武汉岩土所提出二氧化碳捕集利用—可再生能源发电调峰耦合设想

时间:2021-03-26

  发展可再生能源是实现碳达峰和碳中和目标的重要途径之一。尽管我国正在积极开发可再生能源,但短期内我国能源消费结构以化石能源为主的现状难以改变。目前可再生能源发电面临着有利发电条件下发电量过剩、不利发电条件下发电量不足,难以并网调峰的难题。另一方面,二氧化碳捕集利用与封存技术(CCUS)可以从燃煤电厂等碳排放源捕获大量二氧化碳,因此,可以考虑将燃煤电厂捕获的二氧化碳用于可再生能源发电调峰。

  为此,中科院武汉岩土所张力为研究员将二氧化碳捕集利用与可再生能源发电技术结合,提出了二氧化碳捕集利用-可再生能源发电调峰耦合技术的概念。该技术(1)将捕集的二氧化碳压缩储能,在可再生能源不利发电条件下,利用二氧化碳体积膨胀做功释放能量发电,补充发电量不足;(2)将捕集的二氧化碳转化为甲酸等高能量化合物,实现过剩发电量的储存,在可再生能源不利发电条件下,将其作为燃料电池发电原料产生电能,补充发电量的不足;(3)将捕获的二氧化碳作为地热发电厂的携热介质,减少水资源消耗,提高地热发电效率。二氧化碳捕集利用-可再生能源发电调峰耦合技术可灵活调节可再生能源发电系统的运行状态,在实现可再生能源发电厂发电调峰的同时实现燃煤电厂二氧化碳的减排,可提高发电效率并缓解温室效应,在我国具有广阔的应用前景。
  研究成果已申请国家发明专利(张力为,付晓娟,王燕,甘满光,刘思楠,李小春,2020. 一种电力储能调峰系统. CN202010326202.0),并发表于我国热能动力学科和热力发电技术重要刊物《热力发电》(百种中国杰出学术期刊、第5届中国精品科技期刊、北大中文核心期刊),第一作者为张力为研究员。研究成果由国家自然科学基金(41902258, U1967208)资助。相关研究已被《中国科学报》等报道。
二氧化碳捕集利用—可再生能源发电调峰耦合系统示意图
《中国科学报》以“当可再生能源遇到二氧化碳?”为题,报道了相关研究
(文/图 CO2地中隔离组
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