轮机（单机功率25～300KW，简称“微燃机”）为核心装备的分布式能源技术和储氢调峰技术，将掀起“电源小型分散化”的技术革新热潮，成为21世纪能源技术革命的主流。目前，微燃机在我国天然气分布式发电市场已有应用，但整机装备严重依赖进口，国产微燃机在产品性能、质量体系等方面尚未成熟，难以实现产业化及商业推广。研发高效、稳定、长寿命的微型燃气轮机面临空气动压轴承技术、高效紧凑式回热器技术、离心压缩叶轮与向心涡轮技术等多项关键技术，本项成果针对微燃机关键技术提供了解决方案，可以解决微燃机国产化的难题。基于本项成果研制的微型燃气轮机，其产品性能指标达到国际先进水平，以30kW微燃机为例，发电效率达22%，热电联供综合效率80%，具有极高的可靠性、超长使用寿命、低维护成本和超低排放，能适用多种应用场景。

本项成果覆盖了微燃机研发的多项关键技术，核心包括：1）ODT_SCPL软件V1.02）一种适用光学诊断的预混气体旋流燃烧试验装置及方法3）空气动压轴承技术4）高效紧凑式回热器技术5）微燃机离心压缩叶轮与向心涡轮技术基于本项成果研制的微型燃气轮机，其产品性能指标达到国际先进水平，以30kW微燃机为例，发电效率达22%，热电联供综合效率80%，具有极高的可靠性、超长使用寿命、低维护成本和超低排放，能适用多种应用场景。

1、面向分布式能源领域：作为工业园区、医院商超、数据中心等场景的辅助/独立供电，或冷热电联供系统，也可以作为备用发电装置。

2、面向移动应急发电领域：作为移动/应急电源，服务于包括救灾抢险、野外工程作业、施工供电等需要提供临时电力的场景，以及洗浴热水/炊事等热电联供系统、野战厢型发电车等。

3、面向新能源利用领域：作为储能调峰，实现氢能发电上网，解决新能源消纳和电网波动问题，以及与高温燃料电池组成联合供能系统，实现能量的高效利用。

4、面向交通运输/增程动力领域：作为车辆增程动力或辅电装置，包括客车、乘用车、商用车等，或作为中小型无人机、船舶等动力装置。

智研咨询发布的《2020-2026年中国微型燃气轮机行业投资潜力分析及市场规模预测报告》数据显示：截止2018年我国微型燃气轮机市场规模已经达到5.7亿元，未来我国微型燃气轮机市场将会继续保持快速增长态势，预计到2025年行业市场规模将达到29.26亿元。

王兵：工学博士，清华大学航天航空学院教授、副院长，研究方向航空宇航科学与技术。1996年考入清华大学工程力学系，2005年获清华大学工学硕士、博士学位。曾获北京市科学技术进步二等奖、中国发明协会发明创新奖一等奖、中国产学研合作促进会创新促进奖等荣誉。张会强：工学博士，清华大学航天航空学院教授，长期从事火箭发动机相关研究。1997年获清华大学博士学位，主持或参与国家自然科学基金重点项目、973项目等多项课题，曾获北京市科技进步奖二等奖、中国发明学会创新奖一等奖等荣誉。刘海旭：清华大学博士，博士后。2015年毕业于清华大学航天航空学院，研究方向为动力工程及工程热物理，参与或主持多项航空发动机多相流动与燃烧课题，发表SCI及EI论文十余篇。曾任康宁（上海）有限公司环境科技部研发经理。谢峤峰：清华大学博士，博士后。2018年毕业于清华大学航天航空学院，先后留学乌克兰、新加坡、波兰，进行航空航天工程及航空发动机及动力装置的研究，曾获北京市科技进步奖二等奖、中国发明学会创新奖一等奖等荣誉。

我国微型燃气轮机产业处于起步阶段，国内各公司和各科研机构已有多款不同功率的微燃机产品处在研发阶段。清华大学团队在微燃机的研发上处于国内领先地位，本技术成果自2018年以来通过自主研发，已完成离心压缩叶轮与向心涡轮设计技术、高效紧凑型回热器技术、空气动压轴承技术等关键技术攻坚，并已完成30kW微燃机工程样机的研制，技术成熟度达到7级。

项目计划2年内完成主要研发工作，打通微型燃气轮机市场的营销渠道，实现小批量生产销售；5年内形成产品体系，完成量产工作，并实现盈利；10年内占领国内主要微燃机市场，全面参与并引领新能源综合利用开发。

1、发展规划

（1）技术放大与产品开发

首先完成30kW微型燃气轮机的设计制造，推进微燃机国产化。在燃油微燃机的基础上，对燃烧室进行改型设计，开发适用于天然气的微燃机产品和冷热电联供系统，推进分布式能源领域的应用。在此基础上通过改进燃烧室设计，推出适用于工业伴生气和低热值生物质气的微燃机；同时开展掺氢和纯氢微燃机的研发工作，推出掺氢和纯氢的微燃机产品，并进一步开发燃料电池-微燃机联合供能系统。

（2）市场开发计划

2年内完成主要研发工作，打通微型燃气轮机市场的营销渠道，实现小批量生产销售；5年内形成产品体系，完成量产工作，并实现盈利；10年内占领国内主要微燃机市场，全面参与并引领新能源综合利用开发。

2、合作需求

（1）场地需求：200平米办公场地，1000平米试验场地用于微燃机的部件研发测试和整机试验测试。

（2）团队需求：初期拟组建一支包含10人左右的技术研发核心团队和10名左右具有燃气轮机设计制造经验的工程师团队。

（3）寻找应用场景：由于微型燃气轮机在我国的起步较晚，目前应用较少，需寻找和挖掘微型燃气轮机应用场景，比如：有独立供电或冷热电需求的学校、商超、医院、数据中心等，有掺氢/纯氢等可再生能源发电需求的分布式能源场景，有汽车增程/辅电需求的汽车制造商，以及有野外用电需求的野战部队等。