北京日報記者從中核集團獲悉，12月20日，全球首臺商用超臨界二氧化碳發電機組在貴州六盤水首鋼水鋼集團成功商運，這也是超臨界二氧化碳余熱發電技術“超碳一號”的全球示范工程。
作為一種新型發電技術，“超碳一號”有助于突破世界范圍內中小功率規模、中高溫熱源高效利用的技術瓶頸，加速形成新質生產力，本次商運也意味著全球首次將超臨界二氧化碳發電技術從實驗室推向商業落地，標志其向政產學研用結合的技術創新體系轉進，具有里程碑式的意義。
超臨界二氧化碳發電技術實驗裝置
“超碳一號”示范工程是中核集團中國核動力研究設計院與濟鋼集團國際工程技術有限公司、首鋼水城鋼鐵（集團）有限責任公司共同推進的全球首套2×15兆瓦超臨界二氧化碳燒結余熱發電工程。
“超碳一號”總設計師黃彥平介紹，這一技術是把溫度超過31攝氏度、壓力升高至73個大氣壓以上環境中的超臨界二氧化碳作為循環工質，將其送進發電系統里，再通過壓縮機和換熱器提高超臨界二氧化碳的壓力和溫度，讓高溫高壓的二氧化碳推動透平旋轉，進而產生電能。
相比現役燒結余熱蒸汽發電技術，“超碳一號”發電效率提升85%以上，凈發電量提升50%以上，同時系統簡化、設備減少、運維便利，場地需求減少50%。
作為一種革新型熱電轉換技術，“超碳一號”以超臨界二氧化碳作為循環工質，具有效率高、系統緊湊、輔助系統少和機動性強的核心優勢，且未來有望向更大功率、更高溫應用場景拓展。
全球首臺商用超臨界二氧化碳發電機組三維示意圖
據了解，美國能源局2017年將超臨界二氧化碳發電技術列為國家能源領域戰略性前沿技術第二位，進行長期持續投資；2018年，超臨界二氧化碳發電技術入選《麻省理工科技評論》“全球十大突破性技術”。2021年，超臨界二氧化碳發電技術被列入我國“十四五能源領域科技創新規劃”。
2023年12月，“超碳一號”示范工程啟動建設。除了該示范項目，中核集團還于2024年啟動“熔鹽儲能+超臨界二氧化碳發電”示范項目，已入選國家能源領域第五批首臺（套）重大技術裝備，預計2028年完成示范應用。此外，超臨界二氧化碳還在光熱發電等多個領域擁有廣闊應用前景。
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