北京中柏能环科技有限责任公司是一家高科技公司,坐落于中关村科技园通州园，公司重点开发和推广应用绿色低碳能源、生态农业、绿色建筑、洁净水等领域先进适用技术，促进污染防治，降低用能成本，实现绿色、低碳、循环发展。

公司团队以清华大学、北京大学、四川大学、哈尔滨工业大学等高校毕业的博士硕士为主，同时还有从事销售、中型企业管理、大型工程施工经验的人才。

公司创始人毕业于清华大学航天航空学院，获国务院国资委正高级工程师任职资格证书，曾在中央某部委工作8年，参与研究制定多项国家节能减排相关政策，深入了解国家能源、环境、农业政策和未来发展方向，在太阳能供热、供暖、制冷、发电系统，生态农业体系，多能互补供热供暖，海水淡化等方面提交了10项发明专利申请，有4项实用新型专利获授权。

公司完成清洁能源和高效设施农业一体化系统1.0版、2.0版和3.0版研发，并研究提出了清洁低碳能源于现代农业产业基地建设方案，与十多个市县政府进行了对接，目前正在山东省临沂市、内蒙古阿拉善等地区开展示范项目合作。

技术产品简介

有关背景

为推进大气污染防治，促进北方地区冬季清洁供暖，国家发展改革委等十部委印发《北方地区冬季清洁取暖规划（2017-2021年）》（发改能源〔2017〕2100号），到2021年北方地区清洁取暖面积要达到70%，其中农村地区要达到40%以上。经测算，未来北方地区清洁取暖市场超过10000亿元。

现有清洁取暖系统存在的问题

近年来，国家大力推进清洁供热供暖，对改善环境质量发挥了重要作用，但也面临一些挑战。

一是成本高。现有天然气、空气能、电暖器、太阳能+辅助系统每个采暖季费用达3500～5000元/户，比散煤高出100%；农业大棚供暖成本达2～4万元/亩，超出常规大棚承受范围。

二是增加了政府负担。若全部实施“煤改气”，政府补贴将超过1000亿元/年；若全部实施“煤改电”，需补贴2000亿元/年，且补贴后，居民用能成本仍将增加50%以上。

三是优质能源浪费。居民供暖需要的热源温度较低，一般60～90℃即可，设施农业30～50℃即可。采用天然气或电力供暖，“高能低用”问题突出，造成资源浪费。

绿色低碳清洁供热供暖系统

为实现低成本、低碳、安全、环保的清洁供热供暖系统，公司经过长期理论和实验研究，采取多项创新技术，开发了一些列高效太阳能供热供暖系统，在寿命期成本、污染物排放、安全保障等方面具有显著优势：一是多学科融合创新，设计新型高效太阳能供热供暖系统；二是考虑太阳高度角和光线入射角对透光率的影响，采用高透光率材料，优化覆盖物角度，使得北方地区冬季系统效率达到40%，比现有系统高出100%；三是集热蓄热一体化技术，太阳能集热器置于蓄热系统上方，显著减少系统占地面积，新型系统占地面积比对比系统减少14.3%，单位占地面积供热量比对比系统提高45%；四是优化匹配集热系统和蓄热系统，采用大容量高效蓄热系统，实现100%太阳能供热供暖，无辅助系统和辅助能耗；五是设置不同温度的蓄热系统，蓄热温度分别为20℃～35℃和50℃～80℃，其中20℃～35℃用于设施农业供暖，50℃～80℃用于工农业生产用热和居民冬季供暖；六是高效保温技术，在零下25℃的情况下，新型太阳能系统无需进行防冻。

公司研发的新型清洁供热供暖系统与燃气锅炉、空气能、电暖器、现有太阳能+辅助系统等清洁供热供暖方式相比，在节能环保、安全和经济性等方面，具有较大优势。从经济性看：

1、对于冬季居民清洁供暖。新型系统运行成本约5元/平方米/季，运行成本比天然气下降80%左右，节能80%左右，且无污染物排放；综合供暖成本25～30元/平方米/季（包括创始投资和运行成本，初始投资按10年折旧），比天然气下降30%左右。

2、对于温室清洁供暖。年供暖运行成本约5元/平方米，比天然气下降80%左右，节能80%左右；单位供暖面积综合成本约为15元/平方米/年（包括初始投资和运行成本），比天然气、空气源热泵等下降60%左右。

不同供暖方式成本和性能比较如下表所示。

（四）相关专利情况

该新型低碳供热供暖系统已提交发明专利申请7项，有6项进入实审状态，有3项实用新型专利获授权。

三、图片

新型供热供暖系统专利图和实物图如图2至图4所示。

图2 大型清洁供热供暖系统专利图

图3 太阳能与空气能联合循环系统专利图

图4 太阳能供热供暖项目实物图

技术评选情况

一是“温室高效清洁供热供暖系统”入选农业农村部农村创新创业实用技术前100项重点项目。

二是机械工业信息研究院查新报告指出“除该项目研究人员申请的专利外，在其他相关文献中未见有与该项目综合技术特征相同的报道”

图6 技术评选和查新报告结论

另外，“新型植物生长系统与太阳能供热供暖制冷发电系统”（专利号：201820031638.5）、“新型太阳能热发电系统”（专利号：201820031637.0）、“新型太阳能海水淡化和水净化系统”（专利号：201820336495.9）、“新型太阳能与空气能联合供热供暖系统”（专利号：201820336661.5）等四项实用新型专利已获国家知识产权局授权，如图7所示。

图7 获授权专利情况