全球首台！跟“烧开水”说再见

“人类科技的尽头就是烧开水吗？”

从首次蒸汽发电至今，人类利用“烧开水”获取电力已有140余年历史。截至目前，蒸汽发电仍是现代火力发电厂与核电厂的主要发电方式，即便在现役的核动力航母等尖端装备上，同样离不开“烧开水”。

然而，以蒸汽为循环工质的发电技术对热源十分“挑剔”。在低温热源领域，其效率非常低，甚至无法正常运行；在高温热源领域，其效率极限仅约40%。

超临界二氧化碳发电试验装置

随着超临界二氧化碳发电技术的出现，“烧开水”发电将迎来质变。

全球首台商用超临界二氧化碳发电机组三维演示

12月20日，全球首台商用超临界二氧化碳发电机组在贵州六盘水首钢水城钢铁集团成功商运。该项目是我国超临界二氧化碳余热发电技术“超碳一号”全球示范工程，此次商运标志着全球首次将超临界二氧化碳发电技术从实验室推向商业落地，对全球超临界二氧化碳余热发电技术发展具有重要示范意义。

“相比现役烧结余热蒸汽发电技术，超碳一号发电效率提升85%以上，净发电量提升超过50%，同时系统简化、设备减少、运维便利，场地需求减小50%。”中核集团首席科学家、中国核动力研究设计院超碳一号总设计师黄彦平表示，如果将该技术应用于全国的烧结余热改造，预计每年可以节约标准煤约483万吨以上，减少二氧化碳排放1285万吨以上，将对钢铁、水泥、造纸等预热利用行业带来深远影响。

据介绍，当温度超过31℃、工作压力超过73个大气压时，二氧化碳就会进入超临界态。超临界二氧化碳无相变，兼具液体的流动性和气体的可压缩性，使得超临界二氧化碳发电技术具备体积小、重量轻、设备少、易操控、效率高等技术优势，其理论热电转换效率可突破50%。通过高效的热电转换，还能够显著减少温室气体排放，推动能源结构优化与可持续发展。项目厂房外景

“超临界二氧化碳被认为是中高热源温度场景下最具应用前景的工质之一，可以与各种热源组合成发电系统，在光热发电、余热发电、储能发电等领域具有良好的应用前景。”黄彦平介绍，经过10余年探索，我国已攻克从设计、制造到集成应用的一系列关键技术，建立起超临界二氧化碳发电技术研发体系并完成技术验证，全面掌握超临界二氧化碳发电系统的设计、制造与系统集成能力。

除了该示范项目，针对新能源发电领域的弃风、弃光问题，中核集团在新疆启动了50兆瓦“熔盐储能+超临界二氧化碳发电”示范项目。该项目利用超临界二氧化碳发电技术爬坡速度快、调峰深度大、调峰能力强的技术优势，可满足新疆地区新能源消纳、长时储能、调峰调频的需求，项目预计2026年上半年开工建设，2028年投入商业运营。

除了效率高、体积小等特点外，超临界二氧化碳发电技术在安全性、紧凑型上与采用蒸汽系统相比有了极大改善，对内部空间有限的应用场景适应性更强。

有了这些优势，不知你最想在哪里跟它说“嗨”？！

（光明日报全媒体记者张晓华 本文图片均由中国核动力研究设计院提供）

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来源：光明日报全媒体记者张晓华 本文图片均由中国核动力研究设计院提供

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