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中法携手光热发电合作

超临界二氧化碳循环光热发电技术研发项目启动,新一代换代产品将让太阳能热发电更低价

本报讯 记者张宇报道 6月15日,法国电力企业(简称“法国电力”)与北京首航艾启威节能技术有限企业(简称“首航节能”)在京举行“超临界二氧化碳循环光热发电技术研发项目”的启动仪式。这是光热发电领域的一次国际合作,双方将凭借各自在光热领域的技术积累,共同开发高效率的光热发电技术,旨在降低光热发电成本。来自政府部门、法国大使馆、行业协会、风电企业等机构人员参加了会议。

据悉,太阳能发电有二种:光伏发电和光热发电。前者是利用太阳光照射半导体材料,通过光电效应产生出电流;后者是利用太阳能的辐射能,通过聚光器和吸热器,将工质加热,再通过热机发电。

而光热发电是利用太阳辐射能,通过聚光吸热,将工质加热,再通过热-功转换过程实现发电。以超临界CO2作为传热工质,由于工质密度高,循环简单,所以机组重量轻,尺寸小(仅为汽轮机的1/10);安装维护运行费用低;可用于冷却,效率可大于50%;高功率密度和功率范围大(10MW到数百MW)可做主力电站。超临界CO2机组目前已接近商业化。现在用于太阳热发电的循环,主要是亚临界朗肯循环和斯特林循环,效率在35%~45%。超临界CO2布雷顿循环仅需外界提供500℃~800℃的温度,这是应用现有太阳能聚光和吸热技术即可很容易达到的温度。

一直以来,中国太阳能光热发电的前景一直被太阳能光伏发电的光环遮盖。实际上,光热发电可直接配备低成本大容量的热量存储装置,具备较强的调峰能力,能够解决新能源领域的能量储存困惑。利用熔盐等储热介质,光热发电可24小时进行能量转换,从而实现电力输出的“连续、稳定、可控”,同时将电力直接并入新萄京娱乐场在线投注,产生基本零污染的绿色电能。这也成了光热产业能够不断发展的一个重要因素。

超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术是目前最前沿的光热发电技术之一。2018年5月25日,中国电机工程学会发布了《能源动力领域十项重大工程技术难题》,超临界CO2太阳能热发电技术被列为其中之一。超临界CO2是气态和液态并存的流体,密度接近于液体,黏度接近于气体,扩散系数约为液体的100倍。超临界CO2的特点是临界条件容易达到,化学性质不活泼,无色无味无毒,安全,价格便宜,纯度高,易于获得。

超临界CO2布雷顿循环的性能改进,可以明显高于商业化的蒸汽循环,可作为新一代的换代产品,让太阳能热发电更低价。此次首航节能与EDF合作研发的项目从超临界CO2布雷顿循环入手,一步步挖掘潜力,提高系统性能,增加采用能够大幅提高效率的技术措施,致力达到:一增加透平进口温度:从500℃提高到700℃或更高;二压缩过程由两步完成,即有主压缩机,还有分流压缩机;三使用压缩机中间冷却;四透平也分两级,并对排出的工质再热;五压缩机和透平为分轴式,使其各在优化的转速运行;六增加底循环,如朗肯循环或串联的超临界CO2循环。

记者了解到,法国电力集团成立于1946年,是世界领先电力企业之一,负责全法国发、输、配电业务的国有企业,也是欧洲能源市场的重要企业。而首航节能是一家以节能环保为宗旨,开发节能技术的股份制高新技术企业,是中国著名的电站空冷制造企业和国内一流的光热技术集成供应商。

截至目前,首航节能已经建成了全球第三座、亚洲第一座10MW级熔盐塔式光热电站,已经在建的国家示范项目100MW熔盐塔式光热电站将于今年下半年建成发电。这些科研条件和光热电站示范项目的取得,对进行超临界二氧化碳布雷顿循环光热发电技术的研发提供了极为珍贵的条件。首航节能企业表示,与法国电力的合作,各自将发挥优势,联合开展各项研究工作。


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