氢储能用于核电调峰经济性研究

    目的   以光伏、风电为代表的可再生能源装机占比的提高和煤电比例的不断降低使得电网对于优质调节资源的需求不断增加,也给核电调峰带来新的压力。通过系统升级改善核电调峰能力,从而提高核燃料利用效率、系统安全性和经济性是亟待解决的重点问题。    方法   调研了氢能的制备、储运及利用现状,探究了适合用于核电调峰的氢储能技术路线,并以某核电站现有运行情况为例,分析了不同氢能利用技术路线的经济效益。    结果   利用富余核电制氢能够提高核电利用效率,并具有较好的经济效益应用潜力。    结论   随着技术的进步和设备成本的降低,利用富余核电开展氢气制备,不仅能够提高核电机组的利用效率获得更好的经济效益,还有助于氢能产业的发展。作为高能量密度的绿色能源,氢能在节能减排中起到极为重要的作用,将助力碳中和目标的实现。     

基于固体氧化物燃料电池的高效清洁发电系统

  目的  固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种尖端技术,可通过电化学反应将碳氢燃料中的化学能转化为电和热,具有燃料来源广、发电效率高、余热品质高、运行安静、排放低、可模块化安装等优点,是实现化石能源高效清洁利用的有效途径之一。  方法  文章阐释了SOFC发电原理,介绍了国内外SOFC技术和产业化现状,分析了基于SOFC的分布式热电联供、联合循环发电以及煤气化燃料电池发电技术（IGFC）新一代发电系统应用场景。  结果  通过燃料电池发电技术路线和产业化现状研究,浅析了目前存在的问题,并结合我国资源禀赋和对高效清洁发电装置的市场需求,对该领域的未来发展趋势进行了展望。  结论  对比国内外在SOFC领域的技术差距,基于国内在SOFC电堆核心材料方面的优势,加大对SOFC系统集成技术攻关,为新一代以高温燃料电池为核心的清洁高效发电产业奠定基础。     

氢能产业链及氢能发电利用技术现状及展望

  目的  随着“碳达峰、碳中和”目标的提出和能源改革的日益深入,氢能作为重要的工业原料和能源燃料在近年来得到广泛关注并进入快速发展时期。氢能产业链主要包含氢气的制备、储存、运输、利用等环节,涉及众多产业交叉融合与技术创新,文章旨在梳理氢能产业链现状并分析各节点面临的挑战,为今后的氢能产业发展提供建议。  方法  对现有氢能产业链各节点涉及的技术现状开展调研,分析其面临的问题与挑战,并提出相应建议。  结果  研究发现:虽然我国在氢能产业所涉及的各方面均有一定技术储备及产业布局,但仍然面临较多的技术短板有待突破。其中,碱性电解水技术、高压储氢技术、天然气管道掺氢输送技术等已经初步具备应用条件,适合开展示范项目。而低温液氢技术、质子交换膜制氢和燃料电池技术、固体氧化物制氢和燃料电池技术仍存在部分难题,有待进一步突破。同时,我国的掺氢燃机发展较为落后,与国际先进水平存在较大差异。  结论  因此,氢能作为战略能源,其开发利用有助于促进我国能源与产业的绿色转型,但仍然面临诸多问题,需要合理布局,避免重复建设和低端技术的引进,才能保持氢能产业的又好又快发展。     

海上漂浮式风机关键技术研究进展

  [目的]  海上漂浮式风机由于不受水深限制且便于运输安装等诸多优点,近年来在欧美日等发达国家得以快速发展。文章针对海上漂浮式风机关键技术和工程案例进行综述分析,以向国内相关研究和工程项目提供技术参考。  [方法]  首先介绍了海上漂浮式风机发展背景及基本类型,再进一步,分别介绍其稳性校核技术、系泊与动态海缆技术、水动力特性、气动力特性、一体化计算、模型试验研究、建造与安装技术、工程挑战与案例,最后对浮式风电市场与拓展运用做了相关总结。  [结果]  通过对海上漂浮式风机各关键技术进行梳理分析,理清了其技术研究现状与未来发展方向。  [结论]  文章综述了海上漂浮式风机各关键技术现状及相关工程运用案例,现阶段海上漂浮式风机依然面临不少技术挑战和行业发展困境,解决之道需从相关政策激励,技术攻关以及产业链的培育等,以多途径的方式降低浮式风电的工程造价成本,促进浮式风电产业进一步发展壮大。     

氢能与储能耦合发展的机遇与挑战

  目的  氢能和储能是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要手段,并且其产业化正步入快速发展时期。氢能与储能的产业与技术创新具有多方面的交叉与融合。文章旨在通过梳理氢能和储能的应用场景与关键技术,为其耦合发展提供建议。  方法  具体阐述了氢能的储能角色在构建新型电力系统中发挥的作用及其在交通、建筑、工业等领域中促进碳减排的定位,分析了氢能与储能的共性关键技术,并提出推动其耦合发展的建议。  结果  新能源通过氢能和储能的形式渗透至电力、交通、建筑、工业等领域进行深度脱碳,但是其产业技术的瓶颈还需要持续突破。  结论  氢能与储能的共性关键技术可以进行协同研发攻关,其产业化仍需要酝酿。在推动工程示范的过程中应该积极积累经验,掌握核心技术,避免盲目和重复建设。     

新形势下的沿海核电厂址选择

  [目的]  在内陆核电启动可能性较小的情况下,近期内我国核电建设仍将以沿海项目为主;由于岸线资源愈发紧缺,沿海核电厂址的选择难度不断加大,需要拓宽思路,科学选址。  [方法]  重点考虑沿海次区域,采用二次循环冷却的技术方案,结合地震地质、应急疏散、环境保护等条件,论证并做好核电厂址选择。  [结果]  粤西某核电工程的实际情况表明,新的思路和方法有助于优化选址、科学决策。  [结论]  对后续核电选址有较大的参考意义,对核电布局的科学性有重要的促进作用。     

出口核电项目核主泵国产化历程回顾和展望

  目的  随着我国核电产业“走出去”战略的推进,对核电装备自主供货的要求也越来越高,特别是在当下中美贸易摩擦的背景下,更加要求核心装备的国产化。  方法  以我国出口核电站核心设备——反应堆冷却剂泵国产化的顺利实现为例,就高端装备的国产化路线和方法做一些探讨。  结果  反应堆冷却剂泵（核主泵）是技术难度最高和最复杂的压水堆核电站核岛主设备,其作为两用物项同时也是出口管制设备。我国在出口核电项目上,依托国内迅猛发展的大型装备制造业能力,顺利实现了核主泵的国产化。  结论  核主泵的国产化打破了发达国家对核主泵供货的垄断地位,夯实了我国作为核电装备制造业强国的地位,也为未来其他高端核心装备的国产化提供了可供借鉴的经验。     

核聚变发电厂常规岛主厂房土建设计研究

  目的  核聚变发电是未来核能利用的一种方式。为了研究其常规岛土建设计最优方案，需要结合过往常规火电，以及其他核电常规岛的设计技术进行探讨。  方法  通过从主厂房结构体系、汽机房屋盖结构、汽轮发电机基座选型以及主厂房防火设计四个方面开展方案对比分析。  结果  提出了核聚变发电厂常规岛相应的土建设计方案和设计建议。  结论  成果可以为类似工程项目提供参考。     

压水堆核电站工业供汽系统技术可行性研究

  目的  为研究压水堆核电站为周边工业区提供工业用蒸汽的技术可行性。  方法  以某1 000 MW压水堆核电厂主蒸汽为热源,为周边提供工业蒸汽需求量300 t/h,蒸汽压力为1.8 MPa,蒸汽温度为250 ℃为例,论证了利用压水堆核电站二回路蒸汽加热工业用水产生满足工业需求的蒸汽转换系统的技术可行性。从热力学第一定律和第二定律理论出发,设计了该系统的工艺流程,计算了系统中关键换热设备的热力参数。  结果  得出热源疏水温度的合理值为65 ℃,如疏水温度低于60 ℃,在二级预热器中将出现热源温度低于工业水温度的情况,将违背热力学第二定律。  结论  研究成果可为压水堆核电站工业供汽提供技术参考。     

等离激元效应促进的光催化分解水制氢

  目的  利用光催化分解水的方式直接将太阳能转化并存储为氢气的化学能,是发展清洁能源促进低碳经济的有效途径。文章围绕等离激元效应对光催化分解水制氢的促进机理进行综述,以推进其产业化应用。  方法  阐释了等离激元效应在光催化分解水反应过程中的微观机制,分析了等离激元粒子在增强太阳光的吸收能力、拓展吸收光谱的响应范围、促进光生电子空穴的分离、提升光生载流子的热力学能、以及提供光催化反应活性中心等方面发挥的重要作用。  结果  通过总结当前等离激元效应促进光催化分解水制氢的研究进展,浅析了目前存在的问题,并对该领域的未来发展趋势进行了展望。  结论  基于等离激元效应在太阳能生产燃料中的巨大应用潜力,不同学科背景的相关学者协同合作,对影响光催化剂效率和寿命的各项决定性因素积极研发攻关,将促进该技术领域获得重要突破。     

海上大直径单桩基础沉桩施工关键技术研究

[目的]随着我国海上风电开发的迅速发展,近海风电场常采用无过渡段大直径钢管桩结构作为风机基础,该基础形式的应用避免了有过渡段单桩的不利因素,但主要难点在于施工装备要求高、单桩垂直度控制难度大.[方法]文章以采用了大直径单桩基础的广东某海上风电工程项目为例,重点阐述了海上风电大直径无过渡段风机单桩基础沉桩的施工方法和要点...     

国标《塔式太阳能光热发电站设计标准》关键共性技术

      目的     塔式光热发电是我国首批太阳能热发电示范项目的主流型式。为了促进科技进步,推动产业发展,有必要对塔式光热发电站的设计进行规范。      方法     在总结分析塔式光热发电站设计经验的基础上,对光热发电设计的共性原则和关键技术进行了研究,给出了适用范围、规模划分、设计寿命等共性原则,重点研究了太阳能资源评估、集热系统与设备、储热系统与设备、自动化系统等关键技术方案。      结果     确定了塔式光热发电站的主要设计方案,给出了发电量估算方法,制定了世界首部太阳能光热发电设计标准《塔式太阳能光热发电站设计标准》。标准为国内塔式光热发电项目的开发、建设和运行提供了技术支撑,其主要内容已经上升为国际标准IEC62862-4-1《塔式太阳能光热发电站设计总体要求》。      结论     标准可对塔式光热发电站的设计提供指导。     

广东海上风电产业发展路径与对策研究

  目的  海上风电被许多国家视为新能源发展的主要方向之一。广东是能源消费大省,发展海上风电是能源结构优化调整的主要方向和应对气候变化的重要措施,也是充分发挥海洋优势、培育新经济增长点的重要抓手之一。  方法  在梳理广东海上风电产业发展基本情况和存在问题的基础上,结合理论实际对海上风电主导产业和重点培育产业作选择。  结果  提出广东海上风电产业发展的布局和定位,提出以技术创新引领产业发展、以补链强链提升产业整体竞争力的发展路径。  结论  最后提出推进广东海上风电产业发展的相关政策建议和总体研究结论。     

基于提升设备利用效益的配电网规划方案优选

  [目的]  传统配电网规划工作在关注电网存在问题及发展需求的基础上，往往只注重对电网建设改造必要性的论证，而弱化对项目产生的运行成本、可靠性及报废成本的研究，即没有全面考虑到其他的综合效益，不利于供电企业的高效运营。  [方法]  提出了设备利用效益的概念，在此基础上提出了基于提升设备利用效益的配电网规划方案评估模型和优选策略。  [结果]  算例结果表明:该评估模型对不同规划方案全生命周期成本、安全、效能和收益等方面进行综合定量分析，使得规划方案优选结果更加科学合理。  [结论]  该优选策略具有可行性和优越性，为实际配电网规划工作提供了重要的依据。     

生态系统理念在海上风电项目管理中的应用研究

  [目的]  中国海上风电行业已迈入快速发展期,如何创新项目开发管理模式,有效应对海上风电造价高、界面多、工期长等问题,实现成本降低、效能提升,是推动海上风电行业健康快速发展的重要保障。  [方法]  通过将生态系统理念应用到海上风电场项目开发建设和运营管理中,探索构建海上风电场生态系统,以搭建风电场神经网络为核心,提高整体关联效能,实现最优开发目标;利用层次分析法对系统影响因子权重进行定量分析。  [结果]  通过海上风电场生态系统的构建,使海上风电场具备信息快速的收集、存储、共享、分析和反馈调节功能,降本增效,提升风电场稳定性。  [结论]  生态系统的引入为海上风电项目的开发管理和提供了新的思路,借助人工智能技术等前沿科技的发展,海上风电场生态系统也将不断完善和广泛应用。     

海上风电大数据发展研究

  [目的]  海上风电已成为全球可再生能源发展的研究热点,虽然前期取得了显著成绩,但勘测设计、建设管理、运行维护、技术创新、产业融资等方面还不太成熟,技术创新是解决以上问题主要途径。其中,大数据技术已经成为提升海上风电的可靠性和电力质量,降低运维成本的至关重要的一环。  [方法]  基于大数据技术探讨了海上风电大数据的价值与意义。  [结果]  以广东省海上风电大数据中心建设为例,提出了海上风电大数据的总体框架和主要任务。  [结论]  海上风电大数据发展对充分发掘广东省海域风能资源,推动广东省海上风电产业发展,促进能源结构优化转型和节能减排提供了有力支撑。     

漳州核电项目前期建设成本精益化管理研究

  [目的]  在当前新建核电机组普遍实行标杆上网电价形式下,为有效解决我国国内核电项目建设成本过高及核电经济性重视不足的问题,结合国内核电上网电价普遍在电力市场上缺乏竞争力的实际,为降低漳州核电项目建设成本及进一步提高漳州核电上网电价竞争力。  [方法]  对国内核电项目建设成本进行综合分析,提出漳州核电项目前期阶段建设成本实施精益化管理的方法,结合漳州核电项目实际分析了漳州核电项目从前期准备、投资决策、管理模式选择等阶段实行成本精益化管理的具体方法和措施;一是通过项目前期征地征海模式和““两阶段”采购模式的创新实践,二是优选和优化现行核电项目建设管理模式,三是前期开发百万千瓦级核电技经模型用于对标且明确前期费用控制原则及标准,四是研究并实施“核蓄一体化联营“确保核电上网电价竞争力,五是建立有效的核电项目成本控制机制和全员成本控制文化。  [结果]  上述精益化管理方法及措施,为漳州核电项目前期直接节约了大量的投资,可缩短漳州核电项目建设工期,降低核电项目建设成本,进一步提高漳州核电上网电价的竞争力。  [结论]  漳州核电项目前期建设成本精益化管理是十分有效的,不但能提高漳州核电后续上网电价竞争能力,并且在有效降低核电建设成本及提高核电经济性方面提供了漳州模式和经验供核电行业借鉴参考。