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CSPPLAZA光熱發電網訊：本月5日，美(mei)國能源部(bu)（DOE）撥(bo)付(fu)1.255億美(mei)元(yuan)資(zi)金推(tui)進創新型(xing)太(tai)陽能項目的研(yan)發(fa)，其(qi)中向光(guang)熱發(fa)電相關(guan)研(yan)發(fa)項目撥(bo)付(fu)約4400萬美(mei)元(yuan)。

值得(de)一提(ti)的是(shi)，撥付光熱發(fa)電相(xiang)關項(xiang)目(mu)的資金中(zhong)絕大部分（3900萬(wan)美元）將用于推進超(chao)臨界二(er)氧化(hua)碳布雷頓(dun)循環技術商業化(hua)，以助力美國實現盡快降低光熱發(fa)電成本的目(mu)標。

按照DOE的(de)目標，到(dao)2030年含12小時儲熱系統的(de)光熱發電成本將降低(di)到(dao)50美元/兆(zhao)瓦時（5美分/kWh，約合(he)RMB0.35元/kWh），而盡(jin)快推進超臨界二氧化碳布雷頓循(xun)環技術商業化則是實現該目標的(de)重要措施(shi)之一。

據悉，本(ben)次撥付的3900萬美元將用于一到(dao)兩個研發項目，以建(jian)設(she)和演示(shi)超臨(lin)界二氧(yang)化(hua)碳布雷頓循環技(ji)術，相關(guan)系(xi)統(tong)需實(shi)現在550°C到(dao)630°C之間(jian)實(shi)現熱能儲存(cun)。

DOE對此表示，本課題的目標是加(jia)速超臨界二氧化(hua)碳(tan)布雷頓循環技術走向商業(ye)化(hua)，并為公共事業(ye)運(yun)行商和光熱(re)電(dian)站開(kai)發商提供運(yun)營(ying)經驗(yan)。

本世紀以來，在能(neng)源、環(huan)保問題加劇的情況下，超臨(lin)界(jie)二氧化(hua)(hua)碳布雷(lei)頓(dun)循(xun)環(huan)技術已引起各國(guo)(guo)廣泛關注。美國(guo)(guo)在這(zhe)方面尤其(qi)積極，美國(guo)(guo)能(neng)源部（DOE）于2011年開始實施太(tai)陽能(neng)應用(yong)領域(yu)的“Sunshot”攻關計劃，該項目(mu)中的超臨(lin)界(jie)二氧化(hua)(hua)碳布雷(lei)頓(dun)循(xun)環(huan)系統研發項目(mu)的主體(ti)項目(mu)為10MW超臨(lin)界(jie)二氧化(hua)(hua)碳發電機(ji)組項目(mu)研發和(he)測試(shi)，由美國(guo)(guo)桑迪亞（Sandia）國(guo)(guo)家實驗室-核能(neng)系統實驗室（NESL）承擔相關的實驗研究。

在技術成熟度(du)和(he)應(ying)用領(ling)域推(tui)進(jin)規劃方(fang)面，美國能源部(bu)（DOE）已(yi)開展實(shi)施(shi)10MW示范項目時即討論了(le)市場應(ying)用和(he)推(tui)進(jin)時間表。該計劃主要分為以下進(jin)程(cheng)：

2015~2020年，實現在工(gong)業余(yu)熱利用領域(yu)的應用，效率超(chao)過ORC循(xun)環機(ji)組的方式(shi)；

2020~2025年(nian)，實(shi)施(shi)光熱發(fa)電領域(yu)的應(ying)用(yong)，在10~100MW功率等級(ji)內效率超過蒸(zheng)汽(qi)輪機；

2025年以后(hou)研(yan)發實施化石燃(ran)(ran)料SCO2電(dian)廠(chang)、第四代核電(dian)和直燃(ran)(ran)式SCO2發電(dian)裝置。

隨著(zhu)該計(ji)劃持(chi)續推進(jin)(jin)，近幾年(nian)來DOE在支持(chi)超臨(lin)界二(er)氧(yang)化碳光(guang)熱發電相關(guan)技(ji)術研發方面不斷加(jia)碼，目前(qian)已取(qu)得重大進(jin)(jin)展。

僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)2019年(nian)3月，DOE就(jiu)曾撥(bo)款支(zhi)持(chi)《高級二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)(tan)換(huan)熱器中(zhong)高強度鎳合金薄板的(de)蠕(ru)變和(he)疲(pi)勞特性》、《適用(yong)(yong)于基(ji)于二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)(tan)的(de)動(dong)力(li)循環(huan)和(he)儲能(neng)系統(tong)的(de)高級壓縮(suo)機(ji)》、《適用(yong)(yong)于先進熱力(li)循環(huan)的(de)低成本短期/長(chang)期熱化(hua)學和(he)化(hua)學儲能(neng)》、《減少超(chao)臨界二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)(tan)光(guang)熱發(fa)電(dian)系統(tong)資本成本的(de)近終(zhong)型(xing)熱等(deng)(deng)靜壓機(ji)制造方式》、《用(yong)(yong)于CSP渦輪機(ji)械(xie)新型(xing)自潤滑高效(xiao)刷(shua)式密封(feng)的(de)垂直排(pai)列的(de)碳(tan)(tan)(tan)納米(mi)管陣列》等(deng)(deng)多項超(chao)臨界二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)(tan)相(xiang)關技術研發(fa)項目。

2019年4月，由美國(guo)西南研究院(yuan)(SwRI)與美國(guo)通(tong)用電(dian)氣公司GE聯合設計并制造的(de)全球運行溫度最高(gao)的(de)超臨界二(er)氧(yang)化碳（sCO2）渦輪機進行了測試(shi)。

圖：超臨界二氧(yang)化碳渦輪機

在(zai)測試(shi)之前(qian)的(de)五年里(li)，SwRI團隊與(yu)SETO等合作伙伴共同設計(ji)出(chu)多級軸流式sCO2熱氣(qi)渦輪膨脹(zhang)機(ji)，GE則為(wei)該渦輪機(ji)的(de)轉子等設計(ji)做出(chu)了重大(da)貢獻。通過定制(zhi)的(de)高壓sCO2測試(shi)回路測試(shi)，該渦輪機(ji)被證實滿足所有機(ji)械(xie)性能指標(biao)。

根據測試數據，相(xiang)比傳統光(guang)熱電站汽輪機(ji)35%-40%的熱效率，采用超臨界(jie)二氧(yang)化碳光(guang)熱發(fa)電技(ji)術的汽輪機(ji)熱效率將可達到50%左右(you)。