中国团队攻克世界级难题 二氧化碳“烧”出高效电

中国科研团队近日在清洁能源领域取得重大突破。在贵州六盘水首钢水城钢铁厂内，全球首台商用超临界二氧化碳发电机组——"超碳一号"示范工程已实现平稳运行。这项具有里程碑意义的技术创新，标志着我国在新型发电技术领域已走在世界前列。

传统发电技术普遍采用以水为介质的蒸汽循环系统，而"超碳一号"开创性地将超临界二氧化碳作为热力循环介质应用于发电领域。该项目总设计师黄彦平介绍，超临界二氧化碳发电技术是21世纪能源技术的重要发展方向，其核心在于利用二氧化碳在超临界状态下的特殊物理性质来实现高效能量转换。

这项技术的突破性体现在多个方面。首先，在发电效率上实现了质的飞跃。与传统蒸汽发电相比，"超碳一号"的发电效率提升了85%以上，净发电量增加超过50%。其次，在设备体积方面展现出显著优势，整套发电机组占地仅为原蒸汽机组的一半，大大节省了空间资源。此外，该系统还具有响应速度快、运行稳定等突出特点。

特别值得一提的是，"超碳一号"示范工程创造性地将超临界二氧化碳发电技术与钢铁厂烧结余热回收相结合。钢铁生产过程中产生的大量余热过去往往被白白浪费，现在通过这项新技术可以实现能源的高效回收利用。该项目自2023年底动工建设，经过两年时间的精心实施，目前已成功投入商业运行。

据测算，"超碳一号"每年可为钢铁厂新增发电量7000余万度，创造近三千万元的发电收益。这不仅为企业带来了可观的经济效益，更重要的是为高耗能行业的节能减排提供了创新解决方案。以水城钢铁厂为例，采用这项新技术后，其综合能源利用率预计可提升30%以上。

从技术原理来看，超临界二氧化碳发电的关键在于将二氧化碳加热加压至超临界状态（温度高于31℃，压力高于7.38MPa）。在这种状态下，二氧化碳既具有类似液体的高密度，又具备类似气体的低粘度，非常适合作为能量传递介质。通过特殊设计的涡轮机组，可以实现能量的高效转换。

业内专家指出，这项技术的成功应用具有多重意义。一方面，它为传统工业的绿色转型提供了技术支撑；另一方面，也为我国在新能源技术领域赢得了国际话语权。随着"双碳"目标的持续推进，超临界二氧化碳发电技术在电力、冶金、化工等高耗能行业具有广阔的应用前景。

值得注意的是，该技术的研发过程并非一帆风顺。科研团队在材料选择、系统设计、工艺控制等多个环节都面临重大挑战。特别是如何确保设备在高温高压条件下的长期稳定运行，曾是世界范围内尚未解决的难题。中国科研人员通过持续攻关，最终在关键材料、核心部件等方面取得系列突破，为技术的商业化应用扫清了障碍。

展望未来，超临界二氧化碳发电技术有望在多个领域大显身手。除了工业余热利用外，该技术还可与太阳能热发电、核能发电等清洁能源相结合，进一步提升能源转换效率。相关专家表示，随着技术的不断成熟和成本的持续下降，预计到2030年，我国超临界二氧化碳发电装机容量有望达到百万千瓦级规模。

这一创新成果的取得，充分展现了中国科研团队的智慧和勇气，也为全球应对气候变化提供了新的技术选择。在能源革命和产业转型的大背景下，"超碳一号"的成功运行只是一个开始，其示范效应将推动更多清洁能源技术的创新突破，为实现碳达峰、碳中和目标注入强劲动力。