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新型液态金属储能电站系统

交易信息: 合作开发-面议元     
专利: 技术成熟度:通过小试  

技术领域:先进制造技术,新能源与高效节能 应用领域:新材料,新能源、节能技术 最后更新时间:2017-07-24 15:04:24
所在地:中国 安徽省 合肥 高新区 (蜀山区)
所属用户简介:
中国科学院合肥物质科学研究院(以下简称合肥研究院)是中国科学院在安徽设立的一个综合性科研基地和人才培养基地,成立于2001年11月。合肥研究院位于合肥市西郊风景秀丽的董铺岛上,面积2.65平方公里。岛上三面环水,绿树成荫。江泽民总书记1998年莅临视察时对这里的科研环境给予了很高评价,并欣然题词“科学岛”,由此科学岛成为合肥研究院的别名。     合肥研究院下属10个研究所。在安徽光学精密机械研究所、等离子体物理研究所、固体物理研究所、合肥智能机械研究所4个老牌研究所基础上,自2006年起至2015年,陆续成立了强磁场科学中心、先进制造技术研究所、医学物理与技术中心、技术生物与农业工程研究所、核能安全技术研究所、应用技术研究所。截至2016年7月,在职职工2500余人,其中专业技术人员2000余人,高端科技专家如两院院士、万人计划、千人计划、杰出青年基金获得者、“973”首席科学家、“863”计划专家、关键技术人才等300多人。设有5个博士后站点,在站博士后73人。设有12个博士点和25个硕士点,在读研究生1600余人。自2014年起,合肥研究院招收的研究生全部拥有中国科学技术大学学籍。     合肥研究院长期承担着众多国家科研任务,主要研究领域涉及能源、环境、生物、材料、信息、国防,主要学科方向有磁约束核聚变科学与技术、先进核能与核安全技术、大气环境探测与监测技术、强磁场科学与技术、特殊环境服役材料、机器人与智能装备、现代农业技术、医学物理与技术以及国防战略高技术等。2015年获得国家自然科学基金项目169项,居全国科研机构第一位。     随着科研事业的发展,合肥研究院建成了20多个装备优良的国家或省部级重点实验室、研究中心和10多个大型技术物理实验平台,包括EAST核聚变实验装置、EAST辅助加热系统、稳态强磁场等三个大科学工程,办有《Plasma Science and Technology》等5个学术刊物,是中国主要的核聚变研究基地之一,是世界实验室在我国设立的核聚变研究中心,也是中国科学院重要的科技创新基地。   2005-2015年,合肥研究院获得国家科技奖共19项,其中国家科技进步奖-创新团队奖1项,国家科技进步一等奖4项、二等奖6项,国家自然科学二等奖3项,国家技术发明二等奖2项,国家国际科技合作奖3项;获得安徽省科学技术奖28项。2005-2014年发表的SCI收录论文累计被引用4117篇,在全国科研机构排名第7位,Nature Index 2015 综合指数位列全国科研机构第8位,SCI论文数量在全国科研机构中连续多年排名第3位。2015年发明专利申请量在全国科研机构中排名第四位。     2014年6月,合肥研究院成立了中科院合肥技术创新工程院,专门承担科技成果产业化工作。以此为中心,建设了铜陵皖江新兴产业技术发展中心(辐射皖南)和淮南新能源中心(带动皖北),形成了“一主两翼”的院地合作格局,并在多个县区设立项目示范基地,和企业联合成立了安徽省新能源汽车等8个产业技术创新联盟,构建了服务当地经济发展的科技成果转移转化体系。合肥研究院设有资产管理公司,直接投资或与社会资源合作成立控股参股公司36家。  
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l 技术基础: (1)已成功制备百吨级高纯度液态重金属铅基合金,为研制新型液态金属合金提供了熔炼技术支持。 (2)已成功研发液态金属储能系统关键设备,如液态金属驱动系统、换热系统、氧测量与控制系统,并成功运行几万小时,为大中小型液态金属储能系统研制提供了较为成熟的核心设备。 (3)已成功研制并稳定运行几万小时的世界规模最大、参数最高的液态金属实验装置群(DRAGON和KYLIN回路),为研究液态重金属及其合金物理、化学性质、液态金属换热能力提供了丰富的测试平台; (4)依托中科院核能安全技术研究所,拥有本项目所需的多学科交叉人才队伍,涉及到材料、真空、电磁、结构、热工、化学、测控、机械等专业。 l 市场分析: 储能电站将多余的电能、通过储能介质存储起来,需要用电时再放出能量产生电能向电网输送。因此储能电站是解决可再生能源间歇性和不稳定性、提高常规电力系统和区域能源系统效率、安全性和经济性的迫切需要,被称为电力产业的第6价值链和21世纪电力产业的新经济增长点。西班牙在安达卢西亚格拉纳达省3×50MW储能电站能够供20万人口使用的环境友好的电能,由此可以使每年节省45万吨二氧化碳的排放。 (1)储能电站是提高常规能源发电与输电效率、安全性和经济性的迫切需要。当前发电装机容量与电网容量是按最大需求建设,随着电网峰谷差日趋增大,必然导致非用电高峰时发电机组的停机或低负荷运行以及电网容量的浪费。2011 年全国电网负荷利用系数小于55%。利用储能电站储能可以大幅提高发电机组实际运行效率,增强电网的输电能力。国际上也采用储能系统提高电厂的总负荷系数,而我国的火电厂尚没有增加储能系统。 (2)储能电站是我国可再生能源大规模接入的迫切要求。根据我国《可再生能源发展“十二五”规划》,到2020 年,风电和太阳能并网装机分别达到2 亿千瓦和5000 万千瓦。但风能和太阳能等可再生能源固有的间歇性和波动性对电网的冲击很大,导致我国风电和光伏发电未并网比例高,弃风/光严重。如2012 年的全国总弃风量达200亿kW·h,平均弃风率为20%,局部地区达40%,风电和太阳能已成为电网的“负担”,而储能系统能够很好的解决此问题。 近年来液态金属及其合金(合金熔点温度更低)在先进核能、太阳能电池等领域已经成为最具竞争力的能量载体之一。与传统的熔盐储能相比,液态金属使用温度范围大(最高可达1000℃),化学稳定性好,温度上限对储能限制小,热导率和传热效果在同等条件下(如300℃)为熔盐的十倍,具有巨大的储热能力。因此,采用液态金属及其合金作为储能介质,能够代替传统的导热油、熔盐的介质,提高储能电站的经济性具有重要意义。 l 社会经济效益: (1)巨大的市场潜力及推动上下游产业飞速发展:我国目前共有200多家火力发电厂,按照每个系统造价5亿元,每个电厂配套2套储能系统,市场潜力超过2000多亿元,同时扩大上下游行业的发展,如冶炼、金属制备、设备制造等产业,直接经济效益超过500亿元。 (2)增加火电厂总负荷系数,提高电厂经济性和减少温室气体排放:利用储能电站可将燃煤机组的总负荷系统及电网利用系统都提高到80%,则可减少2.1 亿千瓦的火电装机建设和25%电网容量建设,相当于减少投资1.05万亿元,同时每年节约3000万吨标准煤及近1亿吨二氧化碳的排放。 (3)降低风能和太阳等的弃风率,解决风能和太阳能的大规模接入问题:到2015 年和2020年,分别相当于每年节约3000万吨和8000万吨标准煤。



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