烧结机的轰鸣声中，血色钢水与蓝色s-CO₂管道，正交叉成一幅工业美学画卷。
2025年12月20日，贵州六盘水首钢水钢集团厂区内，环球首台商用超临界二氧化碳发电机组正式进入贸易运转。这象征着我邦正在高效明净能源技巧范畴告竣宏大冲破，初次将超临界二氧化碳发电技巧从实行室胜利推向工业化操纵，为环球中小功率范围、中高温热源场景的能源使用供应了全新处理计划。
环球首台商用超临界二氧化碳发电机组正式进入贸易运转。（封面音信记者边雪现场拍摄）
“超碳一号”树模工程由中邦核动力推敲安排院（以下简称“核动力院”）与济钢集团邦际工程技巧有限公司（以下简称“济钢邦际”）协同胀动，采用2×15兆瓦超临界二氧化碳烧节余热发电体系。
“咱们将二氧化碳提纯，加压至73个大气压以上，使其由气态转嫁为超临界态。超临界二氧化碳密度比拟气态时扩展近百倍，就宛若锤炼后力气大增，能更高效搬运能量，更有力胀舞发电机挽救，将热能转化为电能。相较于古板‘烧开水’发电，‘烧超临界二氧化碳’可晋升发电体系功用，还能大幅缩小体系体积， 发电体系机动性好。”中核集团首席科学家，“超碳一号”总安排师黄彦平告诉封面音信记者。
比拟古板烧节余热蒸汽发电技巧，“超碳一号”发电功用晋升85%以上，净发电量晋升50%以上，体系构造简化、修筑裁汰、运维本钱下降，场合需求裁汰50%，揭示出明显的技巧与经济上风。
超临界二氧化碳（s-CO₂）是一种正在临界温度（31℃）和临界压力（7.38 MPa）以上存正在的奇特流体状况，兼具气体的高扩散性和液体的强溶化技能，被称为“第四态物质”。
这种物质，正正在成为来日能源范畴的紧张宗旨之一。该技巧使用途于超临界态的二氧化碳举动工质，通过闭式布雷顿轮回告竣高效热电转换。超临界二氧化碳兼具气体可压缩性与液体滚动性，具有高密度、低粘度、无相变等特质，体系功用高、体积小、反映疾，加倍合用于中高温余热回了局景。
“以首钢水钢为例，素来的烧节余热发电体系发电功用低。原先的烧结环冷机发电技巧采用古板的以水为轮回介质的蒸汽发电技巧，该技巧采用朗肯轮回，存正在弗成避免的大批冷源吃亏，纵然烟气接管量餍足请求，去除自耗电后其体系净发电功用也不高。”现场做事职员先容道，通过本次项目改制，采用超临界二氧化碳发电技巧举行余热接管，较烧节余热发电行业均匀程度，发电功用晋升85%以上。
正在节能减排方面，倘使将这项技巧操纵于世界的烧节余热改制，估计每年能够俭约准绳煤约483万吨以上，裁汰二氧化碳排放1285万吨以上。这一功效不单对钢铁行业发生了深远的影响，同时也为水泥、制纸等其他余热使用行业带来了长远的技巧改革。
我邦钢铁、水泥等高耗能行业余热资源雄厚，但古板水工质朗肯轮回体系庞杂、功用低下，有机工质轮回又难以执掌高温热源。超临界二氧化碳技巧的冲破，恰是处理这一痛点的症结。美邦能源部早正在2017年将其列为邦度能源范畴政策性前沿技巧第二位，2018年入选《麻省理工科技评论》“环球十大冲破性技巧”，我邦也正在“十四五”能源范畴科技立异筹备中了了其政策身分。
据悉，核动力院自2009年起启动超临界二氧化碳发电技巧推敲，协同东方电气、西安交通大学、清华大学等高校与企业，酿成产学研协同立异系统。历经十余年攻闭，团队占据了“两机三器一体系”（压缩机、透平机、回热器、冷却器、吸热器及体系集成）从安排、创制到集成操纵的全套症结技巧。
极度是微通道扩散焊换热器的研制，突破了外洋技巧封闭。团队自助研发了环球最长的扩散焊工业母机，告竣了从原原料、制版、蚀刻到整机检测的全流程邦产化。正在压缩机透平发电机组方面，占据了启动安排、推力平均、干气密封等困难，告竣配备轻量化、小型化，具备齐全自助的灵巧安排与成套供货技能。
“超临界二氧化碳发电技巧是一项前沿技巧，此前正在烧节余热范畴的操纵更是一片空缺，项目推行流程当中有很众技巧途径需求咱们联络现实络续搜索。”黄彦平告诉封面音信记者，假使有过去十年根蒂推敲打下的坚实根蒂，以及几次演示验证试验堆集的胜利体味，但正在项目胀动流程也络续遭遇各式各样的题目。咱们通过合理调整进度，优化资源摆设，联络策动剖释、技巧研讨和道理实行等形式，加班加点举行技巧攻闭，保障了项目稳固迅速胀动。
2019年10月，核动力院正在环球初次告竣兆瓦级超临界二氧化碳大略轮回发电体系满功率运转；2021年4月，再压缩轮回发电体系也告竣满功率发电，均为环球初次。
据封面音信此前报道，2024年12月，项目胜利商运，成为环球首个贸易化运转的超临界二氧化碳余热发电体系。该体系可高效接管烧结环冷机尾部高温烟气余热，年均俭约准绳煤约数万吨，减排二氧化碳十余万吨，经济效益与环保效益明显。
除钢铁行业外，超临界二氧化碳发电技巧正在光热发电、储能调峰、化工、水泥、海洋平台等范畴均有开朗操纵前景。2024年，中核集团已启动50兆瓦“熔盐储能+超临界二氧化碳发电”树模项目，入选邦度能源范畴首台（套）宏大技巧配备，估计2028年投运，将有力支柱新能源消纳与电网调峰。
“举动一名能源动力范畴的科技做事家，也许正在三十年的职业生活中，借助团队的气力让超碳发电技巧正在我邦从一个‘不被判辨的观点’到而今正式商运，我深感光荣和负担宏大。”黄彦平显示，“超碳一号”正式进入贸易运转，不单是中邦能源科技自助立异的紧张里程碑，更为环球工业低碳转型供应了中邦计划。正在“双碳”倾向引颈下，这项技巧希望成为胀舞能源构造优化、教育新质坐褥力的症结引擎。
