中國團隊攻克世界級難題 二氧化碳“燒”出高效電

中國科研團隊近日在清潔能源領域取得重大突破。在貴州六盤水首鋼水城鋼鐵廠內，全球首臺商用超臨界二氧化碳發電機組——"超碳一號"示范工程已實現平穩運行。這項具有里程碑意義的技術創新，標志著我國在新型發電技術領域已走在世界前列。

傳統發電技術普遍采用以水為介質的蒸汽循環系統，而"超碳一號"開創性地將超臨界二氧化碳作為熱力循環介質應用于發電領域。該項目總設計師黃彥平介紹，超臨界二氧化碳發電技術是21世紀能源技術的重要發展方向，其核心在于利用二氧化碳在超臨界狀態下的特殊物理性質來實現高效能量轉換。

這項技術的突破性體現在多個方面。首先，在發電效率上實現了質的飛躍。與傳統蒸汽發電相比，"超碳一號"的發電效率提升了85%以上，凈發電量增加超過50%。其次，在設備體積方面展現出顯著優勢，整套發電機組占地僅為原蒸汽機組的一半，大大節省了空間資源。此外，該系統還具有響應速度快、運行穩定等突出特點。

特別值得一提的是，"超碳一號"示范工程創造性地將超臨界二氧化碳發電技術與鋼鐵廠燒結余熱回收相結合。鋼鐵生產過程中產生的大量余熱過去往往被白白浪費，現在通過這項新技術可以實現能源的高效回收利用。該項目自2023年底動工建設，經過兩年時間的精心實施，目前已成功投入商業運行。

據測算，"超碳一號"每年可為鋼鐵廠新增發電量7000余萬度，創造近三千萬元的發電收益。這不僅為企業帶來了可觀的經濟效益，更重要的是為高耗能行業的節能減排提供了創新解決方案。以水城鋼鐵廠為例，采用這項新技術后，其綜合能源利用率預計可提升30%以上。

從技術原理來看，超臨界二氧化碳發電的關鍵在于將二氧化碳加熱加壓至超臨界狀態（溫度高于31℃，壓力高于7.38MPa）。在這種狀態下，二氧化碳既具有類似液體的高密度，又具備類似氣體的低粘度，非常適合作為能量傳遞介質。通過特殊設計的渦輪機組，可以實現能量的高效轉換。

業內專家指出，這項技術的成功應用具有多重意義。一方面，它為傳統工業的綠色轉型提供了技術支撐；另一方面，也為我國在新能源技術領域贏得了國際話語權。隨著"雙碳"目標的持續推進，超臨界二氧化碳發電技術在電力、冶金、化工等高耗能行業具有廣闊的應用前景。

值得注意的是，該技術的研發過程并非一帆風順。科研團隊在材料選擇、系統設計、工藝控制等多個環節都面臨重大挑戰。特別是如何確保設備在高溫高壓條件下的長期穩定運行，曾是世界范圍內尚未解決的難題。中國科研人員通過持續攻關，最終在關鍵材料、核心部件等方面取得系列突破，為技術的商業化應用掃清了障礙。

展望未來，超臨界二氧化碳發電技術有望在多個領域大顯身手。除了工業余熱利用外，該技術還可與太陽能熱發電、核能發電等清潔能源相結合，進一步提升能源轉換效率。相關專家表示，隨著技術的不斷成熟和成本的持續下降，預計到2030年，我國超臨界二氧化碳發電裝機容量有望達到百萬千瓦級規模。

這一創新成果的取得，充分展現了中國科研團隊的智慧和勇氣，也為全球應對氣候變化提供了新的技術選擇。在能源革命和產業轉型的大背景下，"超碳一號"的成功運行只是一個開始，其示范效應將推動更多清潔能源技術的創新突破，為實現碳達峰、碳中和目標注入強勁動力。