光热发电技术在水泥、钢铁、铝和制氢等行业的应用
发布者:admin | 来源:光热联盟 | 0评论 | 15114查看 | 2021-01-25 10:36:21    

有数据表明,世界上约90%的能源使用涉及热量的产生或控制。美国国家可再生能源实验室研究人员在《能源》杂志上发表的《太阳能工业过程热:美国技术、分析方法和潜在应用的回顾》一文指出,太阳能光热和光伏电加热,可以满足热应用所需的各种温度。而工业过程热的很多能源用途可能非常适合太阳能技术,将太阳能技术融入工业部门不仅能够实现脱碳,还可以提高工艺加热效率,节省供热生产成本。


阿联酋有望成为世界上第一个利用太阳能生产铝的国家


据外媒报道,近日,迪拜电力和水务局(Dewa)和阿联酋EGA铝业宣布了一个新的全球里程碑事件——Dewa每年将从Mohammed bin Rashid Al-Maktoum太阳能公园为EGA的铝冶炼厂提供56万兆瓦时的太阳能电力,第一年将足以生产40000吨铝,并且有可能实现大幅扩张。EGA铝业将太阳能铝的新产品命名为CelestiAL。据悉,EGA从迪拜电网获取太阳能的过程将通过使用国际可再生能源认证系统进行跟踪和追踪,确保EGA铝业用于生产Celesti铝的能源来自太阳能。这个项目将使阿联酋成为世界上第一个利用太阳能生产铝的国家。


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Dewa总经理兼首席执行官兼EGA副主席SaeedMohammed Al Tayer表示:“Dewa和EGA铝业这一项目,印证了我们坚定地致力于实现2050年迪拜清洁能源战略的目标,实现能源多样化。到2050年,迪拜75%的能源生产能力来自清洁能源。为了实现这些目标,我们启动了许多倡议和项目,最著名的是Mohammed bin Rashid Al-Maktoum太阳能公园,这是世界上最大的单站点太阳能项目;到2030年,其容量将达到5000兆瓦。太阳能园区项目采用太阳能光伏和太阳能热发电技术。”


他补充说:“迪拜一直努力减少碳减排。迪拜2019年的碳排放量减少了22%,超过了迪拜碳减排战略设定的目标(到2021年将碳排放量减少16%)。”


EGA铝业的首席执行官Abdulnasser Bin Kalban说:“铝是一种轻量、坚固和无限可回收的金属,这些特性意味着作为一种材料,它在可持续未来的发展中扮演着至关重要的全球角色。所以铝制造的可持续性也很重要。阿联酋对太阳能进行了大量投资,这为铝冶炼的规模化用能提供了基础。阿联酋生产的太阳能铝CelestiAL对全球行业来说是一个伟大的里程碑。”


近年来,用太阳能为重工业提供动力也逐步从实验室走到产业化,特别是在水泥、钢铁,铝和制氢等行业。聚光太阳能热发电技术将在该领域发挥更大的作用。


2020年11月,美国清洁能源公司HelioHeat技术被纳入《时代》2020年最佳发明奖之列。Heliogen高温太阳能技术可以在一系列工业过程中,以较低的成本用太阳能替代化石燃料。Heliogen开发出一项无碳、超高温供热产品-HelioHeat,可以降低水泥、钢铁、电力和氢气等生产过程中的碳排放,该技术因而被《时代》列入“可持续性”技术类别。


Heliogen利用独特的先进计算机视觉软件开发了一种集中式太阳能解决方案,可以精确调校镜子,以前所未有的精度将阳光反射到单个目标上。早在2019年,Heliogen宣布已在加利福尼亚州兰开斯特的电站应用其技术,可达到创纪录的1000℃。这一进步使Heliogen能够产生无碳的超高温热能(HelioHeat),从而取代了水泥、采矿和其他工业过程中对化石燃料产生的热能需求。因此,用于工业过程脱碳的聚光太阳能热发电技术也被公认为是本年度可持续发展领域的顶级创新之一。


全球首次应用太阳能光热+碳捕捉技术打造水泥生产线


2020年11月,全球主要水泥生产商CEMEX与瑞士初创企业Synhelion合作,开发全球首个使用高温太阳能技术零排放生产水泥的系统。


CEMEX和Synhelion项目首次尝试碳捕捉+太阳能热利用组合技术。按照双方计划,1MW的试验系统将于2022年底前投入使用。据Ambrosetti介绍,双方最初的设想是建设一个1MW的热利用系统,将配置185平方米的太阳能定日镜场。当然,这是一个非常小的、用于试验的系统。如果匹配商业化运行的水泥厂,未来将建设150MW以内的商业化热利用系统。


以陶瓷颗粒为介质的塔式光热发电为意大利面食厂供能


目前,德国航空航天中心(DLR)的研究人员正与国际伙伴合作共同研发欧盟项目——用于柔性能源系统的高存储密度光热发电项目(HiFlex)。


该项目采用陶瓷颗粒作为传储热介质塔式太阳能光热发电技术,使用DLR吸热器作为塔式光热发电试点项目的核心组件,为全球最大的面食生产商Barilla提供不间断可调度能源。据悉,DLR吸热器于2021年交付意大利后,该太阳能光热发电项目将开始运行。


950℃高温,太阳能热可用于氧化铝煅烧


2020年8月,澳大利亚研究人员首次展示了一种约在950℃的温度下进行,用于煅烧氧化铝的新型太阳能反应器,并将利用太阳能进行氧化铝精炼这一技术用于商业化。


文章指出,研究人员在实验室规模上表明,在这种高温太阳煅烧炉中进行3秒钟即可实现高达96%的良好转化率,而无需预热过程。这表明通过预热-良好的转化率进行大规模商业化使用,在技术上是可行的。另外,使用太阳能本身还可避免燃烧天然气引起的燃烧产物污染,更有利用于改善氧化铝的质量。

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