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澳CSIRO研究利用超临界二氧化碳发电技术助力矿厂实现可再生能源目标

2020.11.30 来自:CSIRO



据外媒报道,近日澳大利亚联邦科学与工业研究院CSIRO已与美国燃气技术研究院(Gas Technology Institute,GTI)签署协议,双方将拟定联合计划以开发超临界二氧化碳(sCO2)发电技术,以助力澳洲矿业公司实现长远的可再生能源发展目标。


双方一致认为,先进的sCO2发电技术将有望成为一种能源转型技术,加速世界向低碳未来过渡。


CSIRO能源技术研究总监David Harris博士表示:“目前大多数发电厂都使用蒸汽发电,但sCO2发电厂使用循环高温的CO2作为工作介质。其优势在于CO2是一种更高密度的工作流体,这意味着sCO2发电厂体积可以更小,更高效且不依赖生产蒸汽所需要的水源。此外,超临界CO2循环系统可以匹配多种不同形式的热源,该技术一旦广泛实施可能会改变澳大利亚发电领域的规则和现状。”


据了解,超临界CO2涡轮机可以实现不依赖蒸汽的自主、高效循环,这使得此类涡轮机成为离网采矿和远程运营中发电系统的理想选择,因为它可以使矿厂等离网用户更加有效地使用可再生能源,并可为更长时期的运行持续提供动力。


David Harris博士指出,澳大利亚许多矿业公司致力于实现长远且宏大的可再生能源目标,而sCO2发电技术恰好为他们能源转型提供了一个极佳选择。


同时,基于CSIRO在超临界二氧化碳发电技术领域的多年积累,此次协议的签署将增进相关合作方对sCO2发电厂如何实现低碳排放和零碳排放技术解决方案的理解,并助力尽快开发出可以在偏远的采矿和社区替代柴油发电的低成本sCO2发电方案。


尤其令人关注的是,未来研究人员还将重点研究如何利用集中太阳能热(CST)技术为sCO2电厂提供可再生能源。


近年来,由于可以捕获并存储热量,CST技术被业界普遍视作可匹配sCO2电厂的理想解决方案,而由CSIRO和六所澳大利亚大学组成的澳大利亚太阳热能研究所(ASTRI)则一直在致力于CST技术的相关研究。


ASTRI首席技术官Wes Stein表示,利用热能存储(TES)系统为超临界二氧化碳涡轮机提供热量是实现可再生能源解决方案的关键因素。


目前,CSIRO正在与澳大利亚TES创新技术公司Graphite Energy合作研究便携式和可扩展的TES单元,这些单元将可用于为sCO2发电厂存储热量。


Graphite Energy首席执行官Peter Lemmich表示:“将sCO2功率块与我们的TES单元配合使用,将使我们能够提供目前澳大利亚市场上成本最低的可再生能源解决方案。”


值得一提的是,在与GTI达成合作的同期,CSIRO近日也已经正式加入了名为STEP Demo的超临界转换电力项目(STEP)的联合工业伙伴关系。


STEP项目由美国燃气技术研究院(GTI)、美国西南研究院(Southwest Research Institute®,SwRI)和GE Research主导,获得了美国能源部/国家能源技术实验室(US DOE/NETL)(8400万美元)和众多其他行业合作伙伴的资助。


目前,耗资1.12亿美元、位于美国圣安东尼奥市的西南研究所(SwRI)的10兆瓦超临界二氧化碳(sCO₂)项目——美国超临界转换电力(STEP)示范电站正在加紧建设,建筑施工已经完成,相关设备正在安装,预计将于2021年中期投入运营。


背景资料:


今年年初,美国能源部(DOE)向光热发电相关研发项目拨付约4400万美元,其中绝大部分(3900万美元)将用于推进超临界二氧化碳布雷顿循环技术商业化,以助力美国实现尽快降低光热发电成本的目标。


按照DOE的目标,到2030年含12小时储热系统的光热发电成本将降低到50美元/兆瓦时(5美分/kWh,约合RMB0.35元/kWh),而尽快推进超临界二氧化碳布雷顿循环技术商业化则是实现该目标的重要措施之一。




相关线下活动:


第十一届光热发电中国聚焦大会2020(2021年3月,中国北京)

第五届光热发电中东北非大会2020(时间待定,阿联酋迪拜)


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