《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)》

日期: 2016-07-22
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????? 國家發展改革委國家能源局關于印發《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)》的通知

發改能源[2016]513號

各省、自治區、直轄市及計劃單列市、新疆生產建設兵團發展改革委、能源局、各有關中央企業:

?????? 為深入貫徹落實黨的十八屆五中全會、中央財經領導小組第六次會議和國家“十三五”規劃綱要精神,踐行“創新、協調、綠色、開放、共享”發展理念,推動實施能源“四個革命、一個合作”的戰略思想,充分發揮能源技術創新在建設清潔低碳、安全高效現代能源體系中的引領和支撐作用,國家發展改革委、國家能源局組織編制了《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)》,現印發你們,請認真組織實施。

國家發展改革委

國 家 能 源 局

2016年4月7日

在能源技術革命重點創新行動路線圖中的第七部分,重點介紹了:高效太陽能利用技術創新,現把內容摘要如下:

七、高效太陽能利用技術創新

(一)戰略方向

1.太陽能高效晶體硅電池及新概念光電轉換器件。重點在開發平均效率≥25%的晶體硅電池產線(如異質結(HIT)電池和叉指背接觸(IBC)電池或二者的結合),探索更高效率、更低成本的新概念光電轉換器件及面向產業化技術等方面開展創新與攻關。

2.高參數太陽能熱發電與太陽能綜合梯級利用系統。重點在超臨界太陽能熱發電、空氣吸熱器、固體粒子吸熱器、50~100MW 級大型全天連續運行太陽能熱電站及太陽能綜合梯級利用、100MWe100MWe槽式太陽能熱電站仿真與系統集成等方面開展研發與攻關。

高效太陽能利用技術創新路線圖:

圖片21.jpg

3.太陽能熱化學制備清潔燃料。重點在太陽能熱化學反應體系篩選、熱化學在非平衡條件下的反應熱力學和動力學機理及其與傳熱學和多項流的耦合作用機理探索、太陽能制取富含甲烷的清潔燃料等方面開展研發與攻關。

4.智能光伏電站與風光熱互補電站。重點在高能效、低成本智能光伏電站,智能化分布式光伏和微電網應用,50MW級儲熱的風光熱互補混合發電系統等方面開展研發與攻關。

(二)創新目標

1. 2020 年目標。突破三五(III-V)族化合物電池和鐵電-半導體耦合電池的產業化關鍵技術,建成100MW 級HIT 太陽能電池示范生產線;掌握分布式太陽能熱電聯供系統的集成和控制,以及太陽能熱化學制備燃料機理;掌握智能光伏電站設計和建造成套技術,實現發電效率≥80%;掌握50MW 級塔式光熱電站整體設計及關鍵部件制造技術;突破光熱-光伏-風電集成設計和控制技術,促進風光互補利用技術產業化。

2. 2030 年目標。大幅提高銅銦鎵硒(CIGS)、碲化鎘(CdTe)電池的效率,建立完整自主知識產權生產線,實現在建筑中規模應用并達到國際前沿水平;HIT 電池國產化率≥85%并達到批產化水平。掌握高參數太陽能熱發電技術,全面推動產業化應用;建成50MW 太陽能熱電聯供系統,形成自主知識產權和標準體系。突破太陽能熱化學反應器技術,研制出連續性工作樣機。3.2050 年展望。開發出新型高性能光伏電池,大幅提升光電轉換效率并降低成本,至少一種電池達到世界最高效率;實現光電轉化和儲能一體化;太陽能熱化學制備清潔燃料獲重大突破并示范。

(三)創新行動

1.新型高效太陽能電池產業化關鍵技術。研發鐵電-半導體耦合電池、鈣鈦礦電池及鈣鈦礦/晶體硅疊層電池產業化的關鍵技術、工藝及設備,建立電池組件生產及應用示范線,建成產能≥2MWp的中試生產線,組件平均效率各為≥14%、≥15%、≥21%。探索新型高效太陽能電池技術,探索研發更高效、更低成本的鐵電-半導體耦合電池、鐵電-半導體耦合/晶體硅疊層電池、鈣鈦礦電池、染料敏化電池、有機電池、量子點電池、新型疊層電池、硒化銻電池、

銅鋅錫硫電池和三五(III-V)族納米線電池等電池技術,實現至少一種電池達到世界最高效率。

2.高效、低成本晶體硅電池產業化關鍵技術。研究低成本晶體硅電池、HIT 太陽電池、IBC 電池產業示范線關鍵技術和工藝,推進HIT 太陽電池設備及原材料國產化,開發IBC 與HIT 結合型高效電池;建成設備國產化率≥80%的百兆瓦級電池示范生產線,產線電池平均效率各為≥21%、≥23%、≥23%。研制太陽能電池關鍵配套材料,開發高效電池用配套電極漿料關鍵技術,包括正銀漿料制備技術,以及無鉛正面銀電極、低成本漿料銀/銅粉體功能相復合電極材料等。

3.薄膜太陽能電池產業化關鍵技術。研究碲化鎘、銅銦鎵硒及硅薄膜等薄膜電池的產業化關鍵技術、工藝及設備,掌握銅銦鎵硒薄膜電池原材料國產化技術;建成產能100MWp 示范生產線,組件平均效率各為≥17%、≥17%、≥15%。

4.高參數太陽能熱發電技術。研究高溫高效率吸熱材料、超臨界蒸汽發生器、二氧化碳透平;研發高溫承壓型空氣吸熱器、50kW級高溫空氣-燃氣聯合發電系統、高性能太陽能粒子吸熱器;研究高溫粒子儲熱、粒子蒸汽發生器的設計方法及換熱過程、粒子空氣換熱裝置的高溫粒子與空氣間換熱規律。

5.分布式太陽能熱電聯供系統技術。研究不同聚光吸熱的分布式太陽能熱電聯供系統長周期蓄熱材料、部件和系統,研制單螺桿膨脹機、斯特林發動機、有機工質蒸汽輪機等低成本高效中小功率膨脹動力裝置,提出不同聚光吸熱的高效中小功率熱功轉換熱力循環系統;建設1~1000kW 級分布式太陽能熱電聯供系統集成示范,掌握電站的動態運行特性和調控策略。

6.太陽能熱化學制取清潔燃料關鍵技術。研究熱化學反應體系篩選及反應熱力學和動力學,以及金屬氧化物還原反應制取清潔燃料、甲烷(催化)干濕重整過程、含碳物料的干濕重整過程等的反應熱力學和動力學機理;研究太陽能高溫熱化學器內傳熱學與反應動力學的耦合作用機理、太陽能熱化學制取清潔燃料的多聯產系統熱力學機理和動態過程。

7.智能化分布式光伏及微電網應用技術。研究分布式光伏智能化技術、分布式光伏直流并網發電技術,以及區域性分布式光伏功率預測技術,開展區域內基于不同類型智能單元的分布式光伏系統設計集成技術、光伏微電網互聯技術的研究及示范。

8.高能效、低成本智能光伏電站關鍵技術研究及示范。研究智能光伏電站設計集成和運行維護技術、高可靠智能化平衡部件技術、兆瓦級光伏直流并網發電系統關鍵技術,開展百萬千瓦級大規模智能光伏電站群的運行特性及對電網的影響研究。

9.大型槽式太陽能熱發電站仿真與系統集成技術。建立100MWe 槽式太陽能熱發電站仿真系統,搭建槽式集熱器、導熱油系統、儲熱系統、蒸汽發生系統、汽輪機仿真模型。研究大型槽式太陽能熱發電站系統集成技術,實現氣象條件與集熱、儲熱、蒸汽發生與汽輪發電協同控制與調節技術,研究可復制、模塊化的系統集成與集成控制技術,電站參數優化方法等。

10. 50~100MW 級大型太陽能光熱電站關鍵技術研究與集成應用。研究定日鏡及大型定日鏡場技術、塔式電站大型鏡場在線檢測技術、大型吸熱器技術及大型高效儲換熱技術、適合光熱發電系統的熱力裝備技術,研究塔式電站系統集成與控制技術、光熱發電系統參與電網調節的主動式控制技術,建立可全天連續發電的50MW級槽式太陽能高效梯級利用示范電站;研究20MW 級直接產生過熱蒸汽型的多塔集成調控塔式太陽能熱發電站集成應用。11.50MW 級儲熱光伏、光熱、風電互補的混合發電示范應用。研究儲能光熱電站(>10MW)與光伏(>20MW)/風電(>20MW)混合發電站的整體設計技術,研究儲能光熱電站與光伏/風電互補發電的協調技術;研究混合發電站的控制技術及自動化運維技術,實現各種工況下光熱-光伏/風電混合發電站的平穩發電以及突變條件下的快速響應;研究50MW 級儲能光熱電站與光伏/風電混合發電站整體系統集成、工程化及運營技術,實現示范應用。

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