12月20日,由中核集团自主研发的超碳一号示范工程在贵州省首钢水钢集团成功实现商业化运营,这是全球范围内首次将超临界二氧化碳发电技术从实验室研究推向工业应用。
该项目的成功标志着我国在能源技术创新领域迈出关键一步,为破解传统产业节能降碳难题提供了全新技术路径。
长期以来,钢铁、化工、建材等传统高耗能产业在生产过程中产生大量余热资源,但受限于现有蒸汽发电技术的效率瓶颈,这些余热往往难以得到充分利用。
数据显示,我国工业余热资源总量约占能源消费总量的17%,其中钢铁行业烧结工序的余热利用率长期处于较低水平。
在碳达峰碳中和目标约束下,如何提高余热资源利用效率,已成为传统产业绿色转型的紧迫课题。
超碳一号的技术突破为解决这一难题带来了曙光。
该技术采用超临界状态的二氧化碳作为循环工质,通过构建闭式布雷顿循环系统实现能量转换。
中国核动力研究设计院总设计师黄彦平介绍,相比传统烧结余热蒸汽发电技术,超碳一号的发电效率提升幅度超过85%,净发电量提升超过50%。
同时,由于系统设计更加紧凑,设备数量大幅减少,占地面积缩减一半,运行维护也更加便捷。
此次投入商运的示范工程装机容量为两台15兆瓦机组,由中核集团中国核动力研究设计院联合济钢集团国际工程技术有限公司、首钢水城钢铁集团有限责任公司共同推进建设。
项目实施过程中,三方充分发挥各自在核能技术、工程建设和钢铁生产方面的优势,构建起政产学研用深度融合的协同创新机制,为技术从研发到应用的快速转化提供了组织保障。
这项技术创新的意义不仅体现在单个项目的节能效益上,更在于为整个工业领域的绿色转型开辟了新方向。
国家近期印发的《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》明确要求,大力推动钢铁、有色、石化等行业的绿色低碳转型,推广节能低碳和清洁生产技术装备。
超碳一号技术的成功应用,恰好契合了这一战略部署。
从技术原理来看,超临界二氧化碳在特定温度和压力条件下同时具备气体的可压缩性和液体的高密度特性,这使得以其为工质的发电系统能够在更小的体积内实现更高的功率输出。
这种物质属性赋予了超碳一号技术在效率提升、系统简化、设备小型化等方面的独特优势,特别适合中小功率规模、中高温热源的高效利用场景,有效突破了世界范围内这一领域的技术瓶颈。
更值得关注的是该技术的广阔应用前景。
黄彦平表示,超碳一号技术具有良好的通用性和拓展性,未来可以与各类热源组合构建发电系统,在光热发电、储能发电等多个领域展现应用价值。
目前,熔盐储能与超临界二氧化碳发电相结合的示范项目已入选国家能源领域第五批首台套重大技术装备目录,计划于2028年完成示范应用,这将进一步拓展该技术的应用边界,向更大功率、更高温度的应用场景延伸。
从产业发展角度观察,超碳一号的成功商运为我国加快形成新质生产力提供了生动案例。
该技术通过提高能源转换效率,不仅能够显著降低企业生产成本,还能大幅减少温室气体排放,实现经济效益与环境效益的统一。
对于钢铁等传统产业而言,这种技术创新为其在保持生产规模的同时实现绿色转型提供了现实可行的路径。
从实验室走向生产线,超临界二氧化碳发电技术的商业化首秀,不仅是一次能源利用效率的飞跃,更折射出我国以科技创新驱动绿色发展的坚定路径。
当更多“超碳一号”在工厂、电站落地生根,传统产业的高碳锁扣将被逐一解开,而这场由技术革命引领的低碳转型,正为高质量发展写下生动注脚。
未来,如何加速技术迭代、构建标准体系、扩大国际合作,将是下一阶段需要持续探索的命题。