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世界首套!MW级压缩CO₂电热储能中试系统全面建成并完成试验验证

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发布时间:2025-09-12

近日,哈电集团在超高温大容量压缩CO₂电热储能技术领域实现关键突破。哈电集团汽轮机公司依托发电设备国家工程研究中心研发体系,自主开发超高温大容量压缩CO₂电热储能技术,建成世界首套MW级压缩CO₂电热储能中试系统并完成全面性试验验证,成功突破CO₂工质超高温压缩机、膨胀机等关键设备技术瓶颈。经行业知名院士领衔的专家组评审认定,该技术达到国际领先水平,已具备工程化应用条件。

攻克超高温大容量压缩CO₂电热储能世界性难题

面对超高温大容量压缩CO₂电热储能技术这一世界性难题,哈电集团汽轮机公司科研团队潜心钻研、矢志攻坚,成功攻克压缩CO₂电热储能技术系统集成与核心装备设计制造关键技术难题。

在系统集成方面,团队打破传统压气储能技术框架,创造性提出无储气设计理念,完全摒弃工质压力能存储,自主开发50MW/570℃级超高温大容量压缩CO₂电热储能技术。该技术的储/释能系统创新融合超高温热泵循环和超临界CO₂布雷顿发电循环系统,遵循“热力电池”基本构型特性和“电-热-电”能量转化过程,以高温热能作为能量载体,采用超高温、宽温域储热系统,不仅能量密度高,还具备多能级余热回收及冷、热、电多能联供能力,综合效率高。同时,应用双模共用换热系统,充分发挥CO₂物性优势,使设备具有紧凑、占地小、投资成本低的特点。

在核心装备研发方面,团队直面超高温、高压比、大容量等方面的技术难题,成功研制出功率达50MW、出口温度突破570℃、压比超过7的跨临界CO₂离心压缩机组。该机组实现多项核心技术创新——从离心叶轮精准设计、三维气动高精度数值仿真,到抗碳氧腐蚀复合防护、超高温部件寿命评估,再到复合轴系稳定性分析,均实现技术突破。通过运行参数自适应及变频技术,机组可在50%~105%宽工况下灵活高效运行,实现精准调控。

世界首套MW级压缩CO₂电热储能中试系统圆满落地

世界首套MW级压缩CO₂电热储能中试系统,已顺利完成满负荷试运行及关键试验测试任务,实现核心系统工艺、设备性能和可靠性、运行控制方案及系统动态调节特性的全面性验证,可有效支持更大容量、更高参数的工程化产品落地应用。

面对中试系统建设无先例可借鉴的严峻挑战,团队迎难而上,完成多轮攻坚:方案开发阶段,围绕主循环系统及辅助系统运行特性,通过迭代优化和模拟验证,高效完成跨临界CO₂离心压缩机、向心透平、双模共用换热器等全部主设备和系统工艺施工图设计工作;运行调试期间,编制审查十余项调试文件,实现设备、分系统与主系统之间协调运行完整闭环的全覆盖,历时60天,高效完成抽真空、注气补液调压、热泵和发电等系统联合调试,一次性实现储/释双系统满负荷稳定运行,高质量完成全部试验测试任务。

超高温大容量压缩CO₂电热储能技术创新成果通过权威评审

9月5日,汽轮机公司成功召开超高温大容量压缩CO₂电热储能技术创新成果评审会。评审会评审组成员由院士领衔,汇集国内顶尖高校和科研院所能源、储能领域众多权威专家,确保了评审结论在技术可行性、系统适用性及战略前瞻性上的高度权威。

会前,与会专家实地参观了压缩CO₂电热储能中试系统,详细询问了系统运行的关键技术细节与性能数据,并对中试系统所展现出的成熟度与创新性给予了高度评价。会上,项目团队就技术研发背景、核心创新成果、中试系统建设与验证情况以及市场前景进行详细汇报。与会专家在听取汇报后,围绕技术难点、产业化路径及未来应用潜力进行了深入研讨。

经过评审,专家组一致认为,超高温大容量压缩CO₂电热储能技术战略价值突出,高度契合国家“双碳”战略,整体技术方案可行,该技术路线世界首次完成MW级中试验证,核心系统工艺创新优势突出,超高温离心压缩机组等关键装备研发取得重要突破,具备工程化示范应用能力,技术达到国际领先水平,在长时物理储能领域具有独特的技术优势和可观的市场发展潜力。


延伸阅读

超高温大容量压缩CO₂电热储能技术具有“纯电”“冷、热、电”多能联供等多种系统构型,可通过兼顾多能级余热利用提高电-电转化效率,广泛适用于电源侧、电网侧及负荷侧等多元化场景下长时物理储能建设需求。该技术的核心模块具备跨领域应用潜力:其中,储能侧超高温热泵模块可在煤电灵活性改造及储能配套、工业余热回收及供汽等多场景中实现跨领域应用,是“热力电池”系统的核心装备;释能侧超临界CO₂发电模块是火电、核能与光热发电等领域高效能量转换的重点方向,市场应用前景广阔。

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