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【成果發(fā)布】綠電電解金屬鈉以及儲能配套技術

  • 來源：碳中和研究院
  • 發(fā)布時間：2025-06-07
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成果發(fā)布 /清華大學-鄂爾多斯碳中和協(xié)同創(chuàng)新專項

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清華大學-鄂爾多斯碳中和協(xié)同創(chuàng)新專項于2022年2月正式啟動，由鄂爾多斯碳中和研究院組織實施。項目緊密結合鄂爾多斯資源稟賦和發(fā)展需求，圍繞“風光氫儲車”全產業(yè)鏈布局，重點突破零碳園區(qū)建設、綠電利用、制氫裝備等關鍵技術瓶頸。專項實施以來，已取得多項原創(chuàng)性科研成果并在當地成功落地轉化，為資源型城市綠色低碳轉型提供了技術支撐和實踐樣板，對推動區(qū)域經濟高質量發(fā)展具有重要意義。

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綠電電解金屬鈉以及儲能配套技術

項目背景：

在“雙碳”背景下，化工發(fā)展面臨的最大變化是可再生能源對化石能源的替代。化工與金屬冶煉等工業(yè)過程的直接耗電量超過全國用電總量的30%，碳排放量約占國內總碳排放量的14%，若能實現部分綠電替代，將大幅推動可再生能源的工業(yè)消納和高排放工業(yè)的綠色轉型。

項目創(chuàng)新性：

清華大學化工系張強教授團隊提出以直流電解金屬為應用場景，研究波動性直流綠電在高端化學品制造過程中直接高效穩(wěn)定利用的共性關鍵技術與裝備，創(chuàng)新了直流離網供電型綠電電解架構，發(fā)展了高柔性電解反應器技術與低成本調頻儲能技術，保障了電解用電的高效高可靠性管理，實現了“源、網、荷、儲”的深度融合，形成了綠電電解金屬鈉工業(yè)示范技術。

研究成果：

項目申請發(fā)明專利4項，發(fā)表高水平論文4篇。

項目意義及應用情況：

本項目創(chuàng)新設計磷酸鐵鋰電化學儲能系統(tǒng)，構建高效的“光伏-儲能-微網-電解”系統(tǒng)，實現對電解用電的高效高可靠性管理和綠電替代。同時構筑了國際領先的700 Wh/kg高比能鋰硫二次電池。已建成全球首臺套綠電電解金屬的工藝技術集成及儲能配套解決方案，示范性工程落地內蒙古默銳能源材料有限公司。一期工程預計平均每年可提供綠電86.08萬度，減少CO2排放約712.74噸，為波動性綠電參與工業(yè)深度節(jié)能降碳提供示范標桿，推動鄂爾多斯高碳排放行業(yè)的低碳轉型。同時依托當地太陽能資源和工業(yè)電解基礎，形成“綠電生產-儲能調峰-高耗能負荷消納”閉環(huán)，推動地方能源結構轉型，促進“零碳工業(yè)”產業(yè)鏈發(fā)展。

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系統(tǒng)整體網架拓撲圖

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600kW“光伏-微網-儲能-電解”示范系統(tǒng)