登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
图 1、图为日本东北大学 1996 年搭建的太阳能电解制氢制甲烷纯氧燃烧循环试验装置。
二、半闭式超临界二氧化碳纯氧燃气布雷顿热发电
布雷顿循环与朗肯循环不同,它可以分为开式、闭式和半闭式三种运行模式。开式布雷顿循环如航空燃气发动机、发电用的燃气轮机;其次是闭式布雷顿循环,使用体外热源驱动布雷顿循环机组运行,由于没有了将水转化蒸汽的热能损失,因此热循环效率远高于朗肯蒸汽循环。目前美国正在实施的 SunShot 计划正在为第三代太阳能热发电技术使用该技术进行前期开发,预计2020 年 10 兆瓦机组将投入运行;在欧盟支持下,法国电力、德国西门子等企业也加大研发力度;我国包括中科院工程热物理所和西安热工研究院等已经取得阶段性研究成果;再次就是半闭式布雷顿循环,美国专利 US3134228 和 US37367452(如图 2 所示)较早揭示半闭式超临界二氧化碳纯氧燃气布雷顿热发电技术,发明人为美国海军部的科学家,其开发的应用场景均为潜艇,为尽快实现产业化,美国政府准许美国企业免费使用该技术。
半闭式超临界二氧化碳纯氧燃气布雷顿热发电技术在我国煤制气和煤转化汽油技术中有所提及,但热能领域给予的关注度比较低。
图 2、美国专利 US3736745 附图
自从国际社会倡导减少燃煤或燃气电厂二氧化碳和氮氧化物排放以来,零排放纯氧燃气发电技术也即半闭式超临界二氧化碳布雷顿燃气热发电技术得到进一步开发,例如奥地利格拉茨理工大学提出的“格拉茨循环”模式(图 3),美国清洁能源公司 CES 提出的 DSG 模 式(图 4),相同点都力求将半闭式超临界二氧化碳布雷顿循环和蒸汽朗肯循环发电加以结合,拟实现高达 70%的热循环效率,虽然这些技术都进行过小规模验证,但商业开发未获进展。近期美国八河流公司声称采用“阿拉姆循环”模式可实现零排放燃气发电(图 5),目前一个规模为 25 兆瓦的中试项目已在美国德克萨斯州拉博德市建立。据说 2020 年运行,该电站收集的二氧化碳主要用于附近油田加注,以提高和延长油井寿命。2018 年初美国麻省理工学院将该技术列为年度十大发明之一,认为该技术有可能改变世界能源格局。特别值得关注的是该企业相关专利已在我国获授权。
所谓半闭式超临界二氧化碳布雷顿热发电技术的主要特点在于动力热源引入空气或纯氧作助燃剂,与天然气混合燃烧,同时选择超临界二氧化碳气做动力介质,因系统运行温度高,发电效率可提升至58%;最突出的特点是排出物不含氮氧化物,只有水和二氧化碳,而且经汽水分离可全部回收并加以利用。如果采用联合朗肯循环热效率可达 70%以上。
图 3、“格拉茨循环”纯氧燃烧原理图
图 4、CES 循环纯氧燃烧原理图
图 5、阿拉姆循环纯氧燃烧示意图
三、可再生能源与氢结合,追梦“终极能源”
可再生能源与氢能结合的最佳途径就是通过风电或太阳能发电电解水制取氢气,但氢气不宜存储和运输,如果实时将其制成甲烷或甲醇,就可以采用常规技术储运,或通过燃气发电直接通过电网传输电力。因此,结合半闭式超临界二氧化碳布雷顿热发电技术为二氧化碳加氢甲烷化提供可靠的碳源,将二氧化碳加氢甲烷化制备并存储,电解水制氢产出的氧气则与甲烷气以及补热加压后的二氧化碳气混合燃烧,驱动半闭式布雷顿机组持续发电,最终实现可再生能源零碳排放循环发电。
光热发电与半闭式超临界二氧化碳布雷顿热发电技术结合具有先天优势,光热发电通过规模热储能可向电网提供稳定电力,一旦将波动性较大的风电和光伏发电用于制氢,或通过电制热规模化存储,即可实现光热发电人工可控、可管理、可干预的连续发电 。
根据光热发电聚光模式与半闭式超临界二氧化碳布雷顿热发电结合有两种选择:
1、借助塔式悬浮粒子的高温特性(温度须在 700 度以上),结合半闭式超临界二氧化碳布雷顿纯氧燃气发电优势,利用太阳能和风能电解制氢,借助二氧化碳加氢甲烷化储能,即可开辟光热发电储能新途径。该设想拟在光照条件好时采用塔式悬浮粒子电站获得的高温热能驱动闭式超临界二氧化碳布雷顿循环发电,在光照条件不好或无光照是时则采用纯氧燃气半闭式超临界二氧化碳发电进行循环,分离出的二氧化碳与氢结合进行甲烷化制备,分离出的水做镜场定日镜清洗用水。如图 6 所示:
图 6、塔式悬浮粒子电站与纯氧燃气布雷顿热发电互补示意图
塔式悬浮粒子光热发电与半闭式超临界二氧化碳燃气布雷顿热发电进行互补,同时联合风电等电解水制氢, 辅之二氧化碳加氢甲烷化制备,甲烷纯氧燃烧混合超临界二氧化碳循环热发电,或可开辟光热发电储能新纪元。
2、槽式太阳能热发电技术是目前最为成熟的光热发电技术,如将槽式太阳能热发电技术有机嫁接在半闭式超临界二氧化碳燃气布雷顿热发电系统中(图 7),通过互补储热循环发电以规避太阳能热发电不稳定不连续的先天缺陷,同时利用纯氧燃气发电产生的水进行电解制氢制氧,汽水分离出的二氧化碳除用作动力工质外,其余部分进行加氢甲烷化制备,并将制备的甲烷气进行存储,而利用可再生能源电解水制氢获得的氧气用于系统自身的纯氧燃气布雷顿高效发电;系统冷凝产生的水和加氢甲烷化产生的水存储之后将直接提供给槽式太阳能热发电系统作蒸汽朗肯循环发电使用,多余的水作清洗聚光镜用水。据国外测算,不含甲烷制备产生的水,仅 550 兆瓦电站就可产生 1.8 亿加仑水,由此可能导致光热发电站站址选择将不再受水源地限制。
显然,接收风电、光伏电力进行电解水制氢是一种高效的储能方式,特别是通过燃气与光热发电互补,可有效增加光热发电时数,提高光热转换效率,增强光热发电技术的环境适应能力,降低单位发电成本,提升光热发电站参与电网调频调峰能力。
图 7、槽式太阳能与风能和燃气互补制氢制甲烷循环热发电示意图
总之,当人们把目光聚焦在氢能的开发和利用时,氢能几乎成了“终极能源”的代名词,其实,氢能和电能一样属于二次能源,只有将可再生能源与氢能有机结合,才能最终展现其“终极能源”的魅力。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
6月4日,国家能源局印发关于组织开展新型电力系统建设第一批试点工作的通知。《通知》提出,聚焦新型电力系统有关前沿方向,依托典型项目开展单一方向试点,依托典型城市开展多方向综合试点,探索新型电力系统建设新技术、新模式,推动新型电力系统建设取得突破。坚持重点突破,先期围绕构网型技术、系
北极星储能网获悉,6月4日,国家能源局印发关于组织开展新型电力系统建设第一批试点工作的通知。试点方向上提出,构网型技术重点在高比例新能源接入的弱电网地区、“沙戈荒”基地大规模新能源外送地区,应用新能源/新型储能构网型控制技术,有效解决短路容量下降、惯量降低、宽频振荡等问题,提升新能
近日,国家能源局发布了关于组织开展新型电力系统建设第一批试点工作的通知。通知明确提出,要聚焦新型电力系统有关前沿方向,依托典型项目开展单一方向试点,依托典型城市开展多方向综合试点,探索新型电力系统建设新技术、新模式,推动新型电力系统建设取得突破。坚持重点突破,先期围绕构网型技术、
6月4日,国家能源局印发关于组织开展新型电力系统建设第一批试点工作的通知。通知提出,聚焦新型电力系统有关前沿方向,依托典型项目开展单一方向试点,依托典型城市开展多方向综合试点,探索新型电力系统建设新技术、新模式,推动新型电力系统建设取得突破。坚持重点突破,先期围绕构网型技术、系统友
开展碳足迹核算是国家“双碳”战略中的重要基础工作之一。生态环境部、国家统计局、国家能源局组织中国电力企业联合会等单位计算了2023年燃煤发电、燃气发电、水力发电、核能发电、风力发电、光伏发电、光热发电、生物质发电碳足迹因子和输配电碳足迹因子以及全国电力平均碳足迹因子,以生态环境部公告
2024年12月,生态环境部发布2022年度全国电力二氧化碳排放因子以及区域电网排放因子数据,全国平均排放因子为0.5366千克二氧化碳/千瓦时。近年来,国家共4次更新了全国平均排放因子,分别为0.5810、0.5703、0.5568和0.5366千克二氧化碳/千瓦时,逐年下降。已经公布的2021年和2022年电力排放因子数据中
2025年5月28日,上海#x2014;#x2014;自进入中国市场以来,全球性特殊及特种化学品企业亨斯迈集团始终秉持着长期发展的战略眼光,不断深化在华业务布局。依托聚氨酯、先进材料和功能产品三大事业部的战略协同与创新驱动,为中国消费者的衣食住行构筑全方位品质生活基座。通过持续输出创新材料解决方案,
新CCER项目签发,短期看会带来一波碳交易热潮,长期看则进一步完善了碳市场发展,增强了我国在国际应对气候变化舞台上的话语权。作为全国碳市场的重要补充,全国温室气体自愿减排交易市场(CCER市场)继2024年1月重启后,在2025年3月迎来首批新项目签发,带动了一波碳市场交易的热潮。新签发项目均是涉
北极星太阳能光伏网获悉,近日,中国能建发布公告称,公司2023年度向特定对象发行A股股票申请已于5月13日获得上交所审核通过。据了解,中国能建本次定增募资于2023年5月24日发起。募资说明书显示,本次发行的募集资金总额(含发行费用)不超过150.00亿元(含150.00亿元)。扣除发行费用后的募集资金净
促进能源领域民营经济高质量发展国家发展改革委能源研究所所长吕文斌,能源战略中心副主任田磊习近平总书记在民营企业座谈会上强调,新时代新征程民营经济发展前景广阔、大有可为。在能源领域,民营经济正以创新基因和市场活力参与、融入和推进能源转型变革,成为落实“四个革命、一个合作”能源安全新
近日,由中国电建集团西北勘测设计研究院牵头总承包建设的三峡能源青豫直流二期100兆瓦光热工程全系统投运发电。项目全系统投运发电标志着我国高海拔地区光热发电规模化应用实现历史性零的突破。据悉,三峡能源青豫直流二期100兆瓦光热发电项目坐落于青海省格尔木市乌图美仁乡,占地面积约287公顷,作
2023年11月,国家发展改革委、国家能源局联合发布了《关于建立煤电容量电价机制的通知》(发改价格〔2023〕1501号,以下简称《通知》),决定自2024年1月1日起建立煤电容量电价机制。《通知》对煤电容量电价机制的实施范围、电价水平的确定、容量电费分摊和考核方面做出了一系列规定。煤电容量电价机制
北京正在加快建设国际绿色经济标杆城市,而城市副中心通州将成为重要承载地和示范区。近日,市发展改革委、城市副中心管委会、通州区政府联合印发《北京城市副中心促进绿色经济发展实施方案》。方案提出,全力推动绿色经济发展,通过打造国际绿色经济标杆城市、建设国家绿色发展示范区等措施,着力培育
近日,生态环境部发布的2025年绿色低碳典型案例征集活动获选名单中,沈阳市老虎冲循环经济产业园作为园区类代表入选,成为东北地区唯一入选国家绿色低碳典型案例的园区。该园区由沈阳新基静脉产业园有限公司申报,隶属于沈阳城投集团沈阳新基发展有限公司,致力于推动区域绿色低碳发展。老虎冲循环经济
据外媒报道,日前,可再生能源和储能系统开发商GenexPower公司改变了其计划在澳大利亚昆士兰州的Kidston风电+储能项目规划,该项目原名为Kidston风能项目,最初规划风力发电场装机容量为258MW,现已重新配置为120MW,并配套部署一个150MW/600MWh电池储能系统。GenexPower公司将通过昆士兰电力公司正在
日前,可再生能源开发商ACEnergy公司表示,该公司计划部署的350MW/770MWh的LittleRiver电池储能系统申请已经得到澳大利亚维多利亚州政府的快速批准。该项目是维多利亚州政府通过“开发促进计划”途径选择加速审批的最新项目。该计划在去年将覆盖范围扩大到包括可再生能源发电项目,旨在加快维多利亚州
2025年5月30日,国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》(发改能源〔2025〕650号)。这是我国首份绿电直连政策法规,旨在探索创新新能源生产和消费融合发展模式,促进新能源就近就地消纳,更好满足企业绿色用能需求。在国际碳贸易壁垒下,绿电直连政策是我国应
6月5日,国务院新闻办举行新闻发布会,介绍《关于深化提升“获得电力”服务水平全面打造现代化用电营商环境的意见》有关情况并答记者问,国家能源局副局长宋宏坤、国家电网有限公司总经理庞骁刚、中国南方电网有限责任公司总经理钱朝阳、国家能源局市场监管司司长郝瑞锋等出席会议。文字实录如下:国家
6月5日,国务院新闻办举行新闻发布会,国家能源局副局长宋宏坤表示,为提升电力系统对新能源消纳能力采取了一系列有力措施:一是统筹推进网源协调发展。有序推进大型清洁能源基地以及跨省区输电工程核准建设,推动一批满足可再生能源接入的电网主网架工程及时纳入规划,督促电网企业优化接网流程,为可
北极星氢能网获悉,近日,四川省经济和信息化厅发布了《四川省氢能产业中长期发展规划(2025—2035年)》(川经信汽车轨道〔2025〕99号,以下简称《规划》)。现就文件相关事项解读如下。一、起草背景四川是清洁能源大省,可再生能源丰富,具备促进水风光氢天然气等多能互补发展的资源优势和产业基础。
北极星氢能网获悉,近日,四川省经济和信息化厅发布《四川省氢能产业中长期发展规划(2025—2035年)》,其中指出:到2027年,全省累计推广应用氢燃料电池汽车超4000辆,打造1—2条氢能轨道交通示范线;有序推进制氢、加氢基础设施建设,累计建成加氢站(含制氢加氢一体站)超40座,打造1—2个可再生能
过去一年,得益于可再生能源的高速发展,中国电力系统碳排放强度下降明显,发电碳排放强度同比减少5%[1],以风电和光伏为代表的新能源也在引领着全球绿色产业的蓬勃发展。当前,中国正站在能源转型的十字路口,2025年既是“十四五”的收官之年,也是“十五五”碳达峰攻坚战的起跑线,无论是国家层面还
北极星氢能网获悉,2025年5月16日,在2025内蒙古氢能产业高质量发展大会上,5个氢能项目签约,分别为:1.内蒙古自治区乌海市乌达区人民政府与俊瑞绿氢能源(内蒙古)有限公司签约乌海市乌达区新建装机容量为1800MW的光伏发电制氢3万吨/年的光伏制氢项目。2.俊瑞集团与内蒙古乌兰察布察哈尔高新区签署年产
5月15日,陕西省西安市人民政府印发《西安市支持光伏产业链能力提升实施方案(2025—2027年)》,《方案》提出,到2027年,打造世界一流的先进光伏制造基地,形成硅片、电池、组件、逆变器、系统集成、光伏储能、光伏制氢装备制造及相关配套等较为完整的光伏产业链条。到2027年,全市光伏新增装机量2GW
北极星售电网获悉,5月15日,陕西省西安市人民政府发布关于印发支持光伏产业链能力提升实施方案(2025—2027年)的通知,到2027年,全市光伏新增装机量2GW,光伏累计装机量达到4.3GW。建设100个“光伏+”乡村振兴行政村,新建公共机构建筑、工业厂房屋顶光伏覆盖率不低于55%,建设一批零碳(低碳)工厂
回首我国能源发展长河,关键节点必然又有新增。2025年开年,国家发改委、能源局下发《关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的通知》(发改价格〔2025〕136号)(以下简称136号文),将新能源全面推向市场的同时,也促使整个能源格局发生深刻变革。短期阵痛、长期利好——新机遇涌现13
北极星氢能网获悉,4月28日,中国招标投标公共服务平台发布志臻能源伊犁州伊宁县100万千瓦光伏制氢合成氨一体化项目(规模化制氢、氨部分)全过程工程咨询招标公告。公告显示,项目规模为安装64套1000Nm/h电解制氢装置,制氢规模64000Nm/h;20台2000Nm储氢装置,20000Nm/h空分制氨装置1套、170000t/a合成
北极星氢能网整理了4月21日~4月25日的一周氢能项目动态。1、吉林大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目进入调试阶段近日,大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目进入调试阶段,即将实现试生产。该示范项目以59.56亿元预算投资、80万千瓦新能源装机规模,以及六项全国领先技术,被国家电投列为绿色氢基能源
被称为“白色石油”的锂辉石已探明储量达6000万吨,平均品位1.3%,按照一辆新能源电车需40公斤碳酸锂计算,可建造4000余万辆汽车。这是24日记者从四川省政府新闻办召开的“万千气象看四川·县域经济高质量发展”系列主题新闻发布会金川专场获悉的信息。四川省阿坝藏族羌族自治州金川县地处高原,坐拥“
北极星氢能网整理了4月7日~4月11日的一周氢能项目动态。甘肃酒泉三座加氢站建设项目选址公示4月7日,甘肃酒泉瓜州县自然资源局发布关于瓜州县柳沟东加氢母站、柳沟西加氢站、桥湾加氢站建设项目办理《用地预审与选址意见书》的公示。总投资27亿元!内蒙古通辽100万吨/年液化天然气及加氢站开工建设近日
北极星氢能网获悉,4月7日,鄂托克前旗250MW光伏制氢项目通过各类专项验收,成功取得《移动式压力容器充装许可证》。获取该项资质后,该项目已全面具备氢气充装及对外销售资格,标志着项目已具备运营能力,实现了“建设”到“运营”的重大跨越。该项目毗邻宁东国家级化工园区,作为内蒙古自治区首批风
北极星氢能网获悉,近日,晶科能源与印度知名开发商及承包商ACME集团正式签署阿曼487.5MW光伏制氢项目N型TOPCon组件独家供货协议。此次签约的阿曼绿电制氢项目位于阿曼杜库姆经济特区,项目一期工程预计每年可产出10万吨绿色氨。后续将扩大规模,年产量有望增至120万吨。作为晶科能源在阿曼地区中标的
北极星氢能网获悉,4月8日,中核能源科技有限公司发布有关于高温气冷堆耦合光伏电解制氢项目中光伏电解水制氢研究采购公告。根据中核能源“揭榜挂帅”项目《高温气冷堆供热项目与光伏电解制氢项目耦合发展》项目的研究任务要求,针对光伏电解水制氢应用技术和需求,拟采购《高温气冷堆耦合光伏电解制氢
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!