在全球能源結構加速轉型、環保要求日益嚴苛的大背景下,煤與光熱耦合發電技術正逐漸成為能源領域的關鍵解決方案,為實現煤炭清潔高效利用與減排目標帶來曙光。
技術突破引領能源變革
近日,由華北電力大學承擔的 “十四五” 國家重點研發計劃可再生能源技術專項項目 “煤與光熱耦合發電技術研究與工業驗證” 啟動及年度進展交流會在北京成功召開2。會上,楊勇平教授指出光煤互補發電會成為未來實現新能源高效、規模化發展的新方向和新途徑2。在項目推進過程中,光熱與燃煤發電的有機集成和協同運行技術已逐漸成熟,實現了兩者優勢的充分發揮,為煤與光熱耦合發電技術的大規模應用奠定了堅實基礎。
工作原理,實現高效協同
煤與光熱耦合發電技術的核心在于巧妙融合光熱與燃煤發電的優勢。在光照充足時,光熱系統通過聚光裝置,將太陽能聚集起來,加熱導熱介質,如導熱油或熔融鹽等。這些高溫介質隨后被輸送至蒸汽發生器,產生高溫高壓蒸汽,推動汽輪機發電,從而減少了對煤炭的依賴,降低了煤炭消耗。而在光熱不足或夜間時段,燃煤機組則自動承擔起穩定供電的重任。燃煤在鍋爐內燃燒釋放熱量,將水加熱成高溫高壓蒸汽,驅動汽輪機發電,保障電力供應的連續性 。這種有機集成,實現了能源的高效利用與靈活調配,讓整個發電系統更加穩定可靠。
應用效果顯著
國信靖江發電公司的示范工程取得了令人矚目的成績,通過煤與光熱耦合發電技術,年減少 10 萬噸燃煤和 24 萬噸二氧化碳排放,對改善環境質量、實現 “雙碳” 目標具有重要意義。不僅如此,光熱發電具有可調節、長周期儲能的特點,其配置的儲熱系統能夠在電網低谷時儲存多余的熱量或電能,在電網需要時釋放出來,輔助煤電機組頂峰,大大提升了煤電機組的調峰容量,全球首套煤電機組耦合熔鹽儲熱示范工程投運后,機組調峰容量達到 75% 額定負荷,年可增加新能源消納電量 3 億千瓦時。
政策支持護航
《關于大力實施可再生能源替代行動的指導意見》《產業結構調整指導目錄(2024 年本)》以及《煤電低碳化改造建設行動方案(2024-2027 年)》等政策文件的相繼出臺,為煤與光熱耦合發電技術的應用與推廣提供了清晰的導向和有力的保障。在政策的大力支持下,煤與光熱耦合發電技術有望在未來能源轉型中發揮更為重要的作用,成為實現煤炭清潔高效利用和減排的關鍵路徑。
成本效益兼顧前景廣闊
盡管煤與光熱耦合發電項目的初始投資相對較大,但隨著光熱技術的不斷進步和規模化發展,光熱設備的成本逐漸降低。通過光熱與燃煤的優化耦合,提高了能源利用效率,減少了燃料消耗和運營成本,長期來看具有降低發電成本的潛力。同時,利用光熱替代部分燃煤,可直接減少煤炭的使用量,從而降低二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等溫室氣體和污染物的排放,為企業帶來額外的經濟效益和環境效益。
產業協同發展
煤與光熱耦合發電技術涉及多個領域的產業協同合作,不僅促進了光熱發電產業的發展,還帶動了與之相關的特種玻璃、鋼鐵、水泥、熔融鹽等傳統產業的升級和發展,同時也為智能控制、儲能等新興產業提供了廣闊的應用空間,形成了一個相互促進、協同發展的產業生態。
未來,煤與光熱耦合發電技術將繼續深化光熱系統與燃煤機組的融合,進一步降低成本、提升效益,增強系統的靈活性和調節能力,提高市場認知與接受度,并逐步實現標準化與規范化發展。在全球能源轉型的浪潮中,這一技術有望引領傳統能源產業走向更加綠色、環保、高效的未來,為構建清潔、低碳、高效的能源體系做出積極貢獻。
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