我國二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值,努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和,被稱作碳達(dá)峰、碳中和“3060雙碳”目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是經(jīng)濟(jì)社會(huì)一場廣泛而深刻的系統(tǒng)性變革,其中技術(shù)革新尤為重要。近日,中國首座大型超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電試驗(yàn)機(jī)組完成72小時(shí)試運(yùn)行,在西安正式投運(yùn)!
容量為目前世界最大核心設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)100%
這就是剛剛投運(yùn)的二氧化碳發(fā)電機(jī)組,看上去比傳統(tǒng)的水蒸氣機(jī)組小了不少。它身體里流動(dòng)的不再是水和蒸汽,而是二氧化碳,功率為5兆瓦,容量為目前世界最大,核心設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)100%。
這臺(tái)5MW(兆瓦)超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電試驗(yàn)機(jī)組位于西安閻良國家航空高技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)的西安熱工研究院科研產(chǎn)業(yè)基地。
機(jī)組發(fā)電原理及優(yōu)勢(shì)
機(jī)組將收集來的二氧化碳通過壓縮機(jī)升壓到20MPa(兆帕)以上,再通過熱源加熱到600攝氏度形成高溫高壓氣體,推動(dòng)氣輪機(jī)旋轉(zhuǎn),將熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
中國華能集團(tuán)西安熱工研究院 黨委書記 董事長 蘇立新:
二氧化碳發(fā)電機(jī)組,具有三大優(yōu)勢(shì):一是體積小,同等裝機(jī)容量,二氧化碳發(fā)電機(jī)組體積只有蒸汽機(jī)組的1/25;二是效率高,在600℃溫度下,發(fā)電效率比蒸汽機(jī)組高3~5個(gè)百分點(diǎn);三是污染小,采用二氧化碳機(jī)組的燃煤電廠,單位發(fā)電量碳排放強(qiáng)度可減少10%。
陜西研發(fā)制造團(tuán)隊(duì)7年攻克上千個(gè)技術(shù)難題
專利申請(qǐng)超過400個(gè)
7年來,二氧化碳發(fā)電機(jī)組研發(fā)制造團(tuán)隊(duì)先后攻克了系統(tǒng)、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行等環(huán)節(jié)上千個(gè)技術(shù)難題,自主設(shè)計(jì)制造了超臨界二氧化碳鍋爐、印刷電路板換熱器、壓縮機(jī)等四類關(guān)鍵裝置,率先打通了機(jī)組全工藝流程,專利申請(qǐng)超過400個(gè)。
中國華能集團(tuán)西安熱工研究院 二氧化碳循環(huán)發(fā)電首席專家 李紅智:
我們這個(gè)技術(shù)相當(dāng)于是用二氧化碳來替代我們用了140多年的水蒸氣,技術(shù)應(yīng)該是目前全球容量最高,效率最大的機(jī)組,領(lǐng)先美國同類型的機(jī)組至少一年以上。
目前,工業(yè)生產(chǎn)中廢棄的二氧化碳直接排放在空氣中,超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)可以循環(huán)利用這些廢棄物拿來作為發(fā)電的介質(zhì)。
中國化學(xué)工程華陸工程科技有限責(zé)任公司材料能源事業(yè)部 副總經(jīng)理 李濤:從源頭上減少碳的使用,它就減少二氧化碳的產(chǎn)出,燃燒之后產(chǎn)生的二氧化碳我們又能拿來再利用,從兩個(gè)方面來講,對(duì)于降低碳排放,有很大的意義。
打破了國外公司的長期壟斷地位
市場前景十分廣闊
專家表示,這臺(tái)機(jī)組成功投運(yùn)標(biāo)志著我國在該領(lǐng)域打破了國外公司的長期壟斷地位。未來超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)還可進(jìn)一步應(yīng)用于靈活火電、高效光熱、核電、儲(chǔ)能等領(lǐng)域,市場前景十分廣闊。對(duì)于我國構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),減少溫室效應(yīng),實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)具有積極的推動(dòng)意義。
西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院 教授 王海軍:
結(jié)合陜西省內(nèi)的(能源結(jié)構(gòu))特征,可以對(duì)傳統(tǒng)的煤炭能源的利用效率得到提升,降低碳的排放。另一方面,這項(xiàng)技術(shù)將來可以跟新能源領(lǐng)域的技術(shù),得到結(jié)合利用,來替代我們傳統(tǒng)能源的利用,在這兩個(gè)方面都能替代我們陜西省能源的有效轉(zhuǎn)型。
中國華能集團(tuán)西安熱工研究院 黨委書記 董事長 蘇立新:
下一步,我們要把技術(shù)轉(zhuǎn)化為工程應(yīng)用,明后年我們即將建設(shè)50兆瓦的光熱發(fā)電,這次投用后,就表明世界熱力發(fā)電系統(tǒng)最高端、最前沿技術(shù),我們國家已經(jīng)完全攻克掌握,我們處在了國際的領(lǐng)先位置。