肖刚 双碳目标下耦合大规模储热发电的风光大基地建设与发展趋势1

双碳目标下太阳能高温储热发电技术研究与发展趋势报告人：肖刚Email: xiaogangtianmen@zju.edu.cn浙江大学能源工程学院能源清洁利用国家重点实验室◆2020年，“双碳目标”：二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。◆2021年，实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措: 构建以新能源为主体的新型电力系统。实现“双碳目标”的核心支撑之一：大力发展新能源◆2022年，把促进新能源和清洁能源发展放在更加突出的位置新能源的发展机遇与战略布局 2006-2020年特高压投资 6512亿，25条 习近平在联合国“2020气候雄心峰会”上表态，到2030年，风电和太阳能达到12亿千瓦。 2050年预计30-50亿千瓦。 我国光伏、风电装机分别达到2.5亿和2.8亿千瓦，近10年的年均增长率~20%。 “十四五”特高压加速：“24交14直”◆发展的势头◆推动发展的通道：特高压+大型电源基地基于光热发电的“新能源一体化”项目摩洛哥510+70MW光热光伏摩洛哥190+610MW光热光伏◆光热电价7.3美分，高峰9.2美分迪拜700+250MW光热光伏◆光伏2.4美分/kWh南非100+171MW光热光伏➢ 光热电价12.5 美分/kWh高峰时段（下午16:30 to 21:30）电价为基础电价的2.7倍2021年4月国家发改委支持光伏发电、风电、太阳能热发电等新能源产业持续健康发展。2021年11月国家能源局《关于推进2021年度电力源网荷储一体化和多能互补发展工作的通知》，优先考虑含光热发电等新型储能示范的“一体化”项目中国的新能源发展的推动举措◼耦合储热系统，突然降负荷时，转速重新稳定所需时间约为80s，突然升负荷时，转速重新稳定所需时间约为140s。太阳能高温热化学储能布雷顿循环发电：非常适合调峰◼ 超临界点CO2: 31℃、7.38MPaH2O: 374℃、22MPa◼ 功率密度大，设备体积小；◼ 压缩耗功小，效率高（循环效率>50%）◼ CO2无毒性、热稳定性好，腐蚀性小进一步的发展：超临界CO2循环发电8◼美国SunShot2018年发电成本~9.8¢/kWh◼美国Gen 3 CSP 2030 目标：5¢/kWh（12h储热）美国能源部已经投资5亿 美 元 用 于 推 进 太 阳 能sCO2高温发电系统的研发美国能源部2021年报告《Department of Energy‘s Solar Futures Study》：2040年39GW储热型光热发电美国已经投入5亿美元研发，目标5美分/kWh✓温度高、安全性高、能量密度高高温热化学储能技术（温度800℃、能量密度3-10倍）该文章作为《Small》杂志的封面发表复合配方1复合配方2➢在1000次循环，还原/氧化转化率仍能保持在98.5%。➢600次循环后，还原/氧化反应转化率达到93.9%高温热化学储能材料配方：优秀的循环性能（寿命30年）发电效率~27%（50MW机组）：比塔式熔盐发电高10个百分点浙大方案：太阳能高温集热储热的sCO2循环效率27% 吸收器最大功率1MWth 最大能流1300kW/m2浙江大学建立的MWth级太阳能发电综合试验平台sCO2布雷顿循环示范平台：1） 压力20MPa、1000kg/h2）集热储热温度800 ℃3）印刷版式回热器◼2030年，中国的新型电力系统市场规模约合5万亿元。◼预计2050年达到50亿千瓦，约合20万亿元。中国和全球市场潜力：50~100万亿元美国能源部的《Renewable Electricity Futures Study》计划2035年实现电力行业的完全脱碳。美国太阳能每年装机60-70GW/年，2050年前的市场规模约8万亿元。14谢谢大家！