“坚持创新驱动发展,全面塑造发展新优势”,创新是永恒的主题,在未来科学城能源谷入驻企业中国华能集团清洁能源技术研究院内,有着一连串的首个、首部、首创等科研成果,成为行业引领标杆,这一期跟随小编,一起去一探究竟吧~
1. 国内首个!钙钛矿光伏组件标准通过专家组审查
通过专家组审查,该标准也是我国首个钙钛矿光伏组件的通用技术标准,在推动钙钛矿光伏产业化应用进程上具有重要标志性意义。
△ 钙钛矿晶体结构示意图
钙钛矿光伏发电技术是一种具有颠覆性的新型光伏发电技术,钙钛矿太阳能电池是第三代新型薄膜光伏技术,也是极具竞争力的第三代半导体光伏技术,具有效率高、成本低、应用广的特点,受到国内外学术界与产业界的广泛关注。目前钙钛矿技术处于由实验室向产业化过渡的关键时期。
△ 华能钙钛矿太阳能电池屋顶示范组件
华能集团于2015年开始进行钙钛矿光伏技术研发,2018年,实验室级小面积钙钛矿电池认证效率年达到22.8%,是最早步入22%以上效率的研发团队之一;2019年,实现100cm2钙钛矿微型组件效率超过18%。2020年,由华能新能源和清能院共同开展大面积钙钛矿电池中试研发项目,这是华能钙钛矿技术从实验室研发向着产业化应用迈出的关键性的一步。
△ 华能集团钙钛矿团队从实验室小器件到大面积组件的全流程研发能力发展历程
2021年03月09日,华能钙钛矿中试产线全面贯通,实现首片大面积钙钛矿太阳能电池组件下线,组件面积达到3575cm²。2021年12月2日,华能大面积钙态矿光伏电池技术研发再次获得重要进展,其研发的大面积组件经第三方测试认证转换效率达到15.5%,这是公开报道首次基于3500cm²级组件面积上实现的最高效率。钙态矿光伏电池转换效率达到15-18%,是钙态矿电池产业化的关键,也是后期实现降本增效、稳定性提升、应用拓展的前提条件。
△ 华能集团首片大面积钙钛矿太阳能电池组件下线
为了推进钙钛矿产业化进程,2021年04月,由华能集团发起成立了“钙钛矿光伏技术创新联盟”,旨打造我国在钙钛矿领域的技术、成果、装备、应用一体化的科研和产业创新联合体,进一步推进钙钛矿产业化进程。
△ 华能集团发起成立“钙钛矿光伏技术创新联盟”
“标准先行”对一个行业的健康发展具有积极的引导意义。此次《钙钛矿光伏组件》标准的编制工作是构建钙钛矿光伏标准体系的重要基础,在编制过程中凝聚了行业共识、明确了技术方向、确立了发展目标,为下一步钙钛矿光伏技术向实用化、产业化发展提供有力支撑。
华能集团是最早从事钙钛矿技术研发的能源企业,通过几年的刻苦攻关,掌握了从实验室电池、微型模组到中试组件的全流程制备技术。由华能新能源公司和清能院共同开发的三代线级别中试组件在转换效率、组件尺寸等关键技术指标均达到国际领先水平。
△ 图1:实验人员进行真空蒸镀设备作业,检查膜层质量
△ 图2:大型立式连续磁控线投入使用
△ 图3:实验人员进行玻璃清洗作业
下一步,清能院将以本次标准主编工作为重要契机,与行业伙伴一起,为未来光伏市场提供新型光伏组件标准和检验规范,共助钙钛矿光伏行业标准化工作迈出坚实一步,为行业技术进步与可持续发展,持续提供“华能方案”、贡献“华能智慧”。
2. 我国首部!碳捕集领域国际标准正式立项
2022年5月10日,中国华能集团清洁能源技术研究院牵头制定的国际标准ISO 27927《燃烧后CO₂捕集吸收溶液的关键性能指标及测试方法》 (Key performance parameters and characterization methods of absorption liquids for post-combustion CO₂ capture)正式注册立项,这是由我国牵头制定的首部碳捕集领域国际标准,实现了我国碳捕集领域在国际标准工作上“零”的突破。
△ ISO/NP 27927国际标准投票结果
本标准属于国际标准化组织(ISO)二氧化碳捕集运输与地质封存技术委员会(TC265),2019年底启动标准申报工作,并得到了中国标准化研究院的指导和大力支持。申报工作历时2年半,开展线上线下会议20余次,充分征求和采纳了国际专家的意见,标准提案修改20余稿。该提案2022年2月11日启动国际投票流程,投票结果显示,11国赞成,无反对票,8个国家派专家参与,满足2/3多数赞成和参与国家数量的投票要求,确定注册立项,进入草案准备阶段。
标准规范了燃烧后二氧化碳捕集采用的吸收溶液的表征方式和关键性能参数的定义、指南和支持性信息,适用于燃烧后碳捕集工艺所用的吸收材料的工艺设计和优化、项目许可、产品性能比较和验收,可以指导企业、工厂、政府、学术研究机构等开展碳捕集吸收材料的生产研发。
标准的立项与发布将推动全球碳捕集领域研发和生产的科学性和规范性,大幅提高我国在全球CCUS行业的话语权,对全球碳捕集领域的科学研究、工程建设和运行管理具有重要的指导意义。
华能清能院将充分发挥华能在碳捕集领域的技术优势,并联合国内外其他单位、机构及专家,引领推动碳捕集吸收材料表征方法和关键性能指标评价体系在科研和生产活动中的规范化使用,为加速CCUS的产业化进程,为中国实现“碳中和碳达峰”和国际实现净零排放目标做出贡献。
3. 能源首台套!两项技术成果入选全国名单
国家能源局官网公布2021年度能源领域首台(套)重大技术装备名单,华能清能院“国产化5MW海上风力发电机组及其核心部件”和”百万吨级电厂二氧化碳捕集系统”两项技术成果入选。
“国产化5MW海上风力发电机组及其核心部件”首次实现了海上风电机组叶片、主轴承、齿轮箱轴承、发电机轴承、主控系统、变流器IGBT等核心关键部件国产化,一级部件国产化率达100%、整机国产化率超过95%,代表了目前海上风电机组国产化最高水平。
△ 华能清能院牵头研制的国内首台5兆瓦国产化海上风电机组下线
目前,机组已在华能江苏海上风电场并网发电,运行情况良好。依托此装备,清能院还对国产化5MW海上风力发电机组开展长期运行监测与状态评估,为我国海上风电全国产化目标打下坚实基础。
△ 正宁电厂百万吨碳捕集项目-全厂鸟瞰图
“百万吨级电厂二氧化碳捕集系统”是中国首套百万吨级电厂大规模碳捕集系统。该项目采用华能清能院自主知识产权的燃煤电厂成套二氧化碳捕集技术,依托华能陇东能源基地正宁电厂,建设150万吨/年二氧化碳捕集示范系统,实现设备100%国产化,捕集热耗和溶剂损耗等关键指标国际领先。
项目建成后,将成为全球最大的燃煤电厂二氧化碳捕集系统,为我国今后开展大规模全流程碳捕集利用与封存工程示范提供重要参考,对化石能源低碳排放、实现“双碳”战略目标具有重要意义。
首台(套)重大技术装备具有技术密集、系统成套复杂、附加值高、带动性强等特点,是衡量企业核心竞争力的重要标志。下一步,华能清能院将继续深挖关键技术,积极打造原创技术策源地,加速推进清洁能源发电前沿技术的研发和示范,通过科技引领带动产业结构升级与优化,为国家“双碳”目标贡献力量。
下一步,未来科学城还将坚持并强化创新在建设发展全局中的核心地位,营造更优产业生态、创新生态,打造创新驱动发展示范区和高质量发展先行区。
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