改造现有燃煤电厂的潜力：以绿铁运行案例研究

对电能进行长周期存储与长距离输送，是向无CO$_2$能源经济转型的一项关键任务。基于铁及其氧化物的氧化还原循环在这方面代表了一项极具前景的技术。本工作评估了将一座现有现代化燃煤电厂改造为以铁运行的可行性。为此，开展了一项系统的改造研究，采用了一个对最先进燃煤电厂中所有物质与能量流进行平衡的模型。特别关注了燃烧器系统的组件以及系统的热交换器。分析提供的证据表明，蒸汽发生器和蒸汽循环等主要组件经适度修改即可复用。主要改造涉及铁燃烧过程中产生的更大量固体，例如在颗粒给料与排出系统中。由于高颗粒密度及对辅助系统较低的需求改善了传热，根据运行条件不同，铁运行的净效率可比煤运行高出一至两个百分点。这一新认识可通过指导未来研究及改造方案的开发，显著加速该创新技术的引入。