12 月 20 日，全球首台商用超临界二氧化碳发电机组 " 超碳一号 " 示范工程在贵州六盘水首钢水城钢铁厂成功投运，意味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。

" 超碳一号 " 如何发电？

不论是传统的火力发电还是先进的核电技术，以及各类余热蒸汽发电，原理都类似于 " 烧开水 "，就是用热量将水变为水蒸气，推动汽轮机转动来发电。而 " 超碳一号 " 是将液态二氧化碳加温、加压成为超临界状态带动发电机发电。

△这是 " 超碳一号 " 的二氧化碳回收泵（资料照片）。新华社发（中核集团中国核动力研究设计院提供）

二氧化碳在超临界状态下密度大，接近液体，使得它能储存更多能量，如同一个 " 壮汉 "，比起传统水蒸气 " 肌肉 " 更多，而且它的黏度很低，接近气体，意味着流动阻力更小，直接加热膨胀做功，不发生相变，过程更为简单，响应速度更快。

△这是 " 超碳一号 " 的透平及发电机（资料照片）。新华社发（中核集团中国核动力研究设计院提供）

超临界二氧化碳发电分为四个步骤：压缩、加热、膨胀、冷却，就像往一个钢铁容器里吹气，随着吹的气越来越多，容器里的气体密度和压力越来越大，再给容器内部升温，形成高温高压环境，使内能大大增加。

△ 12 月 20 日，工作人员在 " 超碳一号 " 智控中心工作。新华社记者 肖艳 摄

这时，给容器开一个小孔，高温高压的气体快速喷出，推动一个风车拖动发电机转动，从而实现发电。

据介绍，相比目前使用的烧结余热蒸汽发电技术，" 超碳一号 " 发电效率可以提升 85% 以上，在原有发电基础上，每年还可以多发电 7000 万千瓦时以上。

未来应用前景如何？

记者了解到，" 熔盐储能 + 超临界二氧化碳发电 " 新能源储能发电示范项目预计 2026 年上半年在新疆开工建设，项目利用风电光伏富余电力加热熔盐，在电网需要时，高温熔盐通过超临界二氧化碳将热能快速转化为电能。

此外，超临界二氧化碳发电技术在海上油气钻井平台、大型船舶这些对设备体积要求较高的领域也有广阔的应用前景。 " 超碳一号 " 不仅效率高，而且有系统紧凑、辅助系统少和响应速度快的优势，连场地需求也可以 " 瘦身 "50%。

当前，钢铁、水泥等传统产业是能源消耗和碳排放的重点领域，也是推进 " 双碳 " 工作的主战场。大量的工业余热以废水废液、高温烟气、高温产品以及炉渣等形式直接排放到环境中。把工业余热高效利用，是节能降碳的一个实招、硬招。

在不远的将来，超临界二氧化碳技术还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，为实现 " 双碳 " 目标加油助力。

来源 央视新闻微信公众号 新华网

编辑 王欣 /编审 李枫 /签发 蒲谋