12月20日,全球首台商用超临界二氧化碳发电机组在中国贵州省六盘水市的首钢水钢集团成功投入商业运行。该机组也被称为“超碳一号”,是全球范围内该技术从实验室迈向商业应用的首个示范工程。
超临界二氧化碳发电技术利用钢铁厂烧结机产生的烟气余热,驱动处于超临界状态的二氧化碳工质进行发电,其过程主要包含压缩、加热、膨胀、冷却四个步骤。相较于传统的水蒸气发电方式,该技术具有热电转换效率高、系统紧凑、响应速度快等特点。美国能源部曾于2017年将其列为战略性前沿技术。
关于该项目的效益,中国核动力研究设计院“超碳一号”总设计师黄彦平表示:“相比于此前的工艺,‘超碳一号’每年可多发电超7000万千瓦时,发电收入多出3000万元以上。” 数据显示,与此前的烧结余热蒸汽发电技术相比,该机组在发电效率上提升超过85%,年发电量提升50%以上。核动力院科研人员郑若涵解释,超临界状态下的二氧化碳密度高、黏度低,能量传递更为高效。
该技术的研发历经十余年。黄彦平回顾道:“那是花钱的十余年。” 团队克服了能量传递、密封及系统控制等多重技术挑战。目前,该超临界二氧化碳发电机组的成功商运,为同类工业余热高效利用提供了新的技术方案。黄彦平指出:“未来可向全国300余套同类机组推广应用。”
除了工业余热回收,超临界二氧化碳发电技术的应用前景广阔,尤其在与新能源结合方面。黄彦平介绍,该技术与熔盐储能结合,可将间歇性的太阳能、风能等转化为稳定电能,并能提升电网稳定性。据悉,相关示范工程已启动,预计于2028年并网投产。









