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我國首座超臨界二氧化碳光熱發電機組研制成功
2024年08月22日 15:42:56
來源：化工儀器網 點擊量：4579
近日，由中國科學院電工研究所牽頭的“超臨界二氧化碳太陽能熱發電關鍵基礎問題研究”項目順利通過驗收，標志著我國首座超臨界二氧化碳光熱發電機組成功研制并投入運行。
【化工儀器網 行業百態】近年來，我國光熱發電產業呈現蓬勃發展態勢，但光熱發電的成本下降不及預期。超臨界二氧化碳太陽能熱發電技術憑借低成本、高效率和高靈活性的技術優勢，受到全球研究機構和產業界的廣泛關注。
近日，由中國科學院電工研究所牽頭的“超臨界二氧化碳太陽能熱發電關鍵基礎問題研究”項目順利通過驗收，標志著我國首座超臨界二氧化碳光熱發電機組成功研制并投入運行。這一成就不僅展示了我國在新能源技術研發領域的強大實力，也為全球能源轉型和清潔能源發展貢獻了重要力量。
該項目全稱為“超臨界二氧化碳太陽能熱發電關鍵基礎問題研究”，是國家重點研發計劃“可再生能源與氫能技術”重點專項項目之一。超臨界二氧化碳發電技術是一種具有革命性的新型能源技術，其核心在于利用超臨界狀態的二氧化碳作為工質，通過壓縮、加熱等一系列過程，最終轉化為電能。相比傳統用水做媒介的發電機組，超臨界二氧化碳循環發電機組具有顯著優勢：在600℃溫度下，其發電效率可提高3%~5%；同等裝機容量下，機組體積更小、重量更輕；碳排放量可減少10%，有效減輕有害氣體對環境的危害；同時，該技術還具備快速啟動能力，能深度參與調峰，有利于促進風電、光伏發電等新能源的消納利用。
此次研制的超臨界二氧化碳光熱發電機組，通過聚光太陽輻射加熱超臨界二氧化碳，實現了高效的光熱轉換和電能輸出。研究團隊不僅建立了聚光太陽輻射在柔性不連續顆粒流內的時空協同吸收、轉換和傳熱機理，還研制了多種聚光器和吸熱器，提出了高密度能量測量方法。此外，團隊還探索了熔融鹽對金屬腐蝕的抑制機理，突破了高溫固體吸熱顆粒與超臨界二氧化碳在復雜條件下的換熱特性匹配，成功研制了多種儲熱換熱裝置。
在項目驗收會議上，項目負責人、中國科學院電工研究所研究員王志峰詳細匯報了項目執行和完成情況，并現場演示了200kW超臨界二氧化碳太陽能熱發電系統的運行。這一實證系統的成功運行，不僅驗證了超臨界二氧化碳發電技術的可行性和高效性，也為后續更大規模的應用提供了有力支撐。
“我們突破了太陽能高溫顆粒吸熱、流化床顆粒/二氧化碳換熱、200千瓦級超臨界二氧化碳發電機組等核心裝備設計制造等難題，在全球范圍內率先實現包括高焦比聚光場、顆粒吸熱器、顆粒/超臨界二氧化碳換熱器、超臨界二氧化碳壓縮機透平機組和高速電機在內的超臨界二氧化碳太陽能熱發電系統運行。”項目負責人、中國科學院電工研究所研究員王志峰說，該項目將有效推動我國“低成本—高效率—高靈活”光熱技術發展，為我國大比例新能源基地建設提供技術支撐。
超臨界二氧化碳發電技術的研發和應用，對于推動我國能源結構優化升級、實現碳達峰碳中和目標具有重要意義。該技術不僅可用于太陽能光熱發電領域，還可廣泛應用于核能、艦船動力、工業廢熱利用等多個領域，展現出廣闊的應用前景和發展空間。
參考來源：科技日報
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