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可再生能源(水能发电、风力发电、太阳能发电及利用等)技术创新要点

来源:原创  时间:2022-08-26  点击:246
水能、风能、太阳能、生物质能、地热能以及海洋能等可再生能源先进发电及综合利用技术,支撑可再生能源产业 高质量开发利用;攻克高效氢气制备、储运、加注和燃料电池关 键技术,推动氢能与可再生能源融合发展。

  先进可再生能源发电及综合利用技术

  聚焦大规模高比例可再生能源开发利用,研发更高效、更经济、更可靠的水能、风能、太阳能、生物质能、地热能以及海洋能等可再生能源先进发电及综合利用技术,支撑可再生能源产业 高质量开发利用;攻克高效氢气制备、储运、加注和燃料电池关 键技术,推动氢能与可再生能源融合发展。


  1.水能发电技术

  (1)水电基地可再生能源协同开发运行关键技术

  [集中攻关]研发基于气象水文预报和流域综合监测技术,防洪、发电、航运、供水、生态等综合利用多目标协调,满足安全 稳定运行和市场需求的流域梯级水电站联合调度技术;研发基于 风光水储多能互补、容量优化配置的新型水能资源评估与规划技 术,构建基于可再生能源发电预报预测技术的多能互补调度模型,支撑梯级水电、抽水蓄能电站与间歇性可再生能源互补协同 开发运行。


  [示范试验]研发并示范特高压直流送出水电基地可再 生能源多能互补协调控制技术;研究基于梯级水电站的大型储能 项目技术可行性及工程经济性,适时开展工程示范。


  (2)水电工程健康诊断、升级改造和灾害防控技术

  [示范试验]开展大坝性态及库区智能监测与巡查、大坝健康 诊断技术研究及专用设备研发;突破结构增强、渗漏检测与治理、 增容改造、水下修复、金属结构维护、大坝拆除和重建等升级改 造技术。开展流域大型滑坡稳定性、致灾机制与预警指标、滑坡 灾害监测体系、堰塞湖形成与溃决、滑坡灾害风险防控等研究。 示范满足防灾应急和维护检修要求的高坝大库放空关键技术。


  2.风力发电技术

  (3)深远海域海上风电开发及超大型海上风机技术

  [集中攻关]开展新型高效低成本风电技术研究,突破多风轮梯次利用关键技术,显著提升风能捕获和利用效率;突破超长叶 片、大型结构件、变流器、主轴轴承、主控制器等关键部件设计 制造技术,开发 15 兆瓦及以上海上风电机组整机设计集成技术、 先进测试技术与测试平台;开展轻量化、紧凑型、大容量海上超 导风力发电机组研制及攻关。


  [示范试验]突破深远海域海上风电 勘察设计及安装技术,适时开展超大功率海上风电机组工程示 范。研发远海深水区域漂浮式风电机组基础一体化设计、建造与 施工技术,开发符合中国海洋特点的一体化固定式风机安装技术 及新型漂浮式桩基础。


  (4)退役风电机组回收与再利用技术

  [应用推广]开展退役风电机组整机回收与再利用工艺研究, 重点突破叶片低成本破碎、有机材料高温裂解、玻纤以及巴莎木 循环再利用等技术,构建环境友好、资源节约的风电机组退役技 术标准体系。


  3.太阳能发电及利用技术

  (5)新型光伏系统及关键部件技术

  [集中攻关]研发大功率中压全直流光伏发电系统技术与大功率直流升压变换器,实现直流变换器电压等级 30 千伏及以上; 突破大型光伏高效直流电解系统技术及万安级高效率直流电解 变换器;开展近海漂浮式光伏系统技术及高可靠性组件、部件技 术研究。


  (6)高效钙钛矿电池制备与产业化生产技术

  [示范试验]研制基于溶液法与物理法的钙钛矿电池量产工艺 制程设备,开发高可靠性组件级联与封装技术,研发大面积、高 效率、高稳定性、环境友好型的钙钛矿电池;开展晶体硅/钙钛 矿、钙钛矿/钙钛矿等高效叠层电池制备及产业化生产技术研究。


  (7)高效低成本光伏电池技术

  [示范试验]开展隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)、异质结 (HJT)、背电极接触(IBC)等新型晶体硅电池低成本高质量 产业化制造技术研究;突破硅颗粒料制备、连续拉晶、N 型与掺 镓 P 型硅棒制备、超薄硅片切割等低成本规模化应用技术。开展 高效光伏电池与建筑材料结合研究,研发高防火性能、高结构强度、模块化、轻量化的光伏电池组件,实现光伏建筑一体化规模 化应用。


  (8)光伏组件回收处理与再利用技术

  [示范试验]研发基于物理法和化学法的晶硅光伏组件低成本 绿色拆解、高价值组分高效环保分离技术装备,开发新材料及新 结构组件的环保处理技术和实验平台,高效回收和再利用退役光 伏组件中银、铜等高价值组分。


  (9)太阳能热发电与综合利用技术

  [集中攻关]开展热化学转化和热化学储能材料研究,探索太 阳能热化学转化与其他可再生能源互补技术;研发中温太阳能驱 动热化学燃料转化反应技术,研制兆瓦级太阳能热化学发电装 置。


  [应用推广]开发光热发电与其他新能源多能互补集成系统, 发掘光热发电调峰特性,推动光热发电在调峰、综合能源等多场 景应用。


  4.其他可再生能源发电及利用技术

  (10)生物质能转化与利用技术

  [集中攻关]研发生物质炼厂关键核心技术,生物质解聚与转化制备生物航空燃料等前沿技术,形成以生物质为原料高效合成 /转化生产交通运输燃料/低碳能源产品技术体系。


  [示范试验]研 发并示范多种类生物质原料高效转化乙醇、定向热转化制备燃 油、油脂连续热化学转化制备生物柴油等系列技术。突破多种原 料预处理、高效稳定厌氧消化、气液固副产物高值利用等生物燃 气全产业链技术,开展适合不同原料类型和区域特点的规模化生物燃气工程及分布式能源系统示范,提升生物燃气工程的经济性 和稳定性。


  (11)地热能开发与利用技术

  [集中攻关]突破高温钻井装备仪器瓶颈,支撑水/干热型地热 能资源开发;攻关中低温地热发电关键技术;开展高温含水层储 能和中深层岩土储能关键技术研究,实现余热废热的地下储能。


  [示范试验]突破干热岩探测、压裂及效果评价等关键技术,研发 单井采热系统、增强型地热系统以及地面综合梯级热利用系统, 开发干热岩热储压裂-采热-用热一体化优化设计平台,开展干热 岩型地热能开发利用工程示范。


  [应用推广]推广含水层储能、岩 土储能等跨季节地下储热技术利用,因地制宜推广集地热能发 电、供热(冷)、热泵于一体的地热综合梯级利用技术。


  (12)海洋能发电及综合利用技术


  [集中攻关]研发波浪能高效能量俘获系统及能量转换系统, 突破恶劣海况下生产保障、锚泊等关键技术,实现深远海波浪能 高效、高可靠发电。


  [示范试验]突破兆瓦级波浪能发电、潮流能 发电以及海洋温差能发电等关键技术,开展海上综合能源系统工 程示范。


  5.氢能和燃料电池技术

  (13)氢气制备关键技术

  [集中攻关]突破适用于可再生能源电解水制氢的质子交换膜(PEM)和低电耗、长寿命高温固体氧化物(SOEC)电解制氢 关键技术,开展太阳能光解水制氢、热化学循环分解水制氢、低热值含碳原料制氢、超临界水热化学还原制氢等新型制氢技术基 础研究。


  [示范试验]开展多能互补可再生能源制氢系统最优容量 配置研究,研发动态响应、快速启停及调度控制等关键技术;建 立可再生能源—燃料电池耦合系统协同控制平台;研发可再生能 源离网制氢关键技术;开展多应用场景可再生能源-氢能的综合 能源系统示范。


  (14)氢气储运关键技术


  [集中攻关]突破 50MPa 气态运输用氢气瓶;研究氢气长距离 管输技术;开展安全、低能耗的低温液氢储运,高密度、轻质固 态氢储运,长寿命、高效率的有机液体储运氢等技术研究。


  [示 范试验]开展纯氢/掺氢天然气管道及输送关键设备安全可靠性、 经济性、适应性和完整性评价,开展天然气管道掺氢示范应用; 研发大规模氢液化、氢储存示范装置。


  (15)氢气加注关键技术

  [示范试验]研制低预冷能耗、满足国际加氢协议的 70MPa 加氢机和高可靠性、低能耗的 45MPa/90MPa 压缩机等关键装备, 开展加氢机和加氢站压缩机的性能评价、控制及寿命快速测试等 技术研究,研制 35MPa/70MPa 加氢装备以及核心零部件,建成 加氢站示范工程。


  (16)燃料电池设备及系统集成关键技术

  [示范试验]开展高性能、长寿命质子交换膜燃料电池 (PEMFC)电堆重载集成、结构设计、精密制造关键技术研究; 突破固体氧化物燃料电池(SOFC)关键技术,掌握系统集成优化设计技术及运行特性与负荷响应规律;完善熔融碳酸盐燃料电 池(MCFC)电池堆堆叠、功率放大等关键技术,掌握百千瓦级 熔融碳酸盐燃料电池集成设计技术。开展多场景下燃料电池固定 式发电及分布式供能示范应用。


  (17)氢安全防控及氢气品质保障技术

  [集中攻关]开展临氢环境下临氢材料和零部件氢泄漏检测及 危险性试验研究,研制快速、灵敏、低成本氢传感器和氢气微泄 漏监测材料,研发氢气燃烧事故防控与应急处置技术装备;开展 工业副产氢纯化关键技术研究。



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