问题:在“双碳”目标与能耗强度约束持续强化背景下,钢铁等高耗能行业面临“既要稳产保供、又要降碳减排”的现实压力。
长期以来,烧结等环节释放的中高温余热虽然可回收利用,但传统蒸汽余热发电受系统体积大、热力效率受限、响应速度相对较慢以及耗水等因素影响,进一步提升空间有限。
如何在不改变既有工艺的前提下,把“散在烟气里的能量”更高效转化为可用电力,成为行业节能降碳的关键课题。
原因:超临界二氧化碳发电技术被认为是下一代高效能量转换的重要方向。
相较传统水蒸汽工质,超临界二氧化碳在较高密度、较低黏度等特性下可实现更高循环效率与更紧凑设备布置,并具有启动快、调节快、用水量低等优势,适配中小功率规模与中高温热源场景。
由于关键设备、材料工艺、系统集成和运行控制要求极高,此前这一方向虽是国际研究热点,但缺乏成熟工程先例,产业化路径一度受制于“无标准可依、无经验可循”的瓶颈。
此次机组投运,背后是长期技术积累与工程化攻坚的叠加效应:一方面,相关科研力量持续开展原理、设计与验证体系建设;另一方面,工程企业在冶金节能环保领域的实践积累,为技术集成和现场适配提供了“落地能力”。
影响:项目在贵州六盘水首钢水钢集团实现商业运行,意味着超临界二氧化碳发电从实验验证跨入可持续运行的产业阶段。
据项目方介绍,该示范工程为“超碳一号”全球首套2×15兆瓦超临界二氧化碳烧结余热发电工程,填补了中小功率规模、中高温热源场景高效动力技术空白。
就单体效益看,在原烧结工艺不变条件下,机组可显著提升余热发电效率与净发电量,预计每年新增发电量达7000余万度,并带来可观的经济收益;同时余热利用水平提升将减少外购能源需求,预计每年节约标煤近2万吨,兼具减污降碳效应。
更重要的是,其示范意义在于为钢铁、焦化、有色、水泥等存在稳定余热来源的行业提供了新的技术选项,有望推动“以能效提升换减排空间”的路径加速普及。
对策:从示范走向规模化应用,还需在政策、标准、产业链与运行管理上形成合力。
其一,建议围绕超临界二氧化碳发电工程设计、设备制造、检验检测、运行维护等环节加快形成标准体系,降低项目复制成本,提升工程安全性与一致性。
其二,强化关键装备与材料工艺的产业链协同,提升高温高压部件、密封与控制系统的国产化稳定供给能力。
其三,在高耗能行业推进余热资源“应收尽收”,通过合同能源管理等市场化机制,促进技术方、用能企业与金融机构共享收益、共担风险,提升投资可预期性。
其四,针对不同热源温区与工况波动,完善系统控制策略与运维体系,推动从“能并网”向“能稳定、能长期、能高效”转变。
前景:此次“全球首台商用”落地,也折射出传统制造企业在新旧动能转换中的角色变化。
以济钢集团为例,其转型以来聚焦跨界融合、产业升级,在高端装备与产业服务等方向持续布局,节能环保与低碳技术的工程化能力成为新的增长点。
随着能效约束趋严、电力成本与碳成本逐步显性化,余热发电等“节能即增效”的项目将更具经济吸引力。
未来,若相关技术在更多冶金场景与园区级综合能源系统中实现规模应用,并与数字化能管、储能调峰等手段协同,有望形成“余热回收—高效发电—源网荷储联动”的绿色能源解决方案,进一步释放工业领域节能降碳潜力。
“超碳一号”的成功投运,不仅是一次技术跨越,更是中国工业向绿色低碳转型的生动实践。
在全球能源革命浪潮中,中国企业正以创新为引擎,为破解发展与环保的平衡难题贡献智慧。
未来,随着类似技术的规模化推广,绿色制造或将成为高质量发展的新常态。