來源：央視新聞微信公眾號(hào)

今天（20日），全球首臺(tái)商用超臨界二氧化碳發(fā)電機(jī)組“超碳一號(hào)”示范工程在貴州六盤水首鋼水城鋼鐵廠成功投運(yùn)，意味著全球首次將超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室推向商業(yè)落地。

“超碳一號(hào)”如何發(fā)電？

不論是傳統(tǒng)的火力發(fā)電還是先進(jìn)的核電技術(shù)，以及各類余熱蒸汽發(fā)電，原理都類似于“燒開水”，就是用熱量將水變?yōu)樗魵?，推?dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來發(fā)電。而“超碳一號(hào)”是將液態(tài)二氧化碳加溫、加壓成為超臨界狀態(tài)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

二氧化碳在超臨界狀態(tài)下密度大，接近液體，使得它能儲(chǔ)存更多能量，如同一個(gè)“壯漢”，比起傳統(tǒng)水蒸氣“肌肉”更多，而且它的黏度很低，接近氣體，意味著流動(dòng)阻力更小，直接加熱膨脹做功，不發(fā)生相變，過程更為簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度更快。

超臨界二氧化碳發(fā)電分為四個(gè)步驟：壓縮、加熱、膨脹、冷卻，就像往一個(gè)鋼鐵容器里吹氣，隨著吹的氣越來越多，容器里的氣體密度和壓力越來越大，再給容器內(nèi)部升溫，形成高溫高壓環(huán)境，使內(nèi)能大大增加。

這時(shí)，給容器開一個(gè)小孔，高溫高壓的氣體快速噴出，推動(dòng)一個(gè)風(fēng)車拖動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電。

據(jù)介紹，相比目前使用的燒結(jié)余熱蒸汽發(fā)電技術(shù)，“超碳一號(hào)”發(fā)電效率可以提升85%以上，在原有發(fā)電基礎(chǔ)上，每年還可以多發(fā)電7000萬千瓦時(shí)以上。

未來應(yīng)用前景如何？

記者了解到，“熔鹽儲(chǔ)能+超臨界二氧化碳發(fā)電”新能源儲(chǔ)能發(fā)電示范項(xiàng)目預(yù)計(jì)2026年上半年在新疆開工建設(shè)，項(xiàng)目利用風(fēng)電光伏富余電力加熱熔鹽，在電網(wǎng)需要時(shí)，高溫熔鹽通過超臨界二氧化碳將熱能快速轉(zhuǎn)化為電能。

此外，超臨界二氧化碳發(fā)電技術(shù)在海上油氣鉆井平臺(tái)、大型船舶這些對(duì)設(shè)備體積要求較高的領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。 “超碳一號(hào)”不僅效率高，而且有系統(tǒng)緊湊、輔助系統(tǒng)少和響應(yīng)速度快的優(yōu)勢(shì)，連場(chǎng)地需求也可以“瘦身”50%。

當(dāng)前，鋼鐵、水泥等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是能源消耗和碳排放的重點(diǎn)領(lǐng)域，也是推進(jìn)“雙碳”工作的主戰(zhàn)場(chǎng)。大量的工業(yè)余熱以廢水廢液、高溫?zé)煔?、高溫產(chǎn)品以及爐渣等形式直接排放到環(huán)境中。把工業(yè)余熱高效利用，是節(jié)能降碳的一個(gè)實(shí)招、硬招。

在不遠(yuǎn)的將來，超臨界二氧化碳技術(shù)還可以與各種熱源組合成發(fā)電系統(tǒng)，在光熱發(fā)電、余熱發(fā)電、儲(chǔ)能發(fā)電等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)加油助力。

總臺(tái)央視記者/楊瀟 吳天白