零碳科技：二氧化碳“烧”出高效电！中国超碳一号领先世界五年

2026年初，一则来自首钢水钢集团的消息引发全球能源领域高度关注——由济钢集团与中国核动力研究设计院联合打造的全球首台套2×15兆瓦超临界二氧化碳烧结余热发电系统（“超碳一号”）成功实现商业化运行。这一突破性进展，不仅标志着中国在超碳发电技术领域率先完成工程化、商业化跨越，更以新质生产力的生动实践，为全球工业绿色低碳转型提供了可复制、可推广的“中国方案”。

在全球能源结构转型进入深水区、科技竞争日趋激烈的当下，“超碳一号”的成功商用绝非孤立的技术突破。它既是中国多年来在能源装备领域持续攻关的必然成果，也是国有企业践行绿色发展使命的责任担当，更是山东省推动新旧动能转换、实现“双碳”目标的关键抓手。

技术革新

能源领域的每一次重大变革，都源于核心技术的突破性进展。“超碳一号”之所以能引发行业震动，关键在于其采用的超临界二氧化碳发电技术，从根本上改变了传统余热发电的能量转换逻辑，实现了效率、紧凑性、机动性的全面跃升。

技术原理：超临界二氧化碳的“能量魔法”

传统烧结余热发电多采用蒸汽循环技术，即通过余热加热水产生蒸汽，再驱动汽轮机发电。这一模式存在能量损失大、系统体积庞大、启动响应慢等固有缺陷。而“超碳一号”创新性地采用超临界二氧化碳作为循环工质，通过闭式布雷顿循环完成能量转换——当二氧化碳处于超临界状态（温度31.1℃、压力7.38MPa以上）时，兼具气体的低粘度和液体的高密度特性，能量传递效率大幅提升。

这种技术路径的革新带来了颠覆性效果：运行数据显示，“超碳一号”在满负荷运行状态下，相较于传统烧结环冷余热蒸汽发电工艺，净发电量提升30%以上，能效提升效果显著。权威专家评价指出，该技术“具有系统紧凑、机动性强、效率卓越的核心优势，是未来工业余热、光热发电等领域实现革命性变革的关键技术”。

工程突破：从实验室到工业园的艰难跨越

作为全球首台套商用项目，“超碳一号”的落地过程面临着“无标准可执行、无经验可借鉴”的双重挑战。济钢集团组建精锐项目团队，历经23个月的建设与调试，跨学科、跨领域开展技术融合与创新攻关，累计解决各类技术问题200余项，攻克主要技术难题88项，最终成功将实验室技术转化为可稳定运行的工业装置。

在这一过程中，济钢集团发挥了关键作用：依托在钢铁行业深耕多年积累的经验，特别是对烧结余热特性与回收技术的深刻理解，精准判断出超碳技术与烧结余热回收的最佳结合点；主导编制核心工程化技术方案，完成项目立项、商务谈判、技术附件签订及初步设计等全流程工作；承担EPC总包（设计、采购、建设）及运营等关键环节，展现了在复杂系统工程领域的强大整合能力与创新精神。

技术空白填补：破解中小功率中高温热源利用难题

长期以来，全球能源领域存在一个突出痛点：中小功率规模、中高温热源场景的高效动力技术供给不足。大量工业余热、光热等能源因缺乏高效转换技术，只能白白浪费。“超碳一号”的成功商用，精准填补了这一技术空白。

据测算，工业余热占全球总能耗的15%-20%，其中钢铁行业的烧结余热是典型的中高温热源，具有总量大、稳定性强的特点，但传统技术的低效率制约了其回收利用价值。“超碳一号”的技术路径，为这类热源的高效利用提供了成熟方案，其核心技术可广泛复制到化工、建材、有色金属等多个高耗能行业，撬动万亿级余热利用市场。

产业赋能

工业是国民经济的支柱，也是能源消耗和碳排放的主要来源。“超碳一号”的商业化运行，不仅为钢铁行业的绿色转型提供了示范，更将通过技术扩散与模式复制，推动整个工业体系的能源利用革命，为制造业高质量发展注入新动能。

钢铁行业的“节能革命”

钢铁行业是典型的高耗能、高排放行业，烧结工序作为钢铁生产的关键环节，产生的余热资源丰富但回收难度大。“超碳一号”在首钢水钢的成功应用，为钢铁行业余热回收提供了全新范本——通过高效转换技术，将原本浪费的烧结余热转化为清洁电力，实现了“变废为宝”的生态价值。

以单厂效益为例，首钢水钢“超碳一号”项目投产后，每年可新增清洁电力供应约1.2亿千瓦时（按年利用小时数6000计算），相当于减少标准煤消耗约3.6万吨，减少二氧化碳排放约9.9万吨。若推广至全国钢铁行业，按现有烧结产能测算，每年可新增发电量超100亿千瓦时，减少二氧化碳排放超800万吨，对钢铁行业完成“双碳”目标具有关键支撑作用。

全产业链的“技术溢出”

“超碳一号”的成功，不仅是单一技术的突破，更是全产业链能力的集中体现。济钢集团在项目实施过程中，形成了从技术方案设计、工程研发、系统集成到项目建设、运营维护的全链条服务能力，构建了“技术+资本+服务”的绿色产业生态。

这种全产业链能力的形成，将产生显著的技术溢出效应：一方面，带动超临界二氧化碳压缩机、换热器、透平机等核心装备的国产化替代，推动能源装备产业向高端化、智能化升级；另一方面，济钢集团可依托“一站式”交钥匙工程服务模式，为化工、建材、有色金属等其他高耗能行业提供定制化余热发电解决方案，促进绿色服务产业发展。

据测算，仅山东省内就有超过50家钢铁、化工、建材企业具备余热回收改造条件，若全部采用“超碳一号”技术方案，可形成超1000兆瓦的装机容量，每年新增发电量超60亿千瓦时，带动相关装备制造、工程服务产业规模超200亿元，创造大量高质量就业岗位。

行业标准的“中国制定”

在全球绿色低碳转型进程中，技术标准的制定权直接决定了产业竞争的主动权。“超碳一号”作为全球首台套商用项目，其成功运行积累的工程数据、技术规范、运营经验，将为国际超临界二氧化碳发电技术标准的制定提供重要参考。

济钢集团作为项目主导方，已联合中国核动力研究设计院、国内高校及科研机构，启动相关国家标准、行业标准的编制工作，有望在中小功率超临界二氧化碳发电领域形成“中国标准”。这不仅能提升中国在全球能源技术领域的话语权，更能为中国企业参与国际绿色能源项目提供技术支撑，推动“中国技术”“中国装备”“中国服务”走向全球。

区域发展

山东作为工业大省、能源消耗大省，同时也是国家新旧动能转换综合试验区，肩负着推动传统产业绿色转型、实现高质量发展的重大使命。“超碳一号”的成功商用，为山东省破解“工业大省”与“低碳转型”的矛盾提供了关键路径，成为区域绿色发展的“新引擎”。

“双碳”目标的“高效路径”：量化减排的现实意义

山东省“十四五”规划明确提出，到2025年，单位地区生产总值能耗较2020年下降14.5%，单位地区生产总值二氧化碳排放下降18%。要实现这一目标，必须依靠技术创新推动能源利用效率提升。

“超碳一号”技术的推广应用，将为山东省提供高效的减排路径。初步估算，山东省钢铁企业烧结矿余热资源量约100亿千瓦时，采用“超碳一号”技术后，热电效率提升75%以上，净发电量提升30%以上，可多上网电量5亿-8亿千瓦时，年减少二氧化碳排放量约40万吨。若扩展至化工、建材等其他行业，每年可减少二氧化碳排放超200万吨，为山东省完成“双碳”目标提供坚实保障。

新旧动能转换的“核心抓手”：推动传统产业绿色升级

新旧动能转换的核心是推动传统产业向高端化、智能化、绿色化转型。山东省拥有众多钢铁、化工、建材等高耗能企业，这些企业既是能源消耗的重点，也是绿色转型的潜力所在。

“超碳一号”的成功模式，可快速复制到山东省内具备条件的工业企业，特别是山钢集团旗下及其他兄弟钢铁企业的烧结、炼铁、轧钢等工序的余热回收场景。济钢集团作为山东省骨干国有企业，可依托全链条服务能力，为省内企业提供定制化解决方案，帮助企业降低碳排放、提升能效，推动传统产业从“高耗能、高排放”向“高效益、低排放”转型。

同时，技术的推广应用将倒逼高耗能企业进行节能技术改造，提升整个工业体系的能源利用水平和绿色化程度，形成“技术创新—产业升级—能效提升—减排增效”的良性循环，为山东省新旧动能转换注入核心技术动力。

区域产业的“集群效应”：构建绿色能源产业生态

“超碳一号”的落地，将带动山东省绿色能源产业集群发展。一方面，项目所需的核心装备如超临界二氧化碳压缩机、透平机、换热器等，将推动省内装备制造企业加大研发投入，提升高端装备制造能力；另一方面，工程设计、系统集成、运营维护等绿色服务产业的发展，将吸引上下游企业集聚，形成完整的绿色能源产业链条。

此外，山东省作为能源大省，正致力于推动“能源革命”，构建清洁低碳、安全高效的能源体系。“超碳一号”技术的推广，将与光伏、风电等可再生能源形成互补，深度挖掘工业余热、光热等分布式能源潜力，推动能源供给从传统化石能源为主向可再生能源与清洁能源并重转型，为山东省打造国家级绿色低碳发展样板提供支撑。

国家战略

“超碳一号”的成功商用，不仅具有显著的区域价值和产业价值，更契合国家重大战略需求，是中国践行绿色发展理念、参与全球气候治理、提升国家能源安全保障能力的重要体现。

“双碳”战略的技术支撑

中国承诺2030年前碳达峰、2060年前碳中和，工业领域作为碳排放的主要来源，其减排成效直接决定了“双碳”目标的实现进度。传统工业减排路径多依赖于节能降耗、结构调整等方式，减排空间逐渐收窄，亟需技术创新带来的突破性进展。

“超碳一号”采用的超临界二氧化碳发电技术，为工业减排提供了全新技术路径——通过高效回收利用工业余热，减少化石能源消耗，实现“增量减排”与“存量优化”的有机结合。该技术不仅适用于钢铁行业，还可广泛应用于化工、建材、有色金属等多个高耗能行业，对中国工业领域碳减排具有里程碑意义。

能源安全的重要保障

当前，全球能源格局深刻调整，能源安全已成为国家安全的重要组成部分。中国能源资源禀赋呈现“富煤、贫油、少气”的特点，过度依赖化石能源不仅面临环境压力，还存在供应链安全风险。

“超碳一号”技术的推广应用，将有效提升工业余热等分布式能源的利用效率，增加清洁电力供给，减少对化石能源的依赖，构建多元化能源供给体系。同时，超临界二氧化碳发电系统具有系统紧凑、机动性强的特点，可作为分布式能源站广泛应用于工业园区、偏远地区，提升能源供给的灵活性和安全性，为国家能源安全提供重要保障。

全球气候治理的“中国贡献”

应对全球气候变化是全人类的共同责任，中国作为负责任大国，始终积极参与全球气候治理，推动构建人类命运共同体。“超碳一号”的成功商用，向世界展示了中国在绿色低碳技术领域的创新能力，为全球工业绿色转型提供了可复制、可推广的“中国方案”。

在全球范围内，工业余热浪费现象普遍存在，仅钢铁行业每年浪费的余热资源就相当于10亿吨标准煤。“超碳一号”技术的推广，将帮助其他国家特别是发展中国家高效利用工业余热，减少碳排放，实现绿色发展。这不仅能提升中国在全球绿色技术领域的影响力，更能为全球气候治理注入中国动力，彰显中国的大国担当。

从“一号”到“万亿”，超碳技术的未来图景

“超碳一号”的成功商用，是中国能源装备领域的一个里程碑，更是一个新起点。这一全球领先的绿色低碳技术，将从首钢水钢的工业园走向更广阔的产业舞台，从山东省的区域实践扩展为全国性的绿色转型行动，从中国的技术创新升级为全球气候治理的共同财富。

展望未来，随着“超碳一号”的技术路径将不断迭代升级，应用场景将持续拓展——从工业余热回收延伸至光热发电、核能发电、分布式能源等多个领域，装机容量将从兆瓦级向千兆瓦级跨越，形成万亿级的绿色产业市场。一条以技术创新引领的绿色发展之路已经铺就，中国正以坚定的决心和务实的行动，书写全球能源转型的新篇章。

素材来源：央视新闻、中新网山东