今天（20日），首台商业化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实施，这意味着超临界二氧化碳发电技术在全球首次从实验室推向商业化。
“超级碳一号”如何发电？
无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，其原理都与“沸水”类似，都是利用热量将水变成蒸汽，带动汽轮机旋转发电。 “超级碳一号”将液态二氧化碳加热加压至超临界状态，驱动发电机发电。
在超临界状态下，二氧化碳具有高密度且接近液体，这使得它能够凝固矿石更多的能量，就像一个“大力士”，比传统的水蒸气拥有更多的“肌肉”。而且它的粘度很低，接近于气体，这意味着流动阻力更小。它可以直接加热和膨胀来完成工作，而无需修改零件。流程更简单，响应速度更快。
超临界二氧化碳发电分为压缩、加热、膨胀、冷却四个步骤。这就像将空气吹入铁容器中一样。随着越来越多的空气被吹入，容器内气体的密度和压力增加。这使容器内部受热，形成高温高压的环境，从而大大增加了内能。
这时，在容器上开一个小孔，高温高压气体迅速释放出来，带动风车，带动发电机旋转，从而发电。
据介绍，相比t目前采用的烧结余热蒸汽发电技术，“超碳一号”的发电效率可提高85%以上。按原有发电量计算，每年可发电7000万千瓦时以上。
未来的应用前景如何？
记者了解到，“熔盐储能+超临界二氧化碳发电”预计2026年上半年在新疆开工建设，该项目利用风电和光伏剩余电力对熔盐进行加热。当电网需要时，高温熔盐会通过超临界二氧化碳快速将热能转化为电能。
此外，超临界二氧化碳发电技术在海上油气钻井平台、大型船舶等需要大量设备的领域也有广泛的应用。 “超碳一号”不仅高效t，还具有系统紧凑、辅助系统少、响应速度快等优点。甚至场地要求也可以“精简”50%。
当前，钢铁、水泥等传统行业是能源消耗和碳排放的主要领域，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、炉渣等形式直接排放到环境中。高效利用工业余热是节约能源、减少碳排放的一种实用且经济有效的方法。
在不久的将来，超临界二氧化碳技术还可能与各种热源相结合，产生发电系统。在光热发电、余热发电、储能发电等领域具有巨大的应用前景，将助力实现“双碳”目标。
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制片人/王源 主编/Misha
央视记者/杨晓吴天白
编辑/杨慧君