为支撑新型电力系统建设与“双碳”目标实现,亟需明确新一代煤电技术的发展路径。通过文献综述与技术路线分析,系统梳理煤电在高效、灵活、低碳、智能转型中的关键支撑技术。研究结果表明:高性能金属材料是保障机组宽负荷、频繁启停下安全可靠运行的核心;宽负荷燃烧与氮氧化物协同控制、化学链燃烧(chemical looping combustion, CLC)、煤/生物质耦合及绿氨掺烧等技术可显著提升调节能力并降低碳排放强度,其中CLC碳捕集效率可达95%以上。结论指出,新一代煤电须承担“保供托底”与“灵活调节”双重使命,通过材料-燃烧-燃料-控制多维度协同创新,方能在保障能源安全的同时,有效支撑高比例可再生能源消纳与电力系统低碳转型。
在积极践行“双碳”目标、构建新型能源体系和建设新型电力系统的背景下,加快构建更加灵活、清洁、可持续的低碳能源系统成为能源转型的必经之路。基于对能源生产供应体系所需进行的“五个转变”的分析,阐述了低碳能源系统的内涵特征,明确了其构建思路,并详细探讨了实现低碳能源系统所需关键技术的发展趋势与面临的挑战。在此基础上,从供给侧和需求侧角度列举了2个具体实践案例,并展望了低碳能源系统未来的发展趋势。
反式钙钛矿太阳能电池因其高稳定性、易于大面积制备及适用于叠层结构等优点而受到广泛关注。空穴传输层作为反式钙钛矿太阳能电池的重要组成部分,在空穴的提取与传输、表面钝化、钙钛矿结晶以及器件稳定性等方面发挥着关键作用。为探索高效、稳定、高透明且低成本的空穴传输层,以推动反式钙钛矿太阳能电池的商业化进程,文章报道了近年来在该领域所使用的无机和有机空穴传输材料,并列举了相应的制备方法,旨在实现高性能、高稳定性和低成本的反式钙钛矿太阳能电池。
中国电力需求响应实施受政策及市场化程度影响,缺乏成熟的激励机制,导致激励不足影响了响应积极性,需求响应项目建设面临诸多挑战。因此,建立和完善需求响应激励机制,并深入挖掘更多的柔性可调节资源,是保证新型电力系统平衡的重要手段。首先,在基于电力需求响应激励方式、实施必要性及可行性等基本概念的基础上,从需求响应潜力评估方法、激励方式、市场主体实施策略以及响应效果评价角度对国内外电力需求响应理论研究成果进行调查分析。其次,基于对国外电力需求响应项目的建设现状的分析,总结了国内电力需求响应政策导向、实施现状及实践经验。最后,在综合考虑电力需求响应实施的理论成果和实践经验的基础上,针对未来中国电力需求响应提出相关建议。
颗粒堆积床显热储能技术具有系统构造简单、建造和运维成本较低、运行温度区间广等优点,在新能源消纳、工业余热利用和清洁供热等方面具有巨大的应用潜力。首先,从储能材料、储能容器两方面对颗粒堆积床显热储能技术进行介绍,概述颗粒堆积床显热储能领域的研究进展;其次,总结分析各设计参数对堆积床气流阻力特性、储热特性、热分层特性的影响,对可回收固体废弃物作为新型储能材料进行技术经济可行性分析,旨在为颗粒堆积床显热储能系统的优化设计提供参考。研究结果表明:床层的热容量是影响堆积床储能特性的最关键因素;与现有储能材料相比,将固体废弃物回收再利用为堆积储能材料具有较为明显的优势。
高空风能是一种储量丰富、分布广泛的清洁能源。高空风力发电系统是通过系留航空器装置将高空风能转换成电能。与传统风力发电相比,高空风力发电具有发电效率高、稳定性强以及选址受限少等优点。然而,高空风力发电稳定控制技术难以突破以及制造材料难以获得等问题也制约了高空风力发电的发展。结合目前高空风力发电的实际发展情况,针对高空风力发电系统类型、关键技术、发展现状、存在问题和发展趋势进行了总结和提炼。首先,围绕高空风力发电系统设计,介绍了3种高空风力发电系统设计技术,并阐述了各自优缺点;然后,提出了高空风力发电系统中的3项关键技术,并对其进行了详细论述。最后,对高空风力发电技术发展与应用的研究方向及发展前景展开探讨,旨在为高空风力发电未来研究提供借鉴和思考。
近几年在“碳达峰、碳中和”目标下,可再生能源领域得以巨大发展,海上风电技术凭借其资源丰富、可利用前景大的优势,有望成为未来绿色能源来源的中流砥柱;但是,目前海上风电场尤其是深远海风电场仍面临建设难度大、风电消纳技术不成熟等问题。为此,首先介绍海上风电的发展现状,分析目前应用于海上风电输送技术的优势与不足,介绍当前海上风电领域内出现的新技术,分析总结海上风电制氢技术及氢气的转运技术。结合发展趋势,总结未来海上风电的发展应分近海和深远海两条主线的走向,提出深远海风电与氢能源发展紧密结合的观点,引入海上风电与储氢储能结合的思路,并分别对深远海和近海的风电前景进行展望,可为解决海上风电场所面临的问题提供思路,也可为海上风电的进一步发展提供参考。