三部委发布非水可再生能源发电健康发展的若干意见1月23日,财政部、国家发展改革委、国家能源局联合发布《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》,主要明确4方面内容:一是坚持以收定支原则,新增补贴项目规模由新增补贴收入决定,做到新增项目不新欠;二是开源节流,通过多种方式增加补贴收入、减少不合规补贴需求,缓解存量项目补贴压力;三是凡符合条件的存量项目均纳入补贴清单;四是部门间相互配合,增强政策协同性,对不同可再生能源发电项目实施分类管理。
从过往历史看,存在对新能源装机预估不足、超额完成的情况,因此不排除后续只提供新能源装机总规模、不再细分的可能,但肯定不是越多越好,应该考虑电力系统平衡。在谈到火电灵活性改造问题时,李琼慧指出,由于改造投入较高,但没有配套的支持政策,相关企业缺少足够动力。
从发电情况看2019年,全国太阳能发电量2238亿千瓦时,同比增长27%,占全国总发电量的3.1%,同比提高0.6个百分点。谈及保障性收购政策落实难、以市场化交易达到保障小时数的现象,李琼慧表示,问题的关键在于高比例可再生能源带来的系统成本。光伏发电利用率达到97.8%、同比提高1.0个百分点,弃光电量42.8亿千瓦时、同比下降 67%,仅西藏、新疆、青海三个省(自治区)利用率未达95%。如何破除新能源输送省间壁垒?李琼慧认为,在新能源未完全采取市场化交易的阶段,只能通过政府间协议或电力配额制的方式,落实相关政策。而按照国家可再生能源发展中心副主任陶冶的观点,2021年有望启动强制绿证交易和配额,届时这一情况或将好转。
至此,全国光伏发电累计装机20426万千瓦,在电源总装机容量中的占比超过10%,风电累计装机也超过21005万千瓦,在电源总装机中的比重达到10.4%。风电的利用小时数更高,平均利用小时数达2082小时,弃风电量125.9亿千瓦时、同比下降42%,利用率96.2%、同比提高3.3个百分点。而对于分散式海水淡化,当地的基建能力并不强,或者需要频繁移动,需要考虑的便是便携性和纯被动运行,原有的高效技术无法应用,需要更便携式的海水淡化技术。
与传统冷凝装置系统不同,这一多级太阳能蒸馏设置因在太阳能吸收层两侧增加气凝胶和吸液芯,可防止吸收层的热量通过辐射、对流和导热形式向外泄露,同时保证海水连续蒸发。被动式太阳能蒸馏器通过太阳能加热产生蒸汽,并依靠冷凝收集淡水,具有运行简单可靠和适用范围广等优势,对偏远地区和基建落后地区尤为重要。根据预测,局部加热型多级太阳能蒸馏系统可将被动式太阳能海水淡化的效率提高至700%或800%。通俗来讲,全局传热传质就是将每一阶段海水冷凝过程中丢失的热量作为驱动下一阶段蒸馏过程的热源,让每一阶段都充分利用前一阶段所释放的热量。
这一新方法意义重大。研究人员综合考虑高效率、抗污染性、经济性和可携带性等多方面因素,最终将局部加热型多级太阳能蒸馏系统设制成为一个10级结构、蒸发冷凝间距为5毫米的系统。
低效率也导致该系统产水成本高且面积需求大,严重限制了其广泛使用。相关研究论文已发表于《能源与环境科学》杂志。在传统的界面太阳能蒸汽冷凝过程中,其蒸汽焓被释放到环境中。经过反复讨论和改良实验,研究人员最终设计出一个局部加热型多级太阳能蒸馏系统。
近年来,已有研究表明,界面局部加热的太阳能蒸发通过将太阳能光热转换置于气液蒸发界面,大幅度提升了太阳能蒸发效率,最高可达到94%。海水三千,取之一瓢,化其为淡,可解全球用水短缺之难。为此,局部加热型多级太阳能蒸馏系统示范装置在设计时注重便携化和小型化,由现成的廉价材料所搭建,包括玻璃盖板、铝片、纸巾和尼龙框架等。近日,上海交通大学制冷与低温工程研究所教授王如竹和副教授徐震原等人组成的ITEWA(能源空气水)创新团队与美国麻省理工学院(MIT)团队合作,设计出局部加热型多级太阳能蒸馏技术,创纪录地实现了385%的太阳能蒸发效率和5.78/L(m2h)的产率,比此前的效率纪录高约两倍,为实现超高效的被动式太阳能海水淡化提供了全新思路和理论框架。
而通过有效地收集冷凝热,太阳能蒸汽的整体效率可大幅提高。王如竹表示,在这一系统中,将光热转换、绝热和毛细补水功能分层实现,在实现高效太阳能蒸发的同时降低了对蒸发器多性能耦合的要求,提升了材料选取的灵活性,并降低成本。
由于该结构在太阳能蒸汽转换和蒸汽水转换环节提升系统效率,且二者对系统性能的提升是相乘关系,因此,太阳能海水淡化整体效率可以得到显著提升。海水淡化技术被认为是缓解淡水紧缺的途径之一,有效解决了沙漠、海岛及沿海发达地区的干渴问题。
但徐震原和团队成员查阅文献时发现,文献中所提到的界面蒸发在真正应用于海水淡化实验时,效率并不高。第一层装置将吸收的太阳能高效转换为热能,并用于海水蒸发,蒸发过程产生的水蒸汽在冷凝薄板上凝结为淡水。便携小型随处可用研究人员希望缺乏基础设施建设或电网供应,且淡水资源短缺的沿海区域的人们,也可以享受到海水淡化技术的福利。系统正在MIT进行测试。我们设计的装置适用于各种材料,可根据实际情况和条件进一步优化。相关论文信息:https://doi.org/10.1039/c9ee04122b。
探索兼具太阳能高效蒸发和长期防结盐的新设计也在我们的研究计划中。这使得界面局部加热的太阳能蒸发研究成为了能源科学、材料科学和热科学关注的焦点。
全局热能传递达到超高效全局传热传质优化是达到超高效太阳能海水淡化的关键。然而,诸多技术需要完备基建支撑、集中式安装和大量能源供应,这些都成为制约其广泛应用的重要因素。
其中,结盐和结垢是在海水淡化中影响蒸发器长效稳定的重要因素。回收蒸汽焓是进一步提升能量转换效率的关键。
但在徐震原看来,在追求更高效率的同时,如何实现长期稳定运行是将该成果推向实用化的瓶颈。联合国新发布的《世界水发展报告》指出,目前仍有超过1/4的人口生活在水资源严重稀缺的地区。那么,技术上如何实现?研究人员猜想,如果把太阳能界面蒸发和多级冷凝热回收结合起来,肯定能有效果。徐震原的愿景是,只要有太阳能和海水,随时随地都能用
目前用于集中式海水淡化的技术已经比较成熟且效率较高。近日,上海交通大学制冷与低温工程研究所教授王如竹和副教授徐震原等人组成的ITEWA(能源空气水)创新团队与美国麻省理工学院(MIT)团队合作,设计出局部加热型多级太阳能蒸馏技术,创纪录地实现了385%的太阳能蒸发效率和5.78/L(m2h)的产率,比此前的效率纪录高约两倍,为实现超高效的被动式太阳能海水淡化提供了全新思路和理论框架。
相关研究论文已发表于《能源与环境科学》杂志。被动式太阳能蒸馏器通过太阳能加热产生蒸汽,并依靠冷凝收集淡水,具有运行简单可靠和适用范围广等优势,对偏远地区和基建落后地区尤为重要。
徐震原的愿景是,只要有太阳能和海水,随时随地都能用。值得一提的是,模型显示增加级数对于整体效率的提升始终有效,但该效果随着级数的增加迅速衰减。
联合国新发布的《世界水发展报告》指出,目前仍有超过1/4的人口生活在水资源严重稀缺的地区。研究人员综合考虑高效率、抗污染性、经济性和可携带性等多方面因素,最终将局部加热型多级太阳能蒸馏系统设制成为一个10级结构、蒸发冷凝间距为5毫米的系统。那么,技术上如何实现?研究人员猜想,如果把太阳能界面蒸发和多级冷凝热回收结合起来,肯定能有效果。便携小型随处可用研究人员希望缺乏基础设施建设或电网供应,且淡水资源短缺的沿海区域的人们,也可以享受到海水淡化技术的福利。
海水三千,取之一瓢,化其为淡,可解全球用水短缺之难。探索兼具太阳能高效蒸发和长期防结盐的新设计也在我们的研究计划中。
这使得界面局部加热的太阳能蒸发研究成为了能源科学、材料科学和热科学关注的焦点。相关论文信息:https://doi.org/10.1039/c9ee04122b。
王如竹表示,在这一系统中,将光热转换、绝热和毛细补水功能分层实现,在实现高效太阳能蒸发的同时降低了对蒸发器多性能耦合的要求,提升了材料选取的灵活性,并降低成本。常见系统热量损失效率低全被动式的太阳能海水淡化被认为是解决海水淡化适应性的有效技术之一。
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