KY Gaming 走近大国重器丨用二氧化碳发电

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“超碳一号”示范工程厂房外景。

“超碳一号”示范工程主控室。

“超碳一号”示范工程拓荒厂房内。

伸开剩余87%

中核集团核能源院超临界二氧化碳发电技巧研发团队。 中核集团供图

紧迫申报

在新期间科技干事发展实践中，咱们不断深化划定性意识，积蓄了好多紧迫素质。主如果：坚合手党的全面指令，坚合手走中国特点自主改进谈路，坚合手改进引颈发展，坚合手“四个面向”的策略导向，坚合手以深化改良引发改进活力，坚合手推动教化科技东谈主才良性轮回，坚合手训导改进文化，坚合手科技绽开协作造福东谈主类。这些素质必须永恒坚合手并在实践中不断丰富发展。

二氧化碳若何可能发电？这么的质疑，中核集团首席科学家、“超碳一号”总瞎想师黄彦平已记不清在夙昔的十几年间听过些许次。

二氧化碳确实用来发电了！2025年12月20日，由中核集团中国核能源磋磨瞎想院研发的全球首台商用超临界二氧化碳发电机组，亦然超临界二氧化碳发电技巧“超碳一号”的全球示范工程，在贵州六盘水首钢水城钢铁（集团）有限拖累公司胜仗过问营业运行。这是全球初次将超临界二氧化碳发电技巧从实验室推向营业应用，我国在这一规模终了领跑。

二氧化碳用来发电，具有宏大上风。相通应用场景下，比拟蒸汽余热发电技巧，“超碳一号”能晋升发电服从85%以上，晋升净发电量50%以上。同期，还具有系统简化、拓荒减少、运维便利、场大地积减少50%等优点。如今，跟着商运胜仗，关联科技效果的奉行应用也在加速。

用二氧化碳如何发电？“领跑”的背后，研发团队在自主改进的路上闯过了哪些难关？记者采访了中核集团核能源院“超碳一号”研发团队。

“这条路，走得通”——

勇闯“无东谈主区”，从零入手探索，让放置余热变身清洁电能

在首钢水钢的厂区内，“超碳一号”示范工程正纷乱运行，将钢铁烧结（通过高温处理，使矿粉、颗粒状物料等细巧化并酿成固体的工艺历程）出产线排放的余热，转动为清洁电能。

从外不雅看，这台发电机组似乎与传统的烧结余热发电机组永别不大。本色区别在于，它的热力轮回工质是超临界二氧化碳，也即是东谈主们所说的“用二氧化碳发电”，而不是用蒸汽发电。

蒸汽发电技巧在工业余热发电、火力发电以及核电等传统发电规模应用无为，其旨趣肖似于“烧滚水”——热量将水变为水蒸气，推动汽轮机的叶片高速旋转，带动发电生动弹发电。但这一技巧出生百余年后，在服从、反馈速率等方面已难以赋闲期间发展需求。

“超碳一号”的出现带来了紧要变革。黄彦平说：“以后咱们毋庸‘烧滚水’了，‘烧’二氧化碳，实在地说是‘烧’超临界二氧化碳。”

超临界二氧化碳若何“烧”？研发团队先容，大体分为压缩、加热、彭胀、冷却四个设施。听上去并不复杂，那么高效发电的精巧在哪？就在“超临界”上。

物资的常见景色有固、液、气三态，但当物资所处的温度高于其临界温度、压力高于其临界压力时，就进入了超临界态。“当温度特殊31℃、压力升高至73个尺度大气压以上，二氧化碳就会进入超临界态。”黄彦平阐述注解，超临界二氧化碳既像液体一样具有高密度，又像气体一样具有低黏度。

研发团队成员郑若涵将超临界二氧化碳比作搬运能量的“超等快递员”：“在发电系统中，它从热源处‘揽收’热能，带着热能高速冲向透平机，彭胀作念功将热能高效调度为电能，完成任务冷却后复原运行景色，陆续过问‘配送’。它不断将热能调度为电能，晋升热能利用率和发电服从。”

事非经过不知难，成如容易却结巴。把看似马虎的旨趣应用于实践，资格了一段起劲探索。

2009年，黄彦平在一次专题筹商会上收到了中国工程院院士孙玉发托东谈主递来的一张纸条，上头提到了超临界二氧化碳发电技巧。

“国度有需求，磋磨有后劲，国际有东谈主在尝试。我要不要带个团队试试？”黄彦平回忆谈，回应是确定的。

但要“试试”艰难宝贵！黄彦平以前主要磋磨第四代核电技巧超临界水冷堆。同属超临界态，超临界二氧化碳却与超临界水透彻不同，这是他从未战斗过的生分规模。活着界范围内，对于这一前沿规模的公开磋磨府上少量，况且多数停留在表面阶段，短缺深度基础磋磨，技巧工程化是一派空缺。

“前后傍边都莫得东谈主，确实是‘无东谈主区’，莫得素质可参考，透彻从零入手。”黄彦平从磋磨超临界二氧化碳的物性入辖下手，花了三年时辰磋磨基快活趣，弄明显了“为什么要聘请超临界二氧化碳，而不是超临界态的其他气体好像水”。“这条路，走得通！”他指导团队向着技巧工程化落地入手繁重探索。

“咬住牙，我方干”——

从一颗螺丝钉入手，攻克系列关键技巧，终了全产业链自主可控

磋磨基础技巧表面，搭建教授平台，进行技巧考证，研发团队要闯过一个又一个关卡。令他们印象潜入的，是“一封二控三传递”。

封，指的是密封。高温高压景色下的超临界二氧化碳，在高速旋转的转轴破绽如何尽量减少露馅？密封结构必须既耐高温又耐磨损。研发团队以一种专有的密封结构，开元app处分了这个全球性难题。“关键的密封材料，是宇宙在食堂吃饭的时候聊出来的。”研发团队成员刘旻昀先容，黄彦平心爱把宇宙拉在一皆聊天，聊的内容合理就坐窝过问实验。

控，则是末端系统。超临界二氧化碳发电技巧通过构建闭式轮回终了高效纷乱作念功，拓荒与拓荒之间贯穿紧密。黄彦平这么形容：“如果一个拓荒‘伤风’了，另一个也会‘伤风’。”为阻遏“伤风”，研发团队在开展基础科研时便把能念念到的问题串起来，用近十年时辰开发出一套抽象动态末端系统。

传递，则是指热量的传递。超临界二氧化碳要搬运热量，需要外力——换热器来襄理把热量“放”到身上。全新的热力轮回工质需要全新瞎想的换热器，但他们连用来焊合换热器的工业母机都需要从新研发，为此花了六七年时辰。

“其时国内莫得厂家能制造，到国际采购，对方连看都不让看，过了一年还禁运了。”黄彦平说，“濒临技巧顽固若何办？只可咬住牙，我方干！”

每一个难题的处分都无素质可循。2016年，超临界二氧化碳发电技巧进入实验室测试阶段。在最为关键的实验室小限度发电考证阶段，接连不断的失败，让研发团队倍感压力。“其时团队成员开打趣，说我一去现场机器就出故障，不让我去。”黄彦平说，其实有故障阐述问题还在，得念念观点把它“跑通”。一天凌晨，正在北京出差的他接到了实验室团队崇敬东谈主打来的电话。“成了！”研发团队在全球初次终了兆瓦级超临界二氧化碳马虎轮回发电系统满功率纷乱运行！

就这么，从一颗螺丝钉入手研发工业母机，研发团队攻克了“两机三器（透平机、压缩机、换热器、回热器、冷却器等关键拓荒）一系统”从瞎想、制造到集成应用的一系列关键技巧，设置了超临界二氧化碳发电技巧研发体系，完成了技巧考证，直至终了全产业链自主可控。

“仰望星空，粉墨登场。咱们团队一直坚合手‘表面指导下的技巧发明和工程改进’，以问题为导向，依靠自主改进，扎塌实实处分一个个问题，向着工程化的指标前进。”黄彦平说。

科技改进靠东谈主才。繁重的探索之路，亦然一批后生科技东谈主才连忙成长之路。研发团队设置之初，加上黄彦平只须四东谈主。“一皆战斗”的改进精神、“谁说的对就听谁的”的改进氛围……研发团队迷惑了大批东谈主才，戎行不断壮大。

“合手续上前跑，才能保合手领跑”——

从实验室启程，迈向更多应用场景，助力终了“双碳”指标

我国《“十四五”能源规模科技改进计算》将超临界二氧化碳发电技巧列为逼近攻关要点任务之一；国务院印发的《“十四五”节能减排抽象使命决议》，提到“要点行业绿色升级工程”，触及钢铁、有色金属、建材、石化化工等行业。

乘着政策的东风，研发团队加速激动效果走出实验室，走向工程化应用。

2022年夏天，济钢集团国际工程技巧有限公司（简称“济钢国际”）崇敬东谈主来到核能源院寻求协作，念念将公司的烧结余热发电技巧与超临界二氧化碳发电技巧联结，用在钢铁厂的余热回收利用上。两边很快达成初步协作意向。2023年，由核能源院与济钢国际、首钢水钢共同激动的全球首套2*15兆瓦超临界二氧化碳烧结余热发电工程启动。样子盘算推算拓荒2台15兆瓦发电机组，“超碳一号”示范工程恰是其中一台。

如今，“超碳一号”示范工程已连气儿纷乱运行一个多月。按照表率化的操作规程，往常只需两三个东谈主值守运维。运行情况好到超出预期，经济效益、生态效益也相配可不雅。在正本发电基础上，这台机组每年可多发7000余万度电，发电收入加多近3000万元，减少碳排放数万吨。

“超碳一号”的奉行应用正在加速。2026年1月23日，一场超临界二氧化碳工质高效发电技巧科技效果对接会在山东举行。一批钢铁、化工企业将通过应用这一科技效果，加速绿色低碳高质料发展。

“咱们在超临界二氧化碳发电技巧方面，最初其他团队5年，终明显领跑。”黄彦平进一步阐述注解“领跑”，“一是咱们在国度撑合手下，通过基础科研、实验室考证到商运落地，在全球初次‘全部跑通’；二是咱们的龙套能给其他团队起到引颈作用，会迷惑更多东谈主参与磋磨；三是咱们要合手续上前跑，才能保合手领跑。‘超碳一号’仅仅咱们在超临界二氧化碳发电技巧中一个已落地的技巧型号，接下来咱们将磋磨更多应用场景，终了更多龙套，进行模块化奉行。”

超临界二氧化碳发电技巧可与多样热源组合成发电系统，除了工业余热发电规模，还能应用在火力、核能发电以及征象发电与储能等规模，构建不同功率等第的模块化、智能化发电机组，助力终了“双碳”指标。

现实上，更多的应用场景早已在进行中。中核集团2024年启动的50兆瓦“熔盐储能+超临界二氧化碳发电”示范样子已入选国度能源规模第五批首台（套）紧要技巧装备，瞻望将于2028年完成示范应用。

“超临界二氧化碳发电技巧刚起步，全球竞争颇为浓烈，敌手赶超起来速率很快。”黄彦平暗示，但愿将来有更多东谈主参与，共同攻克共性技巧难关，发掘更多应用场景后劲，赋闲社会对传统工业绿色转型和高效、清洁能源的需求。

起头：中央纪委国度监委网站

发布于：北京市