中國又領先一步！各國還研究減排二氧化碳時，我們已經拿來發電了

中國又領先一步！當各國還研究減排二氧化碳時，我們已經拿來發電了。

近些年來，二氧化碳的減排已經是全世界關注的話題了，這種溫室氣體直接導致了地球升溫，導致全球氣候面臨崩潰，危害非常大。

在節能減排方面，我國可以說走在了世界的最前列，新能源技術先進，出口到了世界各地。為了追趕中國的步伐，世界各國也在從事這方面的研究。可是，他們在這個領域還沒追上我們的時候，發現又被我國領先了一步——我們已經開始拿二氧化碳發電了！

近日，我國的“超碳一號”全球示范工程在貴州六盤水首鋼水城鋼鐵集團成功商運，創造了人類歷史上的第一次。

據中核集團首席科學家、中國核動力研究設計院“超碳一號”總設計師黃彥平介紹，憑借這個技術，我們不僅成功利用二氧化碳發電，而且進一步減排二氧化碳超1285萬噸/年，每年節省的標準煤也達到了483萬噸！

中國的技術，真是一點不等人啊。

可是，二氧化碳是怎么能發電的呢？這種物質也不怎么參與化學反應，如果能發電，人類早就用了，為啥我國能掌握這么神奇的技術？

不光是你，很多網友看到之后，都發出了黑人問號。

其實，這個技術早在幾十年前就提出了，只不過在我國科學家的手中成為了現實而已。它的名字，叫超臨界二氧化碳發電技術。

我們知道，目前人類主流的發電模式，依然是火力發電。具體原理，就是通過燃燒燃料加熱水，產生高溫高壓蒸汽驅動汽輪機旋轉，進而帶動發電機將機械能轉化為電能，利用的就是物理學上的電磁感應。

即便是比較先進的核電技術，說到底也是用來“燒開水”，后續的流程和火電站是一樣的。

而超臨界二氧化碳發電技術，就是利用溫度超過31℃、工作壓力超過73個大氣壓的環境，將二氧化碳轉變為超臨界狀態（S-CO2）。這種狀態的二氧化碳，可以替代水，完成上述的發電流程。

那么問題來了，和水相比，超臨界二氧化碳的優勢在哪里呢？

密度：超臨界二氧化碳的密度非常高，可以達到200到800千克每立方米，相當于傳統蒸汽密度的幾十倍。這意味著同樣大小的渦輪機內部，可以容納遠比蒸汽更多的能量，動力密度顯著提高，做功能力更強。換句話說，以往需要一大套設備才能完成的能量輸出，現在只需更小的機器。

吸熱性：超臨界二氧化碳在換熱器中吸熱的速度和能力遠超蒸汽。高速、高效的吸熱能力讓整個循環能夠更快地利用熱源，把更多熱量轉換成機械能，而不是浪費在管道、冷卻段或各種不可逆過程里。

運行溫度：以往的蒸汽電站，很容易被高溫的水蒸氣腐蝕，而且還伴隨著水垢。超臨界二氧化碳沒有這些問題，可以承受更高的運行溫度。根據熱力學里的原理，溫度越高，熱電轉換效率也就越高。蒸汽電站的效率通常不超過42%，而超臨界二氧化碳發電站可以輕松超過50%。

節能：蒸汽的壓縮幾乎等同于壓縮氣體，需要大量機械功，相當于產生電能之前還要先搭進去不少能源。而超臨界二氧化碳的可壓縮性接近液體，壓縮它只需要極少的功，節省下來的能量直接體現在循環效率提升上。

最離譜的是，超碳一號的能量可以來自余熱廢氣。為什么它被安置在鋼鐵廠？筆者在鋼廠實習過，煉鋼廠房極其炎熱，給工人造成極大不適，也浪費了大量的熱能。把這些原本廢掉的熱能直接利用起來，結合二氧化碳發電，雙倍的變廢為寶，就問你厲不厲害。

應用范圍：傳統蒸汽循環必須通過冷凝器將蒸汽重新變回水，靠冷卻塔或河流湖泊提供海量冷卻水，水資源嚴重影響了一座電站能否建設。而超臨界二氧化碳不需要補充水，也不需要把蒸汽冷凝成液態。因此沙漠、戈壁、干旱高原這些傳統電站無法立足的地方，也能夠建設這種新型電站。這使得它在核能、太陽能熱發電、工業余熱利用等領域具有巨大的應用潛力。

看起來這項技術確實很有優勢，但世界各國沒有應用，也是有原因的，那就是技術難以突破。以我國為例，研發過程中就遇到不少難題。

比如在這種發電站中，我們需要用到一種小型化的MCD換熱器。這項技術，國外曾經高度封鎖，無法流入我國。我們的科研人員被迫走上獨立自主的道路，才攻克了這個難關。

黃彥平介紹，和目前的燒結余熱蒸汽發電技術，“超碳一號”的發電效率整整提高了85%，凈發電量也有超過50%的提升，而且由于系統簡化、設備減少、運維便利，其場地需求反而縮小了一半左右。

最厲害的是，這種技術不僅可以應用在民生領域，還可以應用在未來的武器裝備上，尤其是軍艦上。

軍艦的空間極為寶貴，當下的動力設備又過于擠占空間。常規動力艦艇和核動力艦艇的戰斗力差距之一，就是空間的差距。除此之外，超臨界二氧化碳還有發電系統在提高發電效率、節省能源、降低噪聲影響等諸多方面具有優勢。

如果超臨界二氧化碳發電技術能夠成熟運用，未來不失為在核動力之外的一種備選方案，提升海軍的戰斗力。因此，像美國這樣的國家，也早就開始考慮開發這種軍艦了。

在超臨界二氧化碳發電領域，美國也取得了不小的進展，去年的STEP項目實現了首次發電，日本、韓國也在積極發展。而我國這一次實現了這種發電系統的商用，再一次走到了世界前列。