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CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：據(jù)外媒消息，美國西南研究院(SwRI)、GTI Energy公司和GE Vernova(GE)公司于10月27日宣布由美國能源部資助的10MW“超臨界變革性發(fā)電”（STEP）示范試點(diǎn)項(xiàng)目機(jī)械完工，該試驗(yàn)設(shè)施耗資1.55億美元，使用超臨界二氧化碳（sCO?）動(dòng)力循環(huán)，展示了一種更高效低成本的新型發(fā)電方法，是世界上最大的CO?技術(shù)示范設(shè)施之一。

通常，CO?無毒且不易燃，當(dāng)CO?保持在臨界溫度及壓力以上時(shí)，可像氣體一樣工作，但密度接近液體。與傳統(tǒng)發(fā)電廠在電力循環(huán)中使用水作為熱介質(zhì)不同，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)使用高溫sCO?作為循環(huán)工質(zhì)，其熱力學(xué)特性可將發(fā)電效率提高10%。sCO?動(dòng)力循環(huán)技術(shù)具有兼容集中太陽能發(fā)電和工業(yè)余熱的功能。

此外，STEP試點(diǎn)電廠通過使用sCO?作為工作流體可實(shí)現(xiàn)渦輪機(jī)機(jī)械裝置尺寸約為傳統(tǒng)發(fā)電廠組件的1/10，從而減少占地面積和建設(shè)成本。例如，STEP試點(diǎn)電廠桌面大小的sCO2渦輪機(jī)可為多達(dá)10,000個(gè)家庭供電。

圖：超臨界二氧化碳渦輪機(jī)

據(jù)了解，由SwRI、GTI Energy和GE合作設(shè)計(jì)的STEP試點(diǎn)電廠是世界上最大的sCO?技術(shù)示范設(shè)施之一，于2018年10月15日動(dòng)工，2020年完成建設(shè)。該試驗(yàn)廠今年首次在超臨界流體條件下使用CO2壓縮機(jī)運(yùn)行，該設(shè)施的運(yùn)行將持續(xù)到明年初。此項(xiàng)目的核心目標(biāo)是顯著提高這種新技術(shù)的效率、經(jīng)濟(jì)適用性、操作靈活性、滿足空間需求和環(huán)境性能。

據(jù)悉，SwRI是sCO?動(dòng)力循環(huán)開發(fā)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，其工作人員開展了許多美國能源部的項(xiàng)目，以推進(jìn)sCO?動(dòng)力循環(huán)渦輪機(jī)與熱交換器研發(fā)、循環(huán)和系統(tǒng)的效率提升、技術(shù)可靠性和商業(yè)化探索等相關(guān)工作。

背景資料：

鑒于超臨界二氧化碳循環(huán)發(fā)電技術(shù)的明顯優(yōu)勢，近年來，美國、法國、日本、韓國等國家的頂級研發(fā)機(jī)構(gòu)和電力企業(yè)紛紛圍繞該技術(shù)開展了一系列基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化布局，力圖搶占該領(lǐng)域的技術(shù)主導(dǎo)權(quán)。

美國更是將該技術(shù)作為未來光熱發(fā)電技術(shù)迭代升級的重要突破口，“超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目”也是美國能源部（DOE）推進(jìn)的“Sunshot”攻關(guān)計(jì)劃的重要項(xiàng)目之一。

傳統(tǒng)的光熱發(fā)電技術(shù)采用導(dǎo)熱油或熔鹽為介質(zhì)，導(dǎo)熱油溫度上限為400攝氏度左右，硝酸鹽則為590攝氏度左右，這限制了光熱發(fā)電系統(tǒng)的性能提升。

超臨界二氧化碳循環(huán)600到800℃的運(yùn)行溫度將打破這一溫度壁壘，可以使光熱發(fā)電效率提高10%，發(fā)電成本下降20%甚至更多。