成果發(fā)布 /清華大學(xué)-鄂爾多斯碳中和協(xié)同創(chuàng)新專項(xiàng)

清華大學(xué)-鄂爾多斯碳中和協(xié)同創(chuàng)新專項(xiàng)于2022年2月正式啟動(dòng)，由鄂爾多斯碳中和研究院組織實(shí)施。項(xiàng)目緊密結(jié)合鄂爾多斯資源稟賦和發(fā)展需求，圍繞“風(fēng)光氫儲車”全產(chǎn)業(yè)鏈布局，重點(diǎn)突破零碳園區(qū)建設(shè)、綠電利用、制氫裝備等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。專項(xiàng)實(shí)施以來，已取得多項(xiàng)原創(chuàng)性科研成果并在當(dāng)?shù)爻晒β涞剞D(zhuǎn)化，為資源型城市綠色低碳轉(zhuǎn)型提供了技術(shù)支撐和實(shí)踐樣板，對推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

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綠電電解金屬鈉以及儲能配套技術(shù)

項(xiàng)目背景：

在“雙碳”背景下，化工發(fā)展面臨的最大變化是可再生能源對化石能源的替代?；づc金屬冶煉等工業(yè)過程的直接耗電量超過全國用電總量的30%，碳排放量約占國內(nèi)總碳排放量的14%，若能實(shí)現(xiàn)部分綠電替代，將大幅推動(dòng)可再生能源的工業(yè)消納和高排放工業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型。

項(xiàng)目創(chuàng)新性：

清華大學(xué)化工系張強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)提出以直流電解金屬為應(yīng)用場景，研究波動(dòng)性直流綠電在高端化學(xué)品制造過程中直接高效穩(wěn)定利用的共性關(guān)鍵技術(shù)與裝備，創(chuàng)新了直流離網(wǎng)供電型綠電電解架構(gòu)，發(fā)展了高柔性電解反應(yīng)器技術(shù)與低成本調(diào)頻儲能技術(shù)，保障了電解用電的高效高可靠性管理，實(shí)現(xiàn)了“源、網(wǎng)、荷、儲”的深度融合，形成了綠電電解金屬鈉工業(yè)示范技術(shù)。

研究成果：

項(xiàng)目申請發(fā)明專利4項(xiàng)，發(fā)表高水平論文4篇。

項(xiàng)目意義及應(yīng)用情況：

本項(xiàng)目創(chuàng)新設(shè)計(jì)磷酸鐵鋰電化學(xué)儲能系統(tǒng)，構(gòu)建高效的“光伏-儲能-微網(wǎng)-電解”系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對電解用電的高效高可靠性管理和綠電替代。同時(shí)構(gòu)筑了國際領(lǐng)先的700 Wh/kg高比能鋰硫二次電池。已建成全球首臺套綠電電解金屬的工藝技術(shù)集成及儲能配套解決方案，示范性工程落地內(nèi)蒙古默銳能源材料有限公司。一期工程預(yù)計(jì)平均每年可提供綠電86.08萬度，減少CO2排放約712.74噸，為波動(dòng)性綠電參與工業(yè)深度節(jié)能降碳提供示范標(biāo)桿，推動(dòng)鄂爾多斯高碳排放行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型。同時(shí)依托當(dāng)?shù)靥柲苜Y源和工業(yè)電解基礎(chǔ)，形成“綠電生產(chǎn)-儲能調(diào)峰-高耗能負(fù)荷消納”閉環(huán)，推動(dòng)地方能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，促進(jìn)“零碳工業(yè)”產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

系統(tǒng)整體網(wǎng)架拓?fù)鋱D

600kW“光伏-微網(wǎng)-儲能-電解”示范系統(tǒng)