世界首套！MW級壓縮CO?電熱儲能中試系統(tǒng)全面建成并完成試驗驗證
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發(fā)布時間：2025-09-12
近日，哈電集團在超高溫大容量壓縮CO?電熱儲能技術領域實現關鍵突破。哈電集團汽輪機公司依托發(fā)電設備國家工程研究中心研發(fā)體系，自主開發(fā)超高溫大容量壓縮CO?電熱儲能技術，建成世界首套MW級壓縮CO?電熱儲能中試系統(tǒng)并完成全面性試驗驗證，成功突破CO?工質超高溫壓縮機、膨脹機等關鍵設備技術瓶頸。經行業(yè)知名院士領銜的專家組評審認定，該技術達到國際領先水平，已具備工程化應用條件。
攻克超高溫大容量壓縮CO?電熱儲能世界性難題
面對超高溫大容量壓縮CO?電熱儲能技術這一世界性難題，哈電集團汽輪機公司科研團隊潛心鉆研、矢志攻堅，成功攻克壓縮CO?電熱儲能技術系統(tǒng)集成與核心裝備設計制造關鍵技術難題。
在系統(tǒng)集成方面，團隊打破傳統(tǒng)壓氣儲能技術框架，創(chuàng)造性提出無儲氣設計理念，完全摒棄工質壓力能存儲，自主開發(fā)50MW/570℃級超高溫大容量壓縮CO?電熱儲能技術。該技術的儲/釋能系統(tǒng)創(chuàng)新融合超高溫熱泵循環(huán)和超臨界CO?布雷頓發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)，遵循“熱力電池”基本構型特性和“電-熱-電”能量轉化過程，以高溫熱能作為能量載體，采用超高溫、寬溫域儲熱系統(tǒng)，不僅能量密度高，還具備多能級余熱回收及冷、熱、電多能聯供能力，綜合效率高。同時，應用雙模共用換熱系統(tǒng)，充分發(fā)揮CO?物性優(yōu)勢，使設備具有緊湊、占地小、投資成本低的特點。
在核心裝備研發(fā)方面，團隊直面超高溫、高壓比、大容量等方面的技術難題，成功研制出功率達50MW、出口溫度突破570℃、壓比超過7的跨臨界CO?離心壓縮機組。該機組實現多項核心技術創(chuàng)新——從離心葉輪精準設計、三維氣動高精度數值仿真，到抗碳氧腐蝕復合防護、超高溫部件壽命評估，再到復合軸系穩(wěn)定性分析，均實現技術突破。通過運行參數自適應及變頻技術，機組可在50%～105%寬工況下靈活高效運行，實現精準調控。
世界首套MW級壓縮CO?電熱儲能中試系統(tǒng)圓滿落地
世界首套MW級壓縮CO?電熱儲能中試系統(tǒng)，已順利完成滿負荷試運行及關鍵試驗測試任務，實現核心系統(tǒng)工藝、設備性能和可靠性、運行控制方案及系統(tǒng)動態(tài)調節(jié)特性的全面性驗證，可有效支持更大容量、更高參數的工程化產品落地應用。
面對中試系統(tǒng)建設無先例可借鑒的嚴峻挑戰(zhàn)，團隊迎難而上，完成多輪攻堅：方案開發(fā)階段，圍繞主循環(huán)系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)運行特性，通過迭代優(yōu)化和模擬驗證，高效完成跨臨界CO?離心壓縮機、向心透平、雙模共用換熱器等全部主設備和系統(tǒng)工藝施工圖設計工作；運行調試期間，編制審查十余項調試文件，實現設備、分系統(tǒng)與主系統(tǒng)之間協調運行完整閉環(huán)的全覆蓋，歷時60天，高效完成抽真空、注氣補液調壓、熱泵和發(fā)電等系統(tǒng)聯合調試，一次性實現儲/釋雙系統(tǒng)滿負荷穩(wěn)定運行，高質量完成全部試驗測試任務。
超高溫大容量壓縮CO?電熱儲能技術創(chuàng)新成果通過權威評審
9月5日，汽輪機公司成功召開超高溫大容量壓縮CO?電熱儲能技術創(chuàng)新成果評審會。評審會評審組成員由院士領銜，匯集國內頂尖高校和科研院所能源、儲能領域眾多權威專家，確保了評審結論在技術可行性、系統(tǒng)適用性及戰(zhàn)略前瞻性上的高度權威。
會前，與會專家實地參觀了壓縮CO?電熱儲能中試系統(tǒng)，詳細詢問了系統(tǒng)運行的關鍵技術細節(jié)與性能數據，并對中試系統(tǒng)所展現出的成熟度與創(chuàng)新性給予了高度評價。會上，項目團隊就技術研發(fā)背景、核心創(chuàng)新成果、中試系統(tǒng)建設與驗證情況以及市場前景進行詳細匯報。與會專家在聽取匯報后，圍繞技術難點、產業(yè)化路徑及未來應用潛力進行了深入研討。
經過評審，專家組一致認為，超高溫大容量壓縮CO?電熱儲能技術戰(zhàn)略價值突出，高度契合國家“雙碳”戰(zhàn)略，整體技術方案可行，該技術路線世界首次完成MW級中試驗證，核心系統(tǒng)工藝創(chuàng)新優(yōu)勢突出，超高溫離心壓縮機組等關鍵裝備研發(fā)取得重要突破，具備工程化示范應用能力，技術達到國際領先水平，在長時物理儲能領域具有獨特的技術優(yōu)勢和可觀的市場發(fā)展?jié)摿Α?/p>
延伸閱讀
超高溫大容量壓縮CO?電熱儲能技術具有“純電”“冷、熱、電”多能聯供等多種系統(tǒng)構型，可通過兼顧多能級余熱利用提高電-電轉化效率，廣泛適用于電源側、電網側及負荷側等多元化場景下長時物理儲能建設需求。該技術的核心模塊具備跨領域應用潛力：其中，儲能側超高溫熱泵模塊可在煤電靈活性改造及儲能配套、工業(yè)余熱回收及供汽等多場景中實現跨領域應用，是“熱力電池”系統(tǒng)的核心裝備；釋能側超臨界CO?發(fā)電模塊是火電、核能與光熱發(fā)電等領域高效能量轉換的重點方向，市場應用前景廣闊。