近日，被业界称为"超碳一号"的全球首套超临界二氧化碳烧结余热发电工程首钢水城钢铁集团成功投入商业运行；这个突破性进展表明，我国已率先将这项前沿能源技术从理论研究阶段推进至大规模工业应用，开启了热电转换领域的全新篇章。 超临界二氧化碳发电技术的核心创新在于改变了传统发电的能量转换方式。长期以来，无论是火电、核电还是工业余热发电，都遵循"烧开水"的基本逻辑——即将水加热成蒸汽——利用蒸汽推动汽轮机进行发电。而"超碳一号"项目则突破了这一传统思路，采用超临界状态的二氧化碳作为工作介质。当二氧化碳在温度超过31摄氏度、压强达到7.38兆帕的条件下，会进入一种特殊的物理状态，既具有气体的流动性，又具有液体的高密度。这种独特的物理特性使其成为理想的发电介质。 相比传统水蒸气发电，超临界二氧化碳具有多上优势。首先，其密度更大，能储存更多能量，做功能力更强。其次，流动阻力小，加热后可直接膨胀推动发电机，无需经历水蒸气那样复杂的气液相变过程，使整个发电流程更加简洁高效。根据首钢水钢集团的实际运行数据，与当前主流的烧结余热蒸汽发电技术相比，"超碳一号"的净发电效率可提高20%至50%，这意味着工业余热的利用效率得到了明显提高。 这项技术的推广应用具有重要的现实意义。钢铁生产过程中产生的350摄氏度至600摄氏度的中低温余热，传统发电技术中利用效率较低，而超临界二氧化碳发电恰好能够充分利用这部分余热资源。同时，该技术完全不消耗水资源，也不产生废水，这对水资源紧张地区和高耗水的钢铁企业来说是重大利好。此外，相比同等功率的蒸汽发电系统，"超碳一号"的占地面积大幅减少，设备更加紧凑，有利于工业企业的空间优化利用。 从技术研发到商业应用的过程并非一帆风顺。中国核动力研究设计院从2009年开始研究这项技术，用7年时间完成了基础理论研究和试验平台搭建，2016年进入实验室测试阶段，2019年才实现小规模发电验证。技术的成熟需要时间，但更需要企业的勇气和决心。首钢水钢集团在面临设备更新换代的契机时，做出了采用这项全新技术的战略决策。企业管理层认识到，虽然采用未成熟技术存在短期风险，但从长远发展看，这项技术在节能减排和降本增效上的潜力是巨大的，这个风险值得承担。 2023年底，"超碳一号"项目正式启动建设，由首钢水钢集团、中核集团中国核动力研究设计院和济钢集团国际工程技术有限公司联合推进。2025年11月，项目并网发电调试成功，一个月后顺利实现商业运行。我国由此成为全球首个将超临界二氧化碳发电技术商业化的国家，这一成就充分反映了我国在能源领域的科技创新能力和产业转化能力。 需要指出，超临界二氧化碳发电技术早已被国际能源领域重视。美国在2015年就将其列为国家能源领域战略性前沿技术，我国也在《"十四五"能源领域科技创新规划》中将其列为重点推进的前沿能源技术。"超碳一号"的商业成功，标志着我国在这一战略性技术领域实现了从跟踪到领先的转变。
把余热变电能，考验的不只是技术指标，更是产业协同与长期主义的决心。"超碳一号"实现商业运行，表达出一个清晰信号：在绿色转型进入深水区的当下，提升存量能源利用效率同样可以形成可观增量。面向未来，唯有持续攻关关键装备、完善标准体系、扩大示范应用，才能让更多被浪费的热转化为高质量发展的绿色动能。