2016年8月10日,卓爾的在研項目之一,深巖玫瑰項目組(Rocky Rose In Depth,簡稱RRD.)負責人周康于印尼第四屆地熱能大會及展會 (The 4th IIGCE in Indonesia) 演講,并獲得大會最佳論文獎(The Best Paper Award, General)的榮譽。

深巖玫瑰系統(tǒng)設計方案最初形成于2014年春,在伊朗Sari University研究生Hassan Jafari的協(xié)助下,于2015年下半年演變?yōu)楝F(xiàn)在的系統(tǒng)。該系統(tǒng)設計迄今為止為國際首創(chuàng),也彌補了國內(nèi)的使用CO2、且能夠運用于EGS(增強型地熱系統(tǒng))及其他中低溫熱源的能源系統(tǒng)研究的空白。IIGCE會議上的業(yè)內(nèi)人士透露,類似于深巖玫瑰系統(tǒng)設計中的能源優(yōu)化方案已經(jīng)在太陽能發(fā)電領域有所使用,代表公司為Echogen Power Systems(http://www.echogen.com),但相比之下本項目組的地熱發(fā)電系統(tǒng)的思路更為深入、完整,并注重原理上的革新。

針對現(xiàn)有的以超臨界二氧化碳為工作流體的EGS (Enhanced Geothermal System, 增強型地熱系統(tǒng)) 的研究,我們在2015年的下旬提出了一套終端系統(tǒng)的設計方案,該系統(tǒng)直接使用超臨界二氧化碳與其它流體混合后的膨脹,來完成工質(zhì)的做功和動力輸出的過程。該系統(tǒng)的設計思路借鑒了NASA(美國宇航局)的SITMAP(Solar Integrated Thermal Management and Power)循環(huán)(Cycle)的設計思維, 并結(jié)合了仿生學的設計思路,運用獨特的機械組件配合流體的熱力學屬性,去創(chuàng)造一個“朗肯—跨臨界聯(lián)合循環(huán)(Rankine-Transcritical Combined Cycle)"。

該項設計不同與以往的已經(jīng)日趨成熟的“有機朗肯雙循環(huán)”的系統(tǒng)設計方法,也不同于使用氨水的Kalina循環(huán)。超臨界二氧化碳的來源為火力發(fā)電廠排放的二氧化碳,經(jīng)過適當?shù)奶崛『瓦^濾,變可以變成純度符合要求的二氧化碳流體,并可用于地熱發(fā)電和二氧化碳的捕獲與封存(Carbon Dioxide Capturing and Sequestration, 簡稱CCS)——在創(chuàng)造清潔能源的同時,也減少了溫室氣體的排放。地熱儲量龐大,該類型的地熱電站的實現(xiàn)與推廣,可以有效解決目前大氣中二氧化碳濃度不斷增加的問題,并有助于緩解氣候變化過程中人為造成的、深刻影響全球氣候的不利作用。

“深巖玫瑰”地熱發(fā)電系統(tǒng)在傳遞地熱能的過程中,不使用雙循環(huán)系統(tǒng)中常用的熱交換器,而是通過流體混合去最大限度地運用地熱能,并且使得流體的溫度在發(fā)電的過程中可根據(jù)熱源溫度和流量進行動態(tài)調(diào)節(jié),使得發(fā)電系統(tǒng)的效率得到整體的優(yōu)化,進而降低了地熱發(fā)電過程中掘井所需要的深度,增大的地熱發(fā)電的可行性和適應性。同時,該項目的研發(fā)涉及到與超臨界二氧化碳的運用密切相關的機械組件,一旦項目的核心組件研發(fā)成功,對于工業(yè)廢熱的利用、蓄能、基于二氧化碳的熱泵(包括地源熱泵)、基于二氧化碳的空調(diào)及噴射式制冷系統(tǒng)的研究,都會起到很大的推動作用。