CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道：超臨界二氧化碳光熱發(fā)電技術(shù)有望成為光熱發(fā)電實(shí)現(xiàn)革命性突破的主要技術(shù)。

即將于8月11~12日在江蘇常州新城希爾頓酒店召開(kāi)的2020中國(guó)國(guó)際光熱大會(huì)暨CSPPLAZA第七屆年會(huì)上，中國(guó)科學(xué)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(guó)家工程研究中心主任助理兼煤基清潔能源技術(shù)研究所所長(zhǎng)李紅智將就超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)的最新研究進(jìn)展及應(yīng)用做主題演講。

姜玉雁先生主要從事傳熱、節(jié)能技術(shù)和新能源發(fā)電技術(shù)研究。近年建成了國(guó)內(nèi)首座大型超臨界二氧化碳（SCO2）壓縮機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成了首臺(tái)MW級(jí)SCO2壓縮機(jī)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，正在建設(shè)MW級(jí)SCO2布雷頓循環(huán)發(fā)電實(shí)驗(yàn)機(jī)組。發(fā)表研究論文90余篇，申請(qǐng)/授權(quán)中日美發(fā)明專利30余項(xiàng)。

李紅智先生長(zhǎng)期從事超臨界流體先進(jìn)動(dòng)力循環(huán)的研究工作。作為團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、國(guó)家自然科學(xué)基金、華能集團(tuán)重點(diǎn)科研項(xiàng)目等20 余項(xiàng)。在超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電領(lǐng)域獲得授權(quán)專利90余項(xiàng)，發(fā)表論文60余篇，受邀合作出版英文專著1 部，擔(dān)任2019超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)大會(huì)執(zhí)行主席，首屆超臨界二氧化碳循環(huán)國(guó)際會(huì)議科學(xué)委員會(huì)委員，在國(guó)際國(guó)內(nèi)重要學(xué)術(shù)會(huì)議做主旨報(bào)告或特邀報(bào)告10余次。

有研究表明，提高動(dòng)力循環(huán)的熱效率是降低光熱發(fā)電系統(tǒng)的平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）的關(guān)鍵，而超臨界CO₂發(fā)電技術(shù)采用S-CO₂布雷頓循環(huán)，利用超臨界狀態(tài)的二氧化碳作為工質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)較高的熱電轉(zhuǎn)換效率并超越傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)。根據(jù)研究，傳統(tǒng)光熱發(fā)電系統(tǒng)的熱效率一般為35％至40％，而配備超臨界CO₂動(dòng)力循環(huán)的光熱發(fā)電系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)50%甚至更高的熱效率。

同時(shí)，超臨界CO₂透平如果用于地面發(fā)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(qū)的應(yīng)用，是太陽(yáng)能光熱發(fā)電的理想選擇。且使用CO₂做工質(zhì)不存在工質(zhì)凍結(jié)的問(wèn)題，便省去了管路上電伴熱的使用，節(jié)省大量成本。此外，該系統(tǒng)僅需要較低的熱量即可啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，其應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化調(diào)整迅速、支持快速啟停，這些優(yōu)點(diǎn)也是普通發(fā)電系統(tǒng)無(wú)法比擬的。

近日，由美國(guó)能源部資助的超臨界CO₂發(fā)電技術(shù)研究又有了新的進(jìn)展。美國(guó)國(guó)家太陽(yáng)能熱利用測(cè)試中心（NSTTF）表示將在今年首次對(duì)粒子接收器和超臨界CO₂系統(tǒng)之間的熱交換器進(jìn)行測(cè)試，以及首次將粒子接收器連接到超臨界CO2系統(tǒng)的回路測(cè)試。

美國(guó)能源部此前資助了8個(gè)超臨界二氧化碳循環(huán)研發(fā)項(xiàng)目，并計(jì)劃將超臨界CO2循環(huán)技術(shù)應(yīng)用于下一代光熱發(fā)電技術(shù)，以降低光熱發(fā)電成本。今年五月，美國(guó)能源部又撥付3900萬(wàn)美元，加快推進(jìn)超臨界二氧化碳光熱發(fā)電技術(shù)商業(yè)化。

我國(guó)在該領(lǐng)域的研究也取得了諸多進(jìn)展，由首航高科開(kāi)發(fā)的超臨界二氧化碳光熱發(fā)電技術(shù)10MW級(jí)機(jī)組將應(yīng)用于首航敦煌10MW塔式光熱電站，并計(jì)劃今年年底發(fā)電，屆時(shí)該電站有望成為全球首個(gè)超臨界二氧化碳發(fā)電商業(yè)項(xiàng)目。

此外，包括江津區(qū)重慶江增船舶重工有限公司、中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所、神華國(guó)華（北京）電力研究院有限公司、江蘇金通靈流體機(jī)械科技股份有限公司、中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)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(tuán)哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司等在內(nèi)的各單位也早已在該領(lǐng)域展開(kāi)研究。

其中，由江津區(qū)重慶江增船舶重工有限公司自主研制的國(guó)內(nèi)首臺(tái)6兆瓦超臨界二氧化碳透平壓縮發(fā)電機(jī)組在今年4月完成了機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，且機(jī)組運(yùn)行情況良好，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，順利出廠交付用戶。該項(xiàng)目歷時(shí)三年，對(duì)推動(dòng)我國(guó)超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)商業(yè)化具有里程碑意義。