12月20日，全球首臺商用超臨界二氧化碳發(fā)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(fā)電技術(shù)“超碳一號”的全球示范工程?！俺家惶枴?有助于突破世界范圍內(nèi)中小功率規(guī)模、中高溫熱源高效利用的技術(shù)瓶頸，本次商運，也意味著全球首次將超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)從實驗室推向商業(yè)落地。

全球首臺商用超臨界二氧化碳發(fā)電機組三維示意圖

“超碳一號”示范工程由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(shù)有限公司、首鋼水城鋼鐵（集團）有限責任公司共同推進，是全球首套2×15兆瓦超臨界二氧化碳燒結(jié)余熱發(fā)電工程。相比現(xiàn)役燒結(jié)余熱蒸汽發(fā)電技術(shù)，“超碳一號”發(fā)電效率提升85%以上，凈發(fā)電量提升50%以上，同時系統(tǒng)簡化、設備減少、運維便利，場地需求減小50%。

全球首臺商用超臨界二氧化碳發(fā)電機組廠房外景

超臨界二氧化碳被認為是中高熱源溫度場景下最具應用前景的工質(zhì)之一，在光熱發(fā)電、余熱發(fā)電、儲能發(fā)電等領(lǐng)域具有良好的應用前景。作為一種革新型熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)，“超碳一號”以超臨界二氧化碳作為循環(huán)工質(zhì)，通過構(gòu)建閉式布雷頓循環(huán)（以氣體為工質(zhì)的熱力循環(huán)）實現(xiàn)高效穩(wěn)定做功。得益于超臨界二氧化碳的物質(zhì)屬性，該技術(shù)具有效率高、系統(tǒng)緊湊、輔助系統(tǒng)少和機動性強的優(yōu)勢，未來有望向更大功率、更高溫應用場景拓展。

超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)實驗裝置

核動力院從2009年開始開展超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)研究，經(jīng)過十余年的艱難探索，攻克了從設計、制造到集成應用的系列關(guān)鍵技術(shù)，建立了超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)研發(fā)體系并完成技術(shù)驗證。2023年8月，濟鋼與水鋼正式簽訂項目合同，以合同能源管理模式推動項目落地； 2023年12月，正式啟動“超碳一號”示范工程的建設。

超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)研發(fā)團隊

研發(fā)過程中，核動力院集合了東方電氣集團、西安交通大學、西北工業(yè)大學、清華大學、四川大學等國內(nèi)優(yōu)勢企業(yè)和高校團隊，形成了以超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)為核心的產(chǎn)學研共同體，具備了完全自主的精細設計和成套供貨能力。

除了該示范項目，中核集團還于2024年啟動了“熔鹽儲能+超臨界二氧化碳發(fā)電”示范項目，預計2028年完成示范應用。此外，超臨界二氧化碳還在光熱發(fā)電等多個領(lǐng)域擁有廣闊應用前景。

來源：人民日報客戶端