我國在超臨界二氧化碳光熱發電技術研發和應用上的最新進展
發布者:lzx | 來源:CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 1857查看 | 2020-07-23 16:41:53    

CSPPLAZA光熱發電網報道:超臨界二氧化碳光熱發電技術有望成為光熱發電實現革命性突破的主要技術。


即將于8月11~12日在江蘇常州新城希爾頓酒店召開的2020中國國際光熱大會暨CSPPLAZA第七屆年會上,中國科學院工程熱物理研究所研究員姜玉雁、西安熱工研究院電站清潔燃燒國家工程研究中心主任助理兼煤基清潔能源技術研究所所長李紅智將就超臨界二氧化碳循環發電關鍵技術的最新研究進展及應用做主題演講。


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姜玉雁先生主要從事傳熱、節能技術和新能源發電技術研究。近年建成了國內首座大型超臨界二氧化碳(SCO2)壓縮機實驗平臺,完成了首臺MW級SCO2壓縮機的實驗測試,正在建設MW級SCO2布雷頓循環發電實驗機組。發表研究論文90余篇,申請/授權中日美發明專利30余項。


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李紅智先生長期從事超臨界流體先進動力循環的研究工作。作為團隊負責人,主持國家重點研發計劃課題、國家自然科學基金、華能集團重點科研項目等20 余項。在超臨界二氧化碳循環發電領域獲得授權專利90余項,發表論文60余篇,受邀合作出版英文專著1 部,擔任2019超臨界二氧化碳循環發電技術大會執行主席,首屆超臨界二氧化碳循環國際會議科學委員會委員,在國際國內重要學術會議做主旨報告或特邀報告10余次。


有研究表明,提高動力循環的熱效率是降低光熱發電系統的平準化能源成本(LCOE)的關鍵,而超臨界CO2發電技術采用S-CO2布雷頓循環,利用超臨界狀態的二氧化碳作為工質,可實現較高的熱電轉換效率并超越傳統的蒸汽輪機。根據研究,傳統光熱發電系統的熱效率一般為35%至40%,而配備超臨界CO2動力循環的光熱發電系統可實現50%甚至更高的熱效率。


同時,超臨界CO2透平如果用于地面發電廠,除了體積小、重量輕之外,還可以不用水,適合荒漠缺水地區的應用,是太陽能光熱發電的理想選擇。且使用CO2做工質不存在工質凍結的問題,便省去了管路上電伴熱的使用,節省大量成本。此外,該系統僅需要較低的熱量即可啟動發電機,其應對負荷變化調整迅速、支持快速啟停,這些優點也是普通發電系統無法比擬的。


近日,由美國能源部資助的超臨界CO2發電技術研究又有了新的進展。美國國家太陽能熱利用測試中心(NSTTF)表示將在今年首次對粒子接收器和超臨界CO2系統之間的熱交換器進行測試,以及首次將粒子接收器連接到超臨界CO2系統的回路測試。


美國能源部此前資助了8個超臨界二氧化碳循環研發項目,并計劃將超臨界CO2循環技術應用于下一代光熱發電技術,以降低光熱發電成本。今年五月,美國能源部又撥付3900萬美元,加快推進超臨界二氧化碳光熱發電技術商業化。


我國在該領域的研究也取得了諸多進展,由首航高科開發的超臨界二氧化碳光熱發電技術10MW級機組將應用于首航敦煌10MW塔式光熱電站,并計劃今年年底發電,屆時該電站有望成為全球首個超臨界二氧化碳發電商業項目。


此外,包括江津區重慶江增船舶重工有限公司、中國科學院工程熱物理研究所、神華國華(北京)電力研究院有限公司、江蘇金通靈流體機械科技股份有限公司、中國核動力研究設計院、中船重工第711研究所、西安熱工研究院有限公司以及哈電集團哈爾濱鍋爐廠有限責任公司等在內的各單位也早已在該領域展開研究。


其中,由江津區重慶江增船舶重工有限公司自主研制的國內首臺6兆瓦超臨界二氧化碳透平壓縮發電機組在今年4月完成了機械運轉試驗,且機組運行情況良好,達到設計要求,順利出廠交付用戶。該項目歷時三年,對推動我國超臨界二氧化碳發電技術商業化具有里程碑意義。

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