天然气已经成为石油和煤炭的重要补充能源，天然气长输管线和用户使用管线之间存在较大压力差，目前往往直接利用减压阀降压，不仅将压力能白白浪费，而且还对后续管线造成低温结冰堵塞等安全隐患。
中国天然气输送管网示意图
天然气余压发电制冷系统是由中科院工程热物理所研发的新型天然气压力梯级利用系统，将天然气管网系统中多余的压力能、热能转换为电能及冷能，实现冷电联产，提高能源利用率。革新现有减压工艺，消除冰堵隐患，减少管网震动及噪音，提高管网运行的稳定性。机组容量为100-1000kW，属于国家节能减排倡导的余热、余压发电应用，是典型的绿色发电、制冷技术，已取得4项发明专利、1项实用新型专利，处于国内领先水平。
天然气余压发电技术系统图及示意图
●工作原理：向心透平膨胀机入口连接天然气主管网，出口连接天然气城市管网，利用向心透平膨胀机回收其中的压力能并转化为机械能，通过齿轮箱和轴承将机械能传递给发电机，利用发电机将机械能转化为电能。高压天然气通过膨胀机降压后会产生一定的冷能，可通过后续管网安装换热器及能量回收系统将这部分冷能回收利用。
减压系统改造前示意图 减压系统改造后示意图
●关键技术
（1）新型的余压余热梯级利用系统的设计技术
（2）高转速高效小型向心透平设计技术
（3）传动系统的减震技术
（4）系统的防爆技术
●技术特点
（1）适用范围广：均可满足不同压力、流量要求，天然气分输站、门站、CNG和LNG系统均适用
（2）系统效率高：采用向心透平，系统效率不低于80%
（3）经济性好：投资回收期不超过5年
（4）安全性好：消除冰堵，减震降噪，增加旁路，可紧急切断
（5）清洁无污染：不需燃烧化石燃料
天然气余压发电制冷系统可实现连续不间断运行，系统发出的电既可以供天然气门站自用，又可以直接并入电网产生收益；而副产物冷能可用于制冰，也可提供给附近冷库或空调使用，运行成本低，系统整体经济性好；系统设有紧急切断阀，可随时与汇管切断，使用原有系统，保障供气安全。
中科九朗（北京）能源科技有限公司是天然气余压发电制冷技术的产业化公司，以国家能源大规模物理储能研发中心及工热所在贵州毕节的试验基地为产业转化支撑平台，以院企合作模式积极发展高端制造业和高技术服务业，是能源储存与高效清洁利用技术领域一支重要的产业力量。
另，中科院工程热物理所研发的百兆瓦级压缩空气储能系统，核心技术为膨胀机，达到国际领先水平，已经科技日报刊文、人民网转发。
相关链接：人民网：《我率先完成100兆瓦压缩空气储能系统膨胀机集成测试》
http://scitech.people.com.cn/n1/2020/0722/c1007-31792769.html?from=groupmessage&isappinstalled=0
