上海
中国科学院电工研究所于8月22日发布消息，宣布我国首座超临界二氧化碳光热发电机组项目顺利通过验收。这一成就标志着我国在新能源领域的技术创新迈出了重要一步，也为未来能源的发展方向提供了新的可能性。
超临界二氧化碳光热发电技术是一种新型能源技术，以其高效、灵活、环保和成本低廉的特点，具有广阔的应用前景。这项技术的核心在于利用超临界二氧化碳作为工质，通过太阳能聚光系统将热能转化为电能。这种技术不仅提高了能源转换效率，还能有效减少碳排放，是应对气候变化、促进可持续发展的重要技术途径。
此次通过验收的项目全称为“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。项目由中国科学院电工研究所牵头，实施地点位于北京延庆的超临界二氧化碳太阳能热发电实验基地。自启动以来，项目团队经过5年的不懈努力，克服了多项技术难题，最终成功研制出我国首座超临界二氧化碳光热发电机组。
项目研究团队在攻关过程中，重点解决了三个关键科学问题：
首先是高温吸热器设计理论及方法。团队深入研究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，并在此基础上研制了3种聚光器和4种吸热器，其中包括可在700℃高温下运行的1MWth颗粒吸热器。此外，团队还提出了两种高密度能量测量方法，为高温吸热器的设计和应用提供了坚实的理论基础。
其次，研究团队解决了储热放热模式对系统性能的影响机理这一关键科学问题。在这一领域，团队探索了熔融盐对金属腐蚀的抑制机制，并突破了高温固体吸热颗粒与超临界二氧化碳在变热流、变温度和强变物性条件下的换热特性匹配难题。这一研究成果直接促成了3种储热换热装置的研制，其中包括能够在550℃高温下运行的1MWth流化床颗粒与超临界二氧化碳换热器。
最后，团队攻克了能量转换过程中的相互作用机制。通过构建高太阳能流、高温、高膨胀比、高比功的高效太阳能热发电系统的主要参数匹配关系，研究团队开发出以超临界二氧化碳流动为核心的光－热－电能量转化全系统模型，并成功研制出550℃/200kW超临界二氧化碳透平发电机组。基于这些研究，团队建立了我国首个基于超临界二氧化碳工质的“光－热－电”实证系统，并实现了稳定运行。
该项目的验收过程得到了专家组的高度评价。项目绩效评价专家组由10位专家组成，电工所副所长李子欣研究员、国家自然科学基金委员会高技术研究发展中心项目主管张诗悦，以及来自西安交通大学、浙江大学、清华大学和华能西安热工院等18家项目参与单位的研究骨干参加了此次验收会议。会上，项目负责人王志峰研究员详细汇报了项目的执行情况，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情况。
该项目的成功通过验收，标志着我国在超临界二氧化碳光热发电技术领域取得了重要突破。这一技术的应用前景广阔，不仅能够大幅提高太阳能发电的效率，还为我国实现能源结构优化、减少碳排放提供了新的路径。未来，随着该技术的进一步推广和应用，预计将在更大范围内助力我国能源转型与可持续发展。
总的来说，超临界二氧化碳光热发电技术的成功研发，不仅是我国在新能源技术领域的一次重要胜利，也为全球能源技术的创新和发展提供了宝贵的经验。随着全球对清洁能源需求的日益增加，这项技术有望在未来发挥更加重要的作用，为全球应对气候变化、实现绿色发展贡献中国智慧。
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