高通量聚光太阳能热化学转化储能理论与方法

汇报人：魏进家（方嘉宾）牵头单位：西安交通大学参加单位：福州大学、浙江大学、中国科学院电工研究所、北京石油化工学院、中国科学院理化技术研究所2024年9月高通量聚光太阳能热化学转化储能理论与方法国家重点研发计划—“工程科学与综合交叉”重点专项（项目编号2021YFF0500400）2/34一项目背景二发展现状、趋势与挑战三关键科学问题研究进展项目背景下一步工作四五3/341 项目背景截止2022年太阳能在我国能源电力装机构成太阳能发电技术必将在新一轮能源技术革命中扮演重要角色党的二十大报告指出：要完善能源消耗总量和强度调控，加快规划建设新型能源体系。据国家气象局数据测算，太阳能发电技术可开发装机容量达到156亿kW。※数据来源：国家能源局全球发电量构成趋势预测（IEA-2023）太阳能占30%我国新能源发电技术可开发装机容量4/341 项目背景太阳能热发电装机容量增长迅猛太阳能热发电是可再生能源系统中最具应用前景的发电技术之一光热出力与光伏出力曲线对比太阳能热发电（CSP）与光伏发电（PV）对比太阳辐照度/W m-208:0012:0016:0020:000400800120008:0012:0016:0020:0004008001200夏季某日冬季某日太阳能具时空波动性和间歇性国务院《2030年前碳达峰行动方案》“1+N”政策体系文件均明确提出要积极发展太阳能光热发电兼具调峰和储能的双重功能5/341 项目背景光热储能技术在中低温和中高温领域相对成熟，而在高温领域欠缺第三代CSP技术运行温度高达700℃以上，亟需与之相匹配的储能技术石蜡/水体-中低温储能熔融盐-中高温储能铝土矿颗粒-高温储能储能温度<200℃工作压力高储能温度>700℃储能密度低传热系数低储能温度260-560℃工作压力低循环性能稳定放热反应低能量状态高能量状态化学循环吸热反应高品质热能太阳能颗粒-高温储能储能温度>700℃储能密度高储能时间长大规模示范性热化学储能系统的建设上，国内外尚属于空白现有光热储能技术对比6/34一项目背景二发展现状、趋势与挑战三关键科学问题研究进展发展现状、趋势与挑战下一步工作四五7/342.1 发展现状室外非稳定能流密度条件下，多物理场耦合作用机制尚不明晰德国宇航中心日本新泻大学我国(西安交大)光-热-流-化多场耦合热-流-力-化多场耦合光-热-力-流