我国超临界二氧化碳发电技术实现商业化突破 钢铁行业年减排潜力超千万吨

当前,全球能源结构调整与工业绿色转型面临重大课题。

传统工业生产过程中产生的大量余热资源未能充分利用,既造成能源浪费,也增加了碳排放压力。

如何高效回收利用工业余热,提升能源转换效率,成为推进能源革命的关键突破口。

超临界二氧化碳工质高效发电技术正是这一问题的创新解决方案。

与传统"烧开水"发电模式不同,该技术利用二氧化碳在超临界状态下兼具高密度与低粘度的独特物理特性,构建封闭式雷顿循环系统,实现能量的高效转换与传递。

针对钢铁烧结工序产生的高温烟气余热,这项技术展现出显著优势:效率更高、设备更小、反应更快、水耗更低。

经过23个月的联合攻坚,中国核动力研究设计院与济钢集团国际工程技术有限公司成功研制出全球首台商用超临界二氧化碳余热发电机组"超碳一号"。

该机组于2025年底成功并网发电,实现了从技术验证到商业应用的里程碑式跨越。

这一突破具有重要的示范意义,标志着超临界二氧化碳发电技术已具备工程化、规模化应用的条件。

数据充分说明了这项技术的先进性。

相较于原有烧结余热发电系统,"超碳一号"使发电效率提升75%以上,系统净发电量提升超过30%,设备占地面积减少约50%,运维复杂度显著降低。

自并网以来,该机组已连续安全运行超1500小时,无故障、无异常停机,在高负荷下实现113%超发,在低负荷下也无需与电网解列,常态化运行班组仅需2人,实现了机组自动跟随热源波动。

这些指标充分证明了该技术的可靠性和实用性。

从产业前景看,超临界二氧化碳发电技术的应用潜力远超钢铁行业。

若将该技术推广至中国钢铁行业烧结余热改造,预计每年可节约标准煤约483万吨,减排二氧化碳1285万吨,经济效益与环保效益显著。

同时,该技术可与光热发电、工业余热回收、储能调峰等多个领域结合,还可用于提升传统燃煤、天然气发电效率,与新型储能技术结合以缓解新能源消纳难题。

在钢铁、水泥、化工、有色等行业中,该技术都能高效回收生产过程中的余热废热,提升整体能源利用效率。

山东省作为工业大省,拥有深厚的工业基础和完善的产业链,为这类重大创新技术的工程化验证和规模化应用提供了最佳"试验场"与"应用场"。

此次对接会上,中国核动力研究设计院、济钢集团与山钢集团、山东恒信集团等企业签署了多项合作意向协议,表明产业界对该技术商业化前景的高度认可。

这些合作将进一步推动超临界二氧化碳发电技术在更广泛工业场景中的应用,加快技术的产业化进程。

从余热回收这一“小切口”入手,推动关键技术从实验室走向产业现场,是制造业绿色转型的务实路径。

超临界二氧化碳余热发电的商业化运行与多方合作推进,既体现了科技创新与产业需求的深度耦合,也为传统工业行业打开了提升能效、降低排放的新空间。

面向未来,唯有坚持以工程化验证夯实可靠性、以产业协同放大规模效应、以制度与标准体系护航推广进程,才能让更多“看得见的热”转化为“用得上的电”,为高质量发展注入更强的绿色动能。