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北極星儲能網訊:超臨界二氧化碳太陽能熱發電技術在美國能源部DOE新一輪研發資助中位居優先地位，目標實現550℃至630℃溫度下的熱能存儲。DOE的目標是到2030年帶有12個小時的（熱）儲能的太陽能熱發電成本降低到50美元/兆瓦時。
（來源：微信公眾號“太陽能光熱產業技術創新戰略聯盟” ID：nafste）
太陽能熱發電（CSP）是利用聚光反射裝置將太陽輻射經熱能轉換為電能的能量轉換方式。由於帶有大容量、低成本的儲能（熱）系統，因而電力輸出穩定，非常具有電網友好性，既可以作為基礎負荷也可以作為調峰負荷。
目前太陽能熱發電技術主要以導熱油（槽式）和熔鹽（塔式）為吸熱介質。為了進一步降低發電成本，包括歐盟、澳大利亞和美國在內，全球範圍內已有不少科研機構開展了以高溫顆粒為吸熱介質，超臨界二氧化碳（sCO2）為發電工質的布雷頓動力循環系統的研發工作，一般稱為超臨界二氧化碳 （sCO2）太陽能熱發電技術。
sCO2太陽能熱發電技術是目前最前沿的光熱發電技術之一，也是目前被認為是能夠大幅降低光熱發電成本的主要技術途徑。以顆粒作為吸熱介質，具有穩定性高、價格低廉等優勢，吸熱溫度可到達800-1200℃；sCO2為發電介質，既能實現零汙染、零排放的環保要求，也可以有效利用CO2，緩解溫室效應；sCO2布雷頓動力循環效率高，能進一步提高高溫發電能量轉化效率且設備體積小，（在550°C以上應用領域的）理論效率可達52%。此外，sCO2系統還具有啟停快，省水等特點，可以結合間接空冷技術，適合我國西北部地區的氣候環境。
在2018年5月中國電機工程學會發布的《能源動力領域十項重大工程技術難題》中，sCO2太陽能熱發電技術被列為其中之一。
2020年2月5日，美國能源部（DOE）表示，DOE將在最新的1.255億美元太陽能技術研發資助中，為CSP相關的研發項目提供高達4,400萬美元的資金。其中，總計3900萬美元的資金將用於建設和示範sCO2布雷頓循環技術項目。該系統必須實現550℃至630℃溫度下的熱能存儲。
去年，通用電氣（GE）和西南研究院（SWRI）的工程師完成了對世界上最高溫度的sCO2渦輪機的測試。10MW渦輪機產生的熱效率幾乎為50%，遠遠高於傳統太陽能熱發電系統所達到的35-40％。
美國能源部說：“該主題的目的是加速sCO2布雷頓循環的商業化，併為公用事業，運營商和聚光太陽能熱發電開發人員提供可操作的經驗。”
美國能源部新一輪的其他資金承諾中，約有500萬美元將分配給15至20個用於CSP和PV技術的小型創新項目。這些項目將需要在第一年內取得重大成果。“這些項目比基於既有技術的研究想法要冒險，而且通常會比其他主題領域的項目獲得更少的資金。”美國能源部表示。“如果成功，其研發結果將為繼續研究開闢新的方向和途徑。”
在上一輪（2019年11月）美國能源部宣佈的研發資助中，美國能源部為13個CSP研究項目提供了3000萬美元。這些項目將涵蓋新材料，系統和製造解決方案以及自動化的集熱場等領域，並將幫助美國實現降低CSP成本的目標。
DOE的目標是到2030年帶有12個小時的（熱）儲能的CSP成本降低到50美元/兆瓦時。
2019年6月我國啟動了科技部基礎研究類項目——國家重點研發計劃“超臨界CO2太陽能熱發電關鍵基礎問題研究”並對實施方案進行了論證。項目由國家太陽能光熱產業技術創新戰略聯盟推薦上報，執行期限自2019年4月至2023年3月。中國科學院電工研究所研究員、國家太陽能光熱產業技術創新戰略聯盟理事長王志峰博士擔任項目負責人。18家單位將分工合作，對超臨界CO2太陽能熱發電的聚光/集熱/儲熱/發電部分關鍵器件及系統集成理論和方法進行研究。擬解決的關鍵科學問題主要有：高溫高效吸熱器設計理論與方法，儲熱放熱模式對系統性能的影響機理，超臨界CO2與透平熱功轉換過程的相互作用機制。
此外，今年1月，首航高科也表示，其合作開發的10MW級超臨界二氧化碳動力機組將應用於首航高科敦煌10MW太陽能光熱電站中，項目正在有序推進中，發電後有望成為全球首個超臨界二氧化碳發電商業項目。
原標題:5美分/kWh，美國能源部設定2030年12小時儲能光熱發電成本目標
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