公告原文稱,這次合作目標是通過超臨界二氧化碳循環改造首航節能敦煌10MW光熱示范電站,并且為了進一步開發這項技術以及確保關鍵相關專業技術進行完成預備的各項試驗活動。
首航節能敦煌10MW光熱示范電站是全球第三座、亞洲第一座可實現24小時連續發電的光熱電站,采用熔鹽塔式技術路線,儲熱時長達15h。該項目于2014年8月開工,于2016年12月26日投運。
圖:首航節能敦煌10MW熔鹽塔式光熱發電示范項目
首航節能此次決定對其10MW光熱項目進行改造,緣于超臨界二氧化碳循環技術的潛在優勢。
首航節能發面表示,此次簽約將為雙方光熱發電業務發展奠定基礎,并有利于加快超臨界二氧化碳光熱發電新技術的商業化開發進程,促進未來光熱發電項目成本更低、適用范圍更廣。
超臨界二氧化碳是一種氣態和液態并存的流體,密度接近于液體,粘度接近于氣體,擴散系數約為液體的100倍。其特點是臨界條件容易達到,化學性質不活潑,無色無味無毒,安全,價格便宜,純度高,易獲得。
超臨界CO?循環系統則是一種高級電力循環系統,其采用二氧化碳作為工作介質、在封閉的布雷頓熱力循環中做功,熱電轉換效率遠高于以蒸汽作為工作介質的傳統蒸汽輪機和以燃氣為介質的燃氣輪機。
超臨界CO?循環系統采用的超臨界CO?透平是一種以超臨界CO?為工質的基于布雷頓循環原理的動力發電設備,是一種比傳統蒸汽輪機更為先進的發電裝備,作為一種外燃機,其也可采用太陽能作為熱源,由此也誕生了基于超臨界CO?循環的光熱發電技術。
超臨界CO?透平體積小、重量輕、可以不用水、可顯著降低成本,適合荒漠缺水地區的應用,是太陽能光熱發電的理想選擇,使用CO?做工質時,不存在工質凍結的問題,管路上不用電伴熱,施工簡單,并可顯著降低成本。
此前一些預測性的研究和分析結果顯示,超臨界CO?的應用預期可以幫助光熱發電實現10%左右的LCOE成本削減,是光熱發電技術具有革命性發展潛力的重要方向。在SunShot計劃的支持下,包括Brayton能源公司、美國國家可再生能源實驗室、西南研究所等多家單位都獲得了資金支持研究與此相關的技術。
其應用于太陽能光熱發電系統可實現效率的顯著提升。系統僅需要較低的熱量即可啟動發電機、其應對負荷變化調整迅速、支持快速啟停,這些優點是普通發電系統所無法比擬的。SolarReserve首席技術官Bill Gould曾表示,此種技術對光熱發電站啟動過慢的缺陷是一種有益的改善。
本次與首航節能簽約的法國電力在超臨界CO?系統研究方面擁有豐富的經驗。法國電力集團中國研發中心技術總監YannLeMoullec曾于2015年出席CSPPLAZA年會,并在演講中分析了超臨界二氧化碳循環光熱發電技術的應用、前景與挑戰。他表示:“CSP的效率有待于提高,超高臨界技術可以為我們帶來10%效率的提高,也可以減少10%的定日鏡的數量,也會把整個電源模塊的成本也減少10%,電源模塊量減少50%,相當于節省了60%的成本。”
此項合作將實現超臨界二氧化碳循環技術在中國的首次實際電站運行測試,其最終應用效果如何,值得期待。如公告所述,若超臨界二氧化碳發電循環技術改造完成、達到設計標準并可以商業化推廣,將有可能對光熱發電行業的發展產生重大影響。
日前,Yann Le Moullec已確定再次出席即將于6月20~22日在北京國際飯店舉辦的第五屆中國國際光熱電站大會暨CSPPLAZA年會并參與大會的議程環節。屆時,他將向與會嘉賓分享EDF在超臨界二氧化碳循環光熱發電技術方面的研發成果,以及與首航節能此項合作的發展規劃。
