【成果发布】绿电电解金属钠以及储能配套技术

  • 来源:碳中和研究院
  • 发布时间:2025-06-07
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成果发布 /清华大学-鄂尔多斯碳中和协同创新专项

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清华大学-鄂尔多斯碳中和协同创新专项于2022年2月正式启动,由鄂尔多斯碳中和研究院组织实施。项目紧密结合鄂尔多斯资源禀赋和发展需求,围绕“风光氢储车”全产业链布局,重点突破零碳园区建设、绿电利用、制氢装备等关键技术瓶颈。专项实施以来,已取得多项原创性科研成果并在当地成功落地转化,为资源型城市绿色低碳转型提供了技术支撑和实践样板,对推动区域经济高质量发展具有重要意义。

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绿电电解金属钠以及储能配套技术

项目背景:

在“双碳”背景下,化工发展面临的最大变化是可再生能源对化石能源的替代。化工与金属冶炼等工业过程的直接耗电量超过全国用电总量的30%,碳排放量约占国内总碳排放量的14%,若能实现部分绿电替代,将大幅推动可再生能源的工业消纳和高排放工业的绿色转型。

项目创新性:

清华大学化工系张强教授团队提出以直流电解金属为应用场景,研究波动性直流绿电在高端化学品制造过程中直接高效稳定利用的共性关键技术与装备,创新了直流离网供电型绿电电解架构,发展了高柔性电解反应器技术与低成本调频储能技术,保障了电解用电的高效高可靠性管理,实现了“源、网、荷、储”的深度融合,形成了绿电电解金属钠工业示范技术。

研究成果:

项目申请发明专利4项,发表高水平论文4篇。

项目意义及应用情况:

本项目创新设计磷酸铁锂电化学储能系统,构建高效的“光伏-储能-微网-电解”系统,实现对电解用电的高效高可靠性管理和绿电替代。同时构筑了国际领先的700 Wh/kg高比能锂硫二次电池。已建成全球首台套绿电电解金属的工艺技术集成及储能配套解决方案,示范性工程落地内蒙古默锐能源材料有限公司。一期工程预计平均每年可提供绿电86.08万度,减少CO2排放约712.74吨,为波动性绿电参与工业深度节能降碳提供示范标杆,推动鄂尔多斯高碳排放行业的低碳转型。同时依托当地太阳能资源和工业电解基础,形成“绿电生产-储能调峰-高耗能负荷消纳”闭环,推动地方能源结构转型,促进“零碳工业”产业链发展。

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系统整体网架拓扑图

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600kW“光伏-微网-储能-电解”示范系统