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(3)经济性好
以S-CO2为工质每千瓦时的成本为0.025美元,远低于目前600 ℃超超临界机组的发电成本。相比水蒸气所需的大量锅炉管道设备,整个系统可实现模块化建造,缩短电厂建造周期,可以大大减少投入。
S-CO2的发展及现状
早在上世纪六十年代,科学家Feher就提议将CO2作为工质来建立一个超临界的热力系统发电循环。Feher还分析了此循环在理想状态下获得了55%的热效率。可见这种循环的效率表现相当可观,人们也预期将其应用到比较紧凑、便携式的发电设备之中。可是在后续的研究应用过程中困难重重,其商业化之路充满艰辛,而最近几年新能源研究的需求再次高涨,S-CO2技术被广泛提议应用到太阳能热发电的系统循环之中。Iverson等人在美国桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratory)建立了超临界S-CO2布雷顿发电循环设施。他们建立的这种设施可以算是近似的新型太阳能热发电电站,利用他们的这种热力循环系统产生了250KWe左右的电能。
2010年美国能源部通过了著名的Sunshot计划,其中一项就是推动太阳能热发电的每度电计算成本(LCOE)在2020年降低75%,达到6美分/千万。在这样一个背景下,众多关于新能源应用的技术研究项目被大大的推进,其中一个项目备受关注,那就是将超临界CO2作为传热介质通过布雷顿循环(简称S-CO2)提高太阳能热发电(简称SCP)效率。此项目之所以吸引着众人的目光,主要是人们似乎预见到它将给光热产业带来的巨大变革。如今,借着Sunshot计划的东风,更多的超临界S-CO2项目将要付诸实践,比如2010年10月1日美国的NREL投资1600万美元,开展了10MW超临界CO2透平项目(10MW Supercritical-CO2 Turbine Project),工质运行温度在700°C以下,采用干法冷却技术,系统检测在核能系统实验室(NESL),此实验项目将留下宝贵的关于S-CO2的设计经验并对S-CO2透平机的实际内效率进行验证。
2016年10月17日消息,美国能源部国家能源技术实验室资助8千万美元给一个在燃气轮机利用超临界二氧化碳(sCO2)来提高效率的中试项目,规模为10兆瓦,为期6年。
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