近年来，我国光热发电产业呈现蓬勃发展态势，但光热发电的成本下降不及预期。超临界二氧化碳太阳能热发电技术凭借低成本、高效率和高灵活性的技术优势，受到全球研究机构和产业界的广泛关注。
 
  近日，由中国科学院电工研究所牵头的“超临界二氧化碳太阳能热发电关键基础问题研究”项目顺利通过验收，标志着我国首座超临界二氧化碳光热发电机组成功研制并投入运行。这一成就不仅展示了我国在新能源技术研发领域的强大实力，也为全球能源转型和清洁能源发展贡献了重要力量。
 
  该项目全称为“超临界二氧化碳太阳能热发电关键基础问题研究”，是国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”重点专项项目之一。超临界二氧化碳发电技术是一种具有革命性的新型能源技术，其核心在于利用超临界状态的二氧化碳作为工质，通过压缩、加热等一系列过程，最终转化为电能。相比传统用水做媒介的发电机组，超临界二氧化碳循环发电机组具有显著优势：在600℃温度下，其发电效率可提高3%~5%；同等装机容量下，机组体积更小、重量更轻；碳排放量可减少10%，有效减轻有害气体对环境的危害；同时，该技术还具备快速启动能力，能深度参与调峰，有利于促进风电、光伏发电等新能源的消纳利用。
 
  此次研制的超临界二氧化碳光热发电机组，通过聚光太阳辐射加热超临界二氧化碳，实现了高效的光热转换和电能输出。研究团队不仅建立了聚光太阳辐射在柔性不连续颗粒流内的时空协同吸收、转换和传热机理，还研制了多种聚光器和吸热器，提出了高密度能量测量方法。此外，团队还探索了熔融盐对金属腐蚀的抑制机理，突破了高温固体吸热颗粒与超临界二氧化碳在复杂条件下的换热特性匹配，成功研制了多种储热换热装置。
 
  在项目验收会议上，项目负责人、中国科学院电工研究所研究员王志峰详细汇报了项目执行和完成情况，并现场演示了200kW超临界二氧化碳太阳能热发电系统的运行。这一实证系统的成功运行，不仅验证了超临界二氧化碳发电技术的可行性和高效性，也为后续更大规模的应用提供了有力支撑。
 
  “我们突破了太阳能高温颗粒吸热、流化床颗粒/二氧化碳换热、200千瓦级超临界二氧化碳发电机组等核心装备设计制造等难题，在全球范围内率先实现包括高焦比聚光场、颗粒吸热器、颗粒/超临界二氧化碳换热器、超临界二氧化碳压缩机透平机组和高速电机在内的超临界二氧化碳太阳能热发电系统运行。”项目负责人、中国科学院电工研究所研究员王志峰说，该项目将有效推动我国“低成本—高效率—高灵活”光热技术发展，为我国大比例新能源基地建设提供技术支撑。
 
  超临界二氧化碳发电技术的研发和应用，对于推动我国能源结构优化升级、实现碳达峰碳中和目标具有重要意义。该技术不仅可用于太阳能光热发电领域，还可广泛应用于核能、舰船动力、工业废热利用等多个领域，展现出广阔的应用前景和发展空间。
 
  参考来源：科技日报
文章链接：化工仪器网