近日，我院深地热流科学与新能源创新团队丁兴起、汪维伟、王加浩合作在Nature Index期刊《Energy》上发表题为“Design and thermodynamic analysis of a multi-generation solar-assisted liquid carbon dioxide energy storage system with a new compression heat utilization method”的研究论文，在太阳能辅助液态二氧化碳储能（LCES）系统的多联产耦合与压缩热高效利用方面取得重要进展。

LCES作为一种新型长时物理储能技术，在构建以新能源为主体的新型电力系统中展现出广阔应用前景。然而，现有太阳能辅助LCES系统多局限于独立发电或冷热电三联供（CCHP）模式，且传统运行策略需额外储存压缩热以供放电阶段回用，不可避免地推高了系统成本。值得注意的是，回收的压缩热在热力学特性上与海水淡化过程高度匹配，但这一耦合潜力未被充分挖掘。

针对上述瓶颈，本研究提出了一种协同耦合太阳能、海水淡化、有机朗肯循环和吸收式制冷的新型LCES系统架构。该系统以能量品位对口、梯级利用为核心设计理念，创新性地将压缩热直接用于驱动淡水、制冷、电力和供热的多联产输出，在消除额外储热成本的同时，借助太阳能热显著提升二氧化碳透平入口温度，实现了可再生能源消纳能力与系统综合热力学性能的双重突破。

热力学分析结果表明，在设计工况下，该系统电往返效率达113.32%、㶲效率为35.88%、总能量效率为59.99%；其多效蒸馏（MED）海水淡化配置的基于热量的造水比（GOR）达7.19，较传统MED机组的2.06提升了约2.5倍。敏感性分析进一步揭示，提高透平入口温度或增加透平级数可有效提升系统能量、㶲和电往返效率；降低进料海水盐度或提高出口卤水盐度则可优化MED机组及集成系统的热力学性能。

该研究成果为太阳能耦合LCES系统的架构设计与性能优化提供了全新的理论框架和技术路径，所提出的多联产系统尤其适用于太阳能资源丰富的沿海地区、岛屿微电网及电力-淡水联合供应的工业园区等场景，对推动清洁能源高效利用与多能互补系统发展具有重要的科学价值与工程指导意义。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S036054422602147X