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二氧化碳发电?我国真实现了!

来源:科创中国 时间:2021-12-14 10:29:12

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在提倡减碳、降碳的今天,二氧化碳又有了新用途,取代水蒸气来驱动发电机发电。12月8日,我国自主研发的世界参数最高、容量最大的超临界二氧化碳循环发电试验机组完成72小时试运行,在西安华能试验基地正式投运。

该机组由中国华能集团自主研发制造,攻克了近千项技术难题,申请专利超过400项。它的成功投运,不仅可以提升火力发电效率,还可以作为调峰电源,促进风电、光伏发电等清洁能源的消纳利用,也验证了超临界二氧化碳循环发电技术工业运行的可行性,标志着我国在超临界二氧化碳循环发电技术领域已处于世界领先水平。


华北电力大学校长 中国工程物理学会副理事长 杨勇平:二氧化碳循环发电在世界上属于前沿领域。它的灵活性好,可以快速启停,快速变负荷,这对于我们消纳新能源是非常有利的。

循环利用二氧化碳驱动发电机发电,与传统蒸汽发电相比具有三大优势。


华能西安热工研究院董事长 苏立新:

一是体积小,同等装机容量,二氧化碳发电机组体积只有蒸汽机组的1/25;

二是效率高,在600℃温度下,发电效率比蒸汽机组高3至5个百分点;

三是污染小,采用二氧化碳机组的燃煤电厂,单位发电量碳排放强度可减少10%。

据中国华能介绍,超临界二氧化碳循环发电技术是热力发电领域一项重要的变革性技术。近年来,美国、法国、日本、韩国等国家的顶级研发机构和电力企业纷纷围绕该技术开展了一系列基础研究和产业化布局。不同于传统主流热力发电技术,该技术以二氧化碳为循环工质,具有热电转换效率高、动力设备和系统体积小、灵活性好等显著优势。该技术在主气温度600℃的条件下,热电转换效率较蒸汽机组提升3~5个百分点;相同装机容量时,透平主轴长度只有蒸汽轮机的1/25;可实现0~100%全负荷调峰。

中国华能于2014年启动该技术前期研究,依托西安热工院牵头组建创新团队,联合国内顶级高等院校、科研院所等开展集智攻关,历时7年,成功攻克了循环系统构建、核心设备设计、机组制造安装、整套启动运行等多个环节的关键科学技术难题,自主设计制造出包括超临界二氧化碳锅炉、印刷电路板式换热器、透平、压缩机、干气密封在内的多个关键装置,核心设备国产化率达到100%。

试验机组72小时满负荷运行期间,最高温度600℃,最高压力20兆帕,发电功率5兆瓦,系统各项指标全面达到设计要求,实现高标准安全稳定运行。中国华能表示,下一阶段将推动超临界二氧化碳循环发电技术在高效光热、电热储能、先进核电和灵活火电等领域的研发与应用,并计划建50兆瓦超临界二氧化碳循环发电商业示范电站。